toksikologi lingkungan - · pdf fileefek toksik •konsep dasar toksikologi: setiap bahan...
TRANSCRIPT
![Page 1: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/1.jpg)
TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN
![Page 2: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/2.jpg)
PENDAHULUAN
• Interaksi manusia dan lingkungan
• Bahan kimia baru dibuat
Limbah dibuang
• Pengaruh racun terhadap manusia: Kasus bom atom di Hiroshima dan Nagasaki, Minamata, dioksin, Pb, dll.
• Kualitas lingkungan?• Meningkatkan
kesejahteraan manusia?
Toksikologi lingkungan
![Page 3: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/3.jpg)
Toksikologi
• Mempelajari tentang toksin (racun) serta efeknya terutama untuk mahluk hidup
• Toksin merusak atau mematikan organisma karena racun bereaksi dengan komponen selular untuk mengganggu fungsi metabolisma
![Page 4: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/4.jpg)
Toksikologi Lingkungan
• Atau ekotoksikologi
• Membahas tentang interaksi, transformasi, fate, dan efek dari senyawa kimia alamiah maupun sintetis di dalam biosfer termasuk organisma individual, populasi dan seluruh ekosistem
![Page 5: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/5.jpg)
Toksikologi Lingkungan
• Mencari substansi yang aman
• Mencegah terjadinya efek yang tidak dikehendaki
• Membuat kriteria dasar untuk standardisasi lingkungan
• Memperbaiki cara pengobatan
Menilai risiko dan memberikan saran atau rekomendasi untuk minimalisasi efek
![Page 6: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/6.jpg)
Xenobiotik
= Bahan asing bagi tubuh organisme
Xenobiotik Lingkungan Organisme Efek Biologis
Alami: racun dari benda hidup (Clostridium botulinum, aflatoksin, tanaman beracun, hewan beracun)
Buatan/abiotis: racun logam, organik
Sumber
EMISI
EKOKINETIKA
FARMAKOKINETIKAPEMAPARAN
IMISI
![Page 7: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/7.jpg)
Jenis-jenis
xenobiotik
Emisi:- Point
- Area
- Mobile
Sumber: Cunningham, 2008
![Page 8: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/8.jpg)
Ekokinetika
Proses biotik abiotik (fisik, kimia, dan
enzim) Transportasi: jarak pendek dan jarak
jauh Efek regional atau lokal
Tergantung: sumber, distribusi/ transportasi, dan transformasi
Mudah ditransportasi (gas, partikulat,
aerosol dan cairan), kelarutan Persistensi di lingkungan Reaktivitas (interaksi dengan
komponen lain) toksisitas,
degradabilitas, distribusi biokonsentrasi, bioakumulasi dan
biomagnifikasi
Sumber: Cunningham, 2008
![Page 9: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/9.jpg)
Ekokinetika
Solubilitas dan mobilitas:
Merupaka hal penting
– Larut dalam air: Senyawa akan lebih cepat tersebar luas dan lebih mudah masuk ke dalam sel
– Larut dalam lemak/minyak: (umumnya senyawa organik) memerlukan pembawa untuk dapat menyebar di lingkungan dan ke luar - masuk tubuh.
Dalam tubuh: mudah menembus ke dalam jaringan dan sel karena membran pembungkus sel tersusun oleh senyawa kimia yang serupa (larut dl lemak). Senyawa kimia akan terakumulasi dalam sel dan berada selam bertahun2.
![Page 10: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/10.jpg)
Bioakumulasi - Biomagnifikasi
Sumber: Cunningham, 2008
![Page 11: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/11.jpg)
• Bioakumulasi:
Sel mempunyai kemampuan utk mengakumulasi nutrien dan mineral esensial, sel juga dapat mengabsorpsi dan menyimpan senyawa toksik
• Biomagnifikasi:
efek toksik yang meningkat pada rantai makanan
![Page 12: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/12.jpg)
Persitensi
• Senyawa yang mudah terurai: konsentrasi segera menurun pada saat masuk ke lingkungan
• Senyawa persisten: Metal (Pb), plastik PVC, pestisida hidrokarbon terklorinasi, asbes
![Page 13: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/13.jpg)
Persisten Organic Pollutans (POPs)Terakumulasi dalam rantai makanan dan mencapai nilai toksik
• PBDE (Polybrominated diphenyl ethers): penahan tekstil terbakar, plastik komputer 150 jt ton pertahun. Gangguan syaraf pada bayi lahir
• Perfluorooctane sulfonate (PFOS) & Perfluorooctane Acid (PFOA) C8: Produk anti lengket, tahan air dan noda seperti Teflon, Gortex. Pada tikus: kerusakan liver, kanker dan sistem reproduksi
• Phthalates: digunakan pada kosmetika, deodorant dan plastik (PVC) mainan anak. Hewan uji: kerusakan liver dan ginjal bahkan kanker.
• Antrazine: Herbisida. Mengganggu sistem horoman endocrine aborsi spontan, berat lahir kurang, gangguan neurologis
![Page 14: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/14.jpg)
Pemaparan
Sumber: Cunningham, 2008
![Page 15: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/15.jpg)
Imisi
• Lingkungan: air, udara, tanah, makanan, tempat kerja
• Portal of entry:
- inhalasi
- oral
- kulit
Berapa yang masuk (intake dose) ?
Sumber: Cunningham, 2008
![Page 16: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/16.jpg)
Farmakokinetika• Oral: mulut lambung usus halus usus
besar
Proses: enzimatik, netralisasi, absorpsi, reaksi dengan senyawa lain
• Inhalasi: nasofaring trakeo-bronkial alveoli
Proses: transfer gas dan masuk ke peredaran darah
• Dermal: permukaan kulit
Proses: barrier, reaksi dengan kulit, menembus kulit
Portal of entry
Absorpsi
Distribusi
Metabolisme
Ekskresi
Dosis vs konsentrasi?
![Page 17: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/17.jpg)
8/23/2010 Dwina Roosmini 17
Efek• Akut:
Dalam waktu singkat
Akibat pajanan(exposure) konsentrasi tinggi
• Kronis:
Dalam waktu lama
Pajanan konsentrasi rendah dalam waktu panjang
Penyakit Non-Infeksi
![Page 18: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/18.jpg)
Efek pada manusia
Efek pada organisme tergantung: -toleransi,-hipersensitivitas, -kumulasi
Pada: sel, enzim, DNA, RNA, organ target (hati, sistem saraf, paru-paru, ginjal, kulit)
Efek berdasarkan gejala:
- Fibrosis- Granuloma- Demam- Anfiksia- Alergi- Mutan, kanker, dan teratoma- Endocrine disrupture- Neurotoksik
Keracunan sistemik
![Page 19: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/19.jpg)
Mekanisme dalam menurunkan efek toksik
• Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu.
• Senyawa kimia mempunyai batas aman efek yang ditimbulkan sangat kecil atau tdk terdeteksi secara signifikan
– Contoh: Kopi
Aspirin
Bayam: 10 kg
![Page 20: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/20.jpg)
Senyawa karsinogenik dalam kopi
• Acetaldehyde
• Benzaldehyde
• Benzene
• Benzofuran
• Benzo[a]pyrene
• Caffeic acid
• Catechol
• 1,2,5,6 Dibenzanthracene
• Ethanol
• Ethylbenzene• Formaldehyde• Furan• Furfural• Hydrogen peroxide• Hydroquinone• Limonine• Styrene• Toluene• Xylene
Toksik: 100 cangkir kopi LD kafein
![Page 21: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/21.jpg)
Mekanisme dalam menurunkan efek toksik
• Degradasi Metabolik dan Ekskresi
• Mekanisme perbaikan kerusakan
![Page 22: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/22.jpg)
Degradasi metabolik dan ekskresi
Sistem Ensimatik:Ensim (E mikrosomonal P450) menurunkan efek toksikMamalia: terletak di hati
Ekskresi:Eliminasi dari tubuh melalui proses ekskresiMolekul volatil: CO2, HCN dan keton ekskresi melalui sistem pernafasanGaram dan senyawa lain berlebih keringatSenyawa/bahan terlarut fungsi ginjal urin
Akumulasi senyawa toksik: Kerusakan sistem vital: ginjal, lambung, usus
![Page 23: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/23.jpg)
Metabolisme Xenobiotic
Jalur metabolisma yang mengubah struktur kimia senyawa xenobiotic
Reaksi kimia (biotransformasi):
terjadi pada hampir seluruh mahluk hidup
proses detoksifikasi
Terjadi dalam 3 fase
![Page 24: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/24.jpg)
Metabolisme Xenobiotic
• Fase I : modifikasi
• Fase II: konyugasi
• Fase III: modifikasi lanjutan dan ekskresi
• Membran sel: pembatas permeabel hidrofobik mengendalikan lingkungan internal
Senyawa polar tidak dapat menembus kecuali senyawa2 yang diperlukan transport protein
![Page 25: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/25.jpg)
Metabolisme Xenobiotic-Fase I
• Melibatkan berbagai ensim
Cytochrome P-450 (CYP, P450, CYP450) –dependent mixed function oxidase system terjadi di mitokondria atau retikulum endoplasma
• Reaksi:
– Oksidasi,
– Reduksi
– HidrolisisReaksi yang dikatalisa: monooksigenase
RH + O2 + 2H+ + 2e– → ROH + H2O
![Page 26: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/26.jpg)
Reaksi monooksigenase
• Oksidasi alifatik/aromatik alkohol
• N-dealkilasi bila ada gugus R-N-CH3 R-NH + HCHO
• O-dealkilasi bila ada gugus R-O-CH3 R-OH + HCHO
• S-dealkilasi: paration parokson
• Oksidatif deaminasi bila ada gugus R-N-CH3 R-NH + HCHO
![Page 27: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/27.jpg)
Reaksi Oksidasi lain
• Penyisipan gugus OH-fenolik ke dalam senyawa aromatik Benzene Fenol
• Oksidasi menghasilkan Hidrogen Peroksida (H2O2) menyerang substrat luka kimia
![Page 28: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/28.jpg)
Hidrolisis
• Memecah molekul: ester alkohol dan asam
• Ensim:
– esterase dan amidase terdapat di luar sel (dalam plasma atau cairan ekstraseluler amidase dlm plasma < esterase)
– Pseudokolinesterase
– Glukosidase
– Glukuronidase berperan thd karsinoma kandung kemih
![Page 29: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/29.jpg)
Metabolisme lipofilik Fase I dan II
Hasil konyugasi:
•Polaritas tinggi
•Lebih terlarut dalam air
•Lebih mudah dieliminasi (ekskresikan)
![Page 30: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/30.jpg)
Sel Tumbuhan, Hewan dan Mikroorganisma
![Page 31: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/31.jpg)
![Page 32: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/32.jpg)
Ekskresi
• Mengeluarkan metabolit
• Organ ekskresi:
– Ginjal
– Paru-paru
– Kelenjar keringat, air susu, ludah, empedu
– Usus (logam)
– Urogenital
– Rambut, kuku logam (Hg ata As)
Biological Effect Indicator
![Page 33: TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN - · PDF fileefek toksik •Konsep dasar toksikologi: setiap bahan akan bersifat toksik pada kondisi tertentu. •Senyawa kimia mempunyai batas aman efek](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082207/5a7281907f8b9a93538dc0ca/html5/thumbnails/33.jpg)
Mekanisme perbaikan
• Perbaikan kerusakan pada individual sel sampai DNA atau protein pada tingkat molekular, jaringan dan organ.
• Jika suatu sel terpapar secara teratur oleh senyawa toksik mekanisme perbaikan.
• Kulit, lapisan epitel saluran pencernaan, pembuluh darah, paru2: laju reproduksi selular tinggi utk mengganti sel rusak pertumbuhan tdk terkendali kanker/tumor