kuliah toksikologi

1. TOKSIKOLOGI

2. Deskripsi Singkat
 Matakuliah ini membahas ruang lingkup
dan arti pentingnya toksikologi, asas umum
toksikologi, faktor-faktor yang
mempengaruhi toksisitas zat beracun, tolok
ukur toksisitas, evaluasi hasil uji
toksikologi, dan toksikologi klinik.
Toksikologi klinik ini mencakup keracunan,
toksikokinetika, dan penatalaksanaan
keracunan.

3. References/ Bibliography
 Klaasen and Eaton, 2005, Cassaret and
Doulls Toxicology, The Basic of Poison,
McGraw Hill, New York
 Raymond, J.M., 1995, Toxicology
Principles and Application, CRC
Press, New York
 Timbrell, J.A. 1991, Principles of
Biochemical Toxicology, 2nd Edition,
Taylor & Francis Ltd, London

4.  Priyanto, 2009. Toksikologi
(mekanisme, terapi antidotum dan
penilaian resiko), Leskonfi, Jabar.
 Frank C.Lu (penerjemah: Edi Nugroho),
2006. Toksikologi Dasar (asas, organ
sasaran dan penilaian resiko), Ed.ke-
2, UI Press

5. Toksikologi
 Ilmu tentang racun???
 Zat yg tdk brbahaya jika masuk tubuh
scr tdk tepatpun akan mnyebabkan
keracunan. (contoh??)
 Ada keterkaitan antara takaran dan
respon tubuh trhdp zat yg masuk ke dlm
tubuh.

6. Toksikologi
 Pengaruh kuantitatif zat kimia atas
sistem biologi
 Lebih menekankan pd aksi berbahaya
zat kimia tersebut.

7. (Paracelsus, 1493-1541)
 All substances are poisons; there is
none that is not poison. The right dose
differentiates a poison and a remedy”

8. Toksikologi menurut:
 Loomis (1978):
Ilmu yg mempelajari aksi berbahaya zat
kimia atas sistem biologi
 Doull dan Bruce (1986)
lmu yang mempelajari pengaruh zat kimia
yang merugikan atas sistem biologi
 Timbrell (1989)
Interaksi antara zat kimia dan sistem
biologi

9. Toxicology
 The subject concerned with the study of
the noxious effects of chemical
substances on living systems
 Multi-disciplinary subject, it embraces
areas of biology, pharmacology,
biochemistry, physiology and pathology

10.  The importance of toxicology is growing
rapidly with increasing numbers of
foreign compounds.
 Xenobiotics: drugs, pesticides,
environmental pollutants, industrial
chemicals and food additives. How are
their safety ?.

11. Arti penting toksikologi
 Dapat mengevaluasi keberbahayaan zat
kimia
 Shg dpt ditentukan batas keamanannya
 Penting utk perkembangan produksi
obat, pestisida, zat tambahan makanan
dll

12. Ruang lingkup toksikologi
 Toksikologi Lingkungan:
menguraikan pemejanan (exposure) zat
kimia (pencemar lingkungan, makanan
dan air) yg tdk disengaja pd jaringan
biologi (lebih khusus manusia)

13. Lanjutan…
 Toksikologi ekonomi
Menguraikan pengaruh berbahaya zat
kimia yg sengaja diberikan pd jaringan
biologi dgn maksud utk mdpatkan
pengaruh/efek bermanfaat yg khas (mis.
Obat, zat makanan, pestisida)

14. Lanjutan…
 Toksikologi kehakiman
Menangani aspek medis dan aspek
hukum atas pengaruh berbahaya zat
kimia baik yg dipajankan scr sengaja
atau tdk sengaja.

15.  Obat dpt menimbulkan efek yg tidak
diinginkan yg berkaitan dgn dosis yg
diberikan :
 1. efek samping (side effect)
 2. efek merugikan (adverse effect)
 3. efek toksik (toxic effect)

16. Side effect
 Efek yang tidak berbahaya atau
merugikan
 Mis : mulut kering atau sedasi karena
antihistamin
 Efek dpt ditoleransi, obat brmanfaat utk
pengobatan

17. Adverse effect
 efek yang merugikan dan berbahaya
 Mis : diare terus menerus, muntah,
gangguan SSP yg menyebabkan
bingung, kerusakan organ krn konsumsi
obat jangka panjang

18. Toxic effect
 Efek yg sangat berbahaya/mengancam
kehidupan
 Pemberian obat dihentikan/diberi terapi
supportif/antidotumnya

19.  toksikan : Subtansi toksik yang
diproduksi oleh aktifitas manusia
(contoh??)
 Toksin : subtansi toksik yang diproduksi
secara alami
(contoh???)

20. • Poisonous substances are produced
by plants, animals, or bacteria.
Phytotoxins
Zootoxins
Bacteriotoxins

21. Toksisitas
 Kemampuan suatu zat kimia/xenobiotik
dalam menimbulkan kerusakan pada
organisme baik saat digunakan atau saat
berada di lingkungan
 Subtansi kontak dgn permukaan tubuh
misal melalui kulit, mata, mukosa saluran
cerna atau traktus respirasi

22.  Toxic symptom : feeling or sign
indicating the presence of poison in the
system
 Selective toxicity : a chemical will
produce injury to one kind of living
matter without harming another form of
life, even though the two may exist close
together

23. Kasus keracunan
 Tumor anilin ditemukan oleh Rehn
(1895) pada pekerja pabrik anilin
(pewarna mkn yg disisntesis dr ter batu
bara)
 Fokomelia (tidak adanya tungkai badan)
krn Thalidomide (1950-an)
 Paralisis dan kematian krn metilmerkuri
pada ikan di Minamata dan Niigata,
Jepang

24.  Sulphanylamide in diethylene glycol
(Australia, 1937)
 Tempe bongkrek poisoning, Banyumas,
Indonesia
Bakteri Pseudomonas cocovenenans
akan memproduksi racun toxoflavin dan bongkrekic acid

25.  Biscuit poisoning, South Sumatera
 Carbon monoxide (CO)
 Produk rumah tangga (contoh??)

26. Cabang Toksikologi
 Toksikologi analitik
Diperlukan utk mengenali zat toksik yg tdk
dikenal dgn analisis cairan tubuh, isi
lambung, tmpat makanan yg dicurigai dll
 Toksikologi klinik
Untuk mengatasi toksisitas , mengupayakan
tindakan menghilangkan gejala dan
mengeluarkan racun secepatnya dr tubuh
misal dgn memberi antidotum

27. Lanjutan….
 Toksikologi forensik
masalah hukum dalam kasus toksisitas
 Toksikologi kerja
Keracunan yg terjadi di tempat kerja
 Toksikologi lingkungan
Mempelajari pencemaran lingkungan, sumber
bahan, transportnya, degradasi, biokonsentrasi
di lingkungan serta pengaruhnya pd manusia

28. Lanjutan…
 Toksikologi hukum
Undang2, standart yg membatasi
pengggunaan zat kimia beracun
 Toksikologi konvensional
Penelitian tentang toksikologi untuk
menentukan gambaran efek toksik
 Toksikologi mekanistik
Pengetahuan cara kerja zat toksik

29. Regulatory toxicology
 The Food and Drug Administration
(FDA)
 regulates drugs, medical devices,
cosmetics and food additives in use for
health and/or commercial proposes.

30. Lanjutan…
 The Environmental Protection Agency
(EPA)
 is responsible for regulation of pesticides,
toxic chemicals, hazardous wastes, and toxic
pollutants in water and air.

31. Lanjutan…
 The Occupational Safety and Health
Administration (OSHA)
 determines whether or not employers
are providing working conditions that are
safe for employees

32. Lanjutan…
 The Consumer Products Safety
Commission
 regulates all articles sold for use in
homes, in schools, or for recreation,
except those products regulated by the
FDA and the EPA.

33. Nasib zat toksik dalam tubuh
Zat toksik masuk dalam tubuh melalui
 jalur intravaskuler
(mis :IV, intracardial, intraarteri)
 Jalur ekstravaskuler
(mis : oral, inhalasi, IM, SC, IP)

34. Lanjutan….
 Selanjutnya stelah diabsorbsi, disposisi
ke cairan atau jaringan tubuh
1. distribusi
• Memungkinkan zat beracun mencapai
sel/jaringan sasaran (reseptor/tempat aksi)
2. eliminasi
• Dikeluarkan dari tubuh/dimetabolisme
terlebih dahulu sebelum diekskresikan

35. Lanjutan….
 Penentu ketoksikan adalah sampainya
zat kimia utuh atau metabolit aktifnya di
sel sasaran dalam jumlah berlebihan

36. Zat beracun
Absorbsi
Sirkulasi sistemik
disposisi
distribusi
Tempat Aksi
Reseptor
Sel sasaran
(antaraksi)
EFEK TOKSIK
eliminasi
metabolisme ekskresi
metabolit
toksik Tak toksik

37. Asas Umum Toksikologi
Meliputi :
 Kondisi efek toksik
 Mekanisme efek toksik
 Wujud efek toksik
 Sifat efek toksik

38. A. Kondisi efek toksik
 Keadaan atau faktor yg mempengaruhi
efektifitas absorbsi ,distribusi dan
eliminasi zat beracun dalam tubuh
 Akan menentukan keberadaan zat kimia
utuh atau metabolitnya dalam sel
sasaran/tempat kerjanya.

39. Kondisi efek toksik meliputi
Kondisi paparan zat kimia
 jalur paparan
 lama/kekerapan paparan
 Saat /waktu paparan
 Dosis/takaran paparan
 Jenis paparan (akut/kronis)
(bisa menjelaskan??)

40. Kondisi subyek/makhluk hidup
 Keadaan fisiologi
(mis:berat badan, umur, suhu tubuh,
kecepatan pengosongan lambung,
kecepatan aliran darah, status gizi,
kehamilan, genetika dan jenis kelamin)
 Keadaan patologi
(mis:penyakit saluran cerna,
kardiovaskuler, hati dan ginjal)

41. Lanjutan..
 Kondisi menentukan ketersediaan
biologi zat kimia di sel sasaran sehingga
menentukan toksisitasnya

42. B. Mekanisme Aksi Efek Toksik
Keberadaan zat kimia dalam tubuh
menimbulkan efek toksik melalui 2 cara :
 Toksik intrasel (toksisitas yg diawali dgn
interaksi secara langsung antara zat kimia
atau metabolitnya dgn reseptornya)
 Toksik ekstrasel (toksisitas scr tdk langsung
dgn mempengaruhi lingkungan sel sasaran
tp dpt brpengaruh pd sel sasaran).

43. Mekanisme Efek Toksik Intrasel
 Sifatnya langsung/primer
 Zat kimia atau metabolitnya masuk pd
sel sasaran dan sebabkan gangguan
sel/organelanya melalui pendesakan,
ikatan kovalen, subtitusi, atau
peroksidasi dsb)

44. Lanjutan..
 Sebelumnya tubuh beradaptasi atau
melakukan perbaikan
 Bila respon pertahanan tdk mampu
eliminir gangguan, akan ada efek toksik
 Wujud terjadinya perubahan adalah
kekacauan biokimiawi, fungsional dan
struktural

45. Lanjutan..
Contoh zat toksik intrasel
 Tetrasiklin/kloramfenikol mengikat ribosom
sel
 Antimikroba golongan sulfa dapat
menghambat sistesis asam folat
 Radikal bebas sebabkan peroksidasi lipid
/protein

46. Lanjutan..
 Insektisida yg mengikat enzim
asetilkolinesterase sebabkan bertumpuknya
Ach dalam sinap shg mengakibatkan efek
kolinergik yg berlebihan
 Sianida berikatan dgn atom besi dari heme
(bag. dari Hb), shg mengganggu
pernapasan sel/produksi energi

47. HEMOGLOBIN

48. Lanjutan…
 Toksin botulisme berikatan dengan ujung
akson presinaptik kolinergik perifer shg
menghambat pelepasan Ach, terjadi
hambatan kolinergik

49.  Racun kobra ular dpt berikatan dgn
postsinaptik neuromuskuler shg tidak
peka dgn asetilkolin
 Aflatoksin? Parasetamol? INH? CCl4?
(cari ya…!)

50. Mekanisme Toksik Ekstrasel
 Kelangsungan hidup sel bergantung
pada faktor lingkungan ekstrasel utk
memenuhi kebutuhan metabolik basal
dan pengaturan aktifitas sel.
 Gangguan akan sebabkan perubahan
struktur atau fungsi sel

51. Kelangsungan hidup sel
membutuhkan:
1. Oksigen,
kecukupan pasok oksigen
tergantung :
 fungsi alat pernapasan
 difusi oksigen dr alveoli ke dlm
darah
 jmlh eritrosit yg berfungsi
 sistem kardiovaskuler
 Sasaran
zat
beracun

52. Lanjutan…
Misal :
 nitrit dpt merubah hemoglobin menjadi
methemoglobin kekurangan oksigen di
sirkulasi darah (hipoksia) anoksia
produksi energi sel terganggu
terjadi degenerasi sel/kematian sel

53. 2. Suplai unsur hara
 Agar reaksi metabolik brlangsung normal
dan produksi energi sel tercukupi.
 Kecukupan unsur hara/zat makanan
tergantung pd proses spt ingesti, digesti,
absorpsi dan transpornya ke lingkungan
sel.
 Zat beracun yg mengganggu proses
tersebut akan mempengaruhi produksi
energi dan pertumbuhan sel

54. Misal :
 Gangguan tekanan osmosis,
menyebabkan sel mengalami
krenasi/pembekakan.

55. 3. Sistem pengaturan aktifitas sel meliputi
sistem saraf, sist. hormon dan sist. Imun
 Gangguan sistem ini dpt sebabkan
kematian sel

56. Lanjutan..
Misal :
 Atropin pengaruhi saraf otonom, shg
hambat sekresi klj.ludah, mulut jd kering.
 Senyawa nirsteroid methalibure dpt
menekan sekresi gonadotropin, shg
hambat spermatogenesis dan atropi
klj.kelamin.

57.  Molekul antigenik dr bakteri, virus,
protein dan zat kimia asing memacu
reaksi alergi yg dpt sebabkan syok
anafilaktik
(Four types of allergic reactions, based
on the mechanism of immunological
involvement (apa saja??))

58. C. Wujud Efek Toksik
 Merupakan perubahan biokimia,
fungsional atau struktural yang terjadi
dalam tubuh
 Wujud efek toksik dpt berupa gabungan
dr perubahan di atas.
 Mis. Perubahan struktural berakibat tjd
perubahan biokimia atau fungsi dr sel.
 Perubahan biokimia dpt sebabkan
perubahan fungsional.

59. 1. Perubahan biokimia
 Wujud efek toksik berupa perubahan atau
kekacauan biokimia dari sel akibat adanya
antaraksi zat beracun dan tempat aksi yg
sifatnya terbalikan (reversible)
 Misal trjadi penghambatan respirasi sel,
perubahan keseimbangan cairan &
elektrolit, dan gangguan hormonal.

60. Lanjutan…
 Contoh :
sianida menghambat transport
elektron, shg mnghambat respirasi
sel dan gangguan pasok energi

61. 2. Perubahan Fungsional
 Wujud efek toksik yg dpt mempengaruhi
fungsi homeostasis yg sifatnya
terbalikkan (reversible)
 Misal terjadinya anoksia, gangguan
pernafasan, gangguan SSP,
hipo/hipertensi, hiperglikemia,
perubahan kontraksi/relaksasi otot,
hipo/hipertermi

62. Lanjutan…
 Contoh :
Insektisida organofosfat malation
menyebabkan kejangnya otot2
pernafasan sebagai akibat penumpukan
asetilkolin yg berlebihan krn hambatan
trhdp enzim asetilkolinesterase.

63. 3. Perubahan struktural
 Wujud efek toksik yg berkaitan dgn
perubahan morfologi sel shg terwujud
sebagai kekacauan struktural.(dpt
reversible/irreversible)
 Terdapat 3 respon histopatologi krn
adanya luka sel yaitu degenerasi,
proliferasi, inflamasi

64. Lanjutan..
Contoh
 Tetrasiklin dapat menyebabkan
terjadinya perlemakan hati
 Aflatoksin dapat sebabkan nekrosis hati

65.  Nekrosis hati

66. D. Sifat Efek Toksik
Ada 2 jenis yaitu
 reversible (terbalikkan)
 ireversible (tak terbalikkan)

67. Ciri-ciri efek toksik terbalikkan
 Bila zat toksik dlm tempat kerjanya atau
reseptornya habis, maka reseptor akan
kembali ke kedudukan semula
 Efek toksik akan cepat kembali normal
 Ketoksikan sangat bergantung pd dosis,
kecepatan absorbsi, distribusi dan
eliminasi zat racun

68. Ciri-ciri efek toksik takterbalikkan
 Kerusakan bersifat permanen
 Paparan berikutnya akan sebabkan
kerusakan yg sifatnya sama
memungkinkan terjadinya akumulasi efek
toksik
 Paparan dgn dosis yg sangat kecil dlm
jangka panjang akan menimbulkan efek
toksik yg sama efektifnya dgn paparan
dosis besar jangka pendek. Ini berarti zat
racun sangat sulit dieliminasi.