Pestisida: Metabolisme, toksisitas DAN ANALISIS Nur Habibah, S.Si., M.Sc Jurusan Teknologi Laboratorium Medis Poltekkes Denpasar 2020 Pestisida Pestisida" “Setiap zat atau campuran zat yang ditujukan untuk mencegah, menghancurkan, memukul mundur, atau mengurangi serangga, hewan pengerat, nematoda, jamur, atau gulma, atau bentuk lain dari kehidupan dinyatakan hama; zat atau campuran zat yang dimaksudkan untuk digunakan sebagai regulator tanaman, defoliant, atau pengering.” -- Federal Insektisida, Fungisida, dan rodentisida Undang-Undang (US EPA, 1947) PESTISIDA • GLOBAL KEKHAWATIRAN • lemahnya regulasi • Impor dan pembuangan pestisida bahaya • Apa peran dalam keamanan makanan? ketergantungan kimia? • Persepsi tentang risiko dan keselamatan • Seberapa efektifkah langkah-langkah pencegahan? PESTISIDA SAMBUNGAN • beberapa industri terkait Hai Pertanian • Ragam pekerja Hai Aplikator, petugas lapangan, dll • Melayang • environmetal Hai Taman digunakan, residu dalam makanan • Bawa pulang Hai pakaian yang terkontaminasi Rute dari Eksposur • Oral - Menelan • Dermal - melalui Kulit • Pernafasan - bernapas dalam asap, vapous • Okular - percikan di mata PESTISIDA KERACUNAN: AKUT KERACUNAN gejala Pestisida fasciculation kelemahan otot, aritmia Organofosfat dan karbamat pernafasan gagal bronchorrhoea gusi berdarah warfarins dan perdarahan gastrointestinal Superwarfarins bukal ulserasi paru infiltrat gagal ginjal paraquat / Diquat pembakaran sementara kulit dan Permethrins konjungtiva mual, muntah, metHb klorat EFEK KRONIS DARI PESTISIDA • • • Kanker: • Eksposur risiko = Petani • Kimia risiko = Arsenicals, dioxin, PCP? Lainnya • kanker resiko = limfoma, sarkoma, otak, myeloma,? Lainnya Sistem kekebalan: • Mengurangi resistensi terhadap infeksi • Mengurangi resistensi terhadap kanker (? Limfoma) reproduksi: • Dikenal racun reproduksi: misalnya DBCP • endokrin • neurotoksisitas • Kesulitan membangun sebab-akibat yang NB Pemantauan biologis Keracunan pestisida • Bahan kimia dapat menyebabkan perubahan awal dalam tubuh sebelum orang benar-benar mengembangkan penyakit Paparan bahan kimia Awal biokimia atau fisiologis penyakit reversible • Perubahan dalam enzim, hormon, metabolit • Menunjukkan efek AWAL • Reversible! penyakit ireversibel Pemantauan Biologi untuk Keracunan pestisida • tes darah cholinesterase • metabolit urin • Dedaunan dan residu pestisida pakaian • diagnosis adalah terutama klinis Pestisida • Klasifikasi 1. fungsi fungsi Berdasarkan: Insektisida, Rodentisida, fungisida, Nematicida, Acaricides, Moluskisida, Herbisida, Pestisida Lain (Pillay, 2013). 2. Berdasarkan Senyawa Aktif: Organofosfat, Organoklorin, karbamat, Piretroid karbamat • Dikembangkan setelah kontrasepsi oral, Ops • Adalah turunan dari carbamic Acid • Memiliki luas spektrum aktivitas • contoh: aldicarb, Carbaryl, Propxur, Methiocarb karbosulfan, Bendiocarb, karbofuran dll piretroid • Pyrethrum dikembangkan dari tanaman bunga (Chrysanthenum sp) • Sekarang berat diproduksi sebagai piretroid sintetik • Memecah lebih cepat di lingkungan • Memiliki knock down efek (produk domestik) • toksisitas mamalia rendah tetapi sangat beracun untuk ikan / lebah. • Parasthesiae, alergi Pyrethrum dan piretroid • Piretroid memasuki pasar di tahun 1980-an; analog sintetis dari ekstrak pyrethrum • Mekanisme toksisitas piretroid: blokade saluran natrium di membran neuron menyebabkan sensorik berulang-ulang dan pembuangan bermotor • Permetrin, cypermethrin dan deltametrin menghambat Ca / Mg ATPase mengarah ke pelepasan neurotransmitter organofosfat • Organofosfat diganti yang digunakan dari organoklorin • Memecah lebih cepat dari OC • Tinggi mamalia toksisitas neurotoksik (Cholinesterase dan lain-lain) • Singkat tinggal di lingkungan - bahaya yang jangka pendek karena • Contoh: Klorpirifos, Fenthion, Dichlorivos, Dimethoate, Malathion diazinon dll TINJAUAN KIMIA pestisida OP • Digunakan sebagai Bahan Aktif pestisida hampir di Seluruh Dunia • Pengelompokan didasarkan PADA Nilai LD50: Hai Sangat Beracun (LD50: 1 sampai 50 mg / kg), ATAU toksik (LD50: 51 Sampai 500 mg / kg): Chlorfenvinphos, klorpirifos, Demeton, Diazinon, Dichlorvos, Dimethoate, Disulfoton, Ediphenphos, Ethion, fenitrothion, Fensulfothion, Fenthion, Fonophos, Formothion, Methyl Parathion, Mevinphos, Monokrotofos, Oxydemeton Methyl, Phenthoate, forat, phosphamidon, Quinalphos, Tepp, Dan Thiometon. Hai Senyawa berikut Cukup toksik (LD50: 501 Sampai 5000 mg / kg), ATAU Sedikit toksik (LD50: Lebih Dari 5000 mg / kg): Abate, acephate, Coumaphos, Crufomate, Famphur, glifosat, Malathion, Phenthoate, Primiphos Methyl, Ronnel, temephos, triazofos, Dan Trichlorphon. • Toksisitas diakibatkan Oleh stimulasi kolinergik Yang Berlebihan through penghambatan asetilkolinesterase FISIOLOGI asetilkolin (Ach) Dan KOLINESTERASE • Fisiologi asetilkolin Dan kolinesterase: Penghambatan Cholinesterase TOKSOKINETIKA OP • Kinetika OP dipengaruhi: Hai Rute Pemberian Hai Target organ Jarak Dari Hai Metabolisme Dan aktivasi Lokal vs sistemik Hai Rute Eliminasi, hidrolisis endogen Hai Konsumsi Senyawa Oleh different esterase nonspesifik Target organ SEBELUM mencapai • Adsorpsi DAPAT through penyerapan, Sirine, inhalasi, penyerapan transdermal Dan transmukosa TOKSOKINETIKA OP • Metabolisme: Hai Through Reaksi oksidasi Dan hidrolisis Oleh esterase • Produk menghasilkan Yang Beracun Hai Reaksi DENGAN Gluthatione • menghasilkan Produk DENGAN toksisitas randah Misal: Paration • diaktifkan Oleh oksidatif Konversi through eznzim sitokrom P450 mikrosomal Menjadi paraoxon (penghambat kolinesterase poten) • dihidrolisis Oleh esterase plasma Dan Jaringan • asam dietilthiophosphoric, asam fosfat dietil dan p-nitrofenol • diekskresekikan through urin Ada sebagian metabolit Yang dilepaskan Kembali Ke Aliran Darah Dan didistribusikan Ke LOKASI Target Hai DAPAT Terikat PADA protein, enzim • ekskresi: Hai Sebagian gede through urin TAHAPAN TOKSOKINETIKA organofosfat JENIS sampel PADA Pemeriksaan KERACUNAN organofosfat toksisitas organofosfat • Akut toksisitas Hai Efek muskarinik • Menyebabkan munculnya gejala klinis Yang disebut DUMBELS Hai Efek nikotinik • Fasciculasi, kelemahan, hipertensi, takikardia, Dan kelumpuhan, kelemahan Otot, kelelahan, Dan fasikulasi Sangat Sales manager Terjadi. Hipertensi DAPAT Terjadi PADA 20 Persen Pasien. Takikardia also Sales manager Terjadi. Aritmia Jantung Dan defek konduksi Telah dilaporkan PADA Pasien DENGAN keracunan Berat. Kelainan EKG (ekokardiogram) DAPAT meliputi sinus bradikardia ATAU takikardia, penundaan konduksi atrioventrikular Dan ATAU ATAU intraventrikular, ritme idioventrikular, Kelebihan paritas ventrikel prematur, takikardia ventrikel ATAU fibrilasi, perpanjangan interval PR, QRS, Dan / ATAU QT, ST Perubahan Gelombang T, ( gambar 9.3) Dan fibrilasi atrium. Hai Efek SSP • Kegelisahan, sakit kepala, tremor, pingsan, delirium, ucapan Kabur, ataksia, Dan kejang. toksisitas organofosfat • toksisitas Kronis Hai Polineuropati: parestesia, kram Otot, Lemah, Gangguan gaya Berjalan Hai Efek Terhadap SSP: kantuk, bingung, Mudah tersinggung, cemas Hai Keracunan organofosfat Telah dikaitkan DENGAN different Sindrom neurologis, neurobehavioural, ATAU psikiatris Yang subakut ATAU Tertunda EFEK organofosfat Terhadap AChE DIAGNOSIS KERACUNAN organofosfat • Penurunan AKTIVITAS kolinesterase Hai Penurunan kadar kolinesterase eritrosit <50% • menunjukkan toksisitas organofosfat Hai Penurunan kadar kolinesterase plasma <50% • Indikator toksisitas organofosfat Yang Kurang Baik, tetapi LEBIH Mudah diuji Dan LEBIH Sales manager dilakukan. Penentuan AKTIVITAS KOLINESTERASE 1. Pengukuran AKTIVITAS Enzim Asetilkolinesterase (AChE) Metode spektrofotometri Ellman et al. (1999) • sampel: seluruh darah, plasma 2. Penetapan AKTIVITAS AChE Beroperasi enzimatik Tes kinetik fotometri 1. Prinsip: Kolinesterse dihidrolisis Oleh Butyrylthiocholin menghasilkan thiocholin Dan asam butirat. Thiokolin mereduksi Potasium hexacyanoferrate (III) Yang berwarna kuning Menjadi Potasium hexacyanoferrate (II) Yang TIDAK berwarna. Ukur absorbansi PADA Panjang Gelombang 450nm. 2. Kromatografi Lapis Tipis Metabolit urin • indikator yang sensitif dari paparan pestisida • Hasil tidak berkorelasi dengan efek kesehatan • Membutuhkan informasi pestisida tertentu • laboratorium klinis mungkin tidak melakukan tes tes darah cholinesterase • Cholinesterase adalah salah satu enzim dalam darah dan otak • Enzim ini sangat penting bagi saraf untuk fungsi • Menjaga tingkat asetil kolin konstan • Asetil kolin = pemancar saraf • Jika terlalu banyak asetil kolin • overaktif saraf • Jika Anda menghambat cholinesterase • terlalu banyak asetil kolin • aktivitas yang berlebihan saraf = keracunan • Dua jenis cholinesterase: Hai cholinesterase plasma = penanda paparan baru-baru ini Hai Red cholinesterase sel darah = penanda efek pada otak, sistem saraf Interpretasi Cholinesterase penghambatan • Variabilitas antara orang-orang untuk CHE sangat tinggi • Tidak baik untuk membandingkan antara orang-orang • Lebih baik untuk membandingkan orang ke dasar mereka sendiri Hipotetis Contoh Pemantauan Cholinesterase: a) Dengan Intervensi; b) Tanpa Intervensi Mulai penyemprotan 30 Hapus dari paparan ambang batas toksisitas 25 20 15 Intervensi Tidak ada intervensi 10 5 0 Jan Feb Mar April Mei Juni Juli Agustus Dasar? • Menguji mereka sebelum mereka mulai bekerja • Jika sudah bekerja, menguji mereka ketika mereka kembali dari cuti (2 - 3 bulan jauh dari pestisida) • Merekomendasikan dua tes dalam waktu dua hari - rata-rata kedua tes Berapa banyak penurunan sangat masalah? • Red cholinesterase sel: • 70% dasar • Plasma cholinesterase: • 60% dasar (HCS regs tidak membedakan) Tindakan apa yang harus diminta? plasma Cholinesterase cholineasterase sel darah merah 75-85% pekerja Re-test 75-85% Re-test pekerja 60-75% Re-test pekerja 70-75% Re-test pekerja Selidiki kebersihan <60% pekerja Hapus Selidiki hygien Selidiki kebersihan <70% pekerja Hapus Selidiki hygien Seberapa sering untuk menguji? • Ditujukan untuk PENCEGAHAN, bukan untuk memenuhi peraturan! • Karena itu: Hai pada awal Hai Sebagai penyemprotan mulai meningkat Hai Secara teratur jika sprayer misalnya Dalam AS: Jika> 6 hari penyemprotan dalam siklus 30 hari misalnya bekerja terus menerus di lingkungan tertutup • Pada kebijaksanaan OH praktisi Pestisida ORGANOKLORIN • Merupakan shalat Satu Beroperasi hidrogen terklorinasi • Memiliki toksisitas Sangat Tinggi KARENA persisten di Lingkungan (t 1/2 Dari 60 hari Sampai 10-15 tahun), Polaritas Rendah, kelarutan hearts udara randah, kelarutan hearts lemak tinggi, bioakumulasi • Terdiri Dari 4 kategori: Hai DDT Dan analog-such as inviting participation, DDT (diklorodiphe- nyltrichloroethane), Dan methoxychlor • BANNED Hai Kelompok heksaklorida benzena-such as inviting participation hexachlo-naik benzena (BHC), Dan gammahexachlorocyclohexane (lindane). Hai Cyclodienes Dan Senyawa Berlangganan-such as inviting participation aldrin, dieldrin, endosulfan (Thiodan), Endrin, isobenzan, chlordane, chlordecone (Kepone), heptaklor, Mirex (dechlorane). 4. Tokshaphena Dan Senyawa terkaitmisalnya Toxaphene (Pillay, 2013). Pestisida ORGANOKLORIN DALAM Rantai MAKANAN toksisitas pestisida ORGANOKLORIN • Toksisitas LD50 berdasarkan, Tingkat toksisitas Dieldrin Adalah kategori “sangat beracun” (LD50: 1 sampai 50 mg / kg), DDT sedangkan, endosulfan, Dan lindane termasuk “sangat beracun” (LD50: 51-500 mg / kg). • Akut toksisitas • Endrin, aldrin, dieldrin, chlordane, Toxaphene, Kepone, heptaklor, DDT Dan methoxychlor Hai TOKSOKINETIKA Pestisida ORGANOKLORIN • Rute: diabsorp through kulit, Saluran cerna Dan paru-paru • didistribusikan Ke Jaringan lemak • terakumulasi • Rute adsorpsi Beroperasi transdermal (dieldrin), oral (DDT), Dan DENGAN inhalasi • Kelarutan hearts lemak Tinggi • Mudah diabsorp di hati Dan otak, kadar hearts Darah Relatif LEBIH randah. • Penghasilan kena pajak paparan, OC dikonjugasikan di hati Dan dieksresikan through empedu. Akan tetapi OC DAPAT diserap Kembali Ke hearts sirkulasi enterohepatik • menyebabkan persisten di Tubuh Manusia, Tersimpan hearts Jaringan adiposa • KECEPATAN eksresi Beragam: Hai Diekskresi ATAU dimetabolisme hearts beberapa jam Sampai beberapa hari: Chlordane (kecuali Komponen heptaklor), chlorobenzilate, endosulfan, Endrin, kelthane, methoxychlor, perthane, Toxaphene Hai Ekskresi hearts beberapa minggu Sampai beberapa bulan: aldrin, dieldrin, heptaklor, hexachlorobenzene. Hai Ekskresi selama beberapa bulan ATAU Tahun: beta isomer benzena heksaklorida, DDT, Kepone, Mirex PATOFISIOLOGI OC • MEKANISME kerja OC: Hai DDT Dan analognya mempengaruhi Saluran natrium Dan natrium konduktansi melintasi membran neuron terutama akson, Dan also mengubah Metabolisme serotonin, noradrenalin Dan asetilkolin. Hai Siklodien Dan lindane menghambat GABA Yang memediasi Saluran klorida di SSP. Hai MEKANISME neurotoksik endosulfan melibatkan penghambatan AKTIVITAS Ca2 + -ATPase Yang Bergantung pada calmodulin, perubahan Sistem serotoninergik, Dan penghambatan reseptor GABA. Hai Senyawa Penting Dari hidrokarbon terklorinasi, terutama Toxaphene, chlordane, DDT, Dan lindane Adalah kemampuan mereka untuk review menginduksi enzim pemetabolisme obat hati. Sebagian gede Senyawa Penyanyi menyebabkan nekrosis hati Dan mereka Adalah inducer enzim Yang KUAT (Pillay, 2013) toksisitas OC • Toksisitas Akut: Hai Rangsangan Terhadap SSP, kejang, sakit kepala, pusing, ataksia, Dan tremor SEBELUM onset kejang, koagulasi intravaskular diseminata Dan mioglobinuria (Akibat ingesti Dari lindane Dan endosulfan), pneumonia Aspirasi hidrokarbon. Hai Kematian • ditemukan PADA Konsumsi 6mg PADA Anak-anak Dan 48 mg PADA orangutan dewasa. • Toksisitas Kronis: Hai Akumulasi PADA Jaringan adiposa, penyakit bermotor Kronis neuron Hai chlordecone Paparan • Tremor, Gerakan mata Yang Cepat Dan TIDAK Teratur, hepatomegali, Dan hypospermia Hai Paparan lindan through kulit • diskrasia Darah, termasuk leukopenia, leukositosis, trombositopenia, pansitopenia, Dan anemia aplastik Hai Paparan hexachlorocyclohexane hearts Jangka Waktu 10 Tahun • peningkatan AKTIVITAS enzim hati Hai Hipertensi, Gangguan kardiovaskuler toksisitas OC DIAGNOSIS UNTUK OC • Pendekatan Diagnosis: Hai Uji jari-stick Glukosa di Samping Tempat Tidur Yang Cepat (LIHAT POCT, bab 4) Hai Elektrolit Hai Uji panel ginjal d. Tes fungsi fungsi hati Hai phosphokinase creatine (CPK) Hai laktat Hai Gas Darah arteri ATAU vena Hai Urinalisis Hai Tes Kehamilan urin PADA wanita Usia subur Hai Elektrokardiografi Hai Skrining calon panel toksikologi serum Dan urin, terutama kadar asetaminofen Dan salisilat JIKA ADA dugaan keracunan disengaja Hai Kadar hidrokarbon Yang terklorinasi (diukur DAPAT, namun TIDAK bermanfaat Beroperasi klinis ATAU Beroperasi rutin Jumlah: Tersedia) ANALISIS LAB. OC UNTUK • Sampel serum ditimbang Ke hearts tabung kaca (8 g) dan 8 mL metanol ditambahkan Ke sampel serum. • Sampel keringat Dan urin ditimbang Ke hearts tabung kaca (5 g) dan 5 mL metanol ditambahkan Ke masing-masing sampel • Ekstraksi Senyawa bioaktif dilakukan PADA sampel serum, keringat, Dan urin 3 kali DENGAN menambahkan 12 mL Larutan etil eter: heksana (1: 1, v / v) Dan menghilangkan supernatan through sentrifugasi. • Ekstrak tersebut kemudian dimasukkan through Kolom natrium sulfat Sampai kering. • Ekstrak Yang dihasilkan digabungkan Dan dipekatkan KE 1 mL Dan dimasukkan through Kolom florisil 12 g, 2% Yang dinonaktifkan. Florisil digunakan untuk review Chlorophenol coeluting menghilangkan. • Kalibrasi standar eksternal digunakan untuk review kuantifikasi. • Blanko digunakan untuk review memastikan Kontrol KUALITAS, gunakan sampel serum sapi, Dan udara. • Batas DetEksi instrumen ditentukan 0,10 ug / kg. Pentachloroni-trobenzene (PCNB) ditambahkan Ke hearts Ekstrak sebagai standar internal yang Dan sampel dianalisis DENGAN kromatografi gas Kolom ganda DENGAN detektor Penangkapan Elektron (DB-5 sampai DB-1701). ANALISIS RESIDU Pestisida • Pengkondisian KLT: Hai diam fase: Silica Gel G Hai gerak fase: n-heksan: aseton (9: 1) Hai Penjenuhan: kertas Saring d) Jarak rambat: 12-15 cm Hai Penampak bercak: (1) Larutan perak nitrat (2) Larutan Rhodamin B (3) UV 254/366 nm • Bahan: Cairan Lambung Hai 10-20 ml Cairan lambung diekstraksi DENGAN 20 ml (2 X 10 ml) kloroform. Ekstrak kloroform diuapkan Sampai 2 ml. lakukan KLT DENGAN Kondisi sebagai berikut: Hai diam fase: Silica Gel GF 254 Hai Fase Gerak: n-heksan: aseton (4: 1) Hai Penjenuhan: kertas Saring Hai Jarak rambat: 12-15 cm Hai Penampak bercak: UV 254 nm
