Dokumen ini membahas mekanisme kerja toksik zat berdasarkan interaksi kimia dan efek toksik yang dapat bersifat reversibel. Fase kerja tersebut meliputi fase eksposisi, toksikokinetik, dan toksikodinamik yang menentukan daya kerja zat beracun dalam organisme. Interaksi antara zat dan jaringan dapat mengakibatkan efek berbahaya, termasuk kerusakan sel dan jaringan, serta respons imunologi yang meningkat.

1. FASE KERJA TOKSIKAN
BAYU INDRA PERMANA, S.Fram,Apt

2. Pada berbagai kerja toksik, mekanisme
kerjanya dapat dibedakan atas dua jenis,
yaitu:
1.Kerja toksik yang dilandasi oleh interaksi
kimia antara suatu zat atau metabolitnya
dengan substrat biologi.
2.Efek toksik, karena terjadi interaksi yang
reversibel antara zat asing dengan substrat
biologi.

3. 1. Kerja toksik yang dilandasi oleh interaksi kimia
antara suatu zat atau metabolitnya dengan
substrat biologi.
 Dalam pengertian pembentukan suatu ikatan
kimia kovalen atau berasaskan suatu perubahan
kimia dari substrat biologi sebagai akibat dari
suatu perubahan kimia zat.
 Mekanisme ini jarang terjadi untuk zat yang
digunakan sebagai terapeutika.

4. 2. Efek toksik, karena terjadi interaksi yang reversibel
antara zat asing dengan substrat biologi.
 Hal ini mengakibatkan suatu perubahan fungsional,
yang lazimnya hilang bila zat tersebut dieliminasi dari
plasma.
 Kerja farmakodinamik kebanyakan obat bertumpu pada
interaksi yang reversibel.
 Zat yang bekerja bolak-balik, diutamakan dalam terapi
karena mereka kemudian meninggalkan organisme,
setelah bekerja tanpa menimbulkan kerusakan kimia
yang berlangsung lama.

5. Terlepas dari apakah kerja yang terlihat
merupakan kerja yang tak bolak-balik atau
bolak-balik, pada umumnya kerja ini dilandasi
oleh rantai reaksi yang dapat dibagi menjadi
tiga fase:
A.FASE EKSPOSISI (farmaseutika)
B.FASE TOKSIKOKINETIK (farmakokinetik)
C.FASE TOKSIKODINAMIK
(farmakodinamik)

6. A. FASE EKSPOSISI
(farmaseutika)
• Selama fase eksposisi, zat beracun dapat
diubah melalui reaksi kimia menjadi
senyawa yang lebih toksik atau lebih
kurang toksik dari senyawa awal.
• Ketersediaan farmaseutik yaitu bagian
dari dosis aktif yang tersedia untuk
absorpsi.

7. B. FASE TOKSIKOKINETIK
(farmakokinetik)
• Fase toksokinetik, bersama bagian
prosesnya, yaitu invasi (absorpsi dan
distribusi) dan evasi (biotransformasi dan
ekskresi) sangat turut menentukan daya
kerja zat, karena konsentrasi zat dalam
berbagai kompartemen organisasi dan
dalam jaringan sasaran tergantung pada
parameter toksokinetik.

8. Ada dua jenis proses yang memainkan peranan
penting pada fase toksokinetik:
•Proses transpor, yang meliputi absorpsi, distribusi
(termasuk transpor dan fiksasi pada komponen
jaringan dalam organ) dan ekskresi.
•Perubahan metabolik –disebut juga biotransformasi-
yang sering menyebabkan ketidakaktifan zat yang
diserap (bioaktivasi). Namun perubahan biokimia
dalam organisme dapat mengakibatkan juga
pembentukan senyawa aktif dan mengakibatkan
bioaktivasi.

9. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FASE
TOKSIKOKINETIK :
1.Jangka waktu zat asing berada dalam
organisme
2.Kumulasi

10. 1. Jangka waktu zat asing berada dalam
organisme ditentukan oleh dua hal, yaitu:
(1)suatu eksposisi selama periode yang lama
meningkatkan risiko kerusakan dan karena itu
terjadi efek toksik;
(2)suatu perpanjangan penahanan (retensi) zat
dalam organisme bersama-sama dengan
eksposisi ulang dapat menimbulkan kumulasi.

11. 2. Kumulasi
• Bila suatu zat yang mempunyai waktu paruh
biologi yang sangat tinggi diberikan pada
organisme dalam jangka waktu yang lama,
dengan sendirinya dapat terjadi kumulasi dalam
organisme pada konsentrasi zat yang rendah.
Ini terjadi terutama untuk zat yang lipofil yang
sulit dibiotransformasi seperti DDT, Aldrin,
Dieldrin atau turunan difenil terklorinasi
(campuran cat kapal).

12. • Konsentrasi zat pencemar yang relatif
rendah yang dapat masuk ke dalam
lingkungan, mempunyai akibat yang
membinasakan.
• Disamping pestisida, jenis kumulasi ini
untuk zat lain seperti senyawa organik
timah putih dan merkuri.

13. C. FASE TOKSIKODINAMIK
(farmakodinamik)
• Fase toksodinamik meliputi interaksi antara
molekul zat racun dan tempat kerja spesifik
yaitu reseptor.
• Konsentrasi zat aktif pada tempat sasaran
menentukan kekuatan efek biologi yang
dihasilkan.
• Pada umumnya ditemukan konsentrasi zat
aktif yang tinggi dalam hati dan ginjal, karena
di sini zat itu dimetabolisme dan diekskresi.

14. C. FASE TOKSIKODINAMIK
(farmakodinamik)
1. Interaksi dengan sistem enzim
2. Interaksi dengan fungsi sel umum
3. Interaksi kimia langsung pada jaringan

15. 1. Interaksi dengan sistem enzim
• Inhibisi enzim tak bolak balik, contohnya
inhibisi (hambatan) asetilkolinesterase
oleh organofosfat
• Inhibisi enzim bolak balik, contohnya
senyawa antimetabolit yang secara mirip
dengan substrat normal untuk enzim,
sehingga dapat berikatan dengan enzim
meskipun nukan tempat yang sebenarnya

16. • Pemutusan reaksi biokimia, contohnya ATP
yang pada proses biokimia, energi yang
dibebaskan pada umumnya disimpan dalam
bentuk fosfat berenergi tinggi, selanjutnya
dapat digunakan untuk semua proses
biokimia yang memerlukan energi.
• Inhibisi fotosintensis pada tanaman,
contohnya herbisida yang menghambat
fotosintesis

17. • Sintesis zat mematikan, suatu proses dimana
zat toksik, mirip dengan substrat yang
penting untuk reaksi metabolisme tertentu.
• Pengambilan ion logam yang penting untuk
kerja enzim, contohnya ditiokarbamat yang
digunakan pada vulkanisasi ban dan
antioksidan pada industri karet, apabila
pekerja yang kontak dengan zat ini meminum
alkohol, walaupun dalam jumlah kecil, akan
terjadi intoksikasi.

18. • Inhibisi penghantaran elektron dalam rantai
pernapasan, contohnya keracunan HCN
yang menghambat pernapasan aerob,
karena terjadi asfiksia secara biokimia.
• Inhibisi pada transpor oksigen karena
gangguan pada hemoglobin, contohnya
keracunan CO, pembentukan methemoglobin
dan sulfhemoglobin, serta proses hemolitik

19. 2. Interaksi dengan fungsi sel umum
• Pengaruh penghantaran rangsang neuro-humoral.
Kerja sebagian besar obat mempengaruhi sinaps
pada penghantaran rangsang dari sel saraf yang
satu ke sel saraf yanglain atau mempengaruhi
ujung saraf sel efektor. Contoh: racun panah,
toksin botulinum, keracunan ikan dan kerang,
opium.
• Kerja sitostatika, yaitu penghambatan
pembelahan sel yang akan mempengaruhi
pertumbuhan jaringan pada perbanyakan sel.
Contoh: obat tumor ganas.

20. • Gangguan pada sintesis DNA dan RNA
• Kerja imunosupresif, yaitu penghambatan
pembelahan sel dengan penekanan pertahanan
imunologi melalui penekanan proliferasi sel
limfosit. Contoh: obat yang digunakan pada
transplantasi organ dan penyakit autoimmun.
• Kerja mutagenik, yaitu zat kimia yang bekerja
mengubah sifat genetika sel.

21. • Kerja karsinogenik, yaitu zat kimia yang dapat
menyebabkan kanker pada waktu yang lama.
• Kerja teratogenik, yaitu obat dan zat kimia yang
dapat menyebabkan kerusakan janin.
• Reaksi hipersensitif, yaitu kepekaan suatu objek
biologi yang meningkat terhadap zat aktif, yang
terjadi akibat kontak ulang dengan zat tertentu.
Contoh: fotoalergi, sensibilisasi cahaya, dan
fototoksik

22. 3. Interaksi kimia langsung
pada jaringan
 Suatu rangsangan kimia langsung pada jaringan
disebabkan oleh zat mudah bereaksi dengan
berbagai bagian jaringan.
 Biasanya zat ini tidak mencapai peredaran
darah, karena langsung bereaksi dengan tempat
jaringan yang pertama berhubungan.
 Jaringan atau organ yang terlibat terutama
adalah mata, hidung, tenggorokan, trakhea,
bronkus, epitel, alveolus, esofagus dan kulit.

23. Interaksi kimia yang langsung pada jaringan, a.l. :
•Kerusakan kulit yang disebabkan oleh zat kimia
•Gas yang merangsang
•Gas air mata
•Zat yang berbau
•Toksisitas pada jaringan
•Penimbunan (sekuestrasi) zat asing, terdiri dari:
•Penimbunan dalam jaringan lemak
•Penimbunan dalam tulang
•Pneumokoniosis

24. REFERENSI
• Des W. Connel & Gregory J. Miller. 1995. Kimia dan
Ekotoksikologi Pencemaran. Jakarta: Penerbit
Universitas Indonesia
• E.J. Ariens, E. Mutschler & A.M. Simonis.
1987. Toksikologi Umum, Pengantar. Terjemahan oleh
Yoke R.Wattimena dkk. Yogyakarta: Gadjah Mada
University Press.
• Frank C. Lu. 1995. Toksikologi Dasar. Jakarta:
Universitas Indonesia Press.
• J. H. Koeman. 1987. Pengantar Umum Toksikologi.
Terjemahan oleh R.H. Yudono Yogyakarta: Gadjah
Mada University Press.