toksikologi penyinaran

Click here to load reader

Post on 06-Aug-2015

55 views

Category:

Documents

3 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

TOKSIKOLOGI PENYINARAN

1. LATAR BELAKANG Toksikologi adalah cabang ilmu yang mempelajari segala hal yang berkaitan dengan zat zat kimia (racun), tidak hanya berkaitan dengan sifat sifat zat kimia saja, namun juga mempelajari bagaimana pengaruh zat kimia tersebut didalam tubuh atau dikenal dengan istilah xenobiotik. Toksikologi penyinaran adalah keracunan atau efek negative dari penyinaran atau radiasi. Toksikologi ini termasuk kedalam toksikologi perang, dimana pelaksanaan perang dengan : Senjata atom (nuklir), misalnya bom di Hirosimak Bilogi, missal pemakaian racun tanaman (zat perontok daun) untuk keperluan militer Kimia, misalnya penggunaan untuk menghentikan demonstrasi (gas air mata) Radiasi tidak dapat dilihat, dirasa atau diketahui keberadaannya dalam tubuh dan paparan radiasi yang berlebih dapat menimbulkan efek yang merugikan. Pemanfaatan berbagai sumber radiasi harus dilakukan secara cermat dan mematuhi ketentuan teknik kerja dengan menggunakan sumber radiasi untuk menghindari terjadinya paparan radiasi yang tidak diinginkan. Pemanfaatan radiasi pada berbagai bidang untuk kesejahteraan manusia dapat dilakukan tanpa batas selama selalu memperhatikan prosedur standar proteksi dan keselamatan radiasi. Prosedur proteksi bertujuan untuk mencegah terjadinya efek deterministik pada individu dengan mempertahankan dosis di bawah ambang dan unruk memperkecil resiko terjadinya efek stokastik pada populasi di masa kini dan masa mendatang.

2. INTERAKSI RADIASI DENGAN TUBUH Interaksi radiasi dengan materi biologi diawali dengan terjadinya interaksi fisik yaitu terjadinya proses eksitasi dan/ atau ionisasi, yang terjadi dalam waktu -15 -10 detik setelah paparan radiasi. Reaksi ini dalam waktu 10-10 detik segera yang diikuti dengan interaksi fisikokimia yang menghasilkan pembentukan ion radikal. Selanjutnya terjadi reaksi kimia dengan menghasilkan radikal bebas dalam waktu 10-5 detik. Radikal bebas menginduksi1

terjadinya reaksi biokimia yang menimbulkan kerusakan khususnya pada DNA. Rangkaian proses ini diakhiri dengan terjadinya respon biologi yang dalam waktu harian sampai tahunan akan menimbulkan efek biologi. Elektron sekunder yang dihasilkan dari proses ionisasi akan berinteraksi secara langsung maupun tidak langsung. Secara langsung bila penyerapan energi dari elektron tersebut langsung terjadi pada molekul organik dalam sel yang mempunyai arti biologi 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.

A. . Interaksi radiasi dengan DNA Kerusakan pada DNA sebagai akibat radiasi dapat menyebabkan terjadinya perubahan struktur molekul gula atau basa, pembentukan dimer, putusnya ikatan hidrogen antar basa, hilangnya gula atau basa dan lainnya. Kerusakan yang lebih parah adalah putusnya salah satu untai DNA yang disebut single strand break dan putusnya kedua untai DNA pada posisi yang berhadapan, yang disebut double strand breaks. Radiasi LET tinggi dan dosis tinggi radiasi LET rendah menyebabkan sekumpulan kerusakan yang padat pada suatu lokasi tertentu pada DNA, disebut dengan clustered damage. Distribusi kerusakan yang tidak homogen ini lebih sulit2

untuk diperbaiki dibandingkan dengan kerusakan DNA yang random. Clustered damage didefinisikan sebagai dua atau lebih kerusakan (basa teroksidasi, basa hilang, atau strand breaks) yang terjadi pada suatu tempat tertentu dalam struktur heliks DNA. Dosis sangat rendah sekitar 0,01 Gy dapat menimbulkan kerusakan clustered DNA, yang keseluruhan terdiri dari 20% double strand breaks dan 80% jenis kerusakan DNA lainnya. Total clustered damage akibat radiasi pengion 3 4 kali lebih besar dari double strand breaks dan nampaknya tidak terjadi pada sel yang tidak diirradiasi. Tingkat clustered damage yang terjadi segera setelah paparan radiasi dapat digunakan sebagai dosimeter yang relatif sensitif. Karena kumpulan kerusakan tersebut tidak dapat diperbaiki dan terakumulasi dalam sel, maka dapat dideteksi pada waktu yang lebih lama setelah paparan.

Secara alamiah sel mempunyai kemampuan untuk melakukan proses perbaikan terhadap kerusakan DNA dalam batas normal. Perbaikan dapat berlangsung tanpa kesalahan sehingga struktur DNA kembali seperti semula dan tidak menimbulkan perubahan fungsi pada sel. Tetapi bila kerusakan yang terjadi terlalu banyak yang melebihi kapasitas kemampuan proses perbaikan, maka perbaikan tidak dapat berlangsung dengan secara tepat dan sempurna sehingga menghasilkan DNA dengan struktur yang berbeda, yang dikenal dengan mutasi.

3

B. Interaksi radiasi dengan kromosom Kromosom terdiri dari dua lengan (telomer) yang dihubungkan satu sama lain dengan suatu penyempitan yang disebut sentromer. Pada salah satu fase dari siklus sel yaitu fase S (sintesa DNA), kromosom mengalami penggandaan untuk kemudian masuk ke dalam fase mitosis yaitu fase pembelahan dari satu sel menjadi dua sel anak. Radiasi menyebabkan terjadinya perubahan pada jumlah dan

strukturkromosom (aberasi kromosom). Perubahan jumlah kromosom, misalnya menjadi 47 buah pada sel somatik yang memungkinkan timbulnya kelainan genetik. Sedangkan kerusakan struktur kromosom berupa patahnya lengan kromosom yang terjadi secara acak dengan peluang yang semakin besar dengan meningkatnya dosis radiasi.

Bentuk aberasi kromosom yang dapat timbul akibat radiasi adalah: 1. Kromosom asentrik (fragmen asentrik) adalah potongan kecil kromosom yang tidak mengandung sentromer. Kromosom ini merupakan hasil dari terjadinya delesi atau pematahan pada lengan kromosom, baik terminal atau interstisial. 2. Kromosom cincin (ring), merupakan hasil penggabungan lengan kromosom dari dari satu kromosom yang sama. 3. Kromosom disentrik, adalah kromosom dengan dua buah sentromer sebagai hasil dari penggabungan dua kromosom yang mengalami patahan 4. Translokasi yaitu terjadinya perpindahan fragmen antar lengan dari kromosom yang sama atau dari dua kromosom.

4

Di antara jenis kerusakan struktur kromosom, disentrik adalah yang paling spesifik akibat radiasi. Dengan demikian jenis aberasi kromosom ini dapat digunakan sebagai dosimeter biologis. Perubahan pada struktur kromosom merupakan indikator kerusakan akibat pajanan radiasi pada tubuh yang sangat dapat diandalkan. Pemeriksaan aberasi kromosom pada sel darah limfosit sebagai sel tubuh yang paling sensitif terhadap radiasi, selain untuk memperkirakan tingkat keparahan efek radiasi dan risiko pada kesehatan, juga dapat digunakan sebagai dosimeter biologi. Aberasi kromosom dapat dibagi atas 2 kelompok utama yaitu aberasi tidak stabil dan aberasi stabil. Kromosom disentrik dan cincin merupakan aberasi tidak stabil karena sel yang mengandung kromosom ini akan mengalami kematian ketika melakukan pembelahan sel. Dengan demikian, penggunaan kromosom disentrik sangat terbatas oleh waktu karena jumlah sel yang mengandung kromosom ini akan terus menurun bersama dengan bertambahnya waktu pasca pajanan radiasi. Analisis frekuensi kromosom disentrik khususnya digunakan pada individu yang terpapar secara akut akibat kerja atau dalam kasus kecelakaan radiasi yang harus dilakukan dalam waktu secepatnya pasca paparan radiasi. Translokasi merupakan aberasi kromosom bersifat stabil. Kromosom ini tidak hilang dengan bertambahnya waktu karena sel yang mengandung kromosom bentuk ini tidak mati ketika melakukan pembelahan sel. Dengan demikian adanya kromosom translokasi akan sangat berguna untuk digunakan sebagai indikator kerusakan genetik5

yang tetap ada meskipun dalam waktu yang lama setelah paparan radiasi atau sebagai indikator dari terjadinya akumulasi kerusakan untuk pendugaan risiko akibat radiasi. Analisis translokasi lebih sesuai bila digunakan untuk pemeriksaan paparan radiasi akut atau kronik yang dapat dilakukan beberapa tahun kemudian setelah terpapar radiasi. Translokasi berperan dalam perkembangan kelainan atau penyakit genetik dan dalam karsinogenesis termasuk proses aktivasi onkogen yang menyebabkan sel normal berkembang menjadi sel malignan. Dengan demikian pendeteksian adanya translokasi akan menjadi sangat penting dalam memprediksi kemungkinan risiko kanker yang mungkin diderita pada beberapa waktu kemudian. Tabel di bawah ini menunjukkan hubungan antara aberasi kromosom dengan jenis kanker.

C. Interaksi radiasi dengan sel Kerusakan yang terjadi pada DNA dan kromosom sel akan menyebabkan sel tetap hidup atau mati yang sangat bergantung pada proses perbaikan yang terjadi secara enzimatis. Bila proses perbaikan berlangsung dengan baik dan tepat/sempurna dan juga tingkat kerusakan yang dialami sel tidak terlalu parah, maka sel bisa kembali normal seperti keadaannya sebelum terpapar radiasi. Bila proses perbaikan berlangsung tetapi tidak tepat maka akan dihasilkan sel yang tetap dapat hidup tetapi telah mengalami perubahan. Artinya sel tersebut tidak lagi seperti sel semula, tetapi sudah menjadi sel yang baru atau terubah/abnormal tetapi hidup. Selain itu, bila tingkat kerusakan yang dialami sel sangat parah atau bila proses perbaikan tidak berlangsung dengan baik maka sel akan mati.

6

D. Radiosensitivitas Sel Radiosensitivitas adalah tingkat sensitivitas terhadap paparan radiasi yang berhubungan dengan kematian sel, khususnya kematian reproduktif sel. Yang dimaksud dengan kematian reproduktif adalah hilangnya kemampuan sel untuk melakukan pembelahan (proliferasi) setelah sel melakukan mitosis dua atau tiga kali. Radiosensitivitas suatu sel bergantung pada faktor fisik, kimia dan biologi sel. Faktor fisik antara lain meliputi LET radiasi, dosis, laju dosis, dan distribusi waktu paparan radiasi (tunggal dan fraksinasi). Senyawa kimia dapat memodifikasi tingkat radiosensitivitas sel yang dibedakan atas dua kelompok utama yaitu radioprotektor dan radiosensitizer. Sedangkan faktor biologi sel yang dimaksud antar