TUGAS TOKSIKOLOGI LINGKUNGANCLAVICEPS PURPUREA

OLEH :ANNISA MAULIDYA1210942003

DOSEN PEMBIMBING:ESMIRALDA, MT

JURUSAN TEKNIK LINGKUNGANFAKULTAS TEKNIK-UNIVERSITAS ANDALASPADANG2014

BAB IPENDAHULUAN1.1 Latar BelakangBahan makanan, selain merupakan sumber gizi bagi manusia, juga merupakan sumber makanan bagi mikroorganisme. Pertumbuhan mikroorganisme dalam bahan pangan dapat menyebabkan perubahan yang menguntungkan sepertipe rbaikan bahan pangan secara gizi, daya cerna ataupun daya simpannya.Selain itu pertumbuham mikroorganisme dalam bahan pangan juga dapat mengakibatkan perubahan fisik atau kimia yang tidak diinginkan, sehingga bahan pangan tersebut tidak layak dikomsumsi. Kejadian ini biasanya terjadi pada pembusukan bahan pangan.Bahan pangan dapat bertindak sebagai perantara atau substrat untuk pertumbuhan mikroorganisme patogenik dan organisme lain penyebab penyakit. Penyakit menular yang cukup berbahaya seperti tifus, kolera, disentri, atau TBC, mudah tersebar melalui bahan makanan.Gangguan-gangguan kesehatan, khususnya gangguan perut akibat makanan disebabkan, antara lain oleh kebanyakan makan, alergi, kekurangan zat gizi, keracunan langsung oleh bahan-bahan kimia, tanaman atau hewan beracun; toksintoksin yang dihasilkan bakteri; mengkomsumsi pangan yan mengandung parasitparasit hewan dan mikroorganisme. Gangguan-gangguan ini sering dikelompokkan menjadi satu karena memiliki gejala yang hampir sama atau sering tertukar dalam penentuan penyebabnya.Secara umum, istilah keracuan makanan yang sering digunakan untuk menyebut gangguan yang disebabkan oleh mikroorganisme., mencakup gangguangangguan yang diakibatkan termakannya toksin yang dihasilkan organismeorganisme tertentu dan gangguan-gangguan akibat terinfeksiorganisme penghasil toksin. Toksin-toksin dapat ditemukan secara alami pada beberapa tumbuhan dan hewan atau suatu produk metabolit toksik yang dihasilkan suatu metabolisme. Dengan demikian, intoksikasi pangan adalah gangguan akibat mengkonsumsi toksin dari bakteri yang telah terbentuk dalam makanan, sedangkan infeksi pangan disebabkan masuknya bakteri ke dalam tubuh melalui makanan yang telah terkontaminasi dan sebagai akibat reaksi tubuh terhadap bakteri atau hasil-hasil metabolismenya

1.2 Rumusan MasalahAdapun rumusan masalah yang akan dibahas pada makalah ini adalah:1. Bagaimana proses ekokinetika suatu xenobiotik (Claviceps purpurea)?2. Bagaimana proses farmakokinetika suatu xenobiotik (Claviceps purpurea)?3. Apa penyebab dan dampak xenobiotik (Claviceps purpurea) terhadap manusia dan lingkungan?4. Apa solusi dari permasalahan yang ada?1.3 TujuanTujuan pembuatan makalah ini adalah:1. Untuk mengetahui proses ekokinetika dari suatu xenobiotik (Claviceps purpurea);2. Untuk mengetahui proses farmakokinetika dari suatu xenobiotik (Claviceps purpurea);3. Untuk mengetahui penyebab dan dampak xenobiotik terhadap manusia dan lingkungan;4. Untuk mendapatkan solusi dari permasalan toksikologi lingkungan.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Umum Jamur Claviceps purpurea merupakan divisi dari Ascomycotina. Ciri-ciri jamur divisi ini adalah :a. Tubuh ada yang uniseluler dan ada yang multi seluler.b. Ascomycotina multiseluler, hifanya bersekat dan berinti banyak.c. Hidupnya: ada yang parasit, saprofit, ada yang bersimbiosis dengan ganggang membentuk Lichenes (Lumut kerak).d. Reproduksi:-Vegetatif : pada jamur uniseluler membentuk tunas-tunas, pada yang multiseluler membentuk spora dari konidia.- Generatif: membentuk askus yang menghasilkan askospora.Senyawa beracun yang dihasilkan fungi disebut mikotoksin. Toksin ini dapat menimbulkan gejala sakit yang kadang-kadang fatal. Beberapa diantaranya bersifat karsinogen. Beberapa mikotoksin bersifat halusinogenik, misalnya asam lisergat. Beberapa contoh mikotoksin disampaikan pada tabel.MikotoksinKapang PenghasilPenyakit yang disebabkanBahan Pangan yang Terkontaminasi

AlfatoksinAspergillusflavus,A.parasiticusKegagalan fungsihati, kanker hatiKacang tanah, kacangkacanganlain, jagung, serealia

Asam penisilatPenicilliumCyclopium, P. mar-Tensii, P.chraceus,P. melleusPembentukantomur,kerusakan ginjalJagung, barley, kacang-kacangan

ErgotoksinClaviceps purpureaKerusakan hatiSerealia

Okrakoksin AA. ochraceus, A.Mellus, A. sul-Phureus, P.viridicatumKerusakan hatiJagung, kacangkacangan,Barley

PatulinA. clavatus, P.Patulum,P.expansumKerusakan hati,Kanker hatiApel dan produk-produkapel (cider dan saus apel)

2.2Taksonomi Ergot adalah nama sekelompok ascomycetes (jamur ergot) dari genus Claviceps. Anggota yang paling menonjol dari kelompok ini adalah Claviceps purpurea. Jamur ini menginfeksi serealian dan rerumputan.Kingdom : FungiPhylum : AscomycotaClass : SordariomycetesOrdo : HypocrealesFamily : ClavicipitaceaeGenus : ClavicepsSpecies : Purpurea

Gandum yang terinfeksi ergot

2.3. Sifat Jamur Jamur ini bersifat parasit tanaman, biasanya ditemukan pada butir gandum hitam atau kadang-kadang pada rumput quackgrass. Hal pertama yang terjadi yaitu jamur Claviceps purpurea menginfeksi bunga gandum hitam ketika masih muda, kemudian ia akan menginduksi sel, membelah (hiperplasia), membesar (hipertrofi), menciptakan sklerotia coklat yang besar pada gandum dan memungkinkan jamur untuk bertahan hidup pada kondisi yang sangat sulit seperti musim dingin dan musim kering. Dalam siklus hidupnya sklerotia coklat yang besar terdapat pada gandum akan jatuh ke tanah dan menahan musim dingin, berkecambah di musim semi untuk menghasilkan stroma yang berisi perithecia yang menghasilakan spora juga. Jamur ini merugikan, karena salah satu butir tanaman akan tergantikan, sehingga mengurangi hasil. Selain itu, nutrisi dari biji-bijian juga tertarik oleh jamur ini.

Berbagai ukuran ergot yang menginfeksi gandum

Biji yang terinfeksi ergot lebih besar.

2.4. Manfaat Di tangan para ahli Claviceps purpurea dapat digunakan untuk menghentikan pendarahan setelah melahirkan serta untuk aborsi. Jamur ini dapat membantu melahirkan, karena terdiri dari alkaloid dan amina aktif dan tidak aktif serta komponen nitrogen lain. Ergotamin ini amat berguna untuk kaum wanita yang bersalin. Ia bertindak dalam pengecutan saluran darah yang akan meyebabkan pendarahan berkurang semasa bersali. Tindakan ergotamin dalam pengecutan otot juga memudahkan bayi keluar. Selain itu sistem saraf disekat dan sebagian fungsi otak akan berhenti, oleh itu para ibu tidak akan mengalami rasa kesakitan semasa bersalin. Ekstrak dari rumput yang terinfeksi Claviceps purpurea dapat digunakan sebagai pewarna tato.

2.5.KerugianErgot adalah penyakit tanaman yang disebabkan oleh jamur Claviceps purpurea. Gejala ergot menjadi jelas selama pembentukan kernel, ketika tubuh ergot terbentuk di tempat kernel. Tubuh ergot disebut sclerotia, terbentuk dari massa keras dari miselium jamur. Ergot memiliki kulit pelindung yang keras di luar, yang berwarna hitam sampai ungu gelap. Sedangkan bagian dalam berwarna putih sampai abu-abu. Ergot memanjang dan menonjol, menyebabkan benih 10 kali lebih besar dari ukuran normal. Dalam beberapa sereal tubuh ergot dapat mencapai 2 cm, tetapi pada rumput lebih kecil dan ramping. Dalam satu biji dapat mengandung satu atau beberapa tubuh ergot. Ergot dapat dengan mudah diidentifikasi dalam biji-bijian.

2.6 Siklus Penyakit Ergot Ada dua tahap siklus penyakit ergot. Tahap pertama terjadi di musim semi ketika tubuh ergot berkecambah untuk menghasilkan struktur berbentuk drumstick kecil. Badan ergot dapat berasal dari tanaman sereal sebelumnya, atau dari rumput yang ada di sekitarnya. Ergot juga dapat berasal dari benih yang ditanam. Kondisi yang dibutuhkan untuk perkecambahan tubuh ergot adalah saat musim dingin, diikuti oleh tanah basah berkepanjangan di musim semi. Struktur drumstick menghasilkan spora yang disebut askospora yang menjadi windborne. Askospora pada kuntum melakukan penetrasi pada tanaman di awal pembentukan bunga. Dalam waktu lima hari dari kuntum yang pertama terinfeksi oleh askospora, tahap kedua dalam siklus penyakit terjadi. Tahap ini dikenal sebagai "honeydew stage." Selama tahap honeydew, kuntum memancarkan cairan lengket dari spora (konidia). Konidia disebarkan oleh serangga dan hujan untuk kuntum lainnya. Spora ini dapat disebarluaskan selama perbungaan terjadi. Tahap honeydew pada tanaman yang terinfeksi menurun, dan digantikan oleh tubuh ergot yang keras.Tubuh ergot jatuh dari kepala ke tanah sebelum atau selama panen, atau dapat dipanen dengan benih. Tubuh ergot jarang bertahan selama lebih dari satu tahun dalam tanah.

Ergot yang bergerminasi untuk memproduksi drumstick yang akan menghasilkan spora.

2.7 Kondisi Potensial Pertumbuhan Ergot Ergot yang paling banyak muncul di tahun ketika kondisi lembab terus berlaku selama kedua tahap dari siklus penyakit. Pertama, kelembaban yang diperlukan pada permukaan tanah selama musim semi dan awal musim panas untuk memulai perkecambahan tubuh ergot. Kedua, basah, berawan dan cuaca dingin memperpanjang periode pembungaan dan meningkatkan infeksi bagi spora untuk memasuki kuntum. Kondisi ini juga dapat mendukung populasi serangga kutu daun, thrips, nyamuk dan hopper daun, yang berfungsi sebagai vektor potensial yang melengketkan spora.Kondisi agronomi, seperti kesuburan kurang, dapat menunda kematangan dan membuat fisiologi bunga kecil lebih terbuka yang rentan terhadap infeksi. Ergot juga dikaitkan dengan defisiensi tembaga. Defisiensi tembaga dapat menunda pembungaan dan memicu kemandulan bunga jantan,menyebabkan bunga kecil untuk tetap terbuka lebih lama. Tanah lempung berpasir menjadi salah satu faktor penyebab defisiensi tembaga.Tanaman dengan tinggi proporsi anakan dan bunga yang tidak merata, lebih mudah terkena infeksi untuk jangka waktu yang lebih lama. 2.8 Kemunculan Terakhir Ergot Kondisi lingkungan yang tepat dan kondisi pengembangan tanaman yaang kurang baik menghasilkan masalah ergot yang luas. Wabah terakhir dari ergot di Saskatchewan terjadi pada 1999 dan 2008. Pada tahun 2008, tanah dingin sehingga menyebabkan tanaman dengan tahap pertumbuhan tidak merata, memperpanjang periode waktu tanaman berbunga dan rentan untuk ergot. Cuaca dingin, lembab di akhir musim semi dan musim panas mengawali perkecambahan ergot dan infeksi awal, yang dilanjutkan penyebaran. Penyebaran ini terjadi dari tanaman ke tanaman melalui percikan hujan dan serangga.Demikian pula pada tahun 1999, hujan awal musim semi memberikan kondisi ideal untuk perkecambahan tubuh ergot. Canada Western Red Spring (CWRS) gandum adalah salah satu tanaman utama terpengaruh selama wabah ini. Rata-rata 17 persen dari sampel CWRS dari provinsi ini mengalami infeksi ergot untuk tahun 1999 dan 2008, dengan tingkat infeksi rata-rata 0,02 persen (Komisi Grain Kanada). Sebelum 1999, ergot tidak dilaporkan pada tingkat signifikan sejak awal tahun 1980. Ada penampilan sporadis ergot pada tahun 2000 dan 2001 karena beban ergot meningkat untuk tanah dari 1999.

2.9Dampak Negatif Ergot Ergotism adalah gejala yang berkembang pada manusia dan hewan setelah makan makanan atau pakan dengan kontaminasi ergot. Ergotism itu sendiri disebabkan oleh bahan kimia dalam jamur. Gejala yang ditimbulkan jika terinfeksi penyakit ini seperti rasa panas yang parah pada tungkai. Ini disebabkan oleh efek alkaloid ergot pada sistem vaskular karena vasokonstriksi pembuluh darah, kadang-kadang menyebabkan gangren dan kehilangan anggota tubuh karena sirkulasi darah sangat dibatasi. Aktivitas farmakologi dari alkaloid ergot juga dapat menyebabkan halusinasi dan perilaku irasional petugas, kejang, dan bahkan kematian. Gejala lain termasuk kontraksi rahim yang kuat, mual, kejang, dan pingsan.

2.10 Ekokinetika Jamur Ekokinetika berasal dari kata kinetik = gerak dan eko = ekosistem, sehingga ekokinetika dapat diartikan sebagai kinetik atau gerak suatu zat raun di dalam ekosistem atau dapat dikatakan sebagai nasib/fate dari zat tersebut, karena tergantung dari sift kimia, fisika, biologis racun dan kondisi dimana ia berada dan menentukan kemana ia pergi/dialirkan. Nasib racun ini tergantung sekali kepada sumbernya, media transpornya, dan apakah akan terjadi transformasi. Ekokinetika meliputi tanspor dan transfomasi. Berikut akan dipaparkan transpor dan transformasi dari jamur Claviceps purpurea.Transpor Claviceps purpurea dapat terjadi melalui transpor tanah maupun transpor udara. Transpor tanah berasal dari benih yang ditanam dan masuk ke tanah, apalagi tanah yang basah pada kondisi hujan yang panjang. Sedangkan transpor udara berasal dari angin yang membawa spora yang dihasilkan oleh jamur yang disebut dengan askospora. Askospora pada kuntum melakukan penetrasi pada tanaman di awal pembentukan bunga. Dalam waktu lima hari dari kuntum yang pertama terinfeksi oleh askospora, kuntum memancarkan cairan lengket dari spora (konidia). Konidia disebarkan oleh angin, serangga, maupun hujan untuk kuntum lainnya. Spora ini dapat disebarluaskan selama perbungaan terjadi. Transformasi Claviceps purpurea adalah bermula dari askospora yang menginfeksi bakal buah tanaman Gramineae. Miselium jamur ini akan menghasilkan konidium, konidium akan menghasilkan zat manis yang seperti tetes-tetes embun (disebut honey dew). Setelah bakal buah rusak miselium membentuk sklerotium. Sklerotium inilah yang disebut ergot yang dapat menginfeksi tanaman dan manusia.

2.11 Farmakokinetika JamurFarmakokinetika merupakan kinetika xenobiotik saat telah berada di dalam tubuh organisme. Mulai dari portal of entry, absorpsi, distribusi, metabolism, eksresi dan efek/ respons terhadap tubuh. Portal of entry merupakan pintu masuknya xenobiotik ke dalam tubuh organisme. Portal of entry ergot ini adalah melalui mulut (oral) dan masuk ke saluran pencernaan. Selanjutnya absorbsi jamur ini adalah melalui portal of entry dan absorpsi pada tumbuhan. Absopsi pada tumbuhan melalui akar tanaman dan disalurkan ke seluruh bagian tumbuhan atau melalui benih yang ditanam. Selanjutnya akan masuk ke tahap distribusi ke berbagai organ tubuh. Mekanisme distribusi jamur ini adalah melalui peredaran darah karena jamur yang terbawa lewat makanan akan dicerna oleh sistem pencernaan dan selanjutnya akan didistribusikan ke seluruh tubuh lewat peredaran darah yaitu arteri dan vena. Metabolisme jamur ini adalah kumulasi yaitu penumpukan zat di dalam tubuh. Ergot yang masuk ke tubuh akan mengalami penumpukan pada saraf kaki sehingga dapat menyebabkan kaki membengkak dan susah berjalan, selain pada saraf kaki juga menyebabkan peredaran darah tersumbat sehingga aliran darah tidak lancar. Hal inilah yang dapat memicu terjadinya kejang otot dan halusinasi akibat sirkulasi oksigen pada darah tidak lancar. Ekskresi pada jamur ini adalah melalui urin.2.14 Mengatasi ErgotTidak banyak upaya petani yang bisa dilakukan untuk mengontrol ergot di lapangan. Pencegahan adalah strategi manajemen yang terbaik, tetapi upaya dikatakan terlambat apabila gejala ergot telah diamati. Teknik pemanenan: tingkat lebih tinggi berada sekitar tepi lapangan, hal ini dikarenakan spora datang dari rumput pinggir jalan, dan di mana serangga yang paling aktif. Sebelum panen, petani dapat mengidentifikasi ladang mereka untuk menentukan di mana perkembangan ergot yang terburuk, seperti tanjung, dan memanen daerah tersebut secara terpisah. Benih terinfeksi berat maka harusPersiapan lahan: Bagi petani menggunakan pengolahan tanah konvensional, mengubur sisa tanaman dan tubuh ergot dengan kedalaman sekitar empat cm dapat menghambat perkecambahan mereka musim semi berikutnya.Benih pembersihan: tubuh Ergot relatif mudah dibersihkan dari banyak benih, namun pembersihan bisa mahal, terutama jika pemisah gravitasi digunakan. Namun, jika petani memiliki akses untuk membersihkan peralatan, kemungkinan sepadan dengan biaya untuk menyimpan nilai pada lift. Untuk banyak biji kecil atau mahal seperti rumput makanan ternak, metode flotasi dapat digunakan. Rendam benih dalam 20 per larutan garam persen dan aduk. Ergot akan naik ke atas.. Lalu bilas dan mengeringkan sisa biji.Tanaman biji bersih: Menanam benih penuh dengan tubuh ergot dapat menyebarkan penyakit ke tanaman yang lain atau yang sebelumnya sudah ditanam. Tidak ada pengobatan benih yang efektif melawan ergot. Jika Anda menggunakan dua-tahun biji tua, kelangsungan hidup ergot menjadi sangat berkurang. Namun, bahkan tidak dapat hidup jika tubuh masih mengandung alkaloid dari ergot.Rotasi tanaman: tubuh Ergot bertahan dalam tanah selama kurang lebih satu tahun, sehingga rotasi tanaman dari sereal selama satu hingga dua tahun dianjurkan. Hindari menanam serealia musim semi berikutnya untuk sereal musim dingin.Pilihan tanaman: Meskipun varietas sereal mungkin berbeda dalam kerentanan mereka terhadap infeksi ergot, tidak ada varietas yang benar-benar tahan. Di Saskatchewan pada tahun 1999, uji coba berbagai daerah sereal dinilai untuk membandingkan kerentanan terhadap ergot (Fernandez 2000). Mereka menemukan bahwa tingkat ergot adalah serupa pada Kanada Western Red Semi dan Kanada Barat Amber durum (CWAD) tes, dan sedikit lebih rendah di Kanada musim semi Prairie (CPS) tes. Secara keseluruhan, tingkat penyakit terlalu variabel untuk dapat menggambar apapun kesimpulan tentang perbedaan varietas. Dalam sebuah penelitian yang lebih baru dilakukan dalam lingkungan yang terkendali, baik CPS dan CWADPastikan berdiri seragam: Gunakan benih dengan perkecambahan yang baik, benih pada kedalaman yang konsisten, dan menggunakan program pupuk berimbang sehingga tanaman sereal adalah seragam dalam pembangunan. Penambahan tembaga juga akan membantu pengendalian infeksi ergot, tetapi hanya dalam tanah yang kekurangan tembaga. Penanaman tanaman sereal pada saat yang sama di suatu daerah, sehingga mereka bunga selama jangka waktu sempit, akan mencegah penyebaran penyakit dari satu bidang ke bidang lainnya. Terapkan herbisida pada tingkat yang benar dan waktu untuk mencegah sterilitas bunga kecil.Sanitasi: Sekitar tanjung atau jalan raya untuk menghilangkan rumput sebelum bunga sehingga mereka tidak melayani sebagai tuan rumah untuk yang pertama tahap siklus penyakit.

BAB IIIPENUTUP3.1 KesimpulanAdapun kesimpulan pada makalah ini sebagai berikut: 1. Ergotism adalah gejala yang berkembang pada manusia dan hewan setelah makan makanan atau pakan dengan kontaminasi ergot. Ergotism itu sendiri disebabkan oleh bahan kimia dalam jamur.2. Aktivitas farmakologi dari alkaloid ergot juga dapat menyebabkan halusinasi dan perilaku irasional petugas, kejang, dan bahkan kematian. Gejala lain termasuk kontraksi rahim yang kuat, mual, kejang, dan pingsan.

3.2 SaranAdapun saran yang dapat penulis berikan pada studi kasus ini adalah:1. Sebaiknya dilakukan sosialisasi kepada masyarakat khususnya petani mengenai potensi bahaya yang ditimbulkan ergot di dalam gandum;2. Sebaiknya dilakukan pencegahan dini kepada petani dengan cara menggunakan Alat Pelindung Diri seperti masker, sarung tangan, alat pelindung kepala dan lainnya.

DAFTAR PUSTAKAAnton, A. P. Ergotisme Pada Manusia. http://herawatisn09.student.ipb.ac.id. Tanggal Akses: 20 September 2014Febri. 2011. P Claviceps purpurea. http://febri-kesling.blogspot.com/2011/11. Tanggal Akses: 20 September 2014Mukono. 2009. Dampak Ergotisme Serta Penanggulangannya. http://mukono.blog.unair.ac.id/2009/09/09/. Tanggal Akses: 26 November 2013Rahmatillah. 2011. Jamur. http://www.slideshare.net/annierahmatillah/2011. Tanggal Akses: 26 November 2013Ratna. 2013. Dampak Jamur bagi Lingkungan. http://putridwiratna.blogspot.com/2013/04/v-behaviorurldefaultvmlo_16.html. Tanggal Akses: 26 November 2013Tarsindo. 2012. Ekokinetika dan Farmakokinetika. http://tralalaikrima.blogspot.com/2012/04/makalah-toksikologi-jamur-as.html. Tanggal Akses: 26 November 2013