MAKALAH TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN
XENOBIOTIK
Disusun oleh :
1. ONA TAMAELA (18101101051)
2. PRAYOGI KIYATO (18101101063)
PROGRAM KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SAM RATULANGI
MANADO
2022
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ........................................................................................................................ !!
KATA PENGANTAR........................................................................................................... !
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................................................... 2
1.3 Tujuan............................................................................................................................... 2
BAB II PEMBAHASAN ..................................................................................................... 3
2.1 Pengertian Xenobiotik....................................................................................... 3
2.2 Mengapa xenobiotik harus dimetabolisme ....................................................... 4
2.3 Metabolisme xenobiotik..................................................................................... 4
2.4
Reaksi Fase I...................................................................................................... 9
2.5
Reaksi Fase II.................................................................................................... 9
BAB III PENUTUP............................................................................................................ 10
3.1 Kesimpulan......................................................................................................... 10
3.2 Daftar Pustaka ................................................................................................... 11
KATA PENGANTAR
Atas limpahan dan hidayah
Allah Swt, makalah berjudul XENOBIOTIK dalam matakuliah TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN
dapat diselesaikan. Makalah ini didapat dari beberapa buku dan berbagai sumber
lainnya. Adapun pihak dominan dalam pembuatan
Harapan Penulis, semoga
makalah ini berguna bagi kita semua khususnya mahasiswa yang sedang menjalankan
mata kuliah TOKSIKOLOGI LINGKUNGAN , Oleh karena makalah ini sangat jauh dari
sempurna, kritik dan saran semoga menjadi sumbangsih dalam penulisan makalah selanjutnya.
Senin
15 Maret 2022
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Xenobiotik
berasal dari bahasa Yunani: Xenos yang artinya asing. Xenobiotik adalah zat
asing yang masuk dalam tubuh manusia. Contoh: obat obatan, insektisida, zat
kimia tambahan pada makanan (pemanis, pewarna, pengawet) dan zat karsinogen
lainya. Xenobiotik umumnya tidak larut air, sehingga kalau masuk tubuh tidak
dapat diekskresi. Untuk dapat diekskresi xenobiotik harus dimetabolisme menjadi
zat yang larut, sehingga bisa diekskresi. Organ yang paaling berperan dalam
metabolisme xenobiotik adalah hati. Ekskresi xenobiotik melalui empedu dan
urine. Pada metabolisme obat, pada obat yang sudah aktif → metabolisme
xenobiotik fase 1 berfungsi mengubah obat aktif menjadi inaktif, sedang paa
obat yang belum aktif → metabolisme xenobiotik fase 1 berfungsi mengubah obat
inaktif menjadi aktif.
Kekuatan pendorong dalam evolusi sistem
detoksifikasi metabolisme canggih sebenarnya cukup lurus ke depan dan
tergantung pada kemampuan air untuk bertindak sebagai "pelarut" untuk
melarutkan zat. Karena membran seluler terutama lipid berbasis dan kedap larut
air yang paling (ilmiah: "kutub") zat, pengangkutan larut dalam air
senyawa ke dalam sel memerlukan protein transportasi khusus. Dengan menempatkan
protein transport yang sesuai pada membran sel, sel hanya akan memungkinkan
diinginkan larut dalam air molekul untuk masuk, dan akan mencegah masuknya
air-larut racun. Ini paradigma yang sama juga berlaku ketika sel perlu
mengeluarkan senyawa larut dalam air yang tidak diinginkan (seperti limbah
selular), mereka keluar dari sel dengan mekanisme yang serupa.
Berbeda dengan senyawa yang larut dalam air,
membran sel lipid menyajikan penghalang sedikit lipid-larut senyawa, yang bebas
bisa dilewati. Berpotensi merusak lipid larut racun
sehingga dapat memperoleh akses gratis ke interior seluler, dan jauh lebih
sulit untuk menghapus. Sistem detoksifikasi metabolisme mengatasi masalah ini
dengan mengubah lipid-larut racun ke aktif larut dalam air metabolit. The
"solubilisasi" dari racun dicapai oleh enzim yang melekat (konjugasi)
tambahan yang larut dalam air molekul terhadap toksin larut lipid pada
titik-titik lampiran tertentu. Jika racun tidak mengandung salah satu titik
sambungan, mereka pertama kali ditambahkan oleh satu set terpisah enzim yang
mengubah kimia racun untuk menyertakan "menangani" molekul. Setelah
reaksi solubilisasi, toksin kimia-dimodifikasi diangkut keluar dari sel dan
dikeluarkan. Ketiga langkah atau fase menghilangkan yang tidak diinginkan atau
berbahaya lipid-larut senyawa yang dilakukan oleh tiga set protein seluler atau
enzim, disebut fase I (transformasi) dan fase II (konjugasi) enzim, dan tahap
III (transportasi) protein.
1.2 Rumusan Masalah
1.
Apa itu Senyawa Xenobiotik?
2.
Mengapa Senyawa Xenobiotik di metabolisme?
1.3 Tujuan
1.
Untuk mengetahui Apa itu senyawa senobiotik
2.
Untuk mengetahui mengapa senobiotik itu harus
di metabolisme
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Pengertian Senyawa Senobiotik
Xenobiotik berasal dari bahasa Yunani yaitu Xenos
yang arti nya zat asing. Zat Senobiotik
merupakan senyawa yang asing bagi tubuh. Kelompok utama zat-zat senobiotik yang
mempunyai relevansi medik adalah obat-obatan,zat –zat karsinogen kimia serta
berbagai senyawa yang telah memasuki lingkungan kehidupan kita melalui salah
satu jalan,seperti senyawa-senyawa bifenil Polikrolinasi (PCB) dan insektisida
tertentu.sebagian besar senyawa ini akan mengalami metabolism (perubahan
kimiawi) dalam tubuh manusia dan hati menjadi organ tubuh yang terutama terlibat
dalam peristiwa ini.kadang-kadang zat senobiotik dapat diekskresikan tanpa
perubahan.Tujuan metabolism zat-zat senobiotik adalah untuk meningkatkan
kelarutannya dalam air (polaritas) dan dengan demikian memudahkan eksresinya
dari dalam tubuh.
Contoh: obat obatan, insektisida, zat kimia
tambahan pada makanan (pemanis, pewarna, pengawet) dan zat biotikkarsinogen
lainya.
Dalam kehidupan sehari-hari tubuh manusia dapat
terpapar oleh ribuan senobiotik yang
setiap xenobiotik dapat menimbulkan efek toksik. Saat sarapan pagi dirumah
mungkin kita mengkonsumsi makanan yang mengandung bahan pengawet, pewarna atau
penyedap rasa. Ketika kita di jalan
menuju tempat kuliah dan tempat kerja mungkin kita menghirup udara yang
penuh dengan polutan rokok sendiri atau teman kerja.
Kemungkinan timbulnya efek toksik yang
diakibatkan oleh paparan xenobiotik belum disikapi secara benar baik oleh
mereka yang bekerja dibidang kesehatan terlebih lagi orang awam. Kasus formalin
dalam makanan mendapat tanggapan yang gegap gempita,sedangkan tercemarnya udara
perkotaan dan air tanah permukiman serta pemakaian obat-obatan yang irrasional
menjadi fenomena biasa.
2.2. Mengapa xenobiotik harus di Metabolisme
- Xenobiotik umumnya tidak larut air,
sehingga jika masuk tubuh tidak dapat diekskresi
- Untuk dapat diekskresi xenobiotik harus
dimetabolisme menjadi zat yang larut, sehingga bisa diekskresi
- Organ yang paaling berperan dalam
metabolisme xenobiotik adalah hati
- Ekskresi xenobiotik melalui empedu dan
urine
2.3. Metabolisme xenobiotik
Kasus ditemukannya formalin dalam makanan yang
diberitakan pada banyak media masa beberapa waktu lalu, bukanlah kasus baru. lagi pula formalin bukanlah satu-satunya
senobiotik yang ditemukan dalam makanan. Bahan pewarna tekstil seperti rodhamin
B dan amaranth,residu peptisida golongan karbofular dan cemaran logam berat
juga pernah dilaporkan ditemukan dalam produk-produk bahan makanan dan minuman
yang beredar di beberapa daerah di Indonesia.
Selain senobiotik di dalam makanan, sangat
senyawa kimia yang dapat membahayakan kesehatan apabila dikonsumsi dan masuk ke
dalam tubuh. Asap rokok dan
asap pembakaran sampah mengandung benzoa(a)piren yang sangat karsinogenik.
Didalam asap kendaraan bermotor mengandung gas karbon monoksida yang sangat
berbahaya bagi kesehatan. Demikian pula sisa peptisida dan insektisida yang
digunakan untuk berbagai keperluan tentu bukan bahan kimia yang baik untuk
kesehatan. Penyedap rasa, monosodium
glutamate, dan pemanis buatan seperti sakarin, siklamat dan aspartam. Walaupun diperbolehkan untuk
bahan makanan diduga dapat menginduksi pertumbuhan tumor. Obat-obatan yang sering kita konsumsi untuk
penyembuhan penyakit tertentu adakalanya menimbulkan efek samping atau efek
toksik yang serius. Thalidomin yang semula diproduksi dan diterima sebagai
sdatif (obat penenang) ternyata bersifat teratogenik (menyebabkan cacat pada
janin), sehingga akhirnya obat tersebut dilarang beredar dipasaran.
Dalam keseharian tubuh manusia dapat terpapar
beribu-ribu senobiotik mengingat senyawa asing yang diketahui manusia jumlahnya
lebih dari 100.000 macam. Ada kalanya kita
secara sengaja mengkonsumsi senobiotik seperti obat obatan, insektisida, zat
kimia tambahan pada makanan (pemanis, pewarna, pengawet) dan zat
biotikkarsinogen lainya.walaupun tidak disertai kesadaran dan pengetunahuan
yang memadai akan akibat buruk yang mungkin timbul.
Sedang secara terus-menerus tanpa bermaksud
untuk mengkonsumsi tubuh dapat terpapar xenobiotik yang ada dilingkungan baik
diudara, air maupun
daratan seperti gas karbon monoksid, benzo(a)piren,logam-logam berat dari asap
buang kendaraan bermotor dan bahan-bahan pencemar lingkungan lainnya. Senyawa
senobiotik tersebut masuk kedalam tubuh dapat melalui mulut (per-oral) seperti
makanan dan obat-obatan,atau karena terhirup atau dihirup pernafasan (per
inhalasi)seperti asap rokok dan asap kendaraan atau lewat kontak dengan kulit
(per cutan/transdermal)seperti dijumpai dalam beberapa kasus keracuna pestisida
pada petani.
Apabila xenobiotik ini masuk ke tubuh manusia (dan juga hewan), tubuh mempunyai mekanisme untuk mengendalikan
keberadaan xenobiotik tersebut sehingga aman bagi tubuh. xenoiotik yang masuk kedalam tubuh umumnya
melalui proses absorpsi akan sampai ke aliran darah, di distribusi ke seluruh tubuh dan kemudian di
eliminasi. proses
eliminasi adalah usaha untuk menghilangkan aktivitas dan keberadaan xenobiotik
di dalam tubuh. Eliminasi meliputi metabolisme/biotransformasi dan ekskresi.
Metabolisme atau sendiri
biotransformasi adalah perubahan kimiawi oleh pengaruh tubuh organisme,
sedangkan ekskresi adalah proses pembuangan xenobiotik dari dalam tubuh. Proses
adsorpsi, distribusi dan eliminasi ini pada umumnya melibatkan proses
penembusan membrane biologis. seperti
diketahui bahwa membrane biologis tersusun atas lapisan kompleks yang bersifat
polar dan non polar.oleh karena nya proses penembusan membrane tersebut juga
tidak terlepas dari hokum-hukum fisikokimia yang berlaku terhadap xenobiotikdan
bahan penyusun membrane itu sendiri,seperti derajat ionisasi,kelarutan dalam
lemak,koefisien partisi lemak/air,ketersediaan system transport spesifik,ukuran
diameter pori membrane serta kompleksitas matriks penyusun membrane.
Didalam tubuh, xenobiotik umumnya memberikan pengaruh pada
system dan fungsi normal tubuh. Pengaruh itu dapat berupa sesuatu yang
diharapkan, misalnya efek terapetik obat (efek untuk penyembuhan penyakit atau
menghilangkan gejala penyakit), atau pengaruh yang tidak diharapkan, seperti efek samping atau efek toksik. Melalui
proses metabolisme dan proses
ekskresi tubuh mampu menghilangkan semua pengaruh yang timbul. Telah lama
diketahui bahwa karena sifatnya yang suka lemak ada banyak xenobiotik tidak
akan dikeluarkan dari dalam tubuh apabila tidak didahului proses perubahan
struktur kimia melalui metabolism. Sebagai contoh, pentobarbital diperkirakan
akan tinggal di dalam tubuh selama 100 tahun manakala tidak mengalami proses
metabolism/biotransformasi. oleh karenanya
metabolisme memegang arti
penting dalam proses eliminasi xenobiotik.
Ada perbedaan antara metablisme nutrisi dan
metabolism xenobiotik. Metabolism nutrisi terjadi untuk keperluan proses normal
sel. Proses ini menghasilkan senyawa fungsional dan energy kimia yang
dibutuhkan oleh sel serta dalam langkah-langkah tertentu menghasilkan limbah
metabolik. metabolisme
xenobik bertujuan untuk mengeliminasi keberadaan xenobiotik di dalam tubuh.
Dalam metabolism xenobiotik tidak pernah disertai produksi energi.
Xenobiotik di dalam tubuh dapat mengalami
berbagai macam reaksi metabolisme yang dapat di
golongkan menjadi dua yaitu reaksi fase 1 dan reaksi fase 2. Reaksi fase 1
adalah non-sintetik,merupakan pembentukan gugus fungsional ataupun perubahan
gugus fungsional yang sudah ada pada molekul xenobiotik. Reaksi non sintetik
ini meliputi reaksi oksidasi, reduksi dan
hidrolisis.
Sebagai contoh
hidroksilasi senyawa aromatic atau senyawa altik serta epoksidasi ikatan
rangkap merupakan reaksi oksidasi pembentukan gugus fungsional. Sedangkan
reaksi nitro,dealkilasi dan hidrolisis ester merupakan reaksi perubahan gugus
fungsional yang sudah ada. Gugus fungsional di maksudkan untuk mengalami reaksi
metabolic lanjutan berupa konjugasi dengan senyawa endogen atau berinteraksi
dengan reseptor untuk menimbulkan efek. (Williams, 2002). Reaksi oksidasi yang merupakan 90%
reaksi metabolism fase 1, dikatalis oleh system enzim mikrosomal.sistem enzim
ini dikenal pula sebagai mixed function oxydase system (MFO)dengan sitokrom
P450, suatu superfamily enzim hemoprotein,sebagai
komponen utamanya (lewis et al.,1998)
Reaksi fase 2 merupakan reaksi sintetik atau
konjugasi. Reaksi ini merupakan penggabungan antara molekul xenobiotik,atau
metabolit yang terbentuk dari reaksi fase 1, pada gugus fungsionalnya dengan
senyawa endogen. Reaksi sintetik meliputi reaksi glukuronidasi, sulfatasi, konjugasi dengan asam amino, asetilasi, konjugasi dengan glutation dan mtilasi. Reaksi
fase 2 ini umumnya di katalisis oleh enzim-enzim sitosolik kecuali reaksi
glukuronidasi.
Pada reaksi glukuronidasi membutuhkan asam
uridil 5’-difosfoglukuronat (UDPGA) untuk membentuk konjugat glukuronat, reaksi
sulfatasi untuk pembentukan konjugat sulfat membutuhkan 3’-fosfoadenosin-5’fosfosulfat (PAPS),
pembentukan konjugat glutation(menjadi konjugat asam merkapturat (tioester) membutuhkan glutation tereduksi
(GSH), sedang asilasi membutuhkan koenzim A. pada
umumnya konjugasi dengan senyawa endogen berakibat hilangnya aktivitas biologis
xenobiotik. Disamping tidak mempunyai aktivitas biologis semua hasil reaksi
fase 2 adalah metabolit yang mudah terionisasi pada PH fisiologis, kecuali konjugat metil,sehingga lebih mudah
larut di dalam air yang mengakibatkan mudah dikeluarkan dari dalam tubuh. Ada
beberapa reaksi sintetikyang tidak umum yang hanya terjadi pada gugus senyawa
tertentu, seperti pembentukan hidrazon pada biotransformasi m dan hidratasi
epoksid membentuk dihidrodiol. Metabolit ini tidak terionisasi pada PH
fisiologis (sheweita, 2000).
Metabolisme xenobiotik dapat terjadi baik di
dalam hepar maupun di jaringan-jaringan eksta hepatic seperti paru, ginjal dan mukosa saluran pencernaan. kapasitas metabolic tertinggi ada di hepar. paru, ginjal dan
mukosa saluran pencernaan mempunyai kapasitas metabolic sedang dan kapasitas
metabolic terendah terjadi di kulit, testis dan
plasenta.
Metabolisme xenobiotik umunya terjadi dalam beberapa
langkah reaksi kimia yang berurutan atau simultan. Parasetamol, sebuah analgenik-antiseptik yang sangat lazim,
didalam tubuh secara simultan akan mengalami reaksi glukuronidasi menjadi
parasetamol-glukuronat, reaksi sulfatasi menjadi parasetamol sulfat serta
mengalami reaksi oksidasi. Reaksi oksidasi ini kemudian diikuti oleh reaksi
konjugasi dengan glutation dan reaksi-reaksi ikutan selanjutnya membentuk
konjugat merkapturat, Amfetamin, stimulansia syarafpusat, di dalam tubuh kelinci
akan teroksidasi pada rantai samping,didalam tubuh manusia,mencit,marmot dan
anjing mengalami hidroksilasi menjadi asam benzoate, sedangkan dalam tubuh
tikus mengalami hidroksilasi cincin aromatic.
Insektisida malation dalam tubuh nyamuk
mengalami desulfurasi oksidatif menjadi malaokson yang lebih toksik, sedangkan pada tubuh mamalia, senyawa ini akan
mengalami hidolisis menjadi asam dikarboksilat kemudian terkonjugasi dengan
glukuronat menghasilkan metabolic yang inaktif. Benzo(a)piren yang terhisap
dari asap rokok berturut-turut akan terepoksidasi menjadi
benzo(a)piren-epoksid,terhidrasi menjadi dihidrodiol,terkonjugasi dengan sulfat
membentuk benzo(a)piren sulfat. Metabolit dihidrodiol yang terbentuk
teroksidasi kembali menjadi senyawa reaktif dihidrodiol epoksid yang dipercaya
mampu menginisiasi proses terjadinya kanker (karsinogenesis). Dihidrodiol
epoksid ini kemudian terhidrasi menjadi tetrol atau tersusun ulang menjadi
triol yang akan diekskresikan (Selkirk, 1980; timbrell, 1991).
Selama kapasitas tubuh(sel) tidak terlampaui
maka semua matabolit yang terbentuk akan bersifat aman bagi kehidupan dan
segera dikeluarkan dari dalam tubuh. Akan tetapi keadaan tersebut sering
terlampaui, sebagai contoh, mengkonsumsi 20 tablet parasetamol sekaligus
(setara dengan 1 gram parasetamol) dapat mengakibatkan kematian, karena
kerusakan hepar (hepatotoksik) yang massif dan tak terbalikkan (irreversible).
Seorang perokok berat dapat terkena kanker paru. Petani yang menyeprotkan
pestisida organofosfat untuk membasmi hama tanaman tiba-tiba dapat keracunan.
2.4 Reaksi Fase I
Reaksi fase I, disebut juga reaksi nonsintetik,
terjadi melalui reaksi-reaksi oksidasi, reduksi, hidrolisis, siklikasi, dan
desiklikasi. Reaksi oksidasi terjadi bila ada penambahan atom oksigen atau
penghilangan hidrogen secara enzimatik. Biasanya reaksi oksidasi ini melibatkan
sitokrom P450 monooksigenase (CYP), NADPH, dan oksigen. Obat-obat yang
dimetabolisme menggunakan metode ini antara lain golongan fenotiazin,
parasetamol, dan steroid.
2.5 Reaksi Fase II
Reaksi fase II, disebut pula reaksi konjugasi,
biasanya merupakan reaksi detoksikasi dan melibatkan gugus fungsional polar
metabolit fase I, yakni gugus karboksil (-COOH), hidroksil (-OH), dan amino
(NH2), yang terjadi melalui reaksi metilasi, asetilasi, sulfasi, dan
glukoronidasi. Reaksi fase II akan meningkatkan berat molekul senyawa obat, dan
menghasilkan produk yang tidak aktif. Hal ini merupakan kebalikan dari reaksi
metabolisme obat pada fase I.
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Xenobiotik berasal dari bahasa Yunani: Xenos
yang artinya asing. Xenobiotik adalah zat asing yang masuk dalam tubuh manusia.
Contoh: obat obatan, insektisida, zat kimia tambahan pada makanan (pemanis,
pewarna, pengawet) dan zat karsinogen lainya. Xenobiotik umumnya tidak larut
air, sehingga kalau masuk tubuh tidak dapat diekskresi. Untuk dapat diekskresi
xenobiotik harus dimetabolisme menjadi zat yang larut, sehingga bisa
diekskresi. Organ yang paaling berperan dalam metabolisme xenobiotik adalah
hati. Ekskresi xenobiotik melalui empedu dan urine. Pada metabolisme obat, pada
obat yang sudah aktif →metabolisme xenobiotik fase 1 berfungsi mengubah obat
aktif menjadi inaktif, sedang paa obat yang belum aktif → metabolisme
xenobiotik fase 1 berfungsi mengubah obat inaktif menjadi aktif.
DAFTAR PUSTAKA
Arief, M, Suproharta, Wahyu J.K. Wlewik S.
2000. Kapita Selekta Kedokteran, ED : 3 jilid : 1. Jakarta : Media Aesculapius
FKUI.
Santosa, Budi. 2005-2006. Diagnosa Keperawatan
NANDA. Jakarta : Prima Medikal.
Closkey, Mc, et all. 2007. Diagnosa Keperawatan
NOC-NIC. St-Louis
Liska, DJ. The Detoxification Enzyme Systems.
Altern Med Rev 1998; 3(3): 187-198
Queen Tri Resti.2012. Metabolisme Xenobiotik Pada Logam (Obat). Fakultas keguruan dan ilmu pendidikan Universitas Jam
