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
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,
- 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,
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
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
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)
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
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
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
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
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
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
2.11. Kerangka Konseptual
Gambar 2.3. Kerangka konseptual
Kadar timbal Kadar IgE total
karakteristik lingkungan
