Drh. Fika Yuliza Purba, M.Sc.
DASAR-DASAR TOKSIKOLOGI
MATERI PEMBELAJARAN
Pen enge gerti rtian an tok oksi sik kol olog ogii
Klasifikasi dan mekanisme kerja racun dan keracunan.
Faktor yang mempengaruhi keracunan, cara diagnosa dan penanggulangan.
Cara pen penilai ilaian an to toksis ksisita itas s
Identifikasi bahan beracun asal tanah, air dan di udara serta pengiriman bahan sampel untuk identifikasi.
STRATEGI PEMBELAJARAN
Ceramah
Diskusi
Tugas individ i ndividu u
WAKTU PEMBELAJARAN
2 x 50 menit
14 dan 22 Februari Febr uari 20 2 014
PENGERTIAN TOKSIK TOKSIKOLOGI OLOGI
Ilmu yang mempelajari tentang racun dan aksinya di dalam tubuh
Stur St urkt ktur ur ki kimi mia a
Identifikasi
Efek Ef ek bi biol olog ogis is
Penanganan
Paracelsus (1493-1541) ‘Grandfather of Toxicology’ "All things are poison and nothing is without poison, only the dose permits something not to be poisonous." “
therapeutic effect
increasing dose
”
toxic effect
Toksikan
Toksin
Substansi yang dihasilkan oleh sel-sel hidup atau organisme
Xenobiotik
Substansi yang mampu menghasilkan efek toksik apabila kontak dengan organisme hidup pada konsentrasi tertentu
Zat asing yang masuk dalam tubuh manusia
Racun
Substansi apapun yang masuk dalam dosis kecil yang mengganggu kesehatan atau merusak kehidupan.
KLASIFIKASI DAN MEKANISME KERJA RACUN DAN KERACUNAN
Klasifikasi racun berdasarkan:
Efek racun terhadap tubuh
Struktur fisik dan kimiawi
Prosedur analisis
Asal dan penggunaan
Klasifikasi racun juga dapat berdasarkan:
Organ target: hematopoietik
renal,
hati
dan
Penggunaan: pestisida, bahan pembersih dan feed additive
Sumber: hewan atau tanaman, alami atau buatan
Status fisik: padat, cair atau gas
Struktur kimia: halogen, hidrokarbon
Potensi racun: organofosfat daripada karbamat
lebih
sistem
beracun
JENIS KERACUNAN
Akut ( sudden violent syndrome), diakibatkan dosis besar tunggal
Kronis (persistent), dosis kecil berulang
Exception: keracunan Cu pada domba hanya akan termanisfetasi dalam kasus hemolisis akut. Gejala keracunan dapat tidak timbul hingga berbulan-bulan
REAKSI LAIN = KERACUNAN
Alergi, respon imunologis akibat sensitisasi dosis tertentu (umum pada manusia)
Karsinogenik, agen dapat mengakibatkan pembentukan neoplasia
Teratogenik, material yang dikonsumsi induk dapat mengakibatkan abnormalitas anak yang dilahirkan
METABOLISME RACUN
Absorbsi Kematian dapat diakibatkan oleh shock; destruksi jaringan (Cth. Asam kuat dan alkalis)
Absorbsi ke dalam aliran darah
Jaringan absorbsi yang paling umum adalah paruparu, usus dan kulit
Distribusi
Racun yang diabsorbsi melalui usus kemudian masuk ke dalam hati melalui pembuluh porta
Hati sebagai organ detoksikasi
Lesi hepatik
Beberapa jenis racun terdeposit pada beberapa organ dan jaringan
Iodine pada kelenjar tiroid
Strontium dan fluorine pada tulang
Metabolisme
Oksidasi, reduksi atau hidrolisis
Dibantu oleh enzim dalam hati
Oksidasi, proses yang paling umum
Konjugasi dengan komponen endogen
Konversi menjadi bentuk yang lebih polar, larut dalam air
Ekskresi
Ingesti sejumlah racun yang tidak larut diikuti oleh ekskresi melalui feses
Racun juga dapat diekskresikan melalui feses setelah melewati empedu
Racun yang bersifat gas dapat diekskresikan melalui udara ekspirasi
Jalur ekskresi yang paling penting adalah ginjal
Ekskresi dapat terjadi melalui kulit (Cth. Arsenik) dan pada air susu hewan menyusui
Aksi racun
Kemampuan menghancurkan jaringan (Cth. Asam korosif dan alkalis)
Mengganggu permeabilitas membran (Cth. Karbon tetraklorid)
Kemampuan mencegah atau menghambat proses enzimatik normal
Faktor yang mempengaruhi aksi racun
Jalur absorbsi
Dosis
Struktur fisik dan kimiawi racun
Paparan tunggal atau berulang
Spesies hewan
Ukuran, usia dan jenis kelamin hewan
Status kesehatan secara umum
TINGKAT TOKSISITAS Rating
Class
Oral LD50 in rats (mg/kg)
Probable lethal dose in man
Example
6
Super toxic
Less than 5
5 drops
Strychnine
5
Extremely toxic
5 – 50
1 teaspoon
Opium
4
Very toxic
50 – 500
1 ounce
Phenobarbitone
3
Moderately toxic
500 – 5000
1 lb (or 1 pint)
Kerosine
2
Slightly toxic
5000 – 15000
1 quart
Ethanol
1
Practically non toxic
Over 15000
Over 1 quart
Linseed oil
DIAGNOSIS KERACUNAN
Tidak dapat berdasarkan pada observasi tunggal
Diagnosis sulit
Simptomatik
Patologik
analitik
DIAGNOSIS KERACUNAN
Anamnesa
Asal racun
Bau, Cth. Fenol dan creosol, cyanide, phosphorus (garlic), paraffin
Warna urin, Cth. Hijau tua bila keracunan fenol, cokelat atau hitam setelah ingesti acorns, kuning untuk phenacetic dan asam picric
GEJALA KLINIS KERACUNAN
Observasi apabila hewan masih hidup
Riwayat kasus dan temuan patologis apabila hewan telah mati
Variasi individu walaupun keracunan bahan yang sama
Cth. Keracunan thallium pada anjing
Muntah terjadi pada 83% kasus, lesi kulit 71%, anoreksia 53% dan diare 44%.
GEJALA KERACUNAN Abdominal pain
Aflatoxin, ammonium salts, arsenic, chlorate, chromate, concentrated acids and alkalis, copper, lead, nitrite, phenothiazine, phosphorus, selenium, zinc, zinc phosphide, buttercups, oak, rhododendron
Anaemia
Cadmium, copper, lead, thallium, kale
Anorexia
Aflatoxin, arsenic, benzoic acid (cat), carbon tetrachloride, chromate, copper, gossypol, kerosine, lead, mercury, phenol, phenothiazine, etc
Ataxia
Aflatoxin, ammonium salts, arsenic, atropine, barbiturates, carbonmonoxide, carbon tetrachloride, chlorate, chlorpromazine, ethylene glycol, snake bite, etc
Blindness
Aflatoxin, atropine, lead, mercury, selenium, sodium chloride (pig), buttercup, ergot, rape.
Coma
Alphachloralose, barbiturates, carbon monoxide, chlorpromazine, cyanide, ethylene glycol, hydrogen sulphide, metaldehyde, nicotine, phenol, organochlorine and organophosphorus insecticides, etc
Convulsions
Alphachloralose, atropine, benzoic acid (cat), caffeine, copper, cyanide, ethylene glycol, strychnine, etc
Depression and weakness
Aflatoxin, arsenic, barbiturates, carbon monoxide, carbon tetrachloride, chlorpromazine, copper, etthylene glycol, kerosine, mercury, nitrite, oxalate, phenol, snake bite, etc
Diarrhoea
Arsenic, cadmium, carbon tetrachloride, chlorate, chromate, lead, molybdenum, nitrite, thallium, warfarin, zinc, etc
Dilatation of pupils
Atropine, barbiturates, strychnine, hemlock, water dropwort, water hemlock, snake bite.
Dyspnoe
Ammonium salts, atropine, carbon monoxide, chromate, cyanide, hydrogen sulphide, kerosine, organophosphorus insecticides, selenenium, sulphur,etc
Haematuria
Chlorate, copper, mercury, warfarin, bracken, buttercups, kale, oak, rape. Aflatoxin, arsenic, copper, phenothazine, phosphorus, ragwort. Flourine, selenium, warfarin, ergot, tall fescue.
Icterus Lameness Paralysis
Carbon monoxide, copper, cyanide, nicotine, organophosphorus insecticides, phosphorus, selenium.
Photosensitiza Phenothiazine, Pithomyces tion poisonous plants.
chartarum,
and
numerous
Salivation
Arsenic, copper, cyanide, metaldehyde, organochlorine and organophosphorus insecticides, oxalate, phosphorous, sodium chloride (pig), strychnine, thallium, buttercups, potato, etc
Thirst
Arsenic, chlorate, chromate, sodium chloride (pig)
Twitching of muscles
Atropine, kerosine, metaldehyde, organochlorine and organophosphorus insecticides, phenol, sodium chloride (pig), bracken (horse), yew, snake bite.
Vomiting
Arsenic, cadmium, copper, lead, phosphorous, salicylates, sulphur, thallium, warfarin, zinc, castor seed, etc.
TEMUAN PATOLOGIS DAN LABORATORIS
Lesi akibat keracunan jarang khas
Penemuan asal racun pada proses otopsi
Sampel yang dapat dianalisis adalah hati, ginjal, isi lambung, isi usus, darah dan urin
SUMBER BAHAN TOKSIK
Udara (CO, nitrogen oxide, sulfur oxide, hidrokarbon)
Air (pestisida, herbisida, fungisida, nematosida, rodentisida, kloroform, diklorethane, deterjen, alkyl benzene sulfonate)
Kontaminan makanan (toksin, alkaloid tanaman, toksin hewan, residu pestisida, residu food additive/antibiotika)
Bahan tambahan makanan kimiawi (bahan pengawet, anti-bakteri, anti-fungi, antioksidan)
Bahan-bahan kimia (alkohol, ester, amino)
Obat-obatan (CNS depresan, CNS stimulan, nikotin, kafein, gol. Opioid, morfin, hallucinogen)
Pestisida
Bahan pembersih
Kosmetik
PENANGANAN KERACUNAN
Pemeriksaan sistem vital (pernapasan, saraf dan kesadaran)
Pemberian oksigen, antikonvulsan (bila perlu), rehidrasi tubuh
Pemeriksaan terhadap fungsi sistem organ (pernapasan, kardiovaskular, saraf, pencernaan, hati, ginjal, hematologi)
Pemberian antidota
ANTIDOTA HEWAN KECIL
UJI TOKSISITAS
Prinsip dasar:
Persamaan sistem biokimiawi pada spesies hewan uji dan mekanisme sistem biologi mamalia
Substansi uji dapat menyebabkan disfungsi dan kerusakan jaringan pada beberapa dosis paparan
Data toksikologi dari hewan coba digunakan untuk mengukur dosis yang tidak menimbulkan efek negatif pada manusia/hewan
Hubungan antara konsentrasi bahan kimia pada lokasi kontak dengan pengaruh yang ditimbulkan
Tujuan uji toksisitas adalah:
Menentukan potensial suatu senyawa sebagai racun
Mengenali kondisi biologis.lingkungan munculnya efek toksik
Mengkarakterisasi aksi/efek racun
Daya toksisitas dihitung dari nilai LD 50
Dosis tersebut menggambarkan konsentrasi bahan kimia yang menyebabkan kematian sampai 50% pada populasi hewan coba
PERKIRAAN LD 50 BAHAN KIMIA Bahan
Hewan percobaan
Pemberian
LD50 (mg/Kg)
Ethil alkohol
mencit
oral
10.000
NaCl
mencit
i.p
4.000
FeSO4
Tikus
oral
1.500
Morfin sulfat
Tikus
oral
900
DDT
Tikus
oral
100
Picrotoksin
Tikus
s.c.
5
Strychnin sulfat
Tikus
i.p.
2
Nicotin
Tikus
i.v.
1
d-tubocuravin
Tikus
i.v.
0,5
Hemicholinium-3
Tikus
i.v.
0,2
Tetrodotoksin
Tikus
i.v.
0,10
Dioksin
Marmot
i.v.
0.001
Toksin Botulinum
Tikus
i.v.
0.00001
KRITERIA TOKSISITAS SUATU BAHAN Kriteria
Dosis
Dosis lethal peroral orang (bb~70Kg)
Praktis tidak toksik
>15g
Seperempat galon
Sedikit toksik
5-15g/Kg
1/8 s/d ¼ galon
Toksik sedang
0,5-5g/Kg
Satu sendok makan-1/8galon
Sangat toksik
50-500mg/Kg
Satu sendok teh s/d 1 sendok makan
Amat sangat toksik
5-50mg/Kg
7tetes s/d 1 sendok teh
Super toksik
<5 mg/Kg
Kurang dari 7 tetes
SYARAT PENGUJIAN LD 50 1.
Bahan kimia/obat
Identifikasi yang jelas dari bahan yang akan diuji
Nomor produksi
Karateristik fisik
Kemurnian dan bahan yang mengikuti
Daya larut
Stabilitas
SYARAT PENGUJIAN LD 50 2.
3.
Penggunaan hewan coba
Jenis hewan
Strain dan laboratorium asal hewan
Jenis kelamin hewan
Bobot badan seragam
Jumlah hewan per kelompok minimum 8
Rute aplikasi
Per oral/dermal
inhalasi
SYARAT PENGUJIAN LD 50 4.
5.
Waktu
Akut (minimum 24 jam)
Kronis (14-28 hari-6 bulan)
Kondisi pemeliharaan
Kondisi kandang sesuai
Perawatan hewan baik
Suhu, kelembaban, sinar cukup
SYARAT PENGUJIAN LD 50 6.
7.
Pengamatan
Pengamatan minimum 1 hari 1 kali
Pencatatan gejala dan lesi yang timbul
Pencatatan kematian
Kelainan tingkah laku
Nekropsi pada hewan mati
Pelaporan
CONTOH PERHITUNGAN LD 50 Dosis zat A Jumlah hewan yang mati/ mg/kg jumlah hewan perkelompok
r
125
0/4
0
250
2/4
2
500
3/4
3
1000
4/4
4
D = dosis terkecil yang digunakan d = logaritma kelipatan dosis f = factor (dalam tabel r)
D : 125 mg/kg d : log 2 f : 0,25000 maka, LD50 -> Log LD50=log 125 + log 2 (0,25000+1) Log LD50=2,4732 mg/kg LD50=297,30 mg/kg kriteria dosis toksisitas zat A : Sangat Toksik
UJI TOKSISITAS KHUSUS
Uji potensi menentukan potensiasi zat uji bila dicampur dengan zat lain
Uji teratogenik
Uji reproduksi
Uji mutagenik
Uji tumorgenisitas & karsinogenisitas
Uji irritasi/sensitivitas pada kulit & mata
Uji perilaku
5 PEDOMAN UJI TOKSISITAS
Bila dianggap praktis dan mungkin sedapat mungkin menggunakan satu atau lebih spesies yg secara biologis memperlakukan suatu bahan yg secara kualitatif semirip mungkin dengan manusia
Bila mudah dikerjakan, gunakan beberapa tingkatan dosis, dengan alasan aksi/efek pada manusia & hewan berkaitan dengan dosis
Efek yg ditimbulkan pada tingkat dosis yang lebih tinggi bermanfaat untuk melukiskan kerja mekanisme aksi, tetapi untuk suatu bahan dan efek berbahaya, ada tingkat dosis untuk manusia atau hewan di bawah dimana efek berbahaya ini tidak akan muncul
Uji statistika untuk signifikansi itu sahih hanya pada satuan eksperimental yang secara matematika telah dirambang di antara dosis dan kelompok kontrol bersangkutan
