FASE KERJA TOKSIKAN

PEMAJANAN RACUN-RACUN YANG UMUM DI SEKITAR KITA UV radiation PM mercury indoor air pesticides & toxics biologicals lead ozone asbestos ? Nearly 430,000 American children between the ages of one to five had elevated blood lead levels that can cause irreversible disabilities such as lower IQ and neurological damage. Today, children’s exposure to lead is mostly due to the ingestion of contaminated dust, paint, and soil. According to the American Cancer Society, every year, about 130 new childhood cancers are diagnosed for every 1 million children. As such, cancer is the second leading cause of death in children under 14 years of age. The types of cancers that develop in children are different from the types that develop in adults.

A Hazard to the Environment

Ignitability

Corrosivity

Toxicity

Suatu kerja toksik pada umumnya merupakan hasil dari sederetan proses fisika, biokimia, dan biologik yang sangat rumit dan komplek. Fase kerja toksikan terbagi dalam tahap berikut: Fase Eksposisi Fase Toksikokinetik Fase Toksikodinamik

Skema dampak pencemaran polutan terhadap makhluk hidup ( dimodifikasi dari : Holdgate, 1979)

Fase Eksposisi Pada fase eksposisi, toksikan dapat diubah melalui reaksi kimia menjadi senyawa yang lebih toksik atau kurang toksik dari senyawa awal. Ketersediaan farmasetik yaitu bagian dari dosis aktif yang tersedia untuk diabsorbsi. Fase eksposisi disebut juga fase farmasetika.

Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat polutan tersebut adalah atmosfer, air dan biota. Transportasi dan transformasi zat/polutan di lingkungan berhubungan erat dengan sifat-sifat fisikokimia polutan; proses transportasi polutan di lingkungan dan transformasi polutan yang terjadi di lingkungan. Pemaparan bahan polutan ke lingkungan akan mengalami berbagai proses transformasi tergantung atas media transportasinya antara lain air, udara, tanah dan biota ( Connel Des. W . and Gregory J. Miller, 1984).

Gas dan Uap Gas : - Zat tanpa bentuk, mengisi slrh ruang pada kondisi normal (1 atmosfir, suhu kamar) - Mempunyai dimensi tekanan, volume dan suhu - Dapat berubah wujud dengan merubah ke tiga dimensi tsb : - LPG (liquified petroleum gas) - Amoniak cair - CO2 padat (es kering)

Uap : Adalah gas yang pada keadaan normal berupa cairan atau padatan : - Volatile organic compound (VOC) : - Uap air, dsb. Efek toksik akibat paparan gas / uap pada saluran pernapasan karena 2 hal : 1. paparan gas/uap irritan 2. paparan gas asfiksian

GAS / UAP IRITAN - Menyebabkan iritasi - korosi - Contoh : NH3, formaldehid, ozon, NOx, SOx, H2S, HCl, Cl2, kromium, dll. - Sangat larut air efek pada sal. napas atas - Kurang larut air efek pada saluran napas bawah - Efek : - inflamasi - akut / kronis

GAS ASFIKSIAN 1. ASFIKSIAN SEDERHANA Menyebabkan asfiksia (gagal napas) : 1. ASFIKSIAN SEDERHANA - Gas CO2, NH4, Asetilin, gas inert - Sering pada confined space - Penyebab : tekanan parsial oksigen turun - Udara : 79% N2, 20 % O2, 1% lain-lain - Tekanan oksigen < 16% fatal, kematian sangat cepat

a. Gas CO kegagalan transpor O2 oleh Hb 2. ASFIKSIAN KEMIKAL a. Gas CO kegagalan transpor O2 oleh Hb CO mempunyai afinitas terhadap Hb 300 x darpada O2 b. Gas sianida inhibisi sistem enzim sitokrom oksidase (siklus Kreb), kegagalan pembentukan ATP

2. Debu Partikel padat, melayang di udara, organik/anorganik Bentuk : debu, serat Ukuran : - debu respirable (< 10 mikron) - debu nonrespirable (> 10 mikron) Inhalasi debu deposit pada saluran pernapasan s.d. Alveoli Di mana debu akan terdeposit ? tergantung : ukuran densitas debu pola pernapasan struktur saluran pernapasan

Jumlah dan lamanya deposisi akan mempengaruhi besar kecilnya efek Proses pembersihan debu (lung clearence): - mekanis (batuk, bersin) - mucocilliary escalator - fagositosis (by alveolar macrophag) Asap rokok, alkohol dan bahan kimia tertentu melemahkan fungsi tersebut

Partikel cair berasal dari proses spraying dsb. 3. Kabut Partikel cair berasal dari proses spraying dsb. Tergantung sifat cairan : mudah larut / sukar larut 4. Fume Partikel padat, berasal dari kondensasi uap metal dengan oksigen oksida logam Ukuran : < 1 mikron Efek : bergantung sifat metalnya Contoh : Pb oksida, Seng oksida, dsb.

2.1.2.Media Transpor racun Media transpor dapat berupa : Udara Air Tanah Makanan Organisme Rantai Makanan Dll

Gb. Interaksi xenobiotik dengan berbagai faktor di lingkungan ( Sumber : McKinney, 1981).

Fase Toksikokinetik Dalam fase toksikokinetik bagian prosesnya yaitu invasi (absorbsi dan distribusi) dan evasi (biotransformasi dan ekskresi) sangat menentukan daya kerja zat. Jenis proses yang berperan: Proses transpor, meliputi absorbsi, distribusi, dan ekskresi Perubahan metabolik, meliputi biotransformasi

Toxicokinetics Toxicokinetics (Determines the no. molecules that can reach the receptors) Uptake Transport Metabolism & transformation Sequestration Excretion

Uptake routes Ingestion (toxicity may be modified by enzymes, pH and microbes) Respiration (Air borne toxicants) Body surface (Lipid soluble toxicants such as carbon terta chloride and organophosphate)

Exposure Site (skin, Gastro Intestinum, respiratory, placenta) D e L I V E R y Absorption Distribution Reabsorption Toxication Presystemic Elimination Distribution Away from Target Excretion Detoxication Ultimate Target Target molecule (protein, lipid, DNA, RNA)

Masuknya racun ke dalam tubuh

Uptake and Elimination   K1 Biological System K2 Elimination Uptake K1 > K2 : Accumulation & Toxic effect

Efek lokal Bioaktivasi Lebih toksik Efek lokal Bioaktivasi Pemapar Absorpsi Distribusi Biotransformasi Metabolit fisika Pernapas. antar sel fase 1 kimia Kulit sirkulasi fase 2 konsentr. Pencern. Bioinaktivasi Penyimpanan Efek Ekskresi Ekskresi

Fase Toksikodinamik Meliputi interaksi kimia antara molekul zat toksikan dan tempat kerja spesifik (reseptor). Konsentrasi zat aktif pada tempat sasaran menentukan kekuatan efek biologi yang dihasilkan.

Induction of toxic effects Toxicodynamics Toxicodynamics (Determines the no. of receptors that can interact with toxicants) Binding Interaction Induction of toxic effects

EKSPOSISI TOKSIKOKINETIK TOKSIKODINAMIK BAHAN KIMIA ABSORPSI INTERAKSI AN- DI AMBIEN : DISTRIBUSI TARA TOKSON - GAS / UAP PENYIMPANAN DENGAN RESEP - DEBU METABOLISME TOR DALAM - KABUT EKSKRESI ORGAN - FUME 1 2 3 FASE FASE FASE EKSPOSISI TOKSIKOKINETIK TOKSIKODINAMIK

Induction of toxic effects Toxicodynamics Toxicodynamics (Determines the no. of receptors that can interact with toxicants) Binding Interaction Induction of toxic effects

Zat beracun Sirkulasi sistemik disposisi eliminasi distribusi Absorbsi Sirkulasi sistemik disposisi eliminasi distribusi Tempat Aksi metabolisme ekskresi Reseptor Sel sasaran (antaraksi) metabolit toksik Tak toksik EFEK TOKSIK

B. Mekanisme Aksi Efek Toksik Keberadaan zat kimia dalam tubuh menimbulkan efek toksik melalui 2 cara : Toksik intrasel (toksisitas yg diawali dgn interaksi secara langsung antara zat kimia atau metabolitnya dgn reseptornya) Toksik ekstrasel (toksisitas scr tdk langsung dgn mempengaruhi lingkungan sel sasaran tp dpt brpengaruh pd sel sasaran).

Mekanisme Efek Toksik Intrasel Sifatnya langsung/primer Zat kimia atau metabolitnya masuk pd sel sasaran dan sebabkan gangguan sel/organelanya melalui pendesakan, ikatan kovalen, subtitusi, atau peroksidasi dsb)

Lanjutan.. Sebelumnya tubuh beradaptasi atau melakukan perbaikan Bila respon pertahanan tdk mampu eliminir gangguan, akan ada efek toksik Wujud terjadinya perubahan adalah kekacauan biokimiawi, fungsional dan struktural

Mekanisme Efek Toksik Ekstrasel Adanya zat di lingkungan sel dapat mengganggu aktivitas sel dan dapat menimbulkan perubahan struktur atau gangguan fungsi sel Untuk kelangsungan hidup sel, minimal dibutuhkan oksigen, zat makan dan cairan ekstrasel

C. Wujud Efek Toksik Merupakan perubahan biokimia, fungsional atau struktural yang terjadi dalam tubuh Wujud efek toksik dpt berupa gabungan dr perubahan di atas. Mis. Perubahan struktural berakibat tjd perubahan biokimia atau fungsi dr sel. Perubahan biokimia dpt sebabkan perubahan fungsional.

1. Perubahan biokimia Wujud efek toksik berupa perubahan atau kekacauan biokimia dari sel akibat adanya antaraksi zat beracun dan tempat aksi yg sifatnya terbalikan (reversible) Misal trjadi penghambatan respirasi sel, perubahan keseimbangan cairan & elektrolit, dan gangguan hormonal.

Lanjutan… Contoh : sianida menghambat transport elektron, shg mnghambat respirasi sel dan gangguan pasok energi

2. Perubahan Fungsional Wujud efek toksik yg dpt mempengaruhi fungsi homeostasis yg sifatnya terbalikkan (reversible) Misal terjadinya anoksia, gangguan pernafasan, gangguan SSP, hipo/hipertensi, hiperglikemia, perubahan kontraksi/relaksasi otot, hipo/hipertermi

Lanjutan… Contoh : Insektisida organofosfat malation menyebabkan kejangnya otot2 pernafasan sebagai akibat penumpukan asetilkolin yg berlebihan krn hambatan trhdp enzim asetilkolinesterase.

3. Perubahan struktural Wujud efek toksik yg berkaitan dgn perubahan morfologi sel shg terwujud sebagai kekacauan struktural.(dpt reversible/irreversible) Terdapat 3 respon histopatologi krn adanya luka sel yaitu degenerasi, proliferasi, inflamasi

Lanjutan.. Contoh Tetrasiklin dapat menyebabkan terjadinya perlemakan hati Aflatoksin dapat sebabkan nekrosis hati

Nekrosis hati