Status Mineral Mikro Non-Esensial dan Hubungannya dengan Mineral Mikro Esensial pada Penduduk Lokal Timika berdasarkan Agroekologi

STATUS MINERAL MlKRO NON-ESENSIAL DAN HUBUNGANNYA

DENGAN MINERAL MlKRO ESENSIAL PADA PENDUDUK

LOKAL TlMlKA BERDASARKAN AGROEKOLOGI

OLEH

:

EN1 PURWANI

PROGRAM PASCASARJANA

INSTI'TUT

PERTANIAN

BOGOR

ABSTRAK

ENI PURWANI. Status Mineral Mikro Non-Esensial dan Hubungannya dengan Mineral Mikro Esensial pada Penduduk Lokal berdasarkan Agroekologi (Dibimbing oleh HARDINSYAH, BUD1 SETIAWAN, CESILIA MET1 DWIRIANI).

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis hubungan konsumsi zat gizi dengan kadar mineral mikro non-esensial serum, menganalisis hubungan antara kadar mineral mikro non- esensial dengan mineral mikro esensial serum serta menganalisis sebaran penduduk menurut status mineral mikro non-esensial serum berdasarkan agroekologi. Zat gizi yang diteliti meliputi protein, kalsium, vitamin C, zink dan besi. Mineral mikro non-esensial meliputi Pb, Hg, Cd dan As, sedangkan mineral mikro esensial meliputi Fe, Zn, Cu dan Se.

Disain penelitian ini adalah cross-sectional, dengan menggunakan data dari penelitian sebelumnya yang berjudul "Studi Konsumsi Pangan dan Biomarkers di 10 Desa sekitar Proyek PT Freeport" yang dilakukan oleh IPB, Uncen, PTFI dan Parametrix, Inc pada bulan September 1998 sampai April 1999. Lokasi terdiri dari dua desa di dataran tinggi, empat desa di dataran rendah dan empat desa di daerah pantai. Data tersebut meliputi :

data umur dan jenis kelamin, data konsumsi pangan serta data kadar mineral mikro dalam serum. Penarikan subyek pada penelitian sebelumnya dilakukan dengan acak dari kerangka subyek per desa yang telah disusun sebelumnya dengan jumlah 16 subyek per desa, sehingga jumlah total sampel 160 orang.

Data konsumsi pangan dikonversi ke zat gizi (protein, vitamin C, kalsium, zink dan zat besi) dengan menggunakan Daftar Komposisi Bahan makanan (DKBM). Untuk mengetahui hubungan antara konsumsi zat gizi dengan kadar mineral mikro non-esensial dan hubungan antara kadar mineral mikro non-esensial dengan mineral mikro esensial pada serum menurut agroekologi dilakukan dengan uji korelasi Spearman. Untuk mengetahui perbedaan konsumsi zat gizi dan perbedaan status mineral mikro non-esensial pada serum menurut agroekologi dianalisis dengan menggunakan uji Man Whitney-U pada P<0.05. Untuk menganalisis sebaran status mineral mikro non-esensial dalam serum dilakukan dengan membandingkan data kadar mineral mikro non-esensial subyek dengan nilai kisaran normal menurut WHO (1996).

Hasil dari penelitian ini menunjukkan tidak terdapat perbedaan konsumsi protein subyek antar agroekologi. Kadar timbel dalam serum subyek dataran tinggi lebih rendah dan berbeda nyata (P<0,05) dibandingkan dengan subyek dataran rendah dan pantai. Kadar timbel dalam serum subyek dataran rendah tidak berbeda nyata dengan kadar timbel dalam serum subyek pantai. Dibandingkan dengan kadar kadmium dalam serum subyek pantai dan dataran rendah, kadar kadrnium dalam serum subyek dataran tinggi lebih rendah dan berbeda nyata pada P<0,05. Demikian juga kadar kadmium dalam serum subyek dataran rendah lebih rendah &an berbeda nyata (P<0,05) dengan subyek pantai. Terdapat korelasi positif dan signifikan (r = 0,250 ; P<0,05) antara konsumsi protein dengan kadar kadmium

dalam serum subyek pantai meskipun kecil.

SURAT PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tesis yang bejudul, "Status Mineral Mikro Non- Esensial dan Hubungannya dengan Mineral Mikro Esensial pada Penduduk h k a l Timika berdasarkan Agroekologi", adalah benar mempakan hasil karya saya sendiri dan belum pemah dipublikasikan. Semua sumber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya.

Bogor, April 2002

STATUS

MINERAL

MIKRO

NON-ESENSIAL DAN HUBUNGANNYA

DENGAN MINERAL MlKRO ESENSIAL PADA PENDUDUK

LOKAL TlMlKA BERDASARKAN AGROEKOLOGI

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Megister Sains pada

Program Studi llmu

Gizi

Masyarakat dan Sumberdaya Keluarga

PROGRAM PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

Judul Tesis : Status Mineral Mikro Non-Esensial dan Hubungannya dengan Mineral Mikro Esensial pada Penduduk Lokal Timika berdasarkan Agroekologi.

Nama Mahasiswa : EN1 PURWANI

Nomor Pokok : 99719

Program Studi : Ilmu Gizi Masyarakat dan Sumberdaya Keluarga

Menyetujui,

1. Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Har ins ah MS

&

Dr. 1 Budi Setiawan. MS Anggota

Letua Program Studi Ilmu Gizi Ma dan Sumberdaya Keluarga

Prof. Dr. Ir. Ali Khomsan, MS

Ketua

Ir. Cesilia Meti Dwiriani. MSc. Anggota

RIWAYAT HIDUP

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji dan syukur kehadirat Ailah SWT karena berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Terimakasih penulis ucapkan kepada Bapak, Ibu, Suami dan kedua anakku atas doa, dukungan dan kasih sayangnya. Kepada Bapak Dr. Ir. Hardinsyah, MS selaku Ketua Tim Peneliti "Studi Konsumsi Pangan dan Biomarkers Penduduk yang

Tinggal di Daerah Penambangan PT Freeport Indonesia (PTFI)", Ibu dr. Yekti Hartati Effendi (tim medis), Bapak Prof. Dr. Ali Khomsan, MS (anggota tim), dan Bapak Dr. Wisnu Susetyo (anggota tim dari PTFI) penulis ucapkan terimakasih atas diperkenankan menggunakan sebagian data untuk penulisan tesis ini. Penghargaan yang tinggi juga penulis sampaikan kepada Bapak Dr. Ir. Hardinsyah, MS, Bapak Dr. lr. Budi Setiawan, MS dan Ibu Ir. Cesilia Meti Dwiriani, MSc. atas bimbingan dan arahan yang telah diberikan selama penyusunan tesis in]. Semoga hasil studi ini dapat bermanfaat.

Bogor, Januari 2002

DAFTAR IS1

Halaman

DAFTAR TABEL ... vii ...

DAFTAR GAMBAR V I I I

DAFTAR LAMPIRAN ... ix

PENDAHULUAN ... 1

...

Latar Belakang I

. .

_rujuan

... 4 Hipotesis ... 5 Manfaat ... 5 TNJAUAN PUSTAKA ... 6 Pengertian Mineral Mikro Esensial dan Non-Esensial ... 6

Sifzt dan Fungsi Biokimia Mineral Mikro Non-Esensial ...

.

.

... 7 Sifat dan Fungsi Biokimia Mineral Mikro Esensial ... 10

...

Komposisi Mineral Mikro Non-Esensial berdasarkan Ekologi 13 Jalur Keterpaparan dan Pencemaran ... 15 Hubungan Mineral Mikro Non.Esensial. Mineral Mikro Esensial

. . .

dan Zat GIZI lam ... 19

Penciri Biologis (Biornarkers) Mineral Mikro ... 24

. .

Desain Penelltlan ... Waktu dan Tempat.. .

Cara Pengambilan Subyek

Jenis dan Cara Pengumpulan Data ... ... ... . .. ... Pengolahan dan Analisis Data ... ... . ... ... ...

.

.

Defin~sl Operasional ... I-IASIL DAN PEMBAHASAN ... .... .... ... ... ... ... ... ....

Keadaan Umum Lokasi ... Keadaan Umum Subyek ...

Konsumsi Pangan dan Zat Gizi

Kadar Mineral Mikro Non-Esensial dalam Serum serta Nubungannya

.

.

dengan Konsumsi Zat GIZI ... Hubungan Kadar Mineral Mikro Non-Esensial dan Mineral Mikro Esensial dalam Serum menurut Agroekologi ... Hubungan antara Kadar Mineral Mikro Non-Esensial

menurut Agroekologi ... Status Mineral Mikro Non-Esensial dalam Serum

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan .. .. . .

.

... ...

.

. . . , , , . . . , . . . , . . . , . . .

Saran

DAFTAR PUSTAKA ... ... ... . ... .... ... ... ...

DAFTAR TABEL

Halaman

1. Bagian jaringan tubuh yang bisa digunakan untuk penciri biologis

... (biomarkers)

2. Batas asupan mineral mikro non-esensial pada manusia

3. Efek toksik yang ditimbulkan dari mineral mikro non-esensial ...

4. Efek toksik yang ditimbulkan dari mineral mikro esensial

5. Konsentrasi mineral mikro referensi pada manusia menurut WHO (1996) ...

6. Karakteristik demografi, sosial dan ekonomi keluarga subyek berdasarkan agroekolcgi ... 7. Konsumsi pangan rata-rata subyek per orang per hari menurut

... agroekologi..

8. Konsumsi zat gizi rata-rata (

k

+_ SD) subyek menurut agroekologi

9. Kadar mineral mikro non-esensial (Pb, Cd, Hg dan As) dan mineral mikro esensial (Fe, Zn, Cu dan Se) rata-rata dalam serum (

k

f SD )

... menurut agroekologi

10. Koefisien korelasi antara variabel konsumsi zat gizi dengan kadar mineral mikro non-esensial (Pb, Hg, Cd, As) dalam serum menurut

... Agroekologi..

1 1. Koefisien korelasi kadar Pb, Hg, Cd, dan As dengan kadar Fe, Zn, Cu, dan Se dalam serum menurut agroekologi ... 12. Koefisien korelasi antar kadar Pb, Hg, Cd, dan As dalam serum menurut

... agroekologi

13. Sebaran subyek menurut status mineral mikro non-esensial

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Hubungan antara mineral mikro dalam serum dan zat gizi lain ... 2. Bagan kerangka pemikiran status mineral mikro non esensial

(Modifikasi Harhnsyah dkk., 1999) ... 3. Rata-rata kadar timbel dalam serum menurut agroekologi

4. Rata-rata kadar kadmium dalam serum menurut agroekologi ... 5. Rata-rata kadar merkurium dalam serum menurut agroekologi ...

6. Rata-rata kadar arsenik dalam serum menurut agroekologi

...

7. Persentase subyek menurut status timbel dalam serum berdasarkan

kisaran normal WHO (1996) ... ... 8. Persentase subyek menurut status kadmium dalam serum berdasarkan kisaran normal WHO (1996) ... 9. Persentase subyek menurut status merkurium dalam serum berdasarkan

... kisaran normal WHO (1996)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Konsumsi zat gizi, kadar mineral mikro non-esensial

dan mineral mikro esensial dalam serum berdasarkan agroekologi ...

2. Hasil uji beda statistik non-parametrik Mann Whitney-U terhadap konsumsi zat gizi dan kadar mineral mikro dalam serum antara dataran

... tinggi dan dataran rendah

3. Hasil uji beda statistik non-parametrik Mann Whitney-U terhadap konsumsi zat g z i dan kadar mineral mikro &lam serum antara dataran tingg dan pantai ... 4. Hasil uji beda statistik non-parametrik Mann Whitney-U terhadap

konsumsi zat gizi dan kadar mineral mikro dalam serum antara dataran ...

rendah dan pantai

5. Analisis korelasi spearman antara berbagai variabel dengan kadar ... Pb, Hg, Cd dan As dalam serum subyek dataran tinggi

6 . Analisis korelasi Spearman antara berbagai variabel dengan kadar Pb, Hg, Cd dan As dalam serum subyek dataran rendah ... 7. Analisis korelasi Spearman antara berbagai variabel dengan kadar

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Banyak unsur mineral mikro diketahui esensial (mineral mikro esensial) untuk

hidup, kesehatan

dan

reproduksi, diantaranya adalah besi (Fe),

zink

(Zn), tembaga

(Cu), kromium (Cr), mangan (Mn), molibdenum (Mo), selen (Se), dan iodin (I).

Unsur-unsur mineral mikro non-esensial seperti timbel (Pb), arsenik (As), kadmium

(Cd) dan merkurium (Hg), belum diketahui kegunaannya secara jelas bagi manusia, tetapi tubuh hanya membutuhkan dalam jumlah yang sangat sedikit. Mineral Pb, As,

Cd dan Hg lebih dikenal sebagai unsur logam berat, yang bila dikonsumsi dalam

jumlah berlebihan akan berisiko keracunan. Hal ini disebabkan karena reaksinya

yang merusak metabolisme manusia, sehingga peranan logam berat maupun

interaksinya dengan mikromineral dan zat g z i lain, lebih mengarah ke sifat toksik

(Darmono, 1995;WHO, 1996).

Mineral mikro non-esensial terdapat di lingkungan secara alami dengan kadar

yang normal. Tetapi oleh karena proses alam (erosi batuan, sedimentasi, aktivitas

mikroorganisme dan sebagainya) dan aktivitas manusia (pertambangan, kegiatan

industri, penggunaan pestisida, pemakaian pupuk anorganik dan asap kendaraan bemotor), menyebabkan kadar mineral tersebut di lingkungan tertentu menjadi lebih

tingg (Forrest & Nielsen, 1999).

Kelebihan logam berat dapat meningkatkan risiko keracunan dan penyakit

kronik tidak menular. Masuknya logam berat ke tubuh manusia dapat melalui

Di lingkungan yang terpapar mineral ini,kadar mineral dalam tubuh manusia dapat

meningkat dan dapat berisiko keracunan (Hardinsyah dkk., 2000b ; Schrey,

Wittsiepe, Budde, Heinzow, Idel, & Wilhelm, 2000).

Defisiensi unsur-unsur mikromineral esensial (Fe, Zn, Cu dan Se) dapat

menyebabkan meningkatnya absorpsi mikromineral non-esensial (Pb,

Hg,

Cd

dan

As)

&lam tubuh manusia. Defisiensi zat gizi lain, seperti vitamin C

dan

kalsium (Ca)

serta tingginya asupan protein juga akan meningkatkan absorpsi mikromineral non-

esensial di dalam usus halus (Forrest & Nielsen, 1999).

Interaksi antara zat-zat tersebut bisa bersifat menghambat atau meningkatkan.

Hal ini tergantung

dan

sifat fisika dan kimia dari zat gizi tersebut, antara lain konfigurasi elektron terluar &lam pengisian orbital dan pelengkapan spin

elektronnya. Interaksi ini bersifat universal dalarn tubuh dan akan mempenganh status gizi yang dibutuhkan oleh manusia (Gibson, 1990).

Keadaan defisiensi mineral mikro esensial dan zat-zat gizi seperti di atas,

mengakibatkan adanya interaksi merugikan dengan mineral mikro non-esensial,

sebab absorpsi mineral mikro non-esensial akan meningkat dan berisiko toksik.

Interaksi yang menguntungkan te jadi apabila zat-zat tersebut berada dalam keadaan cukup sehingga absorpsi mikromineral non-esensial menurun, selanjutnya kebutuhan

tubuh terhadap mikromineral non-esensial yang jumlahnya hanya sedikit diharapkan

dapat dipenuhi.

Status mikromineral non-esensial dalam tubuh antara lain dipengaruhi oleh

esensial dalam makanan dan air minum yang dikonsumsi. Kandungan mineral mikro dalam makanar~ dan minuman ini sangat dipengaruhi oleh kondisi sifat fisika dan kimia lingkungan. Perbedaan agroekologi dapat menyebabkan perbedaan komposisi zat-zat kimia tanaman, hewan dan manusia yang mengkonsumsi tanaman dan hewan tersebut melalui jaring-jaring makanan (Connel & Miller, 1995).

Timika yang terletak di sebelah selatan Irian Jaya, merupakan daerah kegiatan penambangan tembaga dan emas PT Freeport Indonesia (PTFI). Wilayah penambangan ini berlokasi pada ketinggan 1800 m di atas permukaan laut. Dari proses produksi tembaga dan emas dihasilkan limbah yang berupa pasir sisa (tai1ing.s). Pasir sisa ini bersama air dibuang ke sungai dan mengalir ke dataran rendah yang selanjutnya bermuara dan banyak yang mengendap di bagian selatan Mimika (PTFI, 1998 Hardinsyah dkk, 2000b). Penduduk lokal Timika

menempati dae:rah yang masih terisolasi, yang tersebar pada tiga daerah agroekologi yaitu pegunun:yan, dataran rendah dan pantai. Pada umumnya penduduk lokal mendapatkan rnakanan dari berburu, mengumpulkan hasil tanaman dan menangkap ikan dari agroekologi setempat, meskipun secara perlahan mulai terjadi transfonnasi ekonotni dan perubahan jenis pangan yang dikonsumsi. Mengingat letaknya di

daerah pertambangan dengan agroekolog yang berbeda maka diduga kuat kandungan mineral mikrcl non-esensial dalam penciri biologis (biomurker) penduduk lokal Timika akan berbeda menurut agroekologi.

dan hubungannya dengan mineral mikro esensial penduduk lokal Timika berdasarkan

perbedaan agroekologi.

Tujuan

Tujuan Umum

Secara umum tujuan penelitian ini untuk mengetahui status mineral mikro non-

esensial (Pb, Hg, Cd, As) dan hubungannya dengan mineral mikro esensia! (Fe, Zn, Cu, Se) pendi~duk lokal Timika &lam penciri biologis serum berdasarkan perbedaan

agroekologi.

Tujuan

Khusus

1. Menganalisa hubungan konsumsi protein, vitamin C, kalsium, zink dan besi

dengan kadar mineral mikro non-esensial (timbel, merkurium, kadmium

dan

arsenik) pada

serum

berdasarkan agroekologi.

2. Menganalisa hubungan antara kadar mineral mikro non-esensial (timbel,

merkurium, kadmium dan arsenik) dengan mineral mikro esensial (besi, zink,

tembaga dan selen) pada serum berdasarkan agroekologi.

3. Menganalisa sebaran penduduk menurut status mineral mikro non-esensial

(timbel, merkurium, kadmium dan arsenik)

pada

serum berdasarkan agroekologi.

Hipotesis

1. Terdapat hubungan antara konsumsi vitamin C, protein, kalsium, besi dan zink

dengan kadar mineral mikro non-esensial (timbel, merkurium, kadmium dan

2. Terdapat h~lbungan antara kadar mineral mikro esensial (besi, zink, tembaga dan

selen) dengan kadar mineral mikro non-esensial (timbel, merkurium, kadmium

dan arsenik) dalam serum berdasarkan agroekolog.

3. Terdapat pcrbedaan sebaran penduduk menurut status mineral mikro non-esensial (timbel, nnerkurium, kadmium

dan

anenik) dalam serum berdasarkan

agroekologi.

Manfaat

Dengan diketahuinya status mineral mikro non-esensial berdasarkan

agroekologinyz~ maka diharapkan dapat disusun program perbaikan status gizi dan

kesehatan pentiuduk di lokasi penelitian secara lebih spesifik. Selanjutnya dengan

diketahuinya hubungan yang saling menguntungkan dan merugikan antara mineral mikro non-esensial dan mineral mikro esensial, dapat dijadikan dasar upaya

TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian Mineral Mikro ~ G n s i a l dan Non-Esensial.

Mineral atau disebut juga dengan logarn, terdiri

dan

logam makro dan logam

mikro. Mineral miicro adalah mineral yang diperlukan oleh tubuh dalam jumlah kecil,

yaitu dalam satuan miligram atau mikrogram per kilogram berat badan, dan

umumnya jumlahnya kurang dari 0,01 % dari massa tubuh (WHO, 1996).

Mineral mikro ini berdasarkan sifatnya dibagi menjadi mineral mikro esensial

clan non-esensial. Mineral mikro esensial adalah mineral yang peranannya sudah

jelas dan sangat dibutuhkan tubuh, oleh karena sifatnya sangat membantu proses

fisiologi dengan jalan membantu kerja enzim atau pembentukan organ dari makhluk

yang bersangkutan, di antaranya adalah besi (Fe), zink (Zn), selen (Se)

dm

tembaga

(Cu). Mineral mikro non-esensial adalah mineral yang peranannya &lam makhluk

hidup belum diketahui secara jelas, kandungannya dalam jaringan organisme sangat

kecil dan apabila kandungannya tinggi akan dapat memsak organ-organ tubuh.

Mineral kelompok ini di antaranya adalah timbel (Pb), kadmium (Cd), merkurium

(Hg), perak (Ag), dan arsenik (As). Mineral mikro, baik yang esensial maupun non-

esensial apabila jumlahnya &lam tubuh berlebih akan bersifat toksik (WHO 1996;

Sidat

dan Fungsi Biokimia Mineral Mikro Non-Esensial

Timbel (Pb)

Timbel yang juga disebut timah hitam banyak digunakan pada industri dan

paling banyak ntenimbulkan keracunan

pada

makluk hidup. Sifat dan kegunaannya

adalah : mempu~nyai titik lebur yang rendah, sehingga mudah cbgunakan, murah biaya

operasinya, mutlah dibentuk karena logam ini lunak, sifat kimianya aktif sehingga

digunakan untuk melapisi logam agar tidak mudah berkarat, dan kepxlatannya

melebihi logan] lain. Senyawa ini banyak ditemukan dalam pertambangan

(Darmono, 1995).

Kebutuhan manusia terhadap timbel sangat sedikit sekali dan fungsi biokimianya k l u m jelas, tetapi Pb tetap dibutuhkan untuk pertumbuhan normal.

Gejala-gejala defisiensi Pb meliputi hambatan pertumbuhan, anemia dan

meningkatnya :serum kolesterol, fosfolipid, gangguan metabolisme Fe, rendahnya

kadar glukosa hati, trigliserida,

LDL

kolesterol. Defisiensi Pb sangat jarang tejadi

dan

oleh karena siEdtnya yang sangat toksik, maka toksisitas Pb lebih penting

daripada defisiensinya. Sumber Pb dari makanan adalah sea food dan bahan makanan yang ,tumbuh

di tanah

yang mengandung Pb (Forrest & Nielsen, 1999).

Merkurium

(Erg)

Merkuriurn atau raksa merupakan satu-satunya logam yang berbentuk cair

dalam suhu lamar (25'~), titik bekunya paling rendah (-39"C), mempunyai

logam campuran (amalgam/alloi), dan mudah mengalirkan arus listrik sehingga baik

digunakan untulk konduktor (Darmono, 1995).

Merkuriurn ini banyak tertimbun di daerah pertambangan dan lebih banyak

digunakan dalaun bentuk logam murni dan organik daripada bentuk anorganik.

Manfaat merkurium &lam bidang pertanian adalah

untuk

membasmi jamur, yaitu

dengan sifat racunnya yang merusak jaringan (dalam bentuk merkurium organik)

(Darmono, 199:s).

Peranan merkurium dalam tubuh makhluk hidup belum diketahui fungsi

esensialnya.

Namun

mineral ini diperlukan tubuh hanya &lam jumlah sedikit sekali

untuk proses pertumbuhan normal (Linder, 1992). Peran negatif dari merkurium

terhadap metatmlisme manusia adalah sebagai katalisator enzim lipid peroksidase.

Meningkatnya enzim ini pada hati dan ginjal, akan menghambat ke j a enzim katalase

dan superoksida dismutase yang berperan sebagai pengurai peroksida

(H202).

Sumber utama merkurium adalah

tanah,

diet, amalgam

dan

i ~ a n pemangsa

(Sar.dstrom er. al., 1998).

Kadmium (Cd)

Kadmium biasa selalu ada bercampur dengan logam lain, terutama dalam

pertambangan

zink

clan

timah hitam yang selalu ditemukan kadmium dengan

kadar

0,2

-

0,4%. Sifat

dan

kegunaan Cd adalah : sifatnya tahan panas, sehingga sangat

baik untuk campuran pembuatan bahan-bahan keramik, enamel dan plastik serta sangat tahan terhadap korosi, sehingga bagus untuk melapisi pelat besi

dan

baja.

besi, tembaga rnaupun emas. Pabrik yang melakukan aktivitas seperti ini selalu

menimbulkan pencemaran kadmium di udara. Oleh karena daya penguapan Cd

maka tanah dan tanaman juga dapat tercemar (Wilkens & Loch 1997).

Peranan C:d pada manusia sarnpai saat ini belum diketahui secara jelas dan

kebutuhan Cd hanya sebatas untuk pemunbuhan normal. Kadmium bersifat

akumulatif terutama

di

dalam ginjal,. sehingga berpotensi untuk merusak ginjal.

Sumber makanan yang mengandung Cd adalah kerang, padi-padian yang tumbuh di

tanah yang mengandung Cd dm sayuran hijau (Forrest & Nielsen, 1999).

Arsenik (As)

Arsenik hiampir selalu ditemukan secara alamiah di daerah pertambangan

walaupun jumlrthnya sangat sedikit. Logam ini biasanya berbentuk senyawa kimia,

baik dengan l o w lain, oksida maupun sulfur. Arsenik tidak banyak digunakan

seperti halnya logam-logam lain karena sangat beracun

dan

sifatnya yang kurang

menguntungkan. Kegunaan arsenik adalah sebagai campuran dalam insektisida,

dipakai &lam konduktor listrik walaupun tidak sebagus logam lain, sebagai

pemhasmi gulnla dan bahan pengawet

kayu,

serta dipakai untuk mewamai kertas

yang dibuat untuk dinding karena harganya relatif lebih murah. Arsenik biasanya

mencemari lingkungan dalam bentuk debu yang beterbangan di udara (pencemaran

udara) dan keracunan arsenik pada orang atau hewan disebabkan karena menghisap

debu tersebut. Orang yang sering menjadi korban adalah pekeja-peke j a pabrik yang

memproduksi

1Fungisida/insektisida/pestisida

yang mengandung arsenik (Forrest &

Fungsi metabolisme As belum jelas. Penelitian baru-baru ini menunjukkan As

berperan pada proses biokimia yang mempengaruhi metabolisme asam amino

metionin yaitu sebagai aktivasi beberapa enzim. Arsenik juga berperan &lam

mengatur ekspresi gen (tingkat transkripsi)

dm

sintesis DNA limfosit

(Rojas et. al., 1999).

Kebutuhan tubuh terhadap arsenik sebagai unsur esensial masih belum jelas.

Keberadaan arsenik dalam tubuh biasanya diikuti dengan adanya kadmium, sehingga

toksisitas yang ditimbulkan lebih diperhatikan daripada fungsi biokimianya

(Linder, 1992).

Sifat dan Fungsi Biokimia Mineral Mikro Esensial

Besi (Fe)

Mineral besi juga banyak digunakan dalam pabrik sebagai logam multiguna.

Dalam sistem makhluk hidup besi merupakan mineral mikro yang penting dan paling

banyak jumlahnya. Hampir 90% Fe berikatan dengan protein dan yang terpenting

adalah ikatannya dengan haemoglobin (Hb). Haemoglobin mengandung besi 3,4

g/kg. Besi juga terdapat dalam serum protein transferin (Linder, 1992).

Fungsi biokimia zat besi dalarn tubuh adalah sebagai pengangkut oksigen dari

paru-paru menuju seluruh jaringan tubuh, sebagai media pengangkut elektron ke

dalam

sel dan sebagai bagian penting

dari

enzim yang diperlukan dalam berbagai

reaksi di dalarn jaringan (Sandstrom, Frederiksberg, Walter & Basel. 1998).

Jumlah zat besi total pada tubuh manusia berbeda antar individu, tergantung

pertumbuhan. Pria dewasa memiliki kandungan zat besi sekitar 4 gram dan wanita

dewasa sekitar 3 gram. Mineral Fe terutama tersebar pada haemoglobin (73%),

fenitin dan hemosiderin (12%) dan mioglobin (14%). Sejumlah kecil zat besi juga terdapat dalam bentuk transfemn (0,2%), katalase dan sitokrom (Linder, 1992).

Kandungan besi tubuh terutama diatur oleh jurnlah besi yang diabsorpsi mukosa

usus. Penyerapan ini dipengaruhi oleh berbagai faktor, yaitu simpanan besi di dalam

tubuh, jumlah zat besi dan sifat kimia zat besi dari makanan yang dikonsumsi. Tubuh

manusia memiliki tiga mekanisme utama untuk menjaga dan memelihara

keseimbangan dan mencegah defisiensi besi. Mekanisme tersebut yaitu

memanfaatkan kembali zat besi dari proses katabolisme sel darah merah secara

berkesimmbungan, mengatur penyerapan besi dari mukosa usus dengan

meningkatkan penyerapan pada saat defisiensi besi dan menurunkan penyerapan pada

saat kondisi tubuh berlebihan, memunglunkan untuk membuat simpanan protein

femtin tertentu yang dapat menyimpan dan melepaskan zat besi untuk memenuhi

kebutuhan yang tinggi, misalnya pada trisemester terakhir kehamilan dan

menyediakan "bank account" zat besi &lam tubuh (Forrest & Nielsen, 1999;WHO, 1996).

Zink

(Zn)

Zink dan beberapa bentuk senyawanya digunakan dalam produksi logam

campuran seperti perunggu, panci dan kuningan. Zink bersifat anti karat sehingga

banyak digunakan untuk melapisi baja dan besi (Darmono, 1995). Di dalam tubuh

dengan ion-ion metal transisi terutama ~e-iFe* dan C U ~ , sehingga dalam

penyerapan zink sangat dipengaruhi oleh ion-ion ini. Penyerapan zink banyak

memerlukan energi dan ditingkatkan oleh sitrat. Dalam air susu manusia, banyak

zink terikat dalam sitrat dan daya gunanya lebih tinggi daripada Zn yang terikat pada

protein

Secara biokimiawi, zink berperan penting dalam proses stabilisasi struktur

molekul membran dan organel sel lainnya. Disamping itu juga berperan dalam proses

sintesis dan degradasi karbohidrat, lemak, protein dan asam nukleat serta dalam

proses transkripsi

dan

translasi sistem genetik

(WHO,

1996).

Tembaga (Cu)

Mineral tembaga banyak digunakan pada pabrik yang memproduksi alat-alat

listrik, gelas dan zat warna yang biasanya bercampur dengan mineral lain seperti

kadmium (Cd), zink (Zn) dan perak (Ag). Tembaga dalam bentuk garam banyak

digunakan dalam bidang pertanian untuk membasmi jamur pada pohon buah-buahan

(Darmono, 1995).

Kadar Cu dalam tubuh orang dewasa sekitar 50-80 mg, jauh lebih sedikit

dibandingkan dengan Fe dan Zn. Apabila tejadi kelebihan tembaga dari yang dibutuhkan oleh tubuh, maka hanya sedikit yang dapat disimpan dalam bentuk ion

metal tidak aktif. Kadar Cu paling banyak terdapat pada organ hati (Linder, 1992).

Tembaga penting

untuk

pembentukan haemoglobin. Tembaga juga ditemukan

dalarn protein plasma seperti seruloplasmin yang berperan &lam pembebasan Fe dari

antar jarinffdn,

dan

penggunaannya dalam sintesis Hb. Tembaga juga merupakan

komponen

dari

protein darah lainnya, antara lain eritrokuprin yang ditemukan dalam

eritrosit, berperan dalam metabolisme oksigen. Mineral ini juga berperan dalam

sistem enzim seperti sitokrom oksidase, berperan dalam oksidasi fosforilasi. Di

dalam pigmentasi tembaga diperlukan untuk pigmentasi normal pada rambut, bulu

dan wool (WHO, 1996).

Selen

(Se)

Selen adalah suatu mineral mikro esensial yang mempunyai selang dosis

kebutuhan

dan

keracunan yang tidak luas. Selen banyak disimpan dalam sel darah

merah, hati, limpha, jantung, enamel gigi

dan

kuku. Pengeluaran Se dari tubuh

terutama melalui urin.

Selen berperan sebagai komponen enzim glutation peroksidase. Selen bersama-

sama dengan vitamin

E

berperan sebagai katalase dan superoksida dismutase yang m e ~ p a k a n salah satu komponen sistem kekebalan tubuh. Glutation berfungsi

menyediakan proton

H

untuk mengkonversi hidrogen peroksida menjadi air dengan

bantuan enzim glutation peroksidase Selen berpengamh terhadap metabolisme dan

toksisitas berbagai jenis obat-obatan dan zat kimia serta berperan dalam melawan

tosisitas perak, kadmim dan merkunurn (WHO, 1996).

Komposisi Mineral Mikro Non-Esensial Berdasarkan Ekologinya

Sifat-sifat kimia

tanah

(seperti pH

tanah,

suhu, materi organik, kelarutan,

kandungan besi oksida, aluminium

dan

nikel) sangat mempengaruhi komposisi kimia

menyebabkan konsentrasi mineral mikro non-esensial yang berbeda pada sedimen.

Hasil penelitian yang dilakukan oleh Chen, Tan dan Tay (1996), tingkat kelarutan

diantara logam berat dari yang lebih mudah larut ke yang lebih sukar berturut-turut

adalah Mn>ZnXu>Pb>Fe>Al.

Penelitian mengenai pengaruh pH dan zat-mt lain terhadap kandungan mineral

mikro non-esensial

dalam tanah

telah dilakukan oleh Filius, Streck dan Richter

(1998). Hasilnya menunjukkan bahwa konsentrasi Cd meningkat pada kondisi pH

tanah

4,l - 6,9. Perbedaan sifat-sifat fisika kimia tanah

akan

menyebabkan

perbedaan

kandungan mineral mikro non-esensial

dan

mineral mikro lain dalam

tanaman yang menjadi sumber makanan. Demikian juga dalam penelitian yang

dilakukan oleh Krebs, Gupta, Furrer dan Schulin (1998), mengenai kondisi pH tanah

dan kandungan materi organik tanah akan mempengaruhi konsentrasi Cu, Zn

dan

Cd

pa& tanaman buncis. Pada penelitian ini tanaman buncis yang di beri pupuk

kandang, konsentrasi Cu, Zn dan Cd menurun dibandingkan dengan tanaman yang

tidak diberi pupuk pada media dasar lumpur limbah. Hal ini salah satunya

disebabkan adanya perbedaan pH pada kedua media yang mempengaruhi keterlarutan

C y Zn dan Cd.

Keadaan ekologi yang berbeda mempengaruhi kondisi air tanah, oleh karena

fungsi tanah sebagai filter terhadap endapan mineral mikro di atmosfir. Mineral

mikro non-esensial yang berasal dari pelepasan gas

dari

tempat penambangan bisa

mencapai

tanah

oleh karena endapan kering atau hujan. Wilkens dan Loch (1997),

meneliti mengenai keadaan air tanah di Kempen sebagai fungsi filter terhadap

sebagai salah satu komponen yang mempengaruhi fungsi filter tanah, mengikat Cd dan Zn, sehingga keberadaan mineral ini pada air tanah berkurang.

Hasil penelitian yang dilakukan oleh Moolenaar, Iwako dan Lexmond (1999),

menunjukkan bahwa logam Cd, Cu, Pb dan Zn, mempunyai sifat akumulatif dalam tanah. Pada penelitian tersebut, keberadaan logam ini dalam tanah kebanyakan disebabkan oleh berbagai proses ekonomi, antara lain proses industri, sehingga pengontrolan kimia ini dalam tanah dilakukan untuk melindun~ keselamatan biota

pacia tanah.

Komposisi mineral mikro non-esensial pada tanaman pangan di samping dipengaruhi oleh sifat-sifat fisika-kimia tanah, juga dipengaruhi oleh keadaan lingkungan sekitar. Penelitian yang dilakukan oleh Ysart, et.al. (1999), mencoba menilai keadaan pangan yang terpapar Pb, As, Cu dan Hg oleh karena kondisi pencemaran. Hasil penelitian ini digunakan untuk mengukur risiko kesehatan pada manusia terhadap bahan-bahan kimia (pencemaran) dalam makanan.

Jalur Keterpaparan dan Pencemaran

Jalur Keterpaparan melalui Air, Udara, Tanah

oleh pengaruh pertambangan masih lebih

besar

daripada akibat erosi alamiah

(Guimaraes, et. al., 1996).

Kandungan rata-rata beban mineral mikro non-esensial secara alamiah di &lam

tanah adalah sebagai berikut : As 100 pdg, Pb 10 pdg, Cd 0,06 pdg, dan Hg 0,03

pdg. Kandungan mineral mikro non-esensial dalam tanah sangat berpengaruh

terhadap kandungan mineral mikro non-esensial dalam tanaman, sehingga

kandungannya yang kurang atau berlebihan mencerminkan kandungan mineral mikro

non-esensial dalam tanah. Hal ini juga dipengaruhi oleh pola hubungannya dengan

zat gizi lain, sehingga

akan

mempenganh penyerapan mineral mikro tersebut dalam

tanaman. Kandungan mineral mikro non-esensial &lam tanah sangat dipengaruhi

oleh keasaman tanah. Jika terjadi p e n m a n pH (semakin asam), n~aka unsur kation

(muatan negatif) dari mineral mikro non-esensial akan hilang karena proses pelarutan

sehingga m e n d a n sifat reaktif mineral mikro tersebut (Guimaraes, et. al., 1996). Derajat keasaman tanah adalah faktor utama yang mempengaruhi ketersediaan

mineral mikro dalam tanaman. Tanah yang asarn akan menaikkan pembebasan

mineral mikro non-esensial &lam tanah karena meningkatnya proses penyerapan

mineral mikro tersebut dalam tanah, sehingga menaikkan kandungannya &lam

tanaman. Akumulasinya dalam

tanaman

tidak hanya tergantung pada kandungannya

dalam tanah, tetapi juga tergantung pada unsur kimia tanah, jenis mineral dan spesies

tanaman. Pada tanah yang asam di sekitar pegunungan, Cu dan Pb berada dalam

bentuk asam komplek (Pb organik), sedangkan Zn

dan

Cd hadir dalam bentuk kation

komplek dan gararn komplek

kurang

dapat digunakan oleh akar tanaman daripada ion mineral mikro non-esensial yang bebas (Guimaraes, et. ul., 1996).

Dalam kondisi normal, mineral mikro non-esensial &lam air jumlahnya sangat

sedikit dan tergantung

pa&

asal

sumber air. Jenis air juga mempengaruhi kandungan mineral mikro non-esensial di dalamnya (air tawar, air laut, air payau). Hal ini

dipengaruhi oleh besar kecilnya kontaminan, baik

secara

erosi maupun pencemaran.

Mineral mikro non-esensial di dalam air biasanya terikat oleh senyawa lain sehingga

berbentuk molekul. Senyawa ini kemudian diserap

dan

tertimbun dalam tanaman dan

hewan a u yang selanjutnya berikatan dengan jaringan membentuk senyawa organik

dalam jaringan. Mineral mikro non-esensial ini bersenyawa dengan protein jaringan

(metalotionein)

dan

tertimbun serta berikatan, sehingga dapat menyebabkan toksik

(Guimaraes, et. al., 1996).

Pencemaran

Mineral mikro non-esensial di lingkungan kebanyakan berasal dari pencemaran

yang terjadi pada tanah, air dan udara. Pencemaran udara sangat erat kaitannya oleh

sifat-sifat mineral mikro itu sendiri, sedangkan pencemaran tanah daratan atau air erat

hubungannya dengan penggunaan mineral mikm non-esensial, misalnya pembuangan

limbah industri yang menggunakan bahan baku mineral tersebut dan adanya lirnbah

pertanian seperti pestisida (Moolenaar, iwako & Lexmond, 1999).

Pencemaran air disebabkan oleh karena kontaminasi mineral mikro non-

minyak. Air ini bila diabsorpsi oleh materi organik maupun anorganik akan

menyebabkan materi ini tercemar (Darmono, 1995).

Pencemaran

udara

dapat tejadi

karena

adanya proses-proses industri yang

menggunakan suhu tinggi (pertambangan), karena adanya proses alamiah (gunung

meletus), proses pembakaran sampah ataupun karena aktivitas kendaraan bermotor

serta oleh sifat-sifat mineral mikro non-esensial (As, Pb,

Cd,

dan

Hg) yang mudah

menguap. Pencemaran udara ini bersama-sama dengan air ataupun tidak, dapat

menyebabkan adanya pencemaran tanah @ m o n o , 1995).

Pencemaran tanah mula-mula diawali oleh parhkel mineral mikro nonesensial

yang beterbangan di udara kemudian akan terbawa oleh air hujan yang membasahi

tanah kemudian menyebabkan pencemaran tanah. Pada umumnya kandungan zat-zat

ini

secara alamiah &lam tanah sangat rendah, kecuali tanah tersebut merupakan

daerah pertambangan atau sudah tercemar (Chlopecka, et. al., 1996). Kontaminasi

pada tanah ini apabila digunakan untuk tumbuh tanaman maupun hewan, maka

kandungan mineral milcro non-esensial tersebut juga menyusun komposisi kimia

tanaman dan hewan tersebut. Penelitian yang dilakukan oleh Amonoo-Neiser,

Nyamah dan Bakiamoh (1996), menunjukkan adanya pencemaran Hg

dan

As terhadap tanaman-tanaman dan ikan yang hidup disekitar penambangan, oleh karena

tanah, air clan udara sekitar sudah mengandung Hg

clan

As.

Nguyen et al. (1996), melakukan penelitian terhadap penduduk yang tinggal di

pantai dibandingkan dengan yang tinggal di

dataran

tinggi pa& daerah penambangan

lebih banyak, rambutnya mengandung Hg lebih tinggi (3,030 ppm) dibandingkan

dengan penduduk yang tinggal di dataran tinggi (mengandung Hg 1,050 ppm).

Pencemaran terhadap

tanah

akan menyebabkan pencemaran terhadap tanaman

yang tumbuh di atasnya. Penelitian yang dilakukan oleh Kunti clan Saeni (1997)

menunjukkan bahwa sayuran seperti bayam dan kangkung serta air minum yang

diambil di

Denpasar,

Gianyar dan Tabanan sudah tercemar Hg, demikian juga dengan

rambut manusia.

Hubungan Mineral mikro Non-esensial dengan

Mineral mikro Esensial dan Zat Gizi Lain

Mempelajari hubungan antara logam esensial

dan

non-esensial &pat membantu

mempelajari mekanisme toksisitas logarn tersebut. Daya keracunan dari suatu logam

berat non-esensial dapat meningkat atau menjadi menurun oleh karena hadir atau

absennya logam esensial.

Kadar Mineral Mikro Kadar Mineral Mikro Intake Zat Gizi

Esensial dalam Serum Non-Esensial dalam Serum

Fe Pb Protein

Zn

Cd

Kalsium

Cu Hg Vitamin C

Se As

Hubungan antara P b dengan Mineral Mikro Esensial dan Intake Zat Gizi

Fe berperan dalam pembentukan Hb dan sebaliknya Pb bersifat toksik terhadap sistem hematopoitik (pembentukan eritrosit). Hubungan antara Pb dan Fe adalah sangat penting, karena defisiensi Fe dapat mempengaruhi kenaikan absorpsi dan metabolisme Pb. Disamping itu, Pb juga mengganggu metabolisme Fe dari unsur- unsur yang mengikat Fe. P2da keadaar? defisiensi Fe maka te qadi kenaikan absorpsi Pb yang merupakan kompensasi dari absorpsi Fe yang kurang, sehingga Pb menggantikan Fe. Peran Pb dalam mengganggu metabolisme Fe akan menyebabkan tejadinya anemia (Goyer, 1995).

Hubungan antara Pb dan Zn melibatkan proses absorpsi Pb, sintesis Hb dan pengaruh sistem syaraf pusat. Hubungan antara Pb dan Zn terjadi pada proses biokimiawi dalam pembentukan Hb yang dihambat secara total oleh Pb, sehingga mengganggu kerja Zn yang kemudian bisa mengakibatkan anemia (Schrey, el. (11..

2000).

Keadaan anemia akibat gangguan metabolisme Fe oleh Pb bisa menjadi lebih parah jika terjadi defisiensi Cu. Tembaga bersamaan dengan besi sangat dibutuhkan untuk mencegah penganh Pb dalam sistem hamatopoitik (WHO, 1996).

Selen lebih berperan dalam menurunkan daya toksisitas Pb daripada

Hasil dari berbagai penelitian defisiensi Ca dan vitamin C dapat menaikkan absorpsi Pb. Ekskresi Pb akan menurun apabila te rjadi defisiensi Ca maupun vitamin C, sehingga kandungan Pb dalarn tubuh akan tinggi (Schrey, el. al., 2000;WHO,

1996).

Hubungan antara Cd dengan Mineral Mikro Esensial dan Intake Zat Gizi

Pengamatan terhadap naiknya kejadian gejala anemia pada orang yang bekerja di industri yang mengeluarkan Cd, menunjukkan bahwa Cd berpengaruh terhadap metabolisme Fe. Dalam penelitian di laboratorium dilaporkan bahwa pemberian Cd dalam pakan dapat menyebabkan penurunan absorpsi Fe dan terjadi gejala anemia, ha1 ini disebabkan oleh menurunnya daya absorpsi Fe dari usus yang rnenyebabkan

terjadinya anemia (Darmono,1995).

Naiknya absorpsi Cd dalam usus juga disebabkan oleh karena defisiensi Fe. Hubungan antara kedua mineral ini temyata saling berkompetisi pada tingkat sel absorptif, dimana Cd juga saling berebut dengan Fe dalam menduduki posisinya pada tingkat pengikatan protein. Dalam ha1 ini, Cd mempunyai kekuatan untuk bergabung dengan protein (Bodwell & Erdman, 1988).

Kadmium dan zink mempunyai kesamaan dalam sifat fisik dan kirnianya. Kedua mineral ini termasuk dalam kelompok I1 dari sistem periodik berkala. Mereka

Pemberian zink dapat mencegah terjadinya testikuler nekrosis karena keracunan kadmium. Zink juga sangat efektif untuk mencegah pengaruh imunotoksik yang berhubungan dengan pemberian dosis rendah kadmium (toksik kadmium kronis) yang menyebabkan menurunnya jumlah sel kebal T-limposit. Pemberian zink dapat

juga mencegah te jadinya kematian embrio, hipoplasia paru-paru dan pelapisan paru- paru fetus oleh fospolipida dan fospatilkolin. Dalam ha1 ini, plasenta bertindak sebagai barier pada penyerapan kadmium, sehingga jaringan fetus bebas dari kandungan kadmium. Hal tersebut menunjukkan bahwa zink dapat mencegah tejadinya fetotoksik oleh kadmium (Schrey et. al., 2000). Zink juga dapat mencegah terjadinya kematian karena hepatotoksik oleh kadmium (Goering & Klassen, 1984).

Pada pemberian dosis 5 - 15 mg CdKg dapat menurunkan kandungan Cu

dalam hati dan limpa serta menurunkan berat badan. Penelitian dengan domba bunting yang diberi 3 - 12 mg Cdlkg dalam pakan dapat menurunkan kandungan Cu

dalam tubuh anaknya yang haru lahir, ha1 ini menunjukan bahwa transfer Cu lewat plasenta dihambat oleh Cd. Hubungan antara Cd dan Cu ini tejadi dalam usus, sehingga absorpsi Cu dari usus menjadi berkurang setelah pemberian dosis 17,6 mg CdKg, sedangkan distribusi Cu dalam jaringan tidak terpengaruh oleh Cd (Schrey,

et. al., 2000).

Menurut Fox (1988) di dalam tubuh kadmium berikatan dengan protein sitoplasmik membentuk komplek metallothionin. Semakin tinggi asupan protem, semakm tinggi kesempatan kadrmum untuk berikatan dengan protein, sehingga senyawa ini diabsorpsi oleh usus halus masuk ke aliran darah.

Kadmium menghambat absorpsi Ca pada saluran pencemaan. Kadmium merusak sel epitel usus dan reseptor vitamin D, sehingga menurunkan daya absorpsi Ca. pemberian Ca dosis tinggi dapat mencegah absorpsi Cd (Goyer, 1995).

Hubungan antara Hg dengan Mineral Mikro Esensial dan Intake Zat Gii

Merkurium berhubungan dengan zink oleh karena kesamaannya pada konfigurasi elektron terakhir, sehingga akan saling berkompetisi untuk pengisian spin elektronnya (Fox, 1988). Oleh karena kesamaan sifat ini, akan terjadi mekanisme penghambatan diantara kedua mineral ini.

Mineral mikro yang paling erat hubungannya dengan Hg adalah selen (Se). Secara alamiah hadimya Se hampir selalu bersamaan dengan Hg, sehingga kemungkinan Se mempunyai peranan dalam mencegah keracunan Hg (Rojas et ul.,

1999).

Beberapa antioksidan seperti asam askorbat (vitamin C) juga efektif dalam mencegah keracunan, sehingga pemberian vitamin C pada dosis optimal dapat mencegah kelebihan Hg (Darmono, 1995;WHO, 1996)

Hubungan antara As dengan Mineral Mikro Esensial dan Intake Zat Gizi

Menurut Forest & Nielsen (1999), arsenik berhubungan dengan zink. Kehilangan arsenik dapat ditingkatkan dengan menaikkan konsumsi zink. Zink diperlukan untuk sintesis asam amino bersulfur (sistein dan metionin). Asam amino ini bila jumlahnya berlebih akan menghambat arsenik.

Arsenik bersifat menghambat selen. Dalam keadaan kurang selen maka absorpsi As akan naik, tetapi apabila Se tinggi, kandungan arsenik akan turun. Pada kasus keracunan arsenik dapat dikurangi dengan menambah asupan sumber Se atau melalui suplementasi Se (Bodwell & John, 1988). Mekanisme hubungan antara selen dengan arsenik belum banyak diketahui. Menurut Fox (1988) keadaan valensi dan Se 3+ yang mempunyai konfigurasi elektron terluar sama akan saling mengisi kelengkapan orbital dari lintasan elektronnya.

Dalam keadaan defisiensi kalsium dan vitamin C, akan memacu absorpsi arsenik pada tingkat membran intestinal. Keadaan akan terjadi sebaliknya apabila mt-mt gizi ini ketika berada &lam keadaan cukup atau berlebih (Forrest & Nielsen,

1999).

Penciri Biologis (Biomarkers) Mineral Mikro

Penciri biologis berkaitan dengan tempat penyimpanan mineral mikro non- esensial atau logam berat pada jaringan tubuh manusia (darah, urin, rambut dan kuku)

mikro non-esensial didalam darah, rambut dan urine bisa dijadikan petunjuk adanya

kandungan logam ini dalam tubuh manusia (Gibson, 1990;Connell& Miller, 1995). Kadar mineral mikro non-esensial yang menumpuk dalam rambut dan kuku, kadamya biasanya berhubungan dengan kadar logam tersebut dalam darah pada waktu rambut dan kuku terbentuk. Karena itu rambut yang tumbuh dalam laju yang relatif tetap telah digunakan untuk menentukan tingkat pencemaran dimasa lalu (Lu, 1995). Namun untuk kadmium, kadarnya dalam penciri biologis rambut kurang bisa terlihat dengan baik, sehingga metode penentuan status kadmium melalui penciri biologis rambut tidak efektif. Tabel 1 menunjukkan ketepatan pemakaian organ penciri biologis untuk menentukan kadar timbel (Pb), merkurium (Hg), arsenik (As)

dan

kadmium (Cd) (Saeni, 2000;WHO, 1996).

Tabel 1. Bagian jaringan tubuh yang bisa digunakan untuk penciri bilogis

(hiomarkers)

X ; sesuai

Sumber : WHO, 1996 Jaringan

Darah Rambut Urin

Toksisitas dan Risiko Kesehatan

Toksisitas Mineral Mikro Non-Esensial

Timbel (Pb). Timbel masuk ke tubuh manusia melalui saluran pencemaan dan inhalasi. Setiap individu mempunyai daya tahan yang berbeda. Asupan normal Pb

adalah sebesar 15 - 100 pg. Biasanya orang yang keracunan Pb mengkonsumsi XX ; lebih sesuai

Arsenik X X XX Timbel XX X XX Kadmium XX XX Merkurium Anorganik XX XX Metil Merkuri -

XX

sekitar 0,2 - 2,O mg Pblhari. Pada orang dewasa, Pb diserap melalui usus sekitar 5 -

lo%, tetapi dalam keadaan berpuasa penyerapan bisa lebih efektif, yaitu sekitar 15 -

20%. Absorpsi ini juga dipengaruhi oleh kompetisi dan interaksi dengan mineral lain, seperti kalsium (Ca) dan zink (Zn), yaitu apabila terjadi defisiensi mineral ini maka absorpsi Pb meningkat sehingga meningkatkan toksisitas. Rata-rata intik Pb

per hari sekitar 0,001 mgikg berat badan (Tabel 2), apabila intik mencapai 0,6 mgihari akan menunjukkan gejala negatif. Karena Pb lambat didepositkan dalam tulang, dosis tersebut tidak akan memperlihatkan gejala keracunan pada orang selama hidupnya. Jika intik Pb terlalu besar, sedangkan deposit Pb terlalu lambat, maka akan mengakibatkan kesulitan untuk mencegah terjadinya kerusakan pada jaringan lunak seperti hati dan ginjal. Intik 2,5 mgihari akan memerlukan waktu 4 tahun untuk menjadi toksik, sedangkan 3,5 mgihari akan mengakibatkan kandungan Pb yang toksik dalam beberapa bulan saja (Darmono, 1995).

Kerja negatif Pb dalam mempengaruhi organ adalah dengan mengganggu kerja enzim oksidase, sehingga menghambat sistem metabolisme sel, terutama

menghambat sintesis haemoglobin dalam sumsum tulang dan akan menyebabkan anemia. Gejala keracunan pada anak-anak lebih peka daripada dewasa karena fungsi ginjal anak-anak yang belum berkembang penuh dibandingkan dengan orang dewasa (Schrey, et. al.. 1999). Gejala keracunan pada anak-anak ini meliputi : nafsu makan berkurang, sakit perut dan muntah-muntah, bergerak terasa kaku (tremor), kelemahan, tidak ingin bermain, peka terhadap rangsangan, sulit bicara, gangguan pertumbuhan

muncul setelah keracunan hingga waktu 4 - 6 minggu. Gangguan keracunan pada anak-anak ini akan mengakibatkan kelainan tingkah laku ketika dewasa nantinya. Anak ini akan bodoh, kesulitan dalam berfikir serta gangguan mental. Ini terjadi pada

kadar racun 40 - 50 pgr/dl (Cohen, 1991).

Merkurium (Hg). Merkurium masuk ke dalam tubuh melalui inhalasi maupun

saluran pencemaan. Toksisitas dari merkurium tergantung bentuk kimianya yaitu bentuk murni, anorganik dan organik. Bentuk murni adalah satu-satunya logam yang berbentuk cair dalam suhu ruang clan mempuqai sifat menguap dan sangat beracun bila terhisap, tetapi tidak beracun bila termakan. Bentuk murni ini diabsorpsi seluruhnya dalam paru-paru apabila terhisap dan mudah sekali didistribusikan ke otak melalui darah yang dapat menyebabkan gangguan pada sistem saraf pusat. Gejala yang timbul pada keracunan uap Hg ialah pneumonia dan oedema paru, tremor, imsonia, kehilangan nafsu makan (WHO, 1981).

Bentuk toksik dari Hg anorganik ini hanya dalam jumlah kecil yang didistribusikan pada otak. Keracunan pada Hg anorganik menunjukkan gejala rasa

sakit pada saluran pencemaan dan ginjal yang biasanya intoksikasi melalui makanan. Gejala keracunan akut dan sub-akut adalah stomatis, salivasi, muntah, radang, pendarahan pada usus, anoreksia, urine mengandung glukosa, protein dan darah, serta kegagalan ginjal (Saeni, 2000).

Bentuk merkurium organik yang paling toksik dan berbahaya ialah bentuk alkil-merkurium yaitu metil dan etil-merkurium. Keduanya digunakan dalam bidang

saluran pencemaan dan dalam sel darah merah. Bentuk ini kemudian didistribusikan dalam sistem syaraf pusat yang menyebabkan kerusakan permanen. Bentuk ini biasanya diakumulasikan dalam hati dan ginjal kemudian diekskresikan melalui cairan empedu. Senyawa ini diekskresikan ke luar tubuh melaui urin dan feses.

Gejala toksisitas menunjukkan gangguan saraf yaitu ataksia, kelemahan, hiper estese (peka), kebutaan, koma dan kematian (WHO, 198 1).

FAOMrHO menentukan batas asupan maksimum metil Hg sebesar 0.002 mgikg berat badan (Tabel 2). Konsentrasi metil merkurium yang menyebabkan kontaminan pada manusia adalah 9 - 24 ppm, ekuivalen dengan 0,3 mg Hg/70 kg berat badan.

Bila kadarnya sebesar 0,l - 0,2 mg/m3 dalam darah bisa menyebabkan tremor. Kadar

0,05 mg/m3 menunjukkan gejala non-spesififik (Lavender & Cheng, 1980 Saeni, 2000).

Kadmium (Cd). Kadmium masuk ke dalam tubuh melalui saluran pencemaan

dan saluran pemafasan. Absorpsi Cd melalui saluran pencemaan biasanya relatif kecil, pada manusia sekitar 4 - 6%. Diet yang mengandung rendah protein, Ca dan

Fe dapat meningkatkan absorpsi Cd dan meningkatkan daya toksisitasnya. Kadmium yang diabsorpsi diedarkan oleh darah menuju ginjal dan hati, dimana 50 % logam ini disimpan. Ekskresinya melalui urine dan feses, tetapi biasanya sangat sedikit pada

manusia. Akumulasi Cd biasanya dipengaruhi oleh umur, artinya sedikit Cd pada waktu lahir akan meningkat pada ginjal pada saat dewasa nanti (Forrest & Nielsen,

1999).

organ yaitu paru-paru, tulang, hati dan ginjal, toksinnya bersifat neurotoksin. Orang

yang keracunan Cd melalui debu secara kronis dapat menyebabkan kekurangan indera penciuman dan kembali normal jika toksik dari debu tersebut bisa dihentikan (Darmono, 1995).

FA0 kejasama dengan WHO menentukan asupan kadmiurn maksimum yang dapat dltoleransi sebesar 0,01 mgkg berat badan (Tabel 2). Asupan di atas nilai

tersebut akan menyebabkan keracunan (WHO, 1996), yang terjadi setelah Cd

terakumulasi dalam ginjal sampai dalam jumlah 50 pglg berat basah dan terlihat pada

umur 50 tahun. Konsentrasi yang kritis ialah 200 pg/g pada saat terjadi kegagalan

ginjal. Gejala yang terlihat adalah glikosuria diikuti dengan diurosis dan arninourea, proteinurea, asiduria dan hiperkalsuria (Lu, 1995).

Arsenik (As). Arsenik yang toksik biasanya dalam bentuk arsen trivalent

(arsen anorganik) yang berikatan dengan oksigen pada valensi 3 dan 5. Arsenik ini banyak terdapat dalam bentuk bahan pengawet kayu (arsen pentaoksida), pestisida, herbisida. Senyawa ini mengganggu !<erja beberapa enzim rnetabolik dan organ yang terganggu adalah organ saluran pencemaan, hati, ginjal, paru-paru dan jaringan epidermis. Gejala awal keracunan adalah kencing sedikit yang disebabkan oleh turunnya tekanan darah sehingga cairan jaringan kapiler darah berkurang, dan juga urin mengandung protein, sel darah merah dan kristal benda asing (Forrest & Nielsen, 1999).

Gejala kronis dalam analisis laboratorium adalah kandungan As dalam hati dan ginjal sebesar 8 mgikg, sedangkan kandungan normal adalah kurang dari 1 mgikg. Gejala ini ditandai dengan lemah, rasa haus, kulit kering dan mukosa pecah-pecah, serta kelainan jantung (WHO, 198 1).

Sebagian besar makanan dan minuman di daratan mengandung As kurang dari lpglg berat kering, sedangkan makanan dari laut sebesar 80 pgig berat kering. Hasil penelitian menunjukkan bahwa asupan normal sebesar 12 - 25 pgihari dapat

memenuhi kebutuhan As untuk pertumbuhan normal tubuh (WHO, 1996). Berikut

ini ditampilkan asupan aman oleh F A 0 dan WHO untuk mineral mikro non-esensial, yang nilainya berdasarkan PTWI (Provisional Tolerable Weekly Intake), seperti pada Tabel 2 (Wojciechowska er. al., 1995).

Tabel 2. Batas asupari mineral mikro non-esensial pada manusia

Toksisitas Mineral Mikro Esensial

Besi (Fe). Toksisitas besi disebabkan oleh asupan besi yang berlebihan. Tubuh

sebenamya sudah mempunyai sistem regulasi terhadap kebutuhan besi. Apabila terjadi peningkatan asupan besi, selanjutnya terjadi peningkatan penyerapan. Namun dengan meningkatnya jumlah simpanan besi tubuh maka jumlah besi yang diserap

Mineral mikro Non-Esensial Arsenik (As) Timbel (Pb) Kadrnium (Cd) Merkurium (Hg) Batas Asupan

(mglkg berat badan)

[image:160.573.179.407.427.535.2]

kemudian akan mengalami penurunan di samping juga akan terjadi peningkatan &lam pembuangan besi tubuh. In1 terjadi pada individu yang sehat, sehingga asupan besi yang tinggi tidak menyebabkan keracunan. Meskipun demikian dalam kondisi kronis, kandungan besi tubuh yang berlebihan dapat menyebabkan kemsakan idiopatik hemokromatosis, yaitu penyakit turunan yang ditandai dengan akumulasi besi yang terus meningkat pada jaringan parenkim. Kandungan besi yang berlebihan ini dapat disebabkan karena asupan zat besi dari makanan atau infus yang berlebihan, injeksi terapi besi dan transfusi darah (Gibson, 1990).

Zink (Zn). Konsumsi zink melebihi kebutuhan normal menyebabkan efek toksik. Gejalanya adalah mual, muntah, diare, demam dan timbulnya perasaan lemas. Menurut WHO (1996), berdasarkan dari beberapa hasil penelitian asupan zink

50 mdhari menimbulkan gangguan dalam metabolisme tembaga yaitu menurunnya aktivitas eritrosit superoksida dismutase. Kekurangan konsumsi zink akan mengakibatkan defisiensi zink yang menyebabkan penghambatan pertumbuhan, perlambatan dalam proses kematangan seksual dan kerangka, dermatitis, diare dan peningkatan dalam kerentanan terhadap infeksi akibat melemahnya sistem kekebalan.

'Tembaga (Cu). Tembaga merupakan mineral yang sangat tidak toksik bagi manusia maupun hewan. Walaupun pemah terjadi keracunan akut tembaga, ha1 ini

jarang terjadi. Kelebihan asupan Cu jarang menyebabkan keracunan, tetapi mengakibatkan absorpsi Zn dan Fe terganggu. Kasus keracunan pada manusia

rusaknya sel-sel hati dan otak, salivasi, epigastrik, pusing, mual dan diare (WHO,

1996).

Selen (Se). Efek keracunan kronis selen pada manusia terutama ditandai

dengan kerontokan rambut dan perubahan morfologi kuku. Pada beberapa kasus, ditemukan juga lesi pada kulit dan abnormalitas sistem syaraf Meskipun demikian

mekanisme biokimia efek keracunan selen masih belum jelas.

Defisiensi dapat menimbulkan penyakit Keshan, yaitu penyakit cardiomyopathy, yang ditemukan di Cina menyerang pada anak-anak dan wanita usia subur. Pada umumnya penyakit akibat defisiensi Se selalu disertai dengan defisiensi vitamin E. Adanya interaksi antara Se dengan iodium di wilayah tertentu menyebabkan timbulnya defisiensi iodium pada manusia (WHO, 1996).

Risiko Kesehatan

Tabel 3. Efek toksik yang ditimbulkan dari mineral mikro non-esensial

I

Mineral mikro

1

Risiko Kesehatan yang Ditimhulkan

Nan-Esensial

pencernaan

Kerusakan ginjal, lebih peka pada bayi dan anak karena sel ginjal masih immature

Gangguan sistem syaraf pusat, lebih sensitif menyerang pada bayi dan anak Gangguan intelegensi Anemia Hipertensi ~. . . Timbel (Pb)

Arsenik (As)

1

Keracunan akut oada saluran oencernaan dan hati vane ditandai denean mual. _,

-

-

muntah, diare, sakit perut parah, hipovolemik, koma akhimya mati

Keracunan kronik menyebabkan kanker bronchi, kanker kulit

Kerusakan saluran pencemaan bayi dan anak karena belum matangnya sel-sel

1

Kanker

Tabel 4. Efek toksik yang ditimbulkan &an mineral mikro esensial

Kadmium (Cd)

Merkurium (Hg)

Mineral Mikro Esensial

I

Risiko Kesehatan yang Ditimbulkan

Kerusakan saluran pencernaan, sangat sensitif pada bayi dan anak-anak karena belum matangnya sel-sel pencemaan sehingga absorpsinya lebih tinggi daripada orang dewasa

Kerusakan ginjal yang menyebabkan proteiuria, aminoaciduria, glikosuria, menurunnya absorpsi fosfat

Kerusakan pulmonary * Gangguan pada jantung

Gangguan pembuluh darah otak

0 Gangguan sistem syaraf pusat

Kehilangan kalsium sehingga tejadi