Tubuh terdiri dari berbagai macam
organ seperti hati, ginjal, paru dan lainnya. Setiap organ tubuh tersusun atas
jaringan yang merupakan kumpulan sel yang mempunyai fungsi dan struktur yang
sama. Sel sebagai unit fungsional terkecil dari tubuh dapat menjalankan fungsi
hidup secara lengkap dan sempurna seperti pembelahan, pernafasan, pertumbuhan
dan lainnya. Sel terdiri dari dua komponen utama, yaitu sitoplasma dan inti sel
(nucleus). Sitoplasma mengandung sejumlah organel sel yang berfungsi mengatur
berbagai fungsi metabolisme penting sel. Inti sel mengandung struktur biologic
yang sangat kompleks yang disebut kromosom yang mempunyai peranan penting
sebagai tempat penyimpanan semua informasi genetika yang berhubungan dengan
keturunan atau karakteristik dasar manusia. Kromosom manusia yang berjumlah 23
pasang mengandung ribuan gen yang merupakan suatu rantai pendek dari DNA (Deooxyribonucleic
acid) yang membawa suatu kode informasi tertentu dan spesifik.
Radiasi apabila menumbuk suatu
materi maka akan terjadi interaksi yang akan menimbulkan berbagai efek.
Efek-efek radiasi ini bergantung pada jenis radiasi, energi dan juga bergantung
pada jenis materi yang ditumbuk. Pada umumnya radiasi dapat menyebabkan proses ionisasi
dan atau proses eksitasi ketika melewati materi yang ditumbuknya.
Ionisasi bisa terjadi pada saat
radiasi berinteraksi dengan atom materi yang dilewatinya. Radiasi yang dapat
menyebabkan terjadinya ionisasi disebut radiasi pengion. Termasuk dalam katagori
radiasi pengion ini adalah partikel alpha, partikel beta, sinar gamma, sinar-X
dan neutron. Pada saat menembus materi, radiasi pengion dapat menumbuk elektron
orbit sehingga elektron terlepas dari atom. Akibatnya timbul pasangan ion
positif dan ion negatif.
Efek-efek yang timbul akibat radiasi
pengion :
1. Efek Genetik
Merupakan efek radiasi yang
dirasakan oleh keturunan orang yang menerima radiasi, karena perubahan kode
genetik terjadi pada sel pembawa keturunan.
2. Efek Somatik
Merupakan efek radiasi yang langsung
dirasakan oleh orang yang menerima radiasi tersebut. Terdapat 2 macam efek
somatik, antara lain :
- Efek Stokastik
Adalah efek yang timbul karena
perubahan pada sel normal akibat radiasi pengion. Dosis radiasi serendah apapun
selalu terdapat kemungkinan untuk menimbulkan perubahan pada sistem biologik,
baik pada tingkat molekul maupun sel. Dengan demikian radiasi dapat pula tidak
membunuh sel tetapi mengubah sel Sel yang mengalami modifikasi atau sel yang
berubah ini mempunyai peluang untuk lolos dari sistem pertahanan tubuh yang
berusaha untuk menghilangkan sel seperti ini. Semua akibat proses modifikasi
atau transformasi sel ini disebut efek stokastik yang terjadi secara acak. Efek
stokastik terjadi tanpa ada dosis ambang dan baru akan muncul setelah masa
laten yang lama. Semakin besar dosis paparan, semakin besar peluang terjadinya
efek stokastik, sedangkan tingkat keparahannya tidak ditentukan oleh jumlah
dosis yang diterima. Bila sel yang mengalami perubahan adalah sel genetik, maka
sifat-sifat sel yang baru tersebut akan diwariskan kepada turunannya sehingga
timbul efek genetik atau pewarisan. Apabila sel ini adalah sel somatik maka
sel-sel tersebut dalam jangka waktu yang relatif lama, ditambah dengan pengaruh
dari bahan-bahan yang bersifat toksik lainnya, akan tumbuh dan berkembang
menjadi jaringan ganas atau kanker. Paparan radiasi dosis rendah dapat
menigkatkan resiko kanker dan efek pewarisan yang secara statistik dapat
dideteksi pada suatu populasi, namun tidak secara serta merta terkait dengan
paparan individu.
Ciri – ciri efek stokastik :
i.
Tidak mengenal dosis ambang
ii.
Timbul setelah masa tenang yang lama
iii.
Dosis radiasi tidak mempengaruhi keparahan efek
iv.
Tidak ada penyembuhan spontan. Contoh : kanker & penyakit turunan
2. Efek Non-Stokastik
(Deterministik)
Efek ini terjadi karena adanya
proses kematian sel akibat paparan radiasi yang mengubah fungsi jaringan yang
terkena radiasi. Efek ini dapat terjadi sebagai akibat dari paparan radiasi
pada seluruh tubuh maupun lokal. Efek deterministik timbul bila dosis yang
diterima di atas dosis ambang (threshold dose) dan umumnya timbul
beberapa saat setelah terpapar radiasi. Tingkat keparahan efek deterministik
akan meningkat bila dosis yang diterima lebih besar dari dosis ambang yang
bervariasi bergantung pada jenis efek. Pada dosis lebih rendah dan mendekati
dosis ambang, kemungkinan terjadinya efek deterministik dengan demikian adalah
nol. Sedangkan di atas dosis ambang, peluang terjadinya efek ini menjadi 100%.
Ciri-ciri Efek Non Stokastik :
i.
Punya dosis ambang
ii.
Timbul beberapa saat setelah radiasi
iii.
Adanya penyembuhan spontan
iv.
Dosis radiasi mempengaruhi keparahan efek.
contoh :luka bakar, sterilitas, dan
katarak
Ketika melewati materi, maka sinar-X
akan mengalami interaksi dengan materi tersebut. Dari interaksi
tersebut, akan timbul efek yang melalui 4 tahapan, antara lain :
- Tahap Fisika
Pada proses fisika, terjadi
peristiwa absorbsi energi oleh materi sesaat setelah terkena radiasi. Tahapan
fisika diikuti oleh eksitasi dan ionisasi atom atau molekul.
Berlangsung hanya kira-kira 10-16
detik dimana energi terdeposit di dalam sel dan menyebabkan ionisasi. Di air
reaksinya dapat dinyatakan sebagai :
H2O —> H2O+
+ e-
Dimana H2O+
adalah ion positif dan e- adalah ion negatif
2. Tahap Kimia – Fisika
Pada proses kimia, terjadi peristiwa
perusakan molekul-molekul secara kimiawi. perubahan ini diakibatkan oleh antara
lain:
a. Efek langsung
b. Efek tidak langsung
Berlangsung kira-kira 10-6
detik, dimana ion-ion berinteraksi dengan molekul air lainnya yang menghasilkan
beberapa produk baru. Sebagai contoh, ion positif terdisosiasi :
H2O+ —> H+
+ OH-
Ion negatif, yaitu elektron, terikat
pada molekul air netral yang selanjutnya terdisosiasi
H2O+ + e-
—> H2O
H2O- —> H + OH-
Sehingga produk dari reaksinya
adalah H+ , OH- ,H dan OH. Dua ion pertama, yang ada
dalam sebagian besar air, tidak mengambil bagian dalam reaksi berikutnya. Dua
produk lainnya, H dan OH disebut radikal bebas, yaitu mereka yang mempunyai
elektron yang tidak berpasangan dan secara kimia sangat reaktif. Hasil reaksi
lainnya adalah hidrogen peroksida H2O2, yang merupakan oksidan yang sangat kuat
dan terbentuk dengan reaksi:
OH + OH —> H2O2
3. Tahap kimia
Berlangsung hanya beberapa detik,
dimana hasil reaksi berinteraksi dengan molekul-molekul organik yang penting
dari sel. Radikal bebas dan oksidan dapat menyerang molekul komplek yang
membentuk koromosom. Misalnya, sebagai contoh , radikal tersebut dapat
mengikatkan dirinya ke molekul atau menyebabkan ikatan rantai panjang menjadi
putus.
4. Tahap Biologi
Dimana waktunya bervariasi dari
puluhan menit sampai puluhan tahun bergantung pada gejala khusus yang muncul.
Perubahan kimia yang didiskusikan diatas dapat mempengaruhi sel individu dalam
berbagai cara, misalnya :
- Kematian sel lebih awal
- terhambatnya atau tertundanya pembelahan sel
- perubahan tetap pada sel turunannya
Interaksi radiasi pengion dengan
meteri biologik diawali dengan interaksdi fisika yaitu, proses ionisasi.
Elektron yang dihasilkan dari proses ionisasi akan berinteraksi secara langsung
maupun tidak langsung. Secara langsung bila penyerapan energi langsung terjadi
pada molekul organik dalam sel yang mempunyai arti penting, seperti DNA.
Sedangkan interaksi secara tidak langsung bila terlebih dahulu terjadi
interaksi radiasi dengan molekul air dalam sel yang efeknya kemudian akan
mengenai molekul organik penting. Mengingat sekitar 80% dari tubuh manusia
terdiri dari air, maka sebagian besar interaksi radiasi dalam tubuh terjadi
secara tidak langsung.
B. Radiasi dengan
Molekul Air (Radiolisis Air)
Penyerapan energi radiasi oleh
molekul air dalam proses radiolisis air akan menghasilkan radikal bebas (H* dan
OH*) yang tidak stabil serta sangat reaktif dan toksik terhadap molekul organik
vital tubuh. Radikal bebas adalah suatu atom atau molekul dengan sebuah
electron yang tidak berpasangan pada orbital terluarnya. Keadaan ini
menyebabkan radikal bebas menjadi tidak stabil, sangat reaktif dan toksik
terhadap molekul organik vital. Radikal bebas yang terbentuk dapat sering
bereaksi menghasilkan suatu molekul biologic peroksida yang lebih stabil
sehingga berumur lebih lama. Molekul ini dapat berdifusi lebih jauh dari tempat
pembentukannya sehingga lebih besar peluangnya dibandingkan radikal bebas untuk
menimbulkan kerusakan biokimiawi pada molekul biologi. Secara alamiah kerusakan
yang timbul akan mengalami proses perbaikan secara enzimatis dalam kapasitas
tertentu. Perubahan biokimia yang terjadi yang berupa kerusakan pada
molekul-molekul biologi penting tersebut selanjutnya akan menimbulkan gangguan
fungsi sel bila tidak mengalami proses perbaikan secara tepat atau menyebabkan
kematian sel. Perubahan fungsi atau kematian dari sejumlah sel menghasilkan
suatu efek biologik dari radiasi yang bergantung pada jenis radiasi, dosis,
jenis sel lainnya.
C. Radiasi
dengan DNA
Interaksi radiasi dengan DNA dapat
menyebabkan terjadinya perubahan struktur molekul gula atau basa, putusnya ikatan
hydrogen antar basa, hilangnya basa dan lainnya. Kerusakan yang lebih parah
adalah putusnya salah satu untai DNA yang disebut single strand break, atau
putusnya kedua untai DNA yang disebut double strand breaks. Secara alamiah sel
mempunyai kemampuan untuk melakukan proses perbaikan terhadap kerusakan yang
timbul dengan menggunakan beberapa jenis enzim yang spesifik. Proses perbaikan
dapat berlangsung terhadap kerusakan yang terjadi tanpa kesalahan sehingga
struktur DNA kembali seperti semual dan tidak menimbulkan perubahan struktur
pada sel. Tetapi dalam kondisi tertentu, proses perbaikan tidak berjalan
sebagai mana mestinya sehingga walaupun kerusakan dapat diperbaiki, tetapi
tidak sempurna sehingga menghasilkan DNA yang berbeda, yang dikenal dengan mutasi.
D. Radiasi dengan
Kromosom
Sebuah kromosom terdiri dari dua
lengan yang dihubungkan satu sama lain dengan suatu penyempitan yang disebut
sentromer. Radiasi dapat menyebabkan perubahan baik pada jumlah maupun struktur
kromosom yang disebut aberasi kromosom. Perubahan jumlah kromosom, misalnya
menjadi 47 buah pada sel somatic yang memungkinkan timbulnya kelainan genetic.
Kerusakan struktur kromosom berupa patahnya lengan kromosom terjadi secara acak
dengan peluang yang semakin besar dengan meningkatnya dosis radiasi.
Aberasi kromosom yang mungkin timbul
adalah :
- Fragmen Asentrik, yaitu patahnya lengan kromososm yang tidak mengandung sentromer,
- Kromosom cincin,
- Kromosom Disentrik, yaitu kromosom yang memiliki dua sentromer
- Translokasi, yaitu terjadinya perpindahan atau pertukaran fragmen dari dua atau lebih kromosom. Kromosom disentri yang spesifik terjadi akibat paparan radiasi sehingga jenis aberasi ini biasa digunakan sebagai dosimeter biologic yang dapat diamati pada sel darah limfosit, yang merupakan salah satu jenis sel darah putih. Frekuensi terjadinya kelainan pada kromosom bergantung pada dosis, energi dan jenis radiasi, laju dosis dan lainnya..
E. Radiasi dengan
Sel
Kerusakan yang terjadi pada DNA dan
kromosom sel sangat bergantung pada proses perbaikan yang berlangsung. Bila
proses perbaikan berlangsung dengan baik/sempurna, dan juga tingkat kerusakan
sel tidak terlalu parah, maka sel bisa kembali normal. Bila perbaikan sel tidak
sempurna, sel tetap hidup tetapi mengalami perubahan. Bila tingkat kerusakan
sel sangat parah atau perbaikan tidak berlangsung dengan baik, maka sel akan
mati. Sel yang paling sensitive terhadap pengaruh radiasi adalah sel yang
paling aktif melakukan pembelahan dan tingkat differensiasi (perkembangan/
kematangan sel) rendah. Sedangkan sel yang tidak mudah rusak akibat pengaruh
radiasi adalah sel dengan tingkat differensiasi yang tinggi.
F.
Pemanfaatan Radiasi
Pada jaman modern ini terdapat
banyak sekali sumber radiasi buatan manusia. Di dunia kedokteran radiasi justru
dimanfaatkan dalam diagnosa maupun proses penyembuhan penyakit. Alat-alat yang
digunakan merupakan sumber radiasi yang memberikan dosis serapan amat tinggi
pada manusia. Oleh sebab itu sangat tidak dianjurkan seorang pasien mengalami
radiasi berkali-kali dalam tempo yang tidak begitu lama. Dosis radiasi beberapa
aktivitas medis dapat kita lihat dalam tabel-4.
Perlu dicatat bahwa dosis pada
tabel-4 itu hanya berlaku untuk sekali aktivitas saja. Selain itu waktu
radiasinya juga singkat sekali dan sasaran radiasi terlokalisir di bagian tubuh
tertentu. Terapi radiasi untuk kanker yang berdosis 5 juta mrem hanya digunakan
dalam waktu singkat dan daerah sasarn yang seminimal mungkin yaitu bagian
yang memang dikehendaki mati sel-selnya. Jika radiasi itu dikenakan ke seluruh
tubuh matilah orang yang teradiasi berdasarkan tabel-2. Di Amerika Serikat tiap
orang menerima kira-kira 80 mrem per tahun dari aktivitas medis yang
dilakukannya.
Sumber radiasi buatan lain yang
cukup besar adalah aktivitas tenaga nuklir, mulai dari penambangan uranium,
pengayaannya, penggunaannya dalam reaktor nuklir, pembuangan sampah nuklir,
sampai dengan percobaan senjata nuklir. Jika faktor kecelakaan diabaikan, dosis
yang timbul akibat aktivitas tenaga nuklir ini per tahunnya.
G. Dosis dan Gejala Respon Radiasi
pada Reproduksi
Efek deterministik pada organ
reproduksi atau gonad adalah sterilitas. Pajanan radiasi pada testis akan
mengganggu proses pembentukan sel sperma yang akhirnya akan mempengaruhi jumlah
sel sperma yang dihasilkan. Pengaruh radiasi pada produksi sel sperma tidak
dapat diketahui segera setelah terpajan radiasi, tetapi dalam waktu sekitar 2
bulan kemudian. Dosis radiasi 0,15 Gy sudah dapat mengakibatkan penurunan
jumlah sel sperma (oligospermia). Dosis sampai 2 Gy menyebabkankan sterilitas
sementara selama sekitar 1 – 2 tahun. Menurut ICRP 60, dosis ambang sterilitas
permanen adalah 3,5 – 6 Gy. Radiasi pada laki-laki tidak mempengaruhi libido
secara nyata.
Pengaruh radiasi pada sel telur
sangat bergantung pada usia. Semakin tua usia, semakin sensitif terhadap
radiasi. Radiasi dapat menyebabkan strilitas atau menopause dini. Dosis ambang
sterilitas menurut ICRP 60 adalah 2,5 – 6 Gy. Pada usia yang lebih muda
(20-an), sterilitas permanen terjadi pada dosis yang lebih tinggi yaitu
mencapai 12 – 15 Gy.
Efek stokastik yang dikenal dengan
efek pewarisan terjadi karena mutasi pada gen atau kromosom sel sperma dan sel
telur. Perubahan kode genetik yang terjadi akibat pajanan radiasi akan
diwariskan pada keturunan individu terpajan. Tapi sampai saat ini belum ada
bukti adanya efek pewarisan pada manusia akibat radiasi. Penelitian pada hewan
dan tumbuhan menunjukkan bahwa efek yang terjadi bervariasi dari ringan hingga
kehilangan fungsi atau kelainan anatomik yang parah bahkan kematian prematur.
Beberapa tahapan perkembangan
spermatogonia menjadi spermatid adalah sangat radiosensitif. Hal ini terutama
ditemukan pada efek radasi pada fraksi yang berbeda tahap perkembangan fase S
yang dapat diukur dengan sitometri alir dalam waktu singkat (15 menit) dan cara
yang tepat. Dosis radiasi serendah 0,1 Gy dapat terdeteksi. Keunggulan dari uji
sperma ini adalah sensitivitasnya yang cenderung tinggi dan hanya dibutuhkan
waktu pendek untuk analisis. Dan kenyataan bahwa pajanan radiasi pada gonad
diukur tidak lagi merupakan keunggulan utama karena diketahui risiko genetic
pada manusia mungkin jauh lebih rendah daripada perkiraan semula. Kelemahan
dari uji ini adalah memilki kendala yakni hanya untuk populasi laki-laki,
testis pun dipastikan berada pada medan radiasi,. Metodenya invasive dan
memerlukan peralatan mahal (flow cytometer). Analisis segera setelah pajanan
(hingga 2 hari) tidak dimungkinkan. Tidak ada informasi untuk manusia, dan data
pada mencit terbatas serta hanya untuk radiasi gamma dan sinar-X, iradiasi akut
dan dosis tunggal.
Pada pria, jaringan sistem
reproduksi bersifat radioresisten kecuali testis (berisi sel-sel radiorsisten
yakni spermatozoa matang dan sel-sel radiosensitif yakni spermatogonia sel
muda). Efek primer dari radiasi adalah kerusakan dan depopulasi spermatogonia,
sesudah itu deplesi sperma matang (maturation depletion). Fertilitas periodenya
bervariasi sesudah radiasi tergantung radioresistensi sel-sel matang, kemudian
diikuti sterilitas (sementara/permanen) tergantungt dosis radiasi. Sterilitas
permanen dapat ditimbulkan oleh dosis akut 500-600 rad. Dosis 250 rad
menimbulkan sterilitas sementara yakni selama 12 bulan. Bahaya lain yang dapat
terjadi adalah produksi aberasi kromosom yang mungkin diteruskan pada generasi
berikutnyapada periode fertil sesudah radiasi tidak menghilangkan kerusakan
kromosom dalam spermatozoa.
Pada instalasi rumah sakit seperti
pemeriksaan radiodiagnostik dan kedoktean nuklir tidak menimbulkan sterilitas
karena dosis yang diberikan tergolong rendah. Dosis rendah kronik dapat
menimbulkan perubahan kromosom (mutasi pada generasi kemudian). Sementara pada
radioterapi, dosis total yang diberikan mampu mengakibatkan sterilitas
disamping perubahan kromosom. Maka dari itu, harus selalu dilindungi dari
radiasi hambur bila lapangan penyinaran dekat dengan testis. Perlu diketahui
juga bahwa impotensi tidak disebabkan oleh dosis sterilitas. Pada wanita,
dikenal dengan namanya ovarium yang berfungsi untuk menghasilkan ovum. Ovum
berada dalam folikel-folikel (kantong tertutup). Folikel sedang merupakan yang
paling radiosensitive, sementara folikel kecil yang paling radioresisten dan
folikel besar (matang) tergolong cukup sensitif.
Sel-sel dalam ovum tidak membelah
secara konsisten, menggantikan sel yang hilang selama menstruasi. Ovum dilepas
dari folikel matang pada ovulasi, diikuti fertilisasi atau kalau tidak terjadi
maka terjadi menstruasi. Pada dosis sedang mampu menimbulkan fertilitas di
periode awal karena folikel matang agak resisten yang dapat melepaskan ovum.
Selanjutnya diikuti sterilitas sementara atau bahkan permanen dikarenakan kerusakan
ovum dalam folikel sedang. Fertilitas mungkin terjadi karena maturasi folikel
kecil yang radioresisten. Kemungkinan terjadinya sterilitas adalah pada dosis
yang melebihi 625 rad. Wanita mudah biasanya justru lebih radiosensitif.
Pada pemeriksaan radiodiagnostik dan
kedokteran nuklir, dosis rendah tidak menyebabkan sterilitas tapi menyebabkan
perubahan kromosom. Sementara pada radioterapi yang menggunakan dosis radiasi
yang sangat tinggi untuk membunuh kanker, hal ini dapat menimbulkan bahaya rangkap
yakni kerusakan kromosom dan sterilitas. Dosis sterilitas dapat menyebabkan
menopouse nyata walaupun usianya belum tergolong menopause.
sumber :
http://ueu201232091.student.esaunggul.ac.id/2012/12/21/efek-radiasi-bagi-manusia/
0 komentar:
Posting Komentar