Galon Air, Bisphenol A dan Mekanismenya pada Tubuh Manusia

Kekhawatiran publik tentang air minum kemasan galon terkontaminasi kandungan Bisphenol-A (BPA), menarik untuk diulas. Ulasan ini dari sisi, apakah senyawa bisphenol itu berbahaya bagi kesehatan manusia? Lalu bagaimana mekanismenya dalam tubuh?

Ulasan ini adalah tinjauan studi yang melaporkan kejadian dan konsentrasi BPA di lingkungan dan dampak terkait pada kesehatan manusia. Semoga kita dapat berhati-hati dan mawas diri dalam setiap peralatan rumah tangga yang berbahan BPA ini.

Lalu apakah yang dimaksud dengan Bisphenol-A (BPA) itu?

BISPHENOL-A (BPA)

Bisphenol-A (BPA adalah bahan kimia sintetis yang digunakan dalam pembuatan polikarbonat dan resin epoksi.

Studi telah menemukan bahwa pada kondisi suhu tinggi seperti pembakaran terbuka sampah yang dibuang di negara berkembang dapat memindahkan BPA dari sampah plastik ke lingkungan.

BPA adalah pengganggu endokrin yang terbukti mampu meniru atau memblokir reseptor dan mengubah konsentrasi hormon dan metabolismenya.

Bisphenol A (BPA) adalah senyawa sintetik organik yang berfungsi sebagai monomer untuk memproduksi plastik polikarbonat, banyak digunakan dalam kemasan makanan dan minuman, alat kesehatan, kertas termal, dan bahan kedokteran gigi.

BPA dapat mencemari makanan, minuman, udara, dan tanah. Ini terakumulasi di beberapa jaringan dan organ manusia dan berpotensi berbahaya bagi kesehatan manusia melalui mekanisme molekuler yang berbeda.

Karena sifatnya seperti hormon, BPA dapat mengikat reseptor estrogen, sehingga mempengaruhi berat badan dan tumorigenesis.

BPA juga dapat mempengaruhi metabolisme dan perkembangan kanker, dengan berinteraksi dengan GPR30, dan dapat mengganggu fungsi reproduksi pria, dengan mengikat reseptor androgen.

Beberapa faktor transkripsi, termasuk PPAR, C/EBP, Nrf2, HOX, dan HAND2, terlibat dalam aksi BPA pada homeostasis lemak dan hati, sistem kardiovaskular, dan kanker.

Akhirnya, perubahan epigenetik, seperti metilasi DNA, modifikasi histon, dan perubahan ekspresi microRNA berkontribusi pada efek patologis BPA.

Tinjauan ini bertujuan untuk memberikan analisis yang luas dan komprehensif dari bukti terbaru tentang mekanisme potensial dimana BPA mempengaruhi kesehatan manusia.

KISAH PENEMUAN BPA 

Bisphenol A (BPA) adalah senyawa sintetik organik dengan berat molekul 228Da dan rumus kimia (CH3)2C(C6H4OH)2. Ini termasuk dalam kelompok turunan difenilmetana dan bisfenol, dengan dua gugus hidroksifenil

Senyawa kimia ini pertama kali disintesis pada tahun 1891, oleh ahli kimia Rusia Aleksandr P. Dianin, yang menggabungkan fenol dengan aseton dengan adanya katalis asam.

Pada 1950-an, para ilmuwan menemukan bahwa reaksi BPA dengan fosgen (karbonil klorida) menghasilkan resin keras bening yang dikenal sebagai polikarbonat, yang menjadi banyak digunakan dalam kemasan untuk makanan dan minuman, keamanan dan peralatan medis, kertas termal, dan senyawa gigi.

Metode Dianins untuk Sintesis Bhisphenol A adalah salah metode yang digunakan untuk menyiapkan bisphenol A, sejak tahun dari tahun 1891 hingga kini tetap menjadi pendekatan yang paling dikenal luas untuk senyawa penting ini, meskipun metode ini telah disempurnakan untuk sintesis skala industri.

Proses Ini melibatkan kondensasi katalis dari campuran 2:1 fenol dan aseton dengan adanya asam klorida pekat atau asam sulfat. Reaksi berlangsung dengan mudah pada suhu kamar menghasilkan produk mentah yang mengandung berbagai macam produk samping (termasuk senyawa Dianins) dalam hitungan jam. Persamaan keseluruhannya sederhana, dengan air sebagai satu-satunya produk sampingan:

Secara mekanis, katalis asam mengubah aseton menjadi ion karbenium yang mengalami reaksi substitusi aromatik elektrofilik dengan fenol, menghasilkan produk yang sebagian besar tersubstitusi para.

Spesies karbenium kedua diproduksi oleh protonasi dan hilangnya gugus hidroksil alifatik, yang mengarah ke bisfenol A (4,4'-isopropylidenediphenol) setelah reaksi substitusi aromatik kedua. Prosesnya tidak terlalu selektif, dan sejumlah besar produk minor dan reaksi samping telah diketahui

senyawanya dapat ditemukan sebagai kristal tidak berwarna atau sebagai bubuk dan dapat dilepaskan oleh produk plastik menjadi makanan dan minuman sebagai akibat dari pemanasan dan kondisi asam atau basa.

Memang, paparan plastik polikarbonat pada suhu tinggi, misalnya dengan memanaskan makanan yang disimpan dalam kemasan atau botol bayi, meningkatkan laju transfer BPA ke tubuh manusia.

Selain itu, kontak dengan asam atau senyawa basa dan adanya kadar natrium klorida atau minyak nabati yang tinggi menyebabkan peningkatan pelepasan BPA dari bahan polimer.

dokpri

KONDISI BISPHENOL SAAT INI 

Produksi global bisphenol-A (BPA) telah meningkat secara bertahap dari 5 menjadi 8 juta metrik ton (MT) selama periode 2010--2016 dan diperkirakan mencapai 10,2 MT tahun 2022.

Peningkatan yang menonjol dalam produksi BPA adalah terlihat di pasar negara berkembang seperti Cina, India, Rusia dan Meksiko, terutama karena meningkatnya permintaan dalam produk yang dibuat polikarbonat dan resin epoksi.

Lebih-lebih lagi, aplikasi resin epoksi pada bilah rotor turbin angin membuka jalan bagi prospek masa depan BPA Selama periode 1995--2014, produksi BPA meningkat sebesar 37% dan 84% di AS dan Eropa, masing-masing, dengan peningkatan mayoritas dalam produksi antara 1995 dan 2000.

AS menempati urutan pertama dalam produksi BPA dengan kapasitas produksi 1,075 MT/tahun. Namun pada tahun 2010, China memiliki pertumbuhan pasar terkuat dengan perkiraan permintaan 2,25 MT

Sebagian besar BPA digunakan dalam pembuatan polikarbonat (65%) diikuti oleh resin epoksi (28%) dan resin lainnya, dengan sebagian kecil digunakan dalam nyala api penghambat (7%).

Karena sifatnya untuk menahan tinggi suhu (hingga 145 C) dan berdampak pada kekuatan dan kekerasan polikarbonat digunakan dalam berbagai aplikasi seperti botol air, botol susu bayi, mainan, kertas termal, peralatan rumah tangga dan peralatan medis.

Resin epoksi banyak digunakan sebagai: lapisan pelindung internal untuk wadah makanan dan minuman, perekat, cat, listrik dan elektronik laminasi karena kemampuannya menahan panas dan bahan kimia.

BPA bentuk kristal putih, pil atau serpihan. Kelarutan moderat BPA dalam air (120--300 ppm pada 25C) memungkinkannya melepaskan limbah dari unit manufaktur menggunakan produk berbasis BPA. Konstanta disosiasi BPA (pKa=10.29) meningkat kelarutannya dalam pH basa.

Karena tekanan uap rendah (4,0E-8 mmHg) dan konstanta hukum Henry (1,0E-10 atm-m3 / mol), BPA ditemukan dalam jumlah rendah dalam fase gas.BPA memiliki potensi bioakumulasi yang rendah karena koefisien partisi oktanol-air rendah (log Kow=3.64) dan faktor biokonsentrasi (BCF=196) BPA tidak tidak terjadi secara bebas di alam dan ketika terkena udara, itu mengalami foto-oksidasi dan degradasi yang mengakibatkan waktu paruh rendah (0,2 hari).

Selanjutnya, waktu paruh BPA dalam sedimen (340 hari) lebih banyak dibandingkan dengan matriks lain seperti air (38 hari) dan tanah (75 hari).

Lebih tinggi konsentrasi dalam sedimen dapat disebabkan oleh nilai koefisien partisi oktanol karbon (log Koc) yang tinggi antara 2,5 dan 4,5 dan dengan demikian meningkatkan afinitas terhadap bahan organik tanah.

MEKANISME DALAM TUBUH MANUSIA 

Hasil riset Cimmino, I., Fiory, F., Perruolo, G., Miele, C., Beguinot, F., & Formisano, P. (2020). Dengan judul Potential mechanisms of bisphenol A (BPA) contributing to human disease. Yang dimuat dalam International journal of molecular sciences, 21(16), 5761, disebutkan bahwa:

Meskipun dikonsumsi dalam dosis rendah, dapat merangsang respons seluler dan memengaruhi fungsi tubuh. Studi biomonitoring menunjukkan bahwa paparan BPA pada manusia dan hewan berlangsung cepat dan terus menerus. Studi mendalam diperlukan untuk memahami nasib senyawa ini terutama di negara berkembang dan terkait dampak kesehatan yang merugikan dari BPA karena paparan yang terlalu lama.

Waktu paruh BPA sekitar 4,5 hari di air dan tanah, sedangkan di udara kurang dari satu hari, karena volatilitas yang rendah. Namun, kehadiran BPA di udara disebabkan oleh keterikatan pada partikulat padat yang ada di atmosfer. Dengan demikian, masuknya BPA dalam kategori POPs masih kontroversial.

Memang, meskipun secara teknis bukan polutan organik persisten karena waktu paruhnya yang pendek, sering dikelompokkan bersama dengan POPs lainnya, karena dapat terakumulasi dalam jaringan dan organ manusia, dan berkontribusi pada patogenesis beberapa penyakit.

Bukti pertama untuk mekanisme kerja BPA diperoleh pada tahun 1936 oleh Dowds dan Lawson yang menemukan sifat estrogeniknya in vivo. Pada tahun 1997, keterlibatan reseptor estrogen, ER dan , dalam aksi BPA dijelaskan, sementara mekanisme lain muncul kemudian

Beberapa rute paparan BPA telah dijelaskan, termasuk sistem pencernaan (pencernaan), transmisi vertikal (maternofetal), sistem pernapasan (inhalasi), dan sistem integumen (kontak kulit dan mata) BPA dapat secara langsung atau tidak langsung dilepaskan ke lingkungan pada setiap tingkat siklus hidup produk: produksi, konsumsi, atau pembuangan.

Lebih lanjut ditemukan bahwa BPA mampu melintasi penghalang plasenta dan telah terdeteksi dalam serum ibu dan janin manusia dan plasenta manusia.

Dengan demikian, BPA dapat menemukan jalannya ke dalam jaringan dan cairan di dalam rahim manusia. Selanjutnya, BPA juga dapat diserap melalui inhalasi atau melalui kontak. Misalnya, kertas termal dari tanda terima dapat melepaskan senyawa ini melalui kontak dengan epidermis.

Selain itu, kadar BPA plasma dan urin yang sangat tinggi telah ditemukan di kasir, yang terakhir lebih banyak bersentuhan dengan kertas termal. Rute paparan lainnya adalah pembuangan instalasi pengolahan air limbah kota, pembakaran limbah domestik, dan degradasi bahan plastik.

Studi metabolik dan toksikokinetik terbaru menunjukkan absorpsi oral BPA yang cepat. Setelah diserap, senyawa ini terkonjugasi di hati dengan asam glukuronat. BPA glukuronat cukup stabil dan mewakili biomarker paparan yang valid.

Meskipun beberapa bukti kontroversial menunjukkan bahwa BPA tidak beracun bagi kesehatan manusia beberapa penelitian terbaru menyoroti efek berbahayanya. Karena sifatnya yang lipofilik , BPA memiliki kemampuan untuk terakumulasi dalam jaringan manusia dan hewan yang berbeda, mengganggu fungsi fisiologisnya dan memberikan efek buruk pada Kesehatan.

Memang, penelitian yang dilakukan pada manusia, hewan pengerat, dan kultur seluler menunjukkan bahwa senyawa ini mungkin bersifat obesogenik melalui mekanisme yang berbeda. Dengan memodulasi PPAR, BPA menginduksi adipogenesis, merangsang akumulasi lipid di jaringan adiposa dan hati, dan mengganggu kadar sitokin.

Lebih lanjut, data yang diperoleh pada garis sel manusia dan yang berbeda menunjukkan bahwa BPA mengganggu sintesis, sekresi, dan pensinyalan hormon tiroid. Karena aksi anti-androgeniknya, BPA bekerja sebagai agonis pada reseptor estrogen dan antagonis pada reseptor androgen.

Baru-baru ini, telah ditunjukkan bahwa BPA mengganggu spermatogenesis dan merusak fungsi reproduksi pria. Secara paralel, motilitas sperma dipengaruhi secara negatif oleh BPA pada manusia, tikus, sapi, ayam, dan ikan.

Paparan BPA juga dikaitkan dengan peningkatan risiko hipertensi dan penyakit kardiovaskular pada manusia dan hewan pengerat, meskipun mekanismenya masih belum jelas.

Menariknya, BPA mempengaruhi metabolisme glukosa, onset dan perkembangan beberapa tumor, dan fungsi kekebalan dengan mengikat reseptor yang berbeda, memodulasi faktor transkripsi, dan menginduksi perubahan epigenetic. Sebagian besar hasil ini diperoleh pada manusia, hewan pengerat, dan kultur seluler.

Kekhawatiran publik tentang efek kesehatan yang berpotensi berbahaya dari BPA mengakibatkan larangan banyak produk plastik, terutama yang digunakan untuk bayi dan anak kecil.

Kini, semakin banyak bukti menunjukkan bahwa tindakan BPA dimulai melalui pengikatan pada reseptor hormon yang relatif spesifik, termasuk reseptor hormon seks (ER dan AR) dan reseptor hormon tiroid, sehingga secara langsung mengatur ekspresi gen.

Meskipun demikian, tindakan non-genomik yang cepat dapat dimediasi oleh ER terkait membran dan / atau GPR30, yang pada gilirannya dapat memperoleh jalur transduksi sinyal, akhirnya merekrut faktor transkripsi kunci yang terlibat dalam pertumbuhan dan diferensiasi serta dalam metabolisme energi dan nutrisi.

Yang paling menarik, semua jalur hulu dapat berkontribusi pada modifikasi yang stabil dan dapat diwariskan, dengan mengatur enzim epigenetik, yang juga dapat mempertahankan paparan BPA sebelumnya.

RENTAN BAGI WANITA 

Bisphenol A (BPA) adalah salah satu Endocrine Disrupting Chemical (EDC) yang paling umum yang telah digunakan selama bertahun-tahun dalam pembuatan plastik polikarbonat dan resin epoksi. Ada semakin banyak bukti bahwa paparan EDC ini menimbulkan kemungkinan risiko kesehatan.

Ulasan ini berfokus pada efek EDC, khususnya, BPA pada reproduksi wanita dan Sindrom Ovarium Polikistik (PCOS), yang merupakan gangguan endokrin paling umum pada wanita usia reproduksi. Siklus menstruasi dan kesuburan wanita sangat sensitif terhadap ketidakseimbangan hormon dan perubahan fungsi endokrin selama masa kritis dan berbagai tahap siklus hidup karena paparan EDC menghasilkan banyak kelainan seperti ketidakteraturan menstruasi, gangguan kesuburan, PCOS, dan Endometriosis antara lain. BPA adalah EDC yang paling banyak dipelajari di seluruh dunia dan sangat terkait dengan kesehatan reproduksi wanita.

BPA menyebabkan efek buruk pada kesehatan manusia termasuk kesehatan reproduksi yang menjadi perhatian global. Paparan EDC pada awal kehidupan dapat menimbulkan penyakit pada kehidupan dewasa dan bahkan mungkin transgenerasi. Ada kebutuhan mendesak untuk meminimalkan efek buruk EDC yang dapat diatasi melalui pengumpulan lebih banyak data untuk memperjelas implikasi klinis EDC.

KESIMPULAN 

Sebagian besar penduduk dunia masih terpapar BPA secara luas, karena penggunaannya yang besar dalam produksi plastik polikarbonat dan pelepasannya ke dalam makanan dan minuman. Saat ini cukup jelas bahwa BPA merupakan faktor risiko utama untuk penyakit endokrin, kekebalan, dan onkologis.

 Memang, bahan kimia ini kini sudah masuk dalam daftar zat terlarang di beberapa produk, seperti kosmetik atau botol susu bayi. Namun, beberapa hasil yang kontras tentang efek toksik BPA telah dijelaskan.Perbedaan dalam hasil mungkin karena penggunaan berbagai konsentrasi BPA serta model eksperimental yang berbeda.

Oleh karena itu, interpretasi hasil studi toksikologi dan epidemiologi tentang efek BPA telah diperumit dengan penggunaan rute pemberian non-oral dalam banyak kondisi eksperimental, dosis yang berbeda, tidak adanya hubungan dosis-respons, atau sejumlah kecil uji hewan.

Secara paralel, banyak upaya telah dilakukan untuk menjelaskan mekanisme molekuler di mana senyawa ini bekerja. Integrasi pengetahuan tentang jalur molekuler BPA dengan epidemiologi tentunya dapat meningkatkan pemahaman tentang efek toksik BPA terhadap kesehatan manusia.

***

Refferensi 

• Abraham, A., & Chakraborty, P. (2020). A review on sources and health impacts of bisphenol A. Reviews on environmental health, 35(2), 201-210.
• Cimmino, I., Fiory, F., Perruolo, G., Miele, C., Beguinot, F., & Formisano, P. (2020). Potential mechanisms of bisphenol A (BPA) contributing to human disease. International journal of molecular sciences, 21(16), 5761.
• Kawa, I. A., Fatima, Q., Mir, S. A., Jeelani, H., Manzoor, S., & Rashid, F. (2021). Endocrine disrupting chemical Bisphenol A and its potential effects on female health. Diabetes & Metabolic Syndrome: Clinical Research & Reviews, 15(3), 803-811.
• Liu, J., Zhang, L., Lu, G., Jiang, R., Yan, Z., & Li, Y. (2021). Occurrence, toxicity and ecological risk of Bisphenol A analogues in aquatic environment--A review. Ecotoxicology and Environmental Safety, 208, 111481.
• Wang, X., Nag, R., Brunton, N. P., Siddique, M. A. B., Harrison, S. M., Monahan, F. J., & Cummins, E. (2022). Human health risk assessment of bisphenol A (BPA) through meat products. Environmental Research, 213, 113734