EFEK RADIASI TERHADAP MANUSIA SOEGENG RAHADHY Basic Professional Training Cource 18 Maret 2014

Tujuan Instruksional Khusus Tujuan Instruksional Umum Memahami sumber radiasi sebagai sumber paparan radiasi eksterna dan interna Tujuan Instruksional Khusus Mengetahui sifat radiasi dan potensi bahaya yang ditimbulkan Mengetahui sumber radiasi yang berpotensi sebagai sumber paparan radiasi eksterna dan interna pada tubuh Mengetahui kontaminasi dan dekontaminasi

RADIASI ~ massa Radiasi partikel alfa, beta, dan neutron energi yang dipancarkan dalam bentuk partikel atau gelombang Radiasi Radiasi elektro-magnetik: radiasi yang tidak memiliki massa Gel. radio, gel. mikro, inframerah, cahaya tampak, sinar-X, sinar gamma dan sinar kosmik. Radiasi partikel: radiasi berupa partikel yang memiliki massa partikel alfa, beta, dan neutron

RADIASI ~ muatan listrik Radiasi pengion: radiasi yang dapat menimbulkan ionisasi  radiasi atom/nuklir sinar-X, sinar gamma, sinar kosmik, serta partikel beta, alfa dan neutron Radiasi non-pengion: radiasi yang tidak dapat menimbulkan ionisasi. Gel. radio, gel. mikro, inframerah, cahaya tampak dan ultraviolet

RADIONUKLIDA Radionuklida: isotop yang memancarkan radiasi Radionuklida alamiah: radionuklida yang terbentuk secara alami Primordial: radionuklida ini telah ada sejak bumi diciptakan Kosmogenik: radionuklida ini terbentuk sebagai akibat dari interaksi sinar kosmik Radionuklida buatan manusia: radionuklida yang terbentuk karena dibuat oleh manusia

DAYA TEMBUS RADIASI PENGION

α β γ SIFAT RADIASI PENGION JENIS RADIASI SIFAT Partikel bermuatan positifdapat dibelokkan oleh medan magnet/listrik Saat menembus zat, sinar α menghasilkan ion. Memiliki daya tembus yang rendah. Kecepatan antara 2.000 – 20.000 mil per detik (1 –10% kec. Cahaya) β Partikel bermuatan negatif dan identik dengan elektron. Daya tembus lebih besar tetapi daya pengion lebih kecil dari sinar α . Dapat menembus kertas aluminium setebal 2 hingga 3 mm. Partikel beta dapat dibelokkan oleh medan listrik/magnet, tetapi arahnya berlawanan dari partikel α . Mengalami pembelokan > partikel α dalam medan listrik/magnet. mβ < mα γ Mempunyai daya tembus besar Tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik/magnet. Mempunyai panjang gelombang yang sangat pendek. Daya tembus besar

Sistem Biologi Tubuh Manusia Sistem Organ beberapa organ dan jaringan yang membentuk suatu sistem terintegrasi Organ kumpulan beberapa jaringan Jaringan kumpulan jenis sel mempunyai struktur & fungsi yang sama Sel unit fungsional terkecil yang dapat menjalani fungsi hidup secara lengkap

SEL (genetik & somatik) Sitoplasma organel sel yang mengatur fungsi metabolisme Nukleus mengandung kromosom sebagai pusat kontrol informasi genetik Keduanya dilindungi oleh membran sel yang berfungsi sebagai media komunikasi dan transportasi bahan makanan

Interaksi Radiasi dengan Materi Biologik Eksitasi/ionisasi (10-15 detik) Fisikokimia (10-10 detik)  ion radikal Reaksi kimia (10-5 detik)  radikal bebas (induksi) Reaksi biokimia  kerusakan pada DNA Respon biologi  efek biologi

Interaksi Radiasi Elektron Sekunder Langsung: penyerapan energi dari e- langsung terjadi pada molekul organik dalam sel yang mempunyai arti biologi penting (DNA) Tidak langsung: terlebih dahulu terjadi interaksi radiasi dengan molekul air dalam sel Direct and indirect action

Interaksi Radiasi dengan Molekul Air (Radiolisis Air) dekomposisi air menjadi radikal bebas yang diinduksi oleh radiasi pengion spontan : H2O  H+ + OH- radiasi : H2O  H2O+ + e- ion radikal (10-10 detik) H2O+  H+ + OH* radikal bebas (10-5 detik) e- + H2O  OH- + H*

INTERAKSI RADIASI DENGAN SEL Ionisasi Kerusakan DNA Modifikasi proses perbaikan Ekspresi gen perbaikan tidak sempurna Kematian sel aberasi mutasi perbaikan “aktif” kromosom sempurna sel mati sel tetap hidup

Efek radiasi pada kromosom (aberasi kromosom) Fragmen asentrik potongan dari lengan kromosom tanpa sentromer Aberasi kromosom stabil (delesi)  sel akan mati Cincin (ring) kromosom berbentuk cincin dengan satu sentromer Aberasi kromosom tidak stabil  sel tetap hidup dan melakukan pembelahan Disentrik kromosom dengan dua sentromer Translokasi perpindahan fragmen antar lengan kromosom Aberasi kromosom stabil  sel akan mati

KLASIFIKASI EFEK RADIASI Jenis sel Efek genetik: efek radiasi yg dirasakan oleh keturunan dari individu yang terkena paparan radiasi Efek somatik: efek radiasi yang dirasakan oleh individu yang terkena paparan radiasi Dosis radiasi Efek deterministik (non stokastik): jika dosis yang diterima di atas dosis ambang. Peluang 0% atau 100% Efek stokastik: tidak ada dosis ambang  dapat membunuh atau mengubah sel (somatik kanker; genetik efek genetik) Waktu (somatik) Efek segera: kerusakan yg secara klinik sudah dapat teramati pada individu yang terkena paparan radiasi dalam waktu singkat epilasi (rontok rambut), eritema (kulit memerah), luka bakar Efek tertunda: efek radiasi yang terjadi dalamkurun watu yang lama (bulan/tahun)  katarak dan kanker

Wadistribusi penyinaran KLASIFIKASI EFEK RADIASI Sumber radiasi Eksterna :paparan radiasi yang diterima dari luar tubuh Interna : paparan radiasi yang diterima dari dalam tubuh Interakksi radiasi Langsung: penyerapan energi dari e- langsung terjadi pada molekul organik dalam sel yang mempunyai arti biologi penting (DNA) Tidak langsung: terlebih dahulu terjadi interaksi radiasi dengan molekul air dalam sel Wadistribusi penyinaran Lokal: paparan radiasi yang diterima oleh sebagian tubuh Seluruh tubuh (SRA): sekumpulan sindrom klinik yang terjadi dalam waktu beberapa detik sampai 3 hari setelah paparan radiasi pengion akut pada seluruh tubuh dengan dosis relatif tinggi (> 1 Gy)

EFEK RADIASI PADA SEL TUBUH

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 & cincin) 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 pasca paparan radiasi

Efek Stokastik pada Individu terpapar Target : sel somatik  karsinogenesis Kanker akibat radiasi tidak spesifik Prediksi risiko kanker diperoleh dari studi epidemiologi radiasi pada populasi terpapar radiasi Koefisien peluang pada pekerja radiasi : 4 x 10-2 /Sv

Efek Stokastik pada Turunan Individu terpapar Target :sel reproduktif  efek pewarisan Tidak ada bukti konklusif pada manusia Hewan :bervariasi  buta warna, kelainan metabolisme minor sampai serius (kematian) dan retardasi mental Koefisien peluang pada pekerja radiasi : 0,8 x 10-2 /Sv

Efek Deterministik pada Kulit 2–3 Gy  eritema awal dalam 6-24 jam utk 2-3 hari; eritema 7 – 10 hari utk beberapa minggu 3-8 Gy  eritema dan epilasi; deskuamasi kering (pengelupasan kulit) 3-6 minggu 12-20 Gy  blister (deskuamasi basah) dalam 4-6 minggu; lceration (tukak/borok) > 20 Gy  nekrosis (kematian jaringan ) dalam10 minggu;atropi dalam bulanan-tahunan > 50 Gy  nekrosis lebih singkat (~ 3 minggu) Efek stokastik: kanker kulit

Efek Deterministik pada Sistem Pembentukan Darah Sel darah berasal dari sel stem sumsum tulang eritrosit (sdm) lekosit (sdp)  granulosit dan limfosit trombosit (platelet) Dosis 0,5 Gy  penurunan segera komponen darah limfosit menurun dalam beberapa jam trombosit & granulosit dalam beberapa hari – minggu eritrosit menurun lambat dalam beberapa minggu Kematian terjadi akibat dari infeksi dan hemorrhage Efek stokastik: leukimia dan kanker sel darah merah

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

Efek Radiasi pada Organ Reproduksi Testis Perubahan jumlah sperma dan waktu pulih Dosis 0,15 Gy : oligospermia Dosis < 1 Gy : steril beberapa bulan Dosis 1 – 3 Gy : steril 1 – 2 tahun ICRP 60 : 3,5 - 6 Gy (dosis ambang sterilitas permanen) Ovarium Bergantung usia:  usia  dosis Dosis 0,65 Gy : steril sementara Dosis 5 – 7 Gy : steril pada usia 40-an Dosis 12 – 15 Gy : steril pada usia 20-an ICRP 60: 2,5 – 6 Gy (dosis ambang sterilitas) Efek deterministik: sterilitas

Efek Radiasi pada Janin Bergantung Periode kehamilan: 1. Preimplantasi & implantasi (minggu 0 – 2)  kematian janin (0,05 – 0,1 Gy) 2. Organogenesis (minggu 2 – 7)  malformasi organ, kematian neonatal, kanker masa anak-anak 3. Tahap Fetus (minggu 8 – 40)  retardasi mental, kanker pada masa anak-anak Dosis ambang retardasi mental (penurunan IQ):  0,1 Gy pd minggu 8 – 15 dan 0,4 -0,6 Gy pd minggu 6 – 25

Efek Genetik-Somatik Efek genetik: Efek radiasi yang dirasakan oleh keturunan dari orang yang menerima paparan radiasi  somatik jika akibat radiasi dirasakan langsung oleh orang yang menerima radiasi Efek non stokastik: efek yang kualitas keparahannya bervariasi menurut dosis dan hanya timbul jika dosis ambang dilampaui Efek non stokastik meliputi beberapa efek somatik: luka bakar, sterilitas, katarak, kelainan kongenital  efek genetik adalah efek stokastik sedangkan efek somatik dapat stokastik (leukimia dan kanker) maupun non stokastik Ciri efek non stokastik: Mempunyai dosis ambang Umumnya timbul beberapa saat setelah radiasi Adanya penyembuhan spontan yang tergantung keparahannya Keparahannya tergantung dosis radiasi

Efek Stokastik Deterministik Efek stokastik: efek yang kebolehjadian timbulnya merupakan fungsi dosis radiasi dan diperkirakan tidak mengenal dosis ambang yang meliputi kanker, leukimia (efek somatik) dan penyakit keturunan (efek genetik) Efek deterministik dapat terjadi akibat masuknya radionuklida ke dalam tubuh. Penyebabnya: ledakan IN atau bom nuklir dan kesalahan dalam pengobatan atau penelitian Ciri efek stokastik: Tidak mengenal dosis ambang Tiimbul setelah melalui masa tenang yang lama Keparahannya tidak tergantung pada dosis radiasi Tidak ada penyembuhan spontan

PROSES SEL TERPAPAR RADIASI Perbaikan secara enzimatis sel hidup sel abnormal efek stokastik tanpa dosis ambang ada masa laten terjadi pada individu terpapar & turunannya probabilitas bergantung dosis sel normal sel mati disfungsi organ efek deterministik ada dosis ambang keparahan bergantung dosis umumnya tanpa masa laten terjadi pada individu terpapa

SINDROMA PRODROAL SEBAGAI TAHAP INISIAL SRA Simptom Tingkat SRA dan perkiraan dosis akut radiasi pada seluruh tubuh (Gy) rendah (1-2) sedang (2-4) parah (4-6) sangat parah (6-8) letal (>8 Gy) Limfosit (G/L, hari 3-6) 0.8 – 1.5 0.5 – 0.8 0.3 – 0.5 0.1 – 0.3 0.0 – 0.1 Granulosit (G/L) > 2.0 1.5 – 2.0 1.0 – 1.5 ≤ 0.5 ≤ 0.1 Diare tidak ada jarang hari 6-9 hari 4-5 Epilasi sedang pada hari > 15 sedang pada hari > 11-21 total pada hari > 11 total pada hari > 10 Masa laten (hari) 21-35 18-28 8-18 < 7 Tindakan medis tidak perlu dirawat disarankan untuk dirawat perlu dirawat sangat perlu dirawat hanya tindajkan simtompatik

FASE LATEN SEBAGAI FASE KEDUA SRA Simptom Tingkat SRA dan perkiraan dosis akut radiasi pada seluruh tubuh (Gy) rendah (1-2) sedang (2-4) parah (4-6) sangat parah (6-8) letal (>8 Gy) Muntah Waktu % kejadian - 2 jam 10-50 1-2 jam 70-90 < 1 jam 100 < 30 menit < 10 menit100 Diare tidak ada rendah 3-8 jam <10 parah 1-3 jam >10 <1 jam hampir 100 Sakit Kepala sangat ringan ringan sedang 4-24 jam 50 3-4 jam 80 80-90 Kesadaran tidak terganggu tdk terganggu terganggu sedikit hilang detik-menit 100 (>50Gy) Suhu tubuh normal naik 10-80 demam 80-100 demam tinggi Tindakan medis rawat jalan rawat pada RSU tindakan pada RS khusus tindakan paliatif

Sindroma Radiasi Akut (SRA) Sindroma Radiasi Akut (SRA): sekumpulan sindrom klinik yang terjadi dalam waktu beberapa detik sampai 3 hari setelah paparan radiasi pengion akut pada seluruh tubuh dengan dosis relatif tinggi (> 1 Gy) Sindroma sistem pembentukan darah (hematopoietic syndrome) Sindroma sistem pencernaan (gastrointestinal syndrome) Sindroma sistem syaraf pusat (central nervous system syndrome)

SINDROMA SISTEM HEMATOPOITIK (SISTEM PEMBENTUKAN DARAH) DOSIS AMBANG SINDROMA : 1 GY S. PRODROMAL : MUAL, MUNTAH, LETIH, PUSING, HILANG NAFSU MAKAN DAN DIARE  3 HARI MASA LATEN : 2 – 3 MINGGU EFEK SISTEMIK: PENURUNAN JUMLAH SEL DARAH DOSIS AMBANG KEMATIAN : 3 GY DALAM 3 MINGGU  INFEKSI DAN HEMORRHAGE PENURUNAN SEL STEM SUMSUM TULANG (SAMPAI 8 GY)

Sindroma Gastrointestinal (sistem pencernaan) Dosis ambang sindrom: 5 Gy Sindroma Prodromal: demam, diare parah + darah, kram perut Masa laten : 3 – 5 hari Efek sistemik: kerusakan sel stem & lapisan mukosa usus halus Dosis ambang kematian: 10 Gy dalam 3 hari – 2 minggu

Sindroma Sistem Syaraf Pusat Dosis ambang sindroma : 20 Gy Sindroma Prodromal: hilang keseimbangan, susah bernafas, tremor dan koma Masa laten : 15 menit – 3 jam Efek sistemik: kerusakan parah sistem syaraf dan cardiovascular Dosis ambang kematian : 50 Gy dalam < 3 hari

KONTAMINASI INTERNA Masuk tubuh melalui jalan masuk : Inhalasi, Ingesi dan Kulit Penyerapan dalam darah atau getah bening Distribusi dalam tubuh dan akumulasi pada organ target Pengeluaran dari tubuh melalui urin dan feses

DEKONTAMINASI Radionuklida Radiasi (T½) Target Jalan masuk Dekontaminan 3H β (12,4 th) Tubuh Inh/ing/k air 90Sr γ (29, th) Tulang Inh/ing Stronsium laktat 137Cs β, γ (30 th) Prussian blue 226Ra α (600 th) Kalsium glukonat 239Pu (2,4 104 th) Paru, tulang, hati dietilentriamin pentasetik asid (DTPA)

KONTRIBUSI DOSIS RADIASI

감사합니다 Terima kasih あ り が と う ご ざ い ま す Gracias धन्यवाद Thank you