EFEK RADIASI PADA SISTEM BIOLOGI design by wulnmaniez

PENDAHULUAN Radiasi pengion elektromagnetik digunakan untuk mengungkapkan struktur di dalam tubuh manusia. Dalam industri dan riset, digunakan untuk menghasilkan perubahan kimia dan biokimia dalam bahan yang diiradiasi. Dalam kedokteran, efek biologi radiasi dapat digunakan untuk mengobati pasien, seperti dalam radioterapi. Efek biologi yang utama dari radiasi pengion ialah merusak sel dan jaringan. Hal ini digunakan dalam radioterapi, radiodiagnostik dan kedokteran nuklir. design by wulnmaniez

RADIASI PENGION Adalah pemancaran energi yang cukup besar dalam bentuk gelombang atau partikel yang dapat menimbulkan ionisasi di sepanjang lintasannya. Radiasi pengion meliputi sinar kosmis, sinar x, radiasi yang dipancarkan oleh bahan radioaktif (alpha, beta, neutron, dan sebagainya) serta sebagian dari radiasi ultraviolet (panjang gelombangnya kurang dari 100 nm). Dalam kedokteran meliputi sinar x dan elektron yang dihasilkan oleh alat elektrik dan sinar alpha, beta, gamma, dan neutron yang dipancarkan oleh zat radioaktif. Ada empat tipe radiasi pengion yang dapat berinteraksi dengan sistem biologi, yaitu gamma, neutron, beta, dan alpha. design by wulnmaniez

PENYINARAN LUAR Adalah penyinaran yang berasal dari sumber yang terletak di luar tubuh manusia. Sehingga dapat mengenai seluruh tubuh saja (penyinaran parsial). Pada penyinaran ini sinar alpha, elektron yang berasal dari konversi internal, dan sinar beta (energi <65 ke. V) tidak cukup kuat untuk menembus lapisan kulit. Oleh karena itu ketiga jenis radiasi ini tidak menimbulkan bahaya pada penyinaran luar. design by wulnmaniez

Radiasi sinar x, gamma, neutron, dan sinar beta (energi >65 ke. V) dapat menembus lapisan kulit dan menyinari jaringan dalam tubuh manusia. Radiasi neutron, neutron cepat dan relativistik akan mengadakan tumbukan elastik dengan atom H karena 2/3 atom-atom penyusun tubuh adalah atom H, sedangkan neutron lambat dan termal akan mengalami absorbsi oleh atom H dan N Reaksi H (n, y) dan D dan 14 N (n, p) 14 C Beberapa reaksi antara neutron dan material biologik dapat menghasilkan proton, radiasi gamma, dan bahkan heavy recoil particles maka transfer energi ke jaringan tubuh menjadi bervariasi dan praktis neutron 2, 5 – 10 kali lebih merusak daripada gamma. design by wulnmaniez

PENYINARAN DALAM Adalah penyinaran yang berasal dari sumber radiasi yang terletak di dalam tubuh manusia. Terjadi karena masuknya radionuklida ke dalam tubuh melalui jalan nafas, saluran pencernaan, luka di kulit maupun menembus kulit yang utuh. Radiasi yang lebih berbahaya adalah radiasi yang lebih banyak menimbulkan ionisasi di dalam tubuh. design by wulnmaniez

FAKTOR YANG MENPENGARUHI EFEK BIOLOGI PENYINARAN DALAM A. Dosis serap, yang ditentukan oleh: 1. Aktivitas sumber radiasi 2. Jenis dan tenaga radiasi 3. Jarak dari sumber radiasi 4. Lama penyinaran 5. Media pelemah (attenuating media) design by wulnmaniez

B. Distribusi penyinaran dalam tubuh 1. Penyinaran total (uniform dan tidak uniform) 2. Penyinaran parsial C. Distribusi radionuklida dalam tubuh Penyinaran dosis tunggal akan lebih terasa efeknya daripada dosis terbagi walaupun dosis akumulasinya sama. design by wulnmaniez

Kontaminasi radionuklida dalam tubuh manusia dapat dianalisa (secara kualitatif dan kuantitatif) dengan: 1. Whole Body Counter Bila radionuklida kontaminan yang memancarkan radiasi sinar x atau gamma dengan energi cukup kuat untuk menembus tubuh (beberapa puluh ke. V). 2. Analisis Ekskreta Melakukan analisis terhadap zat-zat ekskreta tubuh, misalnya sample darah, urine, faeces, atau cairan tubuh lainnya. design by wulnmaniez

INTERAKSI RADIASI DENGAN BAHAN BIOLOGI 1. Tahap Fisik Absorbsi radiasi pengion dengan hasil berupa eksitasi dan ionisasi pada molekul atau atom penyusun bahan biologi. 2. Tahap Fisikokimia Reaksi-reaksi yang dialami oleh atom atau molekul yang tereksitasi atau terionisasi sampai terbentuk radikal bebas yang tidak stabil. Radiasi pengion akan menyebabkan molekul air terpecah menjadi ion H+ dan OH-. Absorbsi energi radiasi oleh air akan menghasilkan radikal bebas yang sangat reaktif dan toksis melalui radiolisis air. design by wulnmaniez

3. Tahap Kimia dan Biologi Radiasi bebas dan molekul reaktif lain yang terbentuk akan saling bereaksi dengan media sekitarnya untuk menimbulkan keseimbangan efek kimia akhir. Tanggapan biologik akan dimulai dengan terkenanya molekul-molekul organik penyusun sel atau protein dalam sel (enzim, DNA, dan sebagainya). 4. Tahap Biologik Tanggapan biologik dapat bervariasi tergantung pada molekul penting yang terkena radiasi. bulkan ade anenzim Rusaknya molekul proses olisme. akan berbagai pada molekul Kerusakan jaringan kematian. design by wulnmaniez

EFEK BIOLOGI RADIASI A. Tanggapan Sistem Biologi Terhadap Radiasi Jaringan tubuh manusia dapat dibedakan menjadi: 1. Jaringan epitel 2. Jaringan ikat 3. Jaringan otot 4. Jaringan syaraf Kromosom maupun gen dapat mengalami mutasi oleh radiasi pengion. Mutasi itu menimbulkan perubahan sifat ataupun gangguan fungsi sel anak yang diwarisi oleh induknya. design by wulnmaniez

B. Radiosensitivitas Bergonie dan Tribondeeu mendapatkan bahwa radioaktivitas berbanding terbalik dengan derajat diferensiasi dan berbanding lurus dengan kapasitas reproduksi. Termasuk ke golongan ini adalah sel-sel darah putih, sel-sel pembentuk darah dalam sumsum tulang merah, sel-sel epitel kulit dan selaput lendir, serta sel-sel pembentuk sperma dan telur. Sel-sel yang mempunyai diferensiasi rendahpun demikian halnya, misalnya sel-sel tubuh janin dan sel-sel kanker tertentu. design by wulnmaniez

Tabel sensitivitas jaringan terhadap radiasi berdasarkan hypoplasia parenchym. design by wulnmaniez

C. Faktor Yang Mempengaruhi Radiosensitivitas • Selain air terdapat faktor-faktor lain yang dapat mempengaruhi radiosensitivitas, seperti pengaruh kadar oksigen menyebabkan organisme menjadi kurang sensitif terhadap radiasi. • Senyawa yang mengandung ikatan S-H dapat memberikan proteksi terhadap radiasi, misalnya cystein. • Ambang tenaga untuk merubah ikatan S-H pada cystein menjadi ikatan S-S pada cystein lebih rendah daripada ambang tenaga untuk radiolisis air. design by wulnmaniez

D. Efek Genetik, Somatik, Stokastik, dan Non Stokastik • Efek genetik adalah efek radiasi yang dirasakan oleh keturunan dari orang yang menerima radiasi tersebut. • Efek radiasi dikatakan somatik jika akibat radiasi dapat langsung dirasakan oleh orang yang menerima radiasi tersebut. design by wulnmaniez

• Efek stokastik adalah efek yang kebolehjadian timbulnya merupakan fungsi dosis radiasi dan tidak mengenal dosis ambang. • Cirinya yaitu tidak mengenal dosis ambang, timbul setelah melalui masa tenang yang lama, keparahannya tidak tergantung pada dosis radiasi, dan tidak ada penyembuhan spontan. • Efek stokastik ini meliputi kanker, leukimia, dan penyakit keturunan. design by wulnmaniez

Efek non stokastik adalah efek yang kualitas keparahannya bervariasi menurut dosis dan hanya timbul bila dosis ambang dilampaui. Cirinya yaitu mempunyai dosis ambang, umumnya timbul beberapa saat setelah radiasi, adanya penyembuhan spontan (tergantung pada keparahan), dan keparahannya tergantung pada dosis radiasi. Efek non stokastik meliputi beberapa efek somatik seperti luka bakar, sterilitas (kemandulan), katarak, kelainan kongenital (setelah iradiasi pada rahim). Efek genetik adalah efek stokastik sedangkan efek somatik dapat stokastik (leukimia dan kanker) maupun non stokastik. design by wulnmaniez

Kurva efek stokastik dan non stokastik design by wulnmaniez

E. Efek Biologi pada Sistem, Organ, atau Jaringan 1. Darah dan Sumsum Tulang Merah Darah putih merupakan komponen sel darah yang tercepat mengalami perubahan akibat radiasi. Efek pada jaringan ini berupa penurunan jumlah sel. Sumsum tulang merah yang mendapat dosis tidak terlalu tinggi masih dapat memproduksi sel-sel darah merah, sedangkan pada dosis yang cukup tinggi akan terjadi kerusakan permanen yang berakhir dengan kematian (dosis lethal 3 – 5 Sv). Efek stokastik karena penyinaran sumsum tulang adalah leukimia. design by wulnmaniez

2. Saluran Pencernaan Memberikan gejala mual, muntah, gangguan pencernaan dan penyerapan makanan serta diare. Kematian dapat timbul karena dehidrasi akibat muntah dan diare yang parah. Efek stokastik yang dapat timbul adalah kanker pada epitel saluran pencernaan. 3. Organ Reproduksi Efek somatik non stokastik pada organ reproduksi adalah sterilitas, sedangkan efek genetik terjadi karena mutasi gen atau kromosom pada sel reproduksi. 4. Sistem Syaraf Sistem syaraf termasuk tahan radiasi. Kematian karena kerusakan sistem syaraf terjadi pada dosis puluhan sievert. design by wulnmaniez

5. Mata Lensa mata peka terhadap radiasi. Katarak merupakan efek somatik non stokastik yang masa tenangnya agak lama dan tejadi pada dosis <1, 5 Sv. 6. Kulit Efek somatik non stokastik pada kulit bervariasi tergantung pada besarnya dosis, mulai dari kemerahan sampai luka bakar dan kematian jaringan. Efek stokastik pada kulit adalah kanker kulit. 7. Tulang Bagian tulang yang peka terhadap radiasi adalah sumsum tulang dan selaput dalam serta luar dari tulang. Kerusakan pada tulang biasanya terjadi karena penimbunan 90 Sr atau 226 Ra dalam tulang. Efek somatik stokastik berupa kanker pada sel epitel selaput tulang. design by wulnmaniez

8. Thyroid relatif tahan terhadap penyinaran luar namun mudah rusak karena kontaminasi internal oleh 131 I. 9. Paru-paru umumnya menderita kerusakan akibat penyinaran gas uap atau partikel dalam bentuk aerosol yang bersifat radioaktif yang terhirup melalui pernafasan. 10. Hati dan Ginjal Umumnya kedua organ ini relatif tahan terhadap radiasi. design by wulnmaniez

F. Efek Teratogenik • Adalah efek timbulnya cacat bawaan karena penyinaran yang terjadi sewaktu janin berada dalam kandungan. Efek ini dapat berupa kematian dalam kandungan atau segera sesudah lahir. • Apabila penyinaran terjadi pada usia kehamilan 15 sampai 50 hari maka pada umumnya terjadi kelainan bawaan karena pada saat itu organ-organ tubuh sedang dibentuk. • Sedangkan penyinaran pada usia kehamilan 50 hari akan berakibat gangguan pertumbuhan janin dalam kandungan. design by wulnmaniez

PENYAKIT AKIBAT RADIASI A. Radiodermatitis Adalah peradangan pada kulit yang terjadi akibat penyinaran lokal dengan dosis tinggi. Tabel gejala radiodermatitis berdasarkan dosis radiasi design by wulnmaniez

B. Katarak Penyinaran pada mata dengan dosis lebih dari 1, 5 Gy. C. Sterilitas Efek berupa pengurangan kesuburan sampai kemandulan. Sel sperma yang muda lebih peka daripada sel sperma tua. D. Sindroma Radiasi Akut Terjadi setelah penyinaran dalam tubuh manusia dengan dosis <1 Gy yang diterima sekaligus dengan laju dosis yang cukup tinggi oleh radiasi yang berdaya tembus besar. Diawali dengan gejala yang tidak khas seperti mual dan muntah, demam, rasa lelah, sakit kepala serta diare, kemudian diikuti masa tenang selama 2 sampai 3 minggu. Pada masa tenang gejala mereda. Setelah masa tenang lewat akan timbul nyeri perut, diare, perdarahan, anemia, infeksi bahkan kematian. design by wulnmaniez

PEMERIKSAAN KESEHATAN PEKERJA RADIASI Pemeriksaan kesehatan sebelum masa kerja akan memberikan informasi tentang kondisi kesehatan pekerja radiasi pada saat akan mulai bekerja serta penyakit-penyakit apa saja yang pernah diderita. Pemeriksaan selama masa kerja dilakukan secara berkala minimal sekali setahun. Pemeriksaan ini meliputi pengambilan riwayat penyakit, pemeriksaan fisik, dan pemeriksaan laboratorium. design by wulnmaniez

PENUTUP Efek dari radiasi pengion adalah mengubah fungsi dan struktur sel hidup, terutama inti sel. Efeknya terhadap cairan tubuh, enzim dan sebagainya dapat dianggap diabaikan dalam selang dosis yang biasa digunakan dalam pengobatan radiasi. Sebuah sel yang dipengaruhi oleh radiasi tidak dapat menjalankan fungsinya atau bahkan menyebabkan kematian sel, dapat juga sel menjadi lebih ganas daripada semula. Hubungan biologis dari tiap efek terhadap sel bergantung pada jenis dan jumlah sel yang terkena radiasi serta kemampuan organisme untuk mengganti kehilangan atau kelainan fungsi dari beberapa sel. design by wulnmaniez