Toksikologi Insektisida:
Kontrak Perkuliahan
Bidang ilmu toksikologi insektisida dibagi menjadi 2 bagian
1. Pestisida dan aplikasi
2. Toksikologi
Toksikologi membahas hubungan senyawa dengan sasaran. Keluaran dari mata kuliah toksikologi adalah lahirnya kebijakan pestisida dalam pertanian yang aman dan ramah lingkungan.
Toksikologi mengkaji hal-hal antara lain:
• Bagaimana senyawa mempengaruhi serangga sasaran
• Ecotosikologi yaitu efek pestisida terhadap lingkungan
• Jenis-jenis pestisida yang dipakai dalam pertanian dan apa efek yang muncul terhadap mahluk hidup dan lingkungan
• Membahas dampak pestisida terhadap organisme sasaran seperti terjadinya resistensi dan resurgensi.
• Pestisida terutama insektisida sebagian besar merupakan pengganggu kerja syaraf serangga. Untuk itu perlu memahami struktur dan mekanisme kerja syaraf serangga.
• Bacillus thuringiensis sebagai insektisida biologi akan juga dibahas cara kerjanya.
Penggunaan pestisida terutama insektisida di lapangan tidak dilakukan dengan benar. Praktek aplikasi yang salah tidak hanya pada tingkat petani tetapi juga pada perusahaan pertanian besar.
Mata kuliah toksikologi dilengkapi dengan praktikum yang akan mencoba dasar-dasar pengujian insektisida (mode of action). Pestisida yang diuji tersebut kemudian dihitung probit analisis untuk mengetahui keefektifan terhadap organisme sasaran. Materi praktikum lain yaitu mempelajari ecotoxicologi dengan mencoba memaparkan ikan dengan residu pestisida yang terlarut di perairan.
Tujuan dilakukan praktikum toksikologi adalah
1. Memahami konsep mode of entry dan mode of action dari pestisida.
2. Mode of entry adalalah tempat masuk pestisida terhadap serangga sasaran, misalnya masuk melalui mulut, kulit, trakhea, spirakel dll. Mode of action adalah kerja pestisida terhadap organ serangga seperti pestisida mengganggu kerja colin esterase, pestisida mengganggu transfer ion di sinap syaraf serangga, dll.
Penilaian mata kuliah Toksikologi dengan perbandingan: 70% kuliah dan 30% praktium
Buku pegangan kuliah: Toxicology of Insecticides
###
Dasar-Dasar Toksikologi
Toksikologi diambil dari akar kata toksis / toxicus / poisonous. Toksikologi disebut juga the science of poisonousi sebagai cabang dari medicinal science.
Racun adalah senyawa yang dapat menyebabkan pengaruh berbahaya jika diberikan baik sengaja atau tidak sengaja pada organisme hidup.
Konsep yang harus difahami tentang racun/pestisida/insektisida termasuk didalamnya pengusir hama rumah tangga baygon, softwel, autan dll
Risk = hazard x exposure
Jika menggunakan baygon tiap hari (exposrue) tinggi maka semakin tinggi kemungkinan keracunan insektisida baygon, terkena kangker dll. Untuk mengusir hama rumah tangga seperti nyamuk, cara teraman menggunakan penghalang mekanis seperti memakai kelambu tidur, memasang kawat nyamuk, mematikan dengan raket dll.
Dosis = medicine vs poison
Obat bisa menyembuhkan disatu sisi tetapi juga bisa menjadi racun yang mematikan. Obat bisa sebagai penyembuh atau racun tergantung dosis yang diminum. Demikian juga untuk mematikan serangga sasaran. Dosis yang tidak tepat bukannya menjadi pembunuh serangga tetapi justru sebagai bahan menambah stamina.
Contoh:
2,4 D adalah zat pengatur tumbuh (ZPT), dengan dosis tertantu (sedikit) bermanfaat untuk merangsang pertumbuhan tanaman tetapi dengan dosis lebih tinggi dapat digunakan sebagai herbisida.
Du Bois and Geiling (1959) menyatakan toksikologi adalah cabang ilmu kedokteran yang berhubungan dengan sifat dasar racun, sifat umum racun, pengaruh dan deteksinya. Toksikologi ada kaitannya dengan metabolisme, ekskresi racun, cara kerja racn, diagnosa dan analisis fisik dan kimianya.
Salah satu bahan yang dipelajari dalam ilmu toksikologi adalah penggunaan nikotin. Nikotin mempunyai dampat toksik tinggi terhadap mamalia tetapi tidak berpengaruh pada serangga. Ahli mengubah struktur dasar nikotin sehingga mempunyai dampak racun pada serangga, misalnya dirubah menjadi imidakloprid. Senyawa imidakloprid menjadi sangat toksik terhadap serangga.
Menemukan senyawa insektisida baru adalah kerja panjang mulai dari memahami struktur kimia, melihat pengaruh terhadap organisme sasaran, mempelajari pesistensi di lingkungan, mengetahui tingkat kelarutannya pada air, menentukan masa degradasi untuk kemudian bisa dilepas di pasaran.
Hodgson menyatakan toksikologi adalah studi tentang deteksi, kejadian, sifat, pengaruh dan regulasi senyawa toksik.
Ariens et al menyatakan bahwa toksikologi adalah ilmu pengetahuan mengenai cara kerja senyawa kimia yang merugikan organisme hidup. Toksikologi sebagai pelayan masyarakat. Toksikologi tidak hanya untuk melindungi manusia dan lingkungan dari pengaruh buruk racun namun juga untuk pengembanngan senyawa toksik yang selektif dan lebih baik.
Senyawa organoklorin sudah dilarang karena bersifat persisten (tidak terdegradasi di lingkungn).
DT50 = degradation time 50 ( 50% komposisi kimia senyawa racun terurai di lingkungan). DT50 pestisida di Indonesia ditetapkan oleh komisi pestisida selama 90 hari. Tujuannya DT50=90 hari untuk menyelamatkan lingkungan. Dasar alasannya, musim tanam di Indonesia umumnya 90 hari. Setelah panen 50% pestisida yang digunakan selama musim tanam tersebut sudah terdegradasi yang sisanya akan terdegradasi saat lahan diberakan kemudian.
Perlu dilakukan studi yang komparatif dan selektif dalam pengembangan obat antikanker, pestisida dll. Pestisida yang dirilis ke masyarakat wajib tidak boleh menimbulkan kanker (carsinogenik).
Toksikologi yang awalnya sebagai ilmu farmakologi berkembang menjadi:
1. Toksikologi kesehatan
2. Toksikologi bahan pangan
3. Toksikologi sinar (obat kanker sebagai contok sinar gamma)
4. Toksikologi industri (pengolahan limbah)
5. Toksikologi lingkungan (efek lingkungan setelah racun diaplikasikan)
6. Toksikologi insektisida (pengaruh racun terhadap serangga)
Toksikologi insektisida atau toksikologi serangga merupakan bagian penting dari ketahanan pangan.
Ketahanan pangan seyogyanya merupakan kesatuan aspek dari
• Pasokan (supply) yang cukup
• Distribusi bahan pangan yang merata
• Keamanan pangan: bahan pangan bebas aflatoksin (toksin yang dihasilkan oleh cendawan yang berkembang di kacang-kacangan
Toksikologi serangga berhubungan dengan toksikologi makanan, lingkungan, kesehatan dan industri.
Cakupan toksikologi versi lain (Loomis 1974): toksikologi lingkungan, ekonomi dan forensik.
Toksikologi lingkungan akan membahas masalah residu, polutan dan dampak residu terhadap kesehatan. Toksikologi lingkungan juga membahas penggunaan senyawa kimia yang berlebihan dalam industri, pertanian dll. Recovery rate pestisida di Indonesia tergolong rendah, hanya 20%. Apa artinya? Pestisida yang diaplikasikan di lapangan hanya 20%nya yang mengenai organisme sasaran, sisanya 80% terbuang percuma. Recovery rate masih rendah tersebut karena beberapa faktor antara lain penggunaan nozel kasar, sifat berlebihan jika pestisida tidak membanjiri permukaan daun tidak puas.
Toksikologi lingkungan semakin berkembang karena:
1. Lebih intensifnya pemanfaatan lingkungan untuk kehidupan manusia seperti tempat tinggal, sarana olah raga, rekreasi dll
2. Peningkatan pengetahuan masyarakat tentang bahaya senyawa kimia terhadap manusia, lingkungan, hewan peliharaan dan lainnya.
3. Peningkatan pengetahuan masyarakat tentang lingkungan yang sehat
Toksikologi insektisida atau toksikologi serangga mempunyai perbedaan dengan induk ilmu toksikologi (farmakologi)
• Tidak ada diagnosa klinik (tidak ada perlakukan insektisida terhadap manusia)
• Tidak termasuk toleransi terhadap manusia, bahkan efeknya harus selektif terhadap manusia. Justru ada upaya safety dalam aplikasi insektisida. Insektisida hanya efektif mengendalikan serangga.
• Tahu cara kerja insektisida sehingga mengetahui strategi pengendalian serangga yang tepat
• Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi toksisitas insektisida
• Dapat menghitung hubungan antaa dosis/konsentrasi dengan respon serangga
• Mengetahui efek samping insektisida
• Perlu kehati-hatian dalam penggunaan insektisida di lapangan
• Perlu tindakan penyelamatan yang tepat
Toksikologi ekonomi: pengaruh racun terhadap pertumbuhan dan perkembangan suatu perekonomian masyarakat.
Racun merupakan konsep kuantitatif
• Beracun pada dosis tertentu
• Tidak beracun pada dosis dibawahnya
Kisaran kedua limit atau batas tersebut akan terdapat kisaran kemungkinan pengaruh mulai bersifat kronik ringan yang berlangsung lama hingga kematian cepat.
Contoh
Vinil klorida (plastik) pada dosis tinggi bersifat toksik, dosis rendah merupakan bahan karsinogen, dosis sangat rendah tidak ada efek samping.
Aspirin (asam asetilsalisilik): pada dosis rekomendasi sebagai obat namun ada efek kronik pada gastrik mucosa. Aspirin dapat mematikan jika mencapai dosis 0,2 -0,5 g/kg.
Senyawa seperti Zn, Cu, Mg, Co, Mn diperlukan sedikit oleh tubuh manusia
Biologi Kuantitatif: senyawa bisa bersifat racun atau tidak racun. Seperti contoh CCl4 (Carbon tetraclorida), merupakan senyawa yang beracun pada banyak organisme tetapi tidak beracun pada ayam.
Kompleksitas Toksikologi
Piperonil butoksida (PBO): sebagai senyawa tunggl tidak beracun. Senyawa ini sering ditambahkan pada senyawa lain sehingga menimbulkan efek sinergisme, menjadi lebih toksik sehingga menimbulkan kematian akut (cepat) atau kematian kronis (lama).
Tingkat kecepatan kematian organisme sasaran bisa berbeda tergantung faktor organ, umur, jenis kelamin, makanan, status kesehatan, kondisi fisiologi
Cakupan Ilmu Toksikologi
1. Berdasar mechanisms of toxic action
2. Pengukuran racun dan daya racun
3. Toksikologi terapan
4. Penggunaan senyawa kimia
5. Toksikologi regulasi
-***-
