Acute LD 50 values for a variety of chemical agents AgentSpeciesLD 50 mg/kg b.w. EthanolMouse 10,000 Sodium chlorideMouse4,000 Ferrous sulphateRat1,500.

Presentasi berjudul: "Acute LD 50 values for a variety of chemical agents AgentSpeciesLD 50 mg/kg b.w. EthanolMouse 10,000 Sodium chlorideMouse4,000 Ferrous sulphateRat1,500."— Transcript presentasi:

1 Acute LD 50 values for a variety of chemical agents AgentSpeciesLD 50 mg/kg b.w. EthanolMouse 10,000 Sodium chlorideMouse4,000 Ferrous sulphateRat1,500 Morphine sulphateRat 900 Phenobarbital SodRat 150 DDTRat 100 PicrotoxinRat 5 Strychnine sulphateRat 2 NicotinRat 1 D-TubocurarineRat 0.5 Hemicholinium-3Rat 0.2 TetrodoxinRat 0.1 Dioxin (TCDD)Guinea-pig 0.001 Botulinum toxinRat 0.00001

2

3

4

5

6 Dasar-dasar Uji Laboratorium dalam Toksikologi Prinsip umum Bahan kimia dapat menimbulkan efek toksik hanya jika bahan kimia tersebut berhubungan langsung dengan sel atau organ sasaran Jumlah bahan kimia yg memejani sel sasaran dapat menentukan apakah bahan tersebut dapat atau tidak dpt menimbulkan efek toksik

7 Sel dr berbagai spesies yg mempunyai kesamaaan fungsi dan lintasan metabolisme mempunyai akibat yang sama jika terkena bahan kimia yang sama Perubahan bahan struktur (kimia) suatu senyawa dapat berakibat perubahan besar pada aksi biologiknya

8 Nilai ambang Toksisitas Merupakan dosis atau tingkat pemejanan minimal yang dapat menyebabkan perubahan biologik melebihi batas kemampuan adaptasi homeostasis. Dibawah nilai tersebut dianggap aman, sedang di atasnya dapat menimbulkan efek toksik. Sulit tentukan nilai ambang efek karsinogenik dan mutagenik

9 Uji Toksisitas Karena pertimbangan moral etik dan hukum penelitian toksikologik eksperimental tidak dilakukan pd manusia Pada hewan uji in vivo / in vitro Rancangan yang baik dan penelitian yang seksama (properly qualified ) dpt memberikan gambaran efek toksik pd manusia

10 Faktor – faktor yang berpengaruh pd hasil uji toksisitas Faktor bahan uji 1. Faktor bahan uji ◦Sifat fisikokimia ◦Kemurnian ◦Bentuk sediaan ◦dosis

11 2. Faktor Hewan Uji 2. Faktor Hewan Uji ◦Jenis dan galur ◦Umur ◦Jenis kelamin ◦Berat badan ◦Status kesehatan

12 Faktor cara pelaksanaan uji Faktor cara pelaksanaan uji ◦Pemeliharaan hewan uji ◦Petugas yang berpengalaman ◦Pemilihan metode statistik ◦Jumlah hewan uji ◦Kecermatan pengamatan dan pengukuran ◦Ketelitian alat ukur ◦Ketepatan prosedur ◦Keadaan peneliti

13 Keterbatasan Uji Toksisitas pada hewan uji Bbrp manifestasi toksik tidak nampak pd hewan uji Perbedaan respon antar spesies LD 50 yg sama belum tentu profil toksisitasnya sama

14 UJI TOKSISITAS Uji Toksisitas Akut Uji Toksisitas Akut Mendapatkan informasi tentang dosis yg dpt mematikan 50% hewan uji (LD50) suatu bahan serta gejala keracunan, penyebab kematian dan urutan proses kematian Uji Toksisitas Jangka Panjang Uji Toksisitas Jangka Panjang Meliputi toksisitas subkronik dan kronik Uji toksistas khusus Uji toksistas khusus : uji toksisitas jangka panjang utk mendptkan data efek toksik yg bersifat khusus spt efek teratogenik, karsinogenik dan ketergantungan

15 Lama Uji toksisitas Lama masuknya dalam kadaan sehari-hari Lama Pemberian dlm uji toksisitas akutsubakutkronik Satu kali atau beberapa dosis Kurang dari 1 minggu Lebih dari 4 minggu Satu kali Paling tidak 2 minggu 13-26 minggu Paling tidak 26 minggu Tidak perlu Paling tidak 6 bulan Paling tidak 1 tahun

16 Uji Toksistas Akut Ketoksikan akut Ketoksikan akut: Derajad efek toksik suatu senyawa (bahan) yang terjadi dalam waktu singkat setelah pemberian dalam dosis tunggal. Uji toksisitas akut tolok ukur kuantitatif Untuk menetapkan potensi ketoksikan akut (LD 50 ). (tolok ukur kuantitatif) tolok ukur kualitatif Selain itu diamati gejala keracunan, sistem biologik yg paling peka, mekanisme keracunan yg berakibat kematian, serta ada tidaknya perbedaan toksisitas antar spesies (tolok ukur kualitatif)

17 Uji Toksisitas Akut Sebaiknya menggunakan mamalia dr 2 mcm spesies (rodensia dan non-rodensia) Hewan uji sehat berasal dr satu galur yg jelas Menggunakan paling tidak 4 peringkat dosis yg terdiri dr 8-10 ekor (pendapat lain min 4 ekor) Dosis dibuat berdasar kelipatan logaritmik tetap

18 Dosis terendah Dosis terendah : Dosis tertinggi yang tidak menyebabkan kematian hewan uji Dosis tertinggi Dosis tertinggi : ◦Dosis terendah yang menyebabkan seluruh atau hampir seluruh hewan uji mati ◦Dpt dicari dengan dosis yang secara tehnis dapat diberikan pada hewan uji Kisaran dosis diperkirakan menyebabkan 10-90% kematian hewan uji pd masa akhir uji

19 Cara pemberian sesuai dgn cara masuknya pd manusia  mempermudah ekstrapolasi LD 50 dihitung setelah pengamatan 24 jam Namun gejala keracunan (kematian) dpt berjalan lambat (delayed toxicity) sehingga gejala keracunan dapat diamati selama 7-14 hari.

20 Cara menghitung LD 50 Cara menghitung LD 50 Perhitungan dengan grafik Miller dan Tainter 1. Perhitungan dengan grafik Miller dan Tainter (1944) ◦Menggunakan kertas grafik logaritmik-probit (skala logaritmik pd absis, skala probit pd ordinat) ◦Probit : transformasi dr hasil pengukuran yg digambarkan dlm kurva sigmoid (hubungan antara respon kuantal dgn logaritme dosis) menjadi kurva yg lurus

21 2. Cara aritmatik Reed dan Muench (1938) 3. cara Aritmatik dr Karber (1931) 4. Cara CS. Weill (1952) Lihat copy-an

22 Kategori potensi ketoksikan Kategori potensi ketoksikan : Sangat toksis (extremely toxic), LD50<1 mg/kgBB Toksis sekali (highly toxic) 1-50 mg/kgBB Toksis (moderately toxic) 50-5000 mg/kgBB Tidak begitu toksis (low toxic) 500-5000 mg/kg BB Tidak toksis (practically non toxic) 5-15 g/kgBB Tidak membahayakan sama sekali>15 g/kgBB

23 LD 50 beberapa bahan kimia yang diberikan melalui cara yang berbeda pada mencit Cara pemberian LD 50 (mg/kg BB) pada mencit dari ProkainDFPfenobarbital IV450,3480 IP2301,00130 IM6300,85124 SC8001,00130 Oral5000,90280 DFP= diisoprophyfluorophosphat

24 Uji toksisitas subkronis Merupakan longterm toxicity Untuk mendapatkan data tentang keracunan bahan kimia yg digunakan secara sengaja atau tidak sengaja masuk ke dalam tubuh berulangkali atau dlm wkt lama. Perlu dilakukan didasarkan asumsi jika tidak ada efek yg timbul pd dosis tunggal tetapi dpt timbul jika dosis berulang dan jangka waktu lama

25 Efek toksik dpt timbul krn perkembangan tubuh krn umur (aging process) spt sensitifitas jaringan, perubahan kapasitas kemampuan fisiologik, abnormalitas / penyakit yg muncul spontan Diamati lesi pd organ tubuh, organ apa yg rentan, bgmn sifat lesi (reversible/ireversible), mulai dosis berapa efek toksik mulai timbul

26 UJi Toksisitas Subkronis Hewan uji Hewan uji ◦Satu spesies rodent dan satu spesies nonrodent Peringkat dosis Peringkat dosis ◦dosis terendah: yang tidak menimbulkan gejala toksik akut ◦Dosis tertinggi : yang menimbulkan gejala keracunan akut tapi tidak menyebabkan kematian

27 Lama pemberian Umumnya dilakukan 90 hari berturut-turut Lama masuknya bahan uji dalam keadaan sehari-hari Lama pemberian pada uji toksisitas akut -satu kali atau beberapa dosis -kurang dari satu minggu -lebih dari 4 minggu -paling tidak 2 minggu -13-26 minggu -paling tidak 26 minggu

28 Cara pemberian obat/bahan uji Cara pemberian obat/bahan uji ◦Disesuaikan dgn cara masuknya ke dlm tubuh dlm keadaan sehari-hari (termasuk cara inhalasi) ◦Dosis sesuai berat badan/luas permukaan tubuh-  dpt berubah scr periodik ◦Pemberian bersama pakan/air minum diperhatikan : dosis dan kemungkinan adanya interaksi

29 Pengamatan gejala klinik Pengamatan gejala klinik ◦Berat badan diukur tiap minggu ◦Asupan pakan dan minum tiap hari ◦Pemeriksaan fisik spt : Aktifitas lokomotor, reaksi aneh,suara, konvulsi, responsi somatik, agresivitas,, mata, defekasi, ekor, tremor, kesadaran, sensitifitas thd suara, salivasi, piloereksi, jantung dll

30 Uji fungsi biokhemis organ tertentu Uji fungsi biokhemis organ tertentu ◦Analisis darah spt kadar gula, protein, kolesterol, asam lemak, bilirubin, enzim  sesuai arah uji toksisitas ◦Dilakukan pd hari ke 0 dan tiap 30 hari selama penelitian berlangsung (paling sedikit 3x)

31 Pemeriksaan hasil metabolisme Pemeriksaan hasil metabolisme ◦Analisis darah, urin atau homogenat utk memberikan inform. Kinetika bahan uji atau efeknya pd metabolisme Pemeriksaan hematologik Pemeriksaan hematologik ◦Kuantitatif (jumlah sel) dan kualitatif (morfologik)

32 Pemeriksaan postmortal Pemeriksaan postmortal ◦Pengamatan makros-mikros pd organ ◦Pengamatan abnormalitas bentuk, ukuran, berat organ dan homogenitas jaringan ◦Perlu diperhatikan bahwa hasil pemeriksaan mikros dpt dipengaruhi oleh cara pemrosesan pembuatan preparatnya.

33

34 Uji Toksisitas Kronis Utk mengetahui efek toksik dari suatu bahan uji dengan dosis yang setara dgn pemakaian sehari-hari yg diberikan dlm waktu lama dan utk menunjukkan ada tidaknya efek toksik yg bersifat khusus

35 Hewan uji Hewan uji ◦Satu jenis hewan rodensia dan satu jenis hewan non rodensia, umur dewasa, 2 jenis kelamin ◦Tiap kelompok rodensia min. 20 ekor, nonrodensia min 4 ekor Cara pemberian bahan uji Cara pemberian bahan uji ◦Sesuai dgn cara sehari-hari

36 Peringkat dosis Paling tidak 3 peringkat dosis Dosis terkecil : dosis yg pd uji toksisitas akut tidak menimbulkan gejala keracunan Dosis terbesar : dosis yg pada uji toksisitas akut menimbulkan beberapa kematian hwn uji. Dosis antara termasuk dosis yg digunakan dalam keadaan sehari-hari

37 Lama pemberian bahan uji dan pengamatan Lama masuknya bahan uji dalam keadaan sehari- hari Lama pemberian pada uji toksisitas kronik -satu kali atau beberapa dosis -Kurang dari satu minggu -Lebih dari 4 minggu -tidak diperlukan -paling tidak 6 bulan -paling tidak satu tahun

38 Pemeriksaan fisik dan klinik ◦(spt uji toks. Subkronis) Berat badan diperiksa paling tidak seminggu sekali Tiga bulan pertama asupan pakan minum dan urin yg dikeluarkan 24 jam, diamati tiap tiap minggu. Selanjutnya tiap bulan Pemeriksaan biokhemis min. 3x Analisis darah dan urin tiap 6-12 minggu

39 Reproductive Toxicology Utk mengetahui efek toksik dr suatu bahan (agen eksogen) pada sistem reproduksi Efek terhadap libido, sterilitas, mutagenesis, kematian fetus, kematian perinatal dll

40 Pada hewan uji dapat diamati efek terhadap: Jantan Spermatogenesis Testiculer pathogenesis Epididymal sperm Celuller biochemistry Fertility In vitro fertilization Hormon profile Motility etcBetina Embriogenesis Ovarian pathogenesis Estrus cycle Fertility Hormon profile In vitro fertilization etc

41 Abnormalitas morfologi sperma

42

43 Reproductive toxicology on female rodent (mice, rat) euthanasia 42 days 19-20 22 0 mating parturition gestation lactation weaning treatment 15 days euthanasia

44

45

46

47 Uji Toksisitas Khusus Uji teratogenesis Perkembangan dan pertumbuhan embrio (mudigah) terutama fase organogenesis rentan terhadap gangguan proliferasi dan deferensiasi Berakibat malformasi (struktural, fungsional, biokimia) dan kematian embrio atau fetus

48 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 280 organogenesis histogenesis maturasi Masa embrio Masa fetus (hari) Tahap –tahap embriogenesis pd manusia

49 Masa organogenesis pd bbrp spesies Hewan uji Masa organogenesis Hari ke- Lahir hari ke- Rat6-1522 Mencit6-1519 kelinci6-1833 Marmot10-1866Hamster8-1215 manusia21-56267

50 Zat yg bersifat embriotoksik atau fetotoksik sebabkan kematian janin  keguguran Zat teratogenik dapat tidak toksik pada induknya tapi pengaruhi perkembangan dan pertumbuhan janin

51 Kematian janin tanpa malformasi dapat diakibatkan krn pemejanan zat teratogen sebelum masa deferensiasi Malformasi terjadi jika pajanan zat pada masa organogenesis Jika pajanan terjadi pd masa pertumbuhan berakibat kelambatan masa pertumbuhan

52 Periode kritis embriogenesis pd rat 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 implan Nervous sistem eye heart face kidney limbs palate External genitalia day

53 Contoh zat yg bersifat teratogen pd hewan dan manusiaNo. Nama zat No. Nama Zat 1.2..3.4.5.6.7.8.9.TalidomidTiourasilKlorpropamidKortison Etinil testoteron Klorambusil Nitrogen mustard Uretankolsikin10.11.12.13.14.15.16.17.18. Hipervitaminosis A Kelebihan a. nikotinat Biru tripan Biru evan Aktinomisin D Tetrasiklin Fenilmerkuri asetat Timah hitam talium

54 UJI TERATOGENESIS Hewan uji yg sering digunakan adalah mice, rat dan kelinci (didasarkan kedekatan ciri dan sifat tertentu pd manusia) Penelitian dgn mudigah ayam ternyata terlalu sensitif, hasil berbeda pada manusia Hewan uji babi digunakan krn sifat biologik banyak anak dan peka terhadap teratogen Penggunaan hewan uji kera  kedekatan filogenetik dgn manusia

55 Uji teratogenesis Hewan uji ◦Jumlah Harus memenuhi sarat statistik ◦Jika angka kejadian malformasi 0,5%, berarti 1 malformasi hanya ditemukan pada 200 ekor hewan uji Hewan uji yg digunakan yang positif dibuahi (pada mice/rat adanya vaginal plug)  Bahan uji diberikan mulai hari tersebut Hewan uji dikorbankan sebelum perkiraan lahir (anak yg cacat biasanya dimakan induknya)

56 Pengamatan Pengamatan : Jumlah implantasi (ada nodul yg kaya vaskularisasi) Jika ada selisih antara implantasi total dengan jumlah korpora lutea  terjadi preimplantation loss (resorpsi awal) Jumlah resorpsi : selisih jumlah persarangan dengan jumlah janin yg tetap hidup sampai cukup umur

57 Semua janin (hidup/mati) ditimbang, dihitung, diperiksa ada tidaknya malformasi (kelainan struktur, fungsi dan biokemis) Cairan amnion dicatat volume, warna dan kelainan lainnya Pemeriksaan histopatologik plasenta

58

59

60 Uji karsinogenesis

61 Uji Efek Toksik Lokal pada Kulit (ketoksikan akut) Efek toksik yang timbul dimana bahan tersebut kontak langsung dengan tubuh Efek iritatif,korosi, alergi

62 Efek Iritatif Hewan uji yg sering digunakan kelinci, marmut, tikus putih Jika bahan uji merupakan bahan yg sengaja/tidak sengaja terjadi kontak pada kulit berkali-kali  perlu uji toksisitas utk melihat efek sistemik

63 Hewan uji dicukur punggungnya, Bahan uji dioleskan, ditutup dengan selotip Setelah 24, selotip dibuka diperiksa efek iritasinya

64 Evaluasi berupa skor terhadap kemerahan dan edema yg terjadi 0 = tidak ada kemerahan 1 = merah muda 2 = eritema 3 = merah sekali 4 = merah menyala dengan perluasan daerah 0 = tidak ada edem 1 = edema sangat ringan 2 = edema ringan 3 = edema sedang (1 mm) 4 = edema berat (>1 mm)

65 Uji Fototoksik dan fotoalergik Reaksi fototoksik disebabkan karena energi sinar ultraviolet dapat mengaktifkan bahan dan mampu menimbulkan perubahan biologik pada sel/jaringan tubuh Reaksi fotoalergik disebabkan karena energi sinar ultraviolet memacu pembentukan hapten sehingga timbul sensitisasi alergi pada kulit.

66 Seperti uji efek iritatif, tetapi kemudian daerah yg diolesi bahan uji disinari sinar ultraviolet Referensi : The Basis of Toxicity Testing ◦Donald J.Ecobichon The Basis of Toxicity Testing, Metodologi Penelitian dalam Toksikologi ◦Ngatijan, Metodologi Penelitian dalam Toksikologi