FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RESPON SELULER

Pertemuan ke-3

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RESPON

SELULER

• FAKTOR FISIK

• FAKTOR KIMIAWI

• FAKTOR BIOLOGIK

• Faktor-faktor tersebut mempengaruhi respon seluler dengan cara meningkatkan respon sehingga tampak lebih radiosensitif sedang yang bereaksi dengan cara mengurangi respon menjadi tampak lebih radioresistan.

• Yang berubah adalah faktor eksternalnya, misalnya LET-nya terhadap radiasi atau lingkungan dimana sel tumbuh lalu mendesak pengaruh sel atau organisma terhadap respon. Namun sensitifitas yang terkandung pada sel itu sendiri tetap tidak berubah seperti yang dikatakan dalam hukum Bergonie dan tribondeau.

Lanjutan……………

• Faktor-faktor yang mempengaruhi respon seluler inilah yang Ancel dan Vitemberger definisikan sebagai faktor-faktor bagaimana sel tersebut terpapar pre atau post radiasi→Conditional sensitifity

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RESPON

FISIK KIMIAWI BIOLOGIK

1. LET

2. LAJU DOSIS

SENSITIZER

Oksigen

Pyrimidin Halogen

Lain-lain

PROTECTANT

Cysteine

Cysteamine

1. SIKLUS SEL

2. PERBAIKAN INTRA SELULER

FAKTOR-FAKTOR FISIK1. LET DAN RBE

Let atau Linear Energy Transfer adalah istilah yang mendiskripsikan ukuran energi berbagai type radiasi yang hilang pada saat melintasi suatu bahan.

Radiasi yang ber-LET tinggi dengan densitas ionisasi yang tinggi lebih efisien dalam menyebabkan kematian sel daripada yang ber -LET rendah

Semakin tinggi LET suatu radiasi, maka kemampuan untuk menghasilkan kerusakan biologik semakin meningkat pula. Ukurannya dinyatakan dengan RBE.

• Dari kurva tersebut tampak bahwa daerah shoulder kurva ber LET tinggi lebih kecil daripada shoulder kurva radiasi ber LET rendah.

• Artinya pada radiasi ber LET tinggi tidak cukup waktu untuk repair dari kerusakan radiasi sehingga banyak sel-sel yang mati. Bahkan daerah shoulder ini bisa hilang, bila LET semakin tinggi.

2. JUMLAH DOSIS

• Faktor fisik lain yang mempengaruhi respon sel terhadap radiasi adalah jumlah dosis yaitu jumlah dosis yang mengantarkan radiasi.

• Bentuk respon yang dipengaruhi oleh jumlah dosis ini antara lain kegagalan reproduksi, tertundanya pembelahan, kerusakan sel dan waktu survival dari organisma yang terekspose terhadap dosis total penyinaran tubuh.

• Semua penelitian telah membuktikan bahwa dosis rendah akan lebih kurang efisien dalam mengakibatkan kerusakan daripada dosis tinggi.

Lanjutan………….

• Penjelasan dari hubungan antara respon biologik dengan jumlah dosis adalah bahwa dengan jumlah dosis rendah, masih ada cukup waktu untuk pulih sebelum tercapai kerusakan yang parah yang dapat menyebabkan kematian sel.

• Radiasi ber-LET tinggi tidak menunjukkan pengaruh dari jumlah dosis. Kepadatan ionisasi yang dihasilkan oleh radiasi berLET tinggi tepat pada target atau mekanisme pulihnya untuk menyebabkan kematian sel.

FAKTOR-FAKTOR KIMIAWI

• Banyak bahan kimiawi yang dapat mengubah respon sel terhadap radiasi, beberapa bahan kimia yang dapat meningkatkan respon disebut dengan Sensitizer

• Sedangkan yang menghambat respon disebut dengan radioprotektor atau Protectant.

SENSITIZER• Radiosensitizer yang sebenarnya adalah

yang dapat meningkatkan efek mematikan sel dari radiasi yang diberikan

• Bahan yang paling dramatik meningkatkan respon seluler adalah oksigen, maka proses ini disebut dengan efek oksigen (The Oxygen Effect)

• Paling efektif bila oksigen diberikan bersamaan dengan radiasi.

• Penjelasannya adalah sebagai berikut :

Lanjutan efek oksigen………….

• Teori pertama

radikal bebas yang terbentuk sebagai hasil dari interaksi radiasi dengan kandungan air dalam sel. Oksigen dapat meningkatkan radikal bebas

• Teori kedua

Perubahan bahan kimia yang terjadi sebagai hasil penyinaran bersifat reversibel bila tidak ada oksigen, namun bila ada oksigen, oksigen akan memblok proses perbaikan sehingga kerusakan sel semakin meningkat.

Pada kurva survival sel tampak bahwa pada sel yang diradiasi dengan adanya oksigen, bagian shouldernya akan menjadi mengecil dan bagian eksponensial kurva menjadi lebih curam. Hal ini mengindikasikan peningkatan radiosensitifitas.

Lanjutan efek oksigen………

• Pernyataan yang membandingkan respon sel atau organisme terhadap radiasi dalam keadaan ada atau tidak ada oksigen dinyatakan dalam Oxygen Enhancement Ratio (OER).

• OER didefinisikan sebagai dosis radiasi yang menghasilkan respon biologi dalam keadaan tidak ada oksigen, dibagi dengan dosis radiasi yang menghasilkan respon biologik yang sama dalam keadaan ada oksigen.

• Untuk sel mamalia OER antara 2-3 dan biasanya nilanya adalah 2,5

• Oksigen efek ini lebih bermakna bila dilakukan pada penyinaran dengan sinar x dan ∂ (radiasi ber-LET rendah) dan tidak efektif pada neutron dan partikel alpha (radiasi ber-LET tinggi).

Sensitizer yang lain• Yang dapat dikategorikan sebagai

sensitizer yang lain adalah Halogenated Pyrimidin, actinomicin D, Hydroxyurea dan vitamin K.

• Beberapa bahan diatas telah lama dipergunakan sebagai kombinasi dengan radiasi dalam treatmen penyakit kanker.

• Namun penggunaan paling luas di radioterapi klinis sebagai radiosensitizing agent adalah oksigen.

RADIATION PROTECTORS• Radioprotector bertindak sebagai

pengurang efek radiasi pada sel.

• Untuk alasan ini radioprotektor sering disebut pula dengan Dose Modifying Compounds.

• Salah satu group yang memiliki sifat radioprotektan adalah bahan kimia yang mengandung group sulfhydryl ( ikatan sulfur dan hidrogen)

Lanjutan……….• Dua asam amino dalam tubuh yang yang

mengandung unsur sulhydryl adalah cysteine dan cysteamine.

• Ketika satu unsur radioprotektan terdapat dalam suatu penyinaran, maka dosis yang lebih besar diperlukan untuk menghasilkan respon yang sama dengan bila tidak ada unsur radioprotektan.

• Ini disebut dengan Dose Reduction Factor (DRF)

Dose Reduction Factor(DRF)

• Didefinisikan sebagai rasio dari dosis radiasi yang diperlukan untuk menghasilkan efek dalam keadaan ada protectan dengan dosis yang diperlukan untuk menghasilkan efek yang sama dalam keadaan tidak ada unsur protectan.

• Unsur sulfhyhydryl lebih efisien dengan sinar x dan sinar ∂ dan efeknya sangat tidak bermakna dengan radiasi ber-LET tinggi seperti partikel alpha dan neutrons

FAKTOR-FAKTOR BIOLOGIK1. SIKLUS SEL• Satu faktor biologik yang berpengaruh

besar pada respon seluler adalah posisi sel dalam siklus sel pada saat radiasi terjadi.

• Cara mengetahuinya adalah dengan meletakkan semua sel pada phase yang sama, baru diradiasi.

• Kesimpulan yang didapat adalah sel ternyata lebih radiosensitif ketika diradiasi pada G2 dan M dan kurang sensitif selama sintesa DNA

• Secara umum M adalah phase yang paling radiosensitif dalam siklus sel, sedangkan S adalah yang paling resistant.

2. Intraselular repair

• Faktor kedua yang mempengaruhi respon terhadap radiasi adalah kemampuan sel untuk membaik dari kerusakan sublethal atau kemampuan untuk pulih dari kerusakan radiasi.