Keracunan, dosis efektif dan dosis lethal 50%

Keracunan, dosis efektif dan dosis lethal 50%
Dosis efektif 50% adalah dosis suatu obat yang dapat berpengaruh terhadap 50% dari jumlah hewan yang diuji, sedangkan, dosis lethal 50% adalah, dosis suatu obat atau bahan kimia yang dapat menyebabkan kematian sampai 50% dari jumlah hewan yang diuji.

Sebelum menguraikan apa itu dosis efektif dan dosis lethal, terlebih dulu kita mengulas mengenai apa itu bahan racun yang menyebabkan kematian dari populasi makhluk hidup ini. Bahan racun adalah semua bahan kimia yang dapat menyebabkan kerusakan/kesakitan pada makhluk hidup. Sebagai akibat dari kerusakan tersebut ialah adanya gangguan pada struktur anatomi dan fisiologik dari jaringan yang menderita, bahkan dapat menimbulkan kematian. Semua bahan kimia mungkin akan beracun bila diberikan berlebihan atau rute pemberian yang tidak lazim. Terlalu banyak oksigen murni, air ataupun garam dapat menyebabkan kematian Tetapi hal tersebut tidak dapat digunakan sebagai pegangan, karena bahan yang biasanya disebut racun sperti sianida, arsen dan sebagainya tidak dapat dikatakan tidak beracun, sehingga kita harus menyatakan bahwa semua bahan kimia akan beracun bila diberikan secara tidak proporsional.

Untuk menyatakan jumlah bahan kimia yang dapat menyebabkan beracun maka kita harus tahu pertanyaan berikut ini:

Bilamana bahan kimia akan menjadi toksik?

Jawabannya adalah:

            Bahan kimia akan menjadi toksik bilamana bahan tersebut mencapai jaringan target dan terakumulasi dalam konsentrasi tertentu.

            Daya toksisitas suatu bahan toksik biasanya dihitung dari nilai LD₅₀ (lethal dose 50%). Dosis tersebut menggambarkan konsentrasi bahan bahan kimia yang dapat menyebabkan kematian sampai 50% dari jumlah hewan yang di uji. Nilai LD₅₀ digunakan untuk mengelompokkan dosis toksik dari bahan kimia yang baru diproduksi. Hasil dari uji LD₅₀ dari bahan kimia biasanya bervariasi untuk setiap spesies hewan dan laboratorium penguji, sehingga nilai LD₅₀ tersebut biasanya hanya merupakan perkiraan (Tabel 1).

Tabel 1. Perkiraan dosis LD₅₀ bahan kimia pada hewan percobaan

Bahan	Hewan percobaan	Pemberian	LD50 (mg/Kg)
Ethil alkohol	mencit	oral	10.000
NaCl	mencit	i.p	4.000
FeSO4	Tikus	oral	1.500
Morfin sulfat	Tikus	oral	900
DDT	Tikus	oral	100
Picrotoksin	Tikus	s.c.	5
Strychnin sulfat	Tikus	i.p.	2
Nicotin	Tikus	i.v.	1
d-tubocuravin	Tikus	i.v.	0,5
Hemicholinium-3	Tikus	i.v.	0,2
Tetrodotoksin	Tikus	i.v.	0,10
Dioksin	Marmot	i.v.	0.001
Toksin Botulinum	Tikus	i.v.	0.00001

Oral= lewat mulut; i.p=intra peritoneal; s.c.=sub cutan; i.v.=intra vena

Sumber: Loomis (1978)

            Selama bertahun tahun skala toksisitas dari suatu bahan didasarkan pada pengaruh terhadap manusia (Tabel 2). Dari skala tersebut pengelompokan bahan kimia didasarkan atas pemberian secara oral terhadap orang yang dapat menyebabkan kematian. Dalam table 2 tersebut terlihat bahwa obat atau bahan kimia dalam dosis pemberian lebih dari 15g baru timbul gejala toksik termasuk dalam kategori bahan yang praktis tidak beracun, tetapi sebaliknya bahan yang diberikan hanya kurang dari 5mg sudah menunjukkan gejala keracunan, disebut bahan yang sangat beracun. Dari pengelompokan tersebut jelaslah bahwa bahan praktis tidak beracun bila dikonsumsi berlebihan tetapi tidak memberikan efek keracunan dan sebaliknya bahan yang diberikan sedikit sekali sudah berefek toksik bila bahan tersebut dikonsumsi sedikit sekali sudah berefek racun.

Tabel 2. Kriteria dosis urutan daya toksisitas suatu bahan

Kriteria	Dosis	Dosis lethal peroral orang (bb~70Kg)
Praktis tidak toksik	>15g	Seperempat galon
Sedikit toksik	5-15g/Kg	1/8 s/d ¼ galon
Toksik sedang	0,5-5g/Kg	Satu sendok makan-1/8galon
Sangat toksik	50-500mg/Kg	Satu sendok teh s/d  1 sendok makan
Amat sangat toksik	5-50mg/Kg	7tetes s/d 1 sendok teh
Super toksik	<5 g="" mg="" p="">	Kurang dari 7 tetes

Sumber: Gosseelin dkk(1976)

            Disamping hal tersebut diatas ada istilah dosis efektif, yaitu dosis suatu obat yang dapat memberikan respons terapi 50% dari suatu populasi yang dicoba (ED₅₀). Sedangkan indeks therapi adalah (TI) adalah rasio antara LD₅₀:ED₅₀. Pada gambar 1 terlihat ilustrasi mengenai hipotesis antara respon dosis efek terapi (ED₅₀) dengan efek lethal (LD₅₀).

Gambar 1. kurva dosis terapi (ED50) dan dosis lethal (LD50) dari suatu bahan kimia atau obat.

            Dalam melakukan uji LD50 ada beberapa syarat yang harus ditaati dan syarat tersebut cukup sulit dilakukan untuk laboratorium yang kurang berpengalaman  dalam melakukan uji LD50. Syaratnya adalah:

1. Bahan kimia/bahan obat yang diuji:

a.       identifikasi yang jelas dari bahan yang akan diuji

b.      nomor produksi

c.       karakterisasi fisik

d.      kemurnian dan bahan yang mengikuti (impurity)

e.       daya kelarutan (solubility)

f.       stabilitas

2. Penggunaan hewan uji:

- mencit, tikus, Kelinci, monyet dsb

- Strain dan laboratorium asal hewan jelas

 - Jantan semua; betina semua; campuran jantan dan betina(50:50)

-  Bobot badan seragam

3. Rute aplikasi:

-          peroral/dermal (bahan padat atau cair) menggunakan, Tikus, mencit terutama tikus

-          Inhalasi (bentuk gas); menggunakan tikus/ kelinci

-          Jumlah hewan perkelompok minimum 8

4. Waktu:

-          akut (minimum 24 jam)

-          Kronis (14-28 hari—6 bulan), untuk uji:

§  Mutagenicity

§  Karsinogenicity

§  Reproduktivity

5. Kondisi pemeliharaan:

-          Kondisi kandang, bersih, ventilasi cukup

-          Perawatan baik: cukup air, pakan, diet dsb

-          Suhu, kelembaban, sinar dsb

6.  Pengamatan:

-          Sering diamati (minimum 1hari 1 kali untuk uji kronis)

-          Dicatat gejala yang terlihat dan lesi-lesi yang timbul

-          Pencatatan kematian

-          Kelainan tingkah laku

-          Dilakukan nekropsi pada hewan yang mati

7. Laporan:

-          Nilai hasil uji LD₅₀ dilaporkan untuk setiap jenis kelainan, terutama adanya perbedaan respons untuk setiap jenis kelamin

-          Dilaporkan juga kurva dosis mortalitas dan konfiden limit

-          Dilaporkan gejala toksisitas yang terlihat, jumlah kematian, jumlah hewan yang tidak terpengaruh untuk semua tingkat dosis

-          Untuk uji dermal: dilaporkan pengaruh local tempat pemberian

-          Untuk uji inhalasi: ukuran partikel aerosol harus dilaporkan

-          Untuk uji toksisitas kronis perlu dicatat juga waktu terjadinya kematian

-          Hasil nekropsi perlu dilaporkan seperti: 

§  - timbulnya lesi-lesi

§  - perubahan berat organ target

§  - gambaran hematology

§  - biokimiawi

§  - histopatologi dsb.

Pada prinsipnya  percobaan dan cara perhitungan ED₅₀ dan LD₅₀ adalah sama. Dimana metoda tersebut terus berkembang dari tahun ketahun yang satu berbeda dengan lainnya. Dari metode Reed and Muench (1938), Litchfield and Wilcoxon (1949) dan Brown (1964). Tetapi yang dipakai dalam percobaan praktikum Farmakologi di Universitas Pancasila adalah metoda Thomson dan Weil (1950).

Median efektif dosis(ED₅₀) dapat digunakan untuk pemberian dosis obat yang menyebabkan 50% dari hewan uji:

-          berekasi atau tidak bereaksi (reaksi yang diharapkan)

-          hidup atau mati (LD₅₀)

-          positif atau negatif

-          masuk dalam kategori yang diharapkan atau tidak