BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Timbal
Timbal merupakan logam berat dengan warna biru keabu-abuan. Timbal mempunyai titik lebur yang rendah yaitu sekitar 327.460C sehingga mudah untuk dibentuk dan berbentuk dan bisa dikombinasikan dengan logam yang lain. Hal ini menyebabkan timbal digunakan oleh manusia untuk membuat berbagai produk seperti pipa, baterai, cat, glasir, produk vinyl, peluru, pembungkus kabel, dan perisai radiasi.14
Hingga saat ini terdapat 4 juta rumah tangga dengan anak yang telah terpapar timbal level tinggi. Sesuai rekomendasi CDC, kira-kira setengah juta anak usia 1-5 tahun memiliki kadar timbal dalam darah >5 µg/dL. Paparan timbal dapat mempengaruhi hampir setiap sistem dalam tubuh karena paparan timbal sering terjadi tanpa gejala yang jelas.15
Di Indonesia, anak-anak yang tinggal di daerah perkotaan yang padat dengan lalu lintas memiliki risiko yang besar untuk terkena keracunan timbal. Sumber keracunan timbal bisa berasal dari kendaraan yang menggunakan bahan bakar bertimbal dan juga dari biji logam hasil pertambangan, peleburan, pabrik pembuatan timbal atau industri daur ulang, debu, tanah, cat, mainan, perhiasan, air minum, permen, keramik, obat tradisional dan kosmetik.16
Polusi udara yang diakibatkan asap kendaraan bermotor di kota-kota besar seperti Jakarta, Medan, Bandung, Surabaya dan beberapa kota lain semakin parah.14 Polusi udara dari kendaraan bermotor bensin (spark ignition
engine) menghasilkan 70% karbon monoksida (CO), 100% plumbum (Pb),
60% hidrokarbon (HC), dan 60% oksida nitrogen (NOx).17 Jenis bahan bakar yang banyak digunakan di Indonesia adalah premium yang mempunyai nilai oktan 88 dengan kandungan timbal (tetraethyl lead) 3 g/L. Menurut World
Wide Fuel Charter (WWFC) standar nilai oktan minimum adalah 91
sedangkan Environment Protection Agency (EPA) menyatakan batas maksimum timbal dalam satu liter bensin adalah 0.05 g.18
2.2. Sumber Paparan Timbal
Ada beberapa produk yang menyebabkan paparan timbal dan keracunan timbal pada anak, seperti :6,14
- Timbal yang ditambahkan pada bensin
- Timbal dari industri aktif seperti pertambangan (terutama pada tanah) - Timbal pada cat dan pewarna
- Timbal pada kaleng makanan - Lapisan keramik
- Air minum dari pipa yang berkarat
- Timbal pada produk yang berasal dari herbal dan obat tradisional, kosmetik, mainan, permen
- Timbal yang berasal dari pembakaran sampah - Timbal dari limbah elektronik
- Timbal dari rantai makanan lewat tanah yang terkontaminasi
Sosial ekonomi merupakan faktor penting dalam paparan terhadap timbal. Keluarga dengan status ekonomi rendah biasanya tinggal dekat dengan daerah industrial dan tinggal pada rumah yang sudah lama dengan cat berbahan dasar timbal.14
2.3. Metabolisme Timbal
Paparan timbal dapat berasal dari makanan, minuman, udara, lingkungn umum dan lingkungan kerja yang tercemar timbal. Paparan non okupasional biasanya melalui tertelan makanan dan minuman yang tercemar timbal. Paparan okupasional melalui saluran pernafasan dan pencernaan terutama oleh timbal karbonat dan timbal sulfat. Rata-rata 10-30% timbal yang terinhalasi diabsorpsi melalui paru-paru dan sekitar 5-10% dari yang tertelan diabsorpsi melalui saluran cerna. Sebanyak 30-40% timbal yang di absorpsi melalui saluran pernafasan akan masuk ke aliran darah.15
Di aliran darah, timbal akan diikat oleh eritrosit dan kemudian akan menuju jaringan lunak (sumsum tulang, saraf, ginjal dan hati) dan jaringan keras (tulang, kuku, rambut, gigi). Umumnya ekskresi timbal berjalan sangat lambat. Timbal memiliki waktu paruh dalam darah kurang lebih 25 hari, jaringan lunak 40 hari sedangkan tulang 25 tahun. Ekskresi yang lambat ini
yang menyebabkan timbal mudah terakumulasi dalam tubuh, baik melalui pajanan okupasional maupun non okupasional.19,20
2.4. Efek Keracunan Timbal
Timbal merupakan logam berat yang toksik. Efek toksik pada anak bisa subklinis, bisa dari kadar yang rendah dibawah 5mcg/dL sampai yang menyebabkan kematian sekitar 150 μg/dL. Setiap organ tubuh bisa berpotensi terkena efek dari peningkatan kadar timbal dalam tubuh, yang terutama sistem saraf, kardiovaskular, ginjal, endokrin, imun, dan hematologi.6,21
Berikut efek klinis keracunan timbal pada sistem tubuh yaitu:
1. Sistem hematologi: timbal dapat menyebabkan terjadinya anemia karena mengganggu biosintesis heme dan merusak membran sel eritrosit.16,22,23 Pada keracunan timbal yang kronis dapat dijumpai
basophilic stippling pada pemeriksaan morfologi darah.24
2. Sistem neurologis: keracunan timbal dapat menyebabkan penurunan
Intelligence Quotient (IQ), gangguan efek kognitif, sakit kepala, kejang,
ensefalopati, perubahan perilaku, bertambahnya edema serebral dan peningkatan intrakranial.25
3. Sistem ginjal: dijumpainya aminoasiduria, glikosuria, dan peningkatan ekskresi dari protein dengan berat molekul rendah, risiko nefropati dan
gagal ginjal, serta dapat menginduksi terjadinya sindroma Fanconi.14,20,25
4. Sistem gastrointestinal: dapat terjadi muntah, sakit perut, dan konstipasi (lead colic syndrome).14
5. Sistem endokrin: anak dengan keracunan timbal dapat memiliki tinggi badan lebih pendek dibanding anak sehat dan didapati status pubertas yang terlambat.26
6. Sistem kardiovaskular: adanya hubungan yang signifikan antara peningkatan absorpsi timbal dengan peningkatan tekanan darah saat dewasa.24
7. Sistem imun: peningkatan kadar timbal dalam darah berhubungan dengan peningkatan kadar IgE, dan efeknya biasanya pada paparan yang rendah dibawah 10 μg/dL.9,14
2.5. Efek Timbal Terhadap Sistem Imun
Sistem imun adalah mekanisme yang digunakan tubuh untuk mempertahankan keutuhan tubuh sebagai perlindungan terhadap bahaya yang dapat ditimbulkan oleh berbagai bahan dalam lingkungannya. Sistem imun terbagi menjadi sistem imun spesifik dan non spesifik. Sistem imun spesifik adalah mekanisme pertahanan yang diperankan oleh sel limfosit dengan atau tanpa bantuan komponen sistem imun lainnya seperti sel makrofag dan komplemen. Sel yang berperan dalam imunitas ini adalah sel
yang mempresentasikan antigen (APC = antigen presenting cell = makrofag) sel limfosit T dan sel limfosit B. Sel T dan sel B masing-masing berperan pada imunitas seluler dan humoral. 27
Timbal merupakan imunotoksik yang mempunyai efek terhadap imunitas humoral.28 Imunitas humoral adalah imunitas yang diperankan oleh sel limfosit B dengan atau tanpa bantuan sel imunokompeten lainnya. Tugas sel B akan dilaksanakan oleh imunoglobulin yang disekresikan oleh sel plasma.27 Timbal akan mengubah limfosit T menuju pematangan sel B dimana peralihan ini lebih condong kepada orang atau binatang yang terpapar timbal.28
McCabe dan Lawrence (1990) melaporkan timbal menyebabkan peningkatan ekpresi sel B pada molekul kelas II, sehingga akan mempengaruhi diferensiasi sel B, dan mengubah menjadi sel plasma dan menghasilkan IgE.28,29 Penelitian yang dilakukan kepada para pekerja yang terpapar timbal, didapatkan timbal berhubungan dengan perubahan beberapa subpopulasi sel T, respon kepada mitogen sel T, serum imunoglobulin atau faktor komplemen dan aktivitas leukosit polymorphonuclear (PMN).21
Timbal juga merubah fungsi pada pertahanan terhadap infeksi dan sel tumor. Beberapa studi melaporkan adanya peningkatan penyakit pada anak-anak dan orang dewasa yang terpapar dengan timbal. Termasuk infeksi virus, bakteri, penyakit autoimun seperti SLE (systemic lupus erythematous) dan kanker.21
Salah satu tanda timbal menginduksi imunotoksik seperti yang didefinisikan oleh Lawrence and McCabe (2002), timbal menyebabkan perubahan respon imun dari Th1 dependent ke Th2 dependent. Karena perubahan dari fungsi T helper ini akan mempengaruhi respon dari penjamu.21,28 Perubahan Th2 dependent akan menyebabkan penurunan dari interferon (IFN) dan tidak adekuatnya produksi interleukin-12 (IL-12) yang berguna untuk pertahanan tubuh. Sebaliknya akan terjadi peningkatan produksi dari IL-4, IL-6, dan IL-10. Peningkatan IL-4 akan menyebabkan peningkatan dari IgE. 28
Gambar 2.1 Efek timbal terhadap sistem imun28
Gambar 2.1 menjelaskan timbal akan menginduksi perubahan terhadap sistem imun dan respon imunologi dan pengenalan antigen.
Pergeseran fungsional secara bermakna tidak sesuai jika dibandingkan dengan perubahan relatif antar leukosit pada paparan timbal yang rendah sampai sedang.28
Produksi antibodi IgE spesifik memerlukan kerjasama aktif antara makrofag, sel T dan sel B. Alergen yang masuk akan difagosit oleh makrofag untuk diproses dan dipresentasikan kepada sel T. Sel T yang tersensitisasi akan merangsang sel B berkembang menjadi sel plasma yang mensintesis dan mensekresi IgE.29
Peningkatan kadar IgE akan meningkatkan sensitisasi terhadap alergi. IgE akan menempel ke reseptor FcᵋRI pada permukaan sel mast. Paparan yang berulang terhadap antigen akan mengaktivasi sel mast untuk pelepasan mediator. Salah satu mediator dari sel mast adalah histamin. Gejala yang timbul akibat pembentukan histamin bervariasi. Pada hidung timbul rasa gatal, hipersekresi dan tersumbat. Pada kulit gejala yang timbul reaksi gatal berupa wheal dan flare, sedangkan pada saluran cerna adalah hipersekresi asam lambung, kejang usus, dan diare.30
2.6. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Peningkatan IgE
Beberapa faktor yang dapat meningkatkan peningkatan IgE adalah : 1. Penyakit atopi
Penyakit atopi terdiri dari asma, dermatitis atopik, rinitis alergik. IgE merupakan antibodi yang berperan pada alergi. Alergi merupakan reaksi
tubuh terhadap alergen. Pengikatan IgE dengan alergen akan menyebabkan peradangan dan iritasi. Alergi merupakan reaksi hipersensitivitas tipe 1 yang diperantarai oleh IgE.31,32
2. Infeksi parasit
Reaksi imun pada infeksi cacing ditandai dengan eosinofilia dan produksi antibodi IgE yang tinggi. Antigen spesifik yang merangsang ikatan sel mast-IgE akan menyebabkan eksudasi protein serum. Eliminasi infestasi dari usus membutuhkan kombinasi imunitas seluler dan humoral.33
3. Hyper IgE Syndrome
Hyper IgE Syndrome (HIES) merupakan penyakit imunodefisiensi yang
jarang yang mempunyai karakteristik eczema, abses kulit, infeksi paru, eosinofilia, dan tingginya kadar IgE.34
2.7. Diagnosis Keracunan Timbal
Diagnosis paparan terhadap timbal dapat dilakukan antara lain dengan anamnesis, pemeriksaan fisik, laboratorium, dan radiologi. Keracunan timbal banyak terjadi pada anak dengan sosial ekonomi rendah dan tinggal di rumah tua atau di area risiko tinggi terpapar timbal.1,26,27 Gejala keracunan timbal dapat terjadi dari kadar yang rendah sampai yang tinggi. Gejala yang ringan yang dapat ditemui adalah abdominal discomfort, kelelahan, myalgia,23
Pada pemeriksaan laboratorium yang dianjurkan untuk mengevaluasi intoksikasi dari timbal adalah pemeriksaan darah lengkap dan apusan darah
tepi, kadar timbal dalam darah, blood urea nitrogen, kadar erytrocyte
protoporphyrin, kadar kreatinin, dan urinalisa.20 Waktu untuk pemeriksaan ulangan kadar timbal darah tergantung terhadap kadar inisial timbal.35
2.8. Penatalaksanaan
Kadar timbal yang tinggi diatas 45 μg/dL memerlukan terapi kelasi. Pemberian terapi kelasi ini tergantung kepada gejala pasien dan lingkungan. Pasien yang memiliki gejala harus dirawat inap dan diberikan terapi kelasi dengan Edetate Calcium Disodium (CaNa2EDTA). Terapi kelasi tersebut diberikan lewat infus yang berguna untuk mengeluarkan timbal pada pasien dengan ensefalopati. Terapi kelasi oral diberikan pada pasien yang memiliki kadar timbal yang tinggi dalam darah tetapi asimptomatik. Terapi yang dapat diberikan 2.3 Dimercaptosuccinic Acid (DMSA, Succimer), DMPS (Unithiol) dan penicillamine.22 Pemberian DMSA juga sebagai antioksidan yang dapat memperbaiki masalah imunotoksik. Saat ini beberapa studi menyarankan pemberian antioksidan bisa dipertimbangkan, seperti pemberian vitamin E pada tikus yang terpapar timbal dapat memperbaiki fungsi sistem imun.28
2.9. Pencegahan
Nutrisi mempunyai peranan penting untuk mencegah terjadinya keracunan timbal, terutama pada anak-anak. Vitamin C, kalsium, zat besi, zinc, dan fosfor bisa mengurangi absorpsi dari timbal. Sedangkan vitamin B1 dan asam
folat dapat meningkatkan ekskresi dari timbal.36-38 Dibutuhkan nutrisi yang seimbang serta vitamin dan mineral untuk mencegah peningkatan kadar timbal dalam darah.
Ada beberapa langkah yang bisa diambil oleh orang tua dalam mencegah anak terpapar timbal. Diantaranya dengan mendapatkan informasi dari pemerintah setempat tentang timbal dalam air minum, menggunakan air dingin untuk memasak dan membiarkan air kran mengalir kira-kira satu menit sebelum digunakan.16
Mencuci tangan merupakan salah satu cara pencegahan terhadap paparan timbal. Mencuci tangan dapat membersihkan segala macam debu atau kotoran. Cara lain mencegah terhadap paparan timbal adalah tidak menggunakan piring yang mengandung timbal (khususnya piring yang sudah retak), menyapu lantai atau segala macam permukaan dengan kain basah untuk mengurangi debu (dimana mungkin mengandung timbal), menghindari makanan dari kaleng yang mengandung timbal dalam lapisannya, mencuci mainan anak-anak dengan teratur dan membuang mainan anak-anak yang sudah rusak atau terkelupas catnya, anak dan wanita hamil tidak memasuki area yang sedang direnovasi.16,37
Untuk para pekerja dianjurkan untuk menggunakan alat pelindung diri seperti masker. Anak yang berumur 6 bulan sampai 6 tahun dianjurkan untuk dinilai resiko dari paparan timbal. Tes darah direkomendasikan pada usia 12 bulan dan 24 bulan.37
2.10. Kerangka Teori
Gambar 2.2. Kerangka teori
Absorpsi
Imbalance Th1 dependent & Th2 dependent Peningkatan diferensiasi sel B
menjadi plasma dan peningkatan IL4 Peningkatan sensitisasi terhadap alergi darah Paparan timbal : • Melalui pencernaan • Melalui pernafasan • Melalui kontak kulit
Peningkatan kadar IgE
Jaringan lunak Sel B Sel T ↑ IL4, IL5 ↓IFN-ɣ Jaringan keras Sumsum tulang
2.11. Kerangka Konseptual
Gambar 2.3. Kerangka konseptual
Kadar timbal Kadar IgE total
karakteristik lingkungan
Variabel dependent Variabel independent
