Tugas Mata Kuliah Toksikologi Industri
TOKSIKOKINETIK BAHAN KIMIA TOLUENA
Dewangga Lazuardi NIM. 10152425001
!"O#"AM MA#ISTE" KESEHATAN DAN KESELAMATAN KE"$A %AKULTAS %AKULTAS KESEH K ESEHAT ATAN AN MAS&A"AKAT MA S&A"AKAT UNI'E"SITAS AI"LAN##A 201(
TOKSIKOKINETIK TOLUENA
A. Si)a* %i+i, T-uena
Toluen merupakan salah satu senyawa hidrokarbon aromatik, zat yang tidak berwarna, cairannya mudah terbakar dengan aroma yang khas, tidak korosif, uapnya mudah meledak, tidak larut dalam air tetapi larut dalam keton, alkohol, ester dan senyawa hidrokarbon aromatic lainnya (IPCS, 1!"#$ Struktur kimia dari toluen adalah sebagai berikut% &ormula kimia % C" ' C') *erat molekul % +,1 g-mol Sinonim % methylbenzene, toluol , methylbenzol .ama terdaftar % methacide .o C/S % 10!!!) /dapun sifat fisik dan kimia dari toluen adalah% Titik didih % 110$" oC Titik lebur % oC Tekanan uap % )$2) kPa *erat 3enis % 0$!2" g-ml 4ensitas uap % )$+ *au % menyengat seperti benzene *atas mudah terbakar % 1$+ 5 2$10 (6 7o udara# Titik bakar % $ oC .ilai ambang bau % di udara 8 ! ppm di air 8 0$0 5 1ppm &aktor kon7ersi % 1 mg-m) 8 0$+"2 ppm 1 ppm 8 )$2 mg-m) B. Su/er dan Kegunaan T-uena
Sumber dari toluen terbagi men3adi dua sumber yaitu sumber alamiah dan aktifitas manusia$ Secara alamiah, toluen berasal dari pohon tolu, aktifitas 7ulkanik, kebakaran hutan dan komponennya terdapat dalam minyak mentah$ 9inyak mentah mengandung metilsikloheksana yang melalui proses dehidrogenasi katalitik menghasilkan toluen$ /dapun sumber yang berasal dari aktifitas manusia adalah berasal dari industri dan limbahnya$ Cat dan bahan pelarut serta asap rokok adalah penyumbang utama dari toluen di dalam ruangan$ 4alam sebuah penelitian diketahui bahwa perokok aktif mempunyai kadar asam
hipurat empat kali lebih tinggi dibandingkan dengan yang perokok pasif (IPCS, +000#$ :egunaan toluen selain sebagai proses antara dalam industri kimia, umumnya toluen digunakan 3uga sebagai bahan baku dalam sintesa organic untuk produk kimia lainnya seperti benzaldehid, fenol, ;ylene, asam benzoate dan resin dalam konsentrasi yang berbeda$ Toluen 3uga digunakan dalam sintesa bahan peledak (T.T#, 7ynil toluen dan cresol$ Selain itu, produk toluen digunakan sebagai pelarut pada pabrik cat, percetakan (tinta#, pabrik ban, coating dan bahan perekat$ Sebagian besar produk toluen digunakan untuk meningkatkan nilai oktan pada gasoline (Prihartini, +010#$ . ara A+-r+i T-uena
:ecepatan absorsi toluen tergantung terhadap konsentrasi dan daya larut dari toluen$ Toluen sendiri adalah zat yang larut dalam lemak sehingga penyerapan lebih cepat . Penyerapan meningkat pada tempat yang banyak pembuluh darah atau pada permukaan yang luas (seperti paruparu dan saluran cerna# (Prihartini, +010#$ /bsorbsi toluene (nonpolar# melalui difusi pasif dengan melarut melalui lipida membran sel$ Toksin non polar mudah menembus lipida membran sel yang bersifat non polar (lopifilik#$
.
A+-r+i Meaui Kui* /bsorsi toluen melalui kulit ter3adi ketika adanya kontak antara toluen dengan kulit$ /bsorpsi toluen melalui kulit sangat kecil$ :alaupun ter3adi, membutuhkan pa3anan toluen dengan konsentrasi yang tinggi sehingga diperoleh kadar yang cukup signifikan di dalam 3aringan yang kaya akan lemak, seperti 3aringan adipose dan system syaraf pusat (Prihartini, +010#$
D. Di+*riu+i T-uena
Toluen yang terabsorpsi melalui tiga 3alur masuk ke dalam tubuh manusia, akan didistribusikan ke seluruh tubuh manusia melalui system peradaran darah$ 4istribusi toluen dalam tubuh manusia tergantung kelarutan toluen dalam cairan 3aringan tubuh$ Sesuai dengan kalrutannya di dalam lemak, distribusi toluen dapat menembus ke otak dan testis$ Selain itu, toluen akan lebih banyak diakumulasi pada orang gemuk dibandingkan orang yang kurus dengan penumpukan di 3aringan adiposa$ >aktu paruh dalam 3aringan adipose subkutan antara 0, 5 +,2 hari dan akan meningkat pada tubuh yang lebih gemuk (IPCS, 1!"#$ 9enurut /TS4= +000, toluen didistribusikan melalui plasma dan sel darah merah dimana pada sel darah merah, toluen berikatan dengan haemoglobin sehingga dapat meningkatkan toluen dalam darah untuk kemudian diangkut atau diedarkan ke seluruh area tubuh (termasuk otak# $ 4alam otak manusia, toluena memiliki afinitas yang lebih besar di otak yang berisi kaya lipid putih seperti batang otak$ Sedangkan batang otak mengendalikan banyak aspek yaitu 3antung, pernapasan, dan fungsi 7asomotor$ E. Bi-*ran+)-r/a+i T-uena
Se3umlah toluena masuk melalui inhalasi, maka +606 akan dikeluarkan kembali tanpa merubah struktur toluena melalui paruparu$ Sekitar "0626 akan dimetabolisme men3adi Benzyl Alcohol dan 0$1616 akan dimetabolisme men3adi senyawa Cresol =oute primer pertama metabolisme toluena adalah dengan merubah toluena men3adi Benzyl Alkohol melalui reaksi hidroksilasi dengan bantuan enzim cytochrome P450 C!P" yang ada di hati# diantaranya% C!P$A$# C!P$A%# C!P%B&# C!P%C'# dan C!P%($ $ Bi-*ran+)-r/a+i *aa3 1 , Benzyl Alkohol itu akan dimetabolisme men3adi Benzaldehyda oleh C?P dan @nzim /lkohol 4ehidrogenase (melalui reaksi oksidasi#$ Proses selan3utnya dari Benzaldehyda sendiri kemudian diubah men3adi Benzoic Acid# oleh Aldehyde )ehidrogenase*% A+),*%" dan Aldehyde )ehidrogenase*$ A+),*$"$ Bi-*ran+)-r/a+i *aa3 2 , Benzoic Acid sendiri nanti akan dimetabolisme men3adi ,ippuric Acid setelah reaksi fase + kon3ugasi dengan glisin- ,ippuric Acid merupakan hasil metabolik toluena primer yang dikeluarkan dalam urin$
Sebagian besar toluena mengalami reaksi biotransformasi dalam 1+ 3am setelah inhalasi$ Sedangkan yang termasuk metabolit sekunder adalah ortho dan para kresol$ 9etabolit sekunder yang spesifik untuk eksposur toluen adalah Sbenzyl .asetilAsistein$ Sekitar 20!06 dari dosis terserap pada manusia diubah men3adi asam benzoat, sedangkan 2+06 dikeluarkan lagi melalui pernafasan di udara $ =atarata waktu paruh eliminasi dalam pernafasan adalah + menit $ (IPCS, +000#$ Bambaran metabolisme toluen sebagai berikut %
CH3
CH3 creol (o!p) ("1%)
Toluene
OH CH2OH #ul$ae or Glocoronie con&ugae
Benzyl alcohol CHO Benzaldehyde
Glucoronic acid
COOH Benzoic acid
Benzoyl glocoronide (10-20%) Glycine
Hippuric acid
%.
CONHCH2COOH
Ga'ar *eaoli'e Toluen dala' Tuuh *anuia (u'er +, .1/ dan CGH. 1//)
E,+,re+i T-uena
Toluena yang terserap dan mengalami metabolism dalam tubuh manusia,akan diekskresikan dalam urin sebagai metabolit yang paling dominan yaitu asam hipurat (hippuric acid #$ Paparan toluen dengan konsentrasi antara +00 5 0 mg-m selama ) 5 3am, sebanyak "0 5 206 toluen akan diserap dan dikeluarkan dari dalam tubuh melalui urin yang mengandung asam hipurat (IPCS, 1!"#$ 9enurut /TS4= +000, di3elaskan bahwa biomarker akibat paparan toluen dianggap cukup sensiti7e$ 9eskipun tingkat metabolit ini dapat dipengaruhi oleh 7ariabilitas indi7idual antara lain perbedaanperbedaan etnis atau faktorfaktor
lain seperti konsumsi alkohol dan merokok namun se3umlah penulis telah menun3ukkankorelasi antara tingkat metabolit ini dalam urin dan paparan toluen$ #. T-,+i,-dina/i, T-uena In*era,+i T-,+in "e+e3*-r6
Sebelum ter3adi efek toksin pada tubuh, akan ter3adi terlebih dahulu fase toksikodinamik yakni interaksi antara toksin dengan reseptor pada tubuh$ Interaksi ini meliputi interaksi dengan fungsi umum sel, interaksi dengan sistem enzim, dan interaksi dengan 4./-=./ (Tualeka, +01)#$ Interaksi toluena yang bersifat toksin non polar akan berinteraksi dengan membran sel ditubuh kemudian berinteraksi dengan enzim yakni enzim Sitokrom P0 +@1 (C?P +@1# dalam proses biokimia dalam tubuh dan men3adi .enzyl alcohol $ Sebagai interaksi toksik dengan sel, hasil metabolit toluena berasosiasi dengan sel sehingga menyebabkan kerusakan sel, perubahan kromosonal, sedikit perubahan hematopoiesis yang kesemuanya merupakan faktor kontribusi pada penyebab narkosis$ Toluena menimbulkan kerusakan sel sehingga menyebabkan sistem fungsi koordinasi tidak ber3alan baik, hilang ingatan (insomnia#, kerusakan respon, narkosis parah hingga kematian apabila terpapar 10000)0000 ppm$ Interaksi tokson reseptor umumnya merupakan interaksi yang bolakbalik (re7ersibel#$ 'al ini mengakibatkan perubahan fungsional, yang lazim hilang, bila ;enobiotika tereliminasi dari tempat ker3anya (reseptor#$ Selain interaksi re7ersibel, terkadang ter3adi pula interaksi tak bolakbalik (irre7ersibel# antara ;enobiotika dengan subtrat biologik$ Interaksi ini didasari oleh interaksi kimia antara ;enobiotika dengan subtrat biologi dimana ter3adi ikatan kimia ko7alen yang bersbersifat irre7ersibel atau berdasarkan perubahan kimia dari subtrat biologi akibat dari suatu perubaran kimia dari ;enobiotika, seperti pembentukan peroksida$ Terbentuknya peroksida ini mengakibatkan luka kimia pada substrat biologi (>irasuta dan .iruri, +00"#$ @fek irre7esibel diantaranya dapat mengakibatkan kerusakan sistem biologi, seperti% kerusakan saraf, dan kerusakan sel hati (serosis hati#, atau 3uga pertumbuhan sel yang tidak normal, seperti karsinoma, mutasi gen$ mumnya efek irre7ersibel DnirpulihD akan menetap atau 3ustru bertambah parah setelah pe3anan tokson dihentikan (>irasuta dan .iruri, +00"#$ H. E)e, T-,+in T-uena
4ampak toluen terhadap kesehatan manusia berdasarkan tingkat paparan dapat dilihat pada tabel dibawah ini$
Tae7 E)e, T-,+in T-uena D-+i+ 8.4 /g9/ 2:533/6 1<.< /g9/ = 33/6 1<<>=5 /g9/ 50>100 33/6 =50 /g9/ 200 33/6
1125 /g9/ 00 33/6 1500 /g9/ 400 33/6
1<=5>2250 /g9/ 500>(00 33/6 000 /g9/ <00 33/6
5(25 /g9/ 1500 33/6 15000 /g9/ 4000 33/6
"e+3-n A/ang au /en;enga* Da3a* di*eri/a -e /anu+ia Keuan>,euan +u;e,*i) )a*i?ue: 3era+aan /engan*u, dan +a,i* ,e3aa Iri*a+i /a*a dan +auran 3erna)a+an: ,eru+a,an 3ada ,-gni*i): +a,i* ,e3aa: 3u+ing: 3era+aan /au,: )a*i?ue: ingung: In+-/nia Keru+a,an ,--rdina+i ia wa,*u 3a3aran +a/3ai < @a/ Iri*a+i /a*a: auran 3era)a+an dan ,een@ar air /a*a: ,ui* 3arae+*e+ia: *anda>*anda *ida, adan;a ,--rdina+i dan ,eainan /en*a ia 3aran ei dari < @a/ An-reia: @aan +e/3-;-ngan: /ua: e/a+: er,urang inga*an: er,urangn;a wa,*u un*u, erea,+i Sanga* /ua +e*ea @a/ 3a3aran6: ingung: -n*r- diri renda: +anga* e/a+: )a*i?ue -*-*: iang inga*an in+-/nia6 un*u, eera3a ari Tida, *er,--rdina+i: ,eeaan ;ang +anga* Da3a* /en;ea,an ,eru+a,an re+3-n: nar-+i+ dan ,e/a*ian Nar,-+i+: ,e/a*ian
=500>112500 /g9/ 10000>0000 33/6 Sumber % IPCS, (n/irinmental ,elath Criteria + Toluen , >'<, Bene7a 1!"
Secara garis besar efek yang ter3adi akibat paparan toluena ter3adi pada fungsi umum sel tubuh$ @fek pada elemen sel dapat ter3adi mulai pada portal entri seperti kulit, selaput lendir, tenggorokan, dan mata$ :ontak sedemikian dapat langsung ataupun tidak langsung menimbulkan efek ringan seperti iritasi kemudian sensitasi sampai pada kerusakan yang hebat seperti kematian sel serta 3aringannya khususnya pada paparan toluena yang sangat tinggi (Tualeka, +01)#$ Toluena adalah zat iritan bagi saluran pernafasan$ Toluena pada awalnya bertindak sebagai iritan saluran pernafasan$ *eberapa mekanisme mengawali dekompensasi pernafasan% penggantian udara al7eolar oleh gas hidrokarbon, disfungsi perfusi7entilasi yang disebabkan oleh bronchospasm, pembentukan membran hyaline, berairnya lapisan permukaan lemak$ *ila kadar eksposur meningkat, depresi pernafasan yang berakibat pada kematian dapat ter3adi$ /spirasi pulmonary dari kandungan lambung yang dapat muncul selama ketidaksadaran dapat berakibat pada pneumonitis kimia (>arsito, +002#$ I.
ara De*-,+i)i,a+i T-uena
4etoksifikasi di dalam hati, toluene melewati dua fase sebelum di ekskresi ke gin3al dalam bentuk asam hipurat$ Pada fase satu toluene dirubah men3adi benzil alkohol dengan bantuan cytochrome P0 (C?P +@1#$ *enzil alkohol dirubah men3adi asam benzoat oleh alkohol dehidrogenase dan aldehid
dehidrogenase$ /sam benzoat berkon3ugasi dengan glisin pada fase dua membentuk asam hipurat$ Selama proses detoksifikasi tersebut, menghasilkan kelompok oksigen reaktif (=
+$
Bambar% Tauge @kstrak Curcuma 9angga *erdasarkan penelitian Ted3o (+00# disimpulkan bahwa ekstrak etanol temu mangga (Curcuma 9angga# mengandung senyawa fenolik seperti golongan
kurkuminoid yang memiliki akti7itas antioksidan lebih tinggi dibandingkan dengan *'T (*util 'idroksi Toluena# yang bertugas untuk mencegah radikal bebas (=
Bambar% Curcuma 9angga
4aftar Pustaka /mien, 9irror Sabda 9ahendha dkk$ +01$ 'ubungan Paparan Toluene dengan Bangguan &ungsi 'ati Pada Peker3a *agian Pengecatan Sebuah Industri :aroseri 4I 9agelang$ Eurnal :esehatan 9asyarakat, )(1#% )0$ International Programme on Chemical Safety$ 1!"$ @n7ironmental 'ealth Criteria +% Toluena$ (4iakses pada +2 4esember +01"# tersedia dari% http%--www$inchem$org-documents-ehc-ehc-ehc+$htm$ International Programme on Chemical Safety$ +000$ @n7ironmental 'ealth Criteria +1% 'uman @;posure /ssessment$ (4iakses pada +2 4esember +01"# tersedia dari% http%--www$inchem$org-documents-ehc-ehc-ehc+1$htm$ 9aulana, /ditya IFbal$ +010$ Pengaruh @kstrak Tauge (Phaseolus radiatus# Terhadap :erusakan Sel Bin3al 9encit (9us musculus# yang 4iinduksi Paracetamol$ Skripsi$ Surakarta% ni7ersitas Sebelas 9aret$ Prihartini, .anik$ +010$ /nalisis =isiko :esehatan Pa3anan Toluen Pada Peker3a *engkel Sepatu GHD 4i :awasan Perkampungan Industri :ecil (PI:# Pulogadung Eakarta Timur Tahun +010$ Tesis$ 4epok% ni7ersitas Indonesia$ Ted3o, /ryo$ +00$ /kti7itas :emopre7ensi @kstrak Curcuma 9angga$ Tesis$ *ogor% Institut Pertanian *ogor$ Tualeka, /bdul =ohim$ (+01)#$ Toksikologi Industri- Surabaya % Braha Ilmu 9ulia$ >arsito, /gus$ +002$ /nalisis Pema3anan Toluena Terhadap Profil 4arah Pada Peker3a Sektor Industri Penyulingan 9inyak *umi$ Tesis$ Semarang% ni7ersitas 4iponegoro$ >irasuta, I 9ade /gus Belgel dan .iruri, =asmaya$ +00"$ Toksikologi mum$ *ali% ni7ersitas dayana$
