Toksikologi veteriner

AKUMULASI DAN TOKSIKOKINETIK MERKURI DALAM TUBUH

1. Absorbsi

Dari beberapa data pada manusia maupun hewan menunjukan bahwa metilmerkuri segera diserap melalui saluran cerna. Aberg et. al. (1969) melaporkan bahwa dosis tunggal metilmerkuri nitrat pada manusia 95% dapat diserap. Absorbsi yang efiesien dari metilmerkuri ini juga ditunjukan dari penelitian lain yang menggunakan sukarelawan manusia yang menerima dosis oral metilmerkuri terikat protein. Sampai 80% uap senyawa metilmerkuri seperti uap metilmerkuri klorida dapat diserap melalui pernafasan. Penyerapan metilmerkuri dapat juga melalui kulit namun data kuantitatifnya  tidak tersedia.

Garam merkuri klorida absorbsinya buruk pada saluran cerna, efek serius dari merkuri klorida adalah gastroenteritis. Logam merkuri bila tertelan tidak diserap oleh saluran cerna, namun uapnya lebih berbahaya karena menyebabkan kerusakan paru-paru dan otak.

2. Distribusi

Dari segi toksisitas, konsentrasi dalam darah merupakan indikator yang sesuai  dari dosis yang diserap dan jumlah yang ada secara sistemik. Metilmerkuri terikat pada hemoglobin, dan daya ikatnya yang tinggi pada hemoglobin janin berakibat pada tingginya kadar merkuri pada darah uri dibandingkan dengan darah ibunya. Dari analisis, konsentrasi total merkuri termasuk bentuk merkuri anorganik, merkuri pada darah tali uri hampir seluruhnya dalam bentuk termetilasi yang mudah masuk ke  plasenta Metilmerkuri sangat mudah melintas batas sawar darah-otak maupun plasenta.

Hal ini lebih disebabkan oleh sifat lifopilisitas yang tinggi dari metilmerkuri. Metilmerkuri sendiri mudah berdifusi melalui membran sel tanpa perlu sistem transport tertentu. Kerena reaktifitasnya yang tinggi terhadap gugus sulfhidril yang terdapat pada berbagai protein, maka jumlah metilmerkuri bebas dalam cairan biologis menjadi sangat kecil. Suatu transpor aktif pada sawar darah otak diperkirakan membawa metilmerkuri masuk ke dalam otak.

Dalam darah, logam yang sangat neurotoksik ini terikat secara eksklusif pada protein dan sulfhidril berbobot molekul rendah seperti sistein. Kompleks MeHg-sistein yang terbentuk beraksi sebagai analog asam amino, mempunyai struktur mirip metionin, sehingga dapat diangkut oleh pembawa Sistem-L untuk asam amino bebas untuk melintas melalui sawar darah otak. Asam amino yang penting pada rambut adalah sistein. Metilmerkuri yang bereaksi dan terikat dengan gugus sulfhidril pada sistein kemudian terserap dalam rambut, ketika pembentukan rambut pada folikel. Tetapi, membutuhkan waktu paling tidak sebulan untuk dapat terdeteksi dalam sampel potongan rambut pada pengguntingan mendekati kulit kepala. Tergantung dari panjang rambut pada sampel, konsentrasi merkuri dapat merefleksikan pemaparan merkuri dimasa lalu.

Namun, karena waktu paruh merkuri dalam tubuh kira-kira 1,5 – 2 bulan, sampel rambut dekat kulit kepala merefleksikan pemaparan merkuri yang baru terjadi yang juga terkait pada konsentrasi dalam darah pada saat ini. Kadar merkuri dalam darah dan rambut merupakan biomarker pencemaran merkuri. Hubungan kedua biomarker tersebut sangat individual pada setiap orang maupun kelompok umur. Menurut US EPA (2001), dalam kondisi tetap terpapar oleh merkuri, kadar dalam rambut (µ g/g) rata-rata 250 kali kadar dalam darah (µ g/mL).

3. Metabolisme

Metilmerkuri dapat dimetabolisme menjadi merkuri anorganik oleh hati dan ginjal. Metilmerkuri dimetabolisme sebagai bentuk Hg++. Metilmerkuri yang ada dalam saluran cerna akan dikonversi menjadi merkuri anorganik oleh flora usus.

4. Ekskresi

Metilmerkuri dikeluarkan dari tubuh terutama melalui tinja sebagai merkuri

anorganik. Proses ini sebagai hasil dari ekskresi empedu dari senyawa dan konversi

menjadi bentuk anorganik oleh flora usus. Kebanyakan metilmerkuri yang diekskresi

empedu diserap kembali melalui sirkulasi enterohepatik dalam bentuk organiknya.

Kurang dari 1% metilmerkuri dapat dikeluarkan dari tubuh setiap harinya, hal ini karena  waktu paruh biologisnya yang kira-kira 70 hari. Metilmerkuri juga dikeluarkan melalui ASI dengan kadar kira-kira 5% dari kadar dalam darah. Pengeluaran merkuri anorganik melalui ekshalasi, ludah, dan keringat yang berasal dari metabolisme merkuri organik

Toksisitas

Toksisitas senyawa merkuri tergantung dari bentuknya. Senyawa merkuri organik lebih toksik dibanding senyawa anorganiknya, karena mudahnya menembus sawar darah otak dan diabsorbsi sempurna pada saluran cerna. Berlin (1983) mencatat bahwa tidak ada perbedaan antara efek akut maupun kronik ketika terjadi akumulasi pada ambang toksik. Menurut WHO (1976), awal dari efek toksik metilmerkuri terjadi ketika kadar dalam darah antara 200 – 500 ng/mL. Kadar dalam darah ini berkaitan dengan beban tubuh menanggung 30-50 mg merkuri per kg berat badan yang setara dengang asupan harian 3-7µ g/kg.

Hal yang perlu dicatat bahwa kemunculan gejala keracunan merkuri dapat tertunda beberapa minggu atau bulan tergantung dari akumulasi senyawa merkuri dalam tubuh. Menurut Berlin (1983), tingkat keparahan paparan akan menentukan cetusan efek toksisitas subkronik dan toksisitas itu terjadi bila terpapar pada tingkat yang lebih rendah dari pemaparan kronik. Pada tingkatan subkronik ini tanda dan gejala yang terlihat adalah gangguan indera, penyempitan bidang penglihatan, ketulian dan gangguan motorik.

Toksisitas kronik yang pernah terjadi adalah kasus keracunan di Irak, Minamata dan Niigata Jepang. Kasus toksisitas kronik di Jepang pertama kali dilaporkan pada Mei 1956 di daerah sekitar Teluk Minamata. Hingga akhir tahun 1956 pasien bertambah menjadi 52 orang termasuk 17 orang tewas. Di tahun 1957, penyakit yang tidak diketahui ini disebut penyakit Minamata. Di Irak, di awal 1970, lebih dari 6000 orang dirawat di rumah sakit dan 459 tewas karena mengkonsumsi roti yang dibuat dari tepung yang tercemar metilmerkuri yang berasal dari fungisida. Kadar merkuri dalam tepung saat itu berkisar 4,8-14,6µ g/g.

Meskipun tak ada bukti teratogenik yang teramati, Amin-Zaki (1974) menemukan efek yang parah pada perkembangan (gangguan motorik, fungsi mental, kehilangan pendengaran dan kebutaan) pada bayi yang dilahirkan dari ibu yang terpapar metilmerkuri pada kasus tepung di Irak. Tidak ada informasi yang pada literatur untuk efek merkuri klorida pada tikus jantan ataupun betina pada seluruh tahapan reproduksi. Namun sejumlah peneliti melaporkan efek para reproduksi akibat dari metilmerkuri klorida Toksisitas metilmerkuri secara umum berakibat pada gangguan non-karsinogenik seperti diuraikan di atas. Belum ada informasi gangguan yang bersifat karsinogenik pada manusia. Namun pada tikus percobaan dilaporkan terjadi tumor ginjal hanya pada hewan jantan, tidak pada betina, pada pemberian metilmerkuri 15 ppm selama 53 minggu.

Target Organ

Metilmerkuri menyerang susunan saraf pusat dengan target organ utama adalah otak. Data yang ada menunjukkan bahwa otak janin yang sedang berkembang mempunyai sensitivitas yang lebih tinggi dibanding orang dewasa. Perbedaan seks sering ditemui pada studi toksisitas pada tikus dan mencit. Akumulasi merkuri pada ginjal hewan betina secara statistik lebih tinggi dari jantan. Konsentrasi yang tinggi pada betina diduga karena tingginya kadarm etalothonein pada ginjal betina. Gambar 2 mengilustrasikan adanya daerah lesi di beberapa zona pada sistem saraf yang menunjukkan gejala dari penyakit Minamata.

·      Lesi pada cerebellum berakibat pada hilang keseimbangan (ataxia) dan gangguan bicara (dysarthria). Gangguan penglihatan terjadi pada penyempitan bidang padang, kesulitan penglihatan pada daerah tepi akibat dari kerusakan di daearah occipital lobe

·      Gangguan sensasi atau stereo anesthesia terjadi karena kerusakan pada postcentral gyrus.

·      Kelemahan otot, kram atau gangguan pergerakan merupakan tanda dari kerusakan padap recentral gyrus .

·      Kesulitan pendengaran disebabkan adanya gangguan pada daerah temporal

transverse gyrus.

·      Keluhan pada kesulitan dan gangguan indera perasa baik rasa

nyeri, sentuhan ataupun suhu akibat adanya gangguan pada saraf sensorik 

Pengobatan

Akibat secara neurologis dari penyakit Minamata adalah jelas sangat merugikan dan bersifat permanen. Tujuan dari pengelolaan penyakit Minamata adalah mengurangi penderitaan tubuh dari total merkuri yang masuk dan minimalisasi kerusakan lebih jauh. Karena merkuri terikat pada gugus sulfhidril pada sel-sel tubuh, penggunaan zat pengkhelat seharusnya diberikan pada tahap awal pengobatan. Zat ini akan berkompetisi mengikat merkuri menggunakan gugus thiol. Saat ini, zat yang terbaik untuk mengatasi penyakit Minamata adalah asam 2,3-dimerkaptosuksinat (DMSA). Zat ini memiliki toksisitas rendah, pada percobaan dengan hewan memperlihatkan hasil yang jauh lebih baik dibanding dimerkaprol (BAL) ataupun d-penisilamin (DPCN). Bahkan dalam kasus keracunan merkuri anorganik, penggunaan DMSA lebih disukai dibanding DCPN.

AKUMULASI MERCURI

Bahaya yang besar bagi manusia muncul bila yang masuk ke dalam tubuh adalah bentuk metil merkuri. Senyawa yang larut dalam air dan lemak ini akan masuk ke dalam tubuh lewat air dan ikan, susu, sayuran, buah-buahan yang terkontaminasi.

Senyawa metil merkuri akan tertimbun dalam ginjal, otak janin, otot, dan hati. Namun, sebagian besar metil merkuri akan berakumulasi di otak. Karena tingkat penyerapannya tinggi ke dalam tubuh, maka senyawa beracun ini bisa menyebabkan berbagai penyakit termasuk kanker hingga mengakibatkan kecacatan dan kematian.

Masuknya merkuri dalam tubuh memang akan menimbulkan berbagai gangguan kesehatan bila melampaui ambang batas. Menurut pedoman Baku Mutu Lingkungan, kadar merkuri pada makanan yang dikonsumsi langsung atau tanpa diolah dulu maksimum 0,001 ppm. Kadar merkuri yang aman dalam darah maksimal 0,04 ppm (part per millions). Kadar merkuri 0,1-1 ppm dalam jaringan sudah dapat menyebabkan munculnya gangguan fungsi tubuh. Pada para penambang rakyat ternyata kadar merkuri dalam darah mencapai 0,16 ppm.

Gejala yang dapat langsung terlihat adalah iritasi kulit bila terjadi kontak pada kulit dan sesak napas bila terhirup gas merkuri. Ketika masuk lewat makanan, maka gejala yang muncul adalah mual, pusing, dan muntah. Sampai di sistem saraf, berakibat tidak bisa mengendalikan anggota badan dan tubuh. Karena rahang sulit digerakkan, pasien mengalami gangguan bicara dan mengunyah. Gangguan terjadi pada panca indera mulai dari telinga berdenging sampai tuli, pandangan kabur hingga buta, tidak peka rasa suhu dan bau. Akumulasi merkuri pada dosis tinggi ditunjukkan dengan munculnya rona biru pada gusi hingga gigi tanggal.

Gangguan juga terjadi pada fungsi organ seperti ginjal dan kerusakan sistem detoksifikasi hati. Bila senyawa itu mengendap di otak mengakibatkan gangguan daya ingat, reaksi emosi histeria seperti lekas marah dan rasa malu berlebihan, depresi dan susah tidur, tertawa dan ketakutan tanpa sebab. Pada stadium lanjut pasien akan pingsan, gila, hingga menemui ajal.

Penyakit ini juga akan menurun dari ibu yang terkontaminasi merkuri. Hingga melahirkan bayi cacat, karena mengalami kerusakan DNA. Kecacatan bayi yang terjadi seperti gangguan keseimbangan dan gerak motorik, serta rendah tingkat kecerdasannya. Bahkan ada yang lahir tanpa anggota badan, atau bentuk kepala tidak beraturan.

Pencegahan

Menekan pencemaran limbah merkuri di pertambangan emas sebenarnya dapat dilakukan dengan berbagai cara. Paling hulu dengan memilih teknik penggalian yang ramah lingkungan, yaitu pertambangan tertutup. Dengan begitu memperkecil keluarnya merkuri dari dalam tanah. Hal ini sebaliknya terjadi pada pertambangan terbuka.

Tahap berikutnya adalah menggunakan teknologi pemrosesan batuan tambang yang tidak menggunakan bahan merkuri, di antaranya dengan bahan sianida dan dengan cara bioteknologi yang disebut proses pencucian dengan mikroba. Mikroorganisme yang mengoksida batuan itu umumnya hidup pada bahan anorganik, di antaranya yang banyak digunakan adalah Thiobacillus feroxidans. Beberapa tahun lalu peneliti Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) berhasil mengisolasi spesies itu di pertambangan emas Cikotok.

Proses biologi ini banyak dipilih untuk mengolah biji atau batuan yang mempunyai kandungan sulfida yang tinggi dan karena biayanya lebih murah dibandingkan dengan cara mekanis, serta tidak mencemari lingkungan. Negara yang menggunakannya yaitu Afrika Selatan, Australia, Amerika Serikat, Kanada, dan Cile. Ada kondisi lingkungan yang telah telanjur terpolusi merkuri, upaya yang dilakukan adalah penyehatan kembali lingkungan. Caranya dengan memindahkan sedimen yang mengandung merkurium tinggi kemudian diisolasi. Hal ini pernah dilakukan Jepang terhadap kawasan Minamata.

Alternatif remediasi secara biologis yang disebut fitoremediasi pun ditempuh. Pada cara ini digunakan tumbuhan yang dapat menyerap metil merkuri. Dibandingkan dengan yang lain, cara ini relatif murah dan memungkinkan sumber pencemar didaur ulang. Sayangnya proses alami ini relatif lambat dalam mereduksi polutan.

Mengatasi pencemaran merkuri dengan bakteri juga dimungkinkan karena diketahui ada bakteri yang dapat bertahan hidup dalam lingkungan yang mengandung merkuri dalam jumlah tinggi. Bakteri itu adalah Pseudomonas fluorescens, Staphylococcus aureus, dan Bacillus sp. Hal ini menginspirasi ahli biologi molekuler untuk memadukan fungsi gen beberapa bakteri hingga menghasilkan strain unggul untuk mengatasi pencemaran merkuri secara cepat dan efektif

               Golongan anorganik dan aril merkuri  didistribusi  pada banyak jaringan tubuh, terutama pada otak dan ginjal. Merkuri terikat pada sulfhidril dan dapat mempengaruhi  sejumlah sistem enzim sel.  Produksi  metalotionein (protein berat molekul rendah kaya sulfhidril ) meningkat setelah pajanan merkuri dan dapat mempengaruhi  efek perlindungan terhadap ginjal.  Alkil  merkuri memiliki ikatan  kuat dengan karbon-merkuri dan akumulasi pada sistem saraf pusat.  Pada  aliran darah , absorbsi terbesar alkil merkuri ditemukan dalam sel darah merah. Merkuri anorganik dan organik, keduanya dapat  melewati sawar darah otak dan plasenta , disekresi dalam air susu. Seluruh merkuri dieliminasi secara perlahan dalam urin, air liur dan keringat.

               Waktu paruh pada manusia  yaitu 60 hari untuk merkuri anorganik dan 70 hari pada alkil merkuri. Merkuri juga berikatan dengan kelompok tiol dan dapat diukur pada rambut dan kuku.

AKUMULASI MERCURY

Keracunan kronis oleh merkuri dapat terjadi akibat kontak kulit, makanan, minuman, dan pernafasan. Toksisitas kronis berupa gangguan sistem pencernaan dan sistem syaraf. Akumulasi Hg dalam tubuh dapat menyebabkan tremor, parkinson, gangguan lensa mata berwarna abu-abu, serta anemia ringan, dilanjutkan dengan gangguan susunan syaraf yang sangat peka terhadap Hg dengan gejala pertama adalah parestesia, ataksia, disartria, ketulian, dan akhirnya kematian .

Wanita hamil yang terpapar alkil merkuri bisa menyebabkan kerusakan pada otak janin sehingga mengakibatkan kecacatan pada bayi yang dilahirkan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa otak janin lebih rentan terhadap metil merkuri dibandingkan dengan otak dewasa. Konsentrasi Hg 20 µgL dalam darah wanita hamil sudah dapat mengakibatkan kerusakan pada otak janin.

 Merkuri memiliki afinitas yang tinggi terhadap fosfat, sistin, dan histidil yang merupakan rantai samping dari protein, purin, pirimidin, pteridin, dan porifirin. Dalam konsentrasi rendah ion Hg+ sudah mampu menghambat kerja 50 enzim yang menyebabkan metabolisme tubuh terganggu. Garam merkuri anorganik bisa mengakibatkan presipitasi protein, merusak mukosa saluran pencernaan, merusak membran ginjal maupun membran filter glomerulus. Toksisitas kronis dari merkuri organik ini dapat menyebabkan kelainan berkelanjutan berupa tremor, terasa pahit di mulut, gigi tidak kuat dan rontok, albuminuria, eksantema pada kulit, dekomposisi eritrosit, serta menurunkan tekanan darah. Keracunan metil merkuri pernah terjadi di Jepang, dikenal sebagai Minamata yang mengakibatkan kematian pada 110 orang.

Buat para cewe (atau cowo) yang suka pakai bedak, ini ada tips bagaimana cara mengetahui adanya kandungan mercuri dalam bedak.

·         Taburkan/oleskan bedak di telapak tangan dengan tebal, trus ambil emas (biasanya aku pake cincin, terserah kalo mo pake emas batangan  kemudian gosok-gosokan emas tsb di telapak tangan yg sudah ditaburi bedak tadi.

·         Nah, kalo telapak tangan berubah menjadi warna hitam/abu-abu, itu berarti di bedak yg anda pakai masih mengandung mercury. Semakin banyak kandungan mercury yg terkandung di dalam bedak tersebut, semakin hitam hasil gosokannya (dengan emas tadi).