Hari/Tanggal : Senin/ 31 Oktober 2011 2011 : 11.30 – 11.30 – 14.00 14.00 WIB
Jam
KERACUNAN SIANIDA
Oleh : Kelompok 2
Oktipa sari
(B04080010) (B04080010)
(__________) (__________)
Melinda kusumadewi
(B04080011)
(__________) (__________)
Iin nuraeni
(B04080012)
(__________) (__________)
Wyanda Arnafia
(B04080014)
(__________) (__________)
Kadek Dwi Setiawan
(B04080015)
(__________)
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2011
Pendahuluan
Singkong merupakan tanaman yang mudah tumbuh di Indonesia. Singkong mengandung linamarin dan lotaustralin yang berpotensi sebagai racun. Keduanya termasuk golongan glikosida sianogenik. Linamarin terdapat pada semua bagian tanaman, terutama terakumulasi pada akar dan daun. Singkong dibedakan atas dua tipe yaitu pahit dan manis. Singkong tipe pahit mengandung kadar racun yang lebih tinggi daripada tipe manis. Jika singkong mentah atau yang dimasak kurang sempurna dikonsumsi maka kedua racun tersebut akan berubah menjadi senyawa kimia yang dinamakan hidrogen sianida yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan. Singkong manis mengandung sianida kurang dari 50 mg per kilogram, sedangkan yang pahit mengandung sianida lebih dari 50 mg per kilogram. Meskipun sejumlah kecil sianida masih dapat ditoleransi oleh tubuh, jumlah
sianida yang masuk ke tubuh tidak boleh melebihi 1 mg per
kilogram berat badan per hari. Gejala keracunan sianida antara lain meliputi penyempitan saluran nafas, mual, muntah, sakit kepala, bahkan pada kasus berat dapat menimbulkan kematian. Penanganan konvensional atau terapi standar untuk intoksikasi sianida adalah dengan kombinasi senyawa NaNO 2 (natrium nitrit) dan Na2S2O3 (natrium tiosulfat) disuntik secara bergantian dengan rute intravena ( IV). Asam sianida terbentuk secara enzimatis dari dua senyawa prekursor yaitu linamarin dan mertil linamarin. Kedua senyawa terbut akan akan dirombak menjadi glukosa, aseton dan asam sianida oleh enzim l inamarase dan oksigen. Sifat fisik dan kimiawi yang dimiliki oleh sianida adalah rasa pahit, iritan kulit, mukos, bau khas, vasokontrikstor dan dapat berikatan dengan logam Co, Cu, Fe. Sianida dapat diabsorpsi secara baik melalui kulit, mukosa saluran cerna, dan inhalasi. Faktor yang mempengaruhi keracunan sianida antara lain kandungan sianida dalam bahan, kecepatan/ jumlah intake dan kecepatan metabolisme. Asam sianida memiliki sifat mudah larut dan mudah menguap, oleh karena itu untuk menurunkan atau mengurangi kadar asam sianida dapat dilakukan dengan pencucian atau perndaman karena asam sianida akan larut dan ikut terbuang dengan air.
Mekanisme kerja sianida adalah menghambat enzim yang berperan di dalam respirasi (cytochrom oxidase). Enzim tersebut menyebabkan oksigen tidak dapat digunakan oleh jaringan (tetap dalam sirkulasi darah) sehingga terjadi kekurangan oksigen. Mekanisme kerja yang lain adalah dengan menjadi vaso kontriktor.
Tujuan
Paraktikum ini bertujuan untuk mengetahui gejala klinis yang dtimbulkan oleh racun sianida dan dapat mengetahui antidota yang dapat bekerja terhadap racun. Selain itu juga bertujuan untuk mengidentifikasi kandungan sianida dalam tanaman dan sampel asal hewan.
Tinjauan Pustaka
Sianida adalah zat beracun yang sangat mematikan. Efek dari sianida ini sangat cepat dan dapat mengakibatkan kematian dalam jangka waktu beberapa menit. Sianida merupakan senyawa kimia asphyxian (penyebab sesak nafas/dada) yang poten dan bekerja cepat. Sianida dalam dosis rendah dapat ditemukan di alam dan ada pada setiap produk yang biasa kita makan atau gunakan. Sianida dapat diproduksi oleh bakteri, jamur dan ganggan. Sianida juga ditemukan pada rokok, asap kendaraan bermotor, dan makanan seperti bayam, bambu, kacang, tepung tapioka dan singkong. Asam sianida ini merupakan anti nutrisi yang diperoleh dari hasil hidrolisis senyawa glukosida sianogenik seperti linamarin, luteustralin dan durin. Salah satu contoh hasil hidrolisis adalah pada linamarin dengan hasil hidrolisisnya berupa D-glukosa + HCN + aceton dengan bantuan enzim linamerase.
Gambar 4.11. Bagan reaksi hidrolisis
linamarin
Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi kandungan sianida pada tanaman diantaranya umur dan penggunaan pupuk. Tanaman muda lebih banyak mengandung sianida daripada tanaman tua dan penggunaan pupuk seperti pupuk nitrat dapat menaikkan kadar sianida dalam tanaman. Sifat fisik dan kimiawi yang dimiliki oleh Sianida adalah rasa pahit, iritan kulit, mukosa, bau khas, vasokonstriktor dan dapat berikatan dengan ion logam Co, Cu, Fe. Beberapa faktor yang berperan dalam keracunan sianida adalah kandungan sianida dalam bahan, kecepatan/jumlah intake dan kecepatan metabolisme. Berdasarkan beberapa penelitian terdahulu telah diketahui proses metabolisme sianida yaitu glikosida yang masuk ke dalam usus terhidrolisa dengan cepat sehingga ion CNnya lepas. Kemudian dalam peredaran darah, pergi ke jaringan-jaringan (kalau ke paru-paru sebagian dapat dieliminasi), tetapi kalau sampai ke sel-sel syaraf maka zat tersebut akan menghambat pernafasan sel-sel tersebut, sehingga mengganggu fungsi sel yang bersangkutan. Mekanisme sehingga asam sianida dapat menghambat pernafasan sel adalah adanya penghambatan terhadap reaksi bolak-balik pada enzim-enzim yang mengandung besi dalam status ferri (Fe3+) di dalam sel. Enzim yang sangat peka terhadap inhibisi sianida ini adalah sitokrom oksidase. Inhibisi sitokrom oksidase ini akan menekan transport elektron dalam siklus Krebs yang menghasilkan energi, sehingga gejala keracunan pertama adalah hewan tampak lesu, tak bergairah seolah-olah tidak mempunyai banyak tenaga untuk bergerak, nafsu makannya juga sangat menurun. Karena tubuh kekurangan oksigen, tubuh tampak kebiru-biruan (cyanosis) dan dengan sorot mata yang tidak bersinar. Terjadi pula disfungsi pada sistem syaraf pusat, sehingga menimbulkan gejala mengantuk yang sulit dihindarkan. Keracunan yang berlanjut akan menyebabkan kehilangan keseimbangan, hewan tidak dapat berdiri tegak, sempoyongan, nafas tersengalsengal, muntah, kejang-kejang, lumpuh, dan dalam beberapa detik akhirnya hewan mengalami kematian. Semua proses oksidasi dalam tubuh sangat tergantung kepada aktivitas enzim sitokrom oksidase. Jika di dalam sel terjadi kompleks ikatan enzim sianida, maka proses oksidasi akan terblok, sehingga sel menderita kekurangan oksigen. Jika asam sianida bereaksi dengan hemoglobin (Hb) akan membentuk cyano-Hb
yang menyebabkan darah tidak dapat membawa oksigen. Tambahan sianida dalam darah yang mengelilingi komponen jenuh di eritrosit diidentifikasikan sebagai methemoglobin.
Kedua sebab inilah yang menyebabkan histotoxic-
anoxia dengan gejala klinis antara lain pernafasan cepat dan dalam. Pada dosis rendah, asam sianida tidak menimbulkan kematian, akan tetapi hewan yang secara terus menerus teracuni asam sianida akan mengalami kejadian kronis karena adanya sianida akibat tidak semua SCN (tiosianat) diekskresikan secara sempurna bersama urin, walaupun SCN dapat melewati glomerulus dengan baik, tetapi sesampainya di tubuli sebagian akan diserap ulang, seperti halnya klorida. Selain itu, kendatipun sistem peroksidase kelenjar tiroid dapat mengubah tiosianat menjadai sulfat dan sianida, tetapi hal ini berarti sel-sel tetap berenang dalam konsentrasi sianida di atas nilai ambang. Jelaslah bahwa sianida dapat merugikan utilisasi protein terutama asam-asam amino yang mengandung sulfur seperti metionin, sistein, sistin, vitamin B12, mineral besi, tembaga, yodium, dan produksi tiroksin. Akibatnya hewanpun mengalami gangguan pertumbuhan, diare dan pada unggas mengalami abnormalitas pada persendian. Sianida dapat di buang melalui beberapa proses tertentu sebelum sianida berhasil masuk kedalam sel. Proses yang paling berperan disini adalah pembentukan dari cyanomethemoglobin (CNMetHb), sebagai hasil dari reaksi antara ion sianida (CN – ) dan MetHb.1,5. Selain itu juga, sianida dapat dibuang dengan adanya:Ikatan dengan endothelial-derived relaxing factor (EDRF) dalam hal ini adalah asam nitirit dan bahan-bahan metal seperti emas, molibdenum atau komponen organik seperti hidrokobalamin sangat efektif mengeliminasi sianida dari dalam sel. Terakhir kali, albumin dapat merangsang kerja enzim dan menggunakan sulfur untuk mengikat sianida. Beberapa studi tentang mekanisme penurunan anti nutrisi sianida dan peningkatan reduksinya dapat dilakukan dengan suplementasi sulfur anorganik maupun organik. Suplementasi sulfur akan menghasilkan tiosianat, reaksi ini akan dibantu oleh rodanase. Tiosianat akan dikeluarkan melalui urin. Pemberian garam ferosulfat dapat mengikat asam sianida dalam pakan sehingga hilang sifat racunnya. Pemberian garam ferosulfat 12,7 kali kandungan asam sianida pakan menunjukkan efek yang paling baik. Pakan dapat disuplementasi dengan asam amino yang mengandung sulfur seperti
metionin, sistin dan sistein supaya menghasilkan penampilan yang baik bagi unggas. Mengobati keracunan dilakukan untuk mencegah terjadinya ikatan yang kuat antara enzim sitokrom oksidase dengan ion sianida. Telah diketahui bahwa ion sianida berikatan dengan Fe3+, tetapi tidak dengan Fe2+. Dalam tubuh Nanitrit
akan
merubah
ion
Fe2+
pada
hemoglobin
menjadi
ion
Fe3+
(methemoglobin). Methemoglobin ini dapat berikatan dengan CN membentuk sian-methemoglobin.
Ikatan
CN-methemoglobin
ini
tidak
menimbulkan
keracunan. Terjadi kompetisi antara methemoglobin dan sitokrom 97 oksidase untuk mengikat CN, dengan demikian pengikatan CN oleh sitokrom oksidase menjadi minimal. CN dalam ikatan CN-methemoglobin ini selanjutnya dikeluarkan dengan memberi injeksi Na-thiosulfat. CN bersenyawa dengan Natiosulfat membentuk tiosianat yang tidak beracun dan mudah dikeluarkan lewat urin.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah hewan coba kelinci, larutan NaCN 1%, larutan NaNO 2 1%, larutan Na2S2O3 5%, timbangan hewan, spoit, tabung reaksi, mortar, daun singkong, kertas pikrat, tutup tabung, sampel asal hewan (isi lambung, urat daging), larutan NaOH 50%, larutan FeSO 4 10%, larutan FeCl 3 10%, larutan HCl pekat dan pemanas.
Metode
Percobaan I : Mengamati Gejala Klinis Keracunan Sianida dan Memberikan Antidotanya Kelinci percobaan ditimbang. Larutan NaNO 2 1% dan larutan Na 2S2O3 5% disediakan masing-masing sebanyak 2.5 ml pada spoit yang berbeda. NaCN 1% sebanyak 5-10 mg/kg BB dimasukkan melalui mulut kelinci menggunakan spoit yang telah dilepas jarumnya. Gejala klinis yang terjadi pada kelinci diperhatikan kemudian disuntikkan antidotanya secara intra vena melalui vena auricularis. Pemberian antidota dimulai dengan larutan NaNO2 1% kemudian larutan Na2S2O3 5%.
Percobaan II : Identifikasi CN dalam Tanaman (Uji Kertas Pikrat/ Picrate Paper Strip Methode) Tiga buah tabung reaksi disediakan. Tabung 1 (kontrol megatif) diisi dengan aquades. Tabung 2 (kontrol positif) diisi dengan NaCN 1% dan HCl. Tabung 3 diisi dengan gerusan daun singkong. Setelah pemasukan bahan kedalam tabung reaksi, kertas pikrat segera diletakkan dalam tabung dan segera dijepit dengan tutup gabus. Tabung dipanaskan dalam air panas. Adanya sianida ditunjukan dengan perubahan warna kertas pikrat dari kuning menjadi merah bata.Kertas pikrat dibuat dengan cara mencelupkan potongan kertas saring (ukuran 1x3 cm) kedalam larutan asam pikrat 1%, kemudian keringkan di udara dan dicelupkan kembali kedalam larutan Na 2S2O3 10%. Kertas digunakan setelah mengering. Percobaan III : Identifikasi SianidadDari Sampel Asal Hewan Sampel dari hewan didestilat terlebih dahulu kemudian destilatnya diuji. Pada percobaan kali ini destilat digantikan dengan larutan NaCN. Larutan NaCN dimasukkan kedalam tabung reaksi kemudian ditambahkan 1 ml NaOH 50%, 3 tetes FeSO4 10%, 3 tetes FeCl 3 10%. Dipanaskan selama beberapa menit pada ir panas, kemudian didinginkan. Ditambah HCl pekat sampai semua endapan larut. Warna biru berlin (prussian blue) menunjukkan adanya sianida (Fe(Fe(CN) 6)3 yang menjadi ferri heksa sianoferat.
Hasil Percobaan I
Tabel 1. Hasil pengamatan gejala klinis kelinci akibat keracunan sianida. No
Waktu
Gejala klinis
1
3 menit
Salivasi, pupil dilatasi, lemas, frekuensi napas dan jantung tinggi, inkoordinasi
2
+ antidota
Percobaan 2
Hewan berangsur-angsur normal kembali
Tabel 2. Hasil identifikasi sianida dalam tanaman. No
Tabung
1
Aquades (kontrol negatif)
2
NaCN 1% + HCl (kontrol
Perubahan warna pada kertas pikrat Tidak ada perubahan Kertas pikrat berwarna merah bata
positif) 3
Gerusan daun singkong
Kertas pikrat berwarna merah bata
Pembahasan
Pengamatan keracunan sianida pada hewan coba kelinci dengan pemberian NaCN/KCN 1% menyebabkan gejala klinis Salivasi, pupil dilatasi, lemas, frekuensi napas dan jantung yang tinggi pada menit ke 3. Hal ini terjadi karena sianida mengiritasi mukosa, baik pada mata, alat pernafasan maupun pencernaan, iritasi ini terutama disebabkan oleh kekuatan alkali yang kuat dari hidrolisa garam-garam natrium dan kalium sianida. Efek racun dari sianida adalah memblok pengambilan dan penggunaan dari oksigen, maka akan terlihat rendahnya kadar oksigen dalam jaringan. Dengan pemberian antidota kombinasi senyawa NaNO2 (narium nitrit) dan Na2S2O3 (natrium tiosulfat) disuntik secara bergantian dengan rute intravena (IV) efek racun sianida akan terhenti karena jalur terpenting dari pengeluaran sianida ini adalah dari pembentukan tiosianat (SCN-) yang diekresikan melalui urin. Tiosianat ini dibentuk secara langsung sebagai hasil katalisis dari enzim rhodanese dan secara indirect sebagai reaksi spontan antara sianida dan sulfur persulfida. Reaksi ini membutuhkan sumber utama yaitu sulfur sulfan namun jumlahnya dalam tubuh terbatas maka natrium tiosulfat dapat digunakan sebagai antidot dalam keracunan sianida karena natrium tiosulfat dapat berfungsi sebagai pemasok sulfur. Natrium tiosulfat akan bekerja dengan mekanisme mempercepat eliminasi, sedangkan natrium nitrit akan bekerja dengan mekanisme hambatan bersaing. Identifikasi CN dalam tanaman dilakukan dengan uji pikrat ( picrate paper strip methode). Terdapat tiga tabung reaksi yang berisi aquades (kontrol negatif), NaCN/KCN 1% + HCl (kontrol positif), dan gerusan daun singkong (bahan uji). Ketiga bahan ditutup dengan gabus yang sudah diletakkan kertas pikrat. Dengan pemanasan tabung reaksi dalam air menyebabkan terjadinya perubahan pada
kertas pikrat dari kuning menjadi merah bata untuk bahan yang positif menghasilkan sianida. Air sebagai kontrol negatif tidak terjadi perubahan warna, kertas pikrat berubah warna menjadi merah bata pada bahan NaCN/KCN 1% + HCl sebagai kontrol positif dan gerusan daun singkong sebagai bahan uji. Tabung pertama yang berisi aquades tidak menunjukan perubahan warna pada kertas pikrat. Tabung kedua yang berisi daun singkong yang telah ditumbuk merubah kertas pikrat yang berwarna kuning menjadi warna merah bata. Hal tersebut menunjukan bahwa daun singkong mengandung sianida. Karena kertas pikrat mengandung asam pikrat yang merupakan senyawa kimia berbentuk Kristal kuning. Senyawa bersifat eksplosif terbentuk karena reaksi antara fenol dan asam nitrat
hingga
menghasilkan
2,4,6-trinitrofenol
atau
1-hidroxy-2,4,6-
trinitrobenzena. Asam pikrat akan bereaksi dengan KCN maka akan terbentuk HCN yang menghasilkan endapan merah bata. Kemudian tabung ketiga yang berisi KCN 1% + HCl juga merubah kertas pikrat yang berwarna kuning menjadi warna merah bata tetapi intensitas warna merah bata yang ditimbulkan lebih pekat di banding tabung kedua yang berisi dengan daun singkong yang telah ditumbuk. Karena konsentrasi sianida dalam singkong lebih sedikit serta pada tabung ketiga reaksi pikrat dengan KCN lebih kuat terbentuk. Untuk tabung keempat ditambah dengan HCl pekat sampa isemua endapan larut. Reaksinya adalah NaCN +NaOH→HCN+Na2O2HCN+FeSO4 +H2SO4 +Fe(CN)2 4Fe(CN)2 +FeCl3(katalisa tor)→dipanaskan→endapan
coklat
Fe(OH)3 Fe4(Fe[CN]6)3 →Ferri
heksa
sianoferat biru berlin, hal tersebut merupakan indikasi sianida yang terikat pada besi. Asam sianida terbentuk secara enzimatis dari dua senyawa prekursor (bakal racun), yaitu linamarin dan mertil linamarin dimana kedua senyawa ini kontak dengan enzim linamarase dan oksigen dari udara yang merombaknya menjadi glukosa, asetondan asam sianida. Asam sianida mempunyai sifat mudah larut dan mudah menguap. Asam sianida yang terbentuk akan bereaksi dengan asam pikrat dengan berubah warna menjadi merah bata. Pada daun singkong asam sianida tersebar merata di permukaan daun hingga dermis dari umbi akar, sehingga pada uji kertas pikrat daun singkong akan positif terdapat kandungan asam sianida. Kandungan unsur penggangu yang bersifat racun (HCN) berbeda
untuk setiap jenis atau varietasnya, sehingga singkong dapat dibedakan menjadi beberapa kelompok berdasarkan kandungan asam sianida, antara lain golongan yang tidak beracun, golongan beracun sedikit, golongan beracun, serta golongan sangat beracun. Identifikasi
sianida
dari
sampel
asal
hewan
dilakukan
dengan
menggunakan hasil destilat dari sampel asal hewan. Pada percobaan kali ini destilat asal hewan diganti dengan larutan Na/KCN. Pada prinsipnya sianida dalam percobaan ini contohnya adalah Na/KCN sangat mudah diabsorbsi oleh jaringan tubuh hewan. Karena sianida ikut berjalan melalui aliran pembuluh darah. Dengan penambahan 1 ml NaOH 50%, 3 tetes FeSO 4 10%, 3 tetes FeCl 3 10%, pemanasan dalam air, dan penambahan HCl, pada bahan uji terbentuk cicin berwarna biru berlin yang menunjukkan hasil positif sianida (Fe 4(Fe(CN)6)3 atau ferri heksa sianoferat. Masuknya sianida ke dalam tubuh tidak hanya melewati saluran pencernaan tetapi dapat juga melalui saluran pernafasan, kulit dan mata akan menyebabkan keracunan sianida tidak hanya secara langsung tetapi dapat pula bentuk asam dan garamnya, seperti asam hidrosianik. Jika sianida yang masuk ke dalam tubuh masih dalam jumlah kecil maka sianida akan diubah menjadi tiosianat yang lebih aman dan diekskresikan melalui urin. Selain itu, sianida akan berikatan dengan vitamin B12. Tetapi bila jumlah sianida yang masuk ke dalam tubuh dalam dosis yang besar, tubuh tidak akan mampu untuk mengubah sianida menjadi tiosianat maupun mengikatnya dengan vitamin.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa racun sianida akan menyebabkan penyempitan saluran nafas, mual, muntah, sakit kepala, bahkan pada kasus berat dapat menimbulkan kematian jika tidak ditangani dengan pemberian antidota secara cepat dan tepat. Prinsip kerja racun ini adalah menghambat enzim yang berperan di dalam respirasi (cytochrom oxidase). Identifikasi kandungan sianida dalam tanaman menunjukkan tanaman positif mengandung sianida dan pengujian sampel juga menunjukkan hasil yang positif sianida.
Daftar Pustaka
Rahmawati M et al. 2011. Penuntun Praktikum Toksikologi Veteriner. Bogor: Fakultas Kedokteran Hewan, IPB. Putra ED. 2003. Keracunan Bahan Organik dan Gas di Lingkungan Kerja dan Upaya Pencegahannya. Sumatra Utara : Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. http://repository.usu.ac.id [3 November 2011] Widodo W. 2010. Tanaman Beracun dalam Kehidupan Ternak. Malang : Universitas
Muhammadiyah Malang.
http://wahyuwidodo.staff.umm.ac.id [3 November 2011]
