PROSES DAN MEKANISME MERKURI TERHADAP GANGGUAN NEUROPATI

BAB I

PENDAHULUAN

1.      Latar Belakang

Merkuri banyak digunakan sebagai peralatan ilmiah dan listrik, industri yang menggunakan merukuri klor-alkali untuk memproduksi klorin dan sodium hydroxide. Di seluruh belahan bumi, industri merupakan sumber utama kontaminasi merkuri. Sebagian besar keracunan merkuri, dimana diakibatkan oleh  metilmerkuri, terutama sebagai akibat dari mengkonsumsi ikan yang terkontaminasi. Merkuri anorganik dan organik berbeda dalam jalur masuk dan dan diserap.

Merkuri yang terdapat dilingkungan secara kimia terdiri tiga bentuk diantaranya adalah unsur merkuri (Hg⁰), merkuri anorganik (Hg⁺) dan garam merkuri (Hg2⁺) dan metalmerkuri organik (CH₃Hg) dan senyawa dimetilmerkuri (CH₃HgCH₃). Merkuri dalam bentuk uap merkuri diserap melalui system pernapasan, sedangkan tertelan unsur merkuri yang  tidak diserap  relatif tidak berbahaya. Setelah diserap, unsure merkuri dapat melaui darah-batas otak kemudian ke system syaraf. Paparan unsure merkuri yang paling banyak terjadi terletak pada sumbernya.

Gambar 1. Siklus Geokimia merkuri. Pada gambar ini menjelaskan tentang reaksi uap Hg²⁺ menjadi CH₃Hg⁺  dan seterusnya CH₃Hg⁺ hasil dari fotodegradasi, walaupun tidak diketahui dari Hg⁰. (Richard et al, 2008).

Paling banyak pencemaran lingkungan diakibatkan oleh paparan senyawa merkuri organik. Merkuri anorganik dapat dikonversi menjadi merkuli organik melalui proses penguraian bakteri sulfat, kemudian menghasilkan metilmerkuri yang merupakan salah satu senyawa merkuri yang sangat beracun dan mudah diserap memalui membrane.      

Toksikokinetik adalah suatu proses distribusi, penyerapan  dan eliminasi yang merupakan cabang ilmu dari toksikologi. Namun konsep dasar yang terkait dengan proses laju transportasi bahan toksikan pada dosis yang lebih tinggi berdasarkan prinsip dari famakoninetik diterapkan pada xenobiotik. Selain itu, xenobitik juga didefenisikan ilmu yang dapat memberikan informasi tentang jalur paparan, menafsirkan hubungan dosis-respon dalam proses penilaian resiko. Dalam beberapa dekade terakhir dikembangkan melalui system fisiologi hewan pada skala laboratorium berdasarkan farmakokinetik untuk membantu ekstrapolasi ekposur dosis rendah dengan tujuan untuk memberikan informasi tentang jaringan pada situs target terkait dengan toksisitasnya.  Inhalasi adalah jalur serapan air raksa pada industri logam, sekitar 80% dihirup dan diserap sebagai sebagai uap; metalik merkuri kurang diserap melalui jalur GI. Jalur utama pengendapan pada otak dan ginjal diakibatkan oleh terpaparnya garam merkuri anorganik, merkuri organik merupakan senyawa yang mudah diserap oleh semua jalur. Industri merkuri dapat menimbulakan masalah seperti radang mulut, tromor otot, iritasi psikis, dan sindrom nefritik ditandai dengan proteinuria (John Wiley and Sons, 2004).   

Metalmerkuri merupakan salah satu unsur kimia yang sangat dapat menyebabkan ganguan pada system syaraf. Hal ini menyebabkan pembagian system syaraf pusat tidak normal. Toksitas kronis yang ditimbulakan diantaranya adalah paresthesia, neuropati perifer, cerebullar ataksia, akatisia, spastisitas, kehilangan memori, demensia, penglihatan terbatas, disartria, gangguan pendengaran, penciuman dan penurunan nilai rasa, tremor, dan depresi. Selai metal merkuri neuropati juga disebabkan oleh bergai hal seperti bawaan genetic, penyakit kronis, alcohol, kekurangan gizi atau efek samping dari pemberian obat (Kathleen A. Head, 2006).

1.      Tujuan Dan Manfaat

Penulisan makalah ini merupakan salah satu upaya dalam mengkaji proses kejadian dan mekanisme logam berat (merkuri) yang dapat menyebabkan terjadinya ganguan neropati terhadap organisme baik vertebrata dan invertebrate maupun mamalia. Kajian kepustakaan dalam penulisan makalah ini melalui referensi ilmiah mutakhir yang diharapkan dapat memberikan gambaran dan infomasi ilmiah secara spesifik dalam pemetaan ilmu khususnya bagi kalangan akademisi maupun khalayak umum.  

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

1.      Elemen Biometilasi dan Biotransformasi

Elemen biometilasi diterapkan terhadap mikroorganisme dan dalam konteks toksikologi lingkungan, khususnya pada kasus logam berat, karena senyawa metal diserap melalui membrane usus,  dari darah ke barier otak, dan plasenta lebih mudah dari pada dalam bentuk anorganik. Misalnya, merkuri anorganik  akan dapat mengalami metilasi pertama dari monometilmerkuri dan kemudian menjadi dimetilmerkuri: Hg²⁺   à  CH₃Hg à  (CH₃)₂Hg.

Tabel 1. Tipe Merkuri

Tipe Merkuri
1.    Unsur	Uap merkuri (Hg0) Satuatom gas yang stabil	Berhubungan dengan Amalgams
2.    Anorganik	Divalen Merkury (Hg2+)	Beracun pada organ dan jaringan manusia
3.    Organik	Metilmerkuri (CH3Hg+) Etil Mercuri (CH3CH3Hg+)	Ikan dan mamalia laut Vaksin thimerosal

Merkuri pada lingkungan berasal dari atmosfer, inhalasi uap merkuri, metil dan etil merkuri, untuk merkuri anorganik divalent mengalami biometilasi sehingga beracun terhadap organ dan jaringan manusia. Merkuri divalent mudah larut dan stabil dalam air dan beribah bentuk melalui proses biometilasi menjadi metilmerkuri yang ditemukan pada konsentasi yang tinggi pada ika dan mamalia laut.

Gambar 2. Proses biometilasi dan biotranformasi merkuri (sumber : Mark C. Houston, MD, MS, FACP, FAHA, 2007).

Badan Perlindungan Lingkugan (EPA) menetapkan batas asupan harian 0,1 µg/kg/hari (sekitar 7 µg/hari/untuk 154 lb person. Diperkirakan satu amalgam dapat menyuplai uap merkuri sebesar 3-17 µgs/hari. Persentase kegiatan amalgam pada lingkungan berkisar 50% berasal dari merkuri, perak 25% dan 25% sisanya berasal dari timah, tembaga dan nikel. Ikan dan mamalia laut menyerap berkisar 2-3 µg/hari tergantung pada jenis dan jumlah yang dimakan. Ikan berumur pajang atau ikan-ikan predator seperti hiu dan ikan todak kandungan berkisar 1 µg metilmerkuri per garam. Sedangkan pada tuna, pike, bass dan trot mengandung 0.1-0.5 µg merkuri pergram.

Enzim yang terlibat dilaporkan menggunakan S-adenosylmethionine atau vitamin B₁₂ derivatif sebagai donor metal, dan selain merkuri, logam lain seprti timah, talium, dan metalloid, arsen, selenium, tellurium, dan metilasi sulfur. Bahkan logam yang reaktif, emas dan platinum dilaporkan sebagai substrat untuk fraksi ini. Hal ini dapat digambarkan secara skematik seperti berikut :

 Gambar 3. Distribusi merkuri dan Siklus Metionin (Sumber : Sidney MacDonald Baker, 2007).

Pada gambar tersebut menggambarkan transfer metilmerkuri secara fisiologi yang sangat berbahaya. Konsentrasi merkuri yang rendah sekalipun merupakan suatu potensi metionin dalam mensistesis GSH merupakan  senyawa utama dari merkuri yang beracun. Hal ini diakibatkan oleh methyltranfase seluler.

2.      Proses Penyerapan Merkuri Pada Organisme

1.         Manusia

Menurut Peter S. Spencer, et al (1990) bahwa organisme air dapat mengakumulasi merkuri melalui air, (pori air) dan sumber makanan (sedimen). Jumlah akumulasi merupakan fungsi dari jalur paparan dan faktor-faktor lingkungan seperti Suhu, pH, Salinitas, Total Karbon Organik, dan sulfide. Jika kondisi lingkungan yang dapat memungkinkan terjadi metilasi merkuri, maka organisme dapat menimbun konsentrasi merkuri yang tinggi, walaupun konsentrasi pada air dan sedimen sangat rendah.    

Lebih lantut Peter  S. Spencer, et al (1990) menjelaskan bahwa fitoplanton, alga dan mikroorganisme dapat menyerap merkuri merupakan suatu proses pasif yang terjadi melalui absorbs permukaan sel baik melalui interaksi dalam kelompok fungsional dalam dinding sel maupun dengan bantuan matriks ekstraseluler. Disfungsi pasif larutan lipid (klorida bermuatan) dapat menyerap merkuri oleh diatom laut. Serapan merkuri oleh tumbuhan air dan fitoplanton dapat berkorelasi dengan konsentrasi dalam air. Air merupakan medium dalam eksposur penting dalam penyerapan merkuri oleh organisme yang lebih rendah melalui rantai makanan. Konsentarsi merkuri yang larut dalam air biasanya sangat rendah, naiknya konsentarasi merkuri pada air dan fitoplanton dipengaruhi oleh faktoa  105-106. Berbeda dengan tumbuhan air dan fitoplanton, proses penyerapan aktif oleh ikan dan vertebtara yang berkorelasi dengan laju metabolism dan respirasi. Ikan trot adalah salah satu jenis ikan yang dapat menyerap secara langsung merkuri dalam air dengan jaringannya.

 

 

Gambar 4. Alur dan dampak metylmerkuri secara fosiologi (Sumber : Ernest Hodgson, 2004, dimodifikasi oleh Samman, 2012).

Terlepas dari kenyataan bahwa merkuri anorganik dan organik memiliki kelaruran lipid yang netral, metilmerkuri secara secara selektif dapat terakumulasi terjadi transfer yang tinggi sedangkan tingat eliminasinya sangat rendah bahkan tidaka ada sama sekali, maka dapat mengakibatkan biomagnifikasi pada trofik yang lebih tinggi

1.      Ikan dan Invertebrata

Logam berat dalam air mudah terserap dan tertimbun dalam fitoplankton yang merupakan titik awal dari rantai makanan, selanjutnya melalui rantai makanan sampai ke organisme lainnya (Fardiaz, 1992). Kadar logam berat dalam air selalu berubah-ubah tergantung pada saat pembuangan limbah, tingkat kesempurnaan pengelolaan limbah dan musim. Logam berat yang terikat dalam sedimen relatif sukar untuk lepas kembali melarut dalam air, sehingga semakin banyak jumlah sedimen maka semakin besar kandungan logam berat di dalamnya.

Menurut Berniyanti dalam Ulfin, (2001), akumulasi logam berat sebagai logam beracun pada suatu perairan merupakan akibat dari muara aliran sungai yang mengandung limbah. Meskipun kadar logam dalam aliran sungai itu relatif kecil akan tetapi sangat mudah diserap dan terakumulasi secara biologis oleh tanaman atau hewan air dan akan terlibat dalam sistem jaring makanan. Hal tersebut menyebabkan terjadinya proses bioakumulasi, yaitu logam berat akan terkumpul dan meningkat kadarnya dalam tubuh organisme air yang hidup, termasuk ikan bandeng, kemudian melalui biotransformasi akan terjadi pemindahan dan peningkatan kadar logam berat tersebut secara tidak langsung melalui rantai makanan. Proses rantai makanan ini akan sampai pada jaringan tubuh manusia sebagai satu komponen dalam sistem rantai makanan.

Pengambilan dan retensi pencemar oleh makhluk hidup mengakibatkan peningkatan kepekatan yang dapat memiliki pengaruh yang merusak. Proses ini dapat terjadi oleh penyerapan langsung dari lingkungan atau melalui bahan makanan. Pencemar dalam makhluk hidup melalui bahan makanan dapat timbul dari sumber yang sama. Jadi dalam suatu rantai makanan alamiah, pencemaran dapat dipindahkan dari suatu tingkat trofik ke tingkat trofik lainnya (Cornell, 1995). Retensi pencemar bergantung pada waktu paruh biologisnya. Jadi, suatu pencemar harus menunjukkan daya tahan yang relatif tinggi terhadap penghancuran atau pembuangan oleh makhluk hidup untuk memungkinkan waktu pengambilan yang cukup agar tercapai kepekatan yang tinggi.

Kandungan logam berat dalam biota air biasanya akan bertambah dari waktu ke waktu karena bersifat bioakumulatif, sehingga biota air dapat digunakan sebagai indikator pencemaran logam dalam perairan (Darmono, 1995). Merkuri diabsorbsi ikan bandeng dari lingkungan air atau pakan yakni fitoplankton, zooplankton dan tumbuhan renik yang sudah terakumulasi merkuri dan akan terikat dengan protein (ligand binding) pada jaringan tubuhnya. Pengambilan awal merkuri oleh organisme air dapat melalui tiga proses utama yakni melalui alat pernafasan (insang), permukaan tubuh, dan dari makanan atau air melalui sistem pencernaan (Murtiani, 2003). Hai ini dapat dilihat pada gambar 5. proses penyerapan merkuri dari rantai makanan.

Jumlah absorbsi logam dan kandungan logam dalam air biasanya proporsional, yakni kenaikan kandungan logam dalam jaringan sesuai dengan kenaikan kandungannya dalam air. Pada logam-logam non esensial (termasuk merkuri), kandungan dalam jaringan naik terus sesuai dengan kenaikan konsentrasi logam dalam air lingkungannya (Darmono, 1995).

 

Gambar  5. Proses penyerapan merkuri oleh ikan dan invertebrate (Sumber : Murtiani, 2003 modifikasi oleh Samman, 2012).

1.      Proses Keracunan Merkuri terhadap Fisilogis

Merkuri metal (elemen merkuri) merupakan logam berwarna putih, berkilau dan pada suhu kamar dalam bentuk cair. Semakin tinggi suhu maka elemen merkuri akan menguap, sehingga banyak orang yang dapat menghirup dan mengatakan bahwa terasa logam dimulutnya. Merkuri metal di Amerika Latin dan Asia sebagai bahan pengobatan herbal dan tradisional, digunakan juga pada acara ritual seperti Voodoo, Santeria dan espiritismo oleh suku Caribia di Amerika Latin. Selain itu, merkuri juga digunakan sebagai bahan thermometer, memproduksi gas klorin, caustic soda, pembuatan baterai, saklar listrik, pemurnian emas,  dan bahan penampal gigi.  Untuk bahan penempel gigi mengandung merkuri metal 50% (WHO, 1976, 1989). Senyawa merkuri anorganik berupa bubuk putih atau Kristal kecuali merkuri sulfide (HgS) yang biasa disebut Chinabar adalah berwarna merah dan akan menjadi hitam jika terkena sinar matahari. Senyawa merkuri anorganik digunakan sebagai fungisida. Garam-garam merkuri anorganik termasuk ammonia merkurik klorida dan merkurik iodide sebagai bahan cream pemutih kulit. Selain itu, merkurik klorida (HgCl₂) adalah sebagai anti septic atau disinfektan. Senyawa kimia lain yang mengandung merkuri sebagai obat urus-urus, cacing, dan sebagai anti bakteri. Untuk merkuri organik merupakan reaksi antara karbon dan atau organomerkuri. Banyak jenis organomerkuri namun, yang paling berbahaya dan berdampak dan bayak popular adalah metilmerkuri (monometilmerkuri dan dimetilmerkuri), salah satu yang digunakan dalam produk komersil adalah penilmetilmerkuri. Sedangkan  dimetilmerkuri digunakan sebagai standar referensi tes kimia. Pada umumnya ditemukan pada konsentasi yang kecil dilingkungan namun, sangat membahayakan bagi manusia dan hewan. Metilmerkuri dihasilkan dari proses mickroorganisme (bacteria dan fungi) di lingkungan. Selain itu, metilmerkuri dan etilmerkuri juga digunakan sebagai pengawetan biji-bijian dan infeksi fungi.  Kemudian ketika diketahui menimbulkan dampak negative dan dilarang penggunaannya pada tahun 1991   (WHO, 1976, Clarkson Thomas, 2002, ATSDR, 1999).

Biomarker pajanan yang umum digunakan adalah pemeriksaan kadar merkuri dalam darah urin dan rambut, pengkuran dapat dilakukan dengan AAS untuk menggetahui total konsentasi pada makanan, darah, urin, rambut  dan Gas Chomathography  Elektron Capture untuk memeriksa metil merkuri dalam makanan, jaringan dan cairan biologi. Neutron Activation untuk memeriksa total merkuri dalam semua media (WHO, 1990, Mahaffey R. Kathrin, 2005, Grajean Phellipe et al, 2005, Tsuji S. Joice, 2005, Hurtodo Jasmin et al, 2006, Doreo G. Jose, 2003 dan Akagi Hirkatsu et al, 2000 serta Hightower M. et al, 2003).

Ada tiga bentuk biomarker yaitu :

1.      Biomarker pajanan, merupakan bahan eksogenus atau metabolitnya atau hasil dari interaksi antara agen xenobiotik  dan beberapa molekul dan sel target yang diukur dari bagian dalam suatu organisme.

2.      Biomarker efek, sesuatu yang diukur secara kimiawi, fisiologi, perilaku atau perubahan lain pada organisme yang tergantung pada cakupan, dapat dikenal sebagai asosiasi dengan kerusakan kesehatan dan penyakit.

3.      Biomarker kerentanan merupakan suatu indicator dari inherent atau perlakuan yang diperlukan organisme untuk merespon suatu tantangan dari berbagai pajanan bahan xenobiotik.

James, 1996 meneliti tentang profil prophyrin dalam urin dari berbagai macam pajanan merkuri jangka panjang pada tikus. Hasil dari penelitianya dapat menyimpulkan bahwa terjadinya perubahan profil prophyrin dalam urin pada kelompok terpajan dan tidak terpajan. Hubungan antara trankripsi gen metallothionein dalam ginjal dan liver tikus atau mecit yang terpajan merkuri anorganik maupun uap merkuri telah diteliti oleh Rudolf K.  Zalups et al, 2000 dan Sato Masahiko et al, 1997. Penelitian membuktikan bahwa pajanan merkuri meng induce Cytotoxity dan Stress gene in hepG2 cell telah dilakukan oleh Sutton J. Swayne et al, 2002, Kim Hyun Sang et al pada tahun 2003 meneliti mercies jenis BALB/c jantan dipajan secara kontinu dengan Hg pada dosis 0;0.3;1.5;7.5 dan 37. Ppm dalam air minum selama 14 hari. Berat badan menurun pada dosis yang paling tinggi, ginjal dan limpah membesar. Kisaran dosis tersebut meracuni hati seperti di identifikasikan oleh kadar aminotrasferase  alanine dan aminotranferase aspartite. Kadar leukosit darah meningkat pada pajanan merkuri tertinggi. Kadar merkuri 1.5-37.5 ppm, kadar CD3⁺T lymphocytes dalam limpah menurun. CD4⁺ dan CD8⁺ single-positive lymphocytes menurun. Pajanan 7.5-37.5 ppm merkuri,  CD4⁺/CD8⁺  dan CD4⁺ thymocytes tidak berubah. Merkuri dapat merubah ekspresi cytokines (tumor necrosis faktor α, interferon γ dan interleukine 12), c-myc dan histocompatibilitycomplex II dalam berbagai organ. Hasil menandakan bahwa penurunan T lymphocyte dalam immune organ merubah ekspresi gen cytokine mungkin merupakan kontribusi anorganik pada efek immunotoxi.

Gejala keracunan akut antara lain seperti kehilangan nafsu makan, berat badan menurun shiness. Gejala keracunan kronik ringan adalah  erethism, paraethesia, kehilangan daya ingat, insomnia, tremor dan gingivitis, sweating (WHO, 1976, Hunter et al, 1980.

Keracunan merkuri organik sangat berbahaya karena mengakibatkan gangguan system saraf pusat (CNS). Gejala pertama (sindrom) yang dirasakan antara lain rasa kesemutan, rasa baal pada kulit, jarak pandang mata menyempit, pendengaran berkurang, berjalan limbung, tremor dan daya ingat yang berkurang, gangguan fungsi ginjal dan kesuburan dan cacat seumur hidup. Keracunan metilmerkuri  menimbulkan gangguan CNS seperti ataxia, pandangat menyempit, penengaran menurun, neuropati, sifat tembus otak dan plasenta oleh karena itu berbayahaya bagi janin (David K. Tan, 2006).

Anak-anak yang menghirup uap merkuri, makan makanan atau bahan lain yang mengandung penilmerkuri atau garam-garam yang mengandung merkuri anorganik atau menggunakan salep yang mengandung MeHg akan berkembang menjadi akrodynia atau sakit pingk. Akrodynia merupakan kram kaki yang parah, iritabilitas dan kulit menjadi merah tidak normal di ikuti dengan tangan, hidung, tungkai dan kaki yang mengelupas, gatal, bengkak, denyut jantung meningkat, tekanan darah meningkat, air liur atau keringat berlebihan, ruam, resah, sulit tidur dan lemah. Kejadian tersebut hanya terjadi pada anak-anak, tetapi baru-baru ini dilaporkan pada remaja dan orang dewasa telah menunjukkan gejala akrodynia (ATSDR, 1999). MeHg adalah senyawa kimia yang sangat dikenal dengan resiko terhadap perkembangan anak. Pajanan dapat melalui makan ikan, roti yang terkontaminasi MeHg. Ibu yang terpajan MeHg dapat memajan anaknya melalui air susu ibu. Kadang-kadang pada anak efek tidak begitu terlihat seperti pada perkembangan IQ atau efek pada otak (Ramires B. Gloria et al, 2000, Oken Emili, et al, 2005). Hanya dapat diketahui melalui tes neuropsikologi. Pada saat lahir, anak terlihat normal, namun selanjutnya mengalami perkembangan bicara atau perkembangan lainnya lambat. Kasus yang terjadi pada anak-anak di Irak disebabkan oleh makan roti yang terkontaminasi pestisida yang mengandung MeHg, pada anak-anak di Jepang disebabkan oleh makan ikan yang terkontaminasi MeHg. Penelitian retrospektif kadar merkuri darah tali pusar pada 1.000 anak di Faroe pada umur 7 tahun yang telah terpajang waktu prenatal telah dilakukan. Setelah diajust dengan berat badan kenaikan MeHg darah pada tali pusar 1-10 µg/L memberikan kenaikan pada distolik dan sistolok 13.9 dan 14.5 mmHg. Pada anak laki-laki MeHg darah tali pusar naik 1-10 µg/L, keceatan jantungnya turun 47%. Variasi kecepatan jantung refleksi dari kontrol  oitoimmune jantung. Kasus keracunan pada seorang anak yang berumur 19 tahun setelah 8 bulan bekerja diperusahaan tambang emas. Anak tersebut menderita tremor dan fatique karena terpajan merkuri dari tempat ia bekerja. Hasil pemeriksaan menunjukkan pada anak tersebut menderita tremor, dysdiadchokinosis dan mild rigidity. Kandungan merkuri pada urin dideteksi pada 24 jam 715 nmol/L (148  µg/L). sedangkan no adverse effect pada 250 nmol/L (50 µg/L) (Donoghue A. M., 1998).

Merkuri menyebabkan tidak berfungsinya mitokondria dan stress oksidatif. Tidak berfungsinya mitokondria primer pada bagian ubiquinone-sitokrom dan NADH dehidrogenase menyebabkan perpidahan ion Fe++ dan Cu+ pada pusat a3Cub sitokrom C (dapat dilihat pada gambar 2). Hal ini menyebabkan depolarisasi dan auto-oksidasi pada bagian dalam mitokondria dengan peroksi lipid dan tidak berfungsinya mitokodria. Konsekwensi fisiologi meliputi meningkatnya hydrogen peroksida, menipisnya glutathione mitokondria lebih dari 50%, meningkatnya lipid peroksidasi seperti TBRS lebih dari 70%, oksidasi nukleutida piridin seperti NAD(p) dan mengubah kalsium homeostasis (Mark C. Houston, 2007).

 Gambar 6. Proses fisiologis toksitas merkuri Disfungsi mitokondria dan Stres oksidatif (sumber : Mark C. Houston, MD, MS, FACP, FAHA, 2007).

1.      Struktur Pengaruh Toksikan Pada Neuron

System syaraf yang komplek, baik secara structural dan fungsional, dan dampak keracunan dapat mempengaruhi salah satu atau lebih dari unit system secara selektif. Oleh karena itu, perlu suatu rancangan uji lebih lajut agar dapat mendeteksi perubahan fungsi secara keseluruhan, tetapi juga pengaruh terdadap unit dasar dan bagaimana reaksi racun terhadap organisme target. System syataf telah terbukti bahwa cadangan fungsinal yang cukup besar, dan kerusakan yang diamati tidak berpengaruh terhadap keseluruhan fungsi samapai lebih luas. Jenis kerusakan pada system syaraf diklasifikasikan dalam berbagai cara diantaranya adalah toksisitas saraf, axonopathy, gangguan racun terhadap transmisi impuls, myelinopathy, dan perubahan sinaptik dalam rilis pemancar atau fungsi reseptor. Tanda-tanda neuropati bersifat akut, subkronis, kronis Bernard Weiss, (1985), Aerospace Worker, (1989).

Keracunan terhadap system syaraf terjadi dengan mekanisme dasar sebagai berikut :

1.      Kematian Neuron dan Sel Glial

Penyebab yang paling umum adalah terjadinya anoksia, kurang suplainya oksigen ke sel. Anoksia terjadi karena ketidak mampuan darah menurun dalam menyuplai oksigen ke jaringan seperti kerusakan hemoglobin, atau ketidak mampuan sel dalam menggunakan oksigen. Ikatan hydrogen sulfide dengan metilmerkuri dapat menembus penghalang darah ke otak dan dengan cepat diserap oleh neuron dan sel glial. Selain itu, kematian neuron dan sel glial juga diakibatkan oleh karbon monoksida dan natrium nitar yang berikatan dengan hemoglobin dapat mencegah darah mengangkut oksigen ke jaringan, serta senyawa fluorocitate yang lebih umum dikenal dengan senyawa 1080 dapat menghambat enzim seluler dalam menghambat perantara metabolism. Bahan kimia pengganggu metaholisme sel dalam pemanfaatan oksigen sel-sel syaraf dalam berbagai cara. Jenis anoksia juga dikenal sebagai anoksia histoxic.

Neuron adalah sel-sel yang paling sensitif  dalam tobuh dan berperan sebagai penyuplai oksigen. Penurunan oksigen beberapa menit saja dapat mengakibatkan perubahan yang tidak dapat diperbaiki atau dikenal sebagai kematian neuron. Senyawa atau unsure kimia yang menyebabkan kerusahan neron diantaranya adalah lead, merkuri, halogenasi pelarut industri, asam amino (glutamate dan trimetylin), dan organophosphate insektisida.

Organomerkuri menyebabkan penurunan fungsi sel syaraf dalam mensintesis protein. Kematian atau kehilangan sebagian sementara dari dendrite atau sel atau kehilangan fungsi secara keseluruhan maka akson mulai mati diakhir distal kemudian nekrosis berlahan bergerak menuju ke  sel tubuh. Proses ini dikenal sebagai “dyng-back neuropathy”.

2.      Interferensi Transmisi Listrik

Ada dua cara bahan kimia dapat menyebabkan penyebaran potensi listrik (impuls) menurun dari akson ke senapsis. Salah satunya adalah untuk mengganggu aksi gerakan potensial yang dapat mengakibatkan menurunnya akson secara parmanen. Pada mekanisme lain dapat menyebabkan kerusakan structural pada akson atau pada lapisan miolinnya. Tanpa akoson yang utuh atau sempuran, transmisi potensi listrik tidak akan mungkin terjadi.

Gangguan  listrik potensial disababkan oleh agen yang dapat memblokir atau saluran pompa natrium dan kalium. Pengaruh yang dapat ditimbulkan seperti  melemah, melambat, atau benar-benar menggangu pergerakan listrik potensial. Mekanisme Neurotoxin  kuat diakibatkan oleh daya toksitas suatu bahan. Tetrodoxin penyebab keracunan pada katak, ikan puffer, dan invertebrate dan Saxiotoxin penyebab keracunan pada kerang dapat memblokir saluran natrium. Sejumlah bahan kimaia yang dapat menyebabkan demieliminasi. Toksin difteri dapat menyebabkan hilangnya myelin dengan mengganggu produksi protein oleh sel-sel Schwann yang memproduksi dan mempertahankan myelin. Organomerkuri dalam bentuk metilmerkuri, merkurie dan triethylin menyebabkan hilangnya myelin terutama disekitar akson motorik perifer (Bernard Windham, 2000).

3.      Interferensi Dengan Transmisi Kimia

 Disfungsi Snaptic adalah akibat dari keracunan bahan kimia. Terdapat dua jenis sinapsis diantara dua neuron; akson dari satu neuron dan dendrite yang lain antara neuron dan sel otot atau kelenjar. Mekanisme tranmisi kimia pada umumnya sama. Perbedaan utama neurotransmitting kimia terletak pada neuron dan sel otot asetilkelin sedangkan jenis lain dari neurotransmitter sangat tergantung pada system syaraf dimana sinaps berada.

Senyawa merkuri dapat mempengaruhi sel granula cerebaral, dan juga reseptor gamma-aminobutyric   neurotransmisi. Selain itu merkuri organik juga dapat menurunkan aktivitas enzim superoxide dismutase dan memodifikasi aktivitas peroksidase glutanone pada otak kecil dan batang otak. Keracunan merkuri juga dapat menimbukan stress oksidatif dan gangguan nerodegeratif pada selang waktu tujuh hari (Bruno de Matos Mansur, Caio Neno Silva Cavalcante, Bruno Rodrigues dos Santos, and Amauri Gouveia J, 2012). Lebih lanjut Reed ,et al (2006) menjelaskan bahwa merkuri dapat menggsngu mekanisme fisiologis pada system syraf. Tikus yang terinfeksi MeHg pada saat hamil dapat menunjukan sensivitas meningkat menjadi amfetamin (agonis adopamine dan noradrenergic), sensivitas yang lebih rendah pentobarbital  (muscarinic reseptor agonis kolinergic) dan clomipramine (aginis serotonin). Efek merkuri pada neurondopaminergik otak tengah pada akhirnya mempengaruhi tingkat pengaturan neurotransmitter dan mendorong perubahan perilaku pada situasi yang memerlukan pilihan.

Tahapan mekanisme interferensi transmisi kimia meliputi :

                     I.            Impuls listrik mencapai kenop sinaptik dan mengalami depolarisasi membrane parasimpatik

Rilis Synaptic Vesikula Asetilkolin (Ach)

                  II.            Ion kalsium masuk mencapai ke sinaptik kenop sitoplasma

Rilis Synaptic Vesikula ach.

               III.            Rislis ach menghentikan ion kalsium dan menghapus dari synaptic kenop sitokrom

Rilis Ach yag berdifusi dicelah sinaptik dan mengikat pada reseptor pada membrane post-sinaptik

Secara kimia pegaturan reseptor dapat menyebabkan depolarisasi melalui sinaptik yang dituarkan ke bagian bawah akson atau kedalam sel efektor

      IV.                      Ach dipecah oleh acetylcholinesterase menjadi kolin dan setat di jalur reseptor pada membran postsynaptic

Kolin kemudian diserap dari celah sinaptik dan tersedia dan tersedia dari sesintesis yang lebih akan disimpan dan kemudian diuganakan oleh vesikel sinoptik.

2.      Neuropathy

Mekanisme utama menghasilkan dampak kimia akut neurotoksi dan perkembangan non degenerative neuropati nampaknya relative spesifik dan tergantung pada sifat dari sumber xenobiotik tersebut seperti  struktur melekul, hidrofobik dan lainnya, bukan dampak jangka panjang neurotoksik polutan kimia dan perkembangan neuropati degenerative, yang tidak spesifik antar proses. Ada hubungan langsung antara aktivasi target membranal yang spesifik dalam hal struktur, lokasi, dan pengembangan non degenerative neuropati sepeti gangguan prilaku, perubahan sensorimotor dan fungsi kognitif, koordinasi motorik, memori, dan halusinasi yang diakibatkan oleh metal organik, merkuri organik, dan organofosfat (STOA, 2001).

Neurodegenerasi terjadi pada berbagai gangguan encephalomyopathy mitokondria yang disebabkan oleh mutasi mtDNA tertentu.  Encephalomyopathy terjadi pada masa anak menjelang dewasa. Salah satu penyebab dari mtDNA adalah neuropati optik keturunan (LHON), dan diskrit syaraf optic neurodegenrasi  dan neuroanatomically.

Hypothyroidism dapat menyebabkan gangguan ginjal secara akut dan kronis. Hal ini jarang terjadi komplikasi yang diasumsikan sebagai akibat dari status perendaran darah yang kekurangan hormone tiroid. Manifestasi yang fatal dari ileus paralitik dan hipotiroidisme menyebabkan neuropati otonom. Peralitik ileus pada hipotiroidism diasumsikan sebagai neuropati otonom yang dapat mempengaruhi syaraf intrinsic dari colon. Menurut Bastenie, (1946) maxiodematous merupakan bahan deposisi dalam serat otot usus dapat mengganggu integrasi ganglia otonom. Lebih lanjut Wells et al, (1949 dan 1977) menyimpulkan bahwa kematian akibat ileus paralitik dan hipotiroidisme selama 20 hari pada saat persentasi dan bedah ke dalam hepatogenesis yang tidak sempurna. Secara histology menunjukkan bruto kelainan pada syaraf ekstinsik pusat sementara beberapa perubahan usus kurang menonjol diamati pada intrinsic pleksus. Banyak para peneliti menyimpulkan ada kemiripan mekanisme neropati perifer dan neoropati otonom diamati melalui hipotiroidisme.

Senyawa merkuri organik lebih lippofilik dari pada unsur merkuri dan senyawa merkuri anorganik yang diakumulasi oleh jarigan hewan (Shafer, 2000). Akumulasi dari metilmerkuri terhadap system syaraf pusat dan saluran utama sensorik amalia yang menyebabkan degenerasi korteks visual, serat akar dorsal ganglia, dan otak kecil. Banyak pembahasan tentang mekanisme neorotoksitas metilmerkuri pada vertebrata, termasuk gangguan siklus sel dan induksi apoptisis. Metilmerkuri disimpulkan sebagai bahan yang dapat mengganggu perakitan mikrotubulus dan mengubah fungsi saluran ion. Pada tingakat molekul, menyebabkan gangguan kation homeostasis, gangguang interferensi transmisi sinaptik diisyaratkan sebagai akibat dari neurotoksitas metilmerkuri. Selain itu, metilmerkuri sangat reaktif dengan kelompok sulfidril (Safer, 2000).

Neuropati merupakan salah satu penyakit yang yang tidak menular, disebabkan oleh berbagai bahan atau komponen lingkungan berupa bahan kimia ataupun zat dengan kekuatan fisik. Misalnya penyakit karena keracunan merkuri, pestisida, cadmium, merkurie serta senyawa kimia lainnya (Achmadi, 2005).

3.      Neuropaty Periferal

Neuropati terjadi ketika ada kerusakan pada saraf perifer. Sistem saraf perifer terpisah dari pusat sistem saraf, yang merupakan otak dan sum-sum tulang belakang. Saraf perifer seperti terhubung antara  sum-sum tulang belakang ke otot melalui jaringan, kulit dan organ internal, menyampaikan pesan kembali dari dan kembali ke sistem saraf pusat ke otot dan kulit. Selain itu, jenis saraf perifer ada juga saraf motorik yang mengendalikan pergerakan otot, saraf yang mengakibatkan kegegeran, dan saraf otonom yang mengendalikan usus, jantung, dan organ internal lainnya. Bila menderita neuropati, artinya serat system sarafnya sudah rusak. Jika saraf sensoriknya rusak maka dapat menyebabkan otot melemah dan mudah kelelahan, mati rasa, menurunya kepercayaan diri. Neuropati perifer adalah diagnosis secara umum tidak dapat  diagnosis sehingga gangguan neuropati hanya diketahui dari depresi atau hypochondriatic (Norman Latov et al, 2002).

Lebih lanjut (Hend Azhary et al, 2010) menjelaskan  bahwa Saraf perifer terdiri dari bundel saraf akson panjang saat diluar  dari system saraf pusat (SSP). Beberapa perifer saraf yang terbungkus dalam selubung mielin yang dihasilkan oleh sel Schwann, sedangkan yang lain yang unmyelinated. Saraf perifer dibedakan secara fungsional atas motorik, sensorik, dan otonom. Neuropati perifer jangka biasanya digunakan untuk menggambarkan simetris dan kerusakan universal untuk saraf yang berdekatan. Kerusakan dan manifestasi klinis biasanya terletak distal dengan kemajuan proksimal. Beberapa gangguan dapat merusak saraf perifer dan menyebabkan neuropati.

1.         Pengujian (Diagnotik)

Penderita neuropati perifer dapat di evaluasi secara sederhana melalui tes darah, termasuk hitung sel darah lengkap, profil metabolisme yang komprehensif, dan pengukuran laju endapan darah dan glukosa darah puasa, vitamin B₁₂, dan hormon thyroidstimulating levels5 (Gambar 7.). Pengujian tambahan, jika ada indikasi,  maka perlu di dilakukan uji melalui suatu unit atau bagian paraneoplastic untuk mengevaluasi untuk keganasan atau dapat mematikan; antimyelin yang berhubungan dengan antibodi glikoprotein untuk mengevaluasi sensorimotor neuropati; antibodi antiganglioside; cairan cryoglobulins; serebrospinal (CSF) analisis untuk mengevaluasi neuropati demielinasi inflamasi kronis; antibodi antisulfatide untuk mengevaluasi polineuropati autoimun, dan tes genetik jika neuropati perifer dicurigai turun-temurun, Tabel 2. (Hend Azhary, at al, 2010).

*—Complete blood count, comprehensive metabolic panel, and measurement of erythrocyte sedimentation rate and fasting blood glucose, thyroid-stimulating hormone, and vitamin B12 levels (possibly with methylmalonic acid and homocysteine levels).

Gambar 7. Pendekatan gangguan neuropati perifer. (ANA = antibodi antinuklear; C-ANCA = sitoplasma antinetrofil sitoplasma antibodi; HIV = Human Immunodeficiency Virus; P-ANCA = perinuklear antinetrofil sitoplasma antibodi; RPR = cepat plasma reagin; SPEP = elektroforesis protein serum;. UPEP = urin elektroforesis protein)

(Sumber : Hend Azhary, at al, 2010).

Tabel 2. Tes Gangguan  Neurpoati Perifer

Tests

Clinical disorders

Routine ·         Complete blood count ·         Comprehensive metabolic panel ·         Erythrocyte sedimentation rate ·         Fasting blood glucose level ·         Thyroid-stimulating hormone level ·         Vitamin B12 level If indicated by clinical suspicion ·         Glucose tolerance test, A1C level ·         HIV antibodies ·         Hepatic panel ·         Lyme antibodies ·         Rapid plasma reagin, VDRL ·         Urinalysis (including 24-hour urine collection) ·         Urinalysis (including 24-hour urine collection) ·         Urinalysis (including 24-hour urine collection) ·         Antinuclear antibodies, P-ANCA, C-ANCA Tests for uncommon conditions ·         Paraneoplastic panel ·         Antimyelin-associated glycoprotein and ·         antiganglioside antibodies ·         Antisulfatide antibodies ·         Cryoglobulins ·         Salivary flow rate, Schirmer test, rose bengal test, labial gland biopsy ·         Cerebrospinal fluid analysis ·         Genetic testing

- - - - - - ·         Diabetes mellitus ·         HIV ·         Liver disorders ·         Lyme disease ·         Syphilis ·         Heavy metal toxicity, porphyrias, multiple myeloma ·         Demyelinating neuropathy ·         Sarcoidosis ·         Vasculitis ·         Underlying malignancy ·         Sensorimotor neuropathy ·         Autoimmune polyneuropathy ·         Cryoglobulinemia ·         Sjögren syndrome ·         Acute or chronic inflammatory ·         demyelinating neuropathy ·         Hereditary neuropathy

 

Note : Tests are listed in the approximate frequency of the potential underlying disorder. C-ANCA = cytoplasmic antineutrophil cytoplasmic antibodies; HIV = human immunodeficiency virus; P-ANCA = perinuclear antineutrophil cytoplasmic antibodies; VDRL = Venereal Disease Research Laboratory. (Sumber : Hend Azhary, at al, 2010).

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan sebelumnya, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan diantaranya adalah :

1.         Pencemaran merkuri di lingkungan dapat berupa uap merkuri, senyawa organik maupun anorganik yang mencemari air dan tanah. Dari perairan dan sedimen selanjutnya melalui rantai makanan terutama melalui ikan berupa metilmerkuri.

2.         Selama di dalam tubuh merkuri akan terikat dengan protein, metalotionin-sister dan haemaglobin oleh karena itu keracunan merkuri dapat mengganggu fungsi organ tubuh dimana protein berperan, dapat mengganggu fungsi ginjal, system saraf, maupun system saraf tepi. Gejala keracunan akut antara lain seperti kehilangan nafsu makan, berat badan menurun dan shynes. Gejala keracunan kronik adalah erethism (seperti iritas excatibillity), paraesthesia, kehilangan daya ingat, insomnia tremor, gingivitis, dan sweating. Keracunan kronik organik sangat berbahaya karena mengakibatkan gangguan system saraf pusat (CNP). Gejala pertama (sindrom) yang dirasakan antara lain rasa kesemutan, rasa baal pada kulit, jarak pandangan menyempit, gangguan kesuburan, otak janin dan cacat seumur hidup. 

3.         Jenis kerusakan pada system syaraf diklasifikasikan dalam berbagai cara diantaranya adalah toksisitas saraf, axonopathy, gangguan racun terhadap transmisi impuls, myelinopathy, dan perubahan sinaptik dalam rilis pemancar atau fungsi reseptor. Sistem kerja neuron terhambat oleh metilmerkuri, sehingga suplai oksigen terhambat yang menyebabkan kematian neuron.

4.         Akumulasi dari metilmerkuri terhadap system syaraf pusat dan saluran utama sensorik mamalia yang menyebabkan degenerasi korteks visual, serat akar dorsal ganglia, dan otak kecil mengalami gangguan, sehigga tidak berfungsi sebagaimana mestinya.

5.         Hubungan langsung antara aktivasi target membranal yang spesifik dalam hal struktur, lokasi, dan pengembangan non degenerative neuropati sepeti gangguan prilaku, perubahan sensorimotor dan fungsi kognitif, koordinasi motorik, memori, dan halusinasi yang diakibatkan oleh metal organik, merkuri organik, dan organofosfat.

DAFTAR PUSTAKA

Baker S. M., 2007. Who Ignores Individuality Fails the Patient. International Symposium of The Institute for Functional Medicine, Sag Harbor, New York.

Azhary H.,  Farooq  M. U., ; Bhanushali M., Majid A., and Kassab, M. Y., 2010.  Peripheral Neuropathy: Differential Diagnosis and Management.  Michigan State University College of Human Medicine, East Lansing, Michigan. Vol. 81.

Douglas W. Zochodne., 2012. Reversing neuropathic deficits. Journal of the Peripheral Nervous System 17(Supplement):4–9. , The Hotchkiss Brain Institute, University of Calgary, Calgary, AB, Canada.

Hodgson E., 2004. A Textbook Of Modern Toxicology. Third Edition. Includes bibliographical references and index. ISBN 0-471-26508-X.

Inswiasri. 2008. Paradikma Penyakit Pajanan Merkuri (Hg). Jurnal Ekologi Kesehatan, Puslitbang Ekologi dan Status Kesehatan. Vol. 7. No. 2. ISSN 775-785. Jakarta.

Kathleen A. Head, ND. 2006. Peripheral Neuropathy: Pathogenic Mechanisms and Alternative Therapies. Technical Advisor, Thorne Research, Inc.; Editor-In-Chief, Volume 11, Number 4.

Mansur B. de M., Cavalcante Caio N. Silva., dos Santos B. R. , and Gouveia Jr A., 2012. Effects of Mercury Chloride (HgCl2) on Betta Splendens Aggressive Display. The Spanish Journal of Psychology Vol. 15, No. 1, 442-450 ISSN 1138-7416.

Patel M.L., Sachan R., and Gupta K. K. Acute Kidney Injury And Paralytic Ileus- An Unusual Presentation Of Hypothyroidism. International Journal of Scientific and Research Publications, Volume 2, Issue 2, 148 ISSN 2250-3153.

Russell H. Swerdlow., 2009. Mitochondrial Medicine and the Neurodegenerative Mitochondriopathies. Pharmaceuticals ISSN 1424-8247.

Thomas H. Brannagan., 2012. Current Issues In Peripheral Neuropathy. Journal of the Peripheral Nervous System 17(Supplement):1–3. College of Physicians and Surgeons, New York, NY, USA.

Zheng W., Aschner M.,  and Ghersi-Egeac J.F., 2003. Brain barrier systems: a new frontier in metal neurotoxicological research. Contemporary issues in toxicology.