Xenobiotik

Oleh

Yayat Dhahiyat & Fiddy S. Prasetiya

Xenobiotik Yaitu bahan asing bagi tubuh organisme, yang antara

lain adalah racun. Klasifikasi racun menurut sumber:

Sumber alamiah/buatan, membedakan racun asli yg berasalkan fauna dan flora, dan kontaminasi organisme dengan berbagai racun berdasarkan lingkungan seperti bahan baku industri yang beracun

Sumber berbentuk titik, area dan bergerak, biasanya dipergunakan orang yg berminat melakukan pengendalian

Sumber domestik, komersial dan industri, yang lokasi sumbernya, sifat dan jenisnya berbeda.

Klasifikasi racun menurut wujud Wujud pencemar dapat bersifat padat, cair dan gas,

karena efeknya yang berbeda, misal: Gas dapat berdifusi, sehingga menyebar lebih cepat daripada

cairan dan zat padat Gas dan padatan yang sangat halus akan cepat menimbulkan

efek dan apabila konsentrasi masyarakat di tempat tersebut padat, maka efeknya akan drastis

Ukuran pencemar, bentuk dan densitas, serta komposisi kimiawi dan fisika sangat erat hubungannya dengan wujud. Hal ini akan memberikan petunjuk: Mudah tidaknya suatu pencemar memasuki tubuh host dan Cepat tidaknya menimbulkan efek Seberapa jauh efek yg dapat ditimbulkan

Klasifikasi racun berdasarkan sifat Kimia-Fisika

Klasifikasi ini sering digunakan untuk bahan beracun: Korosif Radioaktif Evaporatif Eksplosif Reaktif

Semua ini menghendaki penanganan, transportasi dan pembuangan yang berbeda, karena bahaya yang ditimbulkan akan berbeda:

Klasifikasi berdasarkan terbentuknya pencemar/Xenobiotik

Pencemar primer, pencemar yang terbentuk dan keluar dari sumber

Pencemar sekunder, pencemar primer yg mengalami transformasi pertama di lingkungan

Pencemar tersier, pencemar (sekunder) yang melewati proses transformasi lebih dari satu kali

Pencemar sekunder dan seterusnya dapat menjadi lebih toksik ataupun kurang toksik dari pencemar primer

Klasifikasi berdasarkan efek kesehatan

Fibrosis atau terbentuknya jaringan ikat secara berlebih Granuloma atau didapatnya jaringan radang yang kronis Demam atau temperatur badan melebihi normal Asfiksia atau keadaan kurang oksigen Alergi atau sensitivitas yang berlebih Kanker atau tumor ganas Mutan adalah generasi yang secara genetik berbeda

dari induknya Cacat bawaan akibat teratogen Keracunan sistemik, yakni keracunan yang menyerang

seluruh anggota tubuh

Klasifikasi berdasarkan kerusakan/ organ target

Hepatotoksik atau beracun bagi hepar/hati Nefrotoksik atau beracun bagi nefron/ginjal Neurotoksik atau beracun bagi neuron/saraf Hematotoksik atau beracun bagi darah/sistem

pembentukan sel darah Pneumatoksik atau beracun bagi pneumon

Klasifikasi atas dasar hidup/matinya racun Biotis, zat hidup dapat berkembang biak bila

lingkungannya mengizinkan Abiotis, dapat berubah menjadi berbagai senyawa

Racun Biotis atau Biotoxin

Biotoxin dapat berupa: Racun asli, yaitu biota itu sendiri yang beracun, ex.:

Organisme itu sendiri beracun bagi manusia dan organisme lain yang memakannya

Racun itu sengaja dimasukkan ke dalam tubuh organisme lain sebagai mekanisme defense biota

Racun tidak asli/sekunder, yaitu racun pada biota akibat kontaminasi dengan bahan beracun

Biotoxin: Mikroba Tanaman Hewan

Racun mikroba

Racun dalam mikroba dapat berupa racun yang dibuat oleh mikroba itu sendiri ataupun dapat berupa sisa metabolismenya/metabolit

Mikroba pembentuk racun: Vibrio cholerae Clostridium botulimun Pseudomonas cocovenans Staphylococcuc aureus Mycotoxin Algaltoxin

Racun yang berupa metabolit organisme: Ammonia Nitrat, nitrit CO2, CO2, derivatif sulfur

Racun biotis

Racun biotis ada yang disebut exo- dan endo-toksin Perbedaan utamanya, exotoksin dibuat dan dikeluarkan

dari tubuhnya oleh bakteri semasa masih hidup serta sehat, dan efeknya bisa dirasakan di organ yang sangat jauh Exotoksin Streptpcoccus haemolyticus, dapat dirasakan efeknya

pada semua persendian dan jantung, sedangkan endotoksin hanya didapat apabila terjadi kehancuran sel bakteri

Perbedaan endotoksin dan exotoksin

Karakteristik Endotoksin Exotoksin

Pelepasan toksin Lisis sel Sel yang baik

Komposisi Protein = Antigen

Polisakarida = Zat imun

Lipida = toksin

Protein

Neutralisasi Homolog; negatif Positif

Termostabilitas Lebih stabil Kurang stabil

Pewarnaan Gram Negatif Positif

Toksisitas Kurang toksik Lebih toksik

Vibrio chloreae

Bakteri penyebab cholera ini memasuki tubuh manusia lewat makanan dan/atau minuman, masuk ke dalam usus halus

Vibrio membuat toksin yang disebut enterotoksin, karena meracuni usus, khususnya usus halus

Toksin ini terdiri atas protein yang terdiri atas 3 polipeptida A, A dan B

Toksin mengaktivasi adenylcylase, sehingga ion Na tidak dapat terserap usus

Menyebabkan keluarnya ion Cl ke dalam lumen usus

Clostridium botulinum

Penyebab Botulism, keracunan makanan

Gejala setelah terjadi masa tunas selama 24 jam – 7 hari

Dapat menyebabkan mata tidak dapat fokus, kelemahan otot yang berakhir dengan paralisis tungkai bahkan kematian

Karakteristik bakteri: Gram positif, membentuk spora Temperatur optimum: 5-42.5°C pH optimum: 5.5-8 Spora resisten terhadap panas diatas

120°C

Clostridium botulinum

Strain bakteri yang terkenal diantaranya: A* = didapat terutama pada buah, sayur, daging, ikan dan

kalengan B* = didapat terutama pada daging babi C = didapat pada sayuran busuk, larva lalat, pakan ternak,

bangkai, hati babi D = didapat pada bangkai E* = didapat pada ikan mamalia laut dan ikan mentah F = Didapat terutama pada pasta hati

Toksin bakteri disebut botulin dengan LD50 = 0.5 µg Botulin dapat dihancurkan pada suhu 80-100°C selama

10 menit Toksin bakteri labil terhadap panas; berupa protein dan

hanya keluar pada saat sel pecah atau lisis

Clostridium tetani

Habitat: tanah terbuka, dan hidup komensal pada usus kuda

BM toksin C. tetani sama dengan toksin C. botulimun = 150000

C. tetani tumbuh di dalam luka-dalam yang aerobik

Organ target: sinap saraf, khususnya terikat pada lipid ganglion

Gejala: kontraksi menerus, kejang otot, paralisis yang kaku

Pseudomonas cocovenans

Terkenal di Banyumas, Jawa Tengah akibat kontaminasi P. cocovenans pada tempe bongkrek

Gejala: terjadinya hiperglikemia, kematian

Asam bongkrek (C28H38O7) merupakan inhibitor fosforilasi oksidatif, sehingga pembentukan ATP terhambat

LD50 asam bongkrek pada mencit secara intravena: 1.4 mg/kg

Staphylococcus aureus

Karakteristik: Gram + pada usia 18-24 jam,

selanjutnya menjadi variabel Habitat: kulit, nesofarings, air susu,

tinja, air buangan Temperatur optimum: 35-37°C Bersifat fakultatif anaerob Bersifat katalase positif dan oksidasi

negatif Toksin berupa enterotoksin Gejala keracunan timbul setelah

masa tunas 6-8 jam, terjadi secara akut

Pencegahan sulit karena termostabil

Corynebacterium diphtheriae

Penyebab penyakit Diphterie, sering menyerang anak-anak

Sangat menular, menyerang saluran pernafasan dan kulit

Karakteristik: Exotoksin dibuat oleh bakteri aerob Diptheria toksin dieksresikan sebagai

polipeptida tunggal BM: 72 000 dengan 535 asam amino Dosis letal pada mencit: 1 µg

Mikotoksin

Claviceps purpurea Jamur parasit dalam butiran gandum Membuat toksin ergot penyebab

ergotisme Jamur membentuk spora; terbawa

angin atau serangga Gejala:

Keracunan akut: mual, muntah, diare, keguguran, pingsan dan kematian

Keracunan kronis: kelainan pada otot, terasa berat dan nyeri pada saat berjalan

Aspergillus flavus

Karakteristik: Membuat aflatoksin yang bersifat

karsinogenik A. flavus membentuk aflatoksin B-1

(AFB-1) yang merupakan metabolit sekunder jamur tsb (C17H12O6)

Didapatkan pada makanan yang membusuk

Dapat mengakibatkan kematian Toksin memasuki tubuh dengan

makanan per oral, mudah larut dalam air dan diabsorpsi lewat usus

Fusarium roseum

Karakteristik: Mensintesa zearalenone, racun

poten yang bersifat estrogenik Zearalenone merupakan

kontaminan jagung, gandum, dll Ingesti racun pada babi

menyebabkan pembesaran mammae, vulva, prolaps vagina, atrofi testes, infertilitas

Mekanieme keracunan: berkompetisi dengan reseptor estradiol

Zearalenone mudah dikeluarkan lewat urine

Fusarium tricinctum

Karakteristik: Sering terdapat pada jagung dan

gandum Memproduksi toksin Mycotoxin

T-2 (trikotesena); LD 4 mg/kg Keracunan terjadi setelah masa

tunas 1-12 jam Gejala: pusing, mual, muntah,

kulit melepuh, diare, pendarahan dan akhirnya kematian

Efek keracunan berupa inhibisi sintesa DNA, RNA dan protein dalam beberapa sistem seluler

Racun algae Pyrrophyceae

Algae beracun berwarna merah Laut merah ‘red tide’; saat terjadi ini

organisme laut terutama kerang-kerangan tidak dapat dikonsumsi

Keracunan algae melalui Dinoflagellata pada kerang sering terjadi di Malaysia, Filipina, Venezuela dan Indonesia

Case Fatality Rate (CFR) berkisar antara 2-14%

Species yang sering meracuni manusia:

Gonyaulax polyedra, di daerah selatan

Alexandrium spp, di daerah utara

Cyanophyceae

Microcystis, Anabaena, Aphanizomenon

Hidup di air tawar dan membuat endotoksin

Terkait dengan eutrofikasi Fluktuasi diurnal dapat terjadi

karena: Siang terjadi fotosintesa

maksimum, DO maksimum dan pH menuju 9.5. Karena toksin labil dalam alkali, terjadi pengurangan toksisitas

Sebaliknya pada malam hari

Chrysophyceae

Merupakan flagellata bersel tunggal

Berwarna kuning coklat Hidup di air payau dengan kadar

NaCl 0.12% Prymnesium parvum bersifat

racun pada ikan Membuat toksin hemosilin,

sitotoksik, bakteriolitik dan ichtyotoksik

Tanaman beracun

Tanda umum tanaman beracun: Rasa pahit, getah seperti susu Racun bisa terdapat pada buah, daun, biji dan akar Jamur liar, tanaman dengan kuncup berlaminasi Racun labil terhadap panas, larut dalam air, Tanaman liar/tidak dikenal

Racun pada tanaman: HCN pada Cassava, Acacia, Sorghum muda Asam oksalat pada Chenopodiaceae, Rumex, Oxilidaceae Fosfor organik pada Oxylobrium paviflorum

Ex: - Jamur Amanita, Helvella, Psilocybe, Aspidium

- Equisetum, Daphne, Caladium

- Pakis, Atropa belladona

Hewan beracun

Karakteristik toksin dari hewan: Larut dalam air Termostabil Terkonsentrasi dalam jeroan Daging berwarna gelap Tidak tampak, tidak berbau, tidak berwarna Racun terdapat pada invertebrata sampai pada mamalia

Invertebrata: Dinoflagellata, Anemons, Sea urchins, Sea cucumber, Mollusca

Arthropoda beracun: Hymenoptera, gigitannya dapat menyebabkan alergi

Vertebrata: Ikan hiu, belut, balloon fishes, swell fishes, fugu fishes, hati anjing eskimo, beruang kutub

Racun logam

Logam = elemen yang dalam larutan air dapat melepas satu atau lebih elektron dan menjadi kation. Karakteristik logam: Reflektivitas tinggi Mempunyai kilau logam Konduktivitas listrik tinggi Konduktivitas termal tinggi Mempunyai kekuatan dan kelenturan

Dapat dikelompokkan menjadi: Logam berat (rho>5) dan logam ringan (rho<5) Logam esensial dan non-esensial Trace mineral dan non-trace mineral

Metabolisme logam

Logam memasuki tubuh manusia lewat inhalasi ataupun oral

Logam diabsorpsi lewat gastero-intestinal, berdifusi pasif ataupun aktif ke organ target dan bertransformasi dengan berbagai senyawa logam

Logam bila tidak diakumulasi/dimanfaatkan tubuh akan dieksresikan lewat organ, ex: ginjal, usus, rambut, kuku

Usus dapat secara aktif mengeksresikan logam seperti Cd, Hg dan timah hitam dari selaput lendir

Khusus Metil-Hg, selalu bersirkulasi (entero-hepatik) sehingga dalam jumlah kecil dapat menyebabkan kerusakan yang besar

Toksisitas logam

Toksisitas akut, tergantung pada: Dosis tinggi sekaligus dalam waktu pendek Waktu pemaparan pendek tetapi masif Organ absorpsi/protal of entry memungkinkan masuk ke

peredaran darah dengan cepat

Toksisitas kronis, tergantung pada: Dosis yang tidak tinggi, tetapi paparan menahun Gejala tidak mendadak Organ dapat seluruhnya kena

Racun non logam

Polisiklik hidrokarbon (PAH) DDT, DDE, dioxin terklorinasi Olefin terklorinasi, Bifenil terklorinasi (PCB) Heksa Klorobenzen (HCN) Karakteristik:

Persiten Toksisitas tinggi

Efek racun abiotis

Efek Logam Non-logam

Fibrosis Ba,Co,Fe,Mn,Zn SiO2 ,Asbestos

Granuloma Be M.tbc, M.Leparae, Fungi, Parasit

Demam Co,Mn,Pb,Zn Mikroba patogen

Asfiksia - CO,CO2 , H2S, SO2 , NH3 CH4

Kanker Cr,(Be,Cd,Cu,Fe,Pb,Ni,Se,Ti,Tel,Va)

Asbestos, Benzidin, Radiasi Pengion

Sistemik Pb,Hg,Cd,Se,Ti,Tel,Va

Bo,F,P

Ekonomik As,Hg,Zn,Na Pestisida organik

Alergi Cr,Mg,Ni Macam-macam zat organik/anorganik