TOKSIKOLOGI AGENT-AGENT TOKSIS & PEMAPARAN DR. MANYUR, DAKK Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara Pendahuluan : Toksikologi adalah pemahaman mengenai pengaruh-pengaruh bahan kimia yang merugikan bagi organisme hidup. Dari definisi diatas, jelas terlihat bahwa dalam Toksikologi terdapat unsur-unsur yang saling berinteraksi dengan suatu cara-cara tertentu untuk menimbulkan respon pada system biologi yang dapat menimbulkan kerusakan pada system biologi tersebut. Salah satu unsur Toksikologi adalah agent-agent kimia atau fisika yang mampu menimbulkan respon pada system biologi. Selanjutnya cara-cara pemaparan merupakan unsur lain yang turut menentukan timbulnya effek-effek yang tidak diinginkan ini. Dalam tulisan ini akan dibicarakan mengenai penggolongan agent toksis & sifat khusus dari pemaparan. PENGGOLONGAN AGENT-AGENT TOKSIS : Zat-zat toksis digolongkan dengan cara-cara yang bermacam-macam tergantung pada minat dan kebutuhan dari yang menggolongkannya. Sebagai contoh, zat-zat toksis dibicarakan dalam kaitannya dengan organ-organ sasaran dan dikenal sebagai racun-racun liver, racun-racun ginjal penggunaannya dikenal sebagai pestisida-pestisida, pelarut-pelarut, bahan-bahan additif pada makanan dan lain-lain dan kalau dihubungkan ke sumbernya dikenal sebagai toxintoxin binatang dan tumbuh-tumbuhan kalau dikaitkan dengan effek-effek mereka dikenali sebagai karsinogen, mutagen dan seterusnya. Agent-agent toksis bisa juga digolongkan berdasarkan : • Sifat fisiknya : gas, debu, logam-logam • Kebutuhan labellingnya : mudah meledak, mudah terbakar, pengoksidir • Kimianya : turunan-turunan anilin, Hidro Karbon dihalogenasi dan seterusnya • Daya racunnya : sangat-sangat toksis, sedikit toksis dan lain-lain. Penggolongan agent-agent toksis atas dasar mekanisme kerja biokimianya (inhibitor-inhibitor sulfhidril, penghasil met Hb) biasanya lebih memberi penjelasan dibanding penggolongan oleh istilah-istilah umum seperti irritantirritant dan corrosif, tetapi penggolongan-penggolongan yang lebih umum seperti pencemar-pencemar udara, agent-agent yang berhubungan dengan tempat kerja, dan racun-racun akut dan kronis dapat menyediakan satu sentral yang berguna atas satu masalah khusus. Dari uraian diatas telah terbukti bahwa tidak ada system penggolongan tunggal yang dapat diterapkan untuk keseluruhan agent-agent toksik yang beraneka ragam itu dan gabungan dengan seistem-sistem penggolongan yang berdasarkan faktor-faktor lain boleh jadi diperlukan untuk menyediakan system perbandingan terbaik untuk satu tujuan tertentu. Meskipun demikian, system penggolongan yang didasarkan pada sifat-sifat kimia dan sifat-sifat biologis dari agent-agent dan sifat-sifat pemaparan yang khusus sangat disukai untuk dipergunakan oleh pembuat undang-undang atau tujuan pengawasan dan pada umumnya untuk Toksikologi.
2002 digitized by USU digital library
1
Menurut sejarahnya usaha-usaha pertama untuk menggolong-golongakan agent-agent adalah didasarkan sumber-sumber alamnya. Satu dari pelopor dalam bidang ini adalah Discorides yang membagi racun-racun kedalam racunracun binatang, tumbuh-tumbuhan dan mineral. Sumber-sumber binatang : dalam penggolongan permulaan ini meliputi bisa-bisa dan toxin-toxin yang dihasilkan didalam organ-organ khusus dari ular, laba-laba dan binatang-biatang laut. Penggolongan modern yang didasarkan atas pendekatan ini akan melibatkan organisme-organisme laut karena racun ikan seperti toxin ciquatera adalah sebanding dengan organisme-organisme laut yang ada dalam makanan ikan itu dan menurut penelitian mutakhir bahwa zat toksis yang ada dalam organisme laut bisa dipekatkan dalam proses penyediaan makanan atau penyediaan sumber-sumber protein. (Halstead, 1965; Rodricks, 1978). SUMBER TANAMAN : Pada awal-awal penggolongan-penggolongan ini mencakup agent-agent yang digunakan untuk pengobatan seperti digitalis, morfin, salisilat, dan seterusnya, racun-racun anak panah seperti curare, strichnin dan beberapa yang disebut sebagai racun measyarakat seperti nicotine, caffeine, mariyuana, mescaline dan lain-lain. Pada system penggolongan mutakhir yang berdasarkan sumber tanaman ini berisi bentuk tumbuh-tumbuhan yang lebih rendah (Kingdom Protista) dalam penggolongan menurut Haeckle) karena mereka adalah sumber antibiotik, jamur penghasil agent-agent seperti ergot, myco toxin-myco toxin seperti aflatoxin, ochra toxin dan patulin dan endotoxin-endotoxin bakteri (salmonella, Clostridium botulinum dan seterusnya. Tambahan-tambahan yang lain kesistem penggolongan ini adalah organisme pasang merah ( Gymodinium brevae ), algae biru hijau tertentu , mycotoxin2, luteoskyrin, dan cyclo chloratine yang menghasilkan hematoma “beras kuning “ (Uraguchi, 1965 ) Sifat-sifat Pemaparan : Effek-effek yang merugikan atau effek-effek Toksis dalam satu system biologi tidak akan dihasilkan oleh satu agent kimia kecuali agent-agent atau hasil-hasil perubahannya mencapai receptor yang cocok dalam system tersebut pada satu konsentrasi dan untuk satu jangka waktu yang cukup untuk memulai timbulnya effek toksis tersebut. Oleh kaena, apakah satu effek toksis terjadi atau tidak, tergantung pada sifat-sifat kimia dan fisis agent, keadaan pemaparan, dan kerentanan dari system biologi atau sasaran. Jadi, untuk mengetahui sifat-sifat kekuatan bahaya atau daya racun dari satu agent kimia tertentu kita perlu mengetahui bukan hanya bentuk effek yang dihasilkan dan dosis yang dibutuhkan untuk menghasiklkan effek, tetapi juga informasi mengenai agent, pemaparan, dan sasaran. Faktor-faktor yang banyak memepengaruhi toksisitas bila dikaitkan kekeadaan pemaparan adalah cara pemberian dan lamanya pemaparan dan frekwensi pemaparan. Lintasan Dan Tempat Pemaparan Lintasan-lintasan utama yang dipakai oleh agent-agent toksis untuk membebani tubuh adalah melalui Tractus Gastro Intestinalis (menelan) paru-paru (menghirup), kulit (topical) dan pemberian melalui parenteral. Agent-agent toksis biasanya menunjukkan kekuatannnya yang terbesar dan menghasilkan respon yang sangat cepat apabila diberikan secara intra vena satu
2002 digitized by USU digital library
2
penurunan golongan kira-kira dari keeffektifan lintasan-lintasan lain adalah : Inhalasi, intra peritonea, subcutan, intra musculair, intra dermal, oral dan topical. Dengan pemaparan ORAL, timbulnya gejala-gejala dan kehebatan effek biasanya cepat dan lebih sempurna satu lambung yang kosong. Faktor-faktor pembawa dan rumus kimia yang lain secara jelas dapat merubah penyerapan mengikuti penelanan, penghirupan atau pemaparan topical dan pengaruh ini bisa juga terjadi pada pemberian parentral. Serupa, Lokasi pemberian juga mempengaruhi Toksisitas Agent yang diberikan secara parenteral. Sebagai contoh, satu agent yang didetoksifikasi dalam liver, akan diharapkan jadi kurang toksis ketika diberikan melalui sirkulasi portal dari pada bila diberikan melalui sirkulasi sistemis. Pemaparan ke agent-agent toksis industri sangat sering oleh penghirupan dan pemaparan topical; dan keracunan kecelakaan atau bunuh diri sangat sering terjadi melalui penelanan melalui mulut. Perbandingan lethal dose dari satu agent oleh lintasan-lintasan yang berbeda sering menyediakan keterangan berguna mengenai penyerapan dari agent tersebut. Untuk bebarapa agent-agent, dosis lethal untuk pemaparan topical kira-kira 10x lethal dose untuk pemberian oral, yang pada gilirannya kira-kira 10x dosis lethal untuk pemberian secara intra vena. Dalam situasi-situasi dimana dosis pemberian secara oral atau topical dekat kedosis lethal untuk pemberian intravena, biasanya dia berarti bahwa agent toxis itu diserap dengan mudah dan cepat. Sebaliknya, dalam hal-hal dimana dosis lethal oleh lintasan dermal beberapa tingkat lebih tinggi dari dosis lethal oral, disini kulit dapat diharapkan menjadi satu menghalang yang berguna bagi peracunan dari agent tersebut. Effek toksis oleh setiap lintasan pemaparan juga dipengaruhi oleh konsentrasi dari agent dalam pembawanya, volume total dari agent dan pembawa yang dipaparkan kesistem itu, dan kecepatan terjadinya pemaparan. Pemahaman mengenai tingkatan dalam darah, sering dibutuhkan untuk menjelaskan faktor-faktor ini dan faktor-faktor yang lainnya sebagaimana perbedaan-perbedaan jalan pemaparan. Lamanya & Frekwensi Pemaparan : Effek toksis bisa dihasilkan oleh pemaparan akut dan atau kronis ke agentagent kimia. Pemaparan Akut : Didefinisikan sebagai satu pemaparan tunggal atau berkali-kali dalam satu waktu yan singkat (sama dengan atau kurang dari 24 jam) Untuk beberapa agent-agent effek toksis dari pemaparan akut sangat berbeda dari yang dihasilkan oleh pemaparan kronis. Misalnya pada pemaparan akut ke timah hitam terjadi kolik, sedangkan pada pemaparan kronis ke timah hitam terjadi pergelangan tangan jatuh. Pemaparan akut ke agent-agent yang secara cepat diserap sepertinya menghasilkan effek toksis yang segera, tetapi pemaparan, akut dapat juag menghasilkan toksisitas yang lambat, yang bisa serupa atau tidak dengan effek toksis dari pemaparan kronis. Sebaliknya, pemaparan kronis ke agent toksis bisa menghasilkan beberapa effekeffek yang segera dan akut dengan masing-masing pemberian dalam penambahan kejangka waktu lama, tingkat rendah dan effek kronis dari agent. Dalam tanda-tanda khas dari sifat racun suatu agent kimia khusus terbukti bahwa dibutuhkan informasi tidak hanya untuk pengaruh-pengaruh dosis tunggal (akut) dan jangka lama (KRONIS), tetapi juga untuk pemaparan jangka menengah. 2002 digitized by USU digital library
3
Tepatnya, pemaparan demikian disebut sebagai pemaparan jangka pendek (satu minggu atau lebih) ataupun subkronik (biasanya : 3 bulan) dalam program pengujian daya racun. Faktor lain yang penting dalam hubungannya dengan waktu pemaparan adalah frekwensi pemberian. Umumnya dosis terbagi mengurangi effek. Satu dosis tunggal dari satu bahan yang diuji yang menghasilkan satu effek yang hebat dan segera, bisa menghasilkan kurang dari separoh dari effek bila diberikan dalam 2 dosis terbagi, dan tidak ada effek bila terbagi dalam 10 dosis melalui satu jangka waktu beberapa hari atau beberapa jam. Efek terbagi demikian terjadi apabila metabolisme atau ekskresi yang terjadi diantara dosis-dosis yang berurutan atau apabila kerusakan yang dihasilkan oleh masing-masing pemberian, sebagaimana atau seluruhnya dikembalikan sebelum pemberian berian berikutnya. Satu gambaran diagram mengenai pengertian-pengertian ini ditunjukkan dalam gambar (2-1).
2002 digitized by USU digital library
4
Dia merupakan bukti bahwa dengan setiap bentuk dosis multiple, produksi dari effek toksis tidak hanya dipengaruhi oleh frekwensi pemberian tetapi sebenarnya secara keseluruhan tergantung pada frekwensi lebih dari lamanya pemaparan. Karena itu, EFFEK TOKSIS KRONIK terjadi apabila agent menumpuk dalam system biologi (absorpsi melebihi metabolisme dan atau ekskresi atau bila satu agent menghasilkan effek-effek toksis yang irreversible atau apabila disana ada waktu yang cukup untuk satu sistem untuk kembali dari effek toxis dalam interval frekwensi pemaparan. Bila kecepatannya penyingkiran kurang dari kecepatan absorpsi, agent toksis biasanya bukan menumpuk secara tak terbatas, tetapi mencapai satu keadaan tetap dimana kecepatan penyingkiran sama kekecepatan pemberian. KESIMPULAN : Dari uraian-uraian diatas jelas bagi kita bahwa : 1. Penggolongan agent-agent toksis itu bermacam-macam dasarnya tergantung minat dan kebutuhan orang yang menggolongkannya. 2. Cara-cara dan lintasan-lintasan pemaparan merupakan salah satu unsur yang berperan dalam terjadinya effek-effek toksik. KEPUSTAKAAN : 1. John Doull,MD,PhD : Toxicology : The Basic Science of Poisons Second Edition, Macmilan Publishing Co, New York 1980 2. B.G.Katzung : FARMAKOLOGI DASAR DAN KLINIK Alih bahasa : Dr. Binawaty H.K.dkk : ECG. 1986 3. Gilbert W Castellan : PHYSICAL CHEMISTRY. Second Edition iversity of Maryland. Addison Wesley Publishing Company 1971. 4. Dr. Suma’Mur P.K,MSc : KESELAMATAN KERJA DAN PENCEGAHAN KECELAKAAN. nung Agung 1981
2002 digitized by USU digital library
5
2002 digitized by USU digital library
6
