berkas energi radiasi tersebut tidak akan mampu menginduksi terjadinya proses ionisasi dalam media tersebut. Istilah radiasi non pengion secara fisika mengacu pada radiasi elektromagnetik dengan energi lebih kecil dari 10 eV yang antara lain meliputi sinar ultraviolet, cahaya tampak, infra merah, gelombang mikro (microwave) dan radiofrekuensi elektromagnetik. Selain itu ultrasound juga termasuk dalam radiasi non pengion .
Alat dan proses yang menghasilkan radiasi non pengion banyak dimanfaatkan dalam bidang industri, kedokteran termasuk gigi, telekomunikasi, industri hiburan, laboratorium penelitian, bangunan dan konstruksi, aplikasi militer, aplikasi pendidikan, geodesi, transportasi, periklanan, preparasi makanan komersil, dan di rumah
.Berdasarkan panjang gelombang yang berhubungan dengan frekuensi dan energi fotonnya, radiasi non pengion dapat dibagi atas dua kelompok besar yaitu radiasi optik dengan panjang gelombang antara 100 nm sampai 1 mm dan radiasi radiofrekuensi elektromagnetik antara 1 mm sampai sekitar > 100 km
Radiasi Optik
Kelompok radiasi optik terdiri dari 3 jenis yaitu radiasi ultra violet (UV), cahaya tampak dan infra merah (IR). Spektrum sinar UV adalah radiasi elektromagnetik yang terletak pada rentang panjang gelombang 100 nm – 400 nm, dibagi atas UV-C (100 – 280 nm), UV-B (280 – 315 nm) dan UV-A (315 – 400 nm).
Sumber radiasi UV alam adalah matahari. Namun karena adanya serapan oleh atom oksigen yang kemudian membentuk lapisan ozon, maka radiasi matahari yang sampai ke bumi (terestrial) intensitasnya lebih rendah yang meliputi UV dengan panjang gelombang 290-400 nm sedangkan panjang gelombang yang lebih pendek diserap oleh lapisan atmosfer.
Sebagai penyerap utama radiasi UV, lapisan gas ini berfungsi sebagai pelindung bumi dari pajanan sebagian radiasi UV yang lebih pendek dari 340 nm. Berkurangnya lapisan ozon akibat pelepasan chloro fluorocarbon (CFC) buatan manusia ke atmosfer akan mengurangi daya proteksi ozon terhadapsinar UV dan memperbesar tingkat kerusakan akibat pajanan radiasi UV.
Sumber radiasi UV buatan manusia pada dasarnya terdiri dari tiga jenis yaitu incandescent, seperti lampu halogen tungsten, lampu neon, lampu intensitas tinggi yang digunakan pada industri untuk fotopolimerisasi, lampu germisidal untuk sterilisasi dan lampu untuk pengelasan metal; dan laser UV seperti excimer laser. Spektrum cahaya tampak berada pada panjang gelombang 400-700 nm. Sumber alamiahnya adalah matahari, sedangkan sumber buatan manusia adalah lampu baca, peralatan berpendar dan laser. Laser (Light Amplification Stimulated Emission by Radiation) merupakan berkas radiasi dengan energi yang digabung dan dilipatgandakan intensitasnya. Berkas laser yang dipergunakan saat ini adalahsinar tampak dan infra merah.
Sedangkan sinar infra merah terletak pada rentang panjang gelombang 770 nm – 1 mm yang dibagi atas IR-A (770 nm -1,4 µm), IR-B (1,4 – 3 µm) dan IR-C (3 µm – 1 mm). Matahari juga merupakan sumber alamiah radiasi infra merah, sedangkan sumber buatan manusia antara lain lampu infra merah yang umumnya digunakan sebagai pemanas, laser dan LED (Light Emission Diode).
Medan elektromagnetik radiofrekuensi
Kelompok radiasi non pengion ini berdasarkan frekuensinya dibedakan atas elombang mikro pada frekuensi 30 MHz – 300 GHz dan gelombang radiofrekuensi pada 0,3 – 30 MHz. Peralatan gelombang mikro antara lain radar (1 40 GHz) digunakan untuk berbagai keperluan baik militer rnaupun sipil, peralatan industri, laboratorium, kedokteran dan rumah tangga sepertimicrowave oven (2,45 GHz). Sedangkan gelombang radiofrekuensi dapat dibagi lagi atas frekuensi tinggi (orde kHz – 230 MHz) seperti pada stasiun
EFEK KESEHATAN RADIASI OPTIK
Efek akibat pajanan radiasi optik pada tubuh sangat bergantung pada panjang gelombang yang berhubungan dengan daya tembusnya pada jaringan tubuh. Secara biologik, panjang gelombang < 180 nm (Vacuum UV) tidak memberikan efek nyata karena telah terserap oleh udara. UV-C lebih aktif secara
fotokimia karena diserap secara kuat oleh asam amino tertentu; dengan demikian oleh kebanyakan protein. UV-B kurang bersifat fotokimia tetapi dapat menembus jaringan. UV-A sangat rendah sifat fotobiologiknya tetapi mempunyai daya tembus lebih dari UVB. Sasaran utama pajanan radiasi optik pada tubuh adalah kulit dan mata. Tidak seperti kebanyakan radiasi pengion, radiasi optik hanya diserap secara sangat superfisial dan kedalaman pada kulit dan kornea umumnya < l mm., dan untuk UV-C hanya beberapa lapisan sel.
Interaksi radiasi optik dengan materi biologik umumnya menimbulkan reaksi panas/termal dan reaksi fotokimia; menghasilkan energi yang diserap oleh jaringan dalam waktu singkat sehingga dapat meningkatkan suhu jaringan. Reaksi fotokimia terjadi ketika sebuah foton mempunyai energi kuantum yang cukup untuk mengionisasi terjadinya eksitasi yang mengubah suatu molekul menjadi satu atau lebih molekul kimia yang berbeda.
Jumlah radiasi optik terutama UV yang dapat diserap bergantung pada intensitas matahari, yang maksimum terjadi pada pukul 11.00 – 15.00 saat matahari berada di sekitar posisi tertingginya. Selain itu, intensitas matahari juga dipengaruhi oleh ketinggian karena berhubungan dengan ketebalan lapisan atmosfer yang berfungsi sebagai penahansinar UV; diketahui bahwa refleksi sinar matahari dari salju dan tanah juga dapat meningkatkan intensitas radiasi.
Efek pajanan kronik radiasi UV lebih serius daripada efek pajanan akut, efek yang merugikan pada mata termasuk penebalan konjungtiva, katarak, dan kanker konjungtiva. Efek kronik pada kulit yang paling penting adalah kanker kulit. Sedangkan efek akut berupa peradangan pada mata dan kulit.
Efek Radiasi Optik Pada Tingkat Molekuler
Ikatan tunggal dan ganda molekul organik menyerap radiasi UV pada panjang gelombang 200 – 250 nm dan molekul organik berbentuk cincin pada 250 – 300 nm. Penyerapan maksimum terhadap panjang gelombang 300 -450 nm terjadi pada molekul dengan 3 cincin seperti riboflavin, atau 4 cincin seperti porfirin dan molekul organik dengan ulangan rantai panjang seperti karotenoid.
Molekul protein sel mampu menyerap secara maksimum pada panjang gelombang sekitar 280 nm dengan asam amino triptofan dan tirosin sebagai penyerap utama. Meskipun triptofan menyerap 10
Spektrum radiasi optik yang diserap secara maksimum oleh DNA adalah pada 260 nm dengan kemampuan menyerap 10-20 kali lebih besar dari protein. Dengan demikian, DNA memberikan kontribusi besar terhadap penyerapan total UV-C (200 – 280 nm) oleh sel. Meskipun penyerapan oleh DNA terhadap UV-B pada sekitar 300 nm jauh lebih kecil dari UV-C (10-100 kali lebih rendah), pajanan matahari menyebabkan kerusakan nyata pada DNA yang dapat membunuh sel.
Kerusakan DNA akan mengalami proses perbaikan secara spontan. kasalahnya adalah bahwa proses perbaikan dapat berlangsung tanpa kesalahan (error-free repair) atau dengan kesalahan (error-prone repair), tergantung tingkat keparahannya. Pajanan radiasi UV-C dan UV-B terutama menimbulkan kerusakan pada pirimidin dengan terbentuknya dimer, seperti Cyclobutane pyrimidine dimer (CPD), yang umumnya dapat diperbaiki tanpa kesalahan. Sedangkan UV-A (315 – 400 nm) walaupun yang terserap sangat sedikit tetapi dapat menginduksi DNA strand
Efek Radiasi Optik Pada Kulit
Penyerapan UV-B/C pada kulit dibatasi oleh lapisan basal epidermis, sedangkan UV-A dapat menembus lebih dalam. UV-C diserap stratum korneum dan lapisan atas stratum malpighi. UV-C hanya memberikan efek tidak langsung pada lapisan hidup epidermis (melanosit dan keratinosit), mampu menginduksi produksi sitokin yang bertanggung jawab terhadap timbulnya eritema dan mampu mengubah fungsi imunitas sel langerhans sehingga mungkin terlibat dalam pembentukan kanker kulit.
Radiasi UV-B dapat menembus semua lapisan epidermis, hanya sekitar 10-15 % dapat menjangkau bagian atas lapisan dermis. Efek pajanan ini adalah eritema dan kanker kulit; panjang gelombang yang dapat menimbulkan efek akut paling parah berupa induksi luka bakar adalah 307 nm.
Sedangkan radiasi UV-A yang diserap lapisan epidermis hanya 50%, sisanya mampu menembus lapsan dermis sampai kedalaman 2 mm. Efek yang ditimbulkan adalah kanker kulit, penuaan dini dan juga pigmentasi kulit akibat peningkatan produksi pigmen melanin. Efek akut yang terjadi dalam jangka pendek pada kulit antara lain:
• Reaksi sunburn sebagai efek yang paling umum terjadi akibat pajanan sinar matahari.
Perubahan yang terjadi tergantung pada jumlah radiasi, tingkat dan kualitas melanin dan ketebalan stratum korneum. Eritema atau memerahnya kulit adalah aspek visual dari respon sunburn; tertunda 2 – 4 jam setelah irradiasi, puncaknya pada 14 – 20 jam, secara normal terjadi selama 72 jam. Sunburn yang parah biasanya diikuti dengan peningkatan ketebalan epidermis dan deskuamasi sel epidermis yang mati. Sunburn minimal adalah oleh cahaya merah dan tidak nyeri. Sunburn yang sangat parah diikuti dengan blister pada 48 jam kemudian.
Respon umum lainnya terhadap radiasi UV-B terutama pada mereka yang tidak membentuk tan (kecoklatan pada kulit) adalah hiperplasia yaitu penebalan akibat peningkatan jumlah lapisan sel stratum korneum. Ini secara nyata mereduksi penetrasi UV-B ke lapisan basal yang berarti merupakan suatu sistem proteksi yang penting. Hiperplasia epidermis ini agaknya berperan penting dalam proses adaptasi terhadap pajanan UV-B yang lebih tinggi.
Pajanan laser yang termasuk dalam kelompok radiasi cahaya tampak dan infra merah dapat menyebabkan sunburn yang parah, tergantung pada energi yang diserap. Radiasi pada 310 -700 nm menyebabkan reaksi fotosensitif berupa ritema
ringan dan tidak nyeri; radiasi 700 nm – 1 mm menyebabkan kulit terbakar dan kering.
• Pigmentasi kulit
Pigmentasi kulit merupakan proses adaptif sebagai konsekuensi langsung pajanan radiasi UV dengan dosis yang cukup. Peningkatan pigmentasi dapat teramati paling tidak dalam waktu 24 jam dan mencapai puncaknya pada hari ke 8. Pigmentasi tertunda ini akibat peningkatan produksi pigmen melanin dan pemindahannya pada sel keratinosit sekitar. Keratinosit yang terinduksi radiasi UV-B menyebabkan peningkatan ketebalan epidermis sehingga meningkatkan pula kandungan melanin. Pajanan UV-A tidak mengakibatkan peningkatan sel keratinosit yang berarti, peningkatan pigmentasi terjadi karena terstimulasinya melanogenesis secara langsung.
Respon pigmentasi kulit yang segera setelah radiasi UV-A merupakan konsekuensi dari reaksi oksidatif dari prekursor eumelanin yang tidak berwarna. Proses ini bersifat sementara dalam beberapa jam dan tidak menimbulkan efek apapun.
• Efek imunitas
Diketahui bahwa sinar UV dapat memodifikasi protein dan molekul organik dalam epidermis menjadi molekul terubah yang dikenali sebagai molekul asing oleh sistem imun sehingga memacu respon imunitas pada kulit, seperti alergi matahari atau fotodermatitis. Radiasi UV mengganggu sistem imunitas seluler dengan merusak sel langerhans dan/atau menginduksi sitokin dari keratinosit dan/atau melalui makrofag yang muncul di epidermis setelah hilangnya sel langerhans. Pajanan UV tidak hanya mencegah stimulasi reaksi sel T spesifik antigen, tetapi juga dapat melepaskan sel T supressor yang secara spesifik menghambat pembelahan sel T reaktif terhadap antigen spesifik. Sistem imunitas seluler tampaknya berperan penting dalam penolakan sel tumor kulit yang diinduksi oleh UV.
• Sintesis vitamin D3
Radiasi UV-B juga memberikan dampak yang menguntungkan kesehatan yaitu berperan dalam sintesis vitamin D3 di lapisan epidermis. Provitamin D3 (7-dehydrocholesterol) dikonversi menjadi previtamin D3 di membran sel epidermis
oleh iradiasi UV-B, yang kemudian secara thermal isomerises menjadi vitamin D3 (Cholecalciferol) dan secara rutin dilepaskan dari epidermis. Intensitas radiasi V-B yang dibutuhkan hanya sedikit dan kelebihan pajanan dapat mengakibatkan penghentian aksi vitamin D3 yang telah terbentuk. Vitamin D (baik D3 atau D2 dari makanan) tidak aktif secara biologik tetapi harus dibawa oleh darah untuk dikonversi dengan proses hidroksilasi dalam hati menjadi 25-hydroxyvitamin D (25OH-vitD) dan kemudian dalam ginjal menjadi 1,25dihydroxyvitamin D (1,25-diOH-vitD), yaitu suatu hormon bentuk aktif yang dapat terikat pada reseptor vitamin D (VDR).
Vitamin D berfungsi mengatur keseimbangan kalsium dan fosfat dalam darah, menstimulasi penyerapan kalsium dari makanan dalam usus halus, memobilisasi kalsium ke tulang, memacu differensiasi sel dan menghambat pembelahan beberapa jenis sel terutama sel kanker.
Pajanan sinar matahari lebih dari 10 menit seperti pada mandi sinar matahari tidak akan meningkatkan jumlah previt D, tetapi justru akan berbahaya akibat pajanan UV.
Pajanan kronik radiasi UV menyebabkan gejala klinik yang dikenal sebagai efek penuaan. Terjadi terutama di bagian tubuh yang terpajan secara permanen, berhubungan dengan kekeringan kulit, keriput dan telangiectasia. Pigmentasi tidak teratur dan lentigo solar juga dijumpai. Secara histologis disebabkan oleh penipisan kulit, pengurangan ketebalan papillary dermis dan penggantian materi kolagen elastik normal dengan gumpalan elastotic yang kehilangan sifat elastisitasnya pada dermis normal. Perubahan ini biasanya berhubungan dengan kanker kulit non melanoma yaitu Basal Cell Carcinoma (BCC) dan Squamous Cell Carcinoma (SCC), dan Cutaneous Malignant Melanoma (
CMM berasal dari sel pigmen, melanosit, merupakan jenis kanker kulit yang paling agresif, cepat bermetastasis dan mematikan. Sedangkan BCC dan SCC berasal dari keratinosit, tidak terlalu agresif tetapi tumbuh invasif. Tingkat mortalitas CMM sekitar 20-25%, SCC 1-3% dan BCC 1%. Kanker kulit biasanya mudah diangkat pada tahap awal karena mudah dikenali ketika masih kecil; sayangnya, berisiko tinggi terbentuk kembali. CMM umumnya terjadi di bagian badan dan kaki terutama pada mereka yang secara berkesinambungan terpajan sinar matahari.
Awal melanoma ganas dapat dikenali dari beberapa tanda yaitu tahi lalat yang makin membesar atau tumbuh tahi lalat yang baru (biasanya tahi lalat tidak tumbuh/bertambah setelah pubertas). Tahi lalat dengan bentuk tidak beraturan atau campuran bayangan yang berbeda coklat atau hitam. Tanda lain ialah tahi lalat lebih besar dari ujung pensil yang tumpul atau dengan tepi kemerahan, pendarahan, agak berair atau mengeras, dan mulai terasa berbeda seperti sedikit sakit.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar