4
BAB IPENDAHULUAN
A. Latar BelakangSeiring adanya perkembangan dalam kehidupan
manusia, aktivitas manusia memungkinkan untuk terjadinya pencemaran
lingkungan. Pencemaran meliputi pencemaran air, udara, dan tanah.
Pencemaran yang terjadi karena aktivitas manusia dapat menyebabkan
polutan masuk ke lingkungan baikatmosfer, hidrosfer, litosfer
maupun biosfer. Beberapa polutan dapat menyebabkan keracunan atau
menimbulkan efek toksik terhadap lingkungan maupun manusia. Sebagai
contoh polutan yang mengandung logam-logam berat seperti Pb dan Hg,
serta gas-gas hasil industri seperti oksida sulfur oksida nitrogen
dapat menimbulkan efek toksik terhadap manusia baik secara langsung
atau tidak langsung.Selain polutan yang bersifat toksik yang
ditimbulkan dari pencemaran akibat aktivitas manusia, adanya
senyawa-senyawa kimia yang terdapat dalam bahan pangan juga dapat
bersifat racun terhadap manusia, seperti kandungan sianida dalam
ketela pohon. Pada dasarnya semua senyawa kimia dapat bersifat
racun, namun takaran atau dosis yang dapat membedakan senyawa
tersebut dapat bersifat racun atau tidak (Doul dan Bruce dalam
Donatus, 2011). Senyawa kimia yang dapat bersifat racun dipelajari
dalam cabang ilmu pengetahuan yang disebut dengan Toksikologi. Zat
beracun atau yang disebut dengan racun memiliki toksisitas yang
berbeda-beda. Racun dapat terpapar ke dalam tubuh manusia melalui
beberapa jalur, dapat melalu inhalasi, oral, subkutan, dan lain
sebagainya. Di dalam tubu h manusia racun juga mengalami beberapa
proses sehingga dapat menimbulkan efek racun dari yang paling
ringan hingga mutagenesis. Aspek kualitatif dan aspek kuantitatif
racun juga berpengaruh pada pemaparan racun ke manusia. Hal-hal
tersebut akan dijelaskan dalam makalah kimia lingkungan ini yang
berjudul Sifat-sifat Racun Bahan Kimia.
B. Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang yang telah
dijelaskan, maka rumusan masalah dari makalah ini diantaranya:1.
Apakah pengertian dari toksikologi dan toksisitas?2. Bagaimanakah
jejak dan tabiat racun yang mencemari lingkungan?3. Bagaimanakah
aspek kualitatif keracun racun?4. Bagaimanakah aspek kuntitatif
keracun racun?5. Zat-zat apa sajakah yang termasuk racun?6. Apa
sajakah contoh penelitian toksikologi?
C. TujuanBerdasarkan permasalahan yang telah dirumuskan dalam
rumusan masalah, maka tujuan dari makalah ini untuk mengetahui dan
memahami mengenai:1. Pengerian toksikologi dan toksisitas.2. Jejak
dan tabiat racun yang mencemari lingkungan.3. Aspek kualitatif
keracun racun.4. Aspek kuantitatif keracun racin.5. Zat-zat yang
termasuk racun.6. Contoh penelitian toksikologi.
BAB IIPEMBAHASAN
A. Toksikologi dan ToksisitasToksikologi didefinisikan sebagai
ilmu yang mempelajari tentang racun atau racun (Beard,2011). Namun
definisi tersebut dirasa kurang tepat karena bahan-bahan yang tidak
berbahaya pun dapat bersifat toksik jika dikonsumsi dalam dosis
yang berlebihan. Definisi toksikologi berkembang menjadi studi
mengenai efek yang tidak diinginkan dari zat-zat kimia terhadap
organisme hidup (Achmad, 2004). Dari definisi tersebut, tokskologi
menjelaskan bahwa zat-zat kimia saling berinteraksi dengan
cara-cara tertentu untuk menimbulkan respon pada jaringan tubuh
manusia, sehingga dapat menimbulkan efek toksik pada tubuh
manusia.Ruang lingkup toksikologi dibedakan menjadi toksikologi
lingkungan, toksikologi ekonomi dan teknologi kehakiman.
Toksikologi lingkungan menjelaskan tentang pemaparan secara tidak
sengaja pada jaringan biologi (pada manusia) dengan zat kimia yang
pada dasarnya merupakan polutan di lingkungan, makanan, atau air.
Toksikologi ekonomi menjelaskan tentang pengaruh berbahaya zat
kimia yang dengan sengaja diberikan pada jaringan dengan maksud
untuk mendapatkan manfaat tertentu. Toksikologi kehakiman merupakan
cabang toksikologi yang menangani aspek medis dan aspek hukum
terhadap pengaruh zat berbahaya pada manusia baik dilakukan dengan
pemaparan secara sengaja maupun tidak sengaja (Sulistyowati,
2008).Racun atau toksinatau bahan toksik sendiri didefinisikan
sebagai senyawa yang dapat menyebabkan kematian jika diujikan
kedalam konsentrasi rendah (Beard, 2011). Sedangkan Xenobiotik
adalah senyawa asing yang terdapat di dalam tubuh meliputi
obat-obatan, senyawa kimia yang karsinogenik, dan insektisida
tertentu (Qurnianingsih, 2007).Sedangkan Toksisitas merupakan
kuantifikasi sifat-sifat toksik suatu zat kimia (Achmad, 2004).
Toksisitas berkaitan dengan efek toksik dari suatu racun. Efek
toksik tidak akan diasilkan oleh bahan kimianya kecuali mencapai
tempat yang tepat pada tubuh pada konsentrasi dan lama waktu yang
cukup untuk menghasilkan manifestasi toksik (Achmad, 2004).
Terjadinya efek toksik tergantung pada sifat kimia dan fisika
racun, situasi pemaparan dan kerentanan sistem biologis dari subjek
(Manahan, 2011). Faktor yang mempengaruhi situasi pemaparan
diantaranya jalur masuk ke dalam tubuh, jangka waktu dan frekuensi
pemaparan (Achmad, 2004). Beberapa faktor tersebut akan dijelaskan
pada subbab berikutnya mengenai jejak dan tabiat racun.
B. Jejak dan Tabiat Racun yang Mencemari LingkunganPada subabb
ini dijelaskan mengenai jejak dan tabiat dari racun yang mencemari
lingkungan. Jejak racun menjelaskan bagaimana racun atau racun
berada di lingkungan dan bagaimana racun terpapar ke dalam tubuh
manusia. Tabiat racun atau racun menjelaskan tentang karakteristik
racun.1. Karakteristik (tabiat)racunKarakter toksik meliputi faktor
utama yang mempengaruhi toksisitas racun dan interaksi racun di
dalam tubuh manusia. Efek toksik tergantung pada sifat kimia dan
fisika racun, situasi pemaparan, dan kerentanan dari sistem
biologis (Achmad, 2004). Faktor utama yang mempengaruhi toksisitas
yang berhubungan dengan situasi pemaparan adalah jalur masuk ke
dalam tubuh, jangka waktu dan frekuensi pemaparan(Achmad, 2004). a.
Jalur masuk ke dalam tubuhRacun yang berada di lingkungan masuk
kedalam tubuh melalui jalur utama diantaranya saluran pencernaan
(gastrointestinal), ingesti (menelan), saluran pernapasan
(inhalasi), kulit (topikal) dan jalur parental lainnya (Achmad,
2004). Urutan efektivitas jalur masuknya racun ke dalam tubuh
dimulai dari yang paling tidak efektif yaitu topikal oral
intradermal intramuskular subkutan intraperitoneal inhalasi
(Achmad, 2004).Berikut dijelaskan mengenai skema perjalanan racun
di dalam tubuh manusia secara umum.Gambar 1. Skema pemaparan,
metabolisme dan penyimpanan, serta alur distribusi dan eliminasi
senyawa toksik di dalam tubuh (Sumber: Manahan, 2000).
Gambar tersebut menjelaskan bahwa racun dapat masuk dalam tubuh
melalui ingesti (menelan), inhalasi (pernapasan) dan dermal atau
topical (kulit). Pada jalur pertama, melalui saluran pencernaan
yang merupakan jalur utama penyerapan nutrient dan air ke dalam
tubuh. Kebanyakan senyawa yang diserap melalui saluran pencernaan
dengan mudah terserap melalui membran (Beard 2011). Racun yang
tertelan akan masuk ke saluran pencernaan (gastrointestinal tract)
kemudian keluar berupa feses, maka racun tidak akan memberikan efek
bagi tubuh. Namun apabila racun yang tertelan masuk kedalam hati
melalui pembuluh darah vena akan mengalami dua proses yang pertama
menuju empedu dan masuk kedalam saluran pencernaan dan keluar
sebagai feses, maka racun tidak terakumulasi di dalam tubuh, namun
proses yang kedua racun yang masuk ke hati akan disalurkan ke darah
dan kelenjar limpa kemudian terjadi pengikatan protein, metabolisme
racun, dan didistribusi ke ginjal. Proses yang terjadi pada darah
dan kelenjar limpa akan berlangsung terus menerus menuju hati dan
sebaliknya.Jalur masuk berikutnya melalui pemaparan lewat kulit.
Kebanyakan senyawa dapat masuk melalui kulit baik yang bermanfaat
atau berbahaya. Jika senyawa tersebut bersifat racun (racun) dan
dapat masuk melalui kulit maka dapat menimbulkan efek keracunan
dalam tubuh manusia (Beard, 2011). Selain pengeluaran racun melalui
kulit berupa keringat, racun juga dapat masuk melalui kulit menuju
peredaran darah dan limpa (Manahan, 2000). Kemudian juga terjadi
tiga proses yaitu pengikatan protein, metabolisme racun, dan
distribusi ke ginjal. Selain itu, racun yang masuk dalam sistem
peredaran darah akan menuju sistem peranapasan di paru-paru.
Membran pada paru-paru lebih tipis dibandingkan membrane pada kulit
maupun saluran pencernaan. Oleh sebab itu, apabila ada senyawa
beracun berupa gas di udara maka akan langsung terhirup yang
kemudian akan masuk ke sistem peredaran darah (Beard, 2011). Selain
itu, racun dapat dikeluarkan melalui proses ekshalasi udara
(menghembuskan napas).Hasil dari pengikatan protein akan menuju ke
membrane sel dan ditangkap oleh sel reseptor, maka racun akan
berpengaruh pada tubuh manusia. Racun yang didistribusi ke ginjal
diekskresi menjadi urin maka toksik tidak memberikan efek bagi
tubuh. Namun pada metabolisme toksik, hasilnya akan disimpan ke
dalam tulang dan lemak, dan ini akan terakumulasi secara terus
menerus sehingga memberikan efek bagi manusia.b. Jangka
waktuPemaparan bahan-bahan kimia dibagi menjadi empat kategori
yaitu: akut, subakut, subkronik dan kronik. Pemaparan akut
merupakan pemaparan terhadap suatu bahan kimia selama kurang dari
24 jam (Achmad, 2004). Sebagai contoh seseorang mencoba bunuh diri
dengan meminum obat nyamuk cair. Pemaparan subakut merupakan
pemaparan berulang terhadap suatu bahan kimia untuk jangka waktu
satu bulan atau kurang (Achmad, 2004). Pemaparan subkronik
merupakan pemaparan berulang terhadap suatu bahan kimia untuk
jangka waktu satu sampai tiga bulan (Achmad, 2004). Pemaparan
kronik merupakan pemaran bahan kimia dalam jangka waktu lebih dari
tiga bulan (Achmad, 2004).
c. Frekuensi pemaparanDosis racun yang terbagi-bagi akan
mengurangi efek yang ditimbulkannya. Efek toksik kronik terjadi
bila bahan kimia terakumulasi di dalam sistem biolgis, atau bila
menghasilkan efek toksik yang tidak pulih kembali (Achmad,
2004).Racun dapat diklasifikasikan berdasarkan cara racun bekerja
dan tempat racun tersebut bekerja. Klasifikasi berdasarkan dua hal
tersebut racun dapat dibedakan menjadi: respiratory toxins,
neurotoxins, endocrine system toxins, general metabolic
toxins(Beard. 2011).a. Respiratory ToxinsSalah satu jalur pemaparan
racun melalui saluran pernapasan. Racun yang masuk berupa gas dan
particulat dapat menyebabkan gangguan pada paru-paru. Jenis racun
berupa gas pada saluran pernapasan meliputi gas sulfur dioksida,
nitrogen dioksida dan ozon (Beard, 2011).b. Neurotoxins Neurotoxins
merupakan racun yang menyerang sistem saraf (Beard, 2011). Racun
yang termasuk neurotoxins dapat menyerang sistem saraf pada hari,
paru-paru, otot dan bagian lainnya. Bakteri yang bernama Botulinus
merupakan bakteri yang menghasilkan racun yang menghambat sintesis
asetilkolin di dalam tubuh (Beard, 2011).c. Endocrine system
toxinsEndocrine system toxins merupakan racun yang menyerang sistem
endrokin tubuh manusia dimana pada sistem endrokin dihasilkan
hormone-hormon yang berperan penting dalam metabolisme tubuh
(Beard, 2011). Oleh sebab itu adanya racun pada sistem endokrin
menyebabkan terhambatnya pembentukan hormone-hormon dalam tubuh,
sehingga metabolisme yang memerlukan hormon-hormon tersebut juga
akan terganggu.d. General metabolic toxinsMetabolic toxins
merupakan racun yang bekerja dengan mengganggu proses-proses
biokimia esensial di dalam tubuh (Beard, 2011). Efek yang
ditimbulkan antara lain kematian secara langsung maupun secara
perlahan-lahan racun terakumulasi di dalam tubuh sehinga
menyebabkan kematian. Contoh racun yang termasuk metabolic toxins
diantaranya karbon monoksida, arsen, cadmium, dan lain
sebagainya.Seperti yang telah dijelaskan pada jalur masuknya racun,
interaksi racun dapat terjadi melalui sejumlah mekanisme seperti
absorpsi, pengikatan protein, dan ekskresi (Achmad, 2004). Jika
terdapat dua jenis racun yang diberikan secara bersamaan maka akan
menimbulkan berbagai efek di dalam tubuh manusia. Beberapa
terminologi dari efek racun yang diberikan secara bersamaan dapat
dijelaskan sebagai berikut:a. Efek AditifEfek aditif merupakan
situasi dimana efek gabungan dari dua racun yang diberikan sama
dengan jumlah dari efek masing-masing racun apabila diberikan
sendiri-sendiri (Achmad, 2004). Misalkan efek racun yang pertama
bernilai 2 dan racun kedua memberikan efek bernilai 3, maka efek
yang ditimbulkan apabila kedua racun diberikan secara bersamaan
adalah 2 + 3 = 5.b. Efek SinergetikEfek sinergetik merupakan
situasi dimana efek gabungan dari dua racun bila diberikan secara
bersamaan jauh melampaui penjumlahan dari tiap-tiap racun apabila
diberikan secara sendiri-sendiri (Achmad, 2004). Misalkan efek
racun yang pertama bernilai 2 dan racun kedua memberikan efek
bernilai 3, maka efek yang ditimbulkan apabila kedua racun
diberikan secara bersamaan jauh melampaui penjumlahan efek kedua
racun tersebut, yaitu 2 + 3 = 20.c. PotensiasiAchmad (2004)
menyatakan bahwa potensiasi merupakan keadaan dimana senyawa kimia
tidak mempunyai efek toksik terhadap sistem atau organ tertentu,
namun apabila ditambahkan dengan bahan kimia yang lain maka akan
membuat bahan kimia tersebut menjadi jauh lebih toksik (misalnya 0
+ 3 = 10). Sebagai contoh isopropanol tidak bersifat toksik, namun
apabila isopropanol dicampur dengan karbon tetraklotida maka efek
toksik karbon tetraklorida akan jauh lebih toksik daripada apabila
diberikan secara sendiri.
d. Antagonistis Menurut Achmad (2004) antagonis merupakan
situasi dimana dua racun yang diberikan secra bersamaan akan
memberikan efek saling meniadakan efek toksik (misalnya 4 + 6 = 1).
2. Jalur penyebaran racun ke lingkungan Suatu senyawa dapat
memiliki sifat toksik tergantung pada sifat fisika dan sifat kimia
zat tersebut. Sifat fisika zat seperti kelarutan dan volatilitas
memberikan pengaruh terhadap penyebaran suatu racun. Racun yang
memiliki volatilitas tinggi akan cenderung mdah menyebar melalui
udara. Demikian pula, racun akan cenderung tersebar ke lingkungan
melalui media air jika memilii kelarutan yang tinggi (Firdaus,
2013). Sifat kimia racun seperti dapat teroksidasi, dan kemudahan
untuk bereaksi dengan zat lain menyebabkan racun akan lebih mudah
untuk tersebar ke lingkungan. Beberapa bagian lingkungan yang
berperan dalam jalur (jejak) penyebaran racun ke lingkungan
diantaranya antrosfer, geosfer, hidrosfer, atmosfer, dan biosfer.
Menurut Manahan (2000), Hazardous materials almost always originate
in the anthrosphere, are often discarded into the geosphere, and
are frequently transported through the hydrosphere or the
atmosphere.Maksudnya adalah sebagian besar senyawa beracun berasal
dari antrosfer dan sebagiab besar dibuang ke geosfer dan tersebar
melalui hidrosfer atau atmosfer. Hal tersebut dapat dijelaskan
melalui gambar berikut.Gambar 2. Skema interaksi dari limbah
berbahaya di lingkungan.
Limbah yang berbahaya yang berbentuk gas dan partikulat akan
dibuang ke atmosfer, sedangkan limbah berbahaya yang berbentuk cair
akan diserap tanah yang merupakan bagian dari geosfer. Adanya
penguapan dan erosi angin memungkinkan senyawa-senyawa berbahaya
dari penampungan limbah ke atmosfer atau limbah yang berada pada
penampungan limbah akan akan terserap oleh tanah dan masuk ke dalam
air tanah. Limbah-limbah berbahaya tersebut jika terakumulasi ke
lingkungan maka akan bersifat toksik. a. AntrosferThe anthrosphere
may be defined as that part of the environment made or modified by
humans and used for their activities (Manahan, 2000). Jadi
antrosfer merupakan bagian dari lingkungan yang digunakan manusia
untuk aktivitas manusia seperti air sungai yang merupakan bagian
dari hidrosfer dimanfaatkan manusia untuk transportasi, sehingga
dapat menghubungkan suatu pulau ke pulau yang lainnya sehingga
perdagangan dapat berlangsung pula. Kegiatan-kegiatan antrosfer ini
menghasilkan bahan berbahaya baik dalam bentuk padat, cair maupun
gas, yang akan tersebar ke lingkungan, dan jika terakumulasi akan
menimbulkan efek toksik di lingkungan dan manusia.b. GeosferThe
geosphere, or solid earth, is that part of the earth upon which
humans liveand from which they extract most of their food,
minerals, and fuels(Manahan, 2000).Geosfer dapat diartikan sebagai
bagian bumi yang merupakan tempat hidup manusia dan tempat
didapatkan hingga dibuatnya makanan, mineral dan bahan bakar.
Kegiatan-kegiatan antrosfer menyumbangkan zat-zat yang berbahaya ke
dalam geosfer. Seperti adanya limbah berbahaya dari aktivitas
industri yang terserap oleh tanah yang kemudian akan diserap oleh
tumbuhan. Kemudian tumbuhan dikonsumsi oleh manusia sehingga
zat-zat berbahaya akan terakumulatif di dalam tubuh manusia dan
dapat bersifat toksik. Sebagai contoh dalam penelitian yang
berjudul Rice is a potential dietary source of not only arsenic but
also other toxic elements like lead and chromium Penelitian
tersebut menjelaskan tentang beras yang diimpor ke Saudi Arabia
terkontaminasi oleh logam berat seperti arsen, timbel dan cadmium
dikarenakan tercemari oleh air sungai dan tanah yang mengandung
logam-logam berat dari tempat asal pengekspor beras tersebut.c.
HidrosferHidrosfer merupakan gabungan kata yang berasal dari kata
hydro (air) dan sphere (bola/lapisan) maka hidrosfer dapat
didefinisikan sebagai lapisan air yang mengelilingi bumi
(Wikipedia, 2007). Air merupakan salah satu sarana penyebaran racun
ke lingkungan. Zat-zat yang berbahaya dari tanah juga dapat masuk
ke dalam air melalui air tanah. Limbah industri maupun rumah tangga
juga dapat menjadi polutan bagi air. Terutama zat yang memiliki
kelarutan yang tinggi, sehingga zat tersebut dapat larut dengan
baik di dalam air.d. Atmosfer The atmosphere consists of the thin
layer of mixed gases covering the earths surface(Manahan,
2000).Atmosfer merupakan lapisan tipis dari campuran gas yang
menyelubungi permukaan bumi. Atmosfer tersusun atas campuran
berbagai macam gas yang berasal dari penyusun atmosfer itu sendiri
maupun dari polutan gas-gas yang berasal dari aktivitas manusia.
Selain air (hidrosfer), udara (atmosfer) juga merupakan jalur
penyebaran racun ke lingkungan. Polutan gas yang memiliki
volatilitas tinggi (mudah menguap) semakin mudah mencemari
atmosfer.Polutan yang berasl dari aktivitas manusia seperti gas CO,
oksida sulfur, oksida nitrogen dan gas rumah kaca lainnya memiliki
sifat toksik terhadap tubuh manusia. e. Biosfer The biosphere is
the name given to the part of environment consisting of organisms
and living biological materials (Manahan, 2000). Biosfer
didefinisikan sebagai bagian dari lingkungan yang terdiri dari
organisme dan zat-zat yang mendukung kelangsungan hidup organisme.
Sebagian besar zat yang berada di lingkungan merupakan hasil
aktivitas manusia, dan sebagian besar termasuk xenobiotik (senyawa
asing yang masuk kedalam tubuh). Senyawa xenobiotik sulit untuk
didegradasi seperti alkana terhalogenasi, aril terhalogenasi,
fenol, pestisida dan lain sebagainya. Senyawa xenobiotik dapat
bersifat toksik. Ketika senyawa xenobiotik tersebut kontak dengan
organisme dan terakumulasi kedalam jaringan organisme disebut
dengan Bioakumulasi. Sedangkan ketika senyawa xenobiotik atau racun
diubah melalui proses biologi menjadi senyawa dengan molekul yang
lebih sederhana disebut dengan Biodegradasi. 3. Jalur penyebaran
racundi dalam tubuh manusiaAdanya racun di lingkungan menimbulkan
dampak terhadap tubuh manusia. Menurut Manahan (2000) di dalam
tubuh manusia, racun mengalami dua fase yaitu fase kinetik dan fase
dinamik.1) Fase kinetikPada fase kinetik, racun mengalami beberapa
proses diantaranya absorpsi, distribusi dan ekskresi. a)
AbsorpsiSeperti yang telah dijelaskan sebelumnya, jalur utama
masuknya racun melalui saluran pencernaan, saluran pernapasan dan
kulit. Pada saluran pencernaan racun masuk bersama makanan, minuman
maupun melalui zat kimia tertentu. Lambung merupakan tempat
penting, terutama untuk asam-asam lemah yang akan berada dalam
bentuk ion-ion yang larut dalam lipid sehingga mudah berdifusi
(Achmad, 2004). Asam-asam lemah akan berada dalam bentuk ion yang
terlarut dalam plasma darah dan kemudian diangkut, sementara basa
lemah akan berada dalam bentuk non-ion dan dapat berdifusi kembali
ke lambung (Achmad, 2004). Dalam usus, absorpsi akan terjadi lebih
cepat jika waktu kontak saat absorpsi terjadi lebih lama dan
tergantung pada luas permukaan vili dan mikrovili usus (Achmad,
2004).Pada saluran pernapasan, tempat absorpsi utama adalah
pori-pori pada alveoli. Absorpsi tergantung pada luas permukaan
alveoli. Laju absorpi bergantung pada kelarutan gas dalam darah,
semakin mudah larut maka semakin cepat absorpsinya (Achmad, 2004).
Absorpsi melalui kulit terjadi saat zat kimia diserap lewat folikel
rambut atau lewat sel-sel kelenjar keringat (Achmad, 2004).
Kemungkinan penyerapan melalui kulit memang kecil sekali hal
tersebut dikarenakan kulit relatif impermeabel.b) DistribusiSeperti
yang dijelaskan melalui skema gambar 2, setelah racun terserap dan
masuk ke dalam pembuluh darah dan memasuki sistem peredaran darah,
racun akan segera didistribusikan ke seluruh tubuh. Laju aliran
darah, mudah tidaknya toksin melewati dinding kapiler dan membran
sel, serta afinitas komponen alat tubuh terhadap racun berpengaruh
dalam distribusi racun ke seluruh tubuh (Achmad, 2004). Racun di
dalam tubuh terikat pada protein plasma pada darah, dan terikat
pula pada hati dan ginjal. Di dalam hati dan ginjal terdapat
protein yang memiliki sifat khusus untuk mengikat racun tertentu
secara spesifik. Seperti metalotioncin yang berfungsi untuk
mengikat dan mengeluarkan logam kadmium yang masuk ke dalam hati
dan ginjal (Firdaus, 2013). Selain itu racun juga tersimpan dalam
jaringan lemak. Racun yang tersimpan dalam lemak merupakan jenis
racun yang mudah larut dalam lemak. Selain protein plasma, hati,
ginjal dan lemak, racun juga dapat tersimpan di tulang. Tulang
merupakan tempat ditimbunnya racun logam seperti timbel dan
stronsium. Kalsium dengan mudah digantikan oleh timbel atau
stronsium karena ukuran dan muatannya hampir sama (Firdaus,
2013).c) EkskresiRacun dikeluarkan dari tubuh dalam bentuk asal,
sebagai metabolit, dan atau sebagai konjugat (Achmad, 2004).
Eksresi racun melalui ginjal berupa urin, melalui empedu lewat
feses, melalui paru-paru, serta melalui jalur lainnya. Racun yang
diekskresi melalui ginjal memiliki berat molekul kurang dari 600
(Achmad, 2004).Ekskresi racun melalui ginjal berupa urin dengan
mekanisme yang serupa dengan mekanisme untuk mengekskresi hasil
metabolisme faal seperti filtrasi glomerulus, difusi tubuler, dan
sekresi tubuler (Achmad, 2004). Racun yang diekskresi di empedu
memiliki berat molekul lebih besar dari 300 (Achmad, 2004). Senyawa
racun yang sudah berada di dalam empedu tidak akan diserap kembali
ke dalam darah namun dikeluarkan lewat feses. Racun yang berbentuk
gas pada suhu badan diekskresikan melalui paru-paru. Ekskresi racun
melalui paru-paru terjadi karena difusi sederhana lewat membran
sel.Ekskresi racun melalui jalur lainnya dapat melalui air susu ibu
dari ibu kepada bayinya. Selain itu air susu sapi juga merupakan
hasil ekskresi racun berupa DDT dari pestisida yang digunakan untuk
rumput pakan sapi.
2) Fase dinamikRacun mulai berinteraksi dengan sel, jaringan
atau organ di dalam tubuh dan menyebabkan respon keracunan
(Manahan, 2000). Fase dinamik dibedakan menjadi:a) Reaksi
utamaDalam reaksi utama, racun bereaksi dengan reseptor. Reaksi
dapat berlangsung secara reversible dan irreversible. Contoh reaksi
reversible yang menyebabkan efek toksik yaitu ikatan antara karbon
monoksida dengan hemoglobin yang mengangkut oksigen di dalam darah
membentu karboksihemoglobin (Manahan, 2000). Dengan terbentuknya
karboksihemoglobin, hemoglobin tidak dapat mengikat oksigen
sehingga transport oksigen ke seluruh tubuh akan terhambat. Berikut
ini reaksinya:O2Hb + CO COHb + O2b) Respon biokimiaIkatan antara
racun dengan reseptor menyebabkan beberapa respon biokimia
diantaranya pelemahan fungsi enzim, perubahan membran sel, gangguan
dengan metabolisme karbohidrat, gangguan dengan respirasi, gangguan
pada sintesis protein, dan yang berkaitan dengan proses regulasi
dari hormone atau enzim (Manahan, 2000).c) Efek yang tampakEfek
yang ditunjukkan jika racun sudah terakumulasi dan memberikan
gejala toksik seperti kulit yang abnormal (menjadi lebih kering
atau berubah warna), menimbulkan bau badan yang tidak normal. Pada
saluran pencernaan ditunjukkan dengan rasa mual dan muntah, hingga
gangguan pada usus. Sedangkan pada saraf pusat ditunjukkan dengan
halusinasi, kelumpuhan dan ataxia. Dampak fisiologis toksik lainnya
akan dijelaskpan pada aspek kualitatif keracun racun.
C. Aspek Kualitatif Ketoksikan RacunAspek kualitatif keracun
racun meliputi mekanisme kerja toksik, wujud dan sifat efek toksik,
dan gejala-gejala yang tampak.1. Mekanisme kerja toksikMekanisme
racun dalam memberikan racun ked alam tubuh bergantung pada tahapan
kejadian yang terlibat dan sifat reaksinya (Donatus, 2001).
Mekanisme kerja toksik dapat digolongkan menjadi tiga yaitu
berdasarkan sifat dan tempat kejadian, berdasarkan sifat antaraksi
racun, dan berdasarkan resiko akumulasi racun di dalam tubuh
(Donatus, 2001). Berdasarkan tempat kejadian, mekanisme kerja
toksik dibedakan menjadi mekanisme luka intrasel dan mekanisme luka
ekstrasel. Mekanisme luka intrasel merupakan luka sela yang diawali
oleh kerja racun di dalam sel (Donatus, 2001). Mekanisme luka
intrasel disebut juga mekanisme langsung atau primer. Mekanisme
luka ekstrasel merupakan mekanisme yang terjadi apabila racun
bekerja di lingkungan luar sel (Donatus, 2001). Mekanisme luka
ekstrasel disebut juga mekanisme tidak langsung atau mekanisme
sekunder.Berdasarkan sifat antaraksi racun, mekanisme kerja toksik
dibedakkan menjadi antaraksi terbalikan dan antaraksi tak
terbalikkan antara racun dan tempat racun bekerja. Antaraksi yang
terbalikkan merupakan jenis reaksi yang terjadi antara molekul
racun dengan tempat dimana racun bekerja (Donatus, 2001). Contoh
racun yang menunjukkan aksi toksik melalui antaraksi yang
terbalikkan dengan reseptor-neurotransmiter adalah toksin
botulinus, alkaloid, pestisida, organofosfat dan karbamat (Ariens
dan Simonis dalam Donatus, 2001). Sedangkan antaraksi yang tak
terbalikkan merupakan antaraksi yang terjadi dengan cara
pembentukan ikatan kovalen antara senyawa pengalkil dan biopolymer
yang memiliki gugus SH dan NH2 (Donatus, 2001).Berdasarkan resiko
akumulasi racun di dalam tubuh, mekanisme kerja racun menjelaskan
bahwa senyawa yang sangat lipofilik dan sulit dimetabolisme di
dalam tubuh cenderung akan disimpan di dalam lemak (Donatus, 2001).
Sebagai contoh DDT, yang merupakan senyawa lipofilik, sehingga
apabila seseorang terpapar racun yang berupa DDT, maka akan
terakumulasi di bagian lemak. 2. Wujud dan sifat efek toksikWujud
dan sifat efek toksik dibedakan menjadi respon dan perubahan
biokimia, respondan perubahan fisiologi, respon histopatologi dan
perubahan struktural. Kerja racun atas aksi tertentu akan
menimbulkan respon biokimia seperti peningkatan atau pengurangan
aktivitas transpor elektron, sintesis protein, dan lain sebagainya
(Donatus, 2001).Respon dan perubahan fisiologi atau fungsional
dapat terjadi mulai yang ringan hingga yang paling berat seperti
halusinasi. Perubahan fungsional dan perubahan biokimia sering kali
merupakan tahap awal terjadinya perubahan struktural (Loomis dan
Timbrell dalam Donatus, 2001).Respon histopatologi dasar dibedakan
menjadi degenerasi, proliferisasi dan inflamasi.3. Gejala-gejala
yang tampak.Gejala-gejala yang terlihat apabila seseorang terpapar
oleh racun dibedakan menjadi Teratogenesis, Mutagenesis,
Karsinogenesis dan efek imun dan sistem reproduksi.Teratogenesis
cause birth defect (Manahan, 2000). Jadi teratogenesis dapat
menyebabkan cacat lahir seperti adanya sindrom Down, bibir sumbing
dan lain sebagainya. Teratogenesis membahayakan sel janin, mutasi
dari sel sperma maupun sel telur menyebabkan cacat lahir yaitu
sindrom Down (Manahan, 2000).Mutagenesis pada DNA menghasilkan
perubahan pada pewarisan sifat (Manahan, 2000). Selain itu
mutagenesis juga menyebabkan sel berubah fungsi. Sebagian besar
mutagenesis sangat berbahaya bagi manusia, dan sering menyebabkan
cacat lahir, kematian sel, kanker dan lain sebagainya.Mutagenesis
dapat terjadi karena adanya senyawa xenobiotik. Senyawa xenobiotik
menyebabkan terjadinya alkilasi yaitu penangkapan gugus alkil
seperi metal, etil atau nitrogen oleh basa nitrogen pada DNA
(Manahan, 2000).
Gambar 3. Alkilasi guanine pada DNABeberapa senyawa mutagenesis
bertindak sebagai agen pengalkilasi (Manahan, 2000). Kanker
merupakan kondisi dimana replikasi dan pertumbuhan yang tidak
terkontrol dari sel-sel somatis (Manahan, 2000). Pertumbuhan sel
somatis yang tidak terkontrol dapat disebabkan oleh adanya senyawa
beracun yang disebut dengan agen karsinogenik. Agen karsinogenik
dapat dikategorikan menjadi: agen-agen yang berasal dari
bahan-bahan kimia, agen-agen yang berasal dari substansi biologi
seperti virus, radiasi ionisasi, dan faktor-faktor genesis
(Manahan, 2000). Sistem imun tubuh berfungsi melindungi manusia
dari bahan xenobiotik, dan senyawa-senyawa penyebab infeksi. Racun
menyebabkan immunosuppresion dimana terjadi pelemahan pada sistem
imun tubuh. Xenobiotik dapat menyebabkan sistem imun tubuh
kehilangan kemampuan mengontrol proliferasi sel (Manahan, 2000).
Efek utama yang ditimbulkan racun terhadap sistem pertahanan tubuh
adalah alergi dn hipersensitivitas.
D. Aspek Kuantitatif Keracun Racun1. Dosis ResponsKarakteristik
pemaparan dan spectrum efek secra bersamaan membentuk hubungan
korelasi yang dikenal sebagai hubungan dosis-respons. Hubungan
tersebut merupakan konsep paling dasar dari toksikologi.Ada
beberapa asumsi yang harus dipertimbangkan sebelum hubungan
dosis-respons dapat sesuai digunakan sebagai berikut:a. Respons
timbul karena adanya bahan kimia yang diberikan.b. Respons pada
kenyataannya berhubungan dengan dosis.c. Dalam penggunaan
dosis-respons harus ada metode kuantitatif untuk mengukur dan
mengemukakan secaa tepat toksisitas dari suatu bahan kimia.Respons
yang terpilih untuk pengukuran, hubungan antara derajat respons
dari system biologis dan jumlah bahan toksik yang diberikan
membentuk suatu asumsi bahwa hal ini terjadi secara konsisten dan
dipertimbangkan sebagai hal dasar dan klasik yang disebut hubungan
dosis-respons. Hal ini yang mendasari adanya dosis lethal
(mematikan) sebagai suatu indeks (LD50). LD50 adalah dosis tunggal
dari suatu zat yang secara statistic diharapkan dapat menyebabkan
kematian sebanyak 50% dari binatang percobaan. Meski penetapan LD50
saat ini menjadi isu masyarakat karena adanya peningkatan perhatian
dan perlindungan terhadap binatang percobaan, namun LD50 merupakan
hal yang penting untuk mengetahui karakteristik dari suatu bahan
kimia dan dengan demikian juga akan dapat menetapkan tingkat
bahayanya terhadap manusia.Ukuran pemaparan dimana 50% individu
dalam sekelompok populasi menunjukkan efek toksik baku (takaran
median), digunakan sebagai tolak ukur potensi ketoksikan. Ukuran
ini dilambangkan dengan TD50 dibaca toxic dose bila efek bakunya
merupakan salah satu dari perubahan biokimia, fungsional, atau
structural, dan LD50 dibaca (lethal dose) bila efek toksik bakunya
berupa kematian. Di mana, semakin kecil harga TD50 dan LD50 racun
maka semakin besar potensi ketoksikannya. Hal ini disajikan dalam
table berikut:Tabel. Kriteria ketoksikan akut
xenobiotikaKriteriaLD50 (mg/kg)
1. Luar biasa toksik2. Sangat toksik3. Cukup toksik4. Sedikit
toksik5. Praktis tidak toksik6. Relative kurang berbahaya1 atau
kurang1-5050-500500-50005000-15000>15000
(Dikutip dari Loomis (1978) dalam Donatus, 2001).
Selain LD50 dan TD50 juga dikenal istilah ED50 (Effective Dose).
Hubungan ketiganya dapat dijelaskan melalui grafik berikut
ini.Gambar 4. Hubungan ED50, TD50, dan LD50
Median effective dosage (ED50) merupakan dosis efektif suatu
bahan kimia jika diberikan kepada manusia memberikan efek klinis
yang tepat sesuai dengan kebutuhannya. Sebagai contoh dalam obat
sakit kepala tertuliskan Anak-anak 2 kali sehari 1 kaplet maksudnya
adalah jika anak-anak mengalami sakit kepala, maka diberikan dosis
tersebut, maka akan memberikan efek yang tepat dalam tubuh
anak-anak.Toxic dosage (TD50) menunjukkan bahwa apabila suatu bahan
kimia diberikan pada dosis ini maka akan berakibat toksik atau
menimbulkan efek toksik. TD50 melebihi dari jumlah ED50. Sebagai
contoh pemberian obat sakit kepala pada anak-anak yang seharusnya 2
kali sehari 1 kaplet, namun diberikan 3 kali sehari 1 kaplet, makan
jika dilakukan terus menerus akan menimbulkan efek toksik pada anak
tersebut.Lethal dosage (LD50), seperti yang dijelaskan sebelumnya,
LD50 merupakan dosis yang memberikan efek kematian kepada individu.
Sebagai contoh, anak yang sakit kepala yang seharusnya diberi obat
sakit kepala dengan dosis 2 kali sehari satu kaplet, namun
diberikan 4 kali sehari 3 kaplet, maka akan dapat menyebabkan
kematian pada anak tersebut.E. Zat-zat yang Termasuk Racun1. Toksik
Organika. DioksinDioksin mempunyai struktur kimia yang sangat
stabil dan tahan terhadap proses perusakan alamiah selama
bertahun-tahun. Karena kestabilan strukturnya ini maka dioksin
sangat berbahaya karena tidak mudah terurai, dan dapat terakumulasi
di dalam tanah sampai lebih dari 10 tahun. Selain itu dioksin
bersifat hidrofobik dan lipofilik, yaitu tidak mudah larut dalam
air dan udara tetapi mudah larut dalam lemak, sehingga dapat
terakumulasi dalam pangan yang relatif tinggi kadar lemaknya
seperti daging. Akibatnya dioksin akan terakumulasi dalam jaringan
makhluk hidup dan konsentrasinya berlipat ganda pada rantai makanan
yang lebih tinggi. Senyawa dioksin yang terbuang ke dalam saluran
air akan terbawa ke sungai kemudian ke laut dan menumpuk dalam
tubuh hewan-hewan air seperti ikan sehingga konsentrasi dioksin
pada ikan 100.000 kali lebih tinggi dibandingkan lingkungannya.
Karena sifatnya yang larut dalam lemak dioksin akan tertimbun dalam
tubuh ikan sampai akhirnya ikan dikonsumsi manusia. Dioksin juga
masuk ke tubuh manusia melalui sumber bahan pangan lainnya seperti
daging, sayur, buah dan lainnya.Dioksin merupakan hasil sampingan
dari sintesa kimia pada proses pembakaran zat organik yang
bercampur dengan bahan yang mengandung unsur halogen pada
temperatur tinggi. Sebagian besar dioksin berasal dari pembakaran
sampah rumah tanggadan industri, terutama yang menggunakan senyawa
klor seperti industri kimia, pestisida, plastik, pulp, kertas, dan
sebagainya. Hasil penelitian Nakao, et al. (2005) terhadap
pembentukan dioksin pada pembakaran sampah rumah tangga menyebutkan
bahwa pembakaran sampah plastik yang mengandung klorin menghasilkan
peningkatan jumlah total poliklorinated dioksin yang tinggi baik
pada asap maupun abunya.tahun 1998 WHO menetapkan ambang batas aman
konsumsi dioksin yaitu 1-4 pg/kg berat badan, sehingga batas aman
dioksin untuk menusia dewasa adalah sekitar 200 pikogram.
b. FenolKeracunan fenol akut dapat menyebabkan kematian setelah
satu setengah jam penggunaan. Hal ini mempengaruhi sistem saraf
pusat dan menyebabkan gangguan pencernaan, fungsi ginjal, kegagalan
sistem peredaran darah, edema paru, dan kejang-kejang.Jumlah fenol
yang berlebihan dapat diserap melalui kulit. Keracunan fenol kronis
akan menyebabkan kerusakan pada organ-organ penting seperti limpa,
pankreas, dan ginjal.c. FormaldehidDampak penggunaan formaldehida
secara berkepanjangan dan terus menerus bisa menyebabkan
hipersensitivitas.Hipersensitivitas berupa iritasi parah pada
selaput lendir dan saluran pencernaan.Individu yang terkena lebih
besar dari 1 ppm formalin menyebabkan beberapa dampak termasuk
mengantuk, mual, sakit kepala, dan penyakit pernapasan. Formaldehid
berpotensi sebagai karsinogenik kronis, bahkan pada dosis rendah
akan menimbulkan masalah kesehatan masyarakat.
2. Toksik Anorganika. Sulfur dioksida (SO2)Sulfur dioksida
merupakan salah satu komponen penyebab polusi di udara. Gas ini
dapat membahayakan pernapasan manusia. Gas tersebut merusak
jaringan paru-paru manusia menyebabkan pengeluaran mukus yang
berlebih pada jaringan paru-paru dan dapat menyebabkan rasa sakit
dan kesulitan saat bernapas. Sulfur dioksida dapat bersifat letal
jika kandungannya di udara 500ppm. b. Nitrogen dioksida (NO2)Sama
seperti sulfur dioksida, gas ini juga dapat menyebabkan peradangan
pada jaringan paru-paru. Jika terpapar nitrogen dioksida yang
kandungannya di udara 50-100 ppm maka dalam beberapa menit akan
menyebabkan peradangan paru-paru 6-8 minggu. Jika terpapar pada
tingkat 150-200 ppm akan menyebabkan penyakit yang disebut
bronchiolitis fibrosa obliterans, yang dapat menyebabkan kematian
dalam 3-5 minggu.c. SianidaKeduanya baik Hidrogen Sianida maupun
garam-garam sianida (yang mengandung CN-) merupakan racun yang
memiliki efek yang sangat cepat. Hanya dengan dosis 60-90 mg dapat
membunuh seseorang. Secara metabolisme, sianida akan berikatan
dengan besi (III) dalam enzim oksidase ferritochrome, sehingga
dapat mencegah pengurangan zat besi (II) dalam proses fosforilasi
oksidatif yang menggunakan O2. Sehingga enzim akan terhambat karena
oksidase sitokrom besi yang diperlukan untuk bereaksi dengan O2
tidak terbentuk. Dengan demikian pemanfaatan oksigen dalam sel
terhenti dan proses metabolisme berhenti.d. Karbon MonoksidaKarbon
monoksida merupakan racun yang tidak berwarna yang dihasilkan dari
pembakaran yang tidak sempurna terutama dari kendaraan. Hemoglobin
dalam darah yang berfungsi untuk mengikat oksigen dan
mengantarkannya keseluruh tubuh lebih mudah mengikat karbon
monoksida dibandingkan oksigen. Hb + O2 HbO2HbO2 Hb + O2Daya ikat
hemoglobin terhadap karbon monoksida 200 kali lebih besar
dibandingkan oksigen. Karbonmonoksida ketika dihirup, melewati
paru-paru dan berdifusi langsung ke dalam aliran darah di mana ia
bergabung dengan hemoglobin untuk membentuk karboksi hemoglobin
(COHb).Hb + CO HbCOPada 100 ppm, karbon monoksida dapat menyebabkan
sakit (misalnya pusing) selama beberapa jam. Meskipun setelah 1
jam, jika konsentrasinya bertambah 600-700 ppm maka efeknya akan
kembali muncul (misalnya mual dan muntah) . Diatas 1000 ppm,
menimbulkan sakit kepala dan dilanjutkan dengan kulit yang berubah
menjadi kemerahan seiring bertambahnya konsentrasi gejala lain
dapat muncul dan jika mencapai 2000 ppm, bisa menyebabkan kematian,
namun paling banyak kematian ditemukan pada konsentrasi 4000 ppm
selama 1 jam.3. Logam berata. Mercury adalah suatu agen beracun
yang sangat reaktif bahwa sulit untuk mengidentifikasi mekanisme
spesifik kerusakan, dan masih banyak yang diketahui tentang
mekanisme. Ini merusak sistem saraf pusat, sistem endokrin, ginjal,
dan organ lain, dan berdampak negatif mulut, gusi, dan gigi.
Paparan selama jangka waktu yang lama atau paparan berat untuk uap
merkuri dapat mengakibatkan kerusakan otak dan akhirnya kematian.
Merkuri dan senyawanya sangat beracun untuk janin dan bayi. Wanita
yang telah terkena merkuri dalam kehamilan kadang-kadang melahirkan
anak dengan cacat lahir yang serius (lihat penyakit Minamata).
Antidot untuk keracunan merkuri sudah ada, tetapi penanganan harus
dilakukan sedini dan secepat mungkin.b. TimbelTimbel merupakan
logam yang paling banyak dilingkungan kita. Secara umum gejala
keracunan timbal terlihat pada system pencernaanberupa muntah
muntah, nyeri kolik abdomen, rasa logam dan garis birupada gusi,
konstipasi kronis. Pada sistem syaraf pusat berupa
kelumpuhan(biasanya terdapat pada pria dewasa). Sistem
sensorishanya sedikit mengalami gangguan. Gejala keracunan ini pada
sistem jantung danperedaran darah berupa anemia, basofilia
pungtata, retikulosis, berkurangnyatrombosit, hipertensi dan
nefritis, artralgia ( rasanyeri pada sendi ). Diagnosis dapat
dilakukan melalui pemeriksaan urine (jumlahkoproporfirin III
meningkat ). Pemeriksaan ini merupakan pemeriksaan yangpaling
dianjurkan sebagai screening test pada keracunan timbal.
Kadartimbal dalam urin juga bisa membantu menegakkan diagnosis,
ketikakadarnya diatas 0,2 mikrogram /liter, dianggap sudah cukup
bermakna untukdiagnosis keracunan timbal.Pertolongan pertama yaitu
jika menemukan gejala-gejala keracunan timbal, masyarakat
dapatmemberi pertolongan pertama untuk sedapat mungkin menekan
risiko dandampaknya pada penderita. Untuk keracunan akut melalui
saluranpencernaan misalnya, pasien sebaiknya segera dipindahkan
agar tidakterpapar lagi dengan timbal. Bilas mulutnya dan berikan
rangsangan untuk muntah.c. KadmiumBagi manusia, Cd sebenarnya
merupakan logam asing. Tubuh sama sekali tidak memerlukannya dalam
proses metabolisme. Karenanya Cd sangat beracun bagi manusia dan
dapat diabsorspi tubuh dalam jumlah yang tidak terbatas, karena
tidak adanya mekanisme tubuh yang dapat membatasinya.Jumlah normal
kadmium di tanah berada di bawah 1 ppm, tetapi angka tertinggi
(1.700 ppm) dijumpai pada permukaan sample tanah yang diambil di
dekat pertambangan biji seng (Zn). Kadmium lebih mudah diakumulasi
oleh tanaman dibandingkan dengan ion logam berat lainnya seperti
timbal. Logam berat ini bergabung bersama timbal dan merkuri
sebagai the big three heavy metal yang memiliki tingkat bahaya
tertinggi pada kesehatan manusia. Menurut badan dunia FAO/WHO,
konsumsi per minggu yang ditoleransikan bagi manusia adalah 400-500
g per orang atau 7 g per kg berat badan.Apabila Cd masuk ke dalam
tubuh maka sebagian besar akan terkumpul di dalam ginjal, hati dan
sebagian yang dikeluarkan lewat saluran pencernaan. Kadmium dapat
mempengaruhi otot polos pembuluh darah secara langsung maupun tidak
langsung lewat ginjal, sebagai akibatnya terjadi kenaikan tekanan
darah.Kadmium adalah senyawa logam yang biasa digunakan dalam
baterai. Senyawa ini bisa mengakibatkan penyakit liver dan gangguan
ginjal serta tulang.Penyakit itai-itai ( /ouch ouch sickness)
adalah kasus massal keracunan kadmium yang didokumentasikan di
Prefektur Toyama, Jepang. Keracunan kadmium ini menyebabkan
pelunakan tulang pada persendian dan tulang belakang dan gagal
ginjal.
d. ArsenPeracunan arsenik dapat terjadi secara akut akibat
konsumsi arsen berlebih atau kronis akibat terpapar terus-menerus
meski dalam kadar rendah (misalnya karena meminum air yang
terkontaminasi arsen melebihi batas ambang aman tertinggi).Masuknya
arsenik dalam jumlah besar ke dalam tubuh secara mendadak
menyebabkan serangan akut berupa rasa sangat sakit perut akibat
sistem pencernaan rusak, muntah, diare, rasa haus yang hebat, kram
perut, dan akhirnya syok, koma, dan kematian. Paparan dalam jangka
waktu lama, seperti meminum air terkontaminasi arsen, dapat
menyebabkan napas berbau, keringat berlebih, otot lunglai,
perubahan warna kulit (menjadi gelap), penyakit pembuluh tepi,
parestesia tangan dan kaki (gangguan saraf), blackfoot disease dan
kanker kulit.Tabel berikut adalah beberapa dampak negatif
logam-logam toksik terhadap kesehatan
manusia.LogamToksisitasSumberDampak
Cadmium, CdSemua senyawanya adalah racunTelur, ikan, jamur,
bawang putih, bayam, gandum, beras, jagung, kedelai,
kacang-kacanganGangguan pada metabolism tulang, reproduksi, sistem
endokrin, perubahan morfologi pada ginjal, kelahiran premature
Timbal, PbLebih beracun dalam bentuk senyawa organik dan sangat
mudah diserap oleh saluran pencernaanTelur, bubuk coklat, padi,
makanan, anggur, bir, susu, wortel, kismisGangguan pada otak,
anemia, kanker
Arsen, AsLebih beracun dalam bentuk anorganikPapaya, beras,
tomat, wortel, seafood, sawi, daging ayam, daging sapi, anggur,
susu.Hipertensi dan dampak serius pada system kardiovaskular,
diabetes mellitus, keguguran pada kehamilan, kerusakan sistem
saraf.
Raksa, HgMudah diserap tubuh, khususnya dalam bentuk metil
merkuriTelur, jamur, seafood, minyak ikanPenyakit Minamata,
gangguan pada sistem kardiovaskular, terpapar Hg akut menyebabkan
acrodynia
4. Senyawa beracun dalam bahan panganDalam kehidupan sehari-hari
kita sering mengkonsumsi makanan yang mengandung senyawa kimia yang
tidak mempunyai nilai nutrisi. Senyawa kimia tersebut terdapat
dalam berbagai macam bentuk, dapat berupa garam anorganik sederhana
hingga molekul yg kompleks. Senyawa-senyawa tersebut dapat
menyebabkan keracunan, mulai yang ringan, akut atau bersifat
menahun hingga bersifat mutagen (menimbulkan perubahan sifat pada
gen). Senyawa beracun tersebut terbagi dalam 3 bagian: senyawa
beracun alamiah, senyawa beracun dari mikroba, dan senyawa beracun
oleh residu dan pencemaran.a. Senyawa beracun alamiah, Dalam bahan
pangan, sebagian bahan pangan memiliki bahan racun yang secara
alami terdapat didalamnya. Bahan pangan nabati yang sudah diketahui
masyarakat umum, contohnya singkong (mengandung HCN), biji
bengkuang (pakirizida), jengkol (asam jengkolat), dan bpada bahan
pangan hewani, senyawa beracun terdapat pada ikan buntal, beberapa
jenis kerang, dan udang.Meskipun masyarakat telah mengetahui bahwa
bahan pangan tersebut mengandung senyawa yang beracun bisla
dikonsumsi dalam jumlah yang banyak, tapi karena beberapa alasan
masyarakat masih tetap mengkonsumsinya. Untuk itu diperlukan
pengetahuan mengenai racun apa yang terkandung pada makanan mentah
dan bagaimana cara mengolahnya dengan benar agar bisa mengurangi
efek toksiknya. Berikut ini senyawa-senyawa Beracun yang terdapat
dalam bahan pangan nabati1) Hidrogen sianidaGlikosida sianogenetik
merupakan senyawa yang terdpat dalam bahan pangan nabati dan secara
potensial sangat beracun karena dapat mengeluarkan hydrogen
sianida. Bila dicerna, hydrogen sianida dapat menyebabkan sakit
sampai kematian (dosis yang meatikan 0,5 3,5 mg HCN/ kg berat
badan). Glikosida sianogenetik ini terdapat pada tanaman dengan
senyawa yang berbeda seperti amigladin pada biji Almonds, apricot
dan apel, dhurin pada biji sorghum, dan linamarin pada singkong.
Kandungan sianida dalam singkong sangat bervariasi. Kadar sianida
rata-rata dalam singkong manis dibawah 50 mg/kg. menurut FAO,
singkong dengan kadar 50 mg/kg masih aman untuk dikonsumsi.
Pengolahan secara tradisional juga dapat mengurangi kadar sianida
dalam singkong, seperti kulitnya dikupas sebelum diolah,
singkongnya di keringkan, direndam sebelum dimasak, dan
difermentasi selama beberapa hari. Dengan cara seperti ini
linamarin dalam singkong akan terbuang dan yang tinggal sekitar
10-40 mg/kg. Selain itu hydrogen sianida akan hilang dengan
pemanasan. Dengan pemanasan, enzim yang bertanggung jawab dalam
pemecahan linamarin akan menjadi inaktif sehingga hydrogen sianida
tidak dapat terbentuk.2) Alkaloid dalam kentangAlkaloid merupakan
penghambat kerja asetilkolinesterase yang mempengaruhi transmisi
impuls syaraf. Kandungan alkaloid dalam kentang (solanin) sangat
tergantung varietas, keadaan lingkungan tumbuh serta kondisi
penyimpanan. Tetapi biasanya kandungan terbanyak adalah pada bagian
dekat kulit, terutama bagian yang telah menjadi hijau karena
terkena sinar matahari, dan juga pada kentang yang sedang
berkecambah terkandung alkaloid dalam jumlah yang berbahaya. 3)
KafeinKafein merupakan alkaloid yang terdapat dalam teh, kopi,
coklat, kola dan dan beberapa minuman penyegar lainnya. Kafein
dapat berfungsi sebagai stimulan terhadap pusat susunan syaraf..
Setiap orang berbeda kepekaannya terhadap kafein. Dicurigai bahwa
kafein dapat menyebabkan cacat pada bayi jika dikonsumsi oleh ibu
hamil. Hal ini telah dibuktikan pada hewan yang memberikan bukti
nyata bahwa cacat pada bayi tersebut juga Nampak pada hewan
percobaan. Sehingga disarankan pada ibu-ibu hamil untuk mengurahi
konsumsi kafein sehari-hari. Kadar kafein dalam secangkir teh
adalah 30 mg, secangkir kopi 85 mg, dan coca-cola 35 mg/botol.4)
Mimosin Mimosin banyak terdapat di dalam biji lamtoro atau petai
cina.Mimosin merupakan salah satu senyawa yang menyebabkan
kerontokan pada rambut. Senyawa ini nenyebabkan retrogressi sel-sel
partikel rambut. Mimosin ini mudah larut dalam air. Cara
menghilangkannya atau menurunkannya dapat dilakukan dengan merendam
biji petai cina dalam air pada suhu 70oC(24 jam) atau pada suhu
100oC selama 4 menit. Dengan cara ini kandungannya dapat diturunkan
sebanyak 4,5% menjadi 0,2% atau penurunan sebanyak 95%.5) Asam
jengkolatKandungan zat ini berbeda-beda tergantung varietas dan
umur biji jengkol. Racun asam jengkolat ini dapat menganggu
kesehatan karena dapat terbentuk Kristal asam jengkolat ini
berbeda-beda dan keracunan ini jarang menyebabkan kematian.
Jumlahnya dalam biji jengkolat adalah 1-2% dari berat bijinya. Asam
jengkolat sangat sukar larut dalam air dan kelarutannya dalam asam
dan basa sangat lama. Pembentukan Kristal asam jengkolat dalam air
seni tergantung pada pH air seni tersebut, yaitu pada pH urin yang
asam.
b. Senyawa beracun dari mikrobaInfeksi adalah suatu istilah yang
digunakan bila seseorang setelah mengkonsumsi makanan atau minuman
yang mengandung bakteri pathogen yang menyebabkan gejala-gejala
penyakit. Keracunan yang disebabkan mengkonsumsi makanan yang telah
mengandung senyawa beracun yang dihasilkan oleh mikroba disebut
intoksikasi. Beberapa bakteri yang dapat menyebabkan intoksikasi
adalah bakteri Clostridium botulinum, Staphylococcus aureus, dan
Pseudomonas cocovenenans. Sedangkan dari kapang biasanya disebut
mikotoksin yaitu Aspergillus flavus, Penicillium sp, dsb.1)
Clostridium botulinumBakteri ini menghasilkan senyawa beracun yang
disebut botulinin dan keracunan yang ditimbulkan karena keracunan
botulini disebut botulisme. Botulinin merupakan senyawa neurotoksin
yang sangat berbahaya hingga dapat menyebabkan kematian.
Gejala-gejala botulisme akan muncul dalam waktu 12 36 jam, dimulai
dengan gangguan pencernaan yang akut, mual, muntah-muntah, serta
pusing, kemudian penglihatan ganda, sulit menelan dan berbicara,
lalu diikuti kelumpuhan saluran pernapasan dan jantung, dan
kematian akan terjadi karena kesulitan bernapas. 1 mikrogram
botulinin sudah dapat membunuh seseorang. Karena botulinin
merupakan suatu protein yang bersifat termolabil sehingga dapat
diinaktifkan dengan pemanasan pada suhu 80oC selama 30 menit. Garam
dengan dengan konsentrasi 8% atau lebih serta pH 4,5, dapat
menghambat pertumbuhan C.botulinum, sehingga prduksi botulinin
dapat dicegah.2) Pseudomonas cocovenenansBakteri ini dapat
menghasilkan toksoflavin dan asam bongkrek. Kedua senyawa ini
disebut dalam makanan yang disebut dengan tempe bongkrek, yaitu
tempe yang dibuat dari ampas kelapa. Jika tempe bongkrek jadi
dengan baik maka tempe tersebut hanya ditumbuhi oleh kapang tempe
Rhizopus oligosporus, tetapi jika hasilnya jelek maka bukan hanya
Rhizopus oligosporus yang tumbuh tapi jugaPseudomonas cocovenenans.
Pertumbuhan bakteri ini dapat dicegah bila pH substrat pada
konsentrasi 2,75-3,0%.
Bakteri Pseudomonas cocovenenans bila tumbuh pada ampas kelapa
akan memproduksi racun toxoflavin dan asam bongkrek. Kedua racun
itulah yang mematikan bagi pemakan tempe bongkrek. Asam bongkrek
adalah racun yang tidak berwarna. Toksoflavin antibiotik yang
berwarna kuning, tampak jelas jika tempe bongkrek terkontaminasi
racun itu. Asam bongkrek memiliki daya toksisitasnya yang lebih
tinggi dibanding toksoflavin. Diperkirakan bahwa asam bongkrek
merupakan penyebab utama dalam keracunan makanan tersebut. Bagi
mereka yang mengonsumsi toksin pada dosis tinggi dapat menyebabkan
kematian dalam waktu kurang dari empat hari setelah mengonsumsi
racun tersebut.Bakteri ini menjadi racun yang mematikan bila
bersentuhan dengan asam lemak di dalam tubuh. Bakteri ini menyerang
mitokondria, yaitu sumber energi di tingkat sel. Racun itu
berdampak pada mekanisme ATP (adenosine triphosphate)-ADP
(adenosine diphosphate) translocase, yakni mekanisme perubahan ATP
menjadi ADP dan sebaliknya selama proses pernafasan di sel. ATP
adalah nukleotida yang multifungsi yang mengantar energi kimia di
dalam sel untuk keperluan metabolisme. ATP menghasilkan energi
selama proses respirasi di dalam sel dan dikonsumsi oleh banyak
enzim untuk keperluan biosintesa sampai pembelahan diri. Untuk
menghasilkan energi bagi seluruh sel di dalam tubuh manusia dalam
melaksanakan kegiatannya, maka ATP perlu keluar dari mitokondria.
Racun bongkrek membuat ATP gagal keluar dari mitokondria, yang pada
akhirnya membuat sel-sel tubuh manusia kehilangan sumber
tenaganya.3) Staphylococcus aureusSebagian bakteri Staphylococcus
merupakan flora normal pada kulit, saluran pernafasan, dan saluran
pencernaan makanan pada manusia. Bakteri ini juga ditemukan di
udara dan lingkungan sekitar.Bakteri ini menghasilkan senyawa
beracun aeroroksin. Sumber penularan S.aureus adalah manusia atau
hewan melalui hidung, tenggorokan, kulit, dan luka yang bernanah.
Gejala keracunan yang terjadi adalah banyak mengeluarkan ludah,
mual, muntah, kejang perut, diare, sakit kepala, berkeringat dingin
yang terjadi hanya satu atau dua hari. Sesudah itu penderita akan
sembuh. Biasanya jarang terjadi kematian.
4) MikotoksinMikotoksin merupakan racun metabolit yang
diahsilkan oleh jamur/ kapang yang dapat tumbuh pada pakan ternak
sehingga mempengaruhi kesehatan hewan. Mikotoksin yang terkenal
adalah aflatoksin yang dihasilkan oleh Aspergillus flavus.
Mikotoksin tidak hanya mempengaruhi kesehatanhewan namun juga
manusia berupa kanker hati olehaflatoksin, kanker oesophagus oleh
fumonisin, penyakitginjal oleh okratoksin, pubertas dini pada
anak-anakoleh zearalenon. Pada keracunan akut oleh aflatoksin, di
hati terjadikegagalan metabolisme karbohidrat dan lemak dansintesa
protein, sehingga terjadi penurunan fungsi hatikarena adanya
perombakan pembekuan darah dan penurunan sintesis protein serum.
Sementara itu,pada keracunan kronik akan menyebabkanimunosupresif
yang diakibatkan penurunan akitivitasvitamin K dan penurunan
aktivitas fagositas(phagocytic) pada makrofak.
c. Residu dan Pencemaran1) Residu pestisidaInsektisida,
fungisida dan rodentisida digunakan orang untuk mengurangi
kerusakan pada pangan baik yang masih di lading ataupun dalam
penyimpanan agar menghasilkan produk dengan mutu yang bagus.
Pestisida yang digunakan tersebut dapat meninggalkan residu pada
bahan pangan yang akan dikonsumsi. Sehingga residu yang tinggal,
tidak boleh melebihi kadar toleransi yang ditentukan oleh
pemerintah. 2) Kontaminasi merkuriKeracunan merkuri juga disebut
juga penyakit minamata dengan gejala-gejala: terasa geli dan panas
pada anggota badan, mulut, bibir, dan lidah, kelihatan penglihatan,
sukar berbicara dan menelan, kehilangan pendengaran, tidak stabil
emosinya, coma, dan kematian. Batas maksimum yang disarankan untuk
dikonsumsi merkuri adalah 0,3 mg per orang per minggu atau 0,005 mg
per kg berat badan dan dari jumlah tersebut tidak boleh lebih dari
0,2 mg sebagai metil merkuri.
F. Contoh Penelitian Toksikologi1. Pada tahun 2013 Amjad M.
Shraim meneliti bahwa Beras yang merupakan salah satu bahan makanan
pokok selain dapat terkontaminasi oleh arsen, juga dapat tercemar
oleh senyawa toksik lain seperti timbel dan kromium. Dari 84 sampel
yang diambil baik beras local maupun beras impor, terdapat 74
sampel beras yang mengandung senyawa toksik, seperti Pb, Cr dan Cd
yang terkandung sebanyak 0,2mg/kg.2. Pada tahun 1968, Katsuna
melaporkan adanya epidemi keracunan Hg di Teluk Minamata, dan pada
tahun 1967 terjadi pencemaran Hg di sungai Agano di Nigata. Pada
saat terjadi epidemi, kadar Hg pada ikan di Teluk Minamata sebesar
11 g/kg berat basah dan di sungai Agano sebesar 10 g/kg berat
basah. Di Irak pada tahun 1971-1972 terjadi keracunan alkil merkuri
akibat mengkonsumsi gandum yang disemprot dengan alkil merkuri yang
menyebabkan 500 orang meninggal dunia dan 6000 orang masuk rumah
sakit. Penelitian Eto (1999), menyimpulkan bahwa efek keracunan Hg
tergantung dari kepekaan individu dan faktor genetik. Individu yang
peka terhadap keracunan Hg adalah anak dalam kandungan (prenatal),
bayi, anak-anak, dan orang tua. Gejala yang timbul akibat keracunan
Hg dapat merupakan gangguan psikologik berupa rasacemas dan kadang
timbul sifat agresi.
BAB IIIPENUTUPA. KesimpulanBerdasarkan uraian yang telah
dipaparkan sebelumnya, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan
sebagai berikut:1. Toksikologi merupakan studi mengenai efek yang
tidak diinginkan dari zat-zat kimia terhadap organisme hidup.
Toksikologi dibedkan menjadi toksikologi lingkungan, tksikologi
ekonomi dan toksikologi hukum. Racun atau toksin atau bahan toksik
sendiri didefinisikan sebagai senyawa yang dapat menyebabkan
kematian jika diujikan kedalam konsentrasi rendah Toksisitas
merupakan kuantifikasi sifat-sifat toksik suatu zat kimia.2. Jejak
dan tabiat racun dalam lingkungan meliputi jalur racun di
lingkungan serta jalur racun saat masuk ke dalam tubuh manusia
serta tabiat racun menjelaskan karakteristik racun. Jalur atau
jejak racun di lingkungan meliputi jejak racun di antrosfer,
biosfer, atmosfer, hidrosfer dan geosfer. Racun dapat masuk ke
dalam tubuh manusia dapat melalui saluran pencernaan, saluran
pernapasan, dan kulit. Di dalam tubuh, racun mengalami proses
absorpsi, distribusi dan sekresi.3. Aspek kualitatif keracun racun
meliputi mekanisme kerja toksik, wujud dan sifat efek toksik, dan
gejala-gejala yang tampak.4. Aspek kantitatif racun menjelaskan
hubungan dosis-respons berkaitan dengan LD50 racun terhadap tubuh
manusia.5. Senyawa beracun dibedakan menjadi senyawa organic,
senyawa anorganik, logam berat serta senyawa yang berasal dari
pangan.6. Contoh penelitian mengenai toksik salah satunya berjudul
Rice is A Potential Dietary Source of Not Only Arsenic But Also
Other Toxic Elements Like Lead and Chromium yang menjelaskan bahwa
beras impor di Saudi Arabia yang tercemar logam berat seperti
Arsen, Timbel dan Kromium.
DAFTAR RUJUKAN
Achmad, Rukaesih. 2004. Kimia Lingkungan. Yogyakarta: Andi
Offset.Bread, James M. 2011. Environmental Chemistry in Society.
Florida: CRC Press.Donatus, Imono Argo. 2001. Toksikologi Dasar.
Yogyakarta: Laboratorium Farmakologi dan Toksikologi Universitas
Gajah Mada.Firdaus, Mohammad Alex dkk. 2013. Toksikologi. Makalah
yang ditujukan untuk memenuhi tugas matakuliah Kimia Lingkungan,
Malang, April.Manahan, Stanley E. 2000. Fundamental of
Environmental Chemistry 7th Edition. Florida: CRC Press.Shraim,
Amjad M. 2014. Rice is A Potential Dietary Source of Not Only
Arsenic But Also Other Toxic Elements Like Lead and Chromium.
Arabian Journal of Chemistry. (Online), (http://sciencedirect.com),
diakses pada 4 April 2014.Winarno, F.G. 1988. Kimia Pangan dan
Gizi. Jakarta: PT. Gramedia.
