'i>""SI~lllq StlHllla..
;4Sp& K.uelalHatall
7Ca~lasl ~all t.lllqkullqall
pa~a .D1I~ust..1/'J"II-/'Jukll.. /)aka..ta,
EFEKKESEHATAN
18;ka..et
2003.
PAJANAN RADIASI DOSIS RENDAH Zubaidah Alatas
puslitbangKeselamatanRadiasidanBiomedikaNuklir -BATAN
ABSTRAK EFEKKESEHATAN PAJANAN RADIASI DOSIS RENDAH. Manusiaterpajan radiasi alam daTisumbereksterna,termasukradionuklidadi bumi dan radiasikosmik, dan dari sumberradiasi intema oleh radionuklida rurunan uranium dan throrium yang masuk ke daIam tubuh. Sistem metabolismetubuh mempunyaikemampuanuntuk mentoleransipajananradiasi dan radioaktivitas yang adadi alamoTetapiadanyaaktivitasbeberapaindustriyang menggunakansumberalam dapat meningkatkanradioanuklidaalam mendekatisuatubatasyang berpotensidalammenimbulkanfisiko kesehatanpada manusiadan lingkungan,hila tidak dikontrol. Efek radiasi pengionpada manusia merupakanbasil daTiprosesfisik dan kimia yang terjadi segerasetelahpajanan,kemudian diikuti denganproses biologik daIam tubuh. Prosestersebutmeliputi ran~aian perubahanpada tingkat molekuler, seluler, jaringan dan tubuh. Radiasi dengan dosis serendah berapapun, dapat menimbulkanefek kesehatankarenasebuahkejadian ionisasi dapatmenimbulkankerusakanpada DNA. Kerusakanpada DNA dalam inti diangggapsebagaikejadian awal yang menyebabkan kerusakanpada sel berupa induksi kankerdan penyakitherediter.Temyatakerusakansitogenetik juga dapatterjadi pada sel yangtidak terpajan radiasisecaralangsung,dikenal sebagaibystander effects.Tulisan ini adalah sebuahulasanmengenaifisiko kesehatanpajananradiasi dosis rendah terhadaptubuh dalammenimbulkanefek stokastik,yaitu induksi kankerpada sel somatiktubuhdan efek herediterataupewarisanpadaselgenetik.
ABSTRACT HEALTH EFFECTS OF EXPOSURE TO LOW DOSE OF RADIATION. Human beings are exposed to natural radiation from external sources include radionuclides in the earth and cosmic radiation, and by internal radiation from radionuclides, mainly uranium and thorium series, incorporated into the body. Living systems have adapted to the natural levels of radiation and radioactivity. But some industrial practices involving natural resources enhance these radionuclides to a degree that they may pose risk to humans and the environment if they are not controlled. Biological effects of ionizing radiation are the outcomes of physical and chemical processes that occur immediately after the exposure, then followed by biological process in the body. These processes will involve successive changes in the molecular, cellular, tissue and whole organism levels. Any dose of radiation, no matter how small, may produce health effects since even a single ionizing event can result in DNA damage.The damage to DNA in the nucleus is considered to be the main initiating event by which radiation causes damage to cells that results in the development of cancer and hereditary disease. It has also been indicated that sitogenetic damage can occur in cells that receive no direct radiation exposure, known as bystander effects. This paper reviews health risks of low dose radiation exposure to human body causing stochastic effects, i.e. cancer induction in somatic cells and hereditery disease in genetic cells.
ada dimana-manadan kita terpajan setiaphari.
PENDAHULUAN Occurring
NORM dapatdijumpai dalamtubuhkita, dalam
TENORM
makanan yang kita konsumsi, di berbagai
(TechnologicallyEnhancedNaturaly Occurring
tempatdimanakita hidup dan bekerja,di tanah
Radiactive Materia/) adalah isu yang penting
yang kita tinggali dan juga pada produk yang
dan
kita gunakan.Hampir semuayang ada di alam
NORM Radioactive
(Naturally Materia/)
dan
kompleks karena melibatkan ilmu
pengetahuan,politik, bisnis dan masyarakat.
mempunyaisejumlahkecil radioaktivitasalamo
Radiasialam sudahada sejakadanyabumi ini,
Sistem
metabolisme tubuh
mempunyai 27
7>""SUIHgS~IHa.. ;tIspd K-u~laHlataH 7Ca~last~aH.L.IH(fkuHgaH pa~a ..oH~ust..I;\l"H-;\Jukll.. /)aka..ta,
18;11a..~t 2003
kemampuanuntuk mentoleransipajananradiasi
pajanan radiasi interna merupakan pajanan
dan radioaktivitas yang ada di alamo Tetapi
paling besar daTi sumber radiasi alam [1].
adanya aktivitas beberapa industri yang
Efek radiasi pengion pada manusia
menggunakansumberalam dapatmeningkatkan
merupakan hasil dari rangkaian proses fisik clan
tingkat pajananradiasi dan radioaktivitasalam
kimia
mendekati suatu batas yang berpotensidalam
(IO.15detik-beberapa detik), kemudian diikuti
menimbulkan fisiko kesehatanpada manusia
dengan proses biologik dalam tubuh. Proses
dan lingkungan,hila tidak dikontrol.
biologik meliputi rangkaian perubahan pada
Radiasialam terdiri daTiradiasikosmik
yang terjadi segera setelah pajanan
tingkat molekuler, seluler, jaringan clan tubuh.
dan radiasi yang berasal dari peluruhan
Konsekuensi
radionuklidaalamoRadionuklidaalam meliputi
kematian
bahanradioaktif primordial dalam kerak bumi,
bergantung pada dosis radiasi yang diterima
hasil lurubannya, clan radionuklida yang
tubuh [3].
yang
gel
timbul
dapat
berupa
atau perubahan pada
sel,
dihasilkanolehinteraksikosmikdenganradiasi.
Pada pajanan akut dosis relatif tinggi,
Radionuklida primordial mempunyai waktu
efek yang timbul merupakan hasil dari kematian
para
gel yang dapat menyebabkan gangguan fungsi
sebanding dengan
umur
bumi.
Radionuklida kosmogenik dihasilkan secara
jaringan clan organ tubuh, bahkan kematian.
terusmenerusolehpenghancuran nuklida stabil
Efek seperti ini disebut efek deterministik yang
oleh sinarkosmik,terutamadalamatmosfer[1].
umumnya segera dapat teramati secara kIinik
Radionuklida utama dalam TENORM
setelah tubuh terpajan radiasi dengan dosis di
adalah rantai luruhan uranium-238 clan
alas dosis ambang. Selain itu, radiasi dapat
thorium-232. Radon sebagaihasil luruhan dari
tidak
U-238 adalah sumber radioaktivitas alam
terjadinya perubahan atau transformasi pada gel
terbesar bagi manusia. Radium dan radon
sehingga terbentuk sel bam yang abnormal.
adalah radionuklida yang digunakan untuk
Perubahanini terutama karena terjadi kerusakan
mengukur NORM
pada materi inti gel, khususnya DNA clan
dan
TENORM
di
mematikan
gel tetapi
menyebabkan
lingkungan. Tingkat radioaktivitas TENORM
kromosom.
sangat bervariasi, demikian pula bentuk dan
menyebabkan
volumenya[1,2]. Manusia terpajan radiasi alam dari
sebagian tertentu daTi individu terpajan atau
sumber ekstema, termasuk radionuklida di
Probabilitas timbUlnya kanker clan penyakit
bumi dan radiasi kosmik, dan daTi sumber
herediter
radiasi intema oleh radionuklida turunan
dosis, tetapi tidak halnya dengan keparahannya.
uranium dan throrium yang masuk ke dalam
Efek ini disebut efek stokastik yang terjadi
tubuh. Jalur masukradionuklidaadalahmelalui
akibat
ingesi (mulut) dan inhalasi. Kategori khusus
ambang [3].
28
penyakit
Perubahan
ini
terbentuknya
herediter pada
berpotensi kanker
turunan
pada
mereka.
meningkat dengan bertambahnya
pajanan
radiasi
tanpa
ada
dosis
'i>""SI~I"gS£HtI"a.. ;ls1'& K,U4![aJHata"7Ca~tasl~a" .l..l"gku"ga" 1'a~a .D,,~ust..I;\l,,"-;\Iuk[l.. /)aka..ta,
18 j1ta"4!t 2003.
Dengan demikian, radiasi pada dosis
kerusakanpada sel somatik dan gel genetik
serendahberapapun,dapat menimbulkan efek
dapatdisembuhkan padatingkatantertentu,data
kesehatankarenasebuahkejadianionisasidapat
terakhir menyatakan bahwa frekuensi efek
menimbulkan kerusakan pada DNA. Dosis
tersebutmeningkatpada radiasi tingkat rendah
kecil, 10 -100 mSv, meningkatkanlaju latar
sebagai fungsi linear, nonthreshold daTi
kerusakanDNA sekitar 1% yang terjadi secara
dosis[5].
alamiah [4]. Tidak diragukanlagi bahwatidak
Tujuan tulisan
ini
adalah untuk
ada dosis atau laju dosis radiasi yang aman
memberikan sebuah ulasan mengenai fisiko
dalam hal menimbulkan efek pada manusia.
pajanan radiasi dosis rendah terhadap tubuh
Adanya efek kesehatanradiasi pengion dosis
dalam menimbulkan efek stokastik, yaitu
rendahtelah merubahpemyataanyang dikenak
induksi kanker pada sel somatik tubuh dan
sebelumnyadaTi"small dosemay causeharm"
penyakit herediter atau pewarisan pada sel
menjadi "small dose definitely will cause
genetik.
harm" [5,6]. Sejumlahpendekatanfisik dan biologik telah dilakukan untuk menggambarkan batasan dosis dan laju dosis rendah. Dari aspek mikrodosimetri,dosisrendahadalahdi bawah1 mGy. Sedangkan dari radiobiologi, sekitar 20mGyadalahdosisrendah.Sturnepidemiologi menyatakanbahwa dosis rendahadalahdalam orde 200 mGy, berapapunbesar laju dosisnya. Sedangkanstudi induksi tumor pada hewan percobaan menyarankan bahwa laju dosis sekitar 0,1
mGy/menit adalah rendah,
berapapunbesardosistotalnya[6]. Berbagaiefek biomedik yang mungkin timbul sebagaiakibatpajananradiasidosisdan laju dosis rendah' yang meliputi perubahan pada gen dan kromosom harus diketahui denganbaik. Studi terakhir tentangperubahan tersebutpada berbagaijenis sel termasuksel limfosit manusia,telah menambahpengetahuan yang berhubungan dengan mekanisme dan hubungandosis-respon.Disampingbukti bahwa kerusakan molekuler yang menimbulkan
RADON SEBAGAI SUMBER RADIASI ALAM TERBESAR BAGI MANUSIA r
Gas radon merupakan sumber radiasi alia yang paling banyakdi alamo Diperkirakan bahwa radon banyak berada dalam rumah sekitar 50% daTidosis ekivalen yang diterima masyarakatdaTi semua sumber radiasi, baik 't;c
-.
alam maupunbuatanmanusia.Gas radon yang adadi udarasecaraspontanakan meluruh atau berubahmenjadi atom lain. Anak luruh radon ill bermuatanlistrik dan dapatmenempelpada partikel debu yang dapat dengan mudah terinhalasimasuk ke pam dan dapat menetap pada gel pam. Dengan demikian organ target pajananradonadalahgelepitelpadapam [7,8]. Radiasi alia yang dipancarkan oleh radon dan turunannya berpotensimerusak gel dalamorganparu, khususnyaDNA yang ada di dalam inti gel. Karena jarak lintasan partikel alia sangatpendek, maka radiasi alia dalam pam tidak dapat mencapaigel-gelpada organ lain. Dengan demikian, kanker paru adalah risiko kanker terpenting akibat pajanan radon
29
7>""Sl~lHf/StJHlHR"
;1.S1'&
K,tStLRHlRtRH
7CR~lRsl ~RH /..lH9k/lHf/RH
1'R~R £)H~/lSt..l;V"H-/I1/1kll..
/}RkR..tR, 18;11R..tt 2003
daTi udara. Radon itu sendiri tidak secara
alfa mempunyai probabilitas rendah dalam
langsung menyebabkan kanker
tapi
mematikansebuahsel, lebih dari 80% sel akan
partikel alfa dari turunan radon yang secara
tahanhidup akibatpajanantersebut.Lebih jauh
langsung merusak gel-gel target pada pam dan
lagi, frekuensi mutasi pada gen meningkat
menginduksi pembentukan kanker [8].
sampailebih dari 2 kali dari latar pada sel-sel
Terdapat
paru
perbedaan utama
antara
yang tetap hidup. Frekuensi mutasi akan
radiasi alfa sebagai radiasi dengan LET (Linear
meningkatlebih lanjut pa~ sel yang dilintas
Energy Transfer) tinggi dan radiasi gamma!
sampai4 partikelalfa, masihdenganhanyaefek
sinar-X sebagai radiassi LET rendah, dalam hal
sitotoksikyang sedang..
distribusi energi pada populasi gel atau jaringan
Pajanan radon dengan dosis rendah
yang terpajan. Ionisasi akan terjadi pada setiap
sepertiyang terjadi dalam rumah, merupakam
interval 100 nm atau lebih di sepanjanglintasan
faktor lingkungan utama yang berpotensi
radiasi gamma/X yang akan menembus suatu
menimbulkankankerpam. Sudi epidemiologi
jaringan
dan penelitian pada hewan menunjukkan
sejauh
beberapa
cm,
sebelum
melepaskan semuaenerginya. Ini menyebabkan
sebuahhubunganpositif antarapajananpartikel
terjadinya distribusi energi yang merata dalam
alfa dari radon dan turunannyadengankanker
jaringan, dengan demikian dosis radiasi yang
pam. Berdasarkanlaporan terakhir dari BEIR
diterima gel dalam jaringan adalah sarna dengan
VI, diperkirakanbahwa 10 -14% dari semua
tingkatan
kematian akibat kanker pam
pajanan
yang
sangat
rendah.
di
AS,
Sedangkan radiasi alfa, ionisasi akan terjadi
berhubungandengan pajanan gas radon dari
pada setiap 0,2 -0,5
nm, sehingga terjadi
lingkungan[8]. Mekanismedasar partikel alfa
deposisi energi yang besar pada satu lokasi
menyebabkankanker pam belum diketahui
tertentu. Umumnya partikel alfa melintas hanya
denganbaik, tetapi sejumlahkerusakangenetik
sejauh sekitar 50 f:.lmsebelum semua energinya
yang meliputi kerusakan kromosom, mutasi
habis dilepaskan [3,7].
gen, induksi mikronuklei dan sister chromatid
Efek pada gel yang dilintas oleh sebuah
exchanges (SCE) diketahui berhubungan
partikel alfa masih kontrovesi. Diduga bahwa
dengan kerusakanpada DNA akibat partikel
sebagian besar gel yang dilintas oleh sebuah
alfa [10].
partikel alfa akan mati sebagai akibat daTi
Pada tingkat pajanan radon dalam
deposisi energi yang besar dalam inti gel dan
rumah,sebagianbesarsel epitel bronchustidak
kerusakanyang padat pada DNA. Efek ini dapat
akan dilintas oleh partikel alfa sarna sekali
bersifat tidak letal pada sebagian gel yang
berarti tidak menerima dosis radiasi, dan
terpajan dalam jaringan yang dapat bertahan
sebagian lainnya akan dilintas hanya oleh
hidup dengan mengalami kejadian mutagenik
sebuahpartikel. Sebuahsel epitel pam sangat
[8]. Tetapi Hei dkk [9] menunjukkan bahwa
jarang dilintas oleh lebih dari satupartikel alfa
pada kenyataannnya lintasan sebuah partikel
per sepanjanghidup manusia.Sedangkanpada
30
31
7>1"'S~lHqStHllHal' ;4SP& "lS~laH1ataH 7Ca~tasl ~aH /.lHqkuHqaH pa~a fJH~ustl'l j\I"H-J\fuklll' ;Jaka..ta, 18;ttal'~t
2003.
tingkat radonyang lebih tinggi, sepertitambang
dilintas oleh lebih dari satu partikel alia atau
uranium, gel bronchus sering terpajan oleh
0,0007 Jhm-3 (0,2
banyaklintasanpartikel alfa dalamwaktu yang
Diperkirakan kurang dari 1 dari 400 inti sel
singkat [11]. Meskipun prosesperbaikandapat
basal (atau kurang dari 1 dari 100 inti sel
berlangsung,lintasan sebuahpartikel alia tetap
sekretori)akandilintas oleh sebuahpartikel alia
berpotensimenimbulkankerusakanyang tidak dapatdiperbaikipada gelyangtidak mengalami
pertahun[8]. Studi inhalasi radon menunjukkkan
kematian.Lintasan tunggal sebuahpartikelalia
bahwa frekuensi kanker sel kecil paru pada
diperkirakan akan menggandakan frekuensi
bagian tengah paru pada penambanguranium
mutasi
yang merokok sigaret lebih besar (30,8%)dari
spontan, sedangkan peningkatan
WLM)
per
tahun.
frekuensimutasi sampai2 -3 kali lebih besar
bukan penambang (10,6%). Bagian
ini
dapatterjadi akibat lintasan sampai 4 partikel
menerimadosis radiasi paling tinggi pada sel
alia per gel[12,9].
epitel paru. Jenis sel epitel saluranpemafasan
Ekstrapolasipajanan radon dari dosis
yangjuga berisikotinggi terhadapkankerakibat
tinggi ke rendah dipengaruhi oleh efek laju
radon adalah sel sekretori. Sel basal clan
dosis yang nampaknya terjadi pada tingkat
sekretoridapatmembelahclanberdifferensiasi.
pajanandimanalintasanbanyakpartikel per inti
Sel sekretorimembelahsebagairesponterhadap
gelterjadi. Hubungandosis responantararadon
trauma fisik atau kimia dan terlibat dalam
dengan fisiko kanker adalah hubungan linier
proses
tanpadosisambang.Meskipundemikian,selalu
traheobranchial [8].
perbaikan
sel
disepanjang
terdapatkemungkinanadanyasebuahhubungan ambang antara pajanan dengan fisiko kanker paru pada pajanan radon dengan dosis yang
Kerusakanpadatingkat sel danjaringan
sangatrendah[8]. Perkiraan fisiko radon terutama dari sturn epidemiologi pada penambangbawah tanah yang terpajananjauh lebih besar dari penduduk. Pajanan relata turunan radon terhadap para pekerja tambang di Colorado sekitar2,8 Jhm-315tahun (800 WLM). Berarti sebuah inti
gel pada epitel
bronchus
diperkirakan menerima relata sekitar 1 -5 lintasan partikel alfa atau 0,567 Jhm-3(162 WLM)
EFEK RADIASIP ADA TINGKAT SELULER akibat radiasi meliputi kerusakanpada DNA dan kromosom yang berpotensimenyebabkan terjadi mutasipadasel somatikdan genetikdan proseestransformasisel. Kerusakandapatpula terjadi pada strukstur seluler lain, yang mengakibatkankematiansel ataukerusakansub letal pada sel, kerusakanseperti ini umumnya tidak berakhirdengFillterbentuknyakanker atau penyakitherediter[6].
per tahun. Sedangkan penduduk
terpajanan radon dalam ruangan (sekitar 50 Bqm-3)sekitar kurang dari 1 dari 104sel akan
1.Efek Radiasi pada DNA Target utama dari kematian sel yang diinduksi oleh radiasi adalah DNA. Radiasi
1.
7>""Sl~lHflS~lHa.. /)aka..ta,
..Asp~k K,u~lalHataH 7Ca~lasl ~aH /..lHflkuHflaH pa~a .oH~ust..l/l!"H-/I!ukllJ/
18;1ta..~t 2003
dapatmenimbulkanefekpadaDNA baik secara
Sel
mampu
melakukan
proses
langsung maupun tidak langsung melalui
perbaikan terhadap kerusakan DNA
radikal bebas sebagai basil interaksi radiasi
waktu beberapajam, tetapi proses perbaikan ini
denganmolekul air [3,5].
dapat berlangsung secara tidak
dalam
sempurna
Struktur DNA berbentukheliks ganda
terutama terhadapkerusakan DNA yang dikenal
yang tersusundari ikatan antara gugus fosfat
sebagai double strand breaks- (dsb) yaitu
dengan guia dioksiribosa yang membentuk
patahnya ke dua strand DNA. Proses perbaikan
strand DNA, dan ikatan antar basa nitrogen
dsb dengan kesalahan dapat menghasilkan
yang menghubungkankedua strand DNA.
terjadinya mutasi pada gen dan abnormalitas
Sebagian besar kerusakan DNA
kromosom yang diketahui sebagai karakteristik
berupa
kerusakanpadabasa,hilangnyabasa,putusnya ikatan antarbasadanjuga putusnyaikatangula
dari pembentukanmalignansi [1,3]. Kerusakan
dsb
dianggap
sebagai
dengan fosfat sehingga terjadi patahanpada
penyebab kerusakan genotoksik dan dengan
salah satu strand yang disebut single strand
tidak adanya proses perbaikan yang efisien
break
dapat menyebabkan
(ssb).
Kerusakan diatas
dapat
timbulnya
kerusakan
dikonstruksikembalisecaracepatdengantanpa
jangka panjang, bahkan pada dosis yang paling
kesalahan oleh proses perbaikan secara
rendah. Trak tunggal, meskipun daTi radiasi
enzimatis dengan menggunakanstrand DNA
LET rendah, mempunyai probabilitas untuk
yangtidak rusaksebagaicetakan[1,3].
menghasilkan satu atau lebih dsb pada DNA. Oleh karena itu konsekuensi seluler daTi dsb atau interaksi anatar dsb, menjadi kejadian yang mungkin terjadi pada dosis dan laju dosis paling rendah. Probabilitas dsb/sel diperkirakan sekitar
4/sel/100mGy. Rasio ssbplus kerusakanbasa dengandsb yang diinduksi radiasi LET rendah adalahsekitar50:1. Kerusakanpadakomponen sel lainnya (kerusakan epigenetik) mungkin mempengaruhi fungsi sel clan progresi ke tingkatmalignansi[3,6]. Terdapatperbedaanutama dalam hal tingkat atau spektrum ionisasi yang diinisiasi oleh partikelalia clansinargamma.Partikelalia menghasilkanlebih banyak ionisasi multiple Gambar KerusakanDNA akibat pajananradiasi.
dalam DNA clan pada molekul sekitar, dibandingkanradiasigamma.Dengandemikian radiasialia menghasilkankerusakanlokal yang
32
7>""SI~lngStmlna.. ;4S1'& Kutlantalan 7Ca~lasl~an t.lngkltngan 1'a~aLJn~ltst..1j\I"n-,l\tltkli.. /)aka..ta,
18 j11a..tt 2003.
lebih parah (clustered damage) dimana gel
menginduksi aberasi kromosom tidak stabil
tersebut
(disentrik dan cincin) dan mutasi adalah 20
kecil
kemungkinannnya dapat
mGy, sedangkandosis radiasi sinal gamma
diperbaiki[8].
dalam menginduksi aberasi kromosom stabil 2. Efek Radiasi pada Kromosom
(translokasi)adalah 250 mGy. Beberapasturn
Radiasi dapatmenyebabkanterjadinya
tidak dapatmemperolehinformasi tentangefek
perubahan struktur pada kromosom, Secara
radiasi pada dosis jauh di bawah sekitar 20
normal, kromosomterdiri dari lenganatasdan
mGy untuk aberasikromosom, 100 mGy untuk
lengan bawah yang dihubungkan dengan
transformasigel, dan 200 mGy untuk mutasi
sebuahsentromer.Radiasi dapatmenyebabkan
somatik. Bentuk pasti dari respon untuk efek
terbentuknya(I) fragmen asentrik yaitu dilesi
selulerpadadosisrendahmasihbelumjelas [6].
pada lengan kromosom sehingga terbentuk
Radiasi LET tinggi jauh lebih efektif
fragmen kromosom tanpa sentromer, (2)
dari radiasi LET dalam menimbulkan efek
kromosom disentrik yaitu kromosom dengan
seluler berupa dsb,
dua sentromer, (3) kromosom cincin dan (4)
transformasidan mutasi dan juga efek seperti
translokasi, yaitu perpindahan materi genetik
kanker dan pemendekanumur pada hewan.
antarlengankromosom[3].
Radiasi pengion termasuk radiasi alfa tidak
Frekuensi kromosom disentrik oleh
aberasi kromosom,
efesienkhususnyadalam menimbulkanmutasi
radiasi latar pada gel darah limfosit sekitar I
titik,
dalam 1000 gel dan radiasi dapatmenginduksi
interstisial dan translokasi resiprokal dengan
disentrik dengan laju sekitar 4 /100 sel/Gy.
efisiensi tinggi [6,8]. Telah dibuktikan bahwa
Frekuensi kromosom disentrik dan cincin
dosis sangat rendah partikel alfa
meningkat
meningkatnya dosis
menginduksisister chromatidexchanges(SCE)
kumulatif pada daerah dengan radiasi latar
pada gel ovarium hamster dan gel fibroblast
tinggi. Sedangkanfrekuensi translokasi latar
manusia. Pada populasi gel ovarium hamster
lebih tinggi, sekitar 5-10/1000 sellimfosit dan
yang diiradiasi tersebut,dimana sekitar < 1%
lebih bervariasi sehingga relatif sulit untuk
gel yang dilintas satu partikel alfa, terjadi
digunakanuntuk mengukurpeningkatanrespon
peningkatanSCEpada> 30% gel[10].
dengan
tetapi menyebabkan sejumlah dilesi
dapat
pada dosis di bawah 200 -300 mGy. Dengan
Studi aberasikromosommenunjukkan
demikian translokasisebagaiaberasikromosom
bahwa terdapat hubungan dosis respon yang
stabil mempunyai arti yang kecil dalam
linier untukkerusakansitogenetikakibatradiasi
memperoleh
LET tinggi dan linier kuadratik akibat radiasi
informasi
tentang
bentuk
hubungandosisresponpadadosisrendah[6].
LET rendah. Dosis fraksinasi atau dosis
Hasil penelitiansecarain vitro pada gel
protraksimempunyaiefek kecil dalam induksi
limfosit manusia menunjukkan bahwa dosis
aberasikromosomsetelahpajananradiasi LET
radiasi
tinggi. Sturn pada manusia dan gel rodent
sinar-X
terendah
yang
dapat
33
7>""SlM"5S~l"tI,. .Aspu K-utltlHttlta" 7CtI~lasl~tI" I..l"5ku"5t1" ptl~a .D"~USl"l;\l""-;\Iukli,.
I),.ka,.ta,18;t1,.,.tl 2003
menunjukkan bahwa setelah pajanan partikel
hipersensitif terhadap proses transformasi
alia
sel dengan
denganadanyasignal bystander,dan (3) respon
peningkatanfrekuensiaberasi sister chromatid
gel bystandernampaknyaberupaada efek atau
exchangelebih besardari jumlah inti sel yang
tidak adaefek,artinyahila sebuahgel bystander
dilintas partikelalia [8].
telah menerima cukup signal, maka signal
dosis rendah, jumlah
berikunyatidak akanmeningkatkanrespongel. 3. Efek Radiasi pada Sel
Hasil ini menunjukkanbahwa efek bystander
Pada dosis rendah radiasi LET tinggi
mungkin berperan penting dalam mekanisme
dan pada dosis sangat rendah radiasi LET
induksi kanker [10,11]. Fenomena ini dapat
rendah, sebagiansel secara langsungdilintas
dipertimbangkan sebagai efek karsinogenik
oleh radiasi, tetapi sebagiansel lainnya tidak.
radiasidosisrendahterutamaLET tinggi seperti
Dan diketahuibahwajumlah sel yang merespon
partikel alia dari radon. Hanya sebagiankecil
partikel alia lebih besardari jumlah sel yang
daTigel epitel bronchusyang akan benar-benar
dilintas. Temyata sel yang diiradiasi dapat
dilintas oleh sebuahpartikel alia dari pajanan
berkomunikasibiokimia dengansekitarterdekat
radon dalam rumah (domestic) selama hidup
dengan
seseorang [12].
mengirim
sinyal
yang
akan
menyebabkankerusakan pada sel terdekat
Kerusakanjaringan dan kematian gel
tersebut (bystandercells). Efek yang dikenal
yang diinduksi oleh radiasi dapatmempercepat
sebagai bystander effects ini sangat nyata
mekanismepenggantiangelyang rusak melalui
terutama pada radiasi LET tinggi untuk
peningkatan aktivitas
berbagaimacamefek secarain vitro. Selainitu,
Mekanisme apoptosis secara normal dan
iradiasi pada sitoplassmasel baik dengansatu
spontan, bersama
atausejumlahpartikelalia menyebabkanmutasi
proliferasi gel dapatmengeliminasigel-gelyang
pada inti dengantoksisitasrendah.Komunikasi
rusak, berpotensimereduksifisiko terjadinya
ekstraselulerdaTisatuselke sellainnya memicu
transformasi gel dan kanker. Disisi lain,
proses transduksi signal intraselulerpada sel
perubahan pada kinetika penggantian gel
yang menerima. Dengan demikian, target
berpotensimeningkatkanekspansiklonal dari
interaksi dengan partikel alia dapat menjadi
gel terubah atau gel abnormal sehingga
lebihbesardaTiinti sel yangdilintas [8,13,14].
meningkatkan fisiko kanker. Proliferasi gel
Hasil studi efek bystander yang
pembelahan gel.
dengan
peningkatan
adalahsebuahtahapanyang dibutuhkanselama
diinduksi partikel alia menyimpulkanbahwa{l.)
induksi kanker dimana tanpa itu kanker tidak
Sebuah sel yang diiradiasi dapat mengirim
akan terbentuk,oleh karena itu peningkatanan
signal yang menyebabkan sebuah respon
proliferasi gel dapat dilihat sebagai suatu
onkogenikpada bysandercells, yaitu sel yang
mekanisme baik dalam proses perbaikan
intinya tidak terpajanradiasi, (2) suatupopulasi
jaringan
promosi
proses
sel mempunyaisebuah supopulasikecil yang
pembentukan kanker. Hilangnya
control
34
atau
dalam
7>""Sl~l"eS~l"a.. ;4s,,&"u~la"'ata" 7la~tasl ~a"/..l"eku"ea""a~a..a,,~ust"l;V""-;\Iukll.. /)aka..ta, 18;1ta..~t2003.
Radiasi merupakan karsinogen yang
apoptosis juga diyakini sebagai proses penting
bersifat universal yang
dalam perkeembanganneoplasia [8]. Telah diketahui bahwa radiasi pengion umumnya
dan
mengakibatkan
partikel
alia
khususnya
penundaan perjalanan
dapat menginduksi
kanker pada sebagian besar jaringan tubuh dari berbagai jenis organisma pada berbagai umur,
atau
termassuk j anin dalam kandungan. Kanker yang
progresi melewati tahap G2 dan gl dari siklus
diinduksi oleh radiasi, ripe histologinya sarna
gel. Penundaan G2 dipostulasikan memebrikan
dengan yang terbentuk secara spontan, tetapi
waktu lebih lama untuk berlangsungnya proses
distribusi jenisnya
perrbaikan terhadap kerusakan yang terjadi,
kemampuan radiasi untuk menembus sel tubuh
sebelum memasuki tahap mitosis. Penundaan
clan melepaskan energinya pada sel tersebut
G 1 bergantung pada fungsi dari protein p53 dan
secara acak, maka semua sel dalam tubuh
pada pengontrolan ekspresi gen Rb. Sel tumor
berisiko kerusakan akibat radiasi pengion.
tanpa p53
Berdasarkan studi pada sistem seluler clan
atau dengan mutasi p53 telah
yang berbeda.
Karena
kehilangan kemampuannnya untuk merespon
diperkuat dengan studi pada hewan, diketahui
terhadap arrest siklus gel setelah pajanan sinar
bahwa radiasi adalah karsinogen clan mutagen
gamma [8]
yang lemah dibandingkan dengan karsinogen bahan kimia, tetapi efeknya dapat dimodulasi dengan berbagai faktorsekunder lain [12].
KARSINOGENESIS RADIASI Karsinogenesis adalah suatu proses
Radiasi dapat berperan dalam tahap
pembentukankanker yang terdiri dari banyak
inisiasi karsinogenesis hanya dengan sekali
tahap. Secara umum tahapan karsinogenesis pajanan. Radiasi LET tinggi clan rendah telah dibedakanatas3 bagian yaitu inisiasi, promosi
ditunjukkan mampu menginduksi perubahan
dan progresi. Pada tahap inisiasi, perubahan
kromosomal clan mutasional yang muncul pada
teIjadi padaaspeksitogenetiksebuahgelnormal
turunan dari sel-sel yang terpajan beberapa
yang menyebabkan terbentuknya gel yang
generasi setelah pajanan awal. Perubahan dapat
termodifikasi
Proses
terjadi pada sel yang tetap hidup setelah
transformasi gel normal ini akibat dari efek
pajanan, bahkan setelah dosis yang hanya
genotoksik dari suatu agen yang bersifat
memberikan rerata hanya satu lintasan partikel
karsinogenik.Padatahappromosi sebagaiefek
alfa per sel. Radiasi terbukti juga berperan
epigenetic dari suatu agen, gel abnormal ini
dalam tahap proses promosi clan juga progersi.
akan terinduksi untuk melakukanpembelahan
proses epigenetik (perubahanan non mutasi)
atau proliferasi secara aktif dan membentuk
seperti
suatu klone atau kumpulan gel yang tidak
genomik,
normal. Sedangkantahapprogresiadalahtahap
respon seluler tertentu in vitro [5,6].
atau
abnormal.
teIjadinyapeningkatantingkatkeganasan[3].
bystander diketahui
effects
clan instabilitas
mempengaruhi
aspek
Selain itu terdapat dua jenis gen yang terlibat dalam inisiasi karsinogenesis yaitu
35
'j>.."SUlng S#.JHlna.. ;4s1'& KuelaHlatan /)aka..ta,
18ftta..et
7Ca~tast ~an .t.lngkungan 1'a~a .on~ust..ll\t"n-;\luku..
2003
proto onkogendan gen penekantumor (tumor
atom
suppressorgen atau anti onkogen).Kedua gen
memberikan informasi tentang hubungan dosis
ini mengontrolrangkaianbiokimia yang sangat
respon terhadap induksi tumor dan informasi
komplek yang meliputi signaling seluler dan
kuantitatif fisiko kanker akibat pajanan radiasi
interaksi seluler, pertumbuhan, mitogenesis,
dosis sedang/menengah sampai tinggi.
apoptosis,stabilitas genomikdan differensiasi.
memberikan perkiraan terbaik fisiko
Mutasi atauperubahanaktivitasdaTikeduagen
akibat radiasi LET rendah dengan dosis dari 20
ini dapat merubah mekanisme pengaturan
sampai 250 cGy. Risiko kanker pada dosis di
rangkaian
bawah 20 cGy masih belum controversial.
biokimia
yang
memberikan
Hirosima
&
Nagasaki.
Studi
ini
Data kanker
kontribusi terhadapperkembangan prosesmulti
Berdasarkan sturn tersebut, ICRP clan NCRP
tahapdari neoplasia.Padatahapinisiasi, radiasi
merekomendasikan bahwa perkiraan
dapat mengaktivasi proto onkogen menjadi
kanker akibat pajanan radiasi dosis rendah
onkogen dan menginaktivasi gen penekan
diekstrapolasi daTi dosis lebih tinggi dengan
tumor,
mekanisme
menggunakan model hubungan dosis respon
ampliflkasi, translokasidan dilesi [6,8]. Pada
yang linier, tanpa dosis ambang. Rekomendasi
kanker tertentu yang diketahui diinduksi oleh
ini berdasarkanpada pemahaman bahwa DNA
radiasi (sepertijells leukemia dan sarcoma),
pada inti
terbentuk akibat terjadinya dilesi
genotoksik
antara lain
melalui
pada
fisiko
adalah target utama daTi efek radiasi.
Sturn
follow-up
kromosom dan translokasi, seperti yang
menunjukkan sebuah peningkatan nyata fisiko
ditunjukkanpadaTabell [12,15].
kanker solid/mempat fatal
yang
diinduksi
l yang dijumpai pada beberapajenis karsinoma. Tabell. Berbagaikerusakanpadakromosom
Dilesi kromosom5q Dilesi kromosomIp (P31p36) Dilesi kromosom3p Dilesi kromosom13q14 Dilesi kromosom3p (P14p23) Transl.okasi (6; 14)(q21;q24) Translokasi(8;14)(q24;q23) Translokasi(8;14)(q24;qll) Translokasi(8;22)(q34;qll) Translokasi(9;22)(q34;qll) Translokasi(II;14)(qI3;q32) Translokasi(9;22)(q34;q11) Translokasi(X;8)(Pll.2;qll.2) Translokasi(.11;22)(q25;ql1) Sumberinformasi yang utama tentang kanker yang diinduksi radiasi adalahJapanese Life Span Study (LSS) sebagaikorban born
36
Colon carsinoma Neuroblastoma Renalcell carsinoma Retinoblastoma Smallcell lung carsinoma Ovariancarcinoma Burkitt lymphoma AcuteT cell leukemia Butkitt lymphoma Chronicmyelogenous leukemia Chroniclymphocyticleukemia Acutelymphocyticleukemia SynovialSarcoma Ewinf?;'ssarcoma radiasi pada rentang dosis 0 -50
[6,16,17].
mSv
'j>.."SlM"(f SUUl"a..
;4spek K.eselalHata" 7Ca~lasl ~a" t.l"(fku"(fa"
pa~a £),,~ust..l ;'\I""-;v,,kll.. /)aka..ta,
Risiko kanker bergantungpada jenis kanker, usia dan seks daTi individu yang
germinal
oleh
radiasi,
18 ftta..et 2003.
lebih
rendah
dibandingkanmencit [5,6,14].
terpajan, besarnya dosis pada organ tertentu, kualitas radiasi, cara terpajan apakah kronik atau akut, dan adanyapajanankarsinogendan
Tabe12.Perkiraanefek genetikyang diinduksi olehradiasidengandosis1 rem per generasidalam suatupopulasimanusia[5,18].
promoter lain yang mungkin berinteraksi dengan radiasi. Diperkirakan bahwa jika 100.000 orang dari semua umur menerima radiasi gamma secara akut seluruh tubuh sebesar10 cGy, sekitar 800 kematian ekstra akibat kanker dapat diharapkanuntuk terjadi selama sisa hidupnya sebagai tambahan terhadaphampir 20.000kematianakibatkanker yang dapatterjadi tanparadiasi[5]. Efek genetikpadaturunandari individu EFEK GENETIK
yang terpajan secara konvensional dapat.
Sejauhini tidak ada penyakitpewarisan
dibedakan atas 3 jenis utama. (1). Kelainan
yang diinduksi oleh radiasiyang dijumpai pada
pertumbuhan yang parah (kematian janin,
populasi manusia yang terpajanan radiasi
kematian neonatal, malformasi, penyakit
pengion.Informasi kuantitatif tentangpenyakit
keturunan,sterilitas)seebagaiakibat.dari mutasi
pewarisanyang diinduksi radiasi diperolehdaTi
gross(genomic,kromosomal,gen-genpenting)
percobaanpada hewan. Efek radiasi pada gen
yang bersifatdominan. Efek ini terbukti terjadi
dan kromosomsel reproduktif diketahuidengan
padarodensia,insektadan ikan, tapi tidak pada
baik dari basil pengamatanmutasi pada lokus
manusia. Karena adanya mekanisme seleksi
spesifikpadasel spermagonium tikus [5].
yang kuat terhadapkelainanparahpada stadium
Ekstrapolasi data dari hewan ke
awal kehamilan, efek genetik akibat radiasi
manusia dengan demikian diperlukan untuk
nampaknya menjadi sukar ditemukan pada
mengkajifisiko efek genetik.Hal ini dilakukan
manusia.(2) Peningkatanfisiko kanker sebagai
karena tidak ada populasi manusia yang ada
konsekuensidari bertambalmyakejadiankanker
selain korban born
secara spontandan meningkatnyasensitivitas
atom yang
dapat
memberikan sebuah dasar substansial untuk
terhadap
sturn epidemiologi genetik. Dengan demikian
ketahanantubuh sebagaiefek kesehatannon
dasarilmiah dari ekstrapolasiharus bergantung
karsinogenik.Kedua efek genetikyang terakhir
pada basil penelitian tingkat seluler dan
diperkirakan karena ket.idakstabilangenomik
molekuler.
selanak[14].
Diketahui
bahwa
sensitifitas
karsinogen.
(3)
Menurunnya
manusia dalam hat induksi mutasi pada set
37
'i>"bSI~1II5SeNlIHa.. ,Aspek K.UtlaHlalaH /}aka..ta,
7Ca~tasl ~aH I.IH5kuH5aH pa~a .DH~ust..1;\IbH-;\Iukll..
18ft1a..et 2003
Semua mutasi mempWlyai efek yang
radiasi dosis rendah tidak dapat diabaikan.
berbahaya. Sebagian mutasi mempWlyai efek
Berdasarkandengan semua informasi yang
drstis yang diekspresikan segera, daD ini
telah diperoleh, proteksi radiasi terhadap
dieliminassi dari populasi secara cukup cepat.
pajanan radiasi dosis rendah tidak dapat
Mutasi lain mempWlyai efek menengah daD
diabaikanlagi tetapi sudahharus mulai untuk
berada Wltuk beberapa generasi, menyebarkan
diperhatikan.
kerusakannya MeskipWl
diantara
demikian,
turunan banyak
berlangsWlg
lama
tidak
diperkirakan
berdasarkan data
individu.
efek
mWlgkin yang
yang Wltuk ada
sekarang dan dimengerti [5].
PENUTUP Kerusakan
DNA
dalam
inti
set
dianggap sebagai kejadian utama yang diinisiasi radiasi yang menyebabkan kerusakan set yang mengakibatkan
pembentukan
kanker
dan
penyakit herediter. Beberapa penelitian terakhir menunjukkan bahwa sel-sel yang tidak secara langsung terpajan
radiassi pengion,
akan
mengalami kerusakan karena berada di sekitar sel yang terpajan radiasi.
Fenomena yang
dikenal sebagai bystander effects ini dijumpai terutama pada pajanan radiasi dosis rendah. Oleh karena itu dalaIn memperkirakan fisiko effek stokastik, kedua jenis set, yaitu sel yang menjadi target radiasi dan set yang tidak menjadi target tetapi berada disekitar set target, harus
dipertimbangkan.
Dengan
demikian
kemungkinan fisiko kesehatan yang mungkin timbul akan lebih besar daTiyang diperkirakan. Selain itu telah dibuktikan pula bahwa sebuah partikel alia yang melintasi sebuah inti set akan mempunyai probabilitas yang tinggi dalam menimbulkan mutasi. Ini berarti bahwa efek yang mungkin timbul akibat dari pajanan
38
DAFTAR PUSTAKA 1. BENNET, B.G. Exposures to Natural Worldwide. In High Levels of Natural Radiation1996. RadiationDoseand health effectsby Wei, L., Sugahara,T.danTao, Z. (Eds.).ElsevierScienceB.V, 15-23.1997. 2. EVALUATION OF EPA GUIDELINES FOR EXPOSURETO NORM. Evaluation of Guidelines for Exposures to Technologically Enhanced Naturally Occurring RadioactiveMaterials. National AcademyPress,Washington,DC. 1999. 3. HALL, E.J. Radiobiologi for the Radiologist. 3Tded. Lippincott Willimns & Wilkins, Philadelphia,USA, 2000. 4. MOSSMAN, K.L. Radiation Risks and Linearity: Sound Science?Proceedingsof the Nordic Society for radiation Protection Seminar.Reykjavik.26-29 August1996. 5. BIOLOGICAL EFFECTS OF IONIZING RADIATION V. Health Effects of Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation. National Academy Press, Washington,DC. 1990. 6. UNITED NATIONS SCIENTIFIC CO~E ON THE EFFECTS OF ATOMIC RADIATION 2000 REPORTTO THE GENERAL ASSEMBLY. Sources and Effects of Ionizing Radiation.Vol. II. United Nations,New York. 2000. 7. LITTLE, J.B. What are the Risks of LowLevel Exposure to a Radiation from Radon? Proc. .Natl. Acad. Sci. USA. 94, 5996-5997.1997. 8. BIOLOGICAL E~FECTS OF IONIZING RADIATION vt. Health Effects of Exposure to Radon. National Academy Press,Washington,DC. 1999.
'j)I'#salllg$UHlna..
;4spek K,uelalHatan
llaJlasl
Jan .t.ln{fkl/ngan paJa !JnJl/st..lf\1#n-;\ll/kli.. l;)aka1'ta, 18/t1la..et 2003.
9. HE!, T.K., WU, L., LIU, S., VANNAIS,D., WALDREN, C.A., and PEHRSON, G. MutagenicEffects of a Single and an exact Number of a.Particlesin MammalianCells. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 94, 3765-3770. 1997. 10. DESPHANDE,A., GOODWIN,E.H., BAlLEY,S.M., MARRONE, B.L. and LEHNERT,B.E. Alfa-Particel-Induced Sister Chromated Exchange in Normal Human Lung Fibroblasts:Evidence for an ExtranuclearTarget.Radiat.Res. 146,260267.
TANYAJAWAB Arif Jauhari -ATRO
1. Dari pengukuran NORM yang dilakukan terhadappekerjadi 1apangan berapasecara statistic yang dosisnya lebih besar dari 20 cGy ? 2. Sejak dilakukan survey NORM, sudahkah terlihat adanya tanda-tanda efek non stokastikpadapekerja?
ZubaidahA.
1. Sampai saat ini belum dilakukan pengukuran terhadap dosis serap yang 11. MILLER, R.C., RANDERS-PEHRSON, mungkin diterima oleh pekerja di lapangan G., GEARD, C.R., HALL, E.J. and akibat pajanan NORM, sehingga belum BRENNER, D.J. The Oncogenic diketahui jumlah pekerja yang terpajan Transforming Potential of the Passageof lebihbesardari 20 cGy. Single a Particles Through Mammalian 2. Adanya efek stokastikpactaseorangpekerja Cell Nuclei. Proco Natl. Acado Sci. USA. baru dapat diketahui setelah masa yang 96, 19-22.1999. cukup lama, sekitar diatas 10 -20 tahun. Karena survey NORM belum atau baru 12. LITTLE, J.B. Radiation Carcinogenesis. akan dilakukan maka pengamatanterhadap Carsinogenesis, 21, 397-404,2000. tanda-tandaadanya efek stokastik belum 13. BRENNER, D.J., GEARD, C.R., HALL, dilakukan. Sedangkanefek non stokastik E.J., and SACHS, R.K. Are Bystander (efek deterministic) kemungkinan besar Effects Important at Low RadiationDose? tidak akan dijumpai karena membutuhkan DOE/NASA Radiation Investigators' dosisyangrelative tinggi. Workshop. Washington, DC. 27-30 June 2001. 4. ZHOU.. H., PEHRSON.. G... WALDREN.. C.A... VANNAIS.. D... HALL.. E.J. and HEI, T .K. Induction of a Bystander Mutagenic Effect of Alpha Particles in Mammalian Cells. Proc. Natl. Acad. Sci.USA. 97.20992104.2000.
15. CROCE, C.M. ROLE OF Chromosome Translocationsin Human Neoplasia. Cell, 49,155-156,1987. 16. INTERNATIONAL COMMISSION ON RADIOLOGICAL PROTECTION. Recommendations Report No. 60. Pergamon,New York. 1991. 17. NATIONAL COUNCIL ON RADIATION PROTECTION AND MEASUREMENTS. Report116.NCRPM, Bethesda.1993. 18. UNITED NATIONS SCIENTIFIC COMMITTEE ON THE EFFECTS OF ATOMIC RADIATION 2001 REPORTTO THE GENERAL ASSEMBLY. Hereditary Effects of Radiation.United Nations, New York.2001.
Ke Daftar Isi
Nugroho -PT Krakatau Steel
Di PT KrakatauSteelactapekerja radiasi sebanyak250 yang bekerja 8 jam (full) di area yang banyak kandungan radioaktifnya dan sudah bekerja di area tersebut selama 15-25 tahun. Bagaimana cara mengatasi hal ini, karena disatu sisi pekerja wajib bekerja disana sementara dosis serendah apapun selalu membawa dampak pacta manusia ? Dan bagaimanamembedakan penyakit (misalnya kanker) yang disebabkanoleh radiasi dengan kankeryangdisebabkanoleh efeklain?
ZubaidahA. Yang dapat dilakukan adalah melninimasi kemungkinan terjadinya efek stokastik dengan mematuhi prosedur kerja keselamatanradiasi. Tidak dapat dibedakan antara kanker oleh radiasi dengan oleh karsinogenlain.
39
