Konsep Radiobiologi Dan Prinsip Dasarnya
-
Upload
wulandhari -
Category
Documents
-
view
410 -
download
6
Transcript of Konsep Radiobiologi Dan Prinsip Dasarnya
Kedokteran Nuklir
Konsep Radiobiologi dan Prinsip Dasarnya
Rahmawati Hidayah (24040110120032)Wulandhari (24040110120034)
ISI• Pengenalan• Efek Stokastik dan Efek non-Stokastik• Respon Sel dan Kelangsungan Hidupnya
Mekanisme kerusakan akibat radiasi pada sistem biologi
Efek Bystander• Kesimpulan
PengenalanKASUS 1
Elihu Thomson (seorang fisikawan Amerika) sengaja mengenakan sinar-X ke jari kelingking kirinya selama beberapa hari (untuk waktu yang singkat setiap hari)
Akibatnya pada jari kelingking yang disinari tersebut terasa nyeri, pembengkakan, kekakuan, eritema.
KASUS 2William Herbert Rollins (seorang dokter gigi dari
Boston) menunjukkan penelitiannya bahwa Sinar-X bisa membunuh babi guinea dan mengakibatkan kematian keturunan saat babi guinea diiradiasi saat hamil.KASUS 3
kerusakan biologis diderita oleh Pelukis Dial Radium. Radium digunakan dalam cat bercahaya diawal 1900-an. Di pabrik-pabrik pekerja (terutama perempuan) akan mempertajam ujung kuas cat mereka dengan bibir mereka, dan dengan demikian jumlah besar tertelan radium. Mereka telah meningkat jumlah kanker tulang dan meninggal karena anemia dan penyebab lainnya.
Efek Stokastik dan Efek non-Stokastik
• Ada 2 kategori efek radiasi pada manusia:
→ adalah efek yang umumnya diamati segera setelah paparan radiasi.
ciri efek non-Stokastik : Ada ambang batas dosis (bila di bwh ambang efek tdk
dpt diamati)Di atas batas ini, besarnya efek meningkat dengan
dosis.Efeknya jelas terkait dengan radiasi eksposur.
Efek non-Stokastik (efek deterministik)
contoh efek non-Stokastik : Eritema (kemerahan pada kulit) Pencukuran bulu (kehilangan rambut) Mual, muntah, diare (NVD) sering diamati pada korban
setelah paparan akut radiasi Sistem saraf pusat (SSP) kerusakan Kerusakan pada janin (cacat fisik)hukum Bergonie dan Tribondeau menyatakan bahwa sel-sel cenderung radiosensitive, jika mereka memiliki tiga sifat: Sel memiliki tingkat divisi tinggi. Sel memiliki membagi panjang masa depan. Sel dari jenis terspesialisasiContohnya : sel darah merah pd sumsum dan pada perkembangan embrio.
(umumnya akan timbul setelah beberapa tahun setelah terjadinya paparan)
cirinya : Sebuah ambang batas tidak dapat diamati. Kemungkinan efek meningkat dengan dosis. Tidak dapat secara definitif mengaitkan efek dengan
paparan radiasi.Contohnya : kanker dan efek genetik
Efek stokastik
Kurva SurvivalKurva survival biasanya dinyatakan dalam bentuk model kurva logartimik.Kurva survival dapat dinyatakan dalam bentuk matematis :
S : fraksi survival:juml sel yg diradiasiD : dosis yg diterima: kemiringan kurva (dosis lethal rata rata)
ED50
ED90
53Dosis Radiasi (Gy)
Surv
ivin
g fr
actio
n
0,1
1
Kurva Survival: Logaritmik• Ada dua alasan mengapa
biasanya kurva digambarkan dalam bentuk logaritmik:
• Pertama, pembunuhan sel adalah peristiwa random yang biasanya merupakan fungsi eksponensial terhadap dosis. Sehingga jika di-plot dengan skala logaritmik, maka kurva akan berbentuk garis lurus.
• Kedua, skala logaritmik lebih mudah untuk dilihat dan efek pada survival yang sangat rendah mudah dibandingkan.
• Secara umum, partikel dengan transfer energi linear tinggi (LET) akan menunjukkan bentuk kurva survival,
• sementara partikel dengan LET rendah akan memiliki kurva lebih rumit dan membentuk persamaan sebagai berikut :
n : jml target unk me-non aktifkn sel
Model linear-kuadratik• Model linear-kuadratik, mengandaikan
bahwa kurva survival mempunyai dua komponen, satu sebanding dengan dosis dan yang lain tergantung pada dosis kuadrat.
• Ekspresi model linear-kuadratik dapat dinyatakan sebagai berikut:
• Dosis yang mengakibatkan komponen pembunuhan sel dengan mengikuti kurva eksponensial linier sama dengan komponen pembunuhan sel sesuai kurva eksponensial kuadrat memenuhi hubungan berikut: D = D2 atau D = /
Kurva Survival• α merupakan kemiringan awal kurva,
berhubungan dengan pembunuhan dengan sasaran tunggal
• β menentukan komponen kuadratik representasi pembunuhan sel dengan multi sasaran.
• Tumor memiliki kemiringan awal tinggi yang berarti nilai α tinggi,
• Pada dosis tinggi jaringan normal kurva survival menurun lebih cepat yang berarti memiliki β relatif lebih tinggi.
• Perpotongan kedua kurva menentukan dosis yang menghasilkan pembunuhan sasaran tunggal sama dengan akibat sasaran multi.
The biologically effective dose (BED)dosis efek biologi
Dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :
The biologically effective dose (BED)dosis efek biologi pada external beam
radiotherapy
Dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :
Dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :
The biologically effective dose (BED)dosis efek biologi pada therapy with radiopharmaceuticals
Macam-macam interaksi radiasi dengan tubuh
Macam macam interaksi radiasi:1. Interaksi radiasi dengan molekul air (radiolisis
air) 2. Interaksi radiasi dengan DNA 3. Interaksi radiasi dengan kromosom 4. Interaksi radiasi dengan sel
Interaksi radiasi dengan molekul air (radiolisis air)
ion radikal (
Penyerapan radiasi oleh akan menghasilkan ion radikal . Kemudian ion radikal akan menghasilkan radikal bebas. Radiakal bebas (molekul yang bebas tidak bermuatan dan mempunyai sebuah elektron yang tidak berpasangan pada orbit terluarnya). Keadaan ini menyebabkan radikal bebas menjadi tidak stabil, sangat reaktif dan toksik terhadap molekul organik vital tubuh.
Ion radikal
Radikal bebas
fragmen asentrik(patahnya lengan kromosom yang tidak punya sentromer)
Interaksi radiasi dengan DNA Akibat :perubahan struktur molekul gula/basa, putusnya ikatan hydrogen antar basa, hilangnya basa dan lainnya. Kerusakan yang lebih parah adalah putusnya salah satu untai DNA .
Secara alamiah sel mempunyai kemampuan untuk melakukan perbaikan (dgn enzim)
Perbaikan tanpa kesalahan (DNA kembali seperti
semua)
Perbaikan tidak sempurna (hasilnya DNA yang berbeda) atau disebut mutasi.
Interaksi radiasi dengan kromosom Akibat : perubahan pada jumlah / struktur kromosom (aberasi kromosom), Kerusakan struktur kromosom ( patahnya lengan kromosom).
Aberasi kromosom
dapat berupa
fragmen asentrik(patahnya
lengan kromosom yang tidak punya sentromer)
kromosom cincin
kromosom disentrik(kromosom
yang dgni dua sentromer)
translokasi (pertukaran
fragmen dari dua atau lebih
kromosom)
Interaksi radiasi dengan sel Akibat : kematian SEL
Sel yang paling sensitive terhadap pengaruh radiasi adalah sel yang
paling aktif melakukan pembelahan dan tingkat
differensiasi (perkembangan/ kematangan sel) rendah
sel yang tidak mudah rusak akibat pengaruh
radiasi adalah sel dengan tingkat
differensiasi yang tinggi
kelainan pada kromosom
bergantung pada dosis, energi dan jenis radiasi, laju
dosis
Efek Bystander
• Efek biologi yang timbul pada sel yang tidak dilintas radiasi secara langsung tetapi berada berdekatan dengan sel yang secara langsung dilintas radiasi pengion.
• Efek bystander yang timbul berupa kematian sel, aberasi kromosom, mutasi.
Kesimpulan
• Pemahaman mengenai membutuhkan waktu yang cukup lama.
• Penentuan dosis awalnya tidak dapat begitu saja menggunakan perhitungan biasa, namun penentuan dosis digunakan dengan beberapa kali eksperimen.
Daftar Pustaka
Agustina,Sri.2012.Radiasi dan efek biologi pada manusia. http://tina-tin0t.blogspot.com/2012/03/radiasi-efek-biologi-pada-manusia.html . Diakses pada tanggal 28 Mei 2013.Khalil, Magdy. 2011. Basic Sciences of Nuclear Medicine. Springer Verlag Heidelberg Dordrecht London New York.Handout kuliah Choirul Anam,M.Si.