Catatan Kimia Zat Toksik #1

Saya mendapatkan materi kuliah Kimia Zat Toksik yang pertama pada hari Jum'at. Dosen pertama yang menjelaskan materi ini adalah Pak Hayun. Beliau menjelaskan bahwa pokok-pokok yang akan dibahas antara lain:

1. Pendahuluan: Hakikat dan Variasi Efek Toksik
2. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Efek Toksik
3. Senyawa Teratogen
4. Toksikologi Klinik
5. Toksikologi Forensik
6. Pestisida
7. Senyawa Logam Toksik
8. Senyawa Mutagen
9. Senyawa Karsinogen

Dosen lainnya yang akan mengajar adalah Bu Yahdiana dan Pak Catur. 

Kimia zat toksik mempelajari dan menekankan pada toksisitas suatu senyawa kimia, variasi atau jenis tefek toksik yang muncul, faktor-faktor yang mempengaruhi dan memodifikasi respon toksik, dan tahap-tahap serta metode analisis senyawa toksik. Mata kuliah ini merupakan bagian dari ilmu toksikologi. 

Tujuan dari mempelajari materi ini antara lain:

1. Untuk memberikan perlindungan kesehatan berupa pencegahan. Misalnya, setelah kita mengetahui pada jalur apa suatu senyawa memberikan efek toksik, maka kita bisa melakukan pencegahan dari hal itu.
2. Menemukan penawarnya, sangat bermanfaat ketika ada yang keracunan.
3. Menjadi dasar untuk mendorong produksi bahan-bahan kimia seperti pestisida, industri pengolahan dan lain-lain. Dari mempelajari zat toksik yang memiliki potensi toksik tersebut, maka dapat diproduksi pestisida yang digunakan untuk membunuh serangga misalnya. 

Hakikat zat toksik adalah dari semua zat yang ditemui yang memiliki potensi toksisitas. Yang menentukan toksik atau tidaknya suatu zat tergantung dari dosis paparannya yang mana pada dosis yang tepat sesungguhnya dapat dijadikan sebagai obat. Dalam hal ini, suatu zat memiliki dosis yang berbeda-beda untuk menjadi toksik karena ada banyak faktor yang mempengaruhinya. Selain itu, jenis efek toksiknya juga berbeda-beda. 

Materi ini menjadi sangat penting karena semakin banyaknya penggunaan bahan kimia. Seiring dengan kemajuan teknologi dan tuntutan kesehatan, serta semakin kaya seseorang, memunculkan banyak keinginan. Penggunaan bahan-bahan kimia asing (xenobiotik) meningkat. Misalnya saja penggunaan suatu produk minuman berenergi untuk meningkatkan energi. Penggunaan yang salah dapat memunculkan efek toksik. Seseorang yang mengganti kebutuhan energinya dari konsumsi karbohidrat, lemak, protein dsb ke minuman berenergi, akan mendapatkan efek berbahaya dari minuman berenergi tersebut, ketiadaannya senyawa yang terlibat dalam katabolisme menyebabkan jaringan dalam tubuhnya sendiri yang berkorban, perlahan-lahan organ mengalami kerusakan, misalnya saja hati yang aktif melakukan metabolisme. 

Selain itu, dampak berbahaya juga dialami oleh petugas di pabrik yang bersentuhan dengan zat-zat kimia. Oleh karena itu, petugas yang bekerja harus mengetahui tingkat ketoksikan zat tersebut. Penggunaan APD (Alat Perlindungan Diri) dapat meminimalisasi kontak langsung dengan zat kimia. Meskipun demikian, manusia bisa lupa, sehingga risiko tetap tinggi. 

Limbah dari pabrik tersebut tentunya juga dapat meracuni lingkungan, sehingga dapat mengancam kehidupan biota-biota yang hidup. Oleh karena itu diperlukan adanya penanganan khusus untuk limbah pabrik. Dengan demikian, zat kimia perlu diuji efektifitasnya terhadap manusia dan toksisitasnya pada hewan coba sebelum digunakan.

Zat toksik dapat memberikan respon toksik yang berbeda-beda, yaitu terdiri dari:

1. Lethal, yaitu menyebabkan kematian. Biasanya kematian terjadi secara langsung setelah terkontaminasi dengan zat toksik. Hal ini disebabkan karena prosesnya berlangsung denan cepat, yaitu zat toksik langsung sampai ke situs aksi. Misalnya zat toksik tersebut langsung berinteraksi dan mempengaruhi biosintesis tubuh atau mempengaruhi fisiologis tubuh, seperti pelebaran pembuluh darah berlebihan yang akibatnya pasokan oksigen ke otak menjadi berkurang. Contoh lain, zat toksik mempengaruhi suatu enzim yang berkaitan dengan sintesis neurotransmitter yang akibatnya menyebabkan kejang apada paru-parus sehingga menyebabkan tidak dapat bernafas. 
2. Non directly lethal, yaitu suatu efek toksik mematikan yang muncul secara tidak langsung. Misalnya terdapat suatu zat toksik yang dapat merusak jaringan hati, perlahan-lahan makin banyak jaringan hati yag rusak sehingga perlahan-lahan tidak mampu menyokong kehidupan. 

Berikut merupakan variasi atau jenis-jenis dari efek toksik:

1. Lokal-sistemik. Suatu zat toksik dapat memberikan efek lokal atau sistemik. Tetapi ada juga zat toksik yang dapat menimbulkan keduanya. mIsalnya amoniak, pada dosis rendah hanya akan memberikan efek lokal, tetapi jika dosisnya tinggi, bisa sampai menyebabkan efek sistemik.
2. Reversibel/irreversibel. Misalnya zat toksik pada kadar rendah dapat reversibel, misalnya zat toksik yang menyebabkan inhibisi enzim. Contoh zat yang irreversibel adalah zat toksik dengan kadar tinggi yang menyebabkan kanker, mutasi, sirosis, dan kerusakan saraf. 
3. Segera-ditunda. Suatu zat dapat memberikan efek toksik segera, contohnya sianida. Ada juga yang ditunda akibat proses imunologi baru menimbulkan efek toksiknya, misalnya zat toksik yang menimbulkan reaksi alergi. 
4. Morfologis, fungsional, atau biokimia.
5. Reaksi alergi atau idiosinkrasi. Idiosinkrasi sama seperti alergi yang mana merupakan respon terhadap suatu senyawa, hanya saja responnya tidak biasa, misalnya kafein dalam teh dan kopi yang memiliki efek diuretik, tetapi ada juga orang tertentu yang tidak mengalaminya. 
6. Respon bertingkat-respon krantal (ada/tidak).

Toksisitas tidak mempengaruhi organ secara merata karena setiap zat toksik memiliki targetnya sendiri yang mana paling tinggi afinitasnya. Misalnya suatu zat toksik mempengaruhi enzim X, maka organ yang menjadi sasaran adalah organ yang memiliki enzim X tersebut. Misalnya ada suatu zat toksik yang mempengaruhi enzim sitokrom P450 yang mana terdapat dalam sel hati, maka organ hati tersebutlah yang terpengaruh.

Berikut merupakan organ-organ yang menjadi sasaran efek toksik:

1. Neuron dan otot jantung, merupakan organ yang peka dan paling banyak dipengaruhi oleh zat toksik. Misalnya zat toksik menyebabkan penurunan kadar oksigen yang kemudian kekurangan oksigen tersebut kedua organ ini langsung berespon. Contohnya adalah CO (karbon monoksida) yang dapat mempengaruhi ikatan oksigen dengan hemoglobin.
2. Sel-sel tulang, mukosa usus, rambut, menjadi organ sasaran dari zat toksik yang mempengaruhi pembelahan sel atau pertumbuhan. 
3. Hati dan ginjal, merupakan organ sasaran utama zat toksik  karena setiap zat toksik yang melalui aliran darah akan dapat mencapai organ ini. 
4. Sistem saraf otak, dipengaruhi oleh zat toksik yang dapat menembus sawar darah otak, misalnya zat toksik yang organik yang bersifat lipofilik. Tetapi tidak untuk yang anorganik karena tidak bersifat lipofilik. 
5. DNA, menjadi paling peka apabila zat toksik berupa radiasi sinar UV atau ion.
6. Jaringan alveoli, dipengaruhi oleh zat toksik yang mudah menguap dan memasuki saluran pernafasan.
7. Mata dan telinga bagian dalam, dipengaruhi oleh zat toksik yang memiliki afinitas besar pada melanin di organ tersebut.

Beberapa zat dapat mengalami bioaktivasi di dalam hati, artinya dapat teraktivasi menjadi zat toksik akibat metabolisme di dalam hati. Contoh zat yang mengalami bioaktivasi antara lain bromobenzena, CCl4, dan 4-ipomeanol. Sementara toluena, tidak mengalami bioaktivasi, melainkan biodegradasi. Dioksidasi sehingga menjadi lebih polar sehingga mudah dieliminasi.

Berikut merupakan mekanisme efek toksik yang mana didasarkan pada sifat kimia molekul sasaran:

1. Protein struktural, contohnya membran plasma dan membran organel, contoh zat yang mempengaruhinya adalah heksan.
2. Enzim, contohnya asetilkolin esterase (contoh zat toksiknya organofosfat (insektisida)), dan sitokrom oksidase (contoh zat toksiknya sianida).
3. Carrier, contohnya hemoglobin, contoh zat toksiknya CO.
4. Koenzim, contohnya tiamin pirofosfat (contoh zat toksiknya piritiamin).
5. Lipid, contohnya asam lemak polienoat, menyebabkan jaringan nekrosis (contoh zat toksiknya CCl4).
6. Asam nukleat, contoh zat toksiknya zat karsinogenik dan teratogenik.

Terdapat beberapa literatur yang dapat dibaca untuk menambah pengetahuan materi ini antara lain buku yang berjudul "Principle of Toxicology" dan "Toxicology and Biochemistry".

Demikian yang dapat saya tuliskan mengenai materi ini. Tentunya tidak lepas dari kesalahan, mohon maaf apabila terdapat kesalahan. Semoga bermanfaat. Terima kasih sudah berkunjung :D