4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Formalin
A.1 Definisi Formalin
Formalin adalah substansi yang terdiri dari 37% formaldehyde dan 63% air. Nama lain formalin adalah Formic Aldehyde; Paraform; Formol; Formalin (Methanol-free); Fyde; Formalith; Methanal; Methyl Aldehyde; Methylene Glycol; Methylene Oxide; Tetraoxymethalene; Oxomethane; Oxymethylene. Formaldehyde adalah senyawa turunan aldehyde yang memilihi struktur (HCHO) Hidrogen, oksigen dan carbon. Ciri khas dari formalin adalah tidak berwarna, mudah terbakar dan berbau tajam.4,6,9,12
A.2 Manfaat dan Efek Formalin
A.2.1 Manfaat Formalin
Manfaat formalin di berbagai pekerjaan dan bidang, seperti kosmetik, pasta gigi, parfum, pelembut, pembersih, bidang percetakan (tinta, kertas),dibidang industri (disinfektan, pembersih), kesehatan (obat-obatan, pengawetan mayat). Penggunaan formalin sebagai pengawetan makanan dilarang penggunaannya oleh Pemerintah dan BPOM.1-4
A.2.1 Efek Formalin
A.2.1.1 Level signifikan tehadap paparan formalin
Berdasarkan lama paparan formaldehyde dibedakan menjadi (1) akut yaitu masa kurang dari 14 hari ; (2) intermediet yaitu masa antara 15 hari sampai 364 hari; dan (3) kronik yaitu masa paparan lebih dari 365 hari.13
5 A.2.1.2 Efek Formalin
Berbagai macam efek yang dihasilkan dari paparan formalin, sebagai berikut : Tabel 1 Efek Formalin10,11,13
No. Penelitian Sampel dan cara Frekuesi / dosis Sistem Efek 1. Burkhart et.al 1990 Manusia (oral) 517 mg/kgBB/hari (1 kali) Repiratori Jantung Hematologi metabolik Kematian
Frekuensi nafas turun (henti) TD turun & Henti jantung Intravaskular koagulopati Asodisis metabolic 2. Eells et al. 1981 Manusia (oral) 624 mg/kgBB/hari (1 kali) Repiratori Jantung metabolik Kematian Henti nafas Hipotensi Asidosis 3. Tobe et al. 1989 Tikus Wistar (oral) 300 mg/kgBB/hari (1 kali)
Kematian (9 hari evaluasi ) Kematian awal muncul hari ke-9, bulan ke-12 kemungkinan kematian terjadi 45-55%, dan pada bulan ke-24 menjadi 100% 4. Kochhar et al. 1986 Manusia (oral) 234 mg/kgBB/hari (1 kali)
Jantung Sinus takikardia
5. O K Al Omari 2007 Tikus Sprage-Dawely (oral) 150 mg/kgBB/hari (12 minggu)
Hematologi Perubahan pH dan PCO2
6. B F Al Husany 2012 Kelinci (inhalasi) 10% formalin (6 bulan)
Perubahan PO2, PCO2, HCO3, berperngaruh pada pH, Hb, Volume paket sel dan hitung retikulosit
7. Til et al. 1989
Tikus wistar 82
mg/kgBB/hari
Hiperplasi papilloma, hiperplasia glandular, gastritis atropis kronik, BB turun 10-15 %, konsumsi
6
(oral) (2 tahun) makan minum menurun. 8. Tobe et al. 1989 Tikus Wistar (oral) 300 mg/kgBB/hari (24 bulan) BB turun 40-45%, konsumsi makan minum turun 25-50 %, penurunan serum protein, albumin, total kolesterol, lesi degeneratif epitel serius
A.3 Ambang Batas Penggunaan Formalin.
Ambang batas penggunaan formalin, sebagai berikut : Tabel 2 Ambang Batas Penggunaan Formalin.2,4,8,15
Ambang Batas Jumlah paparan Lama paparan 1. National Institude for Occupational Safety
and Health (NIOSH) dan Recommended
Exposure Limit (REL)
0,016 ppm (0.02 mg/m3) (10-h TWA)
0,01 ppm
8 jam
15 menit 2. OSHA Permissible Exposure Limit
(PEL)
0,75 ppm 2,00 ppm
8 jam 15 menit
3. American Conference of Govermental and industrial Hygienist (ACGIH) dan
Threshold Limit Value (TLV)
0,3 ppm/ (0.37 mg/m3)
4. International Programme on Chemical safety (IPCS) minuman 0,1 mg/liter (0,2mg) makanan 1,5 mg – 14 mg Per hari Per hari 5. Immediately dangerous to life and health
(IDLH)
20 ppm (24.56 mg/m3)
A.4 Metabolisme Formalin dalam tubuh
Formalin masuk kedalam tubuh melalui 4 cara (port the entry) yaitu melalui mulut, hidung, kontak kulit dan kontak mata.12,13 Formalin didalam tubuh di metabolisme menjadi formaldehid.13,17-19 Formaldehid
memiliki waktu paruh yang cepat yaitu T½ 1,5 menit di plasma darah.17-19
Kemudian langsung akan dimetabolisme di jaringan oleh sistem katalase (hydrogen peroxydase) oleh Enzyme Glutathione-dependent Formaldehyde Dehydrogenase (FDH) nama lainnya Alcohol
7
Dehydrogenase 5 (ADH5) dengan enzyme S-Formyl- Glutathione-Hidrolase menjadi asam format.17-19 Akumulasi asam format dalam darah memiliki waktu paruh lama yaitu T½ 90 menit.20 Kemudian di
distribusikan ke seluruh tubuh seperti hepar, ginjal, paru, otak, saluran cerna, limpa, jantung, testis, dan eritrosit.17,18,19
Formaldehid ada di dalam tubuh (endogen) normal dengan jumlah 2,5 ppm (2,5 mg /L), formaldehid endogen dan eksogen semua dimetabolisme menjadi asam format atau CO2 oleh tubuh terutama enzyme FDH.21
Formaldehyde pada karbon biosintesis – tetrahydrofolat dependent memiliki sifat reaktif terhadap protein purin, thymine, asam amino membentuk rangkaian-rangakaian protein yang berdekatan sehingga protein sasaran menjadi menggumpal dan tidak dapat larut merusak nucleus defek DNA dan mengkoagulasi protein.17-19
Asam format dalam batas normal (2,5 ppm atau 2,5 mg/L) bisa dioksidasi menjadi hidrogen dan format yang nantinya diekskresi oleh urin,keringat dan faeses. Asam format berlebih dipecah menjadi H2O dan
CO2 kemudian akan di eksresi melalui urin 10%, faeses 1 % dan melalui
CO2 40%.19 Aktifitas enzyme FDH tidak meningkat dengan bertambahnya
paparan jumlah formaldehyde, ini yang bisa mengakibatkan akumulasi jumlah asam format atau karbondioksida dalam tubuh.13
Asam format sebagai inhibior enzim hexokinase dan cholinesterase yang menghambat oksidasi suksinat dan glikolisis aerobic menyebabkan penurunan sintesis adenosin triphospat (ATP) sehingga pada tingkatan sel terjadi hipoksia histotoksik. Hipoksia histotoksik mengakibatkan terganggunya pernafasan aerob membuat oksigenasi ke jaringan menjadi kurang kemudian dikompensasi dengan mekanisme pernafasan anaerob agar menghasilkan ATP untuk mempertahankan fungsi sel pada metabolisme anaerob terjadi glikolisis yang menghasilkan asam laktat.18
8
B.1 Pengaturan Keseimbangan Asam-Basa
Terminologi Bronsted-Lowry yaitu Asam adalah molekul hidrogen yang bisa melepaskan ion hidrogen dalam larutan. Basa adalah molekul atau ion yang dapat menerima hidrogen.22,23
B.2 Pemerliharaan pH darah
Berdasarkan ion H+ nilai pH normal darah adalah 7,35 – 7,4 dan nilai pH normal akan dipertahankan oleh tubuh melalui sistem buffer, bila dalam keadaan ekstrim manusia bisa bertahan hidup beberapa jam dengan batas bawah pH 6,8 dan batas atas pH 8,0. Nilai normal PCO2 adalah
40mmHg dan HCO3 adalah 24 mEq/L. Bila nilai pH kurang dari 7,4 sudah
dikatakan asidosis. Sebaliknya bila nilai pH di atas 7,4 dikatakan alkalosis.22-25
Dalam penelitiannya Rebecca UE rerata pH darah normal pada tikus wistar 7,33; PCO2 39,18(mmHg); PCO2 31,25 (mmHg) dan HCO3 20,85
mmol/L. Pada penelitian ini juga didapatkan hasil pH < 7,32 sudah menunjukkan asidosis intraselluler.26
B.3 Gangguan Klinis pH darah akibat formalin
a. Asidosis metabolik
Asidosis metabolik bisa terjadi bila mendapat asam tubuh dari luar yang berlebih dan kehilangan basa.
Tambahan asam akibat konsumsi formalin terjadi : (1) Metabolisme formalin yang dipecah menjadi asam format. (2) Asam format juga menghambat pembentukan oksigen sehingga tubuh mengkompensasi dengan membentuk glikolisis anaerob yang menghasilkan asam laktat. (3) Pemecahan asam format menjadi CO2
9
dan H2O, bila dengan dosis tinggi formalin maka akan terjadi
kelebihan CO2 dalam tubuh.13,18
Kehilangan basa tubuh akibat konsumsi formalin dimana sifat asam format yang berikatan dengan protein sel, sehingga terjadi koagulasi protein. Peran protein sebagai basa jadi bila protein rusak maka akan terjadi kehilangan basa tubuh.17-19,22
b. Asidosis respiratori
Disebabkan penurunan ventilasi paru dan peningkatan PCO2 pada
konsumsi formalin.
C. Hemoglobin
C.1 Eritrosit dan Hb
Sel darah merah normal jumlahnya pada pria adalah 5,2 juta (+ 0,3 juta) dan wanita adalah 4,7 juta (+ 0,3 juta). Fungsi Eritrosit salah satunya bersama hemoglobin sebagai pengangkut oksigen yang diedarkan ke seluruh jaringan, hemoglobin beredar sebagai protein bebas dalam plasma darah. Jumlah Hemoglobin dalam darah pada pria adalah 15 gram per 100 ml sel, dan pada wanita mengandung 14 gram per 100 ml sel. Setiap gram hemoglobin murni mampu berikatan dengan oksigen sebanyak 1,34 ml.22,27
C.2 Produksi dan pembentukan sel darah merah
Pembentukan sel darah merah berasal dari satu tipe sel induk disebut stem sel hematophoetik pluripoten kemudian membentuk jalur khusus pembelahan sel yaitu commited stem cells kemudian membentuk koloni yang spesifik yaitu unit pembentuk koloni eritrosit / CFU E.24,30 Tahap deferensiasi eritrosit
berturut-turut adalah proeritroblas, eritroblas basofilik, eritroblas polikromatofilik, eritroblas ortokromatofilik, retikulosit tahap ini sel berjalan dari sumsum tulang ke kapiler darah dengan cara diapedesis (terparas di pori
10
kapiler darah) dan kemudian terbentuk eritrosit matur. Waktu paruh eritrosit adalah 120 hari.22,23,27
Gambar.1 tahap deferensiasi eritrosit26
C.3 Eritropoetin sebagai pengatur pembentukan sel darah merah.
Fungsi mekanisme hormon sirkulasi eritropoetin dari ginjal untuk menaikan produksi sel darah merah ketika oksigen dalam darah berkurang dan hipoksia sampai mereda. Hipoksia terjadi pada paparan formalin akibat kelebihan asam format sebagai inhibitor enzime pada proses glikolisis aerob sehingga oksigen tidak terbentuk dan terjadi hipoksia. 22,23
C.4 Gangguan Sel darah merah akibat formalin
Polisitemia akibat dari jumlah oksigen yang sedikit dan gagal mengirim pasokan oksigen ke jaringan maka secara otomatis sumsum tulang akan memproduksi sel darah merah dalam jumlah besar, jumlah sel darah merah umumnya meningkat 30% dari normal.22,27
11
D. KERANGKA TEORI
Skema 1 Kerangka teori
Formalin
Formaldehyde (Darah : T½ 1,5’)
Asam Format
(di jaringan dan darah T½ 90’) Alkohol dehydrogenase
Alkohol dehydrogenase Formaldehyd dehydrogenase
Asam Format Normal (2,5 ppm atau 2,5 mg/L) Asam Format Berlebih
H+ & Format oksidasi Ekskresi (Urin, keringat, faeses) Protein H2O dan CO2 Glikolisis anaerob O2 rendah & asam laktat
Hipoksia Histotoksik Koagulasi asam amino, purin, thymine Defek DNA Asidosis Metabolik pH DARAH Sel Hematopoetik Proeritroblas Jumlah eritrosit Hb DARAH Eritropoetin (Ginjal) Glikolisis aerob
12
E. KERANGKA KONSEP
Skema 2 Kerangka konsep kadar pH
F. HIPOTESIS
Terdapat penurunan Kadar pH dan peningkatan Kadar Hb darah terhadap pemberian formalin 200mg/kgBB/hari selama 2 minggu.
Formalin Kadar pH Kadar Hb
