Efek Radiasi Pengion Terhadap Tubuh

1. Relative Biological Effectiveness (RBE)
• RBE diperoleh dari persamaan
𝑅𝐵𝐸 =
𝐷250𝑘𝑉
𝐷𝑟
• Dr adalah dosis serap dari
radiasi tertentu yang
memberikan kerusakan yang
sama dengan dosis serap
sinar-x pada 250 kV.

2. Kerusakan DNA
Ketika radiasi pengion
diserap oleh organ tubuh,
kerusakan pada DNA dapat
terjadi melalui 2
mekanisme:
• Direct action
• Indirect action

3. Radiosensitifitas
• Radiosensitivitas merujuk pada tingkat kepekaan sel
atau jaringan terhadap efek radiasi.
• Sel-sel atau jaringan yang radiosensitif lebih rentan
terhadap kerusakan yang disebabkan oleh paparan
radiasi.
• Tingkat radiosensitivitas dapat bervariasi antara jenis
sel dan jaringan yang berbeda.

4. Efek Radiasi

5. Radiosensitifitas
• Terdapat 3 tingkat bahaya yang dapat ditimbulkan oleh
radiasi terhadap jenis sel tertentu di dalam tubuh:
• Radiosensitifitas tinggi
• Radiosensitifitas menengah
• Radiosensitifitas rendah

6. Radiosensitifitas Tinggi
• Organ, sel, atau struktur sangat rentan terhadap efek
berbahaya dari radiasi
• Organ limfoid
• Sumsum tulang
• Testis
• Ovarium
• Usus
• Relatif tinggi: kulit & organ dengan lapisan sel epitel (kornea,
rongga mulut, kerongkongan, rektum, kandung kemih,
serviks uterus, ureter)

7. Radiosensitifitas Menengah
• Organ, sel, atau struktur ini cukup rentan terhadap efek radiasi
yang berbahaya
• Tidak terpengaruh parah atau sama sekali tidak terpengaruh
• Menunjukkan tanda-tanda cedera radiasi sedang
• Lensa optik
• Perut
• Tulang rawan yang tumbuh
• Ginjal
• Pembuluh darah halus
• Tulang yang sedang tumbuh
• Hati
• Kelenjar ludah
• Kelenjar tiroid

8. Radiosensitifitas Rendah
• Organ, sel, atau struktur ini tahan terhadap kerusakan
akibat radiasi dan tidak terpengaruh oleh efek radiasi
yang berbahaya
• Tulang rawan dewasa
• Tulang dewasa
• Organ pernapasan
• Ginjal
• Hati
• Pankreas
• Kelenjar adrenal
• Kelenjar hipofisis
• Otot
• Otak
• Sumsum tulang belakang

9. Efek Radiasi
• Efek radiasi dibagi menjadi dosis tinggi dan dosis
rendah
• Radiasi dosis tinggi dalam waktu singkat,
menghasilkan efek akut atau jangka pendek (contoh:
Radioterapi)
• Radiasi dosis rendah dalam waktu yang lama,
menghasilkan efek kronis (contoh rontgen dada atau
radiografi dental)

10. Efek Radiasi
• Radiasi dosis tinggi cenderung membunuh sel, dan
menyebabkan masalah langsung pada organ tubuh
mana pun
• Berikut ini adalah beberapa efek radiasi dosis tinggi:
- Kulit terbakar
- Rambut rontok
- Kemandulan
- Katarak

11. Efek Radiasi

12. Efek Radiasi
• Radiasi dosis rendah merusak sel dan menyebar
dalam jangka waktu yang lama
• Efek paparan radiasi dosis rendah:
- Genetik: (diderita oleh keturunan)
- Somatik (kanker)
- Dalam kandungan (diderita oleh embrio yang
sedang berkembang terlihat setelah lahir)

13. Efek Biologis pada Radiasi
Efek biologis radiasi pengion dibagi menjadi 2 kategori utama:
1. Efek deterministik: efek yang tingkat keparahan
responsnya sebanding dengan dosis. Efek ini, biasanya berupa
pembunuhan sel, terjadi pada semua orang ketika dosisnya
cukup besar. Ambang batas dosis di bawahnya tidak terlihat
respons.
2. Efek stokastik: efek yang merupakan probabilitas terjadinya
suatu perubahan, bukan tingkat keparahannya. Efek ini bisa
terjadi pada semua orang atau tidak sama sekali: seseorang
bisa mengalami atau tidak mengalami kondisi tersebut.

14. Sumber gambar:
https://www.env.go.jp/en/chemi/r
hm/basic-info/1st/img/img-03-01-
04.png
Efek
Radiasi
Efek Deterministik
(reaksi jaringan halus)
(Katarak, cidera kulit, dll)
Efek Stokastik
(kanker, leukimia, efek turunan, dll)
0
Dosis
Insiden
efek
radiasi
Diasumsikan tidak ada
dosis ambang
Insiden
spontan
Diasumsikan efek radiasi muncul
bergantung dari tingkat dosis
0
Dosis
Insiden
efek
radiasi
Dosis ambang
Ketika sejumlah orang terpapar radiasi dengan
dosis yang sama dan gejala tertentu muncul pada
1% dari sejumlah orang tersebut, maka dosis
tersebut dinyatakan sebagai dosis ambang.
(Rekomendasi dari the International Commission
on Radiological Protection (ICRP), 2007)
Efek paparan radiasi pada paparan tertentu tidak
memberikan efek yang jelas karena efek lain dari
faktor penyebab kanker seperti kebiasaan
merokok dan minum muniman beralkohol
memiliki dampak yang lebih tinggi.
Namun, ICRP memberikan standar proteksi
radiasi untuk paparan dengan dosis rendah,
dengan mempertimbangkan bahwa tindakan
tersebut juga dapat memberikan efek radiasi.

15. Kategori Efek Radiasi
Efek Deterministik Somatik
• Diakibatkan oleh radiasi dosis tinggi
• Misalnya: kulit memerah, pembentukan katarak
• Tingkat keparahan efek = dosis yang diterima
• Di bawah ambang batas = tidak berpengaruh
Efek Stokastik Somatik
• Perkembangan bersifat acak, tergantung pada probabilitas  tidak ada dosis ambang
batas
• Misalnya: Leukemia, tumor
• Dapat diinduksi ketika terpapar dengan dosis radiasi berapa pun
• Setiap paparan memiliki kemungkinan efek stokastik
Efek Stokastik Genetik
• Hasil mutasi akibat perubahan mendadak pada gen / kromosom
• Disebabkan oleh faktor eksternal: radiasi
• Radiasi ke organ reproduksi
• Tidak ada dosis ambang batas

16. Radioterapi
• Dalam terapi kanker,
jaringan kanker
diberikan dosis kecil
setiap hari (terfraksinasi)
• Dilakukan untuk
mencegah efek dosis
ambang deterministik
terlampaui.

17. Efek Radiasi
Sel tetap hidup
Sel mati
Sel kanker

18. Sindrom Radiasi Akut
• Ketika seluruh tubuh terpapar radiasi dengan dosis
yang melampaui dosis ambang, maka akan terjadi
perubahan karakteristik (sindrom radiasi akut)
• Sindrom Radiasi Akut meliputi
• Sindrom Hematopoietik
• Sindrom Gastrointestinal
• Sindrom Kardiovaskular dan Sistem Saraf Pusat

19. Sindrom Radiasi Akut
• Kumpulan tanda dan gejala yang dialami oleh orang-
orang setelah terpapar radiasi akut pada seluruh
tubuh.
• Informasi berasal dari :
• percobaan pada hewan
• paparan pada manusia (radioterapi medis, ledakan
bom atom, dan kecelakaan radiasi)

20. Periode Prodromal
• Dalam beberapa menit hingga beberapa jam pertama setelah
terpapar iradiasi seluruh tubuh sekitar 1,5 Gy, gejala
karakteristik gangguan saluran pencernaan dapat terjadi.
• Individu dapat mengalami anoreksia, mual, muntah, diare,
kelemahan, dan kelelahan.
• Dosis yang lebih tinggi, lebih cepat timbulnya & lebih parah
gejala.

21. Periode Laten
• Terjadi setelah periode prodromal di mana tidak ada tanda
atau gejala penyakit radiasi.
• Luasnya periode laten juga terkait dengan dosis
• Berlangsung dari beberapa jam atau beberapa hari pada
paparan supraletal (> kira-kira 5 Gy) hingga beberapa minggu
pada paparan subletal (< 2 Gy).
• Gejala mengikuti periode laten ketika individu terpapar dalam
kisaran mematikan (sekitar 2 hingga 5 Gy) atau kisaran
supraletal

22. Sindrom Hematopoietik
• Paparan seluruh tubuh sebesar 2 hingga 7
Gy menyebabkan cedera pada sel punca
hematopoietik sumsum tulang dan limpa.
• Sumsum tulang adalah jaringan yang
sangat peka terhadap radiasi karena
aktivitas mitosis yang tinggi dari sel-sel ini
& adanya banyak sel yang berdiferensiasi.
• Dosis dalam kisaran ini menyebabkan
penurunan yang cepat dan mendalam
pada jumlah granulosit, trombosit, dan
akhirnya eritrosit yang bersirkulasi

23. Sindrom Hematopoietik
• Granulosit, trombosit, dan eritrosit yang bersirkulasi sangat resisten
terhadap radiasi
• Namun, karena mereka adalah sel yang tidak bereplikasi, kelangkaan
dalam darah tepi setelah iradiasi mencerminkan radiosensitivitas
prekursor mereka
• Tingkat penurunan kadar sirkulasi sel tergantung pada masa hidup sel
tersebut dalam darah tepi
• Granulosit, berumur pendek dalam sirkulasi, jatuh dalam hitungan hari,
• Sel darah merah, berumur panjang dalam sirkulasi, hanya jatuh secara
perlahan

24. Sindrom Hematopoietik
• Tanda-tanda klinis dari sindrom hematopoietik meliputi
infeksi (sebagian dari limfopenia dan granulositopenia),
perdarahan (dari trombositopenia), dan anemia (dari
penipisan eritrosit).
• Individu dapat bertahan hidup dari paparan dalam kisaran ini
jika sumsum tulang dan limpa pulih sebelum pasien
meninggal karena satu atau lebih komplikasi klinis.
• Kematian akibat sindrom hematopoietik, biasanya terjadi 10
hingga 30 hari setelah iradiasi.

25. Sindrom Gastrointestinal
• Paparan seluruh tubuh dalam kisaran 7
hingga 15 Gy menyebabkan kerusakan
yang luas pada sistem pencernaan.
• Paparan tersebut menyebabkan cedera
pada sel pada lapisan usus dan
menyebabkan hilangnya lapisan epitel
mukosa usus.
• Waktu pergantian sel yang melapisi usus
halus biasanya 3 hingga 5 hari.

26. Sindrom Gastrointestinal
• Karena hilangnya lapisan mukosa, plasma dan elektrolit
hilang sehingga penyerapan usus yang efisien tidak dapat
terjadi. Pendarahan pada usus juga dapat terjadi.
• Semua perubahan ini bertanggung jawab atas diare, dehidrasi,
dan penurunan berat badan.
• Bakteri usus endogen dengan mudah menyerang permukaan
usus, menghasilkan septikemia.
• Kematian terjadi sebelum efek penuh radiasi pada sistem
hematopoietik dapat dibuktikan

27. Sindrom Gastrointestinal
• Efek gabungan pada sistem sel punca ini
menyebabkan kematian dalam waktu 2 minggu akibat
kombinasi faktor yang meliputi :
• Infeksi 'kehilangan' cairan dan elektrolit
• Kemungkinan gangguan nutrisi.

28. Saat muncul Sindrom Gastrointestinal, apakah Sindrom
Hematopoietik juga muncul?
Ya. Sindrom Hematopoietik akan muncul saat
Sindrom Gastrointestinal terjadi karena waktu
dan dosis cukup untuk memunculkan kedua
sindrom tersebut.

29. Sindrom Kardiovaskular dan Sistem Saraf Pusat
• Paparan lebih dari 50 Gy biasanya
menyebabkan kematian dalam 1 hingga 2 hari.
• Beberapa manusia yang terpapar pada tingkat
ini menunjukkan runtuhnya sistem peredaran
darah dengan penurunan tekanan darah yang
drastis pada jam-jam sebelum kematian.
• Otopsi menunjukkan nekrosis otot jantung
• Korban juga dapat menunjukkan gejala pingsan,
inkoordinasi, disorientasi, dan kejang-kejang
yang menunjukkan kerusakan parah pada
sistem saraf.

30. Sindrom Kardiovaskular dan Sistem Saraf Pusat
• Sindrom ini tidak dapat disembuhkan, dan perjalanan
klinisnya dapat berlangsung hanya dalam beberapa menit
hingga sekitar 48 jam sebelum kematian terjadi.
• Sindrom kardiovaskular dan sistem saraf pusat memiliki
perjalanan yang begitu cepat
• Individu yang diiradiasi meninggal sebelum efek kerusakan
pada sumsum tulang dan sistem pencernaan dapat
berkembang

31. Saat muncul Sindrom Kardiovaskular dan Sistem Saraf
Pusat, apakah Sindrom Gastrointestinal atau Sindrom
Hematopoietik juga muncul?
Tidak. Karena saat Sindrom Kardiovaskular dan
Sistem Saraf Pusat terjadi, seseorang sudah
meninggal dalam waktu singkat sebelum
munculnya sindrom lainnya.

32. Sindrom Radiasi Akut
Dosis
(Gy)
Sindrom Radiasi Gejala & Konsekuensi Tindakan Medis
1-2
Mual, muntah, dan
diare
Mual, muntah, diare, anoreksia, pusing, dan
kehilangan nafsu makan
Pengobatan simtomatik,
antasida, sukralfat, anti-
emetik
2-5
Sindrom
Hematopoietik
Hilangnya sel pada sumsum tulang, limpa dan timus.
Individu dapat meninggal antara 10 - 30 hari tanpa
intervensi medis
Antibiotik, sitokin,
transplantasi sumsum
tulang, terapi sel punca
5-15
Sindrom
Gastrointestinal
Kerusakan pada sel bagian usus, hilangnya
penyerapan nutrisi, dehidrasi, penurunan berat
badan, ketidakseimbangan elektrolit yang parah, dan
tekanan darah rendah. Kematian biasanya terjadi
dalam waktu 3 - 5 hari tanpa intervensi medis.
Antibiotik, anti-emetik,
penggantian cairan dan
elektrolit, terapi sel
punca, transplantasi
sumsum tulang
> 15
Sindrom
Kardiovaskular
dan Sistem Saraf
Pusat
Iritabilitas, respons rangsangan hiper, bangkitan jenis
epilepsi dan koma. Gejala tidak dapat dipulihkan.
Kematian biasanya terjadi dalam waktu 48 jam.
Tidak ada pengobatan
yang tersedia

33. Hubungan respons dosis apa yang digunakan untuk
mematikan manusia secara akut?
Dosis ambang batas non linear

34. • Dosis ke seluruh tubuh yang
akan mengakibatkan kematian
pada 50% populasi yang
diradiasi dalam waktu 60 hari
• Untuk manusia, dosisnya sekitar
3,5 Gy atau 350 rad tanpa
dukungan klinis
• Dosis maksimum dari data
klinis adalah 8,5 Gy atau 850
rad
Dosis ambang batas

35. • Jika dosis , waktu terjadinya
paparan hingga meninggal 
• MST tergantung pada dosis
untuk sindrom hematologi dan
sindrom kardiovaskular dan
sistem saraf pusat
• MST cukup konstan 3-5 hari
untuk sindrom gastrointestinal
Waktu kelangsungan hidup rata-rata atau MST

36. Penyakit radiasi
• Adalah penyakit dan gejala yang diakibatkan oleh
paparan radiasi pengion yang berlebihan.
• Terjadi ketika manusia (atau hewan lain) terpapar
radiasi pengion dalam dosis yang sangat besar.

37. Katarak
Katarak adalah kekeruhan pada lensa mata yang
memengaruhi penglihatan.
• Gejala katarak yang paling umum adalah:
- Penglihatan keruh atau buram.
- Penglihatan di malam hari yang buruk.
- Penglihatan ganda atau beberapa gambar dalam
satu mata.
- Sering mengganti resep kacamata atau lensa
kontak.

38. Katarak
Ambang batas untuk induksi katarak berkisar antara
sekitar 2 Gy ketika dosis diterima dalam paparan
tunggal hingga lebih dari 5 Gy ketika dosis diterima
dalam beberapa paparan selama beberapa minggu.
Sebagian besar orang yang terkena dampak tidak
menyadari kondisi tersebut.

39. Katarak

40. Efek pada Kulit
• Karena lokasi fisiknya, kulit terkena paparan radiasi yang lebih banyak,
terutama dalam kasus sinar-X energi rendah dan sinar beta.
• Dosis sekitar 3 Gy (300 rads) sinar-X diagnostik berenergi rendah dapat
menyebabkan eritema (kemerahan pada kulit);
• Dosis yang lebih tinggi dapat menyebabkan perubahan pigmentasi,
pencukuran bulu, melepuh, nekrosis, dan ulserasi.
• Dermatitis radiasi pada tangan dan wajah merupakan penyakit akibat
kerja yang relatif umum di kalangan ahli radiologi yang berpraktik selama
tahun-tahun awal abad ke-20.

41. Efek pada Kulit
Kecelakaan Radiografi Industri di Yanago, Lima, Peru
Ir-192 (37 Ci/1,37 TBq), 20 Feb 1999

42. Efek pada Gonad
• Gonad sangat peka terhadap radiasi.
• Dosis tunggal hanya 300 mGy (30 rad) pada testis dapat
menyebabkan kemandulan sementara pada pria;
• Untuk wanita, dosis 3 Gy (300 rad) pada ovarium dapat
menyebabkan kemandulan sementara.
• Dosis yang lebih tinggi akan meningkatkan periode
kemandulan sementara.
• Seorang pria, yang paparannya terhadap gonad kurang dari
4,4 Gy (440 rad), menjadi mandul selama beberapa tahun.
• Pada wanita, kemandulan sementara dibuktikan dengan
berhentinya menstruasi selama 1 bulan atau lebih, tergantung
pada dosisnya.

43. Kematian Janin
Efek teratogenik dapat terjadi akibat paparan radiasi berlebih pada embrio
atau janin (konseptus). Jenis kerusakan radiogenik tergantung pada usia
konsepsi pada saat paparan radiasi berlebih. Periode kehamilan 9 bulan dapat
dibagi menjadi tiga fase yang dapat diidentifikasi:
• Minggu ke-1 – 2. Praimplantasi, saat pembuahan terjadi, dan implantasi
sel telur yang telah dibuahi di dinding rahim. Sel-sel ini sangat sensitif
terhadap efek radiasi yang mematikan. Dengan demikian, sel embrio pada
fase ini cenderung terbunuh daripada bertahan hidup dari dosis radiasi
teratogenik.
• Minggu ke 3 - 7. Periode organogenesis. Jaringan embrio berdiferensiasi
menjadi organ-organ utama. Dosis radiasi ≥0,15 Gy (15 rads) pada embrio
dapat menyebabkan kematian embrio atau cacat lahir.

44. Keterbelakangan Mental
• Suatu kondisi yang didiagnosis sebelum usia 18 tahun yang mencakup
fungsi intelektual di bawah rata-rata dan kurangnya keterampilan yang
diperlukan untuk kehidupan sehari-hari.
• Penelitian terhadap individu yang terpapar dalam kandungan telah
menunjukkan bahwa otak manusia yang sedang berkembang bersifat
radiosensitif.
• Diperkirakan 4% kemungkinan keterbelakangan mental per 100mSv
terjadi pada usia kehamilan 8 hingga 15 minggu, dengan risiko yang lebih
kecil dari paparan pada usia kehamilan lainnya.
• Selama periode ini, terjadi produksi neuron yang cepat dan migrasi
neuron yang belum matang ke korteks serebral.

45. Terima Kasih