Toksisitas logam: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Tidak ada ringkasan suntingan |
Tidak ada ringkasan suntingan |
||
Baris 2:
== Pembentukan dan Penggunaan Logam ==
[[Berkas:Mercury-element.jpg|thumb|250px|Elemen merkuri]]
Pada umumnya, logam dan [[metaloid]] terdapat di alam dalam bentuk batuan, bijih tambang, [[tanah]], [[air]], dan [[udara]]. Kadar dalam tanah, air, dan udara rendah.<ref name="Proses"> {{en}} Bondy, S.C., and Prasad, K.N.(1988). Metal Neurotixcity. Boca Raton, Fla : CRC Press. Page 347.</ref> Kadar ini dapat meningkat bila ada aktivitas [[geologi]] dan aktivitas manusia. Aktivitas manusia yang menggunakan 25.000-125.00 ton [[merkuri]] setahun, sangat mempengaruhi toksisitas logam.<ref name="Proses"/> Umumnya, logam bermanfaat bagi manusia, karena penggunaannya di bidang [[industri]], [[pertanian]], dan [[kedokteran]].<ref name="Proses"/> Contohnya, [[merkuri]] yang digunakan dalam industri [[kloralki]] sebagai katode dalam [[elektrolisis garam ]] pada air untuk menghasilkan [[klorin]] dan [[natrium hidroksida]].<ref name="Proses"/> Kedua bahan ini, merupakan bahan mentah yang penting dalam industri [[kimia]]. [[Timbal]] digunakan dalam [[baterai]] dan industri [[kabel]].<ref name="Proses"/> Tetapi, penggunaan berbagai senyawa timbal sebagai [[insektisida]], zat tambahan bahan bakar, dan pigmen dalam [[cat]] sudah mulai diberhentikan.<ref name="Proses"/> Pada industri angkasa luar dan profesi kedokteran membutuhkan bahan yang kuat, tahan karat, dan bersifat noniritin, seperti [[aloi titanium]] dan jenis logam lain.<ref name="Proses"/> Sebagian jenis logam merupakan unsur penting karena dibutuhkan dalam berbagai fungsi [[biokimiawi]].<ref name="Proses"/> Pada zaman dahulu, logam tertentu, seperti [[tembaga]], [[besi]], dan [[timah]] digunakan untuk membuat peralatan, perlengkapan [[mesin]], dan [[senjata]].<ref name="Proses"/> Penambangan dan peleburan dilakukan untuk memasok kebutuhan ini.<ref name="Proses"/> Aktivitas tersebut menyebabkan meningkatnya kadar logam di lingkungan.<ref name="Proses"/> Aktivitas manusia ini telah mencemari lingkungan, berpengaruh terhadap pekerja di [[pabrik]], dan juga terhadap konsumen yang menggunakan produk-produk berbahan logam.<ref name="Proses"/>
== Proses Kerja Logam Beracun ==
=== Enzim ===
Kerja utama logam adalah menghambat [[enzim]].<ref name="proses"> {{en}} Maines, M.D., and Kappas, A. (1977) Metals as Regulators of Heme Metabolism. Science 198 : 1215-1221.</ref> Efek ini biasanya timbul akibat interaksi antara logam dengan enzim.<ref name="proses"/> Enzim juga dapat dihambat oleh logam beracun melalui penghancuran kofaktor logam yang penting dalam enzim.<ref name="proses"/> Contohnya, timbal dapat menggantikan [[zink]] dalam enzim yang mengandung zink, misalnya [[asam δ-aminolevulinat hidratase]] (ALAD).<ref name="proses"/> Selain itu, mekanisme lain dalam mengganggu fungsi enzim adalah menghambat sintetisnya.<ref name="proses"/> Contohnya, [[nikel]] dan [[platina]] dapat menghambat [[asam δ-aminolevulinat sintetase]] (ALAS), sehingga mengganggu sintesis hem.<ref name="proses"/> [[Hem]] merupakan zat yang penting bagi [[hemoglobin]] dan [[sitokrom]].<ref name="proses"/> Enzim dapat dilindungi dari logam beracun dengan pemberian ''zat pengkelat'', misalnya [[dimerkaprol]] (BAL), yang akan membentuk ikatan stabil dengan logam.<ref name="proses"/>
=== Organel Subseluler ===
Umumnya, efek yang ditimbulkan logam beracun merupakan akibat dari reaksi antara logam dan komponen intrasel.<ref name="organel"> {{en}} Goering, P.L., Mistry, P., and Fowler, B.A. (1987) Mechanism of Metal Toxcity. In: Handbook of Toxicology. Eds. T.J Haley and W.O.Berndt. New York: Hemisphere.</ref> Untuk dapat meracuni suatu [[sel]], logam harus memasuki sel.<ref name="organel"/> Proses masuknya lebih mudah jika melintasi membran pada logam yang bersifat lipofilik, misalnya metil merkuri. Bila logam ini terikat pada suatu [[protein]], maka zat ini diserap dengan endositosis.<ref name="organel"/> Difusi pasif merupakan cara masuk ke sel bagi logam, misalnya timbal.<ref name="organel"/> Setelah masuk ke dalam sel, logam dapat mempengaruhi berbagai organel.<ref name="organel"/> Contohnya [[retikulum endoplasma]] yang mengandung berbagai jenis enzim.<ref name="organel"/> Enzim mikrosom ini dihambat oleh banyak logam, misalnya kadmium, [[kobalt]], metil merkuri, dan [[timah]].<ref name="organel"/> Logam-logam beracun tersebut merusak struktur retikulum endoplasma.<ref name="organel"/> [[Lisosom]] merupakan tempat lain bagi kerja logam, misalnya kadmium.<ref name="organel"/> Kadmium terkumpul dalam lisosom sel [[tubulus proksimal]] ginjal.<ref name="organel"/> Dalam lisosom, kompleks kadmium berdegrasi dan melepaskan '''Cd<sup>2+</sup>'''.<ref name="organel"/> Ion kadmium menghambat enzim proteolitik dalam lisosom dan menyebabkan cedera sel.<ref name="organel"/> [[Mitokondria]] juga sering menjadi sasaran logam beracun, karena aktivitas metabolisme dan transportasi membrannya cepat.<ref name="organel"/> Enzim-enzim pernapasan dalam organel ini dapat dihambat oleh logam dengan mudah.<ref name="organel"/> Beberapa logam memasuki inti sel dan dapat membentuk badan inklusi.<ref name="organel"/> Contohnya, banyaknya timbal yang dikandung oleh tubuh, dapat menginduksi badan inklusi dalam nukleus sel tubulus proksimal ginjal.<ref name="organel"/> Keadaan ini menyebabkan terjadinya sintesis [[DNA]], [[RNA]], dan protein.<ref name="organel"/> [[Adenokarsinoma]] ginjal yang diinduksi oleh timbal, diduga disebabkan oleh mekanisme ini.<ref name="organel"/> Organel subseluler dapat meningkatkan atau mengurangi pergerakan logam melintasi membran biologis ini, sehingga mempengaruhi tingkat keracunannya.<ref name="organel"/> Selain itu, protein tertentu dalam [[sitosol]], lisosom, dan [[nukleus]] dapat mengikat logam beracun, misalnya '''Cd''', '''Pb''', dan '''Hg'''.<ref name="organel"/>
== Faktor yang Mempengaruhi Toksisitas Logam ==
[[Berkas:Merkuri 04.jpg|thumb|350px|Struktur Ikatan Metil Merkuri]]
[[Berkas:Etil merkuri.jpg|thumb|250px|Struktur Ikatan Etil Merkuri]]
* Tingkatan konsumsi dan banyaknya logam di alam
Umumnya, makin tinggi kadar logam yang terdapat di alam, makin tinggi pula efek keracunan yang ditimbulkan oleh logam tersebut.<ref name="Faktor"> {{en}}
* Bentuk kimia
Senyawa anorganik [[merkuri]] berpengaruh pada ginjal, sedangkan senyawa [[metil merkuri]] dan [[etil merkuri]] akan berpengaruh pada [[susunan saraf]].<ref name="Faktor"/> Pada saat ini, senyawa merkuri bersifat lipofitik, sehingga meracuni [[darah]] dan [[otak]].<ref name="Faktor"/> Senyawa [[tetra etil timbal]] juga dapat mempengaruhi susunan saraf.<ref name="Faktor"/>
* Kompleks [[protein]]-logam
Berbagai kompleks [[protein]] - logam dibentuk dalam [[tubuh]].<ref name="Faktor"/> Contohnya, kompleks protein-logam yang dibentuk dengan [[timbal]], [[bismut]], dan [[merkuri-selenium]] secara mikroskopik dapat terlihat sebagai badan inklusi dalam sel yang tercemar logam.<ref name="Faktor"/> [[Besi]] dapat bergabung dengan protein untuk membentuk [[feritin]] yang bersifat larut dalam air atau [[hemosiderin]] yang tidak larut dalam air. Kadmium dan beberapa logam lain, seperti [[tembaga]] dan [[zink]] bergabung dengan [[metalotionein]], suatu protein dengan bobot molekul rendah.<ref name="Faktor"/> Kompleks protein kadmium '''(Cd)''' tidak begitu beracun, jika dibandingkan dengan''' Cd<sup>2+</sup>'''.<ref name="Faktor"/> Tetapi, dalam sel [[tubulus ginjal]], kadmium-metalotionein melepaskan '''Cd<sup>2+</sup>''' dan menyebabkan keracunan.<ref name="Faktor"/>
* Faktor usia dan berat badan
Pada orang yang usianya muda,seperti anak-anak, biasanya lebih rentan diserang keracunan logam daripada orang dewasa.<ref name="usia"> {{en}} Clarkson, T.W.(1981) Dose-Response Realationship for Adult and Prenatal Exposures to Methyl Mercury. In: Measurements of Risks. Eds. G.G.Berg and H.D. Maillie, hlm.111-130.New York:Plenum Press.</ref> Hal ini disebabkan karena kepekaan dan tingkat penyerapan dalam saluran pencernaan pada mereka lebih besar. Selain itu, pada anak-anak yang mempunyai berat badan sangat kecil, lebih mudah diserang oleh racun logam.<ref name="usia"/> Faktor-faktor [[diet]] yang menyebabkan [[defisiensi protein]], [[vitamin C]], dan [[vitamin D]] dapat meningkatkan keracunan logam. Logam timbal dan merkuri, dapat melintasi [[plasenta]] dan mempengaruhi [[janin]].<ref name="usia"/> Dari penelitian, [[bayi]] yang terkena racun logam dalam kandungan ibunya, akan dipengaruhi secara berlebihan daripada ibunya.<ref name="usia"/>
== Efek Toksik yang Umum ==
=== Karsinogenisitas ===
[[Karsinogenisitas]] adalah induksi atau peningkatan [[neoplasia]] oleh zat-zat kimia.<ref name="karsi"> {{en}} Principles for the Testing and Evaluation of Drugs for Carcinogenicity. WHO Tech. Rep. Ser. 426.</ref> Beberapa logam bersifat karsinogenik pada manusia dan [[hewan]].<ref name="efek"> {{en}} Sunderman, F.W.Jr., and Barber, A.M. (1988) Fingerloops, Oncogenes and Metals. Ann. Clin. Lab. Sci. 18:267-288.</ref> Logam-logam tersebut adalah [[arsen]], [[kromium]], [[berilium]], kadmium, dan [[sisplatin]]. Logam-logam tersebut bersifat karsinogenik melalui cara kerja ganda, misalnya penggantian '''Ni<sup>2+</sup>''', '''Co<sup>2+</sup>''', '''Cd<sup>2+</sup>''', dan '''Zn<sup>2+</sup>''' dalam pengubahan protein serta cedera pada sitoskeleton karena logam tertentu yang mempengaruhi ketetapan polimerase dalam biosintesis DNA.<ref name="efek"/>
=== Fungsi Imun ===
Konsumsi makanan yang mempunyai bahan logam beracun dapat mengakibatkan penghambatan berbagai fungsi imun.<ref name="efek"/>
Logam-logam lain, seperti berilium, kromium, nikel, [[emas]], merkuri, platina, dan [[zirkonium]] dapat menginduksi reaksi hipersensivitas.<ref name="efek"/>
<center>'''Reaksi Hipersensitivitas Terhadap Logam'''</center>
{|class=prettytable
|-
!Logam
!Jenis reaksi
!Ciri-ciri klinis
!Mekanisme reaksi
|-
|Platina
|I
|[[Asma]], [[konjunktivitas]], [[urtikaria]], [[anafilaksis]]
|IgE bereaksi dengan antigen dalam [[sel mast]]/basofil dan melepaskan [[amin vasoreaktif]]
|-
|Emas, [[garam]] organik
|II
|Trombositopenia
|IgG mengikat komplemen dan antigen dalam sel, mengakibatkan kerusakan sel
|-
|Uap merkuri
|III
|[[Glomerulonefritis]], [[proteinuria]]
|Antigen, antibodi, dan endapan komplemen pada permukaan [[epitel]] dasar glomerulus
|-
|Kromium, nikel, berilium, zirkonium
|IV
|[[Dermatitis]] kontak, pembentukan [[granuloma]]
|Sel T yang sensitif bereaksi dengan antigen dan menyebabkan reaksi hipersensitivitas tertunda
|}
=== Susunan Saraf ===
Susunan saraf sering menjadi sasaran logam beracun, karena kerentanannya.<ref name="saraf"> {{en}} Bondy, S.C., and Prasad, K.N. (1988) Metal Neurotoxcity. Boca Raton, Fla.: CRC Press.</ref> Tetapi, sekalipun logamnya sama, bentuk fisikokimianya sering menentukan sifat toksisitasnya.<ref name="saraf"/> Uap logam merkuri dan metil merkuri dengan mudah dapat memasuki susunan saraf dan menginduksi efek racun.<ref name="saraf"/> Senyawa merkuri anorganik tidak dapat memasuki susunan saraf dalam jumlah yang cukup banyak, sehingga tidak bersifat neurotoksik.<ref name="saraf"/> Senyawa organik timbal bersifat neurotoksik, sedangkan senyawa timbal anorganik mempengaruhi sistem hem.<ref name="saraf"/> Pada tingkat pemakaian yang tinggi, senyawa-senyawa ini dapat menginduksi ensefalopati yang mengakibatkan defisit fungsi kejiwaan pada anak-anak kecil.<ref name="saraf"/> Logam lain yang bersifat neurotoksik adalah tembaga, [[trietiltin, emas, [[litium]], dan [[mangan]].<ref name="saraf"/>
=== Ginjal ===
Sebagai organ ekskresi utama dalam tubh, ginjal juga sering menjadi organ sasaran.<ref name="saraf"/> Kadmium mempengaruhi sel tubulus proksimal ginjal, sehingga menyebabkan ekskresi protein [[molekul]] kecil, [[asam amino]], dan [[glukosa]] bersama [[urin]].<ref name="saraf"/> Selain itu, kromium, platina, dan senyawa merkuri anorganik juga menginduksi kerusakan ginjal, terutama pada tubulus proksimal.<ref name="saraf"/>
===
Sistem pernapasan adalah organ sasaran utama bagi sebagian besar logam.<ref name="saraf"/> Banyak logam menyebabkan iritasi dan radang saluran napas, bagian yang dipengaruhi bergantung pada jenis logam dan tingkat pemakaian.<ref name="saraf"/> Pada tingkat pemakaian yang tinggi, kromium mempengaruhi lubang [[hidung]], arsen mempengaruhi [[bronki]], dan berilium mempengaruhi [[paru-paru]].<ref name="saraf"/>
| |||