Toksikologi-keracunan Logam Berat 2p444g

Pengaruh Keracunan Logam Berat dan Polutan Lainnya Zatil Afrah, S.TP, M.S

Logam Berat Definisi Logam berat: Elemen kimiawi metalik dan metaloida, memiliki bobot atom dan bobot jenis yang tinggi, yang dapat bersifat racun bagi makhluk hidup

Jenis logam berat • Merkuri - Hg • Kium - Cd • Timbal - Pb • Chromium - Cr • Arsen - As

Bahan Racun dan Organ Target

Merkuri - Hg • Terdapat secara alami di lingkungan ataupun sebagai kontaminan • Dapat ditemukan di tanah, air, udara • Kebanyakan senyawa merkuri anorganik berupa serbuk atau larutan berwarna putih, kecuali untuk merkuri sulfida yang berwarna merah dan berubah menjadi hitam bila terkena cahaya

Merkuri Bentuk yang sangat beracun: metilmerkuri (MeHg) Terdapat pada ikan, hewan laut bercangkang, dan hewan/manusia yang memakannya Kandungan MeHg pada ikan tergantung pada • kondisi perairan, • makanan ikan, • lama hidup ikan, dan • tingkatannya pada rantai makanan

Siklus Biogeokimia Merkuri

Biomagnifi kasi MeHg

Metilasi oleh bakteri

Merkuri • Kandungan merkuri yang tinggi: merusak otak, ginjal, paru-paru, dan kekebalan tubuh

Merkuri actin kerucut pertumbu neurofib tubuli han ril n neuro Kerucut n pertumbuhan yang sehat

Ion merkuri kerucut pertumbuhan yang dipengaruhi merkuri

• MeHg pada janin dan anak-anak: kemampuan belajar kurang • Gejala keracunan MeHg: 1.gangguan penglihatan, 2.kurangnya koordinasi tubuh, 3.gangguan berbicara, 4.mendengar, 5.berjalan, dan 6.otot menjadi lemah

Merkuri - Pencegahan • Perhatikan kandungan/cemaran merkuri pada perairan sekitar • Kurangi pembuangan semua bentuk merkuri ke lingkungan • Bagi wanita hamil dan menyusui, kurangi pemaparan merkuri • Lakukan/dukung penelitian untuk penetapan kadar MeHg yang bisa merusak sistem saraf yang sedang berkembang • Lakukan/dukung penelitian mekanisme molekular dari MeHg • Perhatikan pemaparan MeHg dalam jumlah kecil tapi waktu pemaparan yang panjang

Merkuri Informasi lebih lanjut: http://www.kyouritsucl.com/e_minamatabyou.html

Kium Cd • Keracunan kium terjadi ketika seseorang menghirup/mengkonsumsi kium dalam kadar yang tinggi, baik dari udara, makanan, maupun minuman • Produk-produk yang mengandung kium: baterai, rokok, zat warna, pelapis logam, plastik, campuran logam, pupuk.

Kium - Cd

Kium - Cd ↓ sistem perbaikan DNA Ekspresi gen

Cd2 +

↑↓ pertahanan antioksidan

Kerusakan mitokondria

↑ stres oksidatif

Siklus sel, pembedaa n, poliferasi

Kerusakan protein secara oksidatif ↑ kerusakan DNA

↑ DNA mutasi Induksi kanker: tumorigenesis

Lipid peroksida si

apoptosis ↑ HSP Pelipatan kembali atau degradasi protein

Respon adaptif

Kium - Cd  Efek utama pada paru-paru dan ginjal  Paru-paru, emphysema, ginjal, metabolisme kalsium, mungkin penyebab kanker paruparu  Efek sekunder pada sistem tulang/rangka Mekanisme  Mengikat gugus sulfidril , memindahkan logam lainnya dari metaloenzim, dan merusak enzim tersebut  Bersaing dengan kalsium untuk mendapatkan gugus pengikatan (kalmodulin)  Keracunan ginjal  Membebaskan ikatan kium untuk glomerulus ginjal  Disfungsi tubulus proksimal

Kium - Cd  Keracunan Paru-paru  Edema dan emphysema dengan mematikan macrophage paru-paru  Efek sekunder pada sistem tulang/rangka  Osteoporosis  Kanker  Penyebab kanker (penelitian pada binatang)  Sekitar 80% kanker paru-paru berhubungan dengan Cd

Kium - Cd Konsumsi kium dalam kadar yang tinggi menimbulkan gejala: • • • • • •

Muntah/mual Keram perut Diare Kerusakan ginjal Tulang rapuh kematian

Kium - Cd Tes untuk pengecekan keracunan kium: • Tes darah • Tes urin • Analisis rambut atau kuku • Analisis aktivasi neutron

Timbal - Pb • Timbal adalah logam yang terbentuk secara alami di lapisan kerak bumi, tapi kegiatan manusia – pertambangan, pembakaran bahan bakar fosil dan pengolahan – menyebabkannya lebih tersebar meluas. • Timbal juga digunakan dalam bahan bakar, baterai, solder, pipa, tembikar, bahan atap, dan beberapa kosmetik. Di negara berkembang, bahan bakar merupakan sumber pencemaran timbal yang utama • Jalur keracunan timbal: konsumsi (makan dan minum bahan yang mengandung timbal), pernapasan, penyerapan melalui kulit, atau melalui plasenta dari ibu yang mengalami keracunan timbal

Timbal - Pb • Keracunan timbal bisa terjadi pada berbagai tingkat umur, tapi anak-anak, wanita hamil, dan pekerja tertentu memiliki resiko lebih tinggi • Anak-anak lebih sensitif dari orang dewasa karena sistem saraf pusat mereka masih berkembang • Ibu bisa menularkan keracunan timbal pada anaknya melalui plasenta (dalam kandungan) dan ASI

Timbal - Pb Gejala pada anak-anak • Penundaan pertumbuhan • Kesulitan belajar • Mudah marah • Hilang nafsu makan • Turun berat badan • Kelelahan • Sakit perut • Muntah • Sembelit • Pendengaran berkurang

Timbal - Pb Gejala keracunan pada bayi: • Kesulitan belajar • Pertumbuhan telat

Timbal - Pb Gejala keracunan pada orang dewasa • Tekanan darah tinggi • Sakit perut • Sembelit • Sakit di persendian • Sakit otot • Penurunan fungsi mental • Sakit, kaku, dan rasa seperti tertusuk-tusuk • Sakit kepala • Hilang ingatan • Gangguan mood • Keguguran/kelahiran prematur

Arsenik - As • Mineral yang ditemukan secara alami • Arsenik: unsur >>> tidak dapat dimusnahkan

Keracunan arsenik tergantung pada: • Bentuknya: inorganik atau organik • Valensi • Kelarutan • Kondisi fisik dan kemurnian • Laju absorpsi dan aliminasi

Arsenik - As Urutan senyawa-senyawa arsenik (dari yang paling beracun):

Makanan yang mengandung arsenik

• senyawa tiga valensi inorganik • Senyawa tiga valensi organik • Senyawa lima valensi inorganik • Senyawa lima valensi organik • Arsenik elemental

• Sayuran yang mengandung senyawa sulfur (brokoli, bunga kol) • Ikan berdaging gelap • Beras • Ayam dan unggas lainnya

Arsenik - As • Jalur keracunan arsenik: konsumsi, pernapasan, dan penyerapan melalui kulit • Jalur konsumsi: Saluran pencernaan >>> aliran darah >>> organ (hati, ginjal) >>> berikatan dengan sel darah merah dan dibawa ke bagian tubuh lainnya >>>> keluar melalui urin

Arsenik - As Gejala intoksikasi akut: dalam 30 menit tapi jika melalui makanan bisa muncul lebih lambat Gejala keracunan akut: • Napas berbau bawang putih/logam; mulut kering; kesulitan bernapas • Sakit otot, keram otot, lemah, kulit memerah • Mual dan muntah, sakit perut, dan diare • Kerusakan pembuluh darah kapiler mengakibatkan pembuluh darah • Kerusakan ginjal, urin berkurang • Mengantuk, bingung, halusinasi • Kejang-kejang, koma, dan kematian Keracunan kronis: Melanosis pada kulit

Kromium - Cr • Senyawa alami yang dijadikan bahan baku pembuatan zat warna, pelapis motor, pengawet kayu, dan lain-lain • Hal-hal yang mempengaruhi tingakt keracunan dari senyawa kromium: tingkat oksidasi dan kelarutan • Cr (VI) lebih beracun dibandingkan Cr (III) • Kekuatan oksidasi Cr (VI) lebih tinggi dan bersifat korosif • Kemungkinan Cr (VI) bisa melewati membran sel dengan lebih mudah

Chromium - Cr Studi kasus menyebutkan: • Seorang anak berusia 22 bulan meninggal setelah menelan senyawa Cr (VI) dan mengalami gangguan pembuluh darah jantung • Seorang wanita berusia 35 tahun mengalami gangguan peredaran darah dan shock dalam beberapa jam setelah menenggak 50 mL asam kromat

Chromium • Cr (VI) bisa diserap oleh paru-paru dan saluran pencernaan, dan bahkan pada level tertentu oleh kulit • Jika terjadi reduksi Cr (VI) pada jarak yang jauh dari posisi target, maka hal tersebut bertujuan untuk detoksifikasi • Jika terjadi reduksi Cr (VI) di dekat nukleus sel dari target organ, maka terjadi aktivasi keracunan kromium • Cr (VI) masuk ke dalam berbagai jenis sel dan dapat direduksi oleh hidrogen peroksida, glutathione reductase, asam askorbat, dan glutathione sehingga menghasilkan intermediate reaktif (i.e Cr (V), Cr (IV)) yang dapat menyerang DNA, protein, dan lipid membran, mengakibatkan rusaknya fungsi da integritas sel

Kontaminan Lainnya • PCB • DTT Pelajari efek PCB dan DDT bagi kesehatan!

• Tugas untuk mahasiswa: Kumpulkan sumber pustaka mengenai racun pada hasil perikanan • Jelaskan jenis racun, mekanisme keracunan, efek pada manusia, cara pencegahan, dan penanggulangannya