EFEK RADIASI BAGI MANUSIA. Pusat Pendidikan dan Pelatihan Badan Tenaga Nuklir Nasional

EFEK RADIASI BAGI MANUSIA

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Badan Tenaga Nuklir Nasional

POKOK BAHASAN I. II. III.

I.

PENDAHULUAN SEL SEBAGAI UNIT FUNGSIONAL TERKECIL INTERAKSI RADIASI DENGAN MATERI BIOLOGIK A. Radiasi dengan Molekul Air (Radiolisis Air) B. Radiasi dengan DNA C. Radiasi dengan Kromosom D. Radiasi dengan Sel EFEK BIOLOGI RADIASI PADA TUBUH A. Klasifikasi Efek Radiasi B. Efek Stokastik C. Efek Deterministik Efek Radiasi Bagi Manusia

2

TUJUAN INSTRUKSIONAL Umum: Setelah mempelajari modul ini peserta diharapkan mampu menjelaskan efek radiasi terhadap manusia

Efek Radiasi Bagi Manusia

3

TUJUAN INSTRUKSIONAL

Khusus: 1. 2. 3. 4. 5.

menyebutkan struktur sel manusia menyebutkan pengertian interaksi langsung dan tidak langsung menguraikan interaksi radiasi dengan molekul air menguraikan interaksi radiasi dengan materi biologik menyebutkan klasifikasi efek radiasi


4

Tujuan Instruksional Khusus (lanjutan)

1. 2. 3. 4. 5.

menjelaskan efek stokastik menjelaskan efek deteministik menjelaskan efek radiasi pada jaringan dan organ tubuh menjelaskan efek radiasi pada janin menjelaskan sindroma radiasi akut


5

SEL SEBAGAI UNIT FUNGSIONAL TERKECIL  

  

Unit fungsional terkecil dalam tubuh Tersusun dari : – Membran sel → batasan terluar dari sel – Sitoplasma → organel dan inti (nukleus) sel Organel : ribosom, mitokondria, lisosom, dll. Inti →pusat kontrol sel mengandung informasi genetik yang tersusun dalam kromosom → gen → DNA (deoxyribo nucleat acid)


6

Struktur Sel Efek Radiasi Bagi Manusia

7

Target utama: DNA Efek Radiasi Bagi Manusia

8

INTERAKSI RADIASI DENGAN MATERI BIOLOGIK Interaksi radiasi dengan materi biologik : • Interaksi langsung • Interaksi tidak langsung


9

A. Interaksi Radiasi dengan Air Skema radiolisis air spontan : H2O ⇐⇒ H+ + OHradiasi : H2O ⇒ H2O+ + eion radikal (10-10 detik) H2O+ ⇒ H+ + • OH radikal bebas (10-5 detik) e- + H2O ⇒ OH- + H• Efek Radiasi Bagi Manusia

10

B. Interaksi Radiasi dengan (DNA) • Single strand break: putusnya salah satu untai DNA • Double strand break: putusnya kedua untai DNA • Base damage


11

C. Interaksi Radiasi dengan Kromosom • Kromosom merupakan rangkaian ikatan yang sangat kompleks antara DNA dengan protein • Pada sel manusia terdapat 23 pasang yaitu 22 pasang autosom dan 1 pasang kromosom seks


12

Efek Radiasi pada Kromosom (Aberasi Kromosom)

A

B

A. Normal; B. Disentrik Efek Radiasi Bagi Manusia

13

Aberasi Kromosom dan Dosimeter Biologi

• • • • • •

Digunakan secara luas sebagai biomarker akibat paparan radiasi berlebih Pengamatan dilakukan terhadap sel darah limfosit pada analisa sitogenetik Frekuensi aberasi kromosom disentrik menggambarkan dosis radiasi yang diterima Rentang dosis: 0,5 Gy – 8 Gy Frekuensi disentrik menurun dengan bertambahnya waktu (tidak stabil) Analisa dilakukan dalam waktu 24 jam -30 hari paska paparan radiasi


14

Absolute lymphocyte Number (ALN) 109/L

Kurva Hubungan Jumlah Limfosit Absolut dengan Dosis 10 1 0.5

day 2 day 3 day 4 day 5 day 6

0.1 0.01

0.001


day 0 day 1

0

2

4

6

8

Dose (Gy)

10

12

15

D. Efek Radiasi terhadap Sel Ionisasi Kerusakan DNA Modifikasi ekspresi gen

Proses Perbaikan Perbaikan tidak sempurna

Kematian sel “aktif” Aberasi kromosom

Sel mati Efek Radiasi Bagi Manusia

Mutasi

Perbaikan sempurna

Sel tetap hidup 16

D. Efek Radiasi terhadap Sel

Sel normal Efek Radiasi Bagi Manusia

Apoptosis 17

EFEK BIOLOGI RADIASI PADA TUBUH A. Klasifikasi Efek Radiasi •

Jenis sel : genetik (pewarisan) dan somatik (segera & tertunda)

•

Dosis radiasi : stokastik & deterministik


18

Klasifikasi Efek Radiasi (lanjutan) Sel terpapar radiasi Perbaikan secara enzimatis Sel hidup

Sel mati Disfungsi organ Efek deterministik

Sel normal

Sel abnormal Efek stokastik

Efek segera

Efek tertunda

Efek tertunda

Eritema; Sterilitas; Retardasi mental

Katarak

Kanker; Efek pewarisan, Leukimia


19

1 0 -1 5

E n e r g y d e p o s itio n E x c it a t io n / i o n iz a t io n

1 0 -1 2

I n it ia l p a r t i c le t r a c k s

1 0 -9

R a d i c a l f o r m a t io n D if f u s io n , c h e m ic a l r e a c t io n s

T IM E (se c )

1 0 -3

1 m s

100

1 secon d

106

P H Y S IC O - C H E M IC A L IN T E R A C T IO N S

I n it ia l D N A d a m a g e

1 0 -6

103

P H Y S IC A L IN T E R A C T IO N S

D N A b re a ks / b a s e d a m a g e

R e p a ir p ro c e s s e s D a m a g e f ix a t io n

1 hour

C e ll k i ll in g

1 day

M u ta t io n s /t r a n s fo r m a tio n s / a b e r r a t io n s

1 year

P r o li f e r a t i o n o f " d a m a g e d " c e lls P r o m o t io n / c o m p le t io n

109 1 0 0 y e a rs

T e r a t o g e n e s is Cancer H e r e d ita r y d e f e c ts


B IO L O G IC A L R E S P O N S E

M E D IC A L E F F E C T S

20

B. Efek Stokastik

Probability of Occurrence

Efek stokastik dapat terjadi jika sel yang terkena paparan radiasi pengion mengalami modifikasi

Dose Efek Radiasi Bagi Manusia

Ciri-ciri efek stokastik: • bersifat random • tidak memiliki dosis ambang • probabilitas kejadian bergantung dosis • dapat terjadi pada individu terpapar dan turunannya 21

Efek Stokastik (lanjutan)

• • •

•

• • •

Individu terpapar: Target : sel somatik karsinogenesis Kanker akibat radiasi tidak spesifik Prediksi risiko kanker diperoleh dari studi epidemiologi pada populasi terpapar radiasi Koefisien peluang pada pekerja radiasi : 4 x 10-2 /Sv Turunan individu terpapar: Target : sel genetik efek pewarisan Tidak ada bukti konklusif pada manusia Koef. Peluang pada pekerja radiasi : 0,8 x 10-2 /Sv Efek Radiasi Bagi Manusia

22

Karsinogenesis


23

Masa laten kanker


24

C. Efek Deterministik Efek deterministik terjadi karena adanya kematian sel sebagai akibat dari paparan radiasi baik pada sebagian atau seluruh tubuh Ciri-ciri efek deterministik: Frequency of Effect Threshol d dose

• memiliki dosis ambang • tingkat keparahan bergantung dosis

Dose Efek Radiasi Bagi Manusia

• terjadi hanya pada individu terpapar 25

Efek Radiasi pada Kulit Efek Radiasi Eritema awal Epilasi dan deskuamasi kering Deskuamasi basah Nekrosis


Rentang Dosis (Gy)

Waktu

2–3 3–8

6 – 24 jam 3 – 6 minggu

12 – 20 > 20

4 – 6 minggu 10 minggu

26

Efek paparan radiasi oleh Ir-192 (185 GBq) selama 2 jam

Hari ke-5 Hari ke-21


Hari ke-11

27

Kecelakaan Industri Radiografi di Yanango, Lima PERU Ir-192 (37 Ci / 1,37 TBq), 20 Feb. 1999

22 Februari 1999

1 Maret 1999

3 Mei 1999 Efek Radiasi Bagi Manusia

28


29


30

Efek Radiasi pada Mata

• • • •

Paling sensitif → lensa mata → katarak Dosis 0,5 Gy → kekeruhan lensa yang teramati Semakin tinggi dosis → semakin singkat masa laten Dosis 2–10 Gy → katarak dalam 6 bulan - 35 tahun


31

Katarak pada mata


32

Efek Radiasi pada Paru-paru Dosis ambang : 3 – 5 Gy Efek Radiasi Pneumonities Pulmonary fibrosis


Waktu 3 – 12 minggu 6 bulan ~

33

Efek Radiasi pada Paru-paru

Irradiated lung tissue Efek Radiasi Bagi Manusia

Pulmonary fibrosis 34

Efek Radiasi pada Testis Efek Radiasi

Rentang Dosis (Gy)

Oligosperma Steril untuk beberapa bulan Steril untuk 1 -2 tahun Steril permanen

0,15 <1 1–3 3,5 - 6


35

Efek Radiasi pada Ovarium

Efek Radiasi Steril sementara Steril pada usia 40 tahunan Steril pada usia 20 tahun


Rentang Dosis (Gy) 0,65 5–7 12 – 15

36

Efek Radiasi pada Sistem Pembentukan Darah Dosis ambang : 0,5 Gy Efek radiasi pada sistem pembentukan darah berupa penurunan segera komponen darah Jenis Sel Darah Eritrosit Leukosit • Limfosit • Granulosit Trombosit

Fungsi Transport O2 dan CO2 Sistem kekebalan tubuh Sistem kekebalan tubuh Sistem pembekuan darah


Waktu Beberapa minggu Beberapa jam Beberapa hari – minggu Beberapa hari - minggu 37

Efek Radiasi pada Janin Dosis ambang : 0,05 – 0,1 Gy

Perkembangan Janin

Usia Kehamilan (minggu)

Efek Radiasi

Pre-implantasi Organogenesis

0–2 2–7

Fetus

8 - 25

Kematian Malformasi organ, kematian neonatal Retardasi mental


38

Efek Radiasi pada Janin (lanjutan) Tabel hubungan antara usia kehamilan dengan dosis ambang yang dapat menyebabkan retardasi mental Usia Kehamilan Dosis Ambang (minggu) (Gy) 8 – 15 16 - 25


0,1 0,4 – 0,6

39

Sindroma Radiasi Akut Sindroma Radiasi Akut (SRA) : sekumpulan sindrom yang timbul akibat paparan radiasi dosis tinggi, lebih besar dari 1 Gy, pada seluruh tubuh secara akut Tahapan Sindroma Radiasi Akut: • Prodromal, timbulnya simptom awal segera pasca paparan • Masa laten, masa dimana tidak timbul simptom • Perwujudan SRA, timbulnya sindrom pada sistem hematopoitik, pencernaan, dan sistem syaraf pusat • Masa penyembuhan atau kematian Efek Radiasi Bagi Manusia

40

Sindroma Radiasi Akut (lanjutan) Waktu

Paparan

PRODROMAL

MASA LATEN

PERWUJUDAN PENYEMBUHAN Atau SRA KEMATIAN

• Asimptomatik • Mual • Muntah • Diare


• Kembali ke tahap Prodromal • Infeksi • Hemorrhage 41

Perwujudan Sindroma Radiasi Akut Pencernaan Hematopoitik

Cardiovascular/ Syaraf Pusat

Subklinis

Bertambahnya Dosis Efek Radiasi Bagi Manusia

42

Sindroma pada Sistem Hematopoitik Organ target : sumsum tulang Dosis Ambang (Gy)

Waktu (minggu)

Simptom

1

2–4

2

2–8

Anemia, penurunan sistem kekebalan tubuh, infeksi, hemorrage kematian


43

Sindroma Sistem Pencernaan Organ target : usus halus Dosis Ambang (Gy)

Waktu (hari)

Simptom

5

3–5

10

3 – 14

Malabsorbsi, paralityc uleus, dehidrasi, pendarahan GI, sepsis Kematian


44

Sindroma Sistem Syaraf Pusat Organ target : otak Dosis Ambang (Gy)

Waktu

Simptom

20

3 jam

50

< 3 hari

Pembengkakan otak, paru, jantung, otot,dan jaringan sel Kematian


45

Mean Lethal Dose (LD) Dosis radiasi akut yang menyebabkan kematian pada suatu populasi dalam rentang waktu tertentu LD 50/60 : kematian 50% populasi dalam 60 hari Rentang Dosis : 2,5 – 5 Gy Dosis rerata : 3,5 Gy


46

LATIHAN SOAL 1.

Aberasi kromosom yang spesifik disebabkan oleh radiasi adalah : a. b. c. d.

1.

Translokasi Kromosom disentrik Kromosom cincin Fragmen asentrik

Kerusakan berikut merupakan efek deterministik, kecuali: a. b. c. d.

Deskuamasi Nekrosis Tiroiditis Leukemia


47

Latihan Soal (Lanjutan) 1.

Efek radiasi pada DNA yang menimbulkan aberasi kromosom adalah: a. b. c. d.

1.

Pirimidin dimer Double strand breaks Crosslink DNA-protein Single strand beak

Berikut merupakan karakteristik dari efek stokastik: a.

Terjadi sebagai konsekuensi dari perubahan pada sifat sel akibat paparan radiasi dosis rendah


48

Latihan Soal (Lanjutan) a.

b.

c.

1.

Hanya diderita oleh individu terpapar radiasi dengan dosis dibawah dosis ambang Keparahan kerusakan yang terjadi meningkat dengan bertambahnya dosis radiasi Sebagai konsekuensi dari kematian sel akibat paparan radiasi dosis rendah

LD 50/30 pada manusia dapat didefinisikan sebagai: a.

b.

Dosis yang menimbulkan kematian dalam waktu 30 hari pada 30% populasi yang terpapar radiasi Dosis yang menimbulkan kematian pada 50% populasi yang terpapar radiasi


49

Latihan Soal (Lanjutan) a. b.

1.

Mean lethal dose pada 50% populasi yang terpapar radiasi dalam waktu 30 hari Dosis radiasi yang menimbulkan kematian selama 30 hari setelah paparan radiasi

Sel yang radiosensitivitasnya paling tinggi adalah: a. b. c. d.

Sel dengan tingkat diferensiasi yang tinggi dan kapasitas proliferasi yang rendah Sel dengan tingkat diferensiasi dan kapasitas proliferasi yang tinggi Sel dengan kapasitas pembelahan yang tinggi dan derajat diferensiasi yang rendah Sel dengan kapasitas pembelahan dan derajat diferensiasi yang rendah


50

EFEK RADIASI BAGI MANUSIA. Pusat Pendidikan dan Pelatihan Badan Tenaga Nuklir Nasional

Recommend Documents