I.
MEKANISME MERKURI MASUK KE TUBUH MANUSIA a. Alur merkuri masuk ke tubuh manusia melalui ikan Bioakumulasi adalah peningkatan konsentrasi suatu zat sepanjang rantai makanan.
Berikut ini adalah gambaran bagaimana perjalanan metil-merkuri dari air hingga masuk ke dalam tubuh manusia dan binatang (Arifin, 2008): a) Metil-merkuri di dalam air dan sedimen dimakan oleh bakteri, binatang kecil dan
tumbuhan kecil yang dikenal sebagai plankton, dan khususnya benthos (kerang, kepiting, udang); b) Ikan kecil dan sedang kemudian memakan bakteri dan plankton tersebut dalam
jumlah yang sangat besar sepanjang waktu; c) Ikan besar kemudian memakan ikan kecil tersebut, dan terjadilah akumulasi metil-
merkuri di dalam jaringan. Ikan yang lebih tua dan besar mempunyai potensi yang lebih besar untuk terjadinya akumulasi kadar merkuri yang tinggi di dalam tubuhnya; d) Ikan tersebut kemudian ditangkap dan dimakan oleh manusia dan binatang,
menyebabkan metil-merkuri berakumulasi di dalam jaringannya (hati, gijal, dan otak). Ikan dapat mengabsorbsi metil-merkuri melalui makanannya dan langsung dari air dengan melewati insang. Oleh karena merkuri terikat dengan protein diseluruh jaringan ikan, termasuk otot, maka tidak ada metode pemasakan atau pencucian ikan untuk mengurangi kadar merkuri di dalamnya (Arifin, 2008). b. Toksikokinetik merkuri 1. Absorbsi Dari beberapa data pada manusia maupun hewan menunjukan bahwa metil merkuri segera diserap melalui saluran cerna. Aberg et. al. (1969) melaporkan bahwa dosis tunggal metal merkuri nitrat pada manusia 95% dapat diserap. Absorbsi yang efiesien dari metilmerkuri ini juga ditunjukan dari penelitian lain yang menggunakan sukarelawan manusia yang menerima dosis oral metilmerkuri terikat protein.Sampai 80% uap senyawa metilmerkuri seperti uap metilmerkuri klorida dapat diserap melalui pernafasan. Penyerapan metilmerkuri dapat juga melalui kulit namun data kuantitatifnya tidak tersedia. Garam merkuri klorida absorbsinya buruk pada saluran cerna, efek serius dari merkuri klorida adalah gastroenteritis. Logam merkuri bila tertelan tidak diserap oleh saluran cerna, namun uapnya lebih berbahaya karena menyebabkan kerusakan paruparu dan otak.
2. Distribusi Dari segi toksisitas, konsentrasi dalam darah merupakan indikator yang sesuai dari dosis yang diserap dan jumlah yang ada secara sistemik. Metilmerkuri terikat pada hemoglobin, dan daya ikatnya yang tinggi pada hemoglobin janin berakibat pada tingginya kadar merkuri pada darah uri dibandingkan dengan darah ibunya.Dari analisis, konsentrasi total merkuri termasuk bentuk merkuri anorganik, merkuri pada darah tali uri hampir seluruhnya dalam bentuk termetilasi yang mudah masuk ke plasenta Metilmerkuri sangat mudah melintas batas sawar darah-otak maupun plasenta. Hal ini lebih disebabkan oleh sifat lifopilisitas yang tinggi dari metilmerkuri. Metilmerkuri sendiri mudah berdifusi melalui membran sel tanpa perlu sistem transport tertentu. Kerena reaktifitasnya yang tinggi terhadap gugus sulfhidril yang terdapat pada berbagai protein, maka jumlah metilmerkuri bebas dalam cairan biologis menjadi sangat kecil. Suatu transpor aktif pada sawar darah otak diperkirakan membawa metilmerkuri masuk ke dalam otak. Dalam darah, logam yang sangat neurotoksik ini terikat secara eksklusif pada protein dan sulfhidril berbobot molekul rendah seperti sistein. Kompleks MeHg-sistein yang terbentuk beraksi sebagai analog asam amino, mempunyai struktur mirip metionin, sehingga dapat diangkut oleh pembawa Sistem-L untuk asam amino bebas untuk melintas melalui sawar darah otak. Asam amino yang penting pada rambut adalah sistein. Metilmerkuri yang bereaksi dan terikat dengan gugus sulfhidril pada sistein kemudian terserap dalam rambut, ketika pembentukan rambut pada folikel. Tetapi, membutuhkan waktu paling tidak sebulan untuk dapat terdeteksi dalam sampel potongan rambut pada pengguntingan mendekati kulit kepala. Tergantung dari panjang rambut pada sampel, konsentrasi merkuri dapat merefleksikan pemaparan merkuri dimasa lalu. Namun, karena waktu paruh merkuri dalam tubuh kira-kira 1,5 – 2 bulan, sampel rambut dekat kulit kepala merefleksikan pemaparan merkuri yang baru terjadi yang juga terkait pada konsentrasi dalam darah pada saat ini. Kadar merkuri dalam darah dan rambut merupakan biomarker pencemaran merkuri. Hubungan kedua biomarker tersebut sangat individual pada setiap orang maupun kelompok umur. Menurut US EPA (2001), dalam kondisi tetap terpapar oleh merkuri, kadar dalam rambut (µ g/g) rata-rata 250 kali kadar dalam darah (µ g/mL). 3. Metabolisme
Metilmerkuri dapat dimetabolisme menjadi merkuri anorganik oleh hati dan ginjal. Metilmerkuri dimetabolisme sebagai bentuk Hg++. Metilmerkuri yang ada dalam saluran cerna akan dikonversi menjadi merkuri anorganik oleh flora usus. 4. Ekskresi Metilmerkuri dikeluarkan dari tubuh terutama melalui tinja sebagai merkuri anorganik. Proses ini sebagai hasil dari ekskresi empedu dari senyawa dan konversi menjadi bentuk anorganik oleh flora usus.Kebanyakan metilmerkuri yang diekskresi empedu diserap kembali melalui sirkulasi enterohepatik dalam bentuk organiknya. Kurang dari 1% metilmerkuri dapat dikeluarkan dari tubuh setiap harinya, hal ini karena waktu paruh biologisnya yang kira-kira 70 hari. Metilmerkuri juga dikeluarkan melalui ASI dengan kadar kira-kira 5% dari kadar dalam darah. Pengeluaran merkuri anorganik melalui ekshalasi, ludah, dan keringat yang berasal dari metabolisme merkuri organic. c. Toksisitas Toksisitas senyawa merkuri tergantung dari bentuknya. Senyawa merkuri organik lebih toksik dibanding senyawa anorganiknya, karena mudahnya menembus sawar darah otak dan diabsorbsi sempurna pada saluran cerna. Berlin (1983) mencatat bahwa tidak ada perbedaan antara efek akut maupun kronik ketika terjadi akumulasi pada ambang toksik. Menurut WHO (1976), awal dari efek toksik metilmerkuri terjadi ketika kadar dalam darah antara 200– 500 ng/mL. Kadar dalam darah ini berkaitan dengan beban tubuh menanggung 30-50 mg merkuri per kg berat badan yang setara dengang asupan harian 3-7µ g/kg. Hal yang perlu dicatat bahwa kemunculan gejala keracunan merkuri dapat tertunda beberapa minggu atau bulan tergantung dari akumulasi senyawa merkuri dalam tubuh. Menurut Berlin (1983), tingkat keparahan paparan akan menentukan cetusan efek toksisitas subkronik dan toksisitas itu terjadi bila terpapar pada tingkat yang lebih rendah dari pemaparan kronik. Pada tingkatan subkronik ini tanda dan gejala yang terlihat adalah gangguan indera, penyempitan bidang penglihatan, ketulian dan gangguan motorik. Toksisitas metilmerkuri secara umum berakibat pada gangguan nonkarsinogenik seperti diuraikan di atas. Belum ada informasi gangguan yang bersifat karsinogenik pada manusia. Namun pada tikus percobaan dilaporkan terjadi tumor
ginjal hanya pada hewan jantan, tidak pada betina, pada pemberian metilmerkuri 15 ppm selama 53 minggu d. Target Organ Metilmerkuri menyerang susunan saraf pusat dengan target organ utama adalah otak. Data yang ada menunjukkan bahwa otak janin yang sedang berkembang mempunyai sensitivitas yang lebih tinggi dibanding orang dewasa. Perbedaan seks sering ditemui pada studi toksisitas pada tikus dan mencit. Akumulasi merkuri pada ginjal hewan betina secara statistik lebih tinggi dari jantan. Konsentrasi yang tinggi pada betina diduga karena tingginya kadar metalothionein pada ginjal betina. Gambar 2 mengilustrasikan adanya daerah lesi di beberapa zona pada system
saraf
yang
menunjukkan
gejala
dari
penyakit
Minamata.
Lesi
padacerebellum (1) berakibat pada hilang keseimbangan (ataxia) dan gangguan bicara (dysarthria). Gangguan penglihatan terjadi pada penyempitan bidang padang, kesulitan penglihatan pada daerah tepi akibat dari kerusakan di daearah occipital lobe (2).
Gangguan
sensasi
atau stereo
anesthesia terjadi
karena
kerusakan
pada postcentral gyrus (3). Kelemahan otot, kram atau gangguan pergerakan merupakan tanda dari kerusakan padaprecentral gyrus (4). Kesulitan pendengaran disebabkan adanya gangguan pada daerah temporal transverse gyrus (5). Keluhan pada kesulitan dan gangguan indera perasa baik rasa nyeri, sentuhan ataupun suhu akibat adanya gangguan pada saraf sensorik (6)
Gambar 2. Cedera pada sistem saraf akibat metilmerkuri. Daerah terjadinya perubahan patologis akibat metilmerkuri ditandai dengan warna merah yang ditunjukkan dengan keterangan pada gejala dan tanda pada penyakit Minamata. (Sumber : National Institute of Minamata Disease, NIMD –Jepang)
e. Pengobatan Karena merkuri terikat pada gugus sulfhidril pada sel-sel tubuh, penggunaan zat pengkhelat seharusnya diberikan pada tahap awal pengobatan. Zat ini akan berkompetisi mengikat merkuri menggunakan gugus thiol. Saat ini, zat yang terbaik untuk mengatasi penyakit Minamata adalah asam 2,3-dimerkaptosuksinat (DMSA). Zat ini memiliki toksisitas rendah, pada percobaan dengan hewan memperlihatkan hasil yang jauh lebih baik dibanding dimerkaprol (BAL) ataupun d-penisilamin (DPCN). Bahkan dalam kasus keracunan merkuri anorganik, penggunaan DMSA lebih disukai dibanding DCPN. II. Cara mendiagnosis toksisitas merkuri dalam tubuh
Diagnosis toksisitas Hg tidak dapat dengan tes biokimiawi, biasanya dilakukan analisis kadar Hg dalam darah, urin, atau rambut. Beberapa cara lain sbb: 1. DMPS Challenge Pasien disuntik dengan bahan kimia DMPS (Sodium 2,3-dimercaptopropane-lsulfonat) yang mengikat dan memobilisasi merkuri dalam tubuh. Lalu 24 jam kemudian dilakukan uji terhadap urin pasien tersebut. 2. Pengujian rambut Dilakukan pengambilan sampel rambut untuk diuji karena merkuri yang lama terkandung di dalam darah akan disimpan pula pada rambut. 3. Test darah Diagnosis simtomatik Mungkin salah satu cara yang paling jelas untuk mengenal toksisitas merkuri adalah dengan gejala-gejala dan penyakit yang dihasilkannya. Karena merkuri mengganggu beberapa proses tubuh, itu benar-benar sulit untuk mengetahui
bagaimana itu akan terwujud atau apa penyakit itu akan muncul pada orang tertentu.
III. alat untuk menganalisis logam Hg (Merkuri)
Untuk mengetahui bahwa suatu daerah tercemar dengan merkuri atau tidak dapat dilakukan beberapa metode dibawah ini. • Pengukuran Konsentrasi Merkuri (Hg) dengan spektrofotometer (AAS) Pengukuran konsentrasi merkuri dilakukan secara kurva kalibrasi dengan mengukur absorban dari larutan standar dan larutan sampel.Absorban diamati dengan spektrofotometer serapan atom pada panjang gelombang 253,7 nm tanpa nyala (flameless) untuk merkuri (Hg) yang dilengkapi grafit furnace dan hybrid vapour generator, hal ini dikarenakan logam ini mudah menguap.
• metode "anodic stripping voltammetry". Sebagai elektrode kerja digunakan elektrode "rotating disc electrode/RDE-Au" dan sebagai elektrolit pendukung digunakan campuran larutan natrium klorida dan dinatrium etilendiamintetraasetat. Senyawa organik dalam sampel didestruksi dengan menggunakan campuran asam nitrat dan asam sulfat (1:2) dan dipanaskan pada suhu 60°C selama 4 jam, diikuti dengan radiasi dengan lampu raksa ultraviolet selama 2 jam. Setelah sampel dideaerasi selama 3 menit, dilakukan deposisi pada 370 mV selama 3 menit. Selusur potensial dilakukan pada rentang potensial 500 - 800 mV dengan laju selusur 40 mV/detik. Puncak arus
difusi untuk raksa terletak pada potensia1683 mV dengan batas deteksi dan batas kuantisasi masing-masing sebesar 1,04 bpm dan 3,48 bpm.
Mekanisme Merkuri Masuk ke Tubuh Manusia dan Cara Mendiagnosis Toksisitas Merkuri dalam Tubuh Mata Kuliah: IKGM I
Oleh : Tassya Firdausi 021011141
FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI UNIVERSITAS AIRLANGGA Januari 2011
