INDUSTRIAL TOXICOLOGY : DOSE – RESPONSE RELATIONSHIP

PENDAHULUAN

Toksikologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang bahan beracun dan berbahaya. Efek toksik adalah efek berbahaya bagi tubuh yang dapat dan yang tidak dapat dihindari akibat dari berinteraksi dengan bahan melalui jalur pernafasan, kulit, mata, mulut, atau jalur lain. Efek toksik merupakan gangguan terhadap fungsi fisiologis yang disebabkan pajanan berlebih bahan kimia atau fisik, bisa juga sebagai efek samping dari pengobatan dan vaksinasi. Toksikitas merupakan kemampuan bahan kimia untuk merusak atau melukai organisme hidup. Toksikitas tergantung pada kuantitas atau dosis; toksikitas bahan kimia tergantung pada besarnya pajanan dan absorbsi (penyerapan). Beberapa bahan kimia dalam kuantitas yang kecil bermanfaat bagi kesehatan, tetapi dalam kuantitas yang besar menjadi toksik yang tinggi.

Toksikitas dan bahaya memiliki perbedaan, toksikitas sebagai kemampuan dari substansi yang mengakibatkan efek yang tidak diinginkan akibat dari besarnya konsentrasi tertentu di dalam tubuh, sedangkan bahaya adalah suatu probabilitas dari konsentarasi yang mungkin terjadi pada suatu tapak. Banyak faktor kontribusi yang mempengaruhi tingkat bahaya seperti jalur masuk, kuantitas pajanan, status fisiologis, kondisi lingkungan, dan faktor-faktor lain. Toksikitas yang diakibatkan oleh bahan kimia dapat bersifat lokal maupun sistemik, bisa ringan maupun parah. Untuk efek yang akan terjadi, bahan beracun pada awalnya akan mengenai organ atau bagian tubuh yang akan mengalami kerusakan. Jalur yang pada umumnya terjadi bahan beracun tersebut mengenai organ atau bagian tubuh melalui inhalasi, absorbsi kulit, ingesi (jalur pencernaan), dan injeksi.

DOSE-RESPONSE RELATIONSHIP

Yang menjadi perhatian utama dalam toksikologi adalah hubungan dosis dan respon. Dalam bidang penelitian hewan, dosis yang diberikan diatur untuk menguji respon hewan dengan menambah atau mengurangi kuantitas substansi hingga mendapatkan efek pada hewan yang diinginkan, misal : injuri atau bahkan kematian. Data yang didapatkan digunakan untuk membuat kurva dosis-respon yang terkait dengan efek yang ditimbulkan akibat dosis tertentu. Dosis yang diberikan merupakan kuantitas yang diatur per satuan berat badan, kuantitas per luas permukaan kulit, atau kuantias per satuan volume udara pernafasan. Selain itu durasi waktu selama dosis tersebut diberikan juga memiliki pengaruh terhadap efek yang terjadi.

Hubungan antara dosis-respon dapat dikatakan sebagai hasil kali antara konsentrasi (C) dengan durasi pajanan (T). Hasil ini kurang lebih sebanding dengan konstanta (K), dalam rumus matematika dapat ditulis C x T = K. Dosis dipengaruhi oleh 2 variabel, konsentrasi dan durasi dari pajanan. Untuk bahan kimia tertentu,  pajanan konsentrasi tinggi dengan durasi yang singkat mungkin akan sama efeknya dengan pajanan konsentrasi rendah dengan durasi yang lama. Peraturan tentang nilai batas pajanan diatur menurut besarnya konsentrasi dan durasi pajanan yang secara teori nilainya di bawah yang dapat menyebabkan injuri.

Konsep Nilai Batas

Pada kebanyakan bahan kimia terdapat konsep nilai batas berefek dan ambang batas tidak berefek. Kebanyakan bahan kimia beracun yang dikenal, jika digunakan dalam jumlah yang kecil akan menghasilkan efek yang tidak dapat diukur. Penggunaannya ini mungkin dapat menyebabkan kerusakan satu sel atau beberapa sel, tetapi efeknya tidak dapat terukur langsung seperti kasus disfungsi ginjal. Jika dosis atau kuantitasnya ditambah, akan ada efek yang dapat diukur dimana terdapat kejadian dampak kesehatan pada populasi yang terpajan dibandingkan dengan populasi yang tidak terpajan. Potensi toksik pada bahan kimia didefinisikan sebagai hubungan antara besarnya dosis dari bahan kimia dan respon dari sistem biologis. Konsentrasi tinggi pada organ tertentu akan menyebabkan efek yang serius, sedangkan konsentrasi yang rendah mengakibatkan efek yang ringan. Toksik terkait dengan besarnya dosis atau banyaknya substansi yang dapat menyebabkan injuri, penyakit, atau efek kesehatan yang parah.

Meskipun banyak kejadian pajanan di industri melalui jalur pernafasan maupun absorbsi kulit, banyak data hubungan dosis-respon yang dipublikasikan merupakan hasil eksperimental menggunakan hewan. Pada eksperimen tersebut, substansi diuji melalui jalur pencernaan (dalam makanan, air minum, saluran darah, ataupun langsung ke dalam perut) atau jalur injeksi. Tingkat bahaya suatu bahan tergantung pada komposisi kimia, tipe dan tingkat pajanan, dan kandungan bahan dalam tubuh. Untuk beberapa bahan, dosis toksik tunggal dalam jumlah besar akan menyebabkan respon  yang besar pula dibanding dengan dosis toksik dalam jumlah yang kecil dengan durasi yang lama. Jumlah yang kecil dapat didetokfikasi dengan cepat, tetapi jumlah yang besar dapat menyebabkan gangguan sebelum dapat didetokfikasi.

Akumulasi substansi di dalam tubuh disebabkan proses penambahan substansi akibat durasi pajanan dan dapat terjadi akibat pajanan yang terus menerus dan berulang. Efek biologi akibat pajanan dapat dilihat dari urin, darah, atau udara yang keluar dari tubuh. Nilai batas pajanan paling mudah dilihat dari efek yang terjadi segera setelah terpajan. Efek lain seperti kerusakan lanjutan yang dihasilkan dan timbulnya kanker akan dapat dilihat beberapa bulan atau beberpa tahun setelah terpajan. Data terkait dosis dihasilkan oleh studi epidemiologi. Karena alasan ini dan alasan lain, nilai batas bahan karsinogenik (seperti asbestos) tidak ditetapkan dan dipertimbangkan untuk ke nilai nol.

Dosis Letal

Jika sejumlah hewan dipajani bahan toksik, ketika konsentrasi mencapai nilai tertentu, beberapa tetapi tidak semua hewan akan mati. Hasil dari eksperimen seperti ini digunakan untuk menentukan nilai dosis letal dari suatu bahan berbahaya dan beracun. Jika hanya variabel jumlah kematian yang digunakan, maka memungkinkan untuk menggunakan konsep dosis letal. Penunjukan keparahan yang biasa digunakan seperti LD₅₀, LD₀, dan LD₁₀₀. LD₅₀ adalah dosis yang dihitung dengan perkiraan akan mengakibatkan kematian 50 persen populasi hewan eksperimen, dan 50 persen lainnya tidak dapat diyakinkan dalam kondisi yang sehat. LD₀ jarang digunakan, yaitu konsentrasi yang tidak mengakibatkan kematian dan merupakan konsentrasi tertinggi yang dapat ditoleransi oleh hewan. Sedangkan LD₁₀₀ merupakan konsentrasi terendah yang yang membunuh 100 persen jumlah hewan eksperimental yang terpajan. Dosis letal ini pada umumnya merupakan berat substansi per kilogram berat tubuh hewan, biasanya miligram per kilogram.

Konsentrasi Letal

Sewaktu berbicara tentang pajanan melalui jalur inhalasi, maka dibutuhkan dosis terkait jalur inhalasi. Konsentrasi letal digunakan untuk material partikel udara. Konsentrasi partikel udara biasa dinyatakan dalam mg/m³ atau ppm (part per million). LC50  diartikan sewaktu populasi hewan eksperimen dipajani konsentrasi tertentu yang telah dihitung, akan menyebabkan 50 persen kematian dari populasi hewan tersebut pada durasi tertentu. Durasi pajanan sangat penting karena pajanan setengah jam mungkin akan mengakibatkan efek yang signifikan, berbeda dengan karakteristik pajanan 24 jam.

Dosis harus dilihat pada durasi waktu yang spesifik (seperti jam, hari, bulan, atau tahun) untuk menentukan jenis observasi yang dilakukan untuk mengetahui tingkat karsinogeik suatu bahan.

PENUTUP

Toksikitas digunakan untuk menunjukkan kemampuan substansi untuk memberikan efek terhadap kesehatan manusia. Efek yang terjadi tergantung jenis bahan kimia, besarnya dosis, jalur masuk bahan ke dalam tubuh, dan kondisitubuh yang terpajan. Ada 4 jalur toksik masuk ke dalam tubuh manusia, yaitu melalui inhalasi, absorbsi kulit, jalur pencernaan, dan injeksi. Dari keempatnya, inhalasi merupakan jalur terpenting dalam rute pajanan di tempat kerja.

Sewaktu bahan beracun dan berbahaya bereaksi dengan tubuh manusia, respon yang diberikan akan tergantung pada dosis yang diterima. Respon dapat mulai dari gejala ringan seperti batuk dan iritasi hingga efek yang parah seperti kanker dan kematian.

REFERENSI

A.Plog, Barbara. 2002. Fundamental of Industrial Hygiene. Quinlan : National Safety Council.