HOST-AGENT ENVIRONMENT

TRIAS PENYEBAB PENYAKIT PENDAHULUAN Proses terjadinya penyakit disebabkan adanya interaksi antara “agen” atau faktor penyebab penyakit, manusia sebagai “pejamu” atau “host”, dan faktor lingkungan atau “environment” yang mendukung. TRIAS PENYEBAB PENYAKIT (Gordon & Le Rich, 1950)

PENGERTIAN HOST, AGENT & ENVIRONMENT FAKTOR HOST / PEJAMU Organisme, biasanya berupa manusia atau hewan yang menjadi tempat terjadinya proses alamiah penyakit. Pejamu memberikan tempat dan penghidupan kepada suatu patogen.

FAKTOR AGEN Agen merupakan semua unsur atau elemen hidup maupun tidak hidup yang kehadirannya atau ketidakhadirannya bila diikuti dengan kontak yang efektif dengan pejamu (host) yang rentan dalam keadaan yang memungkinkan akan menjadi stimuli untuk menyebabkan terjadinya proses penyakit.

KARAKTERISTIK AGEN (CDC 2002) Infektifitas : kemampuan agen untuk menyebabkan infeksi di dalam pejamu yang rentan Patogenitas : kemampuan agen menimbulkan penyakit di dalam pejamu Virulensi : ukuran keganasan/ derajad kerusakan yang ditimbulkan bibit penyakit Antigenisiti : kemampuan agen merangsang mekanisme pertahanan tubuh pejamu.

KLASIFIKASI AGEN Biologis Kimia Nutrisi Mekanik Fisik

AGEN BIOLOGIS Virus : uniseluler misalnya influensa, HIV, Hepatitis dll Bakteri : uniseluler, berkembang biak di dalam dan di luar tubuh. Jamur : berspora dengan reservoir tanah Ricketsia : ukuran antara virus & bakteri (ex. Rocky mountain spotted fever) Protozoa : Metazoa : multiseluler

AGEN KIMIA Pestisida Food-addivites Obat-obatan Limbah industri AGEN NUTRISI Pestisida Food-addivites Obat-obatan Limbah industri Insulin ureum Karbohidrat Protein Lemak Vitamin Mineral air

AGEN FISIK Kecelakaan Jalan Raya Suhu Radiasi Trauma mekanis AGEN MEKANIK AGEN FISIK Kecelakaan Jalan Raya Suhu Radiasi Trauma mekanis Tekanan Udara Kelembapan Udara Bising, dsb

FAKTOR LINGKUNGAN (ENVIRONMENT) Adalah segala sesuatu yang mengelilingi dan juga kondisi di luar manusia atau hewan yang menyebabkan atau memungkinkan penularan penyakit. Merupakan faktor ekstrinsik yang cukup penting dalam menentukan terjadinya proses interaksi antara pejamu dengan unsur penyebab dalam proses terjadinya penyakit. Secara garis besar dapat dibagi dalam tiga bagian utama yaitu :

A. LINGKUNGAN FISIK Keadaan fisik sekitar manusia yang berpengaruh terhadap manusia baik secara langsung, maupun terhadap lingkungan biologis dan lingkungan sosial manusia. Lingkungan fisik meliputi : Udara, keadaan cuaca, geografis dan geologis Air sebagai sumber kehidupan Unsur kimiawi lainnya pencemaran udara, tanah dan air radiasi dan lain sebagainya. Lingkungan fisik ini ada yang terbentuk secara alamiah maupun yang timbul akibat perbuatan manusia sendiri

LINGKUNGAN SOSIAL Merupakan semua bentuk kehidupan sosial budaya, ekonomi, politik, sistim organisasi, serta institusi peraturan yang berlaku bagi setiap individu yang membentuk masyarakat tersebut. Meliputi : Sistem hukum, administrasi, kehidupan sosial politik, serta sistem ekonomi yang berlaku Pekerjaan Sistem pelayanan kesehatan serta kebiasaan hidup sehat masyarakat setempat Kepadatan penduduk, serta kepadatan rumah tangga Perkembangan ekonomi

C. LINGKUNGAN BIOLOGIS Merupakan semua mahluk hidup yang berada disekitar manusia yaitu flora dan fauna dan memegang peranan penting dalam interaksi antara manusia (pejamu) dengan unsur penyebab (agen). berbagai mikroorganisme yang patogen maupun yang non patogen Berbagai binatang & tumbuhan yang dapat mempengaruhi kehidupan manusia, baik sebagai sumber kehidupan (bahan makanan/obat-obatan) maupun sebagai reservoar (sumber penyakit) atau pejamu antara Fauna sekitar manusia berfungsi sebagai vektor penyakit tertentu

INTERAKSI ANTAR AGENT, HOST DAN ENVIRONMENT Interaksi antara host, agent dan environment dapat terlaksana karena adanya pengaruh beberapa faktor terhadap setiap elemen tersebut yaitu : Agen jumlah dan konsentrasi, patogenitas: kemampuan mikroorganisme menimbulkan penyakit pada pejamu. Virulensi: kemempuan mikroorganisme menimbulkan penyakit yang berat/ fatal.

tropisme : pemilihan jaringan atau organ yang diserang tropisme : pemilihan jaringan atau organ yang diserang. Penyerangan terhadap organ vital akan lebih mudah menimbulkan penyakit yang berat. Serangan terhadap pejamu : kemampuan mikroorganisme untuk menyerang selain manusia. kecepatan berkembang biak kemampuan menembus jaringan, kemampuan memproduksi toksin, kemampuan menimbulkan kekebalan.

B.Pejamu / Host Unsur manusia sebagai pejamu (host) dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor yang dapat dibagi menjadi dua kelompok sifat utama yang merupakan sifat karakteristik individu sebagai pejamu (host) dan ikut memegang peranan dalam proses kejadian penyakit. Kelompok tersebut yakni :

Manusia sebagai mahluk biologis memiliki sifat biologis tertentu : umur, jenis kelamin, ras dan keturunan (genetik) bentuk anatomis tubuh Fungsi fisiologis atau faal tubuh Keadaan imunitas serta reaksi tubuh terhadap berbagai unsur dari luar maupun dari dalam tubuh sendiri Kemampuan interaksi antara pejamu dengan penyebab secara biologis Status gizi dan status kesehatan secara umum

Manusia sebagai mahluk sosial, mempunyai berbagai sifat khusus seperti : Kelompok etnik termasuk adat, kebiasaan agama, hubungan keluarga & hubungan sosial masyarakat Kebiasaan hidup & kehidupan sosial sehari-hari

C. Lingkungan ( Environment) : Perubahan kualitas dan kuantitas lingkungan dapat dipengaruhi secara alamiah & buatan Alamiah : bencana alam Terjadinya bencana alam akan menguah sistim ekologi yang tidak dapat diramalkan sebelumnya. Misalnya gempa bumi, tsunami, banjir.keadaan ini memudahkan timbulnya berbagai penyakit. Buatan : kemajuan teknologi

INTERAKSI ANTAR AGEN, HOST DAN ENVIRONMENT TAHAP PEKA TAHAP SUB KLINIS TAHAP KLINIS TAHAP TERMINAL TERJADI KETIDAKSEIMBANGAN INTERAKSI ANTARA HOST, AGEN DAN ENVIRONMENT (PERUBAHAN PADA TIAP ELEMEN) A H E

Perubahan yang menyebabkan ketidakseimbangan interaksi host, agent & environment : Perubahan pada faktor agent : perubahan kualitas dan kuantitas agent dan sifat-sifat agent → meningkatkan kemampuan agent menimbulkan penyakit Perubahan pada faktor pejamu (host) berkurangnya resistensi pejamu terhadap agent Perubahan faktor lingkungan (environment) : perubahan kualitas lingkungan yang memudahkan penyebaran agent Perubahan kualitas lingkungan yang meningkatkan kerentanan host

TOKSIKOLOGI PESTISIDA

TOKSIKOLOGI PESTISIDA Organoklorin Senyawa-senyawa OK (organokhlorin, chlorinated hydrocarbons) sebagian besar menyebabkan kerusakan pada komponen-komponen selubung sel syaraf (Schwann cells) sehingga fungsi syaraf terganggu. Peracunan dapat menyebabkan kematian atau pulih kembali. Kepulihan bukan disebabkan karena senyawa OK telah keluar dari tubuh tetapi karena disimpan dalam lemak tubuh. Semua insektisida OK sukar terurai oleh faktor-faktor lingkungan dan bersifat persisten, Mereka cenderung menempel pada lemak dan partikel tanah sehingga dalam tubuh jasad hidup dapat terjadi akumulasi, demikian pula di dalam tanah. Akibat peracunan biasanya terasa setelah waktu yang lama, terutama bila dose kematian (lethal dose) telah tercapai. Hal inilah yang menyebabkan sehingga penggunaan OK pada saat ini semakin berkurang dan dibatasi. Efek lain adalah biomagnifikasi, yaitu peningkatan peracunan lingkungan yang terjadi karena efek biomagnifikasi (peningkatan biologis) yaitu peningkatan daya racun suatu zat terjadi dalam tubuh jasad hidup, karena reaksi hayati tertentu

ORGANOFOSFAT DAN KARBAMAT Menghambat Aksi Pseudokholinesterase Dalam Plasma Dan Kholinesterase Dalam Sel Darah Merah Dan Pada Sinapsisnya. Enzim Tersebut Secara Normal Menghidrolisis Asetylcholin Menjadi Asetat Dan Kholin. Pada Saat Enzim Dihambat, Mengakibatkan Jumlah Asetylkholin Meningkat Dan Berikatan Dengan Reseptor Muskarinik Dan Nikotinik Pada System Saraf Pusat Dan Perifer. Hal Tersebut Menyebabkan Timbulnya Gejala Keracunan Yang Berpengaruh Pada Seluruh Bagian Tubuh.

PARAMETER YANG DIGUNAKAN UNTUK MENILAI EFEK PERACUNAN PESTISIDA Nilai LD50 (lethal dose 50 %) Menunjukkan banyaknya pestisida dalam miligram (mg) untuk tiap kilogram (kg) berat seekor binatang-uji, yang dapat membunuh 50 ekor binatang sejenis dari antara 100 ekor yang diberi dose tersebut. Yang perlu diketahui dalam praktek adalah LD50 akut oral (termakan) dan LD50 akut dermal (terserap kulit). Nilai-nilai ld50 diperoleh dari percobaan-percobaan dengan tikus putih. Nilai LD50 yang tinggi (di atas 1000) menunjukkan bahwa pestisida yang bersangkutan tidak begitu berbahaya bagi manusia. LD50 yang rendah (di bawah 100) menunjukkan hal sebaliknya.

NILAI LD50 INSEKTISIDA ORGANOFOSFAT Komponen LD50 (mg/Kg) Akton Coroxon Diazinon Dichlorovos Ethion Malathion Mecarban Methyl parathion Parathion Sevin Systox TEPP 146 12 100 56 27 1375 36 10 3 274 2,5 1

PENGOBATAN Pengobatan keracunan pestisida ini harus cepat dilakukan terutama untuk toksisitas organophosphat. Bila dilakukan terlambat dalam beberapa menit akan dapat menyebabkan kematian. Diagnosis keracunan dilakukan berdasarkan terjadinya gejala penyakit dan sejarah kejadiannya yang saling berhubungan. Pada keracunan yang berat , pseudokholinesterase dan aktifits erytrocyt kholinesterase harus diukur dan bila kandungannya jauh dibawah normal, kercaunan mesti terjadi dan gejala segera timbul. Pengobatan dengan pemberian atrophin sulfat dosis 1-2 mg i.v. dan biasanya diberikan setiap jam dari 25-50 mg. Atrophin akan memblok efek muskarinik dan beberapa pusat reseptor muskarinik. Pralidoxim (2-PAM) adalah obat spesifik untuk antidotum keracunan organofosfat. Obat tersebut dijual secara komersiil dan tersedia sebagai garam chlorin.

EKOTOKSIKOLOGI Ilmu yang mempelajari racun kimia dan fisik pada mahluk hidup, khususnya populasi dan komunitas termasuk ekosistem, termasuk jalan masuknya agen dan interaksi dengan lingkungan

Xenobiotik Ekokinetika Bahan asing bagi tubuh organisme Racun  termasuk xenobiotik Kinetik atau gerak suatu racun di dalam ekosistem

JENIS POLUTAN : Biodegradable Non biodegradable Sifat Padat Cair Gas Bentuk Kimiawi Biologi Fisik Suara Bahan Pencemar Ringan Kronis Akut Tingkat Pencemaran

MASUKNYA POLUTAN DALAM EKOSISTEM

EKOTOKSIKOLOGI (Walker et al., 2001)

(Poynton et al., 2008)

(Walker et al., 2001)

(Anderson, 1995)

TOKSIKOKINETIKA Transpor zat Asorpsi, distribusi, ekskresi dan penyimpanan Perubahan biokimiawi (metabolik) Proses biotransformasi

ABSORPSI & DISTRIBUSI: Jalur masuk utama: - sal. Napas - kulit - sal. pencernaan Harus melewati membran sel : difusi, osmosis, transport aktif Dapat timbul efek lokal pada tempat kontak : bahan iritan – korosif

PENYIMPANAN TERUTAMA BAHAN LIPOFILIK DAN YANG TIDAK DIBIOTRANSFORMASI Tempat : jar. Lemak, tulang, hemoglobin, gusi, hati, ginjal, kuku, rambut, dll. Jar. Lemak : DDT hati-2 pada kondisi kelaparan atau trauma jaringan redistribusi efek toksik Penting dalam rantai trofik makanan kasus penyakit Minamata karena pajanan Merkuri organik Hati & ginjal : tempat penyimpanan sekaligus tempat biotransformasi

EKSKRESI Organ ekskretor utama : ginjal, saluran pencernaan, paru Lainnya : kulit, air susu, air mata Ginjal : organ utama, bahan hidrofil filtrasi glomeruli diffusi tubuler sekresi tubuler Paru : bahan-bahan volatil

Tujuan utama : detoksifikasi BIOTRANSFORMASI Tujuan utama : detoksifikasi Lipofil hidrofil (polar) ekskresi Reaksi enzimatik : enzim, ko enzim Di semua sel, terutama sel hati Hasil : metabolit Bioaktivasi metabolit yang lebih aktif Bioinaktivasi metabolit kurang aktif Reaksi fase I : degradasi (oksidasi, reduksi, hidrolisis) Reaksi fase II : konjugasi polar

Oksidasi : Reaksi di mana substrat kehilangan elektron dalam reaksi : oksigenasi, dehidrogenasi atau transfer elektron Enzim : enzim oksidase (mis. Sitokrom) Mikrosomal atau non mikrosomal oksidasi seny. alifatik oksidasi seny. aromatik epoksidasi N-dealkilasi oksidasi amin desulfurisasi, dll

Illustration of oxidation :

REDUKSI Reaksi kimia di mana substrat mendapat elektron Biasanya pada bahan yang memiliki atom oksigen sangat sedikit, misalnya golongan azo (N-N dengan ikatan rangkap) atau senyawa nitro (NO2), amino, dll. Amino metabolit aktif Karbon tetraklorida senyawa radikal

HIDROLISIS Terutama untuk golongan ester : asetilkolin (asetilkolin esterase) amida : amidase fosfat : fosfatase

KONJUGASI Oleh senyawa endogen konjugat Mekanisme ; 1. Glukoronid 2. Sulfat 3. Metilasi 4. Asetilasi 5. Glutation Tjd mekanisme kejenuhan

Reaksi konjugasi :

TOKSIKODINAMIK Terjadi interaksi zat toksik aktif dengan target / reseptor efek toksik Target : molekul perubahan struktur dan fungsi

MEKANISME Ikatan dengan sistem enzim Inhibisi transpor oksigen Gangguan fungsi umum dari sel Gangguan sintesa DNA – RNA (mutagenik, karsinogenik) Teratogenik Reaksi hipersensitivitas Mekanis Penimbunan di organ tertentu, dll.

SPEKTRUM EFEK : Akut - kronik Lokal – sistemik Reversible – irreversible Segera – tertunda Perubahan morfologi-fungsi-biokimiawi

ORGAN TARGET : Hepatotoksik Nefrotoksik Neurotoksik Hematotoksik Pulmotoksik Dll.

Type of interaction :

LD 50 dan LC 50 LD50 : dosis di mana 50% binatang coba mati dengan pemberian secara oral atau kutaneus LC50 : dosis di mana 50% binatang coba mati dengan pemberian secara inhalasi Parathion : 2 mg/kg, oral, rat