Kesling Toksling

download Kesling Toksling

of 40

  • date post

    06-Jan-2016
  • Category

    Documents

  • view

    257
  • download

    2

Embed Size (px)

description

materi kesling

Transcript of Kesling Toksling

  • TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN

  • PENDAHULUAN

    Interaksi manusia dan lingkungan Bahan kimia baru dibuat Limbah dibuang

    Pengaruh racun terhadap manusia: Kasus bom atom

    di Hiroshima dan Nagasaki, Minamata, dioksin, Pb, dll.

    Kualitas lingkungan? Meningkatkan kesejahteraan manusia?

    Toksikologi lingkungan

  • Toksikologi

    Mempelajari tentang toksin (racun) serta efeknya terutama untuk mahluk hidup

    Toksin merusak atau memaMkan organisma karena racun bereaksi dengan komponen selular untuk mengganggu fungsi metabolisma

  • Toksikologi Lingkungan

    Atau ekotoksikologi Membahas tentang interaksi, transformasi, fate, dan efek dari senyawa kimia alamiah maupun sinteMs di dalam biosfer termasuk organisma individual, populasi dan seluruh ekosistem

  • Toksikologi Lingkungan

    Mencari substansi yang aman Mencegah terjadinya efek yang Mdak dikehendaki

    Membuat kriteria dasar untuk standardisasi lingkungan

    Memperbaiki cara pengobatan Menilai risiko dan memberikan saran atau rekomendasi untuk minimalisasi efek

  • Xenobiotik = Bahan asing bagi tubuh organisme Xenobiotik Lingkungan Organisme Efek Biologis

    Alami: racun dari benda hidup (Clostridium botulinum, aatoksin, tanaman beracun, hewan beracun)

    Buatan/abioMs: racun logam, organik

    Sumber

    EMISI

    EKOKINETIKA

    FARMAKOKINETIKA PEMAPARAN

    IMISI

  • Jenis-jenis xenobiotik

    Emisi: - Point - Area - Mobile

    Sumber: Cunningham, 2008

  • Ekokinetika Proses biotik abiotik (fisik, kimia, dan

    enzim) Transportasi: jarak pendek dan jarak

    jauh Efek regional atau lokal

    Tergantung: sumber, distribusi/ transportasi, dan transformasi

    Mudah ditransportasi (gas, partikulat, aerosol dan cairan), kelarutan

    Persistensi di lingkungan Reaktivitas (interaksi dengan

    komponen lain) toksisitas, degradabilitas, distribusi

    biokonsentrasi, bioakumulasi dan biomagnifikasi

    Sumber: Cunningham, 2008

  • Ekokinetika Solubilitas dan mobilitas: Merupaka hal penMng

    Larut dalam air: Senyawa akan lebih cepat tersebar luas dan lebih mudah masuk ke dalam sel

    Larut dalam lemak/minyak: (umumnya senyawa organik) memerlukan

    pembawa untuk dapat menyebar di lingkungan dan ke luar - masuk tubuh.

    Dalam tubuh: mudah menembus ke dalam jaringan dan sel karena membran pembungkus sel tersusun oleh senyawa kimia yang serupa (larut dl lemak). Senyawa kimia akan terakumulasi dalam sel dan berada selama bertahun2.

  • Bioakumulasi - Biomagnifikasi

    Sumber: Cunningham, 2008

  • Bioakumulasi: Sel mempunyai kemampuan utk mengakumulasi nutrien dan mineral esensial, sel juga dapat mengabsorpsi dan menyimpan senyawa toksik

    Biomagnikasi: efek toksik yang meningkat pada rantai makanan

  • Persitensi

    Senyawa yang mudah terurai: konsentrasi segera menurun pada saat masuk ke lingkungan

    Senyawa persisten: Metal (Pb), plasMk PVC, pesMsida, hidrokarbon terklorinasi, asbes

  • Persisten Organic Pollutans (POPs) Terakumulasi dalam rantai makanan dan mencapai nilai toksik PBDE (Polybrominated diphenyl ethers): penahan teksMl terbakar, plasMk

    komputer 150 jt ton pertahun. Gangguan syaraf pada bayi lahir

    Peruorooctane sulfonate (PFOS) & Peruorooctane Acid (PFOA) C8: Produk anM lengket, tahan air dan noda seperM Teon, Gortex. Pada Mkus: kerusakan liver, kanker dan sistem reproduksi

    Phthalates: digunakan pada kosmeMka, deodorant dan plasMk (PVC) mainan anak. Hewan uji: kerusakan liver dan ginjal bahkan kanker.

    Antrazine: Herbisida. Mengganggu sistem hormon endocrine aborsi spontan, berat lahir kurang, gangguan neurologis

  • Faktor2 yang menentukan Ekokinetika

    Media transpor: udara, air, tanah, organisme rantai makanan jika ada perubahan struktur disebut transformasi ABIOTIK dan BIOTIK

    Sifat Fisik Kimia: Berat Molekul, Kelarutan, VolaMlitas, Koesien parMsi, Adsorpsi

  • Sifat Fisika Kimia Zat Zat Kimia BM (mg/

    mol) Ti1k Didih (oC)

    Tek Uap 25oC (Atm)

    Kelarutan dlm air (mg/L)

    Log KoW

    Log Koc

    MeMlkloroform 133,4 74,1 0,163 1334 2,48 2,11

    Klorobenzen 112,6 131,7 1,55 x 10-2 503 2,84 2,46

    Chlorpyrifos 350,6 - 2,46 x 10-8 0,87 4,9 4,24

    DDT 354,5 - 2,6 x 10-10 3,29X10-3 6,36 5,39

    Kow = Koefisien partisi n-octanol/air Koc= Koefisien distribusi organik-karbon

  • DDT POPs Hidrofobik terabsorb kuat pada tanah Half life: 22 hari 30 tahun Dapat hilang melalui proses: penguapan, fotolisis, biodegradasi aerobik dan anaerobik Dalam air: terabsorb cepat pada organisma dan sedimen, menguap Hasil degradasi: DDE dan DDD persisten

  • DDT

    DDE DDD

  • TRANSFORMASI

    ABIOTIK: Fotokimia - Oksidasi Oksidasi - Reduksi Hidrolisis - lainnya: alkilasi, klorinasi

    BIOTRANFORMASI: Mikroorganisma Tanaman dan hewan

  • Pemaparan

    Sumber: Cunningham, 2008

  • Imisi Lingkungan: air, udara,

    tanah, makanan, tempat kerja

    Portal of entry: - inhalasi - oral - kulit Berapa yang masuk

    (intake dose) ?

    Sumber: Cunningham, 2008

  • Farmakokinetika Oral: mulut lambung usus halus usus

    besar Proses: enzimaMk, netralisasi, absorpsi, reaksi dengan senyawa lain

    Inhalasi: nasofaring trakeo-bronkial alveoli Proses: transfer gas dan masuk ke peredaran darah

    Dermal: permukaan kulit Proses: barrier, reaksi dengan kulit, menembus kulit

    Portal of entry

    Absorpsi

    Distribusi

    Metabolisme

    Ekskresi

    Dosis vs konsentrasi?

  • DeniMon Exposure Any condiMon which provides an opportunity for an external environmental agent to enter the body

    Dose The amount of agent actually deposited within the body Typically, the disMncMon between exposure and dose is blurred, although in reality, signicantly dierent doses can result from the same exposure

    Response The biological response to an agent

  • Exposure Response Paradigm

  • 9/21/14 Dwina Roosmini 24

    Efek Akut:

    Dalam waktu singkat

    Akibat pajanan(exposure) konsentrasi Mnggi Kronis:

    Dalam waktu lama

    Pajanan konsentrasi rendah dalam waktu panjang Penyakit Non-Infeksi

  • Efek pada manusia

    Efek pada organisme tergantung: -toleransi, -hipersensitivitas, -kumulasi Pada: sel, enzim, DNA, RNA, organ target (hati, sistem saraf, paru-paru, ginjal, kulit)

    Efek berdasarkan gejala: - Fibrosis - Granuloma - Demam - Anfiksia - Alergi - Mutan, kanker, dan teratoma - Endocrine disrupture - Neurotoksik

    Keracunan sistemik

  • Mekanisme dalam menurunkan efek toksik

    Konsep dasar toksikologi: seMap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu.

    Senyawa kimia mempunyai batas aman efek yang diMmbulkan sangat kecil atau tdk terdeteksi secara signikan Contoh: Kopi

    Aspirin Bayam: 10 kg

  • Senyawa karsinogenik dalam kopi

    Acetaldehyde Benzaldehyde Benzene Benzofuran Benzo[a]pyrene Caeic acid Catechol 1,2,5,6 Dibenzanthracene Ethanol

    Ethylbenzene Formaldehyde Furan Furfural Hydrogen peroxide Hydroquinone Limonine Styrene Toluene Xylene Toksik: 100 cangkir kopi LD kafein

  • Mekanisme dalam menurunkan efek toksik

    Degradasi Metabolik dan Ekskresi

    Mekanisme perbaikan kerusakan

  • Degradasi metabolik dan ekskresi

    Sistem Ensimatik: Ensim (E mikrosomonal P450) menurunkan efek toksik Mamalia: terletak di haM

    Ekskresi: Eliminasi dari tubuh melalui proses ekskresi Molekul volaMl: CO2, HCN dan keton ekskresi melalui sistem pernafasan Garam dan senyawa lain berlebih keringat Senyawa/bahan terlarut fungsi ginjal urin

    Akumulasi senyawa toksik: Kerusakan sistem vital: ginjal, lambung, usus

  • Sel Tumbuhan, Hewan dan Mikroorganisma

  • Metabolisme Xenobiotic

    Jalur metabolisma yang mengubah struktur kimia senyawa xenobiotic

    Reaksi kimia (biotransformasi): terjadi pada hampir seluruh mahluk hidup proses detoksikasi

    Terjadi dalam 3 fase

  • Metabolisme Xenobiotic Fase I : modikasi Fase II: konyugasi Fase III: modikasi lanjutan dan ekskresi

    Membran sel: pembatas permeabel hidrofobik mengendalikan lingkungan internal

    Senyawa polar Mdak dapat menembus kecuali senyawa2 yang diperlukan transport protein

  • Metabolisme Xenobiotic Fase I (Modifikasi)

    Melibatkan berbagai ensim Cytochrome P-450 (CYP, P450, CYP450) dependent mixed funcMon oxidase system terjadi di mitokondria atau reMkulum endoplasma

    Reaksi:

    Oksidasi, Reduksi Hidrolisis Reaksi yang dikatalisa:

    monooksigenase RH + O2 + 2H+ + 2e ROH + H2O

  • Reaksi monooksigenase

    Oksidasi alifaMk/aromaMk alkohol N-dealkilasi bila ada gugus R-N-CH3 R-NH + HCHO

    O-dealkilasi bila ada gugus R-O-CH3 R-OH + HCHO

    S-dealkilasi: paraMon parokson OksidaMf deaminasi bila ada gugus R-N-CH3 R-NH + HCHO

  • Reaksi Oksidasi lain

    Penyisipan gugus OH-fenolik ke dalam senyawa aromaMk Benzene Fenol

    Oksidasi menghasilkan Hidrogen Peroksida (H2O2) menyerang substrat luka kimia

  • Hidrolisis Memecah molekul: ester alkohol dan asam Ensim: