View
84
Download
6
Category
Preview:
Citation preview
METABOLISME DAN REGULASI TOKSIKAN DALAM SEL
EKOTOKSIKOLOGI PERAIRANFAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS PADJADJARAN
2010
MODULE :
MetabolismeSegala proses reaksi yang terjadi di dalam makhluk hidup mulai dari makhluk hidup bersel satu sampai yang paling kompleks (manusia) untuk mendapat, mengubah, dan memakai senyawa kimia di sekitar untuk mempertahankan kelangsungan hidup
Kompartementasi
Heavy metal Metabolism and Regulation
Logam berat • logam padat atau cair yang mempunyai berat 5 gram atau
lebih untuk setiap cm3
• Dapat juga dikarenakan sifat toksiknya (Edward 1975)
• Dalam tubuh makhluk hidup logam berat termasuk dalam mineral “trace” atau mineral yang jumlahnya sangat sedikit
• Beberapa mineral trace adalah esensiil karena digunakan untuk aktivitas kerja system enzim misalnya seng (Zn), tembaga (Cu), besi (Fe) dan beberapa unsur lainnya seperti kobalt (Co), mangaan (Mn) dan beberapa lainnya. Beberapa logam bersifat non-esensiil dan bersifat toksik terhadap makhluk hidup misalnya : merkuri (Hg), kadmium (Cd) dan timbal (Pb).
Unsur-unsur logam berat adalah unsur yang mempunyai nomor atom dari 22 sampai 92 (Waldichuk, 1974) yaitu sejumlah unsur seperti merkuri (Hg), arsen (As), kadmium (Cd), tembaga (Cu), timah (Sn), seng (Zn), timah hitam (Pb), kobalt (Co), khromium (Cr), nikel (Ni) dan vanadium (Va) dan terletak dalam periode tiga sampai tujuh dalam susunan berkala
Mekanisme Keracunan Logam
1. Memblokir atau menghalangi kerja gugus fungsi biomolekul yg esensial untuk proses biologi, seperti protein dan enzim
2. Menggantikan ion-ion logam esensial yang terdapat dalam molekul terkait
3. Mengadakan modifikasi atau perubahan bentuk gugus aktif yg dimiliki oleh boimolekul
Reaksi enzim
S SH
Enz + Substrat Enz (Enz. Aktif)
S SH
Dg adanya ion logam :
S S-logam
Enz + Logam Enz (Enz. Nonktif)
S S-logam
Pengelompokan berdasarkan urutan daya racun
1. Kelas B : sangat beracun : Hg, Pb, Sn, Cu – Paling efektif untuk berikatan dg gugus sulfihidril (-SH)– Dapat menggantikan posisi ion logam antara – Bersama dg logam antara dapat larut dg lemak :
Mampu menetrasi penetrasi pd membran sel , shg ion logam dpt menumpuk (terakumulasi, Con : Hg, Pb, Sn
– Dalam metallo protein menunjukkan reaksi redoks :
Cu2+ Cu+
2. Kelas antara : daya racun sedang : Ni, Zn
3. Kelas A : Daya racun rendah : Mg
Konsentrasi ion logam (mg/L) yg mematikan biota laut dalam 96 jam
Jenis Logam
Berat Ikan Udang Kerang
Cd 22-55 0,015-47 2,2-35
Cr 91 10 14-105
Cu 2,5-3,5 0,17-100 0,14-105
Hg 0,23-0,8 0,005-0,5
Ni 350 6-47 0,058-32
Pb 188 72-320
Zn 60 0,5-50 10-50
JENIS HEWAN LAUT
Urutan toksisitas logam
• Daftar urutan tinggi ke rendah
Hg2+ > Cd2+ > Ag+ Ni2+ Pb2+> As2+ > Cr2+ > Sn2+ > Zn2+
• Pengaruh terhadap aktivitas enzim
Cd2+ > Pb2+ > Zn2+ > Hg2+ > Cu2+
• Aktifitas enzim alpha-glycerophosphat dehydrogenase (jaringan ikan)
Hg2+ >Cd2+ > Zn2+ > Pb2+ > Ni2+ > Co2+
Merkuri di lingkungan
Gambar 1. Diagram alir merkuri dalam biosfir (Dix, 1980)
Phytoplankton
Zooplankton
Ikan
Burung
Usus Pengeluaran
Otak dan Syaraf Hati Ginjal
Fungisida Buangan Industri
Sungai dan Laut
Air Minum
Biodegradasi
Manusia
Air Buangan
Logam Berat (An-Organic Compound) di Perairan(ion tunggal, pasangan ion, ion kompleks)
Fluktuation by Environment Condition(ex : Temperature, pH, Salinity, Oxidation)
Natural Degradation(Fotodegradation, Thermodegradtion)
Bio-Akumulasi(Biological in-Take)
Penetrasi Pasangan Ion Logam(Insang, Kulit/ Kutikula, Lapisan Mukosa)
Membran Sel(Regulasi Keluar-Masuk Logam Trace ke sel)
Regulasi Metabolisme Logam Trace
Pengikatan Logam oleh Membran(Ligan Protein)
Sistem Enzim(Metaloenzim)
Detoksikasi(Katalitic Activities)
GANGGUAN :Logam Sulit Ter-detoksikasi
Permanent Acumulation Ekskresi ke Luar Tubuh
Kerusakan/ Mutasi Sel
(Cancer)Kematian
Diagram : Dinamika Logam Berat di Lingkungan Perairan
Akumulasi dan biomagnifikasi metilmerkuri pada rantai makanan.
Gambar 2. Akumulasi dan biomagnifikasi metilmerkuri pada rantai
makanan.
Three routes of exposure
BioaccumulationDiagram of routes of chemical uptake into cells and the paracellular route.
Effect of Heavy metal Expose to Ventilation Rate
Time courses of average ventilation rates for a control bluegill and a bluegill exposed to a sequence of eight zinc concentration pulses (↓) illustrate the increase in ventilation rate during exposures.
Recommended