Catatan Kimia Zat Toksik #4

Pada pertemuan ini, dilanjutkan materi sebelumnya yang membahas mengenai pengaruh eksogen terhadap cacat bawaan. Jika sebelumnya sudah dibahas komponen pengaruh eksogennya seperti radiasi, bakteri, virus, obat-obatan, dan lainnya. Komponen dari pengaruh eksogen yang dibahas di sini adalah pengaruh faktor multifaktorial. 

Pengaruh multifaktorial merupakan pengaruh terhadap lebih dari satu gen, dan interaksi antara genom dan faktor lingkungannya. Spesies atau ras yang berbeda dapat memberikan respon yang berbeda terhadap teratogen. Teratogen dapat berinteraksi dengan gen yang disukai, teratogen lain, atau agen non teratogenik, dapat menyebabkan cacat bawaan pada dosis yang tidak menyebabkan efek teratogenik jika tidak berinteraksi. Ketidakstabilan selama proses perkembangan embrio-fetus, sehingga pengaruh yang ringan (yang tidak diketahui) dapat juga menyebabkan cacat bawaan. Kekurangan atau kelebihan dalam makanan seperti kekurangan vitamin A, D, D, nikotinamid, Zn, Mn, Mg, dan Co. Dengan adanya hal demikian, maka sering ditemukan cacat bawaan yang tidak jelas. Dan itu bisa dimasukkan ke dalam kelompok ini. Jadi, suatu penyebab yang tidak jelas, misalnya padahal hanya mengkonsumsi obat yang sejauh ini dinyatakan aman, tapi ternyata menyebabkan suatu cacat bawaan, yang dalam hal ini dimungkinkan akibat dari faktor multifaktorial tersebut. Misalnya karena kondisi ibu hamilnya yang tidak stabil misal ibu hamil tersebut mengalami stres sehingga kurang nafsu makan sehingga kekurangan nutrisi, maka hal ini yang bisa menjadi penyebabnya. Dengan demikian, seorang ibu hamil harus siap secara fisik dan mental. Keluarganya juga harus dapat menjaga ibu hamil tersebut.

Berikut merupapakan skema embriogenesis:

Sejak hari pertama, sel telur yang sudah dibuahi mengalami proliferasi, diferensiasi, dan migrasi ke uterus. Selanjutnya pada hari ke-20 hingga hari ke -60 akan terjadi organogenesis atau terjadi pembentukkan organ-organ yang sesungguhnya. Apabila zat teratogen masuk pada masa ini, maka organogenesis menjadi terganggu, terjadi ketidaknormalan organnya. Sejak hari ke-50 telah terjadi histogenesis hingga hari ke-90, dalam masa ini terjadi pembentukkan jaringan. Begitu pula pada masa ini, apabila zat teratogen masuk, maka histogenesis menjadi terganggu, neonatus mengalami ketidaknormalan jaringan. Pada masa yang kurang lebih sama, dimulai pada sekitar hari ke-60 sampai hari ke-280, telah terjadi functional maturation, apabila zat teratogen masuk ke dalam fase ini, maka pematangan fungsi-fungsi organ maupun jaringannya mengalami gangguan. 

Hal ini menjadi hal yang perlu diperhatikan pada wanita, bahwa teratogen sudah dapat memberikan pengaruh semenjak hari pertama. Oleh karena itu, wanita harus cepat mengetahui kondisinya sedang hamil atau tidak, sehingga akan lebih baik jika kehamilannya direncanakan, dengan demikian, dapat mengontrol kehamilan sejak hari pertama. 

Berikut merupakan skema pengaruh teratogen terhadap perkembangan neonatus. 

Teratogen yang masuk pada masa perkembangan neonatus dapat menyebabkan hal-hal tertentu bergantung dari pada masa yang mana teratogen masuknya dan seberapa besar potensi dosisnya. 

Panah berwarna hitam menunjukkan masuknya teratogen pada masa perkembangan neonatus. Apabila teratogen masuk pada masa pembentukkan gamet, maka dua kemungkinan yang dapat terjadi, apabila potensi teratogennya besar maka orang tersebut dapat mengalami sterilitas atau tidak bisa hamil, artinya sel telur yang dihasilkan tidak bisa dibuahi. Sementara apabila potensinya kecil, maka gamet dapat dibuahi sehingga dapat lanjut ke masa blastokist. 

Apabila teratogen masuk pada masa blastokist, jika potensinya besar, maka dapat menyebabkan kematian pada blastokist tersebut, sementara apabila potensinya kecil, maka dapat berlanjut perkembangannya menjadi embrio. 

Ketika sudah menjadi embrio, apabila teratogennya memiliki potensi yang besar, kemungkinan kematiannya kecil, meskipun demikian, embrio dapat mengalami gangguan struktur atau mengalami kecacatan secara morfologi. Apabila potensinya kecil, maka embrio berlanjut perkembangannya menjadi fetus. 

Ketika masuknya pada masa fetus, jika potensinya besar, kemungkinan kematiannya juga kecil, tetapi akibatnya fetus akan mengalami gangguan fungsional. Sementara apabila potensinya kecil, fetus dapat berkembang menjadi neonatus natal. 

Berikut merupakan pengaruh teratogen terhadap perkembangan embrio manusia berkaitan dengan hubungan waktu terhadap perkembangan organnya:

Jadi, kalau misalnya teratogen masuk pada hari ke-21, organ yang akan terganggu perkembangannya adalah jantung dan otak. Sementara pada hari sekitar ke-30 mata dan ekstrimitas akan mengalami gangguan, selain itu, jantung dan otak juga tetap mendapat pengaruh. Dan apabila sekitar hari ke-45, maka perkembangan genital yang akan terganggu. Artinya, pada wanita hamil, semasa kehamilannya, tidak ada waktu yang aman apabila zat teratogen masuk.

Teratogen memiliki mekanisme kerja tertentu sehingga menyebabkan cacat pada janin. Dalam hal ini terdapat 9 macam mekanisme kerjanya yaitu mutasi, penyimpangan kromosom, gangguan mitosis sel somatik fetus, gangguan terhadap asam nukleat, kekurangan substrat, kekurangan gizi, inhibisi enzim, perubahan osmolaritas, dan perubahan permeabilitas membran.

1. Mutasi

Apabila terjadi mutasi pada sel benih, maka kecacatan akan dapat diturunkan. Sementara jika terjadinya pada sel somatik, maka kecacatan hanya terjadi pada fetus yang bersangkutan. Jika sel yang dipengaruhi tidak terlalu besar, maka hal ini jarang menyebabkan kecacatan.

2. Peyimpangan kromosom

Penyimpangan terjadi apabila adanya pembelahan mitosis yang menyimpang. Pembelahan mitosis yang terjadi ini dapat terjadi pada sel benih atau selama miosis produksi sperma dan sel telur.

3. Gangguan mitosis sel somatik fetus

Sel somatik fetus dapat mengalami gangguan mitosis misalnya saat pembentukkan gelendong atau sintesis DNA. Gangguan ini bisa diakibatkan oleh teratogen seperti sitosin arabinosa. Gangguan juga dapat terjadi dengan mengakibatkan pembagian kromatid yang salah, hal ini bisa diakibatkan oleh teratogen seperti vinkristin, vinblastin, dan kolkhisisn.

4. Gangguan terhadap asaam nukleat

Gangguan ini dapat mempengaruhi replikasi dan transkripsi asam nukleat atau pada saat translasi RNA. Hal ini bisa diakibatkan oleh teratogen seperti zat pengalkil, antimetabolit, dan zat penginterkalasi. Terkait dengan teratogen ini, ada 2 macam, yaitu teratogen langsung dan teratogen tidak langsung. Teratogen langsung artinya di spesies manapun, akan secara langsung dapat menyebabkan kecacatan. Sementara teratogen tidak langsung, memerlukan bioaktivasi terlebih dahulu, sehingga tiap spesies akan beda responnya, karena tiap spesies memiliki enzim pemetabolisme yang berbeda-beda, sehingga efeknya terhadap teratogen juga berbeda. Contoh teratogen sekunder adalah Talidomid dan Aflatoksin. 

Berikut adalah contoh teratogen ang berperan dalam memberikan gangguan terhadap asam nukleat:

• Sitosin arabinosa, bekerja dengan cara menghambat DNA polimerase.
• Mitomisisn C, bekerja dengan cara menyebabkan cross-linking.
• 6-Merkaptopurin, bekerja dengan cara mengeblok penggabungan prekursor adenilat dan guanilat.
• Aktinomisin D, bekerja dengan cara menginterkalasi DNA dan mengikat deoksiguano-sin, juga mengganggu transkripsi RNA dan menyebabkan kesalahan penggabungan basa.
• 8-Azaguanin yang mana merupakan analog guanin. 
• Puromisin dan sikloheksimid, bekerja dengan cara mengeblok transfer rRNA dan mengemblok sintesis protein.
• Streptomisin dan linkomisin, bekerja dengan cara menyebabkan salah baca mRNA dan mengeblok sintesis protein.

5. Kekurangan substrat

Dalam proses pembentukkan organ, terdapat banyak unsur yang diperlukan seperti asam folat, zat besi, vitamin dan elemen penting lainnya, sehingga kekurangan unsur-unsur teresbut dapat menyebabkan kecacatan atau kelainan bawaan. Masa persiapan dan masa kehamilan merupakan faktor yang menentukan tingkat risiko kelainan bawaan. Di lain sisi, di masa tersebut kebutuhan vitamin dan mineral menjadi meningkat sebanyak 225%. Oleh karena itu, sangat penting untuk ibu hamil dalam memperhatikan kebutuhan unsur-unsur tersebut, jangan sampai kekurangan karena akibatnya dapat menyebabkan kecacatan janin tersebut. Di bawah ini merupakan tabel yang menjelaskan berbagai macam akibat terhadap ibu dan bayinya apabila kekurangan unsur yang disebutkan di bawah ini:

6. Kekurangan gizi

Kekurangan gizi terkait dengan kebutuhan karbohidrat, protein, dan sebagainya dapat menyebabkan hipoglikemi, hipotaksia, dan gangguan glikosis oleh 6-aminonikotinamid. Dengan demikian, apabila metabolisme terganggu, perkembangan janin juga akan terganggu.

7. Inhibisi enzim

Beberapa teratogen dapat menginhibisi enzim, sehingga enzim tidak dapat bekerja dengan baik pada saat melakukan metabolisme. Akibatnya, perkembangan janin juga menjadi terganggu. Contoh teratogennya adalah 5-Fluorourasil,Sitosin Arabinosa, antagonis Fola, dan 6-Aminonikotinamid. 5-Flurourasil dapat mempengaruhi enzim timidilatsintetase, Sitosin Arabinosa dapat mempengaruhi enzim DNA polimerase, antagonis Folat terhadap Dihidrofolat reduktase, dan 6-Aminonikotinamid terhadap glukosa-6-folat dehidrogenase. 

8. Perubahan osmolaritas

Misalnya karena hipoksia, adanya larutan hipertonik, dan adanya hormon tertentu. Selain itu, Tripan blue, Benhidril piperazin, serta perubahan permeabilitas membran juga dapat menyebabkan perubahan osmolaritas. Tripan blue dapat menyebabkan perubahan cairan pada embrio rudent, sehingga mengakibatkan cacat otak, mata kolom vertebral, dan sistem kardiovaskuler. Sementara Benhidril piperazin dapat menyebabkan udema pada embrio dan mengakibatkan cacat orofacial pada tikus. Perubahan permeabilitas membran tentunya juga berpengaruh terhadap perubahan osmolaritas, dalam hal ini pemberian vitamin A dalam dosis tinggi dapat menyebabkan hal tersebut.

Ibu hamil yang alkoholik juga berisiko terhadap kecacatan pada janin. Alkohol yang dikonsumsi dapat bermetabolisme menjadi asam asetaldehid yang mana bersifat teratogen. Gejalanya antara lain perkembagnan dan pertumbuhan yang kurang dan adanya facial abnormalities, serta cacat pada sebagian jantung.

Sebelumnya telah dijelaskan bahwa teratogen ada yang bersifat sekunder. Dietilbesterol mengalami bioaktivasi sehingga menjadi senyawa yang bersifat teratogenik. Begitu pula Talidomid. Berikut adalah mekanisme reaksinya:

Sampai di sini selesai dibahas mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi kecacatan janin. Materi dilanjutkan dengan membahas "Toksikologi Klinik/Rumah Sakit".

Khususnya seorang apoteker, tidak bekerja di bagian penanganan keracunan. Jadi, apoteker dapat berperan dalam bagian pemeriksaan penyalahgunaan obat untuk membantu mendiagnosis dari kejadian keracunan, karena diagnosis merupakan tugasnya dokter. Meskipun demikian, tetap saja, diagnosis yang telah ditetapkan oleh dokter perlu didorong oleh data dari laboratorium. Oleh karena itu, apoteker berperan di sini dengan melakukan pemeriksaan mengenai racun apa yang ada pada pasien, apakah diagonisisnya benar atau tidaknya sehingga detoksifikasi yang akan dilakukan juga benar. 

Setelah sampel dikumpulkan, dilakukan deteksi secara cepat. Jika positif sudah diketahui racunnya, maka dilanjutkan dengan identifikasi atau uji spesifik, lalu dilakukan kuantifikasi mengenai berapa besar kadar racunnya. Kuantifikasi perlu dilakukan, karena tidak cukup hanya dengan mengetahui ada atau tidaknya racun, tapi besar kadarnya juga penting untuk diketahui.

Sampel yang dikumpulkan berupa 3 macam, yaitu urin, isi lambung, dan darah. Dengan melakukan pengujian pada ketiga macam tersebut, maka dapat diprediksi racunnya sudah sampai mana. Tentunya isi lambung merupakan tempat racun masuk paling pertama, lalu ke dalam darah, baru terekskresi bersama urin. 

Deteksi terhadap ada atau tidaknya racun dapat dilakukan dengan 2 macam cara yaitu dengan menggunakan skema 1 atau dengan skema 2. Skema 1 digunakan apabila dibutuhkan hasil deteksi yang cepat, dalam hal ini hanya urin dan isi lambung saja yang dideteksi. Sementara pada skema 2, dipilih apabila hasil deteksi tidak perlu cepat diketahui, sehingga hasil identifikasi lebih lengkap, yang diuji tidak hanya urin dan isi lambung saja, tetapi juga pada darah. 

Skema 1

Sampel langsung diuji dengan menggunakan reaksi pendahuluan. Selanjutnya, diekstraksi dengan menggunakan pelarut dan dilanjutkan denagn KLT. Khusus apabila diketahui racunnya adalah Benzodiazepin, maka dapat dilakukan tes khusus Benzodiazepin. Bila dari uji-uji tersebut diduga positif akibat obat, maka dilanjutkan uji mendalam terhadap obat yang diduga dengan menggunakan uji-uji spesifik. Hal ini dilakukan apabila pasien mungkin menggunakan lebih dari 1 obat. 

Skema 2

Dilakukan juga seperti pada skema 1 yaitu terkait dengan reaksi pendahuluannya. Pada ekstraksi digunakan solven yang lebih banyak macamnya agar lebih teliti hasil ujinya. Pemisahannya dilakukan baik ke dalam asam kuat, asam lemah, netral, maupun basa. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, dilakukan pengujian terhadap urin, isi lambung, dan juga pada darah.

Terkait dengan uji langsung atau reaksi pendahuluan yang dibicarakan di atas. Berikut adalah macam reaksi uji pada sampel urin dan kemungkinan senyawa yang dimaksud:

Sementara pada isi lambung, uji yang dilakukan antara lain dengan mengamati warna dan bau, diuji pHnya, serta dilakukan pula pengujian pendahuluan seperti pada sampel urin pada nomor 2, 4, 5, 6, 8, dan 9. Uji lain yang dilakukan antara lain tes DPA (untuk senyawa oksidator), Ferro dan Ferisianida test, dan Organofosfat test.

Lalu pada darah, yang dideteksi adalah plasma darah dan hemoglobinnya. Pada plasma darah, diuji keberadaan glukosa, salisilat, senyawa pereduksi mudah menguap, organofosfat, dan inhibitor kolinesterase, menggunakan cara uji seperti pada urin dan isi lambung. Sementara pada hemoglobin, yang diuji adalah keberadaan karbon monoksida menggunakan karboksi hemoglobin test. 

Berikut adalah ekstraksi menggunakan pelarut yang dilakukan untuk sampel urin dan isi lambung. 

Sebelum dilakukan ekstraksi pada cara di atas, dilakukan pemisahan bagian padat terlebih dahulu dengan cara difiltrasi kasar sehingga partikel-partikel kasar dapat terpisah dan selanjutnya dapat dilanjutkan seperti pada skema. 

Berdasarkan skema yang ditunjukkan pada gambar di atas. Sampel urin hanya sampai pada dihasilkannya fraksi kloroform (CHCl3) yang pertama, selanjutnya dapat langsung diidentifikasi menggunakan KLT dan dibandingkan dengan standar yang telah diduga senyawanya. Dan untuk seluruh identifikasi KLT berikutnya, selalu digunakan standar sebagai pembanding.

Untuk sampel isi lambung dilanjutkan seperti pada skema yaitu sampai dihasilkan larutan dalam kloroform. Berdasarkan gambar, sebelum dihasilkan larutan tersebut, filtrat penting untuk ditambahkan dengan asam tartrat, gunanya dalam hal ini adlah untuk melindungi residu pada saat proses penguapan.

Selanjutnya sampel berupa larutan residu hasil ekstraksi dalam kloroform diuji menggunakan KLT. Sistem KLT-nya dapat dilihat pada tiap-tiap monografi yang diprediksi. Senyawa-senyawa yang mungkin terdeteksi pada ekstrak asam (diberikan asam di awal ekstraksi) adalah senyawa Barbital, Meprobamat, Metakualon, dan senyawa asam-asam lemah lainnya. Sementara pada ekstrak basa adalah senyawa-senyawa alkaloid. 

Sementara deteksi khusus untuk Benzodiazepin dalam sampel urin dapat dilakukan dengan cara berikut:

Pada skema 2, telah dijelaskan terkait dengan reaksi pendahuluannya. Mengenai ekstraksi solvennya, sedikit diperlakukan berbeda agar mendapatkan hasil uji yang lebih teliti. Untuk sampel urin diberikan asam fosfat 10% atau asam tartrat diberikan hingga pH mencapai 3. Sementara untuk sampel isi lambung, dipisahkan material kasar, makanan, dan mukus, lalu ditambah dengan asam sulfat pada berlebih dan beberapa asam fosfat 10%, dipanaskan, dikocok lalu diaduk hingga pH mencapai 3 lalu disaring. Filtrat selanjutnya dapat diekstraksi seperti urin. Berikut adalah cara ekstraksinya: 

Sementara untuk sampel darah, sebelum diekstraksi, darah ditambah dengan heparin lalu disentrifugasi, lalu diambil saampel plasmanya dengan pH 7, selanjutnya dilakukan ekstraksi seperti pada skema di bawah ini:

Tiap fraksi dilakukan identifikasi dan kuantifikasi. Tiap fraksi dapat di-KLT, lallu diuji menggunakan spektrofotetri, dan metode analisis menggunakan instrumen lainnya.

Demikian yang bisa saya sampaikan. Mohon maaf apabila terdapat kesalahan. Semoga bermanfaat. Terima kasih sudah berkunjung.