UJI TOKSISITAS
Pendahuluan
Uji toksisitas dapat dilakukan dengan 2 cara : a) Kualitatif Biasanya dilakukan atas dasar gejala penyakit yang timbul Akibat Akib t tid tidak k spesifiknya ifik gejala/penyakit j l / kit akibat keracunan (tidak ada/belum didapat gejala yang khas / “pathognomonik” bagi setiap keracunan b) Kuantitatif K tit tif
Uji toksisitas t k i it
Kuantitatif
• Uji toksisitas terhadap hewan uji • Penelitian epidemiologi
2 Cara Kualitatif
• Berdasar atas gejala yang timbul • Respon tubuh terhadap racun tidak spesifik p karena belum ada yang khas (Pathognomonik)
Uji Kualitatif Gejala Keracunan & Penyebabnya Gejala
Penyebab
Fibrosis
SiO2, Fe, Asbest, CO, Co, dll
Granuloma
Be, Bakteri, Fungi,dll
Demam
Mn, Zn, Co, Pb, dll
Alergi
Ni, TDI, Cr, berbagai zat organik, dll
Asfiksia
CO, H2S, CO2, SO2, NH3, CH4
Mutagenesis
Radiasi pengion, benzene, metil Hg
Karsinogenesis
Aminodifenil Asbest Aminodifenil, Asbest, benzidine benzidine, vinilkloroda
Teratogenesis
As, F, metil Hg, TEL, benzene
Keracunan sistemik*
Pb, Cd, Hg, F, Va, P, Bo, Ti, TEL
*) keracunan sistemik, dengan racun yang sengaja dibuat untuk meningkatkan ekonomi, disebut racun ekonomi (pestisida)
G Granuloma l (Be) (B )
Fibrosis
Asfiksia
T Teratogenesis t i Hewan
Manusia
Analisis Kuantitatif Sebelum melakukan uji kuantitatif : Kenali sifat kimia kimia-fisika fisika xenobiotik Penting !!!
Untuk menentukan : • Portal entri dalam uji toksisitas • Hewan uji yang akan digunakan
Analisis Kuantitatif Istilah untuk menyatakan toksisitas suatu zat :
Dosis Letal (LD)
• •
Jumlah zat yang betul – betul masuk ke dalam tubuh organisme uji yang menyebabkan respons berupa kematian organisme uji Untuk mencari dosis aman menggunakan LD50 (dosis yang mematikan 50% organisme uji))
Konsentrasi Letal (LC)
• •
Konsentrasi zat yang berada di luar tubuh organisme yang
menyebabkan respons berupa kematian organisme uji
Mempermudah menentukan konsentrasi zat yang aman yang boleh ada di lingkungan
Analisis Kuantitatif Istilah toksisitas yang lain untuk menentukan dosis aman :
NOEL (no observed effect level)
NOAEL (no observed adverse effect level)
NOAEL NOEL
Analisis Kuantitatif Penting untuk mengenal rantai makanan :
Tujuan : Memprediksi perginya racun apabila racun memasuki lingkungan tertentu zat yang terakumulasi di dalam organisme tentunya akan t k terakumulasi l i pula l di organisme dengan tingkat trofis yang lebih tinggi
Uji toksisitas dilakukan berurutan dengan melihat tingkat trofis organisme uji
Analisis Kuantitatif
Gambar Rantai Makanan, Ukuran dan Tingkat Trofis
Uji Toksisitas T k i it
Tujuan : Menilai efek akut, akut sub akut & kronis
Uji dilakukan berdasarkan waktu Merupakan kendala utama
3 (tiga) kelompok uji toksisitas : 1)
Uji Akut / Uji Tingkat I Uji jangka pendek
2)
Uji Sub kronis / Uji Tingkat II
3)
Uji Kronis / Uji Tingkat III
0
1-
LD50, LC50, dermal dan iritasi mata Uji mutagenisitas/karsinogen tk tk. 1 Sensitivitas kulit Uji 90 hari – tikus, mencit
Metabolisma/farmakokinetika pada hewan
Skema Ujij Toksisitas Secara lengkap :
2-
Teratologi Uji mutagenisitas/karsinogen tk. 2
3-
Studi 90-180 hari pada anjing atau monyet
Reproduksi
4Toksisitas kronis-tikus, mencit
5-
6-
Uji mutagenitas tk 3
Uji Tingkat I Terdiri atas :
• • •
Uji dosis-respons untuk mencari LD/LC dan kemungkinan kerusakan berbagai organ Uji iritasi mata dan kulit Screening pertama terhadap mutagenisitu (SAL, MOLY, ABS dan SCE)
SAL = Ames Salmonella/microsome mutagenesis assay ABS = Assay for chromosome abberation SCE = Sister chromated exchange induction MOLY = Mouse lymphoma L5178Y cell mutagenesis assay
Uji Tingkat I Uji D Dosis i – Respons R untuk k mencarii LD/LC :
Dilakukan sesuai : • sifat fisis kimiawi xenobiotik, • pemilihan organisme (derajat rendah) yang paling relevan berdasarkan portal entri
Lama pengujian : 24 – 96 jam
Tahapan T h : • Tahap I : untuk perkiraan kasar letak rentang dosis LD/LC 50/100 yang dicari dengan g cara Least Square q atau Metode Probit
Uji LD 50
Uji LC50
Uji Tingkat I Uji IIritasi i iM Mata & K Kulit li :
Dikenal sebagai : Draize Test
Uji iritasi mata : zat yang akan diuji dimasukkan pada salah satu matanya, mata yang lain sebagai kontrol
• •
Jenis hewan uji : kelinci albino
•
Hasil dinilai dari gejala yang timbul pada mata :
Waktu pemantauan : setelah 24 jam, 48 jam & 96 jam
edema, kekeruhan kornea, reaksi terhadap cahaya, pelebaran vaskuler dan kemerahan
Uji Tingkat I Uji Iritasi Kulit :
Bisa dilakukan langsung pada kulit Tujuan : • Untuk mencari iritasi primer, sensitisasi kulit, foto-toksisitas dan foto sensitisasi
A. Uji iritasi primer :
B. Uji sensitisasi kulit :
• dilakukan pada kulit punggung, kulit telinga atau mencelupkan seluruh tubuh hewan ke dalam cairan uji (2 uji terakhir sudah tidak digunakan lagi)
• untuk mengetahui apakah xenobiotik menggangu sistem imunitas • hewan uji : mencit (guinea pig)
• evaluasi : setelah 24, 48 & 96 jam
• hewan uji diberi xenobiotik 3 hari sekali selama 2 minggu, dengan selang istirahat 2minggu
• skor k keparahan k h secara numerik ik
• evaluasi l i : setelah l h 24 24, 48 & 96 jjam
• hewan uji : kelinci albino
Uji Tingkat I Uji Iritasi Kulit : C. Uji Fototiksiti & Fotosensitisasi:
D. Uji Mutagenisitas :
• untuk melihat efek dari kombinasi xenobiotik dengan cahaya, y terutama sinar UV
• SAL (Ames test) bersifat reverse mutation test hewan uji : Salmonella typhmurium • Uji essei untuk aberasi kromosom : Uji ABS, SCE & MOLY mekanisme aberasi setiap test berbeda yang dicari : - kromosom terputus (breaks), (breaks) - terjadi pertukaran antar bagian kromosom (sister chromatid) • hewan uji : sel hidup sel sumsum tulang tikus, sel limfosit tikus penderita kanker kanker,dsb dsb
• merupakan modifikasi dari uji sebelumnya (setelah aplikasi xenobiotik, dilakukan penyinaran dengan UV) • hewan uji : mencit (guinea pig); kelinci albino •evaluasi : setelah 24 24, 48 & 96 jam
• dilakukan dengan uji SAL, ABS, SCE & MOLY
Uji Tingkat I Uji akut dan khronis telah terlaksana dalam tahun ke-1 uji ini dilakukan pada sel derajat rendah
tidak dapat mewakili uji jangka panjang PENTING !!!
Terutama jika data uji akan diekstrapolasikan pada manusia
Uji Tingkat II
Mewakili uji subkronis Waktu essei :
• • •
Aplikasi pada kulit Studi inhalasi Uji oral
• •
Dosis tinggi menyebabkan kematian D i ringan Dosis i menunjukkan j kk NOEL
: 30 hari : 30 – 90 hari : 90 hari
Tujuan : mendapatkan nilai NOEL atau NOAEL, dst Dosis yang diujikan divariasikan 3-4 variasi : Hewan uji : tikus, anjing atau kera ; (jantan : 10-20 ekor & betina : 10-20 ekor pada setiap level dosis yang diberikan) Observasi yang dilakukan terhadap: setiap ti organ tubuh, t b h mortalitas, t lit morbiditas, bidit mata, t konsusmsi k i makanan, berat badan, respons neurologis, perilaku tidak normal, respirasi, elektro kardiogram (EKG), elektro-encefalogram (EEG), hematologi, biokimia darah, analisis urin & tinja, kerusakan orgn makroskopis
Uji Tingkat II Tujuan Observasi yang dilakukan : Skrining kedua terhadap mutagenisiti Uji teratologi & uji reproduktif Uji farmakokinetik Uji perilaku Uji interaksi, seperti sinergisme, antagonisme dan aditivisme semuanya diselesaikan dalam waktu dua-setengah tahun
Uji Tingkat III/Uji Kronis
Dilakukan dalam jangka panjang Mewakili separuh usia hidup hewan uji, bahkan lebih dari satu generasi Y Yang dilih t : rentang dilihat t d i yang menyebabkan dosis b bk efek f k ringan i d dan berat
• • •
Bila rentang sempit zat berbahaya Bila rentang lebar zat tidak/kurang berbahaya Contoh : - Rentang CO : (100 – 250) mg/m3 - Rentang kafein : (100 mg – 10 gr)/m3 kafein dianggap kurang berbahaya
Uji terpenting : Uji karsinogenitas, teratogenitas & reproduksi
Uji Tingkat III/Uji Kronis Tujuannya untuk menguji :
Mutagenisiti pada mamalia Karsinonegisiti pada tikus selama 2 tahun Farmakokinetika pada manusia bila relevan Klinis pada manusia D t epidemiologis Data id i l i untuk t k efek f k tterhdap hd eksposur k akut k td dan kronis Pengujian suatu zat, tergantung pada penggunaannya dan kemungkinan eksposur yang dapat diterima manusia/masyarakat
Uji Tingkat III/Uji Kronis
D l Dalam ujiji tingkat i k III :
• •
Cari spesies yang cukup sensitif Ambil spesies p dengan g mutasi spontan yang moderat (1,5%)
Uji Mutagenisitas : Mendasari semua proses perubahan genetik Hasil akhir : mutasi pada
• • •
sel genetik terjadi mutan sel somatik terjadi kanker Sel embrio terjadi monster atau cacat bawaan
Uji teratogenitas : pada mamalia & jenis pakis/ ferns
Uji karsinogenitas : pada mamalia (jantan & betina) pada d b berbagai b i ffase pertumbuhan dan berbagai portal entri
Organ Diperiksa Secara Patologi pada Uji Subkhronis& Khronis Adrenall Ad Sumsum Tulang, Tulang Caecum Colon Duodenum Esofasgus Mata Kandung empedu Ileum/usus halus Jejunum/usus halus Ginjal
Laring L i Hati Paru-paru, bronkhi Kelenjar limfe Kelenjar susu Rahang bawah Ronga hidung Indung telur P ti id Paratiroid Pituitari Prostat Rektum
Kelenjar K l j ludah l d h Saraf skiatika Vesika seminales Kulit Limpa Saraf spinales Lambung Testes Ot t paha Otot h Timus Kandung kencing Uterus, dll
Uji Toksisitas & Rantai Makanan
Hakekat H k k ujiji toksisitas k i i :b berdasarkan d k ujiji pada d taraff trofis fi d darii yang terendah sampai yang tertinggi
Hewan uji dari berbagai tingkat trofis berbeda dengan lokasi geografis dipilih atas dasar hewan dan/atau tanaman yang ada
C t hh Contoh hewan ujiji :
•
Untuk perairan : dapat dilihat di buku Standard Method for the Examination of Water & Waste Water (APHA, 1975)
•
Untuk toksin terestrial : digunakan hewan mulai dari cacing (Eiseina foetida), sampai mamalia seperti tikus, anjing, kera, dll.
C t h Rantai Contoh R t i Makanan M k
Contoh Rantai Makanan
Uji Toksisitas & Rantai Makanan O Organisme i Ti k Trofis Tingkat T fi I: I •
Contoh (di perairan) : Selesnstrium capricornatum & Chlorella vulgaris, algae air tawar karena banyak didapat & mudah dikultur
•
Ujinya didasarkan atas produksi biomassa selama 2 hari dengan berbagai konsentrasi toksikan
•
Yang dicari : konsentrasi toksikan yang dapat menghambat pertumbuhan sebanyak 50%
•
Cara pengujian :
•
Algae diinokulasikan ke dalam tabung berisi xenobiotik, disertai tabung kontrol Dii k b i d Diinkubasi dalam l iinkubator k b t selama l 2h harii
• •
Pada akhir hari ke-2 : algae difilter, ditimbang beratnya Biomassa algae digambarkan terhadap konsentrasi dan diekstrapolasi EC50 ((mg/dm) g ) nilai ini dapat p digunakan g untuk mengetahui g dampak p yyang g akan terjadi bila konsentrasi toksikan di suatu perairan diketahui
Uji Toksisitas & Rantai Makanan Organisme Tingkat Trofis II:
Contoh : Daphnia magna, Artemi Salina
Parameter yyang g digunakan g : efek toksikan terhadap p individu
Respons yang dilihat : immobilisasi
Cara pengujian :
•
Ke dalam tiap tabung berisikan konsentrasi toksikan yang berbeda dimasukkan 10 ekor hewan uji, disertai dengan tabung kontrol
• •
EC50 didapat dengan ekstrapolasi kurva Ujij dilakukan triplikat p
Pada uji akut dicari EC dalam waktu 24 jam
Pada uji kronis yang digunakan untuk uji reprodukasi dicari EC dalam waktu kt 14 hari h i
Uji Toksisitas & Rantai Makanan O Organisme i Tingkat Ti k Trofis T fi III: III Tingkat trofis III tidak diiukutserakan dalam uji toksisitas, karena baik biokimia dan faalnya y sama dengan g tingkat trofis IV dengan berbagai pengecualian.
O Organisme i Tingkat Ti k Trofis T fi IV: IV
Di lingkungan akuatik diwakili oleh ikan Yang dicari : LD50 & LC50. Uji akut dilakukan dalam 96 jam Uji kronis dilakukan dalam 14 hari
Organisme Tingkat Trofis V:
Menggunakan hewan atau burung pemakan ikan Yang dicari : LD50 atau NOEL dengan memeriksa darahnya Uji dilakukan dengan memasukkan toksikan per oral atau dengan suntukan intra peritoneal Uji yang dilakukan : uji akut dan kronis
Uji Toksisitas Atas Dasar Dosis Respons
Maksud uji dosis-respons : Untuk mengetahui apakah ada hubungan antara xenobiotik dengan respons organisme dan bagaimana hubungan tsb tsb.
Tujuan : mencari dosis aman bagi manusia
Dosis yang digunakan dikaitkan dengan respons yang dicari ataupun dikaitkan dengan tujuan eksperimen
Dosis dapat berupa : LD,LC atau ED saja
Uji Toksisitas Atas Dasar Dosis Respons
Respons yang dicari : berupa kematian ataupun respons perubahan fungsi atau g biokimiawi organisme
Yang penting : dosis dan respons harus dapat diukur secara kuantitatif
Uji d dosis i respons : menguji respons organisme percobaan pada berbagai dosis tertentu, untuk periode eksposur tertentu, untuk mendapatkan respons yang secara matematis konsisten misalnya : dengan meningkatnya dosis, jika respons konsisten maka akan meningkat pula responsnya
Uji Toksisitas Atas Dasar Dosis Respons Hal yang perlu ditentukan lebih dahulu : Organisme percobaan Penentuan respons yang dicari Penentuan periode pemaparan atau lamanya percobaan Penentuan seri dosis
Organisme Percobaan Organisme yang dipilih :
Yang paling sesuai untuk percobaan xenobiotik tertentu Yang mempunyai karakteristik biokimiawi & mekanisme toksisitasnya y sama atau mirip p dengan g manusia jika hal ini tidak/belum diketahui, maka pemilihan berdasarkan metode standar
NIlai LD50 Untuk Cypermetrin Pada Berbagai Hewan Uji (tidak sama) Hewan Uji us besar besa ((rat) at) Tikus Tikus Hamster Siria Hamster Cina Anak Sapi Anak Babi Kambing
LD50 (mg/kg) 251 5 8 400 203 500 142-284 600 >600
Organisme Percobaan Kriteria hewan uji :
Kalau dapat secara genetis identik
Dilakukan berjenjang dari organisme bersel tunggal sampai yang berderajat tinggi
Faktor penting lain yang perlu diperhatikan :
Anatomi
Faal
Spesies terpilih
Spesies
Berat, ukuran, anatomi, fisiologi g tertentu
Bagaimana hewan uji bereaksi terhadap zat yang diujikan
Usia, gizi, keturunan, dll
S Sensitivitas iti it populasi l i
Anatomi A t i Anatomi
Luas permukaan hewan kecil >>hewan besar Metabolisme : Semakin besar hewan ∑ makanan yang diperlukan >>>
Karakteristik membran antara otak dan sirkulasi Contoh : - Membran hamster sulit ditembus DDT LD50 oral : 5000 mg/kg BB - Membran mencit mudah ditembus DDT LD50 oral : 100-200 mg/kg BB
PENTING !!
Dalam interpolasi dosis aman bagi manusia
Fisiologi / Faal
T b h hijau Tumbuhan hij : dapat berfotosintesa & tidak mempunyai syaraf
Hewan petelur (itik) : biasa mengerami telurnya dalam keadaan relatif puasa dalam fungsinya : berat badan itik betina akan turun dengan 25 – 30% lemak yang ada digunakan untuk keperluan energinya terjadi pelepasan insektisida dari lemak, masuk sirkulasi dan kemungkinan itik akan keracunan dan mati Hewan berdarah dingin : enzim biotransformasinya mempunyai aktivasi yang rendah sehingga insidensi kanker pada ikan rendah (karsinogen perlu enzim biotransformasi untuk membentuk metabolit yang karsinogenik) Kelinci : mempunyai enzim atropin esterase tidak peka terhadap atropin jika dipakai sbg hewan uji untuk atropa belladona tidak timbul efek
C O N T
O H
Spesies Kepekaan K k spesies i terhadap h d karsinogen berbeda-beda C t h Contoh
Ca paru-paru PAH + enzim biotransformasi (aril hidrokarbon hidroksilase) akan membentuk metabolit yang karsinogenik Bakat alergi dan lain-lain penyakit tergantung dari spesies Mutasi spontan pada berbagai spesies hewan akan berbeda-beda dalam uji karsinogenisitas biasanya diambil bakat mutasinya yang sedang saja
Respons
Respons yang dilihat : respons sangat ringan sampai pada yang parah (kematian)
Yang penting :
• • •
respons dapat diukur secara kuantitatif Respons yag diteliti akan memperlihatkan korelasi matematis yang konsisten Terdapat variasi respons antar spesies
Respons yang sering dilihat : kematian karena kesulitan dalam menentukan hewan uji mati atau immobil saja perhatikan periode waktu observasi sehingga waktu terjadi kematian diketahui
Perioda Eksperimen
Periode eksperimen : jam, hari, minggu dan tahun ada uji jangka pendek (Short Term Test/STT) g panjang j g ((Long g Term Test/LTT)) ada ujij jjangka
Perhatikan juga :
• • •
interval waktu eksposur, konsentrasi zat pemapar, pemapar lamanya observasi setelah dipapari PENTING dalam perhitungan mencari dosis aman
Penentuan Seri Dosis
Serii d S dosis i perlu l di ditentukan k terlebih l bih d dahulu h l sebelum b l dilakukan percobaan
Jika rentang konsentrasi telah diketahui maka dapat dipakai acuan baku mutu contoh : untuk buangan industri, maka dapat dipakai acuan baku mutu air buangan
Pada prakteknya : perlu penelitian awal karena dalam penentuan LC & LD : organisme uji harus bertahan minimal 96 jam
Kurva Dosis Respons
Setelah data terkumpul : disajikan dalam bentuk grafik dosis-respons biasanya : kurva distribusi frekuensi kumulatif
Kurva membentuk huruf S mempunyai fungsi sbb : F Y
Fungsi ini merupakan fungsi logistik Kurva dapat dibuat linier dengan Melakukan logit
1 y y 1 e
l it f y ln logit l
f y y, maka k apabila bil 1 f y
f y px, maka y
k
x j
j 1
j
Kurva Dosis Respons k p x 1 exp j x j j 1
1
dimana : ' 1 , 2 , 3 ,...., k
p x logit p x ln 1 p x p D 1 x 1 , x 2 , x 3 ,...., x k p D 0 x 1 , x 2 , x 3 ,...., x k k
jxj j 1
p x 1 x1 2 x 2 ..... k x k
Persamaan p(x) dapat diselesaikan dengan regresi ganda biasa sehingga eksponen (αi & βj) diketahui dan dapat dikembalikan/disubstitusikan pada persamaan semula
Kurva Dosis Respons
Interaksi
Interaksi yang dapat terjadi :
• •
Interaksi Kimia Interaksi karena reaksi kimiawi yang menimbulkan senyawa baru yang bersifat lebih toksis Interaksi Biologis interaksi yang terjadi dengan tubuh organisme yang menimbulkan efek berlebih maupun berkurang
Interaksi sangat dipengaruhi oleh dosis xenobiotik Interaksi antar xenobiotik dapat menimbulkan efek :
• • •
Aditif Sinergistik Antagonistik
Interaksi I Interaksi k i Aditif Adi if
Terjadi apabila efek kombinasi dua atau lebih xenobiotik merupakan pertambahan dari efek masing-masing zat
Dapat terjadi apabila mekanisme efek sama, identikal, ataupun berbeda
Misalnya : 2 jenis organofosfat diberikan serentak terjadi efek aditif
Interaksi Sinergistik
Terjadi apabila efek kombinasi dua atau lebih xenobiotik memberikan efek yang lebih dari pertambahan masing-masing zat
Dapat terjadi apabila : - xenobiotik memberikan efek pada organ yang sama - salah l h satu t zatt tid tidak k tid tidak k menimbulkan efek bila diberikan sendiri, tetapi dapat meningkatkan efek daripada p zat lain
Misalnya : etanol yang meningkatkan toksisitas karbon tetraklorida atau kloroform terhadap hati
Interaksi I Interaksi k i Antagonistik A i ik :
Terjadi apabila dua atau lebih kombinasi zat menimbulkan efek yang kurang k d darii pertambahan t b h masing-masing i i zatt
Dapat terjadi apabila :
• • • •
Zat yang satu menetralisasi efek zat yang lain Terjadi reaksi kimiawi antar zat dan menimbulkan senyawa baru yang krang toksik Terjadi efek yang memodifikasi reaksi dengan enzim, sehingga biotransformasi menjadikan zat yang toksis menjadi efektif Terjadi kompetisi dalam untuk bergabung dengan reseptor yang sama, sehingga terjadi blokade
Misalnya : CO dan O2 terhadap Hb
Interaksi Metoda skrining untuk melihat ada interaksi : 1)) 2)
Tentukan LD20 masing-masing g g zat Kombinasikan kedua zat sekaligus Bila respons > 40% : ada interaksi sinergisme Bila respons = 40% : ada interaksi aditif Bila respons < 40% : ada interaksi antagonisme
Kurva Konsentrasi Subletal
Konsentrasi subletal adalah konsentrasi xenobiotik di lingkungan yang rendah atau tidak mematikan akibat adanya baku mutu lingkungan
Apakah A k hk konsentrasi t i subletal bl t l aman ? Kapan K konsentrasi k t i sedemikian d iki dapat membahayakan ? Efek xenobiotik belum dapat diketahu pasti Ada kemungkinan kumulasi perlu dipantau efek kronisnya
•
Kurva dosis respon zat essensial dan non-essensial : Gambar 7.4 zat essensial (mikro-nutrien) adalah zat yang essensial dalam jumlah kecil bagi faal tubuh yang normal akan menimbulkan kelainan apabila jumlah yang tersedia tidak ada atau sangat minim, abnormalitas dapat timbul jika kadar zat yang ada melebihi l bihi yang diperlukan. di l k
Kurva Konsentrasi Subletal
Ekstrapolasi Bioessei Ke Manusia
T j Tujuan ujiji bi bioesseii :
• •
Ekstrapolasi hasil bioessei ke manusia ditentukan oleh 2 sifat xenobiotik sbb :
• •
Mencari dosis aman bagi manusia Membuat standar kualitas lingkungan
Zat yang bersifat karsinogenik Zat yang bersifat tidak karsinogenik
Ekstrapolasi didasarkan pada :
• •
Berat badan atau luas permukaan Atau atas dasar farmakokinetika Physiologically based pharmacokinetic model (PBPM)
Ekstrapolasi Bioessei Ke Manusia Klasifikasi Karsinogenitas menurut International Agency Reseach on Cancer (IARC) : Kategori
Bobot bukti
Karsinogenik bagi manusia
Ada data pada manusia
Mungkin sekali karsinogen bagi manusia
Data manusia terbatas, terbatas data hewan cukup
Mungkin karsinogen bagi manusia
Data pada manusia dan hewan terbatas
Tidak dapat diklasifikasi
D t tidak Data tid k cocokk untuk t k kedua k d kategori k t i
Mungkin bukan karsinogen bagi manusia
Tidak ada data pada hewan & manusia
Ekstrapolasi Zat Tidak Karsinogenik
Berdasarkan atas berat badan (BB) dengan memasukkan berbagai faktor keamanan (safety factors), sbb
•
Thd00 (mg/kg/h) x 70 kg Safe Human Dose = -----------------------------
((SHD))
SF
• THD = dosis threshold/ ambang, tanpa ada efek yang nyata • SF : 10---1000
Ekstrapolasi Zat Tidak Karsinogenik
SHD inhalasi: ( )(BR)(C)(t) SHD = ------------------mg/kg BB
• = % zat yang diabsorpsi paru-paru (= 100% bila tdk • • • •
diketahui) BR = breathing rate t = waktu paparan br x t = 30 m3/h = 24 jam BB : 70 kg bagi laki-laki dan 60 kg bagi wanita
Ekstrapolasi Zat Karsinogenik
Semua zat yang dianggap karsinogenik, dalam analisis ini dianggap tidak mempunyai ambang aman
Dalam ekstrapolasi p diambil angka g yyang g diperkirakan p dapat p diterima oleh masyarakat
Misalnya : apakah orang dapat menerima atau mentolerir pertambahan satu orang p gp penderita kanker dalam 100.000 penduduk atau satu orang per 10.000.000 penduduk
Maka SHD dapat dituluskan sbb : SHD = … x 10-5 – 10-7
Artinya : Eksposur seumur hidup akan menambah satu penderita kanker per 100.000 dan/atau 10.000.000 penduduk
Ekstrapolasi Zat Karsinogenik Efek racun dapat dipastikan jika :
Terjadi kecelakaan/kesalahan Ada bukti dari hasil studi epidemiologis Ada p pengalaman g eksposur p di industri
Permasalahan Uji Toksisitas
Adanya berbagai Kontroversi & Argumentasi dari berbagai pihak : • Organisme berbeda jauh dari manusia • Masyarakat penyayang binatang sangat menentang t ujiji ttoksisitas k i it sdemikian d iki • Keadaan laboratorium berbeda dengan realitas
Masalah Organisme Percobaan
Hasilil ujiji d H dengan menggunakan k organisme i percobaan b yang sedapat mungkin sensitivitasnya menyerupai/ mendekati manusia Tidak sempurna
•
Contoh : obat penenang ibu hamil Thalomide yang pada uji toksisitas hewan tidak didapat efek jelek, tetapi pada manusia terjadi focomelia
Dosis yag didapat dari percobaan (NOEL, NOAEL,LOEL,LOAEL) merupakan fungsi dari berbagai faktor :
•
Spesies, patologi Spesies patologi, jumlah sampel, sampel rute eksposur eksposur, usia pertama mendapat eksposur, perioda eksposur, lamanya observasi (dari awal sampai akhir eksperimen)
Perbedaan Lingkungan Alamiah & Lingkungan Laboratorium Laboratorium Dapatt dib D dibuatt b bebas b patogen t Keadaan steril Cahaya buatan Eksposur konstan Populasi homoogen Zat racun murni
Alam/Riil Tidak Tid k
d dapatt dib dibuatt b bebas b patogen t Tidak dapat disterilkan Cahaya alamiah tidak terkontrol Eksposur tidak jelas Populasi heterogen Racun campuran
Pemantauan
Latar L t belakang b l k :b banyak k sekali k li racun di d dalam l lilingkungan k yang b belum l diketahui efeknya perlu pemantauan secara kontinyu
P Pemantauan t dilakukan dil k k pada d :
• •
Aspek lingkungan Kesehatan masyarakat
Menentukan efektifitas pemantauan masyarkat untuk berbagai xenobiotik : BEI (Biological Effect Indicators) menetukan jaringan tubuh tertentu yang paling efektif dipantau dan telah pula ditentukan kadar normal bagi xenobiotik tsb di dalamnya daftar dapat dilihat pada standar lingkungan kerja yang dibuat oleh Govermental Industrial Hygienist (ACGIH) jaringan yang dipantau : darah, urin, cairan cerebro-soinalis, kuku, rambut, enzim, protein dalam serum, elektolit, DNA, perilaku, alat reproduksi, dll
Pemantauan
Pemantauan perlu dilakukan terhadap Flora & Fauna :
terdapat p katak-katak yyang g cacat,, seperti p bermata satu,, berkaki tiga, dst (mengindikasikan ada zat pencemar mutagenik) perubahan biomassa, populasi berbagai fauna dan flora di alam bebas
