3 uji toksisitas.ppt -...
TRANSCRIPT
UJI TOKSISITASUJI TOKSISITAS
Pendahuluan
Uji toksisitas dapat dilakukan dengan 2 cara :a) Kualitatif Biasanya dilakukan atas dasar gejala
penyakit yang timbul Akib t tid k ifik j l / kit Akibat tidak spesifiknya gejala/penyakit
akibat keracunan (tidak ada/belum didapat gejala yang khas / “pathognomonik” bagi setiap keracunan
b) K tit tifb) Kuantitatif
Uji t k i it Uji toksisitas
Kuantitatif
• Uji toksisitas terhadap hewanuji
• Penelitian epidemiologi
2 Cara
Kualitatif Berdasar atas gejala yangKualitatif • Berdasar atas gejala yang timbul
• Respon tubuh terhadap racuntidak spesifik karena belum adapyang khas (Pathognomonik)
Uji KualitatifGejala Keracunan & PenyebabnyaGejala Keracunan & Penyebabnya
Gejala Penyebab
Fibrosis SiO2, Fe, Asbest, CO, Co, dllGranuloma Be, Bakteri, Fungi,dllDemam Mn, Zn, Co, Pb, dllAlergi Ni, TDI, Cr, berbagai zat organik, dllAlergi Ni, TDI, Cr, berbagai zat organik, dll Asfiksia CO, H2S, CO2, SO2, NH3, CH4
Mutagenesis Radiasi pengion, benzene, metil HgKarsinogenesis Aminodifenil Asbest benzidine vinilklorodaKarsinogenesis Aminodifenil, Asbest, benzidine, vinilklorodaTeratogenesis As, F, metil Hg, TEL, benzeneKeracunan sistemik* Pb, Cd, Hg, F, Va, P, Bo, Ti, TEL*) keracunan sistemik, dengan racun yang sengaja dibuat untuk meningkatkan ekonomi,
disebut racun ekonomi (pestisida)
G l (B )Granuloma (Be)
Fibrosis
Asfiksia
T t iTeratogenesis
Hewan ManusiaHewan Manusia
Analisis Kuantitatif
Sebelum melakukan uji kuantitatif :
Kenali sifat kimia fisika xenobiotikKenali sifat kimia-fisika xenobiotik
Penting !!!
Untuk menentukan :
• Portal entri dalam uji toksisitas• Hewan uji yang akan digunakan
Analisis KuantitatifIstilah untuk menyatakan toksisitas suatu zat : Dosis Letal (LD)
• Jumlah zat yang betul – betul masuk ke dalam tubuh organismeJumlah zat yang betul – betul masuk ke dalam tubuh organismeuji yang menyebabkan respons berupa kematian organisme uji
• Untuk mencari dosis aman menggunakan LD50 (dosis yang mematikan 50% organisme
)uji)
Konsentrasi Letal (LC)• Konsentrasi zat yang berada di luar tubuh organisme yang• Konsentrasi zat yang berada di luar tubuh organisme yang
menyebabkan respons berupa kematian organisme uji• Mempermudah menentukan konsentrasi zat yang aman yang
boleh ada di lingkungan
Analisis Kuantitatif
Istilah toksisitas yang lain untuk menentukan dosis aman :
NOEL (no observed effect level)
NOAEL (no observed adverse effect level)
NOEL
NOAEL
Analisis Kuantitatif
Tujuan :
Penting untuk mengenal rantai makanan :
Memprediksi perginya racun apabila racun memasuki lingkungan tertentu
Uji toksisitas dilakukan berurutan
zat yang terakumulasi di dalam organisme tentunya akan t k l i l di
berurutan dengan melihat
tingkat trofis organisme uji
terakumulasi pula di organisme dengan tingkat trofis yang lebih tinggi
Analisis Kuantitatif Gambar Rantai Makanan, Ukuran dan Tingkat Trofis
Uji T k i itUji Toksisitas Tujuan :
Menilai efek akut sub akut & kronis Menilai efek akut, sub akut & kronis
Uji dilakukan berdasarkan waktu Merupakan kendala utama
3 (tiga) kelompok uji toksisitas :
1) Uji Akut / Uji Tingkat I Uji jangka pendek1) Uji Akut / Uji Tingkat I Uji jangka pendek
2) Uji Sub kronis / Uji Tingkat II
3) Uji Kronis / Uji Tingkat III
0 LD50, LC50, dermal dan iritasi mataUji mutagenisitas/karsinogen tk 1
1-
Uji mutagenisitas/karsinogen tk. 1Sensitivitas kulit
Uji 90 hari – tikus, mencit
2-
Metabolisma/farmakokinetika pada hewan
TeratologiSkema Uji Toksisitas
3-
Uji mutagenisitas/karsinogen tk. 2
Studi 90-180 hari pada anjing atau monyet
jSecara lengkap :
4-Reproduksi
Toksisitas kronis-tikus, mencit
5- Uji mutagenitas tk 3
6-
Uji Tingkat ITerdiri atas :• Uji dosis-respons untuk mencari LD/LC dan kemungkinan
kerusakan berbagai organ• Uji iritasi mata dan kulit• Uji iritasi mata dan kulit• Screening pertama terhadap mutagenisitu (SAL, MOLY, ABS
dan SCE)
SAL = Ames Salmonella/microsome mutagenesis assay ABS = Assay for chromosome abberation SCE = Sister chromated exchange induction MOLY = Mouse lymphoma L5178Y cell mutagenesis assay
Uji Tingkat IUji D i R k i LD/LCUji Dosis – Respons untuk mencari LD/LC :
Dilakukan sesuai : Dilakukan sesuai :• sifat fisis kimiawi xenobiotik, • pemilihan organisme (derajat rendah) yang paling relevan
berdasarkan portal entri
Lama pengujian : 24 – 96 jam
T h Tahapan : • Tahap I :
untuk perkiraan kasar letak rentang dosis LD/LC 50/100 yang dicari dengan cara Least Square atau Metode Probitg q
Uji LD 50
Uji LC50Uji LC50
Uji Tingkat I
Uji I i i M & K liUji Iritasi Mata & Kulit :
Dikenal sebagai : Draize Test Dikenal sebagai : Draize Test Uji iritasi mata :
zat yang akan diuji dimasukkan pada salah satu matanya, mata yang lain sebagai kontrolyang lain sebagai kontrol
• Jenis hewan uji : kelinci albino
• Waktu pemantauan : setelah 24 jam, 48 jam & 96 jam
• Hasil dinilai dari gejala yang timbul pada mata :edema, kekeruhan kornea, reaksi terhadap cahaya, pelebaran vaskuler dan kemerahan
Uji Tingkat IUji Tingkat I
Uji Iritasi Kulit :Uji Iritasi Kulit :
Bisa dilakukan langsung pada kulit Tujuan : Tujuan :
• Untuk mencari iritasi primer, sensitisasi kulit, foto-toksisitas dan foto sensitisasi
A. Uji iritasi primer : B. Uji sensitisasi kulit :
• dilakukan pada kulit punggung, kulit telinga atau mencelupkan seluruh tubuh hewan kedalam cairan uji (2 uji terakhir sudah tidak digunakan lagi)
• untuk mengetahui apakah xenobiotik menggangu sistem imunitas
• hewan uji : mencit (guinea pig)digunakan lagi)
• hewan uji : kelinci albino
• evaluasi : setelah 24, 48 & 96 jam
k k h ik
• hewan uji diberi xenobiotik 3 hari sekali selama 2 minggu, dengan selang istirahat 2minggu
l i l h 24 48 & 96 j• skor keparahan secara numerik • evaluasi : setelah 24, 48 & 96 jam
Uji Tingkat IUji Tingkat I
Uji Iritasi Kulit :Uji Iritasi Kulit :
C. Uji Fototiksiti & Fotosensitisasi:
D. Uji Mutagenisitas :Fotosensitisasi:
• untuk melihat efek dari kombinasi xenobiotik dengan cahaya, terutama sinar UV
• dilakukan dengan uji SAL, ABS, SCE & MOLY
• SAL (Ames test) bersifat reverse mutation test hewan uji : Salmonella typhmuriumy
• merupakan modifikasi dari uji sebelumnya (setelah aplikasi xenobiotik, dilakukan penyinaran dengan UV)
hewan uji : Salmonella typhmurium• Uji essei untuk aberasi kromosom : Uji ABS, SCE & MOLY mekanisme aberasi setiap test berbeda yang dicari : - kromosom terputus (breaks)dengan UV)
• hewan uji : mencit (guinea pig); kelinci albino
•evaluasi : setelah 24 48 & 96 jam
yang dicari : - kromosom terputus (breaks), - terjadi pertukaran antar bagian
kromosom (sister chromatid)• hewan uji : sel hidup sel sumsum tulang tikus,
sel limfosit tikus penderita kanker dsb•evaluasi : setelah 24, 48 & 96 jam sel limfosit tikus penderita kanker,dsb
Uji Tingkat I
Uji akut dan khronis telah terlaksana dalam tahun ke-1
tidak dapat mewakili
uji ini dilakukan pada sel derajat rendah
tidak dapat mewakili uji jangka panjang
PENTING !!!
Terutama jika data ujiakan diekstrapolasikanakan diekstrapolasikan
pada manusia
Mewakili uji subkronis
Uji Tingkat II Mewakili uji subkronis Waktu essei :
• Aplikasi pada kulit : 30 hari• Studi inhalasi : 30 – 90 hari• Uji oral : 90 hari• Uji oral : 90 hari
Tujuan : mendapatkan nilai NOEL atau NOAEL, dst Dosis yang diujikan divariasikan 3-4 variasi :
• Dosis tinggi menyebabkan kematian• D i i j kk NOEL• Dosis ringan menunjukkan NOEL
Hewan uji : tikus, anjing atau kera ; (jantan : 10-20 ekor & betina : 10-20 ekor pada setiap level dosis yang diberikan)
Observasi yang dilakukan terhadap:ti t b h t lit bidit t k isetiap organ tubuh, mortalitas, morbiditas, mata, konsusmsi
makanan, berat badan, respons neurologis, perilaku tidak normal, respirasi, elektro kardiogram (EKG), elektro-encefalogram (EEG), hematologi, biokimia darah, analisis urin & tinja, kerusakan orgnmakroskopis
Uji Tingkat IITujuan Observasi yang dilakukan : Skrining kedua terhadap mutagenisiti
Uji teratologi & uji reproduktif Uji teratologi & uji reproduktif Uji farmakokinetik Uji perilakuUji perilaku Uji interaksi, seperti sinergisme, antagonisme dan
aditivisme
semuanya diselesaikan dalam waktu dua-setengah tahun
Uji Tingkat III/Uji Kronis Dilakukan dalam jangka panjang Mewakili separuh usia hidup hewan uji, bahkan lebih dari satu
generasiY dilih t t d i b bk f k i d Yang dilihat : rentang dosis yang menyebabkan efek ringan danberat
• Bila rentang sempit zat berbahaya• Bila rentang lebar zat tidak/kurang berbahaya• Bila rentang lebar zat tidak/kurang berbahaya• Contoh :
- Rentang CO : (100 – 250) mg/m3
- Rentang kafein : (100 mg – 10 gr)/m3Rentang kafein : (100 mg 10 gr)/m kafein dianggap kurang berbahaya
Uji terpenting : Uji karsinogenitas, teratogenitas & reproduksi
Uji Tingkat III/Uji KronisTujuannya untuk menguji :
Mutagenisiti pada mamalia Karsinonegisiti pada tikus selama 2 tahun Karsinonegisiti pada tikus selama 2 tahun Farmakokinetika pada manusia bila relevan Klinis pada manusia
D t id i l i t k f k t hd k k t d Data epidemiologis untuk efek terhdap eksposur akut dan kronis
Pengujian suatu zat, tergantung pada penggunaannya dan kemungkinan eksposur yang dapat diterimakemungkinan eksposur yang dapat diterima manusia/masyarakat
Uji Tingkat III/Uji KronisD l ji i k III Dalam uji tingkat III :• Cari spesies yang cukup
sensitif• Ambil spesies dengan
Uji teratogenitas : pada mamalia & jenis
pakis/ fernsp gmutasi spontan yang moderat (1,5%)
Uji Mutagenisitas :
pakis/ ferns
Uji karsinogenitas : pada mamalia
Mendasari semua proses perubahan genetik
Hasil akhir : mutasi pada • sel genetik terjadi mutan
(jantan & betina)
d b b i fsel genetik terjadi mutan• sel somatik terjadi
kanker• Sel embrio terjadi
monster atau cacat bawaan
pada berbagai fase pertumbuhan
dan berbagai portal entrimonster atau cacat bawaan
Organ Diperiksa Secara Patologi Organ Diperiksa Secara Patologi pada Uji Subkhronis& Khronis
Ad l L i K l j l d hAdrenalSumsum Tulang, TulangCaecum
LaringHatiParu-paru, bronkhi
Kelenjar ludahSaraf skiatikaVesika seminales
CaecumColonDuodenumEsofasgus
Kelenjar limfeKelenjar susuRahang bawah
KulitLimpaSaraf spinalesEsofasgus
MataKandung empeduIleum/usus halus
Rahang bawahRonga hidungIndung telurP ti id
Saraf spinalesLambungTestesOt t hJejunum/usus halus
Ginjal
ParatiroidPituitariProstat
Otot pahaTimusKandung kencing
Rektum Uterus, dll
Uji Toksisitas & Rantai MakananH k k ji k i i b d k ji d f fi d i Hakekat uji toksisitas : berdasarkan uji pada taraf trofis dari yang terendah sampai yang tertinggi
Hewan uji dari berbagai tingkat trofis berbeda dengan lokasi Hewan uji dari berbagai tingkat trofis berbeda dengan lokasi geografis dipilih atas dasar hewan dan/atau tanaman yang ada
C t h h ji Contoh hewan uji :• Untuk perairan : dapat dilihat di buku Standard Method for the
Examination of Water & Waste Water (APHA, 1975)
• Untuk toksin terestrial : digunakan hewan mulai dari cacing (Eiseina foetida), sampai mamalia seperti tikus, anjing, kera, dll.
C t h R t i M kContoh Rantai Makanan
Contoh Rantai MakananContoh Rantai Makanan
Uji Toksisitas & Rantai Makanan
O i Ti k T fi IOrganisme Tingkat Trofis I:• Contoh (di perairan) : Selesnstrium capricornatum & Chlorella vulgaris,
algae air tawar karena banyak didapat & mudah dikultur
• Ujinya didasarkan atas produksi biomassa selama 2 hari dengan berbagai konsentrasi toksikan
• Yang dicari : konsentrasi toksikan yang dapat menghambatYang dicari : konsentrasi toksikan yang dapat menghambat pertumbuhan sebanyak 50%
• Cara pengujian :• Algae diinokulasikan ke dalam tabung berisi xenobiotik, disertai tabung kontrol
Dii k b i d l i k b t l 2 h iDiinkubasi dalam inkubator selama 2 hari
• Pada akhir hari ke-2 : algae difilter, ditimbang beratnya
• Biomassa algae digambarkan terhadap konsentrasi dan diekstrapolasi EC50(mg/dm) nilai ini dapat digunakan untuk mengetahui dampak yang akan ( g ) p g g p y g
terjadi bila konsentrasi toksikan di suatu perairan diketahui
Uji Toksisitas & Rantai MakananOrganisme Tingkat Trofis II:Organisme Tingkat Trofis II:
Contoh : Daphnia magna, Artemi Salina
Parameter yang digunakan : efek toksikan terhadap individuy g g p
Respons yang dilihat : immobilisasi
Cara pengujian :• Ke dalam tiap tabung berisikan konsentrasi toksikan yang berbedaKe dalam tiap tabung berisikan konsentrasi toksikan yang berbeda
dimasukkan 10 ekor hewan uji, disertai dengan tabung kontrol
• EC50 didapat dengan ekstrapolasi kurva
• Uji dilakukan triplikatj p
Pada uji akut dicari EC dalam waktu 24 jam
Pada uji kronis yang digunakan untuk uji reprodukasi dicari EC dalam kt 14 h iwaktu 14 hari
Uji Toksisitas & Rantai MakananO i Ti k T fi III O i Ti k T fi IVOrganisme Tingkat Trofis III:Tingkat trofis III tidak diiukutserakan
dalam uji toksisitas, karena baik biokimia dan faalnya sama dengan
Organisme Tingkat Trofis IV: Di lingkungan akuatik diwakili
oleh ikan Yang dicari : LD50 & LC50.y g
tingkat trofis IV dengan berbagai pengecualian.
Yang dicari : LD50 & LC50. Uji akut dilakukan dalam 96 jam Uji kronis dilakukan dalam 14 hari
Organisme Tingkat Trofis V: Menggunakan hewan atau burung pemakan ikan Yang dicari : LD50 atau NOEL dengan memeriksa darahnya Uji dilakukan dengan memasukkan toksikan per oral atau Uji dilakukan dengan memasukkan toksikan per oral atau
dengan suntukan intra peritoneal Uji yang dilakukan : uji akut dan kronis
Uji Toksisitas Uji Toksisitas Atas Dasar Dosis Respons
Maksud uji dosis-respons :Untuk mengetahui apakah ada hubungan antara xenobiotik dengan respons organisme dan bagaimana hubungan tsbdengan respons organisme dan bagaimana hubungan tsb.
Tujuan : mencari dosis aman bagi manusia
Dosis yang digunakan dikaitkan dengan respons yang dicari ataupun dikaitkan dengan tujuan eksperimen
Dosis dapat berupa : LD,LC atau ED saja
Uji Toksisitas Atas Dasar Dosis Respons
Respons yang dicari : berupa kematian ataupun respons perubahan fungsi atau
biokimiawi organismeg
Yang penting : dosis dan respons harus dapat diukur secara kuantitatif
Uji d i Uji dosis respons : menguji respons organisme percobaan pada berbagai dosis
tertentu, untuk periode eksposur tertentu, untuk mendapatkan respons yang secara matematis konsistenmendapatkan respons yang secara matematis konsisten
misalnya : dengan meningkatnya dosis, jika respons konsisten maka akan meningkat pula responsnya
Uji Toksisitas Atas Dasar Dosis Respons
Hal yang perlu ditentukan lebih dahulu : Organisme percobaan
Penentuan respons yang dicari Penentuan respons yang dicari Penentuan periode pemaparan atau lamanya
percobaan Penentuan seri dosis
Organisme Percobaan
Organisme yang dipilih :
Yang paling sesuai untuk percobaan xenobiotik tertentu
Yang mempunyai karakteristik biokimiawi & mekanisme toksisitasnya sama atau mirip dengan y p gmanusia
jika hal ini tidak/belum diketahui, maka pemilihan berdasarkan metode standarpemilihan berdasarkan metode standar
NIlai LD50 Untuk Cypermetrin Pada NIlai LD50 Untuk Cypermetrin Pada Berbagai Hewan Uji (tidak sama)
Hewan Uji LD50 (mg/kg)Tikus besar (rat) 251us besa ( at)TikusHamster Siria
58400Hamster Siria
Hamster CinaAnak Sapi
400203500Anak Sapi
Anak BabiKambing
500142-284>600Kambing 600
Organisme PercobaanKriteria hewan uji : Kalau dapat secara genetis identik
Faktor penting lain yang perlu diperhatikan :
Dilakukan berjenjang dari organisme bersel tunggal sampai yang berderajat tinggi
Anatomi
Faal
Spesies terpilih
Berat, ukuran, anatomi, fisiologi
Spesies
Bagaimana hewan uji gtertentu
Usia, gizi, keturunan, dll
bereaksi terhadap zat yang diujikan
S iti it l iSensitivitas populasi
AnatomiA t i
Luas permukaan hewan kecil >>hewan besar
Anatomi
Metabolisme : Semakin besar hewan ∑ makanan yang
diperlukan >>>PENTING !!
Dalam
Karakteristik membran antara otak dan sirkulasi
Contoh : Dalam interpolasi dosis aman
bagi manusia
- Membran hamster sulit ditembus DDT LD50 oral : 5000 mg/kg BB
- Membran mencit mudah ditembus DDT - LD50 oral : 100-200 mg/kg BB
Fisiologi / FaalT b h hijT b h hij Tumbuhan hijau : dapat berfotosintesa & tidak mempunyai syaraf
Hewan petelur (itik) : biasa mengerami telurnya dalam keadaan relatif puasa
C
O
Tumbuhan hijau : dapat berfotosintesa & tidak mempunyai syaraf
Hewan petelur (itik) : biasa mengerami telurnya dalam keadaan relatif puasa biasa mengerami telurnya dalam keadaan relatif puasa dalam fungsinya : berat badan itik betina akan turun dengan 25 – 30% lemak yang ada digunakan untuk keperluan energinya terjadi pelepasan insektisida dari lemak, masuk sirkulasi dan
kemungkinan itik akan keracunan dan mati
O
N
biasa mengerami telurnya dalam keadaan relatif puasa dalam fungsinya : berat badan itik betina akan turun dengan 25 – 30% lemak yang ada digunakan untuk keperluan energinya terjadi pelepasan insektisida dari lemak, masuk sirkulasi dan
kemungkinan itik akan keracunan dan matikemungkinan itik akan keracunan dan mati Hewan berdarah dingin : enzim biotransformasinya mempunyai aktivasi yang rendah sehingga insidensi kanker pada ikan rendah (karsinogen perlu enzim
T
O
kemungkinan itik akan keracunan dan mati
biotransformasi untuk membentuk metabolit yang karsinogenik) Kelinci : mempunyai enzim atropin esterase tidak peka terhadap atropin jika dipakai sbg hewan uji untuk atropa belladona tidak timbul efek
H
jika dipakai sbg hewan uji untuk atropa belladona tidak timbul efek
Spesies K k i h dKepekaan spesies terhadapkarsinogen berbeda-beda
C t h
Ca paru-paru PAH + enzim biotransformasi (aril hidrokarbon hidroksilase) akan membentuk metabolit
Contoh
hidrokarbon hidroksilase) akan membentuk metabolit yang karsinogenik
Bakat alergi dan lain-lain penyakit tergantung dari spesies
Mutasi spontan pada berbagai spesies hewan akan berbeda-beda
dalam uji karsinogenisitas biasanya diambil bakat mutasinya yang sedang sajabakat mutasinya yang sedang saja
Respons Respons yang dilihat :
respons sangat ringan sampai pada yang parah (kematian)
Yang penting : Yang penting :• respons dapat diukur secara kuantitatif• Respons yag diteliti akan memperlihatkan korelasi matematis
yang konsisten• Terdapat variasi respons antar spesies• Terdapat variasi respons antar spesies
Respons yang sering dilihat : kematian karena kesulitan dalam menentukan hewan uji mati atau
immobil saja perhatikan periode waktu observasi sehingga waktu terjadi
kematian diketahui
Perioda Eksperimen Periode eksperimen : jam, hari, minggu dan tahun
ada uji jangka pendek (Short Term Test/STT) ada uji jangka panjang (Long Term Test/LTT)j j g j g ( g )
Perhatikan juga : • interval waktu eksposur, • konsentrasi zat pemaparkonsentrasi zat pemapar, • lamanya observasi setelah dipapari
PENTINGPENTINGdalam perhitungan mencari dosis aman
Penentuan Seri DosisS i d i l di k l bih d h l b l Seri dosis perlu ditentukan terlebih dahulu sebelum dilakukan percobaan
Jika rentang konsentrasi telah diketahui Jika rentang konsentrasi telah diketahui maka dapat dipakai acuan baku mutu contoh : untuk buangan industri, maka dapat dipakai
acuan baku mutu air buanganacuan baku mutu air buangan
Pada prakteknya : perlu penelitian awal karena dalam penentuan LC & LD : organisme uji karena dalam penentuan LC & LD : organisme uji
harus bertahan minimal 96 jam
Kurva Dosis Respons Setelah data terkumpul : disajikan dalam bentuk grafik dosis-respons biasanya : kurva distribusi frekuensi kumulatif biasanya : kurva distribusi frekuensi kumulatif
Kurva membentuk huruf S mempunyai fungsi sbb :
1 Fungsi ini merupakan fungsi logistik
ye
YF y11 Fungsi ini merupakan fungsi logistik
Kurva dapat dibuat linier dengan Melakukan logit
yf bilklfl it
k
jj xxp
yyf
yf
y maka ,yf
apabilamaka ,1
lnyflogit
j
jj1
Kurva Dosis Respons
k
jjj xxp
exp1
1
1
k
xpxp
1lnxplogit
,....,,, : dimana 321'
Persamaan p(x) dapat
xp
x,....,x,x,x0Dpx,....,x,x,x1Dp
1
k321
k321
diselesaikandengan regresi ganda biasa sehingga eksponen (αi & βj)
diketahui dan dapat
kk
k
jjj
xxxxp
x
.....2211
1
diketahui dan dapat dikembalikan/disubstitusikan
pada persamaan semula kkp 2211
Kurva Dosis Respons
Interaksi Interaksi yang dapat terjadi :
• Interaksi Kimia Interaksi karena reaksi kimiawi yang menimbulkan senyawa baru
yang bersifat lebih toksis• Interaksi Biologis interaksi yang terjadi dengan tubuh organisme yang menimbulkan
efek berlebih maupun berkurang Interaksi sangat dipengaruhi oleh dosis xenobiotik Interaksi antar xenobiotik dapat menimbulkan efek :
• Aditif• Sinergistik• Antagonistik
InteraksiI k i Adi if
Interaksi SinergistikInteraksi Aditif
Terjadi apabila efek kombinasi dua atau lebih xenobiotik
Terjadi apabila efek kombinasi dua atau lebih xenobiotik memberikan efek yang lebih dari pertambahan masing-masing zat
lebih xenobiotik merupakan pertambahan dari efek masing-masing zat
Dapat terjadi apabila :- xenobiotik memberikan efek
pada organ yang samal h t t tid k tid k Dapat terjadi apabila
mekanisme efek sama, identikal, ataupun berbeda
- salah satu zat tidak tidak menimbulkan efek bila diberikan sendiri, tetapi dapat meningkatkan efek daripada zat lain
Misalnya : 2 jenis organofosfat diberikan serentak terjadi efek aditif
p
Misalnya : etanol yang meningkatkan toksisitas karbon tetraklorida atau kloroform terhadap hati
terjadi efek aditif
InteraksiI k i A i ikInteraksi Antagonistik :
Terjadi apabila dua atau lebih kombinasi zat menimbulkan efek k d i t b h i i tyang kurang dari pertambahan masing-masing zat
Dapat terjadi apabila :• Zat yang satu menetralisasi efek zat yang lainZat yang satu menetralisasi efek zat yang lain• Terjadi reaksi kimiawi antar zat dan menimbulkan senyawa baru
yang krang toksik• Terjadi efek yang memodifikasi reaksi dengan enzim, sehingga
biotransformasi menjadikan zat yang toksis menjadi efektifbiotransformasi menjadikan zat yang toksis menjadi efektif• Terjadi kompetisi dalam untuk bergabung dengan reseptor yang
sama, sehingga terjadi blokade
Misalnya : CO dan O terhadap Hb Misalnya : CO dan O2 terhadap Hb
InteraksiMetoda skrining untuk melihat ada interaksi :
1) Tentukan LD20 masing-masing zat) 20 g g2) Kombinasikan kedua zat sekaligus
Bila respons > 40% : ada interaksi sinergisme Bila respons = 40% : ada interaksi aditif Bila respons = 40% : ada interaksi aditif Bila respons < 40% : ada interaksi antagonisme
Kurva Konsentrasi Subletal Konsentrasi subletal adalah konsentrasi xenobiotik di lingkungan
yang rendah atau tidak mematikan akibat adanya baku mutu lingkungan
A k h k t i bl t l ? K k t i d iki Apakah konsentrasi subletal aman ? Kapan konsentrasi sedemikian dapat membahayakan ? Efek xenobiotik belum dapat diketahu pasti Ada kemungkinan kumulasi perlu dipantau efek kronisnya Ada kemungkinan kumulasi perlu dipantau efek kronisnya
• Kurva dosis respon zat essensial dan non-essensial : Gambar 7.4 zat essensial (mikro-nutrien) adalah zat yang essensial dalam
jumlah kecil bagi faal tubuh yang normaljumlah kecil bagi faal tubuh yang normal akan menimbulkan kelainan apabila jumlah yang
tersedia tidak ada atau sangat minim, abnormalitas dapat timbul jika kadar zat yang ada
l bihi di l kmelebihi yang diperlukan.
Kurva Konsentrasi Subletal
Ekstrapolasi Bioessei Ke Manusia
T j ji bi i Tujuan uji bioessei : • Mencari dosis aman bagi manusia • Membuat standar kualitas lingkungan
Ekstrapolasi hasil bioessei ke manusia ditentukan oleh 2 sifat xenobiotik sbb :• Zat yang bersifat karsinogenik• Zat yang bersifat karsinogenik• Zat yang bersifat tidak karsinogenik
Ekstrapolasi didasarkan pada : Ekstrapolasi didasarkan pada : • Berat badan atau luas permukaan• Atau atas dasar farmakokinetika Physiologically based
pharmacokinetic model (PBPM)
Ekstrapolasi Bioessei Ke Manusia
Klasifikasi Karsinogenitas menurut International Agency Reseach on Cancer (IARC) :
Kategori Bobot buktiKarsinogenik bagi manusia
Mungkin sekali karsinogen bagi
Ada data pada manusia
Data manusia terbatas data hewan cukupMungkin sekali karsinogen bagi manusia
Mungkin karsinogen bagi manusia
Data manusia terbatas, data hewan cukup
Data pada manusia dan hewan terbatas
D t tid k k t k k d k t iTidak dapat diklasifikasi
Mungkin bukan karsinogen bagi manusia
Data tidak cocok untuk kedua kategori
Tidak ada data pada hewan & manusia
Ekstrapolasi Zat Tidak Karsinogenik
Berdasarkan atas berat badan (BB) dengan memasukkan berbagai faktor keamanan (safety factors), sbb
Thd (mg/kg/h) x 70 kgThd00 (mg/kg/h) x 70 kg• Safe Human Dose = -----------------------------
(SHD) SF( )
• THD = dosis threshold/ ambang, tanpa ada efek yang nyata• SF : 10---1000
Ekstrapolasi Zat Tidak Karsinogenik
SHD inhalasi:( )(BR)(C)(t)
SHD = ------------------mg/kgBB
• = % zat yang diabsorpsi paru-paru (= 100% bila tdk = % zat yang diabsorpsi paru-paru (= 100% bila tdk diketahui)
• BR = breathing rate• t = waktu paparan• t = waktu paparan• br x t = 30 m3/h = 24 jam• BB : 70 kg bagi laki-laki dan 60 kg bagi wanita
Ekstrapolasi Zat Karsinogenik
Semua zat yang dianggap karsinogenik, dalam analisis ini dianggap tidak mempunyai ambang aman
Dalam ekstrapolasi diambil angka yang diperkirakan dapat p g y g p pditerima oleh masyarakat
Misalnya : apakah orang dapat menerima atau mentolerir pertambahan satu orang penderita kanker dalam 100.000 p g ppenduduk atau satu orang per 10.000.000 penduduk
Maka SHD dapat dituluskan sbb :
Artinya :SHD = … x 10-5 – 10-7 Artinya : Eksposur seumur hidup akan
menambah satu penderita kanker per 100.000 dan/atau 10.000.000
penduduk
Ekstrapolasi Zat Karsinogenik
Efek racun dapat dipastikan jika :
Terjadi kecelakaan/kesalahan Terjadi kecelakaan/kesalahan Ada bukti dari hasil studi epidemiologis Ada pengalaman eksposur di industrip g p
Permasalahan Uji Toksisitas
Adanya berbagai Kontroversi & Argumentasi dari berbagai pihak :berbagai pihak :
• Organisme berbeda jauh dari manusia• Masyarakat penyayang binatang sangat
t ji t k i it d ikimenentang uji toksisitas sdemikian• Keadaan laboratorium berbeda dengan realitas
Masalah Organisme PercobaanH il ji d k i b Hasil uji dengan menggunakan organisme percobaan yang sedapat mungkin sensitivitasnya menyerupai/ mendekati manusia Tidak sempurna• Contoh : obat penenang ibu hamil Thalomide yang pada ujiContoh : obat penenang ibu hamil Thalomide yang pada uji
toksisitas hewan tidak didapat efek jelek, tetapi pada manusia terjadi focomelia
Dosis yag didapat dari percobaan (NOEL, NOAEL,LOEL,LOAEL) merupakan fungsi dari berbagai faktor :• Spesies patologi jumlah sampel rute eksposur usiaSpesies, patologi, jumlah sampel, rute eksposur, usia
pertama mendapat eksposur, perioda eksposur, lamanya observasi (dari awal sampai akhir eksperimen)
Perbedaan Lingkungan Alamiah & Perbedaan Lingkungan Alamiah & Lingkungan Laboratorium
Laboratorium Alam/Riil
D t dib t b b t Tid k d t dib t b b t Dapat dibuat bebas patogen Keadaan steril Cahaya buatan
Tidak dapat dibuat bebas patogen Tidak dapat disterilkan Cahaya alamiah tidak terkontrol
Eksposur konstan Populasi homoogen Zat racun murni
Eksposur tidak jelas Populasi heterogen Racun campuran
PemantauanL t b l k b k k li di d l li k b l Latar belakang : banyak sekali racun di dalam lingkungan yang belum diketahui efeknya
perlu pemantauan secara kontinyu
P t dil k k d Pemantauan dilakukan pada :• Aspek lingkungan• Kesehatan masyarakat
Menentukan efektifitas pemantauan masyarkat untuk berbagai xenobiotik : BEI (Biological Effect Indicators) menetukan jaringan tubuh tertentu yang paling efektif dipantau dan telah pula ditentukan kadar normal bagi xenobiotik tsb di dalamnya dan telah pula ditentukan kadar normal bagi xenobiotik tsb di dalamnya daftar dapat dilihat pada standar lingkungan kerja yang dibuat oleh
Govermental Industrial Hygienist (ACGIH) jaringan yang dipantau : darah, urin, cairan cerebro-soinalis, kuku, rambut,
enzim, protein dalam serum, elektolit, DNA, perilaku, alat reproduksi, dll
Pemantauan
Pemantauan perlu dilakukan terhadap Flora & Fauna :
terdapat katak-katak yang cacat, seperti bermata satu, berkaki p y g , p ,tiga, dst (mengindikasikan ada zat pencemar mutagenik)
perubahan biomassa, populasi berbagai fauna dan flora di alam bebas