BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) merupakan bahan yang karena sifat atau

konsentrasi, jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung, dapat mencemari

atau merusak lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta makhluk

hidup lain. Menurut data dari Caravati tahun 2004, yang menyusun ”Top-20” B3 antara

lain: Arsenik, Timbal, Mercury, Vinyl chloride, Benzene, Polychlorinated Biphenyls

(PCBs), Kadmium, Benzo(a)pyrene, Benzo(b)fluoranthene, Polycyclic Aromatic

Hydrocarbons, Chloroform, Aroclor 1254, DDT, Aroclor 1260, Trichloroethylene,

Chromium (hexa valent), Dibenz[a,h]anthracene, Dieldrin, Hexachlorobutadiene,

Chlordane. Beberapa diantaranya merupakan logam berat, antara lain Arsenik (As),

Timbal (Pb), Mercury (Hg), Kadmium (Cd) dan Chromium (Cr). Logam-logam berat

tersebut dalam konsentrasi tinggi akan berbahaya bagi kesehatan manusia dan hewan

bila ditemukan di dalam lingkungan, baik di dalam air, tanah maupun udara.

Arsenik (As) merupakan salah satu logam toksik yang sering diklasifikasikan

sebagai logam, Tetapi lebih bersifat nonlogam. Arsenik tidak berbau dan tidak berasa.

Bentuknya seperti bubuk giling dan tidak larut dalam air. Arsenik (As) tidak rusak oleh

lingkungan, hanya berpindah menuju air atau tanah yang dibawa oleh debu, hujan, atau

awan. Beberapa senyawa Arsenik (As) tidak bisa larut di perairan dan akhirnya akan

mengendap di sedimen. Secara garis besar arsenik terdiri dari dua bentuk, yakni

organik dan inorganik. Bentuk inorganik merupakan kombinasi dengan elemen seperti

oksigen, chlorine, dan sulfur. Sedangkan bentuk organik merupakan kombinasi dengan

elemen karbon dan hidrogen. Bentuk inorganik memiliki sifat lebih toksik

dibandingkan bentuk organik. (Caravati, 2004).

Arsenik (As) berasal dari kerak bumi yang bila dilepaskan ke udara sebagai

hasil sampingan dari aktivitas peleburuan bijih baruan, Arsenik (As) dalam tanah

berupa bijih, yaitu arsenikopirit dan orpiment, yang pada akhirnya bisa mencemari air

tanah. Arsenik (As) merupakan unsur kerak bumi yang berjumlah besar, yaitu

menempati urutan ke-20 dari unsur kerak bumi, sehingga sangat besar

kemungkinannya mencemari air tanah dan air minum. Jutaan manusia bisa terpapar

Arsenik (As), seperti yang pernah terjadi di Bangladesh, India, Cina. Semua batuan

mengandung Arsenik (As) 1-5 ppm. Kosentrasi yang lebih tinggi ditemukan pada

1

batuan beku dan sedimen. Tanah hasil pelapukan batuan biasanya mengandung

Arsenik (As) sebesar 0,1–40 ppm dengan rata-rata 5-6 ppm (Caravati, 2004).

Arsenik telah banyak digunakan untuk berbagai kepentingan diantaranya

untuk bahan pestisida, herbisida, insektisida, bahan cat, keramik, bahan untuk

preservasi kayu, penjernih kaca pada industri elektronik. Dalam masyarakat, arsenik

masih digunakan sebagai anti hama, terutama tikus. Dalam bentuk bubuk putih, yang

dikenal sebagai warangan (As2O3), arsenik merupakan obat pembasmi tikus yang

ampuh. Racun ini tidak berasa, tidak berbau, tidak berwarna dan sangat beracun

sehingga dapat mengecoh tikus sehingga mau memakan umpan yang telah diberi racun

tersebut. Tikus yang memakan arsenik akan mengalami gejala muntaber, kekurangan

cairan (dehidrasi) dan mati dalam keadaan “kering”. Sampai saat ini arsenik masih

banyak digunakan sebagai bahan preservasi kayu dan komponen dalam industri

elektronika, karena  belum ada penggantinya (DiMaio, 2001).

Arsenik inorganik telah digunakan untuk pengobatan lebih dari 2500 tahun

lalu. Bentuk yang paling sering digunakan adalah Fowler solution yang mengandung

1% potasium arsenikit, digunakan untuk terapi psoriasis. Selain itu Arsphenamine

selama beberapa tahun merupakan terapi standar untuk penyakit sifilis. Namun

penelitian retrospektif menyatakan adanya peningkatan insiden angiosarkoma hepatik

pada orang yang sering diterapi dengan Fowler solution. Arsenik juga pernah

digunakan sebagai obat untuk berbagai infeksi parasit, seperti protozoa, cacing,

amoeba, spirocheta dan tripanosoma, tetapi kemudian tidak lagi digunakan karena

ditemukannya obat lain yang lebih aman. Hingga saat ini arsenik juga banyak terdapat

pada obat-obat tradisional dari India dan Cina (DiMaio, 2001).

Arsenik terdapat di dalam tanah yang “normal” mempunyai kandungan

arsenik tidak lebih dari 20 ppm (part per million). Arsenik dalam tanah akan diserap

oleh  akar tumbuhan dan masuk ke dalam bagian-bagian tumbuhan sehingga tumbuhan

mengandung arsenik. Adanya arsenik dalam tanah akan menyebabkan sebagian arsenik

larut di dalam air. Arsenik ini kemudian akan menjadi makanan plankton yang

kemudian akan dimakan ikan. Jadi secara tidak langsung manusia yang mengkonsumsi

ikan akan mengkonsumsi arsenik. Senyawa arsenik yang paling sering dijumpai pada

makanan adalah arsenikobetaine dan arsenikocholine, yang merupakan  varian arsenik

organik yang relatif non toksik. Senyawa arsenik juga banyak dijumpai pada daerah

pertambangan, senyawa arsenik tersebut merupakan kontaminan pada air sumur

keadaan normal, setiap hari tidak kurang dari 0,5-1 mg arsenik akan masuk ke dalam

2

tubuh kita melalui makanan dan minuman yang kita konsumsi. Dengan demikian, di

dalam darah orang normal pun, kita  dapat menjumpai adanya arsenik (DiMaio, 2001).

1.2 TUJUAN

Mengetahui sumber dan rute paparan arsenik.

Mengetahui toksisitas dan indikator biomarker terhadap paparan arsenik.

Mengetahui pengaruh oksidatif, stress nitrosative, dan genotoxicity arsenik.

Mengetahui penyakit pada hewan (gangguan neurologis) akibat arsenik.

Mengetahui antioksidan terhadap mutagenisitas arsenik.

1.3 MANFAAT

            Makalah ini dapat menjadi sumber pengetahuan tentang toksisitas arsenik

terhadap manusia, hewan dan lingkungan serta cara penanganan dan penanggulangan

terhadap paparan.

BAB II

3

PEMBAHASAN

2.1 SUMBER DAN RUTE PAPARAN ARSENIK

2.1.1 Sumber Arsenik

Sumber arsenik terdapat pada penggunaan pestisida oleh petani sebagai

bahan penyemprot tanamannya yang mengandung insektisida maupun fungisida.

Golongan fungisida inilah yang merupakan suatu indikator adanya kandungan

Arsenik, sehingga berpotensi adanya paparan yang dialami oleh petani tersebut.

Salah satu parameter terjadinya paparan pestisida adalah kadar logam berat yaitu

Arsenik (As) dalam urin.

Selanjutnya, studi kasus yang dilakukan EPA (Environmental Protection

Agency) menerangkan bahwa Arsenik (As) bentuk organik (mengandung karbon),

misalnya monosodium methanearsenikate dan dinatrium methanearsenikate

digunakan dalam pestisida untuk aplikasi pertanian.

Adapun faktor-faktor yang berperan dalam paparan pestisida, seperti : dosis

pestisida, jumlah kombinasi pestisida yang digunakan, pemakaian Alat Pelindung

Diri (APD), lama kerja per hari, masa kerja, intensitas penyemprotan dan

tindakan penyemprotan melawan arah angin. Paparan arsenik dapat diamati

dengan menggunakan indikator biologis antara lain dalam urin, darah, kulit,

rambut dan kuku.

2.1.2 Rute Paparan Arsenik

Konsentrasi arsenik dalam urin telah digunakan secara konvensional

sebagai paparan arsenik dari pekerjaan. Konsentrasi total arsenik dalam urin

sering digunakan sebagai indikator dari paparan arsenik, karena urin adalah rute

utama dari eksresi jenis arsenik. Waktu paruh arsenik anorganik dalam tubuh

manusia adalah sekitar 4 hari atau 65% - 95 % arsenik dieksresi melalui urin

dalam 5 hari.

Paparan arsenik yang singkat atau lebih bersifat akut pada manusia bisa diketahui

dengan pemeriksaan dalam urin. Konsentrasi arsenik dalam urin merupakan

indikator arsenik pada jangka pendek (short term exposure), sedangkan untuk

paparan jangka panjang (long term exposure) dengan menggunakan rambut

sebagai indikatornya. Namun demikian, pengujian arsenik di rambut tidak dapat

4

membedakan arsenik yang terakumulasi dari tubuh dengan arsenik yang

menempel ke rambut dari luar tubuh.

Arsenik yang masuk ke dalam peredaran darah dapat ditimbun dalam organ

seperti hati, ginjal, otot, tulang, kulit dan rambut. Arsenik trioksid yang dapat

disimpan di kuku dan rambut dapat mempengaruhi enzim yang berperan dalam

rantai respirasi, metabolisme glutation ataupun enzim yang berperan dalam

proses perbaikan DNA yang rusak. Di dalam tubuh, arsenik bervalensi lima dapat

berubah menjadi arsenik bervalensi tiga. Hasil metabolisme dari arsenik

bervalensi 3 adalah asam dimetil arsenik (DMA) dan asam mono metil arsenik

(MMA) yang keduanya dapat diekskresi melalui urin.

Peneliti berpendapat bahwa rendahnya kadar arsenik dalam urin mungkin

disebabkan tubuh manusia mempunyai mekanisme untuk mengatasi paparan

arsenik dalam jumlah kecil. Hati akan mengubahnya menjadi bentuk yang tidak

merusak dan dibuang lewat urin dalam waktu 4-5 hari dengan persentase 62,7%

(dari total arsenik pada tubuh).(13) Waktu paruh biologis pada manusia ini pula

menyebabkan arsenik (As) kurang terdeteksi dalam urin. Namun demikian,

apabila logam arsenik (As) ini berada dalam jangka waktu yang cukup lama

dalam tubuh (long term exposure) maka akan terakumulasi dalam target organ

tubuh. Sehingga akan menimbulkan efek gangguan kesehatan manusia yang

bersifat karsinogenik, mutagenik dan teratogenik dan toksisitasnya dapat bersifat

akut dan kronik.

Paparan kronik pada arsenik meningkatkan risiko penyakit seperti lesi pada

kulit, bronchitis, hepatomegali, neuropathi, peripheral vascular diseases (seperti :

gangrene), penyakit cardiovascular, kanker kulit, kanker paru, dan kanker

empedu. Terdeteksinya arsenik (As) dalam urin ini juga bukan hanya disebabkan

oleh paparan pestisida saja, tetapi bisa dari air minum, air tanah dan air sungai

yang mengandung arsenik (As), tetapi juga disebabkan oleh bahan makanan dan

bahan lain yang mungkin mengandung arsenik (As) melebihi baku mutu yang

telah ditetapkan.

2.2 TOKSISITAS DAN INDIKATOR BIOMARKER TERHADAP PAPARAN

ARSENIK

2.2.1 Toksisitas Arsenik

5

Arsenik anorganik meliputi arsenikit [As (III)] dan arsenikat [As (V)],

dapat berupa termetilasi untuk membentuk asam monomethylarsonic [MMA (V)]

atau dimethylated seperti pada asam dimethylarsinic [DMA (V)]. Metabolisme

arsenik anorganik melibatkan dua elektron pengurangan pentavalent arsenik

untuk trivalen arsenik, dimediasi oleh glutathione, diikuti oleh metilasi oksidatif

untuk membentuk pentavalent arsenik organik (K Jomova, 2011).

Gambar 1. Metabolisme Inorganik Arsenik

Arsenik anorganik cenderung jauh lebih beracun dari arsenik organik.

Arsenik merupakan racun bagi sistem organ. Organ target yang paling sensitif

menjadi ginjal. Tingkat keracunan arsenik tergantung pada berbagai faktor seperti

dosis, kerentanan individu arsenik dan umur individu yang terpapar. Sementara

kronis keterpaparan arsenik mempengaruhi sistem pembuluh darah dan

menyebabkan hipertensi dan penyakit kardiovaskular, toksisitas arsenik akut

dapat menyebabkan kardiomiopati dan hipotensi. Yang paling umum efek

neurologis toksisitas arsenik jangka panjang neuropati perifer dan efek

gastrointestinal oleh manifestasi racun hepatitis disertai dengan peningkatan

kadar enzim hati (K Jomova, 2011).

Trivalen arsenik anorganik menghambat piruvat dehidrogenase dengan

mengikat kelompok sulfydryl dari dihidrolipoamide, menghasilkan mengurangi

konversi piruvat menjadi asetil koenzim A (CoA), sedangkan kedua sitrat

6

aktivitas siklus asam dan produksi ATP seluler yang menurun. Hal ini juga

menghambat penyerapan glukosa ke dalam sel, glukoneogenesis, asam lemak

oksidasi dan produksi lebih lanjut dari asetil KoA. Trivalen arsenik menghambat

produksi glutathione, yang melindungi sel-sel terhadap kerusakan oksidatif (K

Jomova, 2011).

Pada tingkat yang lebih signifikan dan spesifik, arsenik pentavalent

mengemulasi fosfat anorganik dan menggantikan fosfat dalam jalur respirasi

glikolitik dan seluler. Uncoupling fosforilasi oksidatif terjadi karena ikatan fosfat

berenergi tinggi normal tidak terbentuk, misalnya dengan adanya arsenik

pentavalent, adenosin difosfat (ADP) membentuk ADP-arsenikat bukan ATP

dengan tidak adanya obligasi ATP fosfat berenergi tinggi. Metilasi arsenik

anorganik telah dianggap menjadi mekanisme detoksifikasi. Namun, hasil

eksperimen terbaru telah mendokumentasikan kehadiran intermediet trivalen,

asam monomethylarsonous [MMA (III)] dan asam dimethylarsinous [DMA (III)]

dalam urin manusia terkena air minum yang mengandung kadar tinggi anorganik

arsenik. Intermediet trivalen ini struktural berbeda dari senyawa pentavalent dan

lebih reaktif dan lebih karsinogenik (K Jomova, 2011).

2.2.2 Biomarker Arsenik

Kuantifikasi Paparan Arsenik

Pengukuran tingkat arsenik dalam darah, urin, rambut dan kuku

semuanya telah digunakan sebagai indikator biologis paparan arsenik. Karena

arsenik dimetabolisme dari darah dalam jangka waktu beberapa jam, pengukuran

kadar arsenik darah bukan merupakan indikator yang baik eksposur jangka

panjang individu untuk arsenik. Mayoritas arsenik yang diserap dari paru-paru

atau saluran pencernaan dan diekskresikan dalam urin. Biasanya dalam 1-2 hari,

pengukuran kadar arsenik urin umumnya dianggap sebagai penanda yang paling

dapat diandalkan arsenik akut eksposur (K Jomova, 2011).

Biomarker Efek Disebabkan oleh Arsenik

Arsenik diketahui mempengaruhi aktivitas sejumlah enzim, khususnya

kelompok enzim yang bertanggung jawab untuk sintesis heme, degradasi dan

aktivasi heme oxygenase. Menzel dan rekan kerja juga meneliti in vitro induksi

limfosit manusia heme oxygenase 1 (Ho1) sebagai biomarker paparan arsenit.

7

Arsenik yang diamati menginduksi de novo sintesis Ho1 dalam sel

lymphoblastoid manusia, tetapi belum ditentukan apakah respon sama diinduksi

secara in vivo. Tes hewan telah menunjukkan bahwa keracunan arsenik terjadi

peningkatan urin tingkat uroporphyrin, coproporphyrin dan bilirubin. Tes-tes ini

juga telah terbukti dapat diterapkan pada manusia. Oleh karena itu, tingkat

perubahan senyawa-heme pada urin bisa berfungsi sebagai biomarker sensitif

efek arsenik (K Jomova, 2011).

2.3 PENGARUH OKSIDATIF, STRESS NITROSATIVE, DAN GENOTOXICITY

ARSENIK

2.3.1 Arsenik dan Stres Oksidatif dan Nitrosaf

Banyak penelitian mekanistik toksisitas arsenik telah menyarankan bahwa

oksigen reaktif spesies dan nitrogen reaktif spesies yang dihasilkan selama

metabolisme arsenik anorganik dalam sel hidup (Shi et al., 2004).

Arsenik menginduksi perubahan morfologi integritas mitokondria dan

penurunan yang cepat dari potensi membran mitokondria. Perubahan

mitokondria dianggap situs utama di mana formasi acak yang tidak terkendali

dari anion superoksida radikal terjadi. Mekanisme riam pembentukan radikal

bebas yang berasal dari radikal superoksida dikombinasikan dengan penurunan

pertahanan oksidan seluler oleh pengobatan dengan glutathione-depleting agen

hasil dari peningkatan sensitivitas sel terhadap toksisitas arsenik (Cohen et al.,

2006;. Valko et al., 2005). Hasil eksperimen baik secara in vivo dan in vitro dari

manusia dan hewan yang terekspose arsenik menunjukkan kemungkinan

dikarenakan keterlibatan peningkatan pembentukan radikal peroksil (ROO•),

radikal anion superoksida (O2• - ), Singlet oksigen (1O2), radikal hidroksil

(•OH), hidrogen peroksida (H2O2), radikal dimetilarsenik [(CH3)2As•] (Flora et

al., 2007).

Sebuah rute yang menarik untuk produksi H2O2 diusulkan untuk melibatkan

oksidasi As (III) menjadi As (V) yang dalam kondisi fisiologis, hasil dari

pembentukan H2O2 (Valko et al., 2005).

8

Reaksi di atas adalah spontan dan eksergonik dengan perkiraan reaksi bebas

perubahan energi standar untuk pembentukan H2O2 dari -40,82 kkal mol-1 (-

170,87 KJ mol-1 ). Hidrogen peroksida bukanlah radikal bebas, namun ketika

organisme overload dengan besi (seperti dalam kondisi hemokromatosis,

anemia hemolitik dan hemodialisis), dimana konsentrasi seluler tinggi dari 'besi

yang tersedia bebas' mungkin memiliki efek merusak, seperti yang ditunjukkan

oleh partisipasi Fe (II) dalam dekomposisi hidrogen peroksida (reaksi Fenton),

menghasilkan radikal hidroksil yang sangat reaktif:

Radikal hidroksil adalah ROS yang sangat reaktif dengan waktu paruh lebih

pendek dari 1 ns dalam lingkungan berair (Valko et al., 2007). Pembentukan •OH di sekitar DNA mungkin menyebabkan radikal ini bereaksi dengan basa

DNA atau dengan rantai deoksiribosa DNA untuk menghasilkan modifikasi

basa (rusak) atau untaian yang putus. Sebagian besar radikal hidroksil yang

dihasilkan in vivo timbul dari dekomposisi logam katalis hidrogen peroksida,

sesuai dengan reaksi Fenton (Naughton et al., 1993).

Selain spesies oksigen reaktif, paparan arsenik dapat menginisiasi generasi dari

reactive nitrogen species (RNS). Beberapa hasil yang bertentangan

menggambarkan arsenik diinduksi produksi dari NO• telah dilaporkan, salah

satunya menyimpulkan bahwa tidak ada peningkatan induksi arsenik dari NO•

di hepatosit dan sel hati manusia, yang menghambat induksi NO sintesis

ekspresi gen pada stimulasi sitokin sel-sel hati dan hepatosit manusia. Namun,

dalam penelitian lain, arsenikit dikatakan menghambat induksi ekspresi gen NO

synthase pada arteri pulmonalis sel-sel otot polos tikus (Kodavanti et al., 1998).

2.3.2 Genotoksisitas Arsenik

Ada sejumlah penelitian in vitro dan in vivo yang telah dilakukan, yang

ditujukan untuk menentukan genotoxicity dari anorganik arsenik (Yamanaka et

al., 2004; Cohen et al., 2006). Penelitian in vitro pada sel fibroblast, leukosit,

limfosit manusia dan sel embrio hamster telah menunjukkan bahwa arsenik

menginduksi penyimpangan kromosomal dan perubahan kromatid (Helleday et

al., 2000). Penelitian serupa dengan menggunakan sel-sel manusia, tikus dan

hamster yang dieksplorasi perangkat tambahan berpotensi meningkatakan

9

kerusakan DNA, peningkatan perbaikan DNA atau penghambatan sintesis

DNA.

Penelitian pada manusia telah mendeteksi lebih tinggi daripada rata-rata

kejadian penyimpangan kromosom pada limfosit perifer, setelah kedua paparan

inhalasi dan oral (Nordenson et al., 1979). Penelitian-penelitian ini harus

diinterpretasikan dengan hati-hati, karena dalam banyak kasus, hanya ada

sejumlah kecil subjek dan pengaruh-pengaruh dari paparan bahan kimia lain

juga bisa mempengaruhi hasil. Investigasi efek genotoksik tertelan arsenik pada

penduduk Taiwan telah menghasilkan hasil yang beragam, mungkin karena

berbagai jenis sel yang diperiksa dan tingkat paparan yang berbeda yang

dialami oleh populasi yang diteliti. Kanker kulit terkait arsenik telah

menunjukkan tingkat yang lebih tinggi yang menyertai mutasi p53

dibandingkan dengan yang ditemukan di kanker kulit akibat sinar UV (Hsu et

al., 1999).

Sebuah kejadian peningkatan kelainan kromosom terdeteksi pada tikus yang

diberikan dosis oral natrium arsenikat (4 mg As kg-1 per hari) selama 2-3

minggu (Datta et al., 1986). Namun, tidak ada peningkatan penyimpangan

kromosom terdeteksi dalam sel-sel sumsum tulang atau spermatogonium dari

tikus yang diberi natrium arsenikit untuk jangka waktu 2 bulan (Poma et al.,

1987). Penelitian-penelitian ini menunjukkan bahwa tertelan arsenik dapat

menyebabkan efek kromosomal. Sebuah penelitian dari mutasi p53 pada kanker

kulit yang terkait arsenik dari pasien di Taiwan yang terkekspose arsenik dari

air minum menemukan tingkat mutasi p53 yang tinggi dan berbagai jenis

mutasi p53 dibandingkan dengan yang terlihat pada kanker kulit akibat sinar

UV; hasil serupa ditemukan pada tikus (Salim et al., 2003).

Sementara beberapa penelitian pada hewan telah menunjukkan peningkatan

insiden kelainan kromosom pada tikus yang diberikan dosis oral natrium

arsenikat selama beberapa minggu (Datta et al., 1986), penelitian lain tidak

terkonfirmasi setiap peningkatan konsisten dalam penyimpangan kromosom

yang terdeteksi pada sel-sel sumsum tulang atau spermatogonium pada tikus

yang diberikan natrium arsenikit (Poma et al., 1987). Dengan demikian data

yang tersedia terlalu terbatas untuk menarik kesimpulan.

Lesi DNA yang paling ekstensif dipelajari adalah pembentukan 8-OH-

G, salah satu produk utama dari oksidasi DNA, yang berasal dari reaksi radikal

10

hidroksil dengan guanin (Gambar 2; Valko et al, 2006). 8-OH-G merupakan

penanda genotoksik sensitif DNA yang rusak secara oksidatif. Asosiasi dengan

peningkatan konsentrasi urin 8-OH-G telah dilihat juga untuk paparan arsenik.

Seperti yang dijelaskan di atas, arsenik dimetabolisme melalui

metilasi. Konsentrasi tinggi dalam urin, dari metabolit monomethylated As,

asam methylarsonic (MMA), yang merupakan faktor kepekaan induksi

toksisitas As, termasuk karsinogenisitas, telah berkorelasi dengan konsentrasi

sama tinggi urin 8-OH-G (Hu et al., 2006). Menariknya, berdasarkan uji klinis,

untuk berbagai paparan As dengan konsentrasi urin-As hingga 1200 μg l-1 , efek

pro-oksidatif dari As, yang berasosiasi dengan 8-OH-G dengan urin-As terbukti

lebih lemah daripada paparan moderat oleh kadmium. Dengan demikian, 8-OH-

G mungkin tidak sensitif sebagai biomarker stres oksidatif induksi As yang

ditimbulkan karena Cd dan stres oksidatif yang disebabkan oleh logam lain

(Engström et al., 2010).

2.4 PENYAKIT PADA HEWAN (GANGGUAN NEUROLOGIS) AKIBAT

ARSENIK

2.4.1 Arsenik An Animal Disease

Gangguan Neurologis

a. Arsenikals Anorganik

Arsenik anorganik dapat menyebabkan efek neurologis yang serius, baik

inhalasi (Calderon et al, 2001;. Lagerkvist dan Zetterlund, 1994) maupun

paparan secara oral (Uede dan Furukawa, 2003). Hal ini didasarkan terutama

pada pengamatan klinis dan pemeriksaan neurologis individu yang terpapar.

Penelitian pada hewan telah menunjukkan bahwa efek neurologis pada

tikus yang terpapar arsenik dalam bentuk natrium arsenikit melibatkan

11

perubahan kadar neurotransmiter seperti dopamin, norepinefrin dan 5-

hydroxytryptamine (Kannan et al., 2001). Hewan dewasa tampaknya jauh lebih

rentan terhadap efek neurologis arsenik anorganik daripada manusia, studi di

hewan dewasa mungkin tidak akan membantu untuk memperkirakan batas

aman paparan manusia.

Temuan terbaru menunjukkan hubungan antara arsenik dalam air

minum dan neurobehavioral perubahan pada anak-anak (Tsai et al., 2003).

Remaja dari berbagai daerah Taiwan dan China terpapar rendah (0,0017-0,0018

mg As kg-1 per hari) tingkat arsenik anorganik dalam air minum mereka

menunjukkan penurunan kinerja dalam kesiapan beralih kerja sementara anak

dalam kelompok paparan yang tinggi (0,0034-0,0042 mg As kg-1 per hari)

menunjukkan kinerja menurun dan dalam tes memori relatif kontrol tidak

terbuka.

Menelan arsenik anorganik dapat menyebabkan injury pada sistem

syaraf. Paparan pada 2 mg As kg-1 per hari bisa menyebabkan ensefalopati,

dengan gejala sakit kepala, mental kebingungan, kejang dan koma (Bartolome

et al., 1999). Eksposur berkepanjangan ke tingkat yang lebih rendah arsenik

(0,03-0,1 mg As kg-1 per hari) biasanya ditandai dengan neuropati perifer

simetris (Chakraborti et al, 2003;.. Foy et al, 1992), dalam tahap awal ditandai

dengan mati rasa di tangan dan kaki. Kedua saraf sensorik dan motorik

terpengaruh dan kelemahan otot sering berkembang (Goebel et al., 1990).

Fitur neurologis yang paling khas neurotoksisitas arsenik adalah

neuropati perifer yang dapat berlangsung selama beberapa tahun (Mathew et

al., 2010). Studi pada pasien dengan neuropati menunjukkan kecepatan

konduksi saraf berkurang pada perangkat saraf, dan ini telah menjadi ciri khas

induksi neurotoksisitas, sebagaimana adanya merupakan ciri khas dari

degenerasi aksonal. Sebagian besar efek yang kurang baik dari Arsenik

disebabkan oleh inaktivasi enzim yang penting untuk metabolisme energi, yang

bereaksi dengan kelompok thiol dari protein dan enzim dan menghambat

aktivitas katalitik. Penyakit neurodegenerative, arsenikinduced neurotoksisitas

menyebabkan perubahan protein cytoskeletal komposisi dan

hyperphosphorylation. Perubahan ini mungkin menyebabkan disorganisasi

struktur sitoskeletal, yang merupakan penyebab potensial yang ditimbulkan

neurotoksisitas.

12

b. Arsenikals Organik

Tidak ada gejala neurologis atau lesi otak yang diamati pada paparan

kronis dari tikus ke MMA (72,4 mg kg-1 per hari) atau tikus untuk MMA kg-1

per hari (67.1 mg; Arnold et al, 2003). Dua studi lebih lanjut pada babi

menunjukkan bahwa dosis oral roxarsone dapat menyebabkan neurotoksisitas

yang signifikan di mana fitur adalah degenerasi tergantung waktu mielin dan

akson (Kennedy et al., 1986).

2.5 ANTIOKSIDAN TERHADAP MUTAGENISITAS ARSENIK

Stres oksidatif pada DNA diakui sebagai komponen yang mendukung

mekanisme karsinogenesis arsenik (Valko et al, 2005). Enzim antioksidan ini dianggap

menjadi garis pertahanan pertama seluler terhadap kerusakan oksidatif. Superoksida

dismutase (SOD) dan katalase (CAT) yaitu bagian terpenting, karena CAT dan SOD

yang menahan sel saat terpapar oleh oksigen. SOD mengkatalisis dismutase

superoksida menjadi oksigen dan hidrogen peroksida, saat itulah CAT mengkatalisis

dekomposisi hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen. Arsenik-intoxicated rats

dapat menurunkan aktivitas SOD yang disebabkan oleh peningkatan produksi anion

superoksida radikal.

Sistem pertahanan sekunder untuk melawan radikal bebas yang menyebabkan

kerusakan yang dilakukan oleh sistem thiol (Manna et al,2008). Penurunan GSH dan

menaikkan level dari lipid peroksida untuk racun arsenik yang ditemukan untuk

menjadi panduan untuk mengurangi aktivitas dari GST dan GPx seiring dengan

menurunnya aktivitas dari regenerasi GSH enzim GR.

Sebuah uji lapangan di Bengal Barat (Wilayah yang terkenal sebagai wilayah

yang terdapat arsenik tertinggi pada air minumnya), untuk mengevaluasi pergerakan

dari phytochemical, curcumin, dari kunyit untuk antioksidan dan aktivitas

antimutagenik (Biswas, et al. 2010). Sampel darah diambil darah dari sukarelawan di

wilayah tersebut menunjukkan adanya kerusakan DNA dan berkurangnya antioksidan

hingga habis. Namun, dosis yang diberikan dengan menggunakan kapsul curcumin

selama 3 bulan, akan membuat kerusakan DNA berkurang. Pembentukan ROS dan

peroksidasi lipid dapat ditekan, dan aktivitas antioksidan dalam plasma darah dapat

ditingkatkan sehingga dapat memberikan harapan terhadap peran curcumin terhadap

kerusakan DNA yang disebabkan oleh arsenik.

13

Pengobatan yang paling dikenal efektif terhadap racun arsenik adalah terapi

terapi kelasi, namun ada beberapa agen seperti british anti lewisite, sodium 2,3-

dimercaptopropane-1- sulfonate, meso2,3- dimercaptosuccinic acid dan lain-lain yang

mampu menghasilkan efek samping yang tidak diinginkan (Flora et al, 2007). Itu telah

terbukti bahwa suplementasi zat peng-kelat dengan antioksidan mungkin dapat

bermanfaat untuk mencapai efek yang paling optimal.

Studi lain melaporkan bahwa efek genotoksik dari natrium arsenik (dikenal

sebagai efek genotoksik melalui pembentukan ROS) saat membentuk mikronuklei di

eritrosit polikromatik disumsum tulang dari tikus Wistar (Balakumar et al, 2010).

Suplementasi secara oral dengan dosisi alfa tocopherol (400mg per kg berat badan)

dan asam askorbat (200mg per kg berat badan) untuk tikus diberikan 100 ppm dari

natrium arsenikate pada air minum mereka dalam 30 hari disarankan adanya efek

perlindungan pada system seluler antioksidan dan modulasi dari arsenik yang diinduksi

oleh formasi mikronuklei.

14

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Arsenik merupakan racun bagi sistem organ, organ target yang paling sensitif

menjadi ginjal Golongan fungisida merupakan suatu indikator adanya kandungan

Arsenik, sehingga berpotensi adanya paparan yang dialami oleh petani. Salah satu

parameter terjadinya paparan pestisida adalah kadar logam berat yaitu Arsenik (As)

dalam urin. Konsentrasi total arsenik dalam urin sering digunakan sebagai indikator

dari paparan arsenik, karena urin adalah rute utama dari eksresi jenis arsenik. Paparan

kronik pada arsenik meningkatkan risiko penyakit seperti lesi pada kulit, bronchitis,

hepatomegali, neuropathi, peripheral vascular diseases (seperti : gangrene), penyakit

cardiovascular, kanker kulit, kanker paru, dan kanker empedu. Ada sejumlah penelitian

in vitro dan in vivo yang telah dilakukan, yang ditujukan untuk menentukan

genotoxicity dari anorganik arsenik. Penelitian in vitro pada sel fibroblast, leukosit,

limfosit manusia dan sel embrio hamster telah menunjukkan bahwa arsenik

menginduksi penyimpangan kromosomal dan perubahan kromatid. Arsenik anorganik

dapat menyebabkan efek neurologis yang serius, baik inhalasi maupun paparan secara

oral. Hal ini didasarkan terutama pada pengamatan klinis dan pemeriksaan neurologis

individu yang terpapar. Pengobatan yang paling dikenal efektif terhadap racun arsenik

adalah terapi terapi kelasi, namun ada beberapa agen seperti british anti lewisite,

sodium 2,3- dimercaptopropane-1- sulfonate, meso 2,3- dimercaptosuccinic acid dan

lain-lain yang mampu menghasilkan efek samping yang tidak diinginkan. Itu telah

terbukti bahwa suplementasi zat peng-kelat dengan antioksidan mungkin dapat

bermanfaat untuk mencapai efek yang paling optimal.

3.2 SARAN

Kami meyakini masih banyak kekurangan dalam makalah ini baik dalam

penyusunan maupun konten makalah. Oleh karena itu kami memohon masukan, saran

serta tambahan ilmu yang berkaitan dengan makalah ini.

15