biotransformasi toksin pada mahluk hidup

biotransformasi toksin pada mahluk hidup

1. BIOTRANSFORMASI TOKSIN Biotransformasi atau metabolisme didefinisikan sebagai perubahan xenobiotik / toksin yang dikatalis oleh suatu enzim tertentu dalam makhluk hidup . Tujuannya yaitu dengan merubah toksin bersifat non polar menjadi bersifat polar dan kemudian dirubah menjadi bersifat hidrofil sehingga dapat dieksresikan keluar dari tubuh .

2. Absorpsi, distribusi, metabolisme dan ekskresi (ADME) Toksikan akan melalui barier untuk mencapai target organ Absorpsi : Kemampuan toksikan masuk kedalam peredaran darah Intravenous:  Absorpsi yang tidak terbatas (100% diabsorpsi ) Inhalasi :  Berpenetrasi kedalam kantong alveolar kmd masuk kapiler darah Ingesti :  Absorpsi melalui dinding saluran pencernaan ( efek fase 1) Intraperitoneal :  mealui efek fase 1, tetapi tidak perlu absorpsi melaui ddg pencernaan Dermal/ topikal :  Perlu absorpsi melaui kulit Distribusi : Proses tranlokasi toksikan dari dan keseluruh tubuh , disimpan , biotransformasi dan dieliminasi Deposit – DDT dalam lemak Pb dalam tulang dan gigi Metabolisme : proses biotransformasi , dimana toksikan dimodifikasi melalui sistem enzim dirubah menjadi lebih mudah larut dalam air dan diekskresikan Penurunan kelarutan dalam lemakmenurunkan jumlah toksikan mencapai target organ Peningkatan ionisasipeningkatan ekskresipenurunan daya toksisitas Ekskresi : Toksikan dibuang keluar tubuh melalui beberapa rute : Urinasi : toksikan mudah larut dalam air Exhalasi : komponen mudah menguap di ekshalasi lewat pernafasan Ekskresi cairan empedu melalui ekskresi fekal

3. BIOTRANSFORMASI TOKSIN SENYAWA ORGANIK Non Polar Polar Hidrofil ( Lihat gambar diagram alir botransformasi toksikan ) Non Polar : meliputi bahan kimia lipofil dan lipofil sangat stabil ( memiliki gugus fungsional –CH ). Misal CH 4 ( metana ) Lipofil : mudah larut dalam lemak : CH 4 ( metana ), C 2 H 4 ( etena ), C 6 H 6 ( benzena ) Lipofil sangat stabil : lipofil yang sulit diuraikan / didegradasi : terjadi penimbunan di jaringan lemak ( benzopirin , DDT, PCB atau poli clor bipenil ) Reaksi Fasa I Reaksi Fasa II Oksidasi,Reduksi,Hidrolisis Konjugasi Etena

4. Contoh Reaksi biotransformasi dari fasa I sampai fasa II menghasilkan larutan yang mudah dieksresikan lewat urin Oksidasi Konjugasi dg H2SO4 Organ penting dalam proses biotransformasi Hati ( tinggi ) Paru , ginjal , usus ( sedang ) Jaringan lain ( rendah )

5. Faktor yang dapat kecepatan biotrnsformasi Faktor Itrinsik meliputi : sifat yg dimikili xenobiotik seperti sifat fisik-kimia , lipofilitas dosisi dan cara terpapar ( sifat lipofil dapat menstimulir pembentukan dan aktifitas enzim hati , sehinggga dapat menghambat dan menginaktifkan enzim tersebut diantaranya adalah “anti koagulasi , anti diabentika oral, sulfonamide, anti depresivatrisiklis dll .

6. Faktor Fisiologi : meliputi sifat2 yg dimiliki mahluk hidup seperti “ spesies , genetik , umur dan jenis kelamin Faktor Perbrdaan spesies dalam proses metabolisme kemungkinan sama atau sedikit berbeda tetapi kadang2 ada perbedaan yg signifikan pd reaksi tersebut . Faktor Genetik : Faktor keturunan jg berpengaruh terhadap kecepatan metabolisme Faktor umur : pada usia tua metabolisme hati menurun dan yg lebih penting lagi adalah menurunnya fungsi ginjal dimana laju filtrasi Glomerulus 30% dan tiap 1 tahun menurun hingga 1-2%.

7. Faktor jenis kelamin yang mempengaruhi biotransformasi toksin dalam tubuh laki-laki ( L), perempuan ( P ) dan wanita hamil Parameter Perbedaan fisiologi Dampak toksikokinetik Metabolik hati BMR L>P> W.hamil Metabolisme meningkat dg fluktuatif ) meningkatnya BMR Protein plasma L,P> W.hamil Metabolisme toksin hidrofil meningkat dengan meningkatnya protein plasma Ket : BMR = basal metabolic rate ( energi yg diperlukan untuk memelihara kegiatan tubuh minimal ( dalam keadaan istirahat sempurna ) ( Sumber : DHAE,camberra,2002)

8. Faktor Farmakologi Meliputi enhibisi enzim oleh inhibitor dan induksi enzim oleh induktor . Akibatnya , kadar dlm plasma berkurang dan memperpendek waktu , oleh karena itu intensitas dan efek farmakologinya berkurang dan sebaliknya .

9. Faktor Patologi Berhubungan dengan kondisi daya tahan tubuh ( penyakit ) : salah satunya adalah strok , jika pemberian fenobarbital bersamaan dgn warafin secara agonis akan mengurangi efek anti koagulasinya ( sehingga sumbatan pembuluh darah dapat dibuka ).

10. Faktor Makanan Komsumsi alkohol , rokok dan protein Konsumsi panggang arang dan sayur mayur cruciferous dapat menginduksi enzim CYP1A sedangkan Konsumsi jus buah anggur dapat menghambat metabolisme CYP3A terhadap substrat yg diberikan secara bersamaan

11. Faktor lingkungan Adanya interaksi dgn logam berat Perokok dapat memetabolisme obat lebih cepat dari pada yang tidak merokok , karena terjadi induksi enzim .

12. Induksi Enzim Banyak obat mampu menaikkan kapasitas metabolosmenya sendiri dgn induksi enzim , induktor tersebut dibedakan menjadi dua jenis diantaranya adalah : Jenis fenobarbital Jenis metilkolantrena

13. Efek terapi dengan induktor enzin Pengobatan jangka panjang dengan induktor enzim mengakibatkan terjadi penurunan konsentrasi bahan obat hingga mencapai tingkat konsentrasi dalam plasma pd awal pengobatan dgn dosis tertentu Kadar bahan berkhasiat tubuh sendiri dalam plasma dapat menurun sampai dibawah angka normal pemberian obat berbeda secara bersamaan terkadang dapat membahayakan Inhibisi enzim penghambatan enzim dapat menyebebkan interaksi yg tidak diharapkan .

14. Metabolime toksikan Proses biotransformasi ( metabolisme ) toksikan dapat terjadi selama perjalanan obat dari mulai diabsorpsi Sampai diekskresikan Proses biotransformasi sangat berpengaruh terhadap laju pengeluaran obat Obat tanpa tranformasi dengan transformasi Ethanol 4 minggu 10 ml/ hr Phenobarbital 5 bulan 8 jam DDT tidak terbatas hari sampai minggu Organ penting dalam proses biotransformasi Hati ( tinggi ) Paru , ginjal , usus ( sedang ) Jaringan lain ( rendah ) Jalur biotransformasi Fase I enzim -  merubah toksikan menjadi mudah larut Fase II enzim :  berikatan atau bergabung dengan bahan kimia yang mudah larut ( konjugasi ) Kepekaan individu Variasi individu sampai berbeda 10-30 kali: Genetik , gender, umur , status nutrisi , kondisi kesehatan , pengalaman terpapar

15. Tahap Reaksi Biotransformasi Konjugasi dengan asam glukoronat sulfat asetat glutation Metabolit Fase II Reaksi Fase II Oksidasi Reduksi Hidrolisis Reaksi Fase I Xenobiotika Metabolit Fase I Reaksi Fase I disebut juga dengan reaksi fungsionalisasi , dinama melalui reaksi-reaksi pada fase ini terjadi pemasukan gugus fungsional : - OH, -NH 2 , -SH, - COOH, Jika cukup polar maka akan dapat tereksresi langsung ,

16. Tahap Reaksi Biotransformasi Konjugasi dengan asam glukoronat sulfat asetat glutation Metabolit Fase II Reaksi Fase II Oksidasi Reduksi Hidrolisis Reaksi Fase I Xenobiotika Metabolit Fase I Reaksi Fase II disebut juga dengan reaksi konjugasi , dinama gugus fungsi yang terbentuk akan dikopel oleh senyawa endogen dengan bantuan enzim-enzim tertentu , Dengan penambahan konjugat endogen akan meningkat kepolaran dari xenobiotika sehingga akan lebih mudah dapat diekskresi melalui ginjal