Toksikologi Lingkungan (Bagian 7)

 

EFEK TOKSIK PADA ORGAN TERTENTU

      Efek toksik yang berkaitan dengan organ dan sistem organ tertentu meliputi:

     Gambar 38. Efek toksik yang berkaitan dengan organ dan sistem organ tertentu

                       

 

Ilustrasi dari tubuh manusia pria dan wanita. Organ berikut ini juga digambarkan: hati  (blood/cardiovascular toxicity), tangan/kulit (dermal toxicity), mata (eye toxicity), hati (hepatotoxicity), tulang dan limpa (immunotoxicity), ginjal (nefrotoxicity), otak (neurotoxicity), organ reproduksi wanita dan sperma yang mewakili toksisitas reproduksi, dan paru-paru atau pernapasan (respiratory toxicity).

 

KERACUNAN DARAH (Cardiovascular/jantung=cardiac)

      Keracunan Darah dan kardiovaskular/jantung disebabkan oleh xenobiotik yang bekerja langsung pada sel dalam sirkulasi darah, sumsum tulang, dan jantung. Contoh keracunan darah dan jantung adalah:

a.    Hipoksia karena karbon monoksida mengikat hemoglobin sehingga mencegah transportasi oksigen.

b.    Penurunan sirkulasi leukosit karena kerusakan kloramfenikol pada sel sumsum tulang.

c.    Leukemia karena kerusakan benzena pada sel sumsum tulang.

d.    Arteriosklerosis karena akumulasi kolesterol dalam arteri dan vena.

e.    Kematian sel normal di dalam dan sekitar jantung sebagai akibat dari paparan obat yang digunakan untuk mengobati kanker.

 

 

Gambar 39. Sel jantung dapat rusak oleh paparan obat-obat tertentu

                   

KERACUNAN KULIT

      Keracunan Kulit dapat terjadi ketika racun kontak langsung dengan kulit atau didistribusikan secara internal. Efeknya mulai dari iritasi ringan hingga perubahan berat, seperti kerusakan permanen, hipersensitivitas, dan kanker kulit. Contoh Toksisitas kulit meliputi:

a.    Iritasi kulit dari paparan kulit dengan bensin.

b.    Korosi kulit pada kulit yang terpapar dengan natrium hidroksida (alkali).

c.    Kulit gatal, iritasi, dan kadang-kadang ruam menyakitkan dari poison alkali, yang disebabkan oleh urushiol minyak yang terkandung dalam berbagai tanaman, termasuk mangga dan kulit jambu mete.

d.    Kanker kulit akibat mengkonsumsi arsenik atau kulit terpapar sinar UV.

 

               Gambar 40. Tangan     

             

PERUBAHAN EPIGENETIK (Epigenetic Alterations)

      Epigenetik adalah bidang yang muncul dalam toksikologi. Di bidang genetika, epigenetik terlihat dalam mempelajari bagaimana faktor eksternal atau lingkungan dapat menghidupkan  dan mematikan gen dan mengubah pemrograman sel.

Lebih khusus lagi, epigenetik mengacu pada perubahan stabil dalam pemrograman ekspresi gen yang dapat mengubah fenotipe tanpa mengubah urutan DNA (genotipe). Modifikasi epigenetik antara lain: metilasi DNA, modifikasi kovalen ekor histone, dan regulasi oleh RNA non-coding.

Racun adalah contoh dari faktor yang dapat mengubah pemrograman genetik.

         Gambar 41. Kromosom, yang berisi DNA

                            

 

      Di masa lalu, studi toksikologi telah menilai toksisitas tanpa mengukur dampaknya pada tingkat di mana terjadi ekspresi gen. Agen eksogen bisa menyebabkan keracunan jangka panjang terus-menerus setelah paparan awal telah menghilang, dan toksisitas tersebut tetap tidak terdeteksi oleh metode skrining saat ini. Dengan demikian, tantangan saat ini dalam toksikologi adalah untuk mengembangkan metode skrining yang akan mendeteksi perubahan epigenetik yang disebabkan oleh racun. Penelitian yang dilakukan untuk menilai perubahan epigenetik yang disebabkan oleh racun. Sebagai contoh, National Institutes of Health (NIH) Institut Nasional Ilmu Kesehatan Lingkungan (NIEHS) Program Epigenetik Lingkungan menyediakan dana untuk berbagai proyek penelitian yang menggunakan  teknologi canggih untuk menganalisis perubahan epigenetik yang disebabkan oleh paparan lingkungan. Peneliti yang didukung NIEHS menggunakan hewan, kultur sel, dan sampel jaringan manusia untuk menentukan bagaimana perubahan epigenetik dapat menyebabkan efek kesehatan yang merugikan dan berpotensi diturunkan ke generasi berikutnya.

 

KERACUNAN MATA

      Keracunan Mata  (Eye Toxicity) disebabkan oleh kontak langsung dengan atau distribusi internal ke mata. Karena kornea dan konjungtiva secara langsung terkena racun, konjungtivitis dan erosi kornea berikut kerja paparan bahan kimia dapat diamati. Barang-barang rumah tangga dapat menyebabkan konjungtivitis. Bahan kimia dalam sistem peredaran darah dapat didistribusikan ke mata dan menyebabkan opacity kornea, katarak, dan kerusakan saraf retina dan optik. Sebagai contoh:

a.    Asam dan basa kuat dapat menyebabkan korosi kornea yang parah.

b.    Kortikosteroid dapat menyebabkan katarak.

c.    Metanol (alkohol kayu) dapat merusak saraf optik.

 

                                         Gambar 42. Mata

                                         

                                                      

HEPATOTOKSISITAS

      Hepatotoksisitas adalah toksisitas pada hati, saluran dan kandung empedu. Karena suplai darahnya yang luas dan peran penting dalam metabolisme, hati sangat rentan terhadap xenobiotik. Oleh karena itu, hati terpapar racun atau metabolit beracun dosis tinggi. Bentuk utama hepatotoksisitas adalah:

a.    Steatosis-akumulasi lipid dalam hepatosit.

b.   Hepatitis Kimia-radang hati.

c.    Nekrosis hati-kematian hepatosit.

d.   Intrahepatik kolestasis-cadangan (backup) dari garam empedu ke dalam sel hati.

e.    Kanker hati-kanker hati.

f.     Sirosis-fibrosis kronis, sering karena alkohol.

g.    Hipersensitivitas-reaksi imun yang menyebabkan nekrosis hati.

 

         Gambar 43. Hati (Liver)

        

 

IMUNOTOKSISITAS (Immunotoxicity)

      Imunotoksisitas adalah toksisitas dari sistem kekebalan tubuh. Hal ini dapat mengambil beberapa bentuk:

a.    Hipersensitivitas (alergi dan autoimunitas).

b.    Defisiensi imun (Immunodeficiency).

c.    Proliferasi yang tidak terkendali (leukemia dan limfoma).

Fungsi normal dari sistem kekebalan tubuh adalah untuk mengenali dan bertahan melawan xenobiotik. Hal ini dicapai dengan produksi sel-sel yang menelan dan menghancurkan xenobiotik atau dengan antibodi yang menginaktivasi atau menonaktifkan  bahan asing. Contoh:

a.    Dermatitis kontak akibat paparan poison ivy.

b.    Lupus erythematosus sistemik ("lupus") pada pekerja yang terpapar hidrazin.

c.    Imunosupresi oleh kokain.

d.    Leukemia disebabkan oleh benzena.

 

 

Gambar 44. Tulang (yang berisi sumsum tulang) dan limpa, kedua   

                    komponen dari sistem kekebalan tubuh, yang mengakui,   

                    membela dan melawan xenobiotik

                         

 

NEFROTOKSISITAS

      Ginjal sangat rentan terhadap racun karena volume darah yang tinggi mengalir melalui organ ginjal dan menyaring sejumlah besar racun yang dapat berkonsentrasi dalam tubulus ginjal.

      Nefrotoksisitas adalah toksisitas terhadap ginjal. Hal ini dapat menyebabkan keracunan sistemik, dimana:

a.    Berkurangnya kemampuan membuang  limbah tubuh.

b.    Ketidakmampuan untuk menjaga  keseimbangan cairan tubuh dan elektrolit.

c.    Penurunan sintesis hormon penting (esensial) (misalnya, erythropoietin, yang meningkatkan laju produksi sel darah).

 

                             Gambar 45. Ginjal

                           

 

 

NEUROTOKSISITAS

      Neurotoksisitas merupakan kerusakan racun pada sel-sel  sistem saraf pusat (otak dan sumsum tulang belakang) dan sistem saraf perifer (saraf diluar SSP).

Jenis utama dari neurotoksisitas adalah:

a.    Neuronopathies (cedera neuron=sel-sel saraf fungsional yang bertanggung jawab langsung untuk transmisi informasi ke dan dari SSP ke area lain dari tubuh).

b.    Axonopati (cedera akson=perpanjangan neuron yang melakukan aksi potensial. Ini dapat memperpanjang jarak jauh dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh lainnya).

c.    Demyelinisasi (kehilangan isolasi akson=hilangnya selubung mielin (isolasi) di sekitar saraf).

d.    Gangguan neurotransmisi.

 

Gambar 46. Otak dan sinaps yang rentan terhadap kerusakan bahan beracun

                   

TOKSISITAS REPRODUKSI

      Toksisitas Reproduksi melibatkan kerusakan bahan beracun pada sistem reproduksi pria atau wanita. Efek toksik dapat menyebabkan:

a.    Penurunan libido dan impotensi.

b.    Infertilitas.

c.    Kehamilan terganggu (aborsi, kematian janin, atau kelahiran prematur).

d.    Kematian bayi atau morbiditas anak.

e.    Sex ratio/rasio jenis kelamin berubah dan kelahiran kembar.

f.     Kelainan kromosom dan cacat lahir.

g.    Kanker anak.

                Gambar 47. Organ reproduksi wanita (kiri); sel kuman pria dan    

                                    wanita (kanan)

                                   

KERACUNAN PERNAFASAN

      Toksisitas Pernafasan berhubungan dengan efek pada sistem pernapasan atas (hidung, faring, laring, dan trakea) dan sistem pernapasan bawah (bronkus, bronkiolus, dan alveoli paru). Jenis utama toksisitas pernapasan adalah:

a.    Iritasi paru.

b.    Asma/bronkitis.

c.    Penyakit saluran napas reaktif.

d.    Empisema.

e.    Alveolitis alergi.

f.     Penyakit paru fibrosis.

g.    Pneumoconiosis.

h.    Kanker paru-paru.

         Gambar 48. Paru-paru