Perbedaan potensi ketoksikan akut Alfa- dan beta-Endosulfan terhadap ikan nila (Oreochromis niloticus)

SANJAYADI, Dr. Sri Noegrohati, Apt

2006 | Tesis | S2 Ilmu Farmasi

Endosulfan (6,7,8,9,10,10-heksakloro-1,5,5a,6,9,9a-heksahidro-6,9-metano- 2,4,3-benzodioksathiepin 3-oksida) merupakan insektisida golongan senyawa kimia organoklorin yang biasa digunakan pada lahan pertanian untuk mengontrol hama tanaman. Formulasi endosulfan mengandung isomer α-endosulfan dan β- endosulfan (70:30) yang mempunyai karakteristik fisikokimia yang berbeda dan dapat mempengaruhi efek toksik kedua isomer ini. Meskipun demikian, efek ekotoksikologis pada organisme non-target, seperti ikan, oleh kedua isomer tersebut belum diuraikan. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari perbedaan potensi ketoksikan akut α- dan β-endosulfan dalam sistem perairan dengan ikan sebagai organisme tingkat tropik tinggi. Penelitian ini mempelajari peranan kelarutan dan koefisien partisi oktanol/air (Kow) terhadap distribusi α- dan β- endosulfan pada organ spesifik ikan nila (Oreochromis niloticus) dan mengidentifikasi penyebab pebedaan ketoksikan akut α- dan β-endosulfan. Uji ketoksikan akut kedua isomer endosulfan dilakukan dengan memaparkan ikan nila pada suatu seri konsentrasi α- atau β-endosulfan. Gejala efek toksik dan kematian ikan diamati sebagai fungsi waktu dan nilai LC50 ditetapkan menggunakan analisis probit. Hubungan antara Kow dan jumlah α- dan β-endosulfan dalam organ spesifik, yaitu insang, isi perut, dan lemak ikan dipelajari untuk mengevaluasi distribusi α- dan β-endosulfan. Metode komputasi (Hyperchem versi 7.5) digunakan untuk memprediksi rasio kelarutan dalam air α-/β-endosulfan mempunyai kesesuaian dengan rasio kelarutan dalam air α-/β-endosulfan yang ditetapkan oleh Weil et al. (1974), yaitu berturut-turut 1,76 dan 1,89. Apabila mekanisme aksi terjadi pada sistem syaraf pusat, diperkirakan bahwa potensi ketoksikan akut β-endosulfan lebih tinggi dibanding α-endosulfan, ternyata dalam penelitian ini LC50 α-endosulfan lebih kecil dibanding β-endosulfan, yaitu berturut-turut 4,12 (4,06-4,18) μg/L dan 12,60 (11,93-13,33) μg/L hasil ini mengindikasikan bahwa terdapat faktor lain selain Kow yang mempengaruhi potensi ketoksikan akut. Penyebab kematian yang teramati adalah alkalosis sebagai akibat mekanisme aksi biokimia endosulfan yaitu pemblokiran kanal klorida dan gangguan sistem syaraf pusat sebagai akibat mekanisme aksi biokimia endosulfan yaitu pemblokiran reseptor GABAA. Komputasi docking-receptor (ArgusLab 4.0.1) untuk docking endosulfan pada reseptor GABAA menunjukkan bahwa afinitas α-endosulfan pada reseptor ini lebih besar dibanding β-endosulfan

Agrochemicals are an important part in sustaining the agricultural production system. One of agrochemicals used in Indonesia is endosulfan (6,7,8,9,10,10-hexachloro-1,5,5a,6,9,9a-hexahydro-6,9-methano-2,4,3-benzodioxathiepine 3-oxide), an organochlorine insecticides which is still being used in agricultural production system. The technical active ingredient used in the formulation is a mixture of α-endosulfan and β-endosulfan (70:30, respectively). However, their ecotoxicological effect to non-target organism, such as fish, had not been elucidated yet. The objective of this work is to understand the differences between α- and β-endosulfan potential acute toxicity on non-target aquatic organism, fish, as the high trophic level in aquatic environment. Therefore, the importance of water solubility and octanol/water partition coefficient (Kow) on α- and β-endosulfan distribution in specific organ of nile tilapia (Oreochromis niloticus) were studied, and further, the cause of α- and β- endosulfan potential acute toxicity difference was identified. Nile tilapia was exposed to series of α- or β-endosulfan concentration. Its toxic effect to nile tilapia was observed as a function of time and its LC50 was calculated based on probit analysis. To evaluate the distribution α- and β- endosulfan, the correlation of Kow and amount of α- and β-endosulfan in specific organ, i.e. fish gill, stomatch content, and lipd, was studied. The computationed (Hyperchem 7.5) prediction of water solubility ratio of α- and β-endosulfan is agree with the water solubility ratio of α- and β-endosulfan of Weil et. al. (1974), i.e. 1.76 and 1.89, respectively. Since the mode of action were in central nervous system, it is expected that potential acute toxicity β- endosulfan is higher than that of α-endosulfan, on the contrary, in this study, the calculated LC50 of α-endosulfan lower than that of β-endosulfan, i.e. 4.12 (4.06- 4.18) μg/L and 12.60 (11.93-13.33) μg/L, respectively. This result indicated that there are another factors than Kow which influence the potential acute toxicity. The biochemical mode of action i.e. chloride channel blocking and cerebral nervous system disorder as a consequnce of endosulfan biochemical mode of action i.e. GABAA receptor blocking. The docking-receptor computation (ArgusLab 4.0.1) for endosulfan docking to the GABAA receptor was proved that α-endosulfan affinity to receptor was greater than that of β-endosulfan

Kata Kunci : Formulasi Endosulfan, Ketoksikan Akut, α-/β-endosulfan, Orechromis niloticus, toxicity.