PATOLOGI LINGKUNGAN dr. Alphania Rahniayu, Sp.PA dr. Willy Sandhika, M.Si., Sp.PA (K) Bagian Patologi Anatomi Fakultas Kedokteran UNAIR Paparan polutan pada manusia “Xenobiotics” Efek asap rokok tembakau Industrial and Agricultural Exposure : Pneumokoniosis, Pestisida Polutan udara : CO, Radon, Formaldehid Metals : Timbal, Merkuri, Arsenik Efek Alkohol Drug Abuse Jejas Fisik : Trauma Mekanik, Jejas Thermal, Jejas Elektrik, Jejas Radiasi Ionik Asap Rokok - Tembakau Kanker : paru, bronkhus 90 % laryng 82 % bibir, rongga mulut, faring 92 % esofagus 80 % kandung kemih dan saluran kemih 50 % cervix uteri 30 % pancreas 30 % lambung 20 % Bekerja sinergis dg gas Radon (bhn radioaktif dlm tanah & bangunan) & Asbes Ca Paru Efek dari bahan2 dalam asap rokok Bahan Efek Tar Karsinogenesis Polycyclic aromatic hydrocarbons Karsinogenesis Nicotine Stimulasi dan depresi ganglionik; tumor promotion Phenol Tumor promotion; iritasi mukosa Benzopyrene Karsinogenesis Karbon Monoksida Gangguan transport dan penggunaan oksigen Formaldehyde Toksisitas terhadap silia; iritasi mukosa Oksida Nitrogen Toksisitas terhadap silia; iritasi mukosa Nitrosamine Karsinogenesis Karsinogen pada asap rokok Asap Rokok - Tembakau Penyakit Jantung Iskhemik Myocard Infark Cardiac arrest (henti jantung mendadak) Penyakit cerebrovaskuler (stroke) Atherosklerosis (penyempitan pembuluh darah) Penyakit pernafasan khronis Bronkhitis khronis, emphysema Eksaserbasi bronkhitis, asthma & pneumokoniosis Tukak peptik (luka pada lambung) Perokok pasif : Kanker paru, penyakit jantung iskhemik, infark myocard Adverse Effects of Smoking The effects of smoking on survival Merokok + Konsumsi Alkohol resiko kanker laring meningkat Resiko terkena kanker paru ditentukan oleh jumlah rokok yang dihisap per hari Pneumokoniosis Reaksi paru non –neoplastik terhadap inhalasi debu partikel Menyebabkan fibrosis paru yang luas dan progresif (progressive massive fibrosis = PMF ) Patogenesis : Partikel alveolar makrofag respons inflamasi Proliferasi fibroblast dan deposisi kolagen Fibrosis paru Tjdny Pneumoconiosis dipengaruhi oleh : - jumlah partikel debu yang tertahan di paru dan sal nafas ; ditentukan oleh : konsentrasi partikel di udara, durasi paparan, mekanisme clearance dari host - ukuran (Ø=1-5 μm), bentuk dan berat partikel - solubilitas dan reaktivitas kimia partikel partikel kecillarut dalam cairan paru>> level toksik Acute Lung Injury partikel lebih besarsulit terlarutfibrosis - adanya efek tambahan dari iritan lain (mis: merokok) Coal Workers Pneumoconiosis Simpel (sederhana) complicated PMF : Progressive Masif Fibrosis = Proses Fibrosis pada paru yang makin meluas Gejala : insidious dan progresif ( perlahan-lahan, setelah terpapar bertahun -tahun, namun tetap makin parah walaupun agen polutan sudah dihindari) Morfologi : fibrosis paru yang luas warna hitam (Black Lung Disease = Penyakit Paru Hitam ) Komplikasi : hipertensi arteri pulmonalis dan cor pulmonale (payah jantung kanan) pnemokoniosis rematoid = sindroma Caplan Emfisema paru Bentuk yg ringan : anthrakosis - tidak ada komplikasi Progressive massive fibrosis pada Coal worker’s pneumoconiosis Scar kehitaman yang luas di lobus superior. Perluasan scar ke jar paru sekitar Retraksi pleura di sekitarnya CWP - Deposit luas pigmen karbon - progressive massive fibrosis Asbestosis Akibat terpapar debu asbes Simpel (sederhana) complicated Gejala mirip CWP (akibat fibrosis paru yang luas) Komplikasi : hipertensi arteri pulmonalis, cor pulmonale, sindroma Caplan, emfisema paru, bronkhiektasi paru reaksi pleura : efusi pleura, adesi pleura (fibrosis), plak fibrokalsifikasi pada pleura Lokasi : dimulai dari lobus inferior bersifat karsinogenik : mesotelioma (kanker ganas pleura), kanker paru (bronkhogenik karsinoma) Morfologi : fibrosis paru yg luas + sabut asbes (asbestos bodies) Plak pada pleura akibat asbestosis Plak fibrokalsifikasi yang luas dan tersebar pada permukaan pleura diafragma Mixed pneumoconiosis Plak tebal pada pleura berwarna putih paparan thd asbestos Deposit berat pigmen karbon. Asbestos Bodies Silikosis Akibat terpapar debu silika gejala = CWP Morfologi : nodul kolagen luas pada paru + partikel silika (mikroskop polarisasi); X-ray nodul di lobus superior paru, eggshell calcification (kalsifikasi pd KGB hilus) Komplikasi : Fibrosis paru yang luas Hipertensi arteri pulmonalis & cor pulmonale bronkhitis khronis, emfisema sindroma kaplan TBC paru Silicosis Nodul silikotik multipel di bawah pleura Advanced silicosis •Fibrosis menyebabkan penarikan pada lobus superior berupa massa hitam •Penebalan pleura Nodul silikotik Beryliosis Akibat terpapar debu / uap berylium Beryliosis akut : berupa pneumonitis kimia eksudatif (keradangan paru dengan banyak eksudat) Beryliosis khronis : menimbulkan gambaran lesi granulomatik pada paru (seperti Tbc) tanpa nekrosis kaseosa; selanjutnya akan mengalami fibrosis yang progesif dan luas pada paru Pneumokoniosis Non - Kolagen Tanpa komplikasi fibrosis paru, cor pulmonale maupun sindroma kaplan Siderosis : krn debu besi Stannosis : krn debu timah putih (stannum) Baritosis : krn debu barium Anthrakosis : krn debu karbon Byssinosis : krn debu kapas, katun, linen Asthma bronkhiale Alveolitis alergi extrinsik Pestisida dan Insektisida 1. Organokhlorin, misal : DDT (dichlordiphenyltrichloroethane) bersifat neurotoksik dan hepatotoksik gejala keracunan akut : hipereksitabilitas, delirium, kejang, depresi SSP, koma, kematian keracunan khronis : menimbulkan perlemakan hati 2. Organofosfat, misal : Baygon bersifat neurotoksik, menimbulkan “delayed neuropati” bekerja sebagai inhibitor (penghambat) enzym asetilkholin-esterase yg bekerja pada synaps saraf gejala : kelumpuhan flaksid, aritmia jantung, depresi respirasi, kematian antidotum : atropin sulfat Penyakit yang berkaitan dengan paparan pada tempat kerja Karbon Monoksida Gas yang tidak berbau dan tidak iritasi, tidak terdeteksi Bersifat insidious, menyebabkan depresi SSP Mengikat hemoglobin 200 X lebih kuat daripada oksigen membentuk Karboksi – Hemoglobin seluruh sel tubuh akan kekurangan O2 (hipoksia sistemik) Yang peka adalah : sel otak, sel otot jantung, sel tubulus ginjal dan sel hepatosit pada liver Karbon Monoksida Keracunan akut : warna merah cherry pada kulit dan mukosa akibat terbentuknya karboksi-hemoglobin Otak mengalami edema dan bintik –bintik perdarahan Gangguan memory, penglihatan, pendengaran & kemampuan berbicara Keracunan khronis : SSP mengalami hipoksia Identifikasi : dengan mengukur kadar CO dalam darah Lebam mayat berwarna merah cerah (cherry-red) pada kasus bunuh diri mengunci diri dalam mobil dengan mesin yang menyala dan jendela tertutup rapat Radon Gas radioaktif, hasil peluruhan uranium Tersebar luas di dalam tanah dan di dalam ruangan (indoor) Masuk lewat saluran nafas ke dalam paru kanker paru Formaldehid ( Formalin ) Iritasi akut pada mata & saluran nafas atas Eksaserbasi asthma non –carcinogenic Timbal = Timah hitam (Lead) Diserap melalui pencernaan makanan atau saluran nafas masuk peredaran darah. 80 - 85 % : tulang & gigi yg sedang tumbuh, 5 10 % dalam darah, sisanya tersebar di seluruh jaringan lunak. Tampak garis timah pada epifise dan ginggiva Ekskresi lewat ginjal : << Sel darah merah : anemia mikrositik hipokhromik dg basofilik stippling (bintik2 berwarna biru pada eritrosit) Timbal = Timah hitam (Lead) Saraf : edema otak, ensefalopati, kejang, koma letal (anak), wrist drop & foot drop (neuropati demyelinasi saraf perifer) GI tract : akut abdomen (kolik timah) Ginjal : nefritis tubulointerstitial khronis, sindroma Fanconi (glikosuria, aminoaciduria, fosfaturia) gagal ginjal khronis Gejala : akut abdomen, kelelahan, nyeri sendi. Bayi & anak : gangguan perkembangan, krisis ensefalopati Dx : anemia + basofilik stippling Efek keracunan Timbal pada Efek keracunan Timbal pada anak Tulang rawan yang mengalami kalsifikasi pada epifisis pergelangan tangan MERKURI Intoksikasi khronis - penyakit Minimata Atrofi serebrum & serebelum + hilangnya neuron Pendengaran , buta, kelumpuhan spastik, dementia, ataksia Ginjal : sindroma nefrotik (hipoalbuminemia, proteinuria yg masif, edema anasarka) ARSEN Keratosis arsenikal - kanker kulit neuropati perifer dg hilangnya myelin Angiosarkoma liver Gambaran Patologis akibat keracunan Timbal pada orang dewasa Pemakaian Alkohol (Etanol) Memakai alkohol dalam jumlah besar dapat menyebabkan: Alkoholisme akut : Depresi Susunan Saraf Pusat : ataksia, mengantuk, hilangnya rasa nyeri (anestesi), henti nafas (respiratory arrest) Gastritis akut & ulcerasi lambung Alkoholisme khronis : Liver : perlemakan hati, hepatitis alkoholik akut, sirosis hati alkoholik Saluran pencernaan makanan : gastritis, ulkus gaster Pancreas : pankreatitis akut & khronis Alkoholisme khronis : Sistem saraf : defisiensi thiamine (Vit B1) khronis degenerasi sel saraf, atrofi serebelum & neuropati saraf perifer. Sindroma Wernick : ataksia, ophtalmoplegia, nistagmus. Sindroma Korsakoff : hilangnya kemampuan untuk mengingat Sistem Kardio-vaskular : cardiomyopati pembesaran jantung, tekanan darah Hipertensi. Sindroma alkohol fetal : retardasi mental dan gangguan pertumbuhan Pemakaian alkohol dalam jumlah sedikit menimbulkan efek protektif ( HDL cholesterol, agregasi platelet ) Komplikasi Alkoholisme Kronik Wernicke encephalopathy: Bercak2 perdarahan pada corpus mammilare otak komplikasi penyalahgunaan alkohol kronik dgn akibat defisiensi Thiamine Metabolisme Ethanol Alcohol Yang Lain Methanol : Dimetabolisme membentuk formaldehid & asam formiat Intoksikasi : terjadi asidosis metabolik, muntah, penglihatan kabur sampai buta & depresi respirasi Dosis letal 20 cc Ethylene Glycol : Dosis letal 1,4 ml / kg BB Dimetabolisme membentuk aldehid, glikolat, oksalat & laktat Intoksikasi : gagal ginjal akut Keracunan methanol & ethylene glycol dapat diobati dengan Ethanol (untuk memperlambat produksi bahan metabolit toksik) Drug Abuse 1. CNS (Central NervousSystem) Depressant 2. CNS Stimulant : amfetamin, cocain 3. Opioid : heroin, morfin, codein 4. Halusinogen : marijuana, hasish CNS Depressant : Menyebabkan depresi susunan saraf pusat : mengantuk, tidur, kesadaran menurun, koma, kematian Ethanol = alkohol Obat golongan barbiturate spt : Phenobarbital Obat golongan benzodiazepine spt : diazepam, nitrazepam Pemakaian terus menerus akan timbul efek “tolerans” Common Drugs of Abuse Cocain Menyebabkan stimulasi Susunan Saraf Pusat : Bersemangat, tidak mengantuk vasokonstriksi, takikardia and tekanan darah Pada CNS mem-blok reuptake dopamin, timbul : euphoria, paranoia, hipertermia Pada saraf simpatik (saraf adrenergic) mem-blok reuptake Epinefrine & Nor Epinefrine : hipertensi, aritmia jantung, infark jantung, perdarahan dan infark otak Intoksikasi khronis : Perforasi septum nasi kapasitas difusi paru Pembesaran jantung (dilated cardiomyopathy) Efek Kokain pada proses neurotransmisi Kokain menghambat reuptake dopamin dan NE pada sistem saraf pusat dan tepi Heroin Dijual dalam bentuk campuran (dengan talcum atau kinin), dosis tidak diketahui (tidak sama), disuntikkan secara intravena atau subkutan Menyebabkan euphoria, halusinasi, somnolen & sedasi (mengantuk) Sudden death oleh karena : depresi respirasi, arithmia jantung & cardiac arrest, edema paru Paru : edema, emboli septik, abses paru, infeksi oportunistik, terbentuk granuloma benda asing akibat talcum Infeksi : kulit & subkutan, katub jantung, liver & paru + AIDS Lesi pada kulit : abses, selulitis, ulserasi, jaringan parut (scar), hiperpigmentasi & thrombosis vena Ginjal : amyloidosis & Glomerulosclerosis fokal sindroma Nefrotik gagal ginjal khronis Marijuana Mengandung THC ( tetra-hydrocannabinol ) yang bermanfaat untuk : tekanan intra-okular pada glaukoma rasa mual pada kemoterapi kanker Kognitif & psikomotor : disorientasi waktu, kecepatan dan jarak kecelakaan Laringitis, faringitis, bronkhitis, batuk, suara parau, gejala mirip asthma Denyut jantung & tekanan darah , angina pektoris (nyeri dada akibat iskhemia jantung) Kerusakan khromosom pada germ cell (sel benih) cacat bawaan Bacterial Endocarditis Brain Abces JEJAS FISIK MEKANIK TERMAL JEJAS FISIK ELEKTRIK RADIASI TRAUMA MEKANIK Abrasion (Lecet) : scrapping/rubbing terlepasnya lapisan superficial kulit (epidermis) Contusion (Lebam) : terbentur benda tumpul kerusakan pembuluh darah + ekstravasasi eritrosit perdarahan di jar lunak Laceration (laserasi) : Robeknya jaringan akibat trauma benda tumpul “bridging” Luka insisi ( Incised wound ) : trauma benda tajam panjang luka > kedalaman luka ─ “bridging” Luka tusuk (Stab wound) : trauma benda tajam (benda panjang) kedalaman luka > panjang luka perforasi, penetrasi THERMAL INJURY 1. Luka bakar permukaan tubuh : 1.1. Efek lokal : eritema, bula, infeksi, selulitis, phlebitis 1.2. Efek sistemik : Shock : hipovolemik ; neurogenik Hilangnya protein dalam darah : edema generalisata termasuk edema paru Gagal ginjal akut Shock septik ( sepsis ) Ulkus gastro –duodenal akut Pneumonia Terjadinya status Hypermetabolic 2. Luka bakar pada saluran nafas : akibat uap panas pada gedung yg terbakar terjadi kerusakan sepanjang saluran nafas sampai paru dengan akibat : Obstruksi jalan nafas sebagian atau total Pneumonitis oleh karena gas NO ARDS (Acute Respiratory Distress Syndrome) Bronchopneumonia Perdarahan intra-alveolar dan Atelectasis (mengempisnya jaringan paru) Patologi Luka Bakar Derajat I : Pelebaran pembuluh darah pada lapisan dermis Derajat II : Nekrotik epidermis + bula Derajat III : Nekrotik pada epidermis dan dermis Hyperthermia Heat cramp : hilangnya elektrolit lewat keringat terjadi kram pada otot bergaris (voluntary muscle) Heat exhaustion : kegagalan sistem kardiovaskuler untuk mengatasi hipovolemia terjadi syncope Heat stroke : disebabkan temperatur tinggi yg disertai kelembaban yg tinggi, terjadi kegagalan mekanisme termoregulasi (spt di padang gurun atau akibat latihan yang berlebihan) terjadi : Gagal ginjal akut ; ARDS Hipoksia kerusakan sel otak Koagulasi intravaskuler yang tersebar (DIC = disseminated intravascular coagulation) + gangguan irama jantung (aritmia) Hypothermia Reaksi lokal : Pendinginan lambat : vasokonstriksi, permeabilitas pembuluh darah - edema tungkai (‘trench foot’) atrofi & fibrosis Pendinginan cepat : jejas iskhemik & degenerasi saraf perifer terjadi infark & gangren tungkai bawah Reaksi sistemik : proses metabolisme Hilangnya kesadaran, denyut jantung menurun (bradikardi), fibrilasi jantung, kegagalan sirkulasi - kematian JEJAS LISTRIK (Electrical Injury) Kerusakan jaringan bergantung pada : Resistensi jaringan Intensitas arus listrik Dapat terjadi : Luka bakar Fibrilasi ventrikel jantung cardiac arrest Robeknya organ tubuh ( akibat listrik arus kuat spt : petir ) Jejas Radiasi – Radiasi Ionik Efek radiasi pada manusia : Dewasa : anemia aplastik, neoplasma pada kulit, otak dan sistem hematopoitik Anak : kelainan thyroid, tumor thyroid, leukemia dan limfoma Janin : retardasi mental, kelainan kongenital, leukemia dan tumor solid lainnya Efek radiasi pada jaringan : Jaringan tulang, tulang rawan, otot dan saraf perifer bersifat resisten terhadap radiasi (radio resisten) Sel hematopoitik, sel benih (germ cell), sel epitel saluran pencernaan, sel epitel skuamous, sel endotel pembuluh darah dan sel limfosit sangat peka terhadap radiasi (radiosensitif) Perubahan Seluler Pada Jejas Radiasi Perubahan akut : Nekrosis sel / jaringan (dosis tinggi > 10 Gy) Nekrosis terjadi hanya sel yang berproliferasi (dosis menengah 1 -2 Gy) Tidak ada perubahan histopatologi ( dosis rendah < 0,5 Gy ) akan tetapi dapat terjadi kerusakan subselular pada DNA terjadi apoptosis Perubahan lambat (jangka panjang) : Mutasi DNA, kelainan khromosom, mutasi gen transformasi maligna (efek karsinogenik) ; dapat berupa : kanker kulit, leukemia, sarkoma tulang dan kanker paru. Pada anak : kanker payudara & kanker thyroid Kematian sel endotel pembuluh darah dapat menyebabkan gangguan fungsi organ yang menetap (“delayed organ dysfunction”) berupa: atrofi sel parenkhim organ iskhemia oleh karena kerusakan vaskuler Fibrosis FIBROSIS Terbentuk jaringan parut hilangnya fungsi organ Dapat disebabkan oleh nekrosis akut sel parenkhim pada organ yang tidak dapat melakukan regenerasi Merupakan komplikasi lanjut dari radio –terapi EFEK RADIASI PADA BERBAGAI SISTEM ORGAN 1. Sistem hematopoitik & limfoid sangat rentan limfopenia, granulositopenia, trombositopenia Sumsum tulang (Bone marrow ) sangat sensitif Eritrosit resisten; namun usianya hanya 90 hari anemia 2. Organ resisten : kelenjar tiroid, paratiroid, hipofisa, adrenal, liver, tulang & tulang rawan dewasa 3. Jejas subletal dapat menyebabkan transformasi maligna : Kanker kulit, leukemia, osteogenic sarkoma & kanker paru Melewati periode laten 10-20 tahun 4. Otak : dewasa : nekrosis fokal dan demyelinisasi Medula spinalis : nekrosis dan demyelinisasi terjadi paraplegia janin : hancurnya sel neuron (sel saraf) & sel glia 5. Kulit : eritema, edema, deskuamasi, dispigmentasi, epidermis atrofi dengan hiperkeratosis Dermatitis radiasi Kanker kulit : squamous cell Ca, basal cell Ca (basalioma) 6. Paru : edema, pneumonitis radiasi, ARDS (acute respiratory distress sindrome), fibrosis interstitial insiden kanker paru 7. Kelenjar limfe : Hilangnya jaringan, atrofi & fibrosis 8. Saluran Pencernaan Makanan : Iskhaemia khronis, kerusakan mukosa, ulserasi, atrofi + fibrosis striktur & obstruksi 9. Gonad - sangat sensitif ; terjadi destruksi pada testis : spermatogonia, spermatid, sel sperma Ovaries : sel benih (germ cell), ovum Atrofi & fibrosis Radiasi Pada Seluruh Tubuh Sindroma Hematopoitik (dosis rendah) : Limfopenia, neutropenia mudah terkena infeksi trombositopenia perdarahan spontan selanjutnya : anemia Sindroma Gastro –intestinal (dosis menengah): mual, muntah, diare dehidrasi sepsis, shock kematian selang 3-4 hari Sindroma serebral (dosis tinggi) : kejang, koma, kematian selang beberapa jam Efek jangka panjang (dosis sangat rendah) : leukemia, kanker payudara & thyroid Kelainan kongenital : microcephali Retardasi mental Gambaran morfologi akibat dari jejas radiasi Jejas Radiasi RADIASI ULTRAVIOLET Disebabkan rusaknya lapisan Ozone (oleh gas Chloro-Fluoro-Carbon /CFC dan NO2 ) Efek akut : eritema, keradangan dermis Efek jangka panjang : solar elastosis, actinic keratosis, penuaan dini pada kulit & kanker kulit RADIASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK Berasal dari medan listrik tegangan tinggi, mikrowave dan telpon seluler insiden leukemia pada anak ( ? ) Memicu terjadinya tumor otak ( ? ) PERUBAHAN TEKANAN ATMOSFER High - altitude illness : terjadi pada pendaki gunung; disebabkan oleh menurunnya tekanan oksigen Blast injury : akibat bertambahnya tekanan pada atmosfer (air blast) atau dalam air (immersion blast) robeknya organ internal dalam cavum thoraks atau abdomen Emboli udara atau gas : komplikasi dari scuba diving, penggunaaan respirator dan terapi oksigen hiperbarik Penyakit dekompresi ( Penyakit Caison ) : terjadi pada penyelam laut dalam atau pekerja bawah laut.