Toksikologi

Toksikologi yaitu ilmu yang mempelajari pengaruh negatif toksikan pada makhluk hidup. Pengaruh negatif tersebut dapat berupa perubahan biologi (fisiologi) yang tidak normal dari makhluk hidup dalam waktu tertentu, sedangkan toksikan yaitu bahan/agen yang dapat menimbulkan respon negatif pada sistem biologi.
Prinsip uji toksikologi yaitu :
1. ada persamaan sistem biokimia pada spesies hewan uji dan mekanisme sistem biologi mamalia.
2. substansi uji dapat menyebabkan disfungsi dan kerusakan jaringan pada beberapa dosis pemaparan.
3. data toksikolgi dari hewan coba dapat digunakan untuk mengukur dosis yang tidak menyebabkan efek negatif pada manusia.
4. hubungan antara konsentrasi bahan kimia pada lokasi kontak dengan pengaruh yang ditimbulkan adalah hal yang penting untuk diperhatikan.

Daya toksisitas suatu bahan toksik biasanya dihitung dari nilai LD50 (lethal dose 50%). Dosis tersebut menggambarkan konsentrasi bahan bahan kimia yang dapat menyebabkan kematian sampai 50% dari jumlah hewan yang di uji. Nilai LD50 digunakan untuk mengelompokkan dosis toksik dari bahan kimia yang baru diproduksi. Hasil dari uji LD50 dari bahan kimia biasanya bervariasi untuk setiap spesies hewan dan laboratorium penguji, sehingga nilai LD50 tersebut biasanya hanya merupakan perkiraan (Tabel 1).

Tabel 1. Perkiraan dosis LD50 bahan kimia pada hewan percobaan

Bahan
Hewan percobaan
Pemberian
LD50 (mg/Kg)
Ethil alkohol
mencit
oral
10.000
NaCl
mencit
i.p
4.000
FeSO4
Tikus
oral
1.500
Morfin sulfat
Tikus
oral
900
DDT
Tikus
oral
100
Picrotoksin
Tikus
s.c.
5
Strychnin sulfat
Tikus
i.p.
2
Nicotin
Tikus
i.v.
1
d-tubocuravin
Tikus
i.v.
0,5
Hemicholinium-3
Tikus
i.v.
0,2
Tetrodotoksin
Tikus
i.v.
0,10
Dioksin
Marmot
i.v.
0.001
Toksin Botulinum
Tikus
i.v.
0.00001

Oral= lewat mulut; i.p=intra peritoneal; s.c.=sub cutan; i.v.=intra vena
Sumber: Loomis (1978)

            Selama bertahun tahun skala toksisitas dari suatu bahan didasarkan pada pengaruh terhadap manusia (Tabel 2). Dari skala tersebut pengelompokan bahan kimia didasarkan atas pemberian secara oral terhadap orang yang dapat menyebabkan kematian. Dalam table 2 tersebut terlihat bahwa obat atau bahan kimia dalam dosis pemberian lebih dari 15g baru timbul gejala toksik termasuk dalam kategori bahan yang praktis tidak beracun, tetapi sebaliknya bahan yang diberikan hanya kurang dari 5mg sudah menunjukkan gejala keracunan, disebut bahan yang sangat beracun. Dari pengelompokan tersebut jelaslah bahwa bahan praktis tidak beracun bila dikonsumsi berlebihan tetapi tidak memberikan efek keracunan dan sebaliknya bahan yang diberikan sedikit sekali sudah berefek toksik bila bahan tersebut dikonsumsi sedikit sekali sudah berefek racun.

Tabel 2. Kriteria dosis urutan daya toksisitas suatu bahan

Kriteria
Dosis
Dosis lethal peroral orang (bb~70Kg)
Praktis tidak toksik
>15g
Seperempat galon
Sedikit toksik
5-15g/Kg
1/8 s/d ¼ galon
Toksik sedang
0,5-5g/Kg
Satu sendok makan-1/8galon
Sangat toksik
50-500mg/Kg
Satu sendok teh s/d  1 sendok makan
Amat sangat toksik
5-50mg/Kg
7tetes s/d 1 sendok teh
Super toksik
<5 mg/Kg
Kurang dari 7 tetes

Sumber: Gosseelin dkk(1976)

Dalam melakukan uji LD50 ada beberapa syarat yang harus ditaati dan syarat tersebut cukup sulit dilakukan untuk laboratorium yang kurang berpengalaman  dalam melakukan uji LD50. Syaratnya adalah:
1. Bahan kimia/bahan obat yang diuji:
a.       identifikasi yang jelas dari bahan yang akan diuji
b.      nomor produksi
c.       karakterisasi fisik
d.      kemurnian dan bahan yang mengikuti (impurity)
e.       daya kelarutan (solubility)
f.       stabilitas
2. Penggunaan hewan uji:
- mencit, tikus, Kelinci, monyet dsb
- Strain dan laboratorium asal hewan jelas
 - Jantan semua; betina semua; campuran jantan dan betina(50:50)
-  Bobot badan seragam
3. Rute aplikasi:
-          peroral/dermal (bahan padat atau cair) menggunakan, Tikus, mencit terutama tikus
-          Inhalasi (bentuk gas); menggunakan tikus/ kelinci
-          Jumlah hewan perkelompok minimum 8
4. Waktu:
-          akut (minimum 24 jam)
-          Kronis (14-28 hari—6 bulan), untuk uji:
§  Mutagenicity
§  Karsinogenicity
§  Reproduktivity
5. Kondisi pemeliharaan:
-          Kondisi kandang, bersih, ventilasi cukup
-          Perawatan baik: cukup air, pakan, diet dsb
-          Suhu, kelembaban, sinar dsb
6.  Pengamatan:
-          Sering diamati (minimum 1hari 1 kali untuk uji kronis)
-          Dicatat gejala yang terlihat dan lesi-lesi yang timbul
-          Pencatatan kematian
-          Kelainan tingkah laku
-          Dilakukan nekropsi pada hewan yang mati
7. Laporan:
-          Nilai hasil uji LD50 dilaporkan untuk setiap jenis kelainan, terutama adanya perbedaan respons untuk setiap jenis kelamin
-          Dilaporkan juga kurva dosis mortalitas dan konfiden limit
-          Dilaporkan gejala toksisitas yang terlihat, jumlah kematian, jumlah hewan yang tidak terpengaruh untuk semua tingkat dosis
-          Untuk uji dermal: dilaporkan pengaruh local tempat pemberian
-          Untuk uji inhalasi: ukuran partikel aerosol harus dilaporkan
-          Untuk uji toksisitas kronis perlu dicatat juga waktu terjadinya kematian
-          Hasil nekropsi perlu dilaporkan seperti: 
§  - timbulnya lesi-lesi
§  - perubahan berat organ target
§  - gambaran hematology
§  - biokimiawi
§  - histopatologi dsb.
Pada prinsipnya  percobaan dan cara perhitungan ED50 dan LD50 adalah sama. Dimana metoda tersebut terus berkembang dari tahun ketahun yang satu berbeda dengan lainnya. Dari metode Reed and Muench (1938), Litchfield and Wilcoxon (1949) dan Brown (1964). Tetapi yang dipakai dalam percobaan praktikum Farmakologi di Universitas Pancasila adalah metoda Thomson dan Weil (1950).
Median efektif dosis(ED50) dapat digunakan untuk pemberian dosis obat yang menyebabkan 50% dari hewan uji:
-          berekasi atau tidak bereaksi (reaksi yang diharapkan)
-          hidup atau mati (LD50)
-          positif atau negatif
-          masuk dalam kategori yang diharapkan atau tidak



Untuk menghitung ED50 dengan rumus:

Log ED50=log D + d(f+1)

2log m=2d.δf

Sebaran nilai ED50:
antilog (Log ED50 ± 2log m)
Keterangan:
D = dosis terkecil yang digunakan
d = logaritma kelipatan dosis
f = factor (dalam tabel r)
df = dicari dalam tabel r

Nilai r dari jumlah hewan yang merespons(ED) atau jumlah hewan yang mati (LD) pada masing-masing kelompok, dengan nilai f dan delta f, n=4; k=3.

Nilai r
f
delta f
Nilai r
f
delta f
0,0,2,4
0,0,3,4
0,0,4,4
0,1,1,4
0,1,2,4
0,1,3,4
0,1,4,4
0,2,2,4
0,2,3,4
0,2,4,4
0,3,3,4
1,0,2,4
1,0,3,4
1,0,4,4
1,1,1,4
1,1,2,4
1,1,3,4
1,1,4,4
1,2,2,4
1,2,3,4
2,0,2,4
2,0,3,4
2,0,4,4
2,1,1,4
2,1,2,4
2,1,3,4
2,2,2,4
3,0,2,4
3,0,3,4
3,1,1,4
3,1,2,4
0,0,3,3
0,0,4,3
0,1,2,3
1,00000
0,75000
0,50000
1,00000
0,75000
0,50000
0,25000
0,50000
0,25000
0,00000
0,00000
1,00000
0.66667
0,33333
1,00000
0,66667
0,33333
0,00000
0,33333
0,00000
1,00000
0,50000
0,00000
1,00000
0,50000
0,00000
0,00000
1,00000
0,00000
1,00000
0,00000
1,00000
0,66667
1,00000
0,28868
0,25000
0,00000
0,35355
0,38188
0,35355
0,25000
0,40825
0,38188
0,28868
0,35355
0,38490
0,35136
0,22222
0,47140
0,52116
0,52116
0,47140
0,58794
0,60854
0,57735
0,57735
0,57735
0,70711
0,81650
0,91287
1,00000
1,15470
1,42421
1,41421
1,82574
0,47140
0,22222
0,60858
0,1,3,3
0,1,4,3
0,2,2,3
0,2,3,3
0,2,4,3
0,3,3,3
1,0,3,3
1,0,4,3
1,1,2,3
1,1,3,3
1,1,4,3
1,2,2,3
1,2,3,3
2,0,3,3
2,0,4,3
2,1,2,3
2,1,3,3
2,2,2,3
0,0,4,2
0,1,3,2
0,1,4,2
0,2,2,2
0,2,3,2
0,2,4,2
0,3,3,2
1,0,4,2
1,1,3,2
1,1,4,2
1,2,2,2
1,2,3,2
0,2,3,1
0,2,4,1
0,3,3,1
0,1,4,1
0,66667
0,33333
0.66667
0,33333
0,00000
0,00000
1,00000
0,50000
1,00000
0,50000
0,00000
0,50000
0,00000
1,00000
0,00000
1,00000
0,00000
0,00000
1,00000
1,00000
0,50000
1,00000
0,50000
0,00000
0,00000
1,00000
1,00000
0,00000
1,00000
0,00000
1,00000
0,00000
0,00000
1,00000
0,52116
0,35136
0,58794
0,52116
0,38490
0,47140
0,70711
0,35355
0,91287
0,79057
0,70711
0,88976
0,91287
1,41421
1,15470
1,82574
1,82574
2,00000
0,57735
0,91287
0,57735
1,00000
0,81650
0,57735
0,70711
1,15470
1,82574
1,41421
2,00000
1,82574
1,82574
1,15470
1,41421
1,41421

Biometric,1952

contoh menghitung nilai LD50,sebaran nilai LD50 serta menentukan kriteria toksisitas zat A bila diketahui:

Dosis zat A mg/kg
Jumlah hewan yang mati/
jumlah hewan perkelompok
r
125
0/4
0
250
2/4
2
500
3/4
3
1000
4/4
4
D : 125 mg/kg
d : log 2
f : 0,25000

δf : 0,38188
  
maka, LD50 : Log LD50=log D + d(f+1)
Log LD50=log 125 + log 2 (0,25000+1)
Log LD50=2,4732 mg/kg
LD50=297,30 mg/kg

kriteria dosis toksisitas zat A : Sangat Toksik

sebaran LD50 : 
      sebaran LD50 : antilog (log LD50 ± 2d.δf)
                           : antilog (2,4723 ± 2.log 2. 0,38188)
                           : 175,1056 mg/kg - 504,7775 mg/kg
     maka :
     LD50 dari zat tersebut adalah 297,30 mg/kg dan zat A tersebut masuk dalam kriteria dosis sangat toksik.
Langganan: Postingan (Atom)