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.
Interaksi antara radiasi dengan sel
hidup merupakan proses yang berlangsung secara bertahap. Proses ini diawali
dengan tahap fisik dan diakhiri dengan tahap biologik. Ada empat tahapan
interaksi, yaitu :
1. Tahap Fisik
Tahap Fisik berupa absorbsi energi
radiasi pengion yang menyebabkan terjadinya eksitasi dan ionisasi pada molekul
atau atom penyusun bahan biologi. Proses ini berlangsung sangat singkat dalam
orde 10-16 detik. Karena sel sebagian besar (70%) tersusun atas air, maka
ionisasi awal yang terjadi di dalam sel adalah terurainya molekul air menjadi
ion positif H2O+ dan e- sebagai ion negatif.
Proses ionisasi ini dapat ditulis dengan :
H2O +
radiasi pengion —> H2O+ + e-
2. Tahap
Fisikokimia
Tahap fisikokimia dimana atom atau
molekul yang tereksitasi atau terionisasi mengalami reaksi-reaksi sehingga
terbentuk radikal bebas yang tidak stabil. Tahap ini berlangsung dalam orde 10-6
detik. Karena sebagian besar tubuh manusia tersusun atas air, maka peranan air
sangat besar dalam menentukan hasil akhir dalam tahap fisikokimia ini. Efek
langsung radiasi pada molekul atau atom penyusun tubuh selain air hanya
memberikan sumbangan yang kecil bagi akibat biologi akhir dibandingkan dengan
efek tak langsungnya melalui media air tersebut. Ion-ion yang terbentuk pada
tahap pertama interaksi akan beraksi dengan molekul air lainnya sehingga
menghasilkan beberapa macam produk , diantaranya radikal bebas yang sangat
reaktif dan toksik melalui radiolisis air, yaitu OH- dan H+.
Reaksi kimia yang terjadi dalam tahap kedua interaksi ini adalah:
H2O+
—-> H+ + OH-
H2O
+ e –> H2O-
H2O-
–> OH- + H+
Radikal bebas
OH- dapat membentuk peroksida (H2O2 )
yang bersifat
oksidator kuat
melalui reaksi berikut :
OH- +
OH + —> H2O2
3. Tahap Kimia
Dan Biologi
Tahap kimia dan biologi yang
berlangsung dalam beberapa detik dan ditandai dengan terjadinya reaksi antara
radikal bebas dan peroksida dengan molekul organik sel serta inti sel yang
terdiri atas kromosom. Reaksi ini akan menyebabkan terjadinya
kerusakan-kerusakan terhadap molekul-molekul dalam sel. Jenis kerusakannya
bergantung pada jenis molekul yang bereaksi. Jika reaksi itu terjadi dengan
molekul protein, ikatan rantai panjang molekul akan putus sehingga protein
rusak. Molekul yang putus ini menjadi terbuka dan dapat melakukan reaksi
lainnya. Radikal bebas dan peroksida juga dapat merusak struktur biokimia
molekul enzim sehingga fungsi enzim terganggu. Kromosom dan molekul DNA di
dalamnya juga dapat dipengaruhi oleh radikal bebas dan peroksida sehingga
terjadi mutasi genetik.
4. Tahap Biologis
Tahap biologis yang ditandai dengan
terjadinya tanggapan biologis yang bervariasi bergantung pada molekul penting
mana yang bereaksi dengan radikal bebas dan peroksida yang terjadi pada tahap
ketiga. Proses ini berlangsung dalam orde beberapa puluh menit hingga beberapa
puluh tahun, bergantung pada tingkat kerusakan sel yang terjadi. Beberapa
akibat dapat muncul karena kerusakan sel, seperti kematian sel secara langsung,
pembelahan sel terhambat atau tertunda serta terjadinya perubahan permanen pada
sel anak setelah sel induknya membelah. Kerusakan yang terjadi dapat meluas
dari skala seluler ke jaringan, organ dan dapat pula menyebabkan kematian.
Dilihat dari interaksi biologi tadi
di atas, maka secara biologis efek radiasi dapat dibedakan atas :
1. Berdasarkan
jenis sel yang terkena paparan radiasi
Sel dalam tubuh manusia terdiri dari
sel genetic dan sel somatic. Sel genetic adalah sel telur pada perempuan dan
sel sperma pada laki-laki, sedangkan sel somatic adalah sel-sel lainnya yang
ada dalam tubuh.
Berdasarkan jenis sel, maka efek
radiasi dapat dibedakan atas :
- Efek Genetik (non-somatik) atau efek pewarisan
adalah efek yang dirasakan oleh keturunan dari individu yang terkena
paparan radiasi.
- Efek Somatik adalah efek
radiasi yang dirasakan oleh individu yang terpapar radiasi. Waktu yang
dibutuhkan sampai terlihatnya gejala efek somatik sangat bervariasi
sehingga dapat dibedakan atas :
- Efek segera adalah
kerusakan yang secara klinik sudah dapat teramati pada individu dalam
waktu singkat setelah individu tersebut terpapar radiasi, seperti epilasi
(rontoknya rambut), eritema (memerahnya kulit), luka bakar dan penurunan
jumlah sel darah. Kerusakan tersebut terlihat dalam waktu hari sampai
mingguan pasca iradiasi.
- Efek tertunda merupakan
efek radiasi yang baru timbul setelah waktu yang lama (bulanan/tahunan)
setelah terpapar radiasi, seperti katarak dan kanker.
2. Berdasarkan
dosis radiasi
Bila ditinjau dari dosis radiasi
(untuk kepentingan proteksi radiasi), efek radiasi dibedakan atas efek stokastik dan efek deterministic
(non-stokastik).
i. Efek Stokastik adalah
efek yang penyebab timbulnya merupakan fungsi dosis radiasi dan diperkirakan
tidak mengenal dosis ambang. Efek ini terjadi sebagai akibat paparan radiasi
dengan dosis yang menyebabkan terjadinya perubahan pada sel. 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.
Maka dari itu dapat disimpulkan
ciri-ciri efek stokastik a.l :
- Tidak
mengenal dosis ambang
- Timbul
setelah melalui masa tenang yang lama
- Keparahannya tidak bergantung pada dosis radiasi
- Tidak
ada penyembuhan spontan
- Efek
ini meliputi : kanker, leukemia (efek somatik), dan penyakit
keturunan
(efek genetik).
ii. Efek Deterministik (non-stokastik) adalah
efek yang kualitas keparahannya bervariasi menurut dosis dan hanya timbul bila
dosis ambang dilampaui. 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%.
Adapun ciri-ciri efek non-stokastik
a.l :
- Mempunyai
dosis ambang
- Umumnya timbul beberapa saat setelah radiasi
- Adanya penyembuhan spontan (tergantung keparahan)
- Tingkat keparahan tergantung terhadap dosis radiasi
- Efek ini meliputi : luka bakar, sterilitas /
kemandulan, katarak (efek somatik)
Dari penjelasan di atas dapat
disimpulkan :
*Efek Genetik merupakan efek
stokastik, sedangkan Efek Somatik dapat berupa stokastik maupun deterministik
(non-stokastik)
0 komentar:
Posting Komentar