Toksisitas logam
Toksisitas logam adalah terjadinya keracunan dalam tubuh manusia yang diakibatkan oleh bahan berbahaya yang mengandung logam beracun. Zat-zat beracun dapat masuk ke dalam tubuh manusia melalui pernapasan, kulit, dan mulut. Pada umumnya, logam terdapat di alam dalam bentuk batuan, bijih tambang, tanah, air, dan udara. Macam-macam logam beracun yaitu
raksa/merkuri (Hg), kromium (Cr), kadmium (Cd), tembaga (Cu), timah (Sn), nikel (Ni), arsene (As), kobalt (Co), aluminium (Al), besi (Fe), selenium (Se), dan zink (Zn). Walaupun kadar logam dalam tanah, air, dan udara rendah, namun dapat meningkat apabila manusia menggunakan produk-produk dan peralatan yang mengandung logam, pabrik-pabrik yang
menggunakan logam, pertambangan logam, dan pemurnian logam. Contohnya penggunaan 25000-125000 ton raksa per tahun pada pabrik termometer, spigmanometer, barometer, baterai, saklar elektrik, dan peralatan elektronik.
Umumnya, makin tinggi kadar logam yang terdapat di alam, makin tinggi pula efek keracunan yang ditimbulkan oleh logam tersebut. Contohnya, kadmium dalam satu dosis tunggal dan besar dapat menginduksi gangguan saluran pencernaan. Asupan kadmium yang berjumlah lebih kecil dapat mengakibatkan gangguan fungsi ginjal.
Senyawa anorganik merkuri berpengaruh pada ginjal, sedangkan senyawa metil merkuri dan etil merkuri akan berpengaruh pada susunan saraf. Pada saat ini, senyawa merkuri bersifat lipofitik, sehingga meracuni darah dan otak. Senyawa tetraetil timbal juga dapat memengaruhi susunan saraf.
Berbagai kompleks protein- logam dibentuk dalam tubuh. Contohnya, kompleks protein-logam yang dibentuk dengan timbal, bismut, dan raksa-selenium secara mikroskopik dapat terlihat sebagai badan inklusi dalam sel yang tercemar logam. Besi dapat bergabung dengan protein untuk membentuk feritin yang bersifat larut dalam air atau hemosiderin yang tidak larut dalam air. Kadmium dan beberapa logam lain,
seperti tembaga dan zink bergabung dengan metalotionein, suatu protein dengan bobot molekul rendah. Kompleks protein kadmium (Cd) tidak begitu beracun, jika dibandingkan dengan Cd. Tetapi, dalam sel tubulus ginjal, kadmium-metalotionein melepaskan Cd dan menyebabkan keracunan.
Pada orang yang usianya muda,seperti anak-anak, biasanya lebih rentan diserang keracunan logam daripada orang dewasa. Hal ini disebabkan karena kepekaan dan tingkat penyerapan dalam saluran pencernaan pada mereka lebih besar. Selain itu, pada anak-anak yang mempunyai berat badan sangat kecil, lebih mudah diserang oleh racun logam. Faktor-faktor diet yang menyebabkan defisiensi protein, vitamin
C, dan vitamin D dapat meningkatkan keracunan logam. Logam timbal dan merkuri, dapat melintasi plasenta dan memengaruhi janin. Dari penelitian, bayi yang terkena racun logam dalam kandungan ibunya, akan dipengaruhi secara berlebihan daripada ibunya.
Uap logam merkuri dan metil merkuri dengan mudah dapat memasuki susunan saraf dan menambah efek racun. Senyawa merkuri anorganik tidak dapat memasuki susunan saraf dalam jumlah yang cukup banyak, sehingga tidak menimbulkan keracunan "(neurotoksik)". Senyawa organik timbal bersifat neurotoksik, sedangkan senyawa timbal anorganik memengaruhi sistem hem. Sistem hem merupakan sistem
yang mengandung zat penting bagi hemoglobin dan sitokrom. Pada tingkat pemakaian yang tinggi, senyawa-senyawa ini dapat menambah ensefalopati yang mengakibatkan gangguan fungsi kejiwaan pada anak-anak kecil, seperti gangguan kesadaran dan kelakuan. Logam lain yang bersifat neurotoksik adalah tembaga, trietiltimah, emas, litium, dan mangan.
Sebagai organ ekskresi utama dalam tubuh, ginjal menjadi organ sasaran keracunan logam. Kadmium memengaruhi sel tubulus proksimal ginjal, sehingga menyebabkan ekskresi protein molekul kecil, asam amino, dan glukosa bersama urin. Kadmium terkumpul dalam lisosom sel tubulus proksimal ginjal. Dalam lisosom, kompleks kadmium melepaskan Cd. Ion kadmium menghambat enzim proteolitik dalam lisosom dan menyebabkan cedera sel.
Sistem pernapasan merupakan organ sasaran utama bagi sebagian besar logam. Banyaknya logam menyebabkan iritasi dan radang saluran pernapasan, bagian yang dipengaruhi bergantung pada jenis logam dan tingkat pemakaian. Pada tingkat pemakaian yang tinggi, kromium memengaruhi lubang hidung, arsen memengaruhi bronki, dan berilium memengaruhi paru-paru.
Karsinogenisitas merupakan pembengkakan pada jaringan tubuh (tumor). Tumor diakibatkan oleh peningkatan zat-zat kimia yang beracun. Beberapa logam bersifat karsinogenik pada manusia dan hewan. Logam-logam tersebut adalah arsen, kromium, berilium, kadmium, dan sisplatin.
Konsumsi makanan yang mempunyai bahan logam beracun dapat mengakibatkan penghambatan berbagai fungsi imun. Logam-logam lain, seperti berilium, kromium, nikel, emas, merkuri, platina, dan zirkonium dapat menginduksi reaksi hipersensitivitas.
Sekitar 20 tahun yang lalu, ada penelitian yang menunjukkan bahwa aluminium merupakan penyebab penyakit alzheimer. Akibatnya, banyak organisasi dan individu yang mengurangi tingkat pemakaian peralatan dari alumimium. Namun, "Organisasi Kesehatan Dunia (WHO)" menyimpulkan bahwa, penelitian yang menyatakan bahwa aluminium merupakan penyebab penyakit alzheimer tidak dapat
dipercaya, karena penelitian tersebut tidak memperhitungkan asupan aluminium total yang ada dalam penyakit itu. Meskipun tidak ada bukti yang meyakinkan bahwa aluminium sebagai penyebab utama penyakit alzheimer, para peneliti bersepakat untuk melakukan penelitian lebih lanjut lagi. Pada industri manufaktur mobil, perlu diperhatikan keselamatan para pekerja, karena aluminium yang terkandung
dalam cairan logam di tempat kerja menyebabkan kanker. Target organ aluminium adalah sistem saraf pusat, ginjal, dan sistem pencernaan. Beberapa senyawa barium mudah larut dalam air dan ditemukan di danau atau sungai. Dampak yang ditimbulkan senyawa barium yang berbeda tergantung pada kelarutan senyawa barium. Barium yang tidak larut dalam air, tidak berbahaya dan sering digunakan oleh
dokter untuk tujuan medis. Senyawa barium yang larut dalam air dapat menyebabkan efek kesehatan yang berbahaya, misalnya kesulitan bernapas, tekanan darah meningkat, perubahan irama jantung, iritasi perut, pembengkakan otak, kelemahan otot, kerusakan hati, ginjal, dan limpa.
Pekerja pabrik yang bekerja pada pertambangan atau pengolahan bijih, pabrik yang menggunakan paduan dan manufaktur kimia dengan berilium, permesinan atau daur ulang logam yang mengandung berilium sangat berbahaya, karena mereka menghirup udara tempat kerja yang terkontaminasi dengan berilium. Tinggi tingkatan berilium di udara menyebabkan kerusakan paru-paru. Berilium diserap perlahan-lahan dari paru-paru ke dalam darah, dan kemudian diangkut ke sistem rangka, hati dan ginjal.
Kadmium ditemukan dalam pembuatan baterai, plastik PVC, pigmen cat, pupuk, rokok, dan kerang yang berada di sekitar lingkungan pabrik. Keracunan logam kadmium terdiri dari 15-50% penyerapan melalui sistem pernapasan dan 2-7% melalui sistem pencernaan. Target organ adalah hati, plasenta, ginjal, paru-paru, otak, dan tulang.
Elemen merkuri (Hg) berwarna kelabu-perak, sebagai cairan pada suhu kamar dan mudah menguap bila dipanaskan. Hg (senyawa anorganik) dapat mengikat karbon, membentuk senyawa organomerkuri. Metil Merkuri (MeHg) merupakan bentuk penting yang menimbulkan keracunan pada manusia. Industri yang menggunakan logam merkuri adalah: Sebagian senyawa merkuri yang dilepas ke lingkungan
akan diubah menjadi metilmerkuri (MeHg) oleh mikroorganisme dalam air dan tanah. MeHg dengan cepat akan diakumulasikan dalam ikan atau tumbuhan dalam air permukaan. Kadar merkuri dalam ikan dapat mencapai 100000 kali dari kadar air disekitarnya, jika ikan tersebut berada di lingkungan pabrik yang menggunakan logam merkuri. Orang-orang yang mempunyai potensial terkena merkuri