Amnesic shellfish poisoning (ASP)

Oleh: Rinto

1.      PENDAHULUAN

Keracunan yang disebakan oleh konsumsi makanan sering kali terjadi, baik disebabkan oleh kontaminasi zat toksin, bakteri pathogen, maupun marine toxin. Dibeberapa negara yang didukung oleh lembaga perlindungan konsumen yang kuat, beberapa kasus keracunan makanan dapat segera teridentifikasi penyebabnya, terdokumentasi dengan baik dan  terpublikasikan ke masyarakat. Beberapa kasus keracunan makanan yang disebabkan oleh marine toxin (Paralytic Shellfish Poisoning, Diarrheic Shellfish Poisoning, Amnesic Shellfish Poisoning, Neurotoxic Shellfish Poisoning, Azaspiracid Shellfish Poisoning, Scombroid Fish Poisoning) telah dilaporkan.

Amnesic shellfish poisoning (ASP), merupakan keracunan makanan yang disebabkan oleh asam domoik sehingga sering juga disebut sebagai domoic acid poisoning (DAP). Keracunan yang disebabkan oleh ASP menyerang sistem pencernaan dan saraf otak manusia. Pada kondisi akut ASP dapat menyebabkan hilangnya ingatan (amnesia) bahkan kematian. Keracunan yang disebabkan oleh ASP/DAP pertama terjadi dan dilaporkan di Prince Edward Island, Canada pada tahun 1987, dengan korban 3 orang meninggal dan 105 orang dinyatakan keracunan akut (FAO, 2004).

Keracunana ASP terjadi akibat mengkonsumsi kekerangan yang mengandung asam domoik. Namun, asam domoik tidak disintesis langsung oleh kekerangan, asam domoik berasal dari beberapa mikroalga yang dimakan kekerangan dan terakumulasi dalam tubuhnya. Beberapa mikroalga yang terbukti menghasilkan asam domoik adalah Pseudo-nitzshia pungens, diatom Amphora coffaeformis, macoalga merah chondria armata dan Alsidium carallimum (FAO, 2004).

2.      ASAM DOMOIK (DOMOIC ACID)

Asam domoik diketahui sebagai crystalline acidic amino acid dengan struktur C₁₅H₂₁NO₆ dan  mempunyai berat molekul 311 (daltons) (Kumar, et al., 2009). Asam domoik bersifat larut dalam air, asam, basa, methanol, methanol, namun tidak larut dalam petroleum eter dan benzena. Asam domoik yang disintesis oleh marine algae mempunyai beberapa bentuk yaitu Domoic acic (DA),  isodomoic acid (A-H), dan  Domoilactones A & B (FAO, 2004). Struktur kimia asam domoik dan turunannya dapat dilihat pada Gambar 1. Diantara bentuk racun ASP, asam domoik merupakan senyawa yang bersifat paling toksik.

3.      SINTESIS DAN PEREDARAN TOKSIN ASP

a.      Mikroalga Penghasil Asam Domoik

Asam domoik pertama diisolasi pada tahun 1950 dari alga merah Chondria armata. Setelah terjadinya outbreak keracunan yang disebabkan oleh ASP pada tahun 1987 di Prince Edward Island, Canada, pengkajian mikroalga penghasil asam domoik telah dilakukan. Kajian pemeriksaan asam domoik biasanya bersamaan dengan adanya blooming alga, yaitu suatu peristiwa terjadinya pertumbuhan mikroalga dalam jumlah yang sangat besar di suatu perairan. Blooming alga biasanya disebabkan oleh adanya penumpukan unsur-unsur hara di suatu perairan yang mendukung pertumbuhan mikroalga, diantaranya unsur N dan P.  

Pseudo-nitzchia multiseries yang diiosolasi dari perairan Atlantik dan Pasific di Amerika Utara, Eropa, Amerika Selatan serta Jepang diketahui mengandung Asam domoik. Diapeberapa perairan juga diketahui mengandung diatom ini, seperti Pseudo-nitzchia pseudodelicatissima  diperairan Atlantik (Eropa dan Afrika, Canada dan Amerika Serikat, Argentina) dan Laut Pasifik (California, Columbia, Washington), P. australis di perairan Atlantik (spanyol, Portugal, Afika Selatan dan Argentina), di perairan Pasifik (Peru, Chile, New Zeland, Meksiko, Amerika Utara dari California sampai Washington.

P. Pungens juga diketemukan di perairan Atlantik, Pasifik dan Laut Jepang.  P. seratia di Laut Norwegia, Columbia, dan Argentina, P. multistriata pantai Jepang dan Napels, Italia, P. turgidula di Pantai New Zeland, P. fraudulenta di Pantai New Zeland dan Argentina. serta Nitzschia navis-varingica dari udang yang dikultur di Vietnam.

b.      Sintesis ASP       

Pertumbuhan optimum dan fotosintesis dari P. Pungens f. multiseries terjadi pada temperature 15-25^oC dan fase stasioner terjadi pada suhu 5-15^oC.  Upwelling pada air dingin dengan kandungan kosentrasi nitrogen yang tinggi menstimulasi peningkatan populasi P. pungens f. multiseries. Kandungan nitrogen yang tinggi lebih penting bagi pertumbuhan mikroalga dari pada perubahan suhu. Sintesis asam domoik pada Pseudo-nitzschia sangat terbatas pada kondisi perairan yang dingin pada musim winter (dingin).

Pan et al., 1998 dalam FAO (2004), menyatakan bahwa produksi DA oleh P. multiseries meningkat ketika metabolisme primer ditekan dengan terbatasnya Si, P dan beberapa nutrisi esensial seperti vitamin dan trace metal. Terbatasnya nutrisi esensial, menyebabkan pengurangan metabolism primer,menimbulkan tersedianya precursor, komponen yang tinggi energi dan kofaktor serta mengepresikan gen membentuk Domoic Acid. Dalam kondisi Si dan P terbatas, sintesis DNA dan pergerakan melalui metabolism sel menjadi lambat, Barangkalai perpanjangan waktu atau istirahatnya sel dalam division cycle metabolism adalah waktu yang kondusif untuk membentuk DA. Terbatasnya N dalam air menyebabkan terbatasnya N bebas sehingga membatasi sintesis nitrogenous toxin, termasuk DA.

c.       Aklumulasi Asam Domoic pada bahan pangan

Keracunan makanan Amnesic shellfish poisoning yang disebabkan oleh Asam domoik, dan beberapa turunnanya, terjadi karena manusia mengkonsumsi kerang-kerangan seperti remis/mussel (Mytilus edulis), kijing/clam (Mya arenaria), dan scallops (Placopecten magallanicus). selain itu asam domoik juga diketahui terdapat pada beberapa organism bentik lainnya seperti kepiting dan udang, namun kosentrasi jauh lebih kecil dibandingkan pada kekerangan.

Adanya toksin asam domoik pada kekerangan disebabkan oleh aktivitas makan-memakan (rantai makanan) yang terjadi di perairan. Kekerangan memakan plankton, diantaranya diatom Pseudonitzchia yang mensintesis asam domoik. Karena sifat dari kekerangan yang cenderung menetap (tidak dapat bergerak jauh) menyebabkan makanan yang masuk dalam tubuhnya melalui sitem filter feeder merupakan plankton-plankton ysang ada disekitarnya, sehingga apabila plankton-plankton banyak mensintesis asam domoic menyebabkan kekerangan yang mengkonsumsinya mengandung asam domoic dalam jumlah besar. Asam domoic terakumulasi di dalam saluran pencernaan dan jaringan daging kekerangan. Selain menyebabkan keracunan pada manusia, asam domoic juga diketahui menyebabkan keracunan bahkan pada binatang, diantaranya burung dan anjing laut. Kejadian ini disebabkan karena burung ataupun anjing laut mengkonsumsi ikan atau kekerangan yang mengandung asam domoik.

4.      TOKSISITAS DAN DOSIS LETAL RACUN ASP (ASAM DOMOIK)

Mekanisme aksi asam domoik diketahui pada reseptor asam amino dan synaptic transmission. Asam domoik merupakan glutamate analog. L-glutamat dan L-aspartate diketahui sebagai neurotransmitter. Asam amino L-glutamat bereaksi pada beberapa reseptor. Glutamat dan N-methyl-D-aspartate (NMDA) berfungsi sebagai penanda dalam membuka permeabilitas membrane terhadap Na⁺. Adanya asam domoik yang berikatan dengan reseptor asam glutamat menyebabkan  daya permeabilitas sel berkurang dan memicu ion Ca²⁺ masuk ke dalam sel. Ca²⁺ diketahui bersifat letal bagi sel sehingga menyebabkan kematian pada sel-sel saraf otak. Kondisi ini menyebabkan terganggunya sistem daya ingat manusia dan menyebabkan amnesia (kehilangan ingatan) yang bersifat permanen (James, et al 2010). Sumber: Watanabe et al., 2010

Keracunan yang disebabkan oleh asam domoik terjadi beberapa jam sampai 1 hari setelah mengkonsumsi kekerangan yang mengandung asam domoik, dan menyebabkan gangguan pencernaan yang ditandai dengan mual, muntah, kram pada bagian perut, dan diare. Setelah lebih dari 3 hari pengaruh racun berlanjut kepada sakit kepala,  kebingungan, kosentrasi hilang/tidak fokus dan mengalami hilang kesadaran (coma), efek keracunan berlanjut hingga terjadi kehilangan sebagian memori (amnesia) bahkan dapat menyebabkan kematian. Pada manusia yang berumur <40 tahun, biasanya asam domoik hanya menyebabkan gangguan pencernaan (gastrointestinal problem) dan yang berumur diatas 50 tahun dapat mengalami amnesia yang permanen.

Pada kasus keracunan di Canada (1987)  diperoleh data NOEL (no-observed-adverse-effect-level) adalah 0,2-0,3 mg/kg berat badan, LOAEL (lowest-observed-adverse-effect-level): 0,9-2,0 mg/kg berat badan dan keracunan akut (1,9-4,2 mg/kg berat badan), dengan perkiraan konsumsi kekerangan antara 120 – 400 g daging kerang per orang. Kandungan asam domoik pada kekerangan yang menyebabkan keracunan adalah 20 mg/kg daging kerang. Kumar et al 2009, memberikan data toksistas asam domoik sebagai berikut.

5.      METODE ANALISIS ASAM DOMOIK

Keberadaan asam domoik pada bahan makanan dapat dianalisis secara kimiawi menggunakan thin layer chromatography (TLC) (Quilliam et al., 1998 dalam FAO 2004), amino acid analysis (Wright and Quillian, 1995 dalam FAO 2004), liquid chromatography (LC) (Lawrance et al., (1989) dalam FAO 2004), capillary electrophoresis (CE) (Wright and Quillian, 1995 dalam FAO 2004), dan mass spestrometry (MS) (Hess at al 2001 dalam FAO (2004). Menggunakan HPLC dengan batas deteksi 0,1 – 1,0 µg/g (Kumar et al. 2009). Berikut contoh hasil analisis asam domoik menggunakan HPLC  (Dao et al., 2009).

6.      KAJIAN KERACUNAN ASP

Keracunan amnesic shellfish poisoning pertama terjadi di Prince Edward Island Canada pada tahun 1987, dengan korban 107 orang, 3 diantaranya meninggal dunia. Keracunan ini disebabakan oleh konsumsi kekerangan (Mussel) yang teridentifikasi mengandung asam domoik sebanyak 128 mg/100g daging kerang (Kumar et al, 2009).

Keracunan ASP kembali terjadi, tepatnya di Washington State USA pada tahun 1991. Pada peristiwa ini, kercuna terjadi  pada 24 orang setelah mengkonsumsi clams. Setelah itu, kajian keberadaan asam domoic baik pada mikroalga maupun kekerangan terus dilakukan. Untuk selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 2. Kejadian keracunan ASP dan analisis racun asam domoik pada kekerangan dan mikroalga

Lokasi outbreak/analisa asam domoik	Spesies mikroalga/kekerangan	Jumlah keracunan/ kosentrasi racun	Referensi
Canada (19870	Mussel	107(3 meninggal)/ 31-128 mg/100g	James et al. 2010
USA – Washington State (1991)	Razor clams	24	James et al. 2010
Denmark (Investigations in Danish waters. 1999)	P. seriata	1-20 pg/sel	FAO 2004
France (Western Brittany) 2000	Donax trunculus	27-5 µg/g	FAO 2004
Italy (2000-2002)	Pseudo-nitzschia	> 4x106 cells/litre); Asam domoik sedikit	FAO 2004
Belanda	Pseudo-nitzschia	102-105 /liter 19 pg/sel (55 hari)	FAO 2004
Norwegia	Pseudo-nitzschia	>4 x 106 sel/l	FAO 2004
Spanyol (1995)	Mussel	>20µg/g	FAO, 2004
Portugal (1996)	Bivalve	>20µg/g	FAO 2004
Inggris	King scallop	ASP terbatas	FAO 2004
Jepang (1991-1994)	Industry kerang (DA tidak terdeteksi)	Red tide P.pungens (0,01 pg/sel)	FAO 2004
Yunani (2008)	P. pseudodelicatissima	3,08 ng/ml	Moschandreou et al (2010)
Vietnam (2005)	S. versicolor	146,8 µg/g	Dao et al (2009)

Selain pada manusia, keracunan ASP juga terjadi dan diujikan pada beberapa hewan. Kematian beberapa singa laut terjadi di California yang memakan beberapa ikan dengan kandungan asam domoik 223±5µg/g (Lefebvre et al. 1999).  Pada percobaan yang menggunakan tikus (mouse) LD₅₀ terjadi pada dosis asam domoik 3,6 mg/kg berat badan, sedangkan pada monyet pada kosentrasi 5-10 mg/kg berat badan sudah terjadi tanda-tanda klinis keracunan ASP.

8.      KESIMPULAN

Asam domoik/Domoic acid (DA) merupakan racun yang berasal dari mikroalga laut Pseudonitzchia. Keberadaan asam domoik pada kekerangan disebabkan oleh adanya kekerangan yang memakan beberapa mikroalga yang mensintesis DA dan terakumulasi didalam jaringan daging kerang. Asam domik mempunyai struktur kimia mirip dengan glutamat, oleh karena itu adanya asam domoik yang masuk ke dalam tubuh manuisa dapat berikatan dengan reseptor glutamat pada sel saraf otak. Keracunan asam domoik ditandai dengan mual, muntah, kram pada bagian perut, dan diare. Setelah lebih dari 3 hari pengaruh racun berlanjut kepada sakit kepala,  kebingungan, kosentrasi hilang/tidak fokus dan mengalami hilang kesadaran (coma), efek keracunan berlanjut hingga terjadi kehilangan sebagian memori (amnesia) bahkan dapat menyebabkan kematian, seperti yang terjadi di Prince Edward Island Canada pada tahun 1987.

Pengkajian keracunan dan keberadaan asam domoik pada mikroalga maupun kekerangan terus dilakukan. Negara-negara Amerika, Eropa, dan beberapa Asia (Jepang dan Vietnam) diketahui melakukan kajian kandungan asam domoik pada beberapa mikroalga di berbagai perairan. Sejauh ini kasus-kasus keracunan asam domoik atau Amnesic Shellfish Poisoning belum diketemukan lagi meskipun di beberapa perairan diketemukan mikroalga yang berpotensi menghasilkan asam domoik.

9.      SARAN

Mengingat Amnesic Shellfish Poisoning disebabkan oleh mikroalga yang tumbuh subur pada kondisi suhu medium (20-30^oC) dan tersebar luas diseluruh perairan, termasuk Indonesia,  maka perlu dilakukan pengkajian penyebaran Pseudo-nitzchia sebagai penghasil asam domoik di perairan Indonesia. Selain itu juga perlu dilakukan pengkajian kandungan asam domoik pada kekerangan yang bersal dari perairan Indonesia.

DAFTAR PUSTAKA

Dao, H.V, Y. Takata, T. Omura, S. Sato, Y. Fukuyo, dan M. Kodama. 2009. Seasonal Variation of Domoic Acid in Bivalve Spondylus versicolor, in Association with that in Plankton sample in Nha Phu Bay, Khanh Hoa, Vietnam. Fish Sci. 75:507-512.

James, K.J., B. Carey, J.O. Halloran, F.N.A.M. van Pelt, dan Z. Skrabakova. 2010. Review artikel: Shellfish toxicity: humen health Implications of Marine Algal Toxin. Epidemiol Infect: 138, 927-940.

Kumar, K.P., S.P. Kumar, dan G.A. Nair. 2009. Risk Assessment of the Amnesic Shellfish Poison, Domoic Acid on animals and Humans. J. Environ:Biol 30(3), 319-325.

Lefebvre, K.A., C.L. Poweil, M. Busman, G.J. Doucette, P.D. Moelier, J.B. Silver, P.E. Miiler, M.P. Hughes, S. Singaram, M.W. Sliver and R.S. Tjeerdema: Detection of domoic acid in northern Anchovies and California sea ilons associated with an unusual mortality event. Nat. Toxins, 7, 85-92 (1999).

Moschandreou, K.K., D. Papaefthimhou, P. Katikou, E. kalopesa, A. Panou, dan G. Nikolaidis. 2010. Morphology, Phylogeny, and Toxin Analysis of Pseudonitzchia pseudodelicatissima Isolated from the Thermaikos Gulf, Greece. Phycologia. 49 (3) pg 260.

Watanabe, K.H., M.E. Andersen, N.Basu, M.J. Carvan, K.M.Cripton, K.A. King, C. Sunol, E.T. Castiglioni, dan I.R. Schultz. 2011. Defining and modeling Known adverse Outcome Pathways: Domoic Acid and Neuronal Signaling as a Case Study. Environmental Toxicology and Chemistry. Vol 30 No 1 pp: 9-21.