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
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 keV)
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
keV) 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) 14C
 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 keV).
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. Rusaknya
molekul enzim akan menimbulkan blokade pada
berbagai proses metabolisme. Kerusakan molekul
DNA dapat menimbulkan cacat genetik. Kerusakan
yang terjadi dapat meluas dari skala sel ke jaringan
dan organ bahkan dapat menimbulkan 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 90Sr atau
226Ra dalam tulang. Efek somatik stokastik berupa kanker
pada sel epitel selaput tulang.
design by wulnmaniez
8. Thyroid
Thyroid relatif tahan terhadap penyinaran luar
namun mudah rusak karena kontaminasi
internal oleh 131I.
9. Paru-paru
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