Radiobiologi

RADIOBIOLOGI

A.      Perkembangan Pengetahuan Terhadap Radiasi Dan Persepsi Terhadap Bahaya Radiasi  :

Penentuan Sinar X oleh                         : W.C. Rontgen, Th. 1895

Penentuan Unsur Radium oleh           : Piere dan Marie Curie, 3                                                                               Th Kemudian.

Mulai Gencar Memanfaatkan Radiasi :

Dokter          : - Diagnostik

    Terapi Sinar, 30, 1 Jam

Umum          : - Merontokan Bulu – Bulu Yang tidak Disenangi

                                 - Meminumkan Radium  atau Disuntikkan  Untuk Mengobati Macam-Macam Penyakit                        Jerawat, Penyakit             Jantung dll.

Gencar Pemanfaatan Radiasi Ini Tidak Cukup Lama, Para Dokter dan Ilmuwan Menyadari Pemakaian Radiasi Menimbulkan Gangguan Kesehatan :

a.       Luka Bakar Pada Kulit, Tulang

b.       Mandul, Kanker dll

Setelah 20 Th Penemuan Radiasi Para Dokter/Ilmuwan Mengetahui Akibat Pemaparan Radiasi Tersebut Timbul Macam-Macam Masalah : Kemandulan, Penyakit Tulang, Kanker

Tahun 1929 Muller Menentukan Radiasi Dapat Menimbulkan Mutasi Genetik.

Beberapa Tahun Kemudian Terungkap Bahaya Radiasi :

 - Leukimia

 - Anemia

 - Dan Penyakit Kanker

Tindakan Pengamanan Segera Dimulai :

Th 1928         : Konggres Internasional Radiologi

                                 Membentuk Komisi Internasional Proteksi Sinar X Dengan Radium

Th 1934         : - Direkomendasikan Dosis Tenggang Oleh kelompok Proteksi Radiasi

B.      Radiasi & Radiasi Pengion

     Panas Dengan Cahaya Matahari :

     Radiasi Yang Sangat Penting Bagi Kehidupan.

     Radiasi Buatan                             : Gelombang Mikro, Untuk Memasak

     Bahan-Bahan Radioaktif          : Radiasi Alam

     Secara Umum Radiasi Adalah :

     - Pemancaran Energi Dalam Bentuk Gelombang atau      Partikel

     Bila Energinya Cukup Besar, Maka Radiasi Itu Akan Menimbulkan Ionisasi Sepanjang Lintasan disebut : RADIASI PENGION Contoh : Sinar X, Sinar Kosmik, Radiasi Yang Dipancarkan Oleh Bahan Radioaktif (Alfa, Beta, Gamm,Neutron)

 

C.      Sumber Radiasi

      1. RADIASI ALAM :

          - Berasal Dari Sinar Kosmos

          - Sinar Gamma Dari Kulit Bumi

          - Hasil Peluruhan Dari Radon dan Thorium

      2. RADIASI BUATAN

          - Adalah Radiasi Yang Ditimbulkan Karena Atau  Berhubungan Dengan Kegiatan Manusia, Seperti :

                       * Penyinaran Dibidang Medik

                       * Jatuhan Radioaktif

            * Radiasi Yang Diperoleh Pekerja Di Fasilitas Nuklir

            * Radiasi Yang Berasal Dari Kegiatan DiBidang Industri          (Loging, Pabrik Kaos Lampu)

D.      Penyinaran Luar Dan Penyinaran Dalam

      1. Penyinaran Luar : Adalah Penyinaran Yang Berasal Dari  Sumber Radiasi Yang Terletak Diluar Tubuh

      2. Penyinaran Dalam : Sumber Radiasi Yang Terletak Didalam Tubuh Manusia.

  Pada Penyinaran Luar, Maka Radiasi Dapat Mengenai Seluruh Tubuh  (Penyinaran Total) Atau Mengenai Sebagian Tubuh Saja (Penyinaran Parsial). Penyinaran Jenis Ini Bagi Sinar Alfa dengan Betha Yang Energinya Kecil Tidak Menimbulkan Bahaya.

Sedangkan Sinar X, Gamma, Betha Yang Energinya Kuat Dapat Menimbulkan Bahaya.

E.       Faktor Yang Berpengaruh Terhadap Efek Biologi :

      a. Dosis Serap, Yang Ditentukan Oleh :

         - Aktivitas Sumber Radiasi

                     - Jenis dan Tenaga Radiasi

                     - Jarak Dari Sumber Radiasi

                     - Lamanya Penyinaran

                     - Media Pelemah

b. Distribusi Penyinaran Pada Tubuh :

         - Penyinaran Total (Uniform, Tak Uniform)

- Penyinaran Parsial

c. Distribusi Waktu Penyinaran :

        -   Penyinaran Dosis Tunggal Akan Lebih Terasa Efeknya dari Pada Dosis Terbagi Walaupun Dosis Akumulasinya  Sama.

F.       Pengendalian Terhadap Bahaya Penyinaran

1.       Pengendalian Terhadap Bahaya Penyinaran Luar Dapat Dilakukan Dengan :

* Memperbesar Jarak Antara Sumber Radiasi Dengan Tubuh

* Mempersingkat Waktu Penyinaran

* Mempergunakan Bahan Perisai Radiasi Sebgai Media  Pelemah Radiasi

2.       Penyinaran Dalam Terjadi Karena Masuknya Radio Nuklida Kedalam Tubuh Melalui Jalan Nafas, Saluran Pencernaan, Luka Dari Kulit, Ataupun Menembus Kulit Yang Utuh. Pada Penyinaran Dalam Maka Radiasi Yang Lebih Berbahaya Adalah Radiasi Yang Lebih Banyak Menimbulkan Ionisasi Dalam Jaringan Tubuh, Sehingga Radiasi Alfa Lebih Bahaya Dari Pada Radiasi Betha, dan Radiasi Betha Lebih Bahaya Dari Pada Radiasi Gamma Dan Sinar X.

               

G.      Faktor Yang Mempengaruhi Efek Biologi, Dalam Hal Ini Adalah :

1.       Dosis Serap Yang Tergantung Pada :

a.       Jenis dan Tenaga Radiasi

b.       Aktivitas Radio Nuklida kontaminan

c.       Waktu Kontak

2.       Distribusi Radio Nuklida Dalam Tubuh

3.       Usia

      Pengendalian Terhadap Penyinaran Dalam Adalah Mencegah Agar Tidak Terjadi Kontaminasi Internal, Bila Terjadi Kontaminasi Internal, Diusahakan Agar Radio Nuklida Secepat Mungkin Dapat Dikeluarkan Dari Tubuh.

      Adanya Kontaminasi Radioaktif Dalam Tubuh Sekarang Dapat Dianalisis (Secara Kualitatif dan Kuantitatif) Dengan :

1.       Whole Body Counter :  Untuk Radio Nuklida Yang Kontaminan Yang Memancarkan Radiasi Sinar X Atau Gamma Dengan  Energi Kuat

2.       Ekskreta analisis Dilakukan Terhadap Cuplikan Darah,       Urine, Tinja Dan Cairan Tubuh Yang Lain.

H.      INTERAKSI RADIASI DENGAN BAHAN BIOLOGI :

Interaksi Dengan Bahan Biologi Merupakan Proses Yang Bertahap, Yang Diawali Dengan Tahap Fisik Dan Berakhir Dengan Tahap Biologik.

1.       TAHAP FISIK

Absorbsi Radiasi Pengion Oleh Bahan Akan Terjadi  Eksistasi Dan Ionisasi Pada Molekul Atau Atom Penyususn Bahan         Biologi

2.       TAHAP FISIKOKIMIA

    Reaksi Yang Dialami Oleh Atom/Molekul Adalah Tereksitasi Atau Terionisasi Sampai Terbentuk Radikal Bebas   tubuh Terdiri Dari 60 % Air Sehingga Reaksi Tidak Langsung Terhadap Air Ini, Dimana Absorbsi Tenaga Radiasi Oleh Air Akan Menghasilkan Radikal Bebas Yang Sangat Reaktif Dan Toksik Melalui Radiolisis Air.

3.       TAHAP KIMIA DAN BIOLOGI

  Pada Tahap Ini Radikal Bebas Dan Molekul Reaktif Lain Yang Terbentuk Akan Saling Bereaksi Dengan Media Sekitarnya Untuk Menimbulkan Keseimbangan Efek Kimia .

  Tanggapan Biologik Akan Dimulai Dengan Terkenanya Molekul - Molekul Organik Penyusun Sel Atau Protein Dalam Sel (Enzym,DNA dsb)

4.        TAHAP BIOLOGIK

Tanggapan/Respon Biologik Dapat Bervariasi Tergantung Molekul apa Yang Terkena.  Rusaknya Molekul Enzym, Akan Menimbulkan  Blokade Pada Berbagai Proses Metabolisme. Kerusakan Molekul DNA, Dapat Menimbulkan  Cacat Genetik. kerusak Yang Terjadi Dapat Meluas Dari Skala Seluler Ke Jaringan, Ke Organ Bahkan Kematian.

I.         EFEK BIOLOGI RADIASI

1.        TANGGAPAN SISTEM BIOLOGI TERHADAP RADIASI

  Tubuh Manusia mengandung Bnayak Organ (Otak, Jantung, Paru - Paru, Hepar, Ginjal Dll), Setiap Organ Terdiri Dari Berjuta-Juta Sel.

      * Jaringan Pada Tubuh Manusia Dapat Dibedakan Menjadi :

                      - Jaringan Epitel = Yang Melapisi Saluran Dalam Tubuh

                      - Jaringan Ikat = Melapisi Tempat-Tempat Tertentu Dibawah Kulit, Permukaan Hepar 

                                - Jaringan Otot

                                - Jaringan Saraf

Sel      : Inti Sel, Plasma Sel, Membran Sel, Dalam Inti Sel Terdapat Benang Chromosom/Pembawa Sifat Keturunan Bila Sel Membelah, Maka Sel Baru Mempunyai Gen Yang Sama Dengan Sel Induk. 

            Kromosom/Gen Dapat Mengalami Mutasi, Yang Akibat Dari Mutagen Kimia, Atau Radiasi Pengion Peristiwa Mutasi Gen inilah Antara Lain Yang Menerangkan Keganasan Sel Sehingga Menjadi Kanker, Mutasi Yang Diwariskan Kepada Sel Anak Akan Menimbulkan Efek Genetik/Pewarisan Apabila Sel Ini Kebetulan Adalah Sel Kelamin (Telur, Sperma).

            Didalam Plasma Sel Terdapat Suatu Bangunan Yang Memproduksi Enzym-Enzym Yang Merupakan Katalisator Dalam Reaksi Biokimia Dalam Sel.   

               

1.       Kerusakan Enzym Karena Radiasi :

    Terganggu Fungsi Sel Sehingga Sel Akan Mati, Membran Sel Untuk Mengontrol Lalu Lintas Makanan. Perubahan Permeobilitas Membran Sel  Akibat  Radiasi Menimbulkan Gangguan Struktur Dan Fungsi Sel.

              Sel Selain Membelah Diri Terus Menerus Menjadi Sel Anak Juga Menjadi Sel Khusus, Fungsi Dan Strukturnya Proses Ini Desebut:  DIFERENSIASI

J.        RADIOSENSITIVITAS

    Pada Penelitian Tidak Semua Sel Mempunyai Kepekahan Yang Sama Terhadap Radiasi.

    Menurut Bergonie dan Tribondeu :

    Bahwa Radioaktivitas Berbanding Terbalik Dengan Derajat Diferensiasi Dan Berbanding Lurus Dengan     Kapasitas Reproduksi.

    Dengan Demikian Jaringan Yang Sel-Selnya Aktif Membelah Mempunyai Kepekahan Yang Relatif Tinggi terhadap Radiasi

                Termasuk Kedalam Golongan Ini :

                - Sel-Sel Pembentuk Darah Dan Sumsum Tulang Merah

                - Sel-Sel Epitel Kulit Dan Selaput Lendir

                - Sel-Sel Pembentuk Sperma Dan Telur

                Sel-Sel Yang Diferensiasi Rendah Juga Sensitive/Pekah Terhadap Radiasi :

                - Sel-Sel Tubuh Janin

                - Sel-Sel Kanker Tertentu

               

1.       FAKTOR LAIN YANG DAPAT MEMPENGARUHI RADIOSENSITIVITAS

Selain Air, Maka Terdapat Beberapa Faktor Lain Yang  Dapat Mempengaruhi Radiosensitivitas :

                                - Pengaruh Kadar Oksygen

                                - Obat-Obatan

                                - Bakteri Dan Jamur

               

K.       EFEK GENETIK, SOMATIK, STOKASTIK DAN NON STOKASTIK

1. Efek Genetik (Efek Pewaris)    : Adalah Efek Radiasi Yang Dirasakan Oleh Keturunan  Dari Orang Yang Menerima Radiasi Tersebut

2. Efek Somatik : Adalah Efek Akibat Radiasi Dapat Langsung Dirasakan Oleh Orang Yang Menerima Radiasi Tersebut

3. Efek Stokastik :   Adalah Efek Yang Kebolehjadian Timbulnya   Merupakan Fungsi Dosis Radiasi Dan Diperkirakan   Tidak Mengenal Dosis Ambang

Ciri-Ciri Efek Stokastik :

- Tidak Mengenal Dosis Ambang

- Timbul Setelah Melalui Masa Tenang Yang Lama

- Keparahannya Tidak Tergantung Pada Dosis Radiasi

- Tak Ada Penyembuhan Spontan

Efek Stokastik Ini Meliputi : - Kanker, Leukimia (Somatik), Penyakit Keturunan      (genetik)

4. Efek Non Stokastik      :Adalah Efek Yang Kualitas Keparahannya Bervariasi Menurut  Dosis Dan Hanya Timbul Bila Dosis Ambang Dilampaui

Ciri-Ciri Efek Non Stokastik :

- Mempunyai Dosis Ambang

- Umumnya Timbul Beberapa Saat Setelah Radiasi

- Adanya Penyembuhan Spontan (Tergantung Keparahan)

- Keparahannya Tergantung Dosis Radiasi.

Efek Non Stokastik Meliputi Beberapa Efek Somatik Seperti :

Luka Bakar, Sterilitas (Mandul), Katarak, Kelainan Kongenital.

Jadi Efek Genetik Adalah Efek Stokastik, Sedangkan Efek Somatik Dapat Stokastik (Leukimia Dan Kanker) Maupun Non Stokastik  

L.       EFEK BIOLOGI PADA SISTEM, ORGAN ATAU JARINGAN

1.            Darah dan Sumsum Tulang Merah

                Darah putih merupakan komponen seluler darah yang tercepat mengalami perubahan akibat radiasi.

                Efek pada jaringan ini berupa penurunan jumlah sel. Komponen seluler darah yang lain (butir pembeku dan darah merah) menyusul setelah sel darah putih.

                Sumsum tulang merah yang mendapat dosis tidakterlalu tinggi masih dapat memproduksi sel-sel darah, sedangkan pada dosis yang cukup tinggi akan terjadi kerusakan permanen yang berakhir dengan kematian (dosis lethal 3-5 Sv).

                Akibat penekanan aktivitas sumsum tulang maka orang yang terkena radiasi akan menderita :

                * Kecenderungan pendarahan dan infeksi

                * Anemia dan kekurangan haemaglobin

                Efek stokastik karena penyinaran sumsum tulang adalah leukimia

2.            Saluran Pencernaan Makanan

                Kerusakan pada saluran pencernaan makanan 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 genentik (selalu stokastik) terjadi karena mutasi gen atau kromosom pada sel kelamin.        

4.            Sistem Syaraf

                Sistem syaraf termasuk tahan radiasi. Kematian karena kerusakan sistem syaraf terjadi pada dosis puluhan Sievert

5              Mata

                Lensa mata peka terhadap radiasi. Katarak merupakan efek somatik non stokastik yang masa tenangnya agak lama dan terjadi pada dosis lebih besar dari 1,5 Sievert.

6.            Kulit

                Efek somatik non stokastik pada kulit bervariasi dengan 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 strotium 90 atau radium 226 dalam tulang. Efek somatik stokastik berupa kanker pada sel epitel selapu tulang.

8.            Kelenjar gondok 

                Kelenjar gondok berfungsi mengatur metabolisme umum melalui hormon tiroxin yang dihasilkannya. Kelenjar ini relatif tahan terhadap penyinaran luar namun mudah rusak karena kontaminasi internal oleh yodium radioaktif.

9.            Paru-Paru

                Paru-paru umumnya menderita kerusakan akibat penyinaran gas uap, atau partikel dalambentuk aerosol yang bersifat radioaktif yang terhirup melalui pernafasan.

10.          Hati dan Ginjal

                Kedua organ ini relatif tahan terhadap radiasi

M.    EFEK TERATOGENIK

                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, kemunduran pertumbuhan maupun kelainan bawaan tergantung saat penyinaran terjadi pada usia kurang dari 15 hari umur kehamilan maka hasil konsepsi biasanya mengakami kematian.

                Apabila penyinaran terjadi pada usia kehamilan antara 15 – 50 hari maka pada umumnya terjadi kelainan bawaan karena pada saat itu organ-organ tubuh sedang dibentuk.

                Sedangkan penyinaran setelah usia kehamilan 50 hari akan berakibat gangguan pertumbuhan janin dalam kandungan.

                 

N.      PENYAKIT AKIBAT RADIAS

1.            Radiodermatitis

                -              Radiodermatitis adalah peradangan pada kulit yang terjadi akibat penyinaran lokal dengan            dosis tinggi.

                -              Dimulai dengan tanda kemerahan pada kulit yang terkena radiasi, kemudian diikuti oleh                 masa tenang beberapa hari sampai 3 minggu baru kemudian timbul gejala yang khas   tergantung dosis yang diterima

               

2.            Katarak

                - Penyinaran pada mata dengan dosis diatas 1,5 Gy

                - Masa tenang antara 5 – 10 tahun

3.            Sterilitas

                - Akibat penyinaran pada kelenjar kelamin

                - Efek berupa pengurangan kesuburan sampai kemandulan

                - Dosis lebih peka dari ovarium

                - Sel sperma yang muda lebih peka daripada sel tua

                - Aktivitas pembentkan sperma dapat mulai menurun pada dosis beberapa Senti Gray

4.            Sindroma Radiasi Akut

                -              Terjadi setelah penyinaran seluruh tubuh dengan dosis lebih dari 1 Gy yang diterima        secara                 sekaligus dengan laju dosis yang cukup tinggi oleh radiasi yang berdaya   tembus besar.

                -              Gejala-gejala :

                                Diawali dengan gejala tidak khas seperti mual dan muntah, demam, rasa lelah, sakit          kepala serta diare, kemudian diikuti masa tenang selma 2 sampai 3 minggu. Pada masa            ini gejala mereda. Setelah masa tenang lewat maka timbul nyeri perut, diare, pendarahan,            anemia, infeksi bahkan kematian.