XENOBIOTIK

Xenobiotik Oleh Yayat Dhahiyat & Fiddy S. Prasetiya

2. 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.

3. 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

4. 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:

5. 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

6. 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

7. 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

8. 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

9. 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

10. 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

11. 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

12. 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

13. 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

14. 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

15. 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

16. 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

17. 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

18. 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

19. 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

20. 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

21. 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

22. 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

23. 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

24. 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

25. 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

26. 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

27. 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

28. 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

29. 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

30. 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

31. Racun non logam  Polisiklik hidrokarbon (PAH)  DDT, DDE, dioxin terklorinasi  Olefin terklorinasi, Bifenil terklorinasi (PCB)  Heksa Klorobenzen (HCN)  Karakteristik:  Persiten  Toksisitas tinggi

32. 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,S e,Ti,Tel,Va) Asbestos, Benzidin, Radiasi Pengion Sistemik Pb,Hg,Cd,Se,Ti,Tel,V a Bo,F,P Ekonomik As,Hg,Zn,Na Pestisida organik Alergi Cr,Mg,Ni Macam-macam zat organik/anorganik