Fotobiologi Flashcards
Spektrum elektromagnetik
Pengobatan dengan menggunakan sinar membutuhkan molekul penyerap(kromofor) tertentu yang dapat menangkap energi pada panjang gelombang spesifik -> setelah energi terserap, molekul membentuk photoproduct yang memicu reaksi fotokimua
Radiasi non ion
Panjang gelombang lebih dari 100 nm
Karena energi atom tidak cukup untuk menimbulkan ionisasi dalam cairan
Panjang gelombang
Beberapa radiasi membentuk gelombang bersinambungan sehingga dapat dihitung panjang dan frekuensi dalam satuan waktu
Menggambarkan cara sinar dipantulkan dan dibiaskan
Partikel
Menggambarkan radiasi sebagai bagian energi yang disebut foton
Menerangkan teori fenomena fotobiologis seperti absorpsi radiasi oleh molekul
UV vakum
Foton diabsorpsi oleh udara sehingga hanya dapat dilakukan percobaan dalam keadaan hampa udara
Radiasi UVC
Tidak ditemukan dalam spektrum sinar matahari pada permukaan bumi karena disaring ozon dan air
Disebut juga radiasi germisidal (dapat membunuh mikroorganisme), uv gelombang pendek karena merupakan panjang gelombang terpendek pada spektrum UV
Sering diartikan panjang gelombang 259 nm karena sesuai panjang gelombang yang diemisi oleh lampu merkuri bertekanan rendah
Radiasi UVB (290-320 nm)
Bagian sinar matahari dengan aktivitas biologis tertinggi
Penyebab reaksi eritema setelah pajanan
Disebut juga UV gelombang tengah atau sunburn UV radiation
Radiasi UVA (320-400 nm)
UVA panjang gelombang terpanjang
Efek biologis kurang dibanding UVB
Penyebab sebagian besar eritema akibat sinar matahari
Nama lain: radiasi UV gelombang panjang, radiasi UV dekat (karena spektrumnya dekat dengan sinar kasat mata), sinar hitam (karena tidak terlihat)
Radiasi UVA (320-400 nm)
Energi foton berbanding terbalik secara proporsional dengan panjang gelombang -> panjangn gelombang yang panjang menghasilkan efek biologik lebih kecil
Efek biologik radiasi tidak hanya tergantung pada besar energi berbagai foton tapi juga dosis pajanan (misal foton UVB mempunyai energi lebih besar dibanding foton UVA, tetapi sinar matahari mengandung UVA lebih banyak sehingga efek biologik radiasi UVA lebih bermakna)
Sumber radiasi nonion
Spesifisitas
Matahari
Lampu fluoresen
Filter optik
Spesifisitas
Karakteristik sebuah sumber radiasi bergantung pada distribusi spektrum energinya (lazim disebut spektrum emisi)
Dalam spektrum emisi dijelaskan kisaran panjang gelombang dan jumlah relatif setiap panjang gelombang yang dipancarkan suatu sumber radiasi
Matahari
Sumber energi elektromagnetik terutama terdiri dari radiasi solar UV, sinar tampak, spektrum inframerah
Kemampuan mencapai bumi dipengaruhi secara bermakna oleh atmosfer yang dilaluinya sehingga hanya 2/3 energi matahari yang ditangkap bumi
Matahari
Radiasi solar uv hanya 5% dari seluruh radiasi matahari yang mencapai bumi
Panjang gelombang UV antara 100-400 nm
UVA1 (340-400 nm)
UVA2 (320-340 nm)
UVB (280-320 nm)
UVC (100-280 nm)
Radiasi uv yang mencapai permukaan bumi
UVA 95-98%
UVB 2-5%
UVC seluruhnya terserap ozon di stratosfer
Faktor yang mempengaruhi jumlah dan komposisi radiasi matahari pada suatu daerah
Paling utama: Sudut zenit matahari yang jatuh pada permukaan bumi (dipengaruhi oleh waktu, musim, letak lintang)
Faktor lain: konsentrasi ozon di stratosfer
Polusi
Ketebalan awan
Ketinggian permukaan bumi
Lampu fluoresen
Terdiri atas tabung kaca yang mengandung air raksa bertekanan rendah dengan filamen sebagai sumber elektron dan fosfor pada kawat tepi tabung
Filamen akan mengeluarkan elektron yang merangsang atom air raksa mengemisi foton -> merangsang fosfor mengemisi radiasi fluoresen gelombang panjang
Spektrum emisi lampu fluoresen bergantung pada susunan kimia fosfor
Keuntungan lampu fluoresen
Murah
Dapat dipercaya pemakaiannya
Kemampuan radiasi pada area luas
Uniformitas intensitas dengan jarak
Spektrum emisi berkesinambungan
Relatif berintensitas tinggi dibandingkan dengan pengeluaran panas
Kerugian lamlu fluoresen
Cepat aus
Sensitivitas temperatur berubah2
Output maksimum terbatas
Lampu merkuri bertekanan tinggi
Disebut juga hot quartz, alpine, lampu hanovia
Merupakan sumber uv dipakai pada pengobatan yang menggunakan UVB
Kerugiannya spektrum emisi tidak berkesinambungan, lapangan penyinaran terbatas, tidak ada kesamaan emisi pada daerah penyinaran
Filter optik
Spektrum emisi sumber cahaya dapat dimodifikasi dengan pemakaian filter optik yang menghambat panjang grlombang tertentu, misal kaca jendela dan mylar akan menghilangkan panjang gelombang kurang dari 320 nm
Selulosa asetat mampu menyerang panjang gelombang pendek pada spektrum UVB
Interaksi foton
Absorpsi foton oleh kromofor dan tiap kromofor akan menyerap panjang gelombang tertentu -> dalam kromofor akan terjadi perubahan fotokimis yang terlihat sebagai reaksi biologis berupa perubahan fungsi sel dan jaringan -> kadang sistem biologis misal kulit akan mengalami ketidakserasian antara spektrum kulit dengan spektrum absorpsi kromofor karena adanya fungsi optik jaringan (kulit) serta absorpsi kompetitif kromofor lain -> spektrum biasanya akan bergeser ke panjang gelombang yang lebih panjang sehingga disebut red shift
Radiasi uv dan kulit
Apabila kulit terkena radiasi -> sebagian akan dipantulkan, sebagian diabsorpsi di berbagai lapisan, sebagian dihantarkan pada lapisan tertentu untuk diubah menjadi energi
Kedalaman penetrasi radiasi bergantung pada panjang gelombang
Pancaran terjadi pada semua lapisan kulit terutams untuk panjang gelombang pendek
Asam nukleat dan protein akan mengapsorpdi terutams UVC dan UVB dengan panjang gelombang pendek
Variasi warna kulit
Disebabkan adanya perbedaan pola pantulan radiasi
Kulit berpigmen warna hitam terjadi karena penyerapan secara efisien seluruh spektrum sinar tampak oleh melanin
Kulit tidak berpigmen terlihat putih karena pantulan tinggi seluruh spektrum sinar tampak
Kemerahan pada kulit terjadi karena peningkatan jumlah hemoglobin pada dermis -> hemoglobin menyerap sinar tampak terutama dengan warna hijau dan biru sehingga relatif radiasi berwarna merah akan terlihat mata
Reaksi morfologik terhadap penyinaran
Sebagian reaksi kulit notmal akibat penyinaran: eritema, hiperpigmentasi
Hal yang mempengaruhi reaksi morfologik terhadap penyinaran
Panjang gelombang terutama UVB (meskipun aktivitas UVB 1000 x lebih besar dari UVA, sinar matahari lebih banyak UVA)
Besarnya dosis penyinaran (makin besar dosis, eritema makin lama)
Faktor perorangan: banyaknya pigmen, bahan fotosensitif
Pajanan radiasi sebelumnya (kulit bokong mempunyai ambang rangsang yang lebih rendah)
Letak tipografi
Besar area
Temperatur dan kelembaban lingkungan (menurunkan ambang sensitivitas terhadap radiasi)
Eritema akibat UV
Eritema = refleks respon vaskular terhadap radiasi UV seringnya bifasik
Eritema cepat
Merah muda
Dimulai segera setelah terpajan dan memudar dalam 30 menit setelah pajanan terakhir
Eritema lambat
Setelah masa laten 2-6 jam
Memuncak 12-16 jam dan berkurang setelah beberapa hari
DEM (dosis eritema minimal)
Dosis pajanan terlemah untuk daerah kecil di kulit pada panjang gelombang tertentu yang akan menyebabkan respon eritema dalam 24 jam)
Ambang rangsang erythema (treshold dose for eryhtema)
Dosis terendah yang akan menimbulkan eritema pada kulit normal
Teori patogenesis eritema
Mekanisme difusi suatu zat dengan berat molekul kecil yang dikeluarkan oleh keratinosit yang rusak akan berdifusi ke dermis dan mempengaruhi pembuluh darah
Mekanisme direct hit, radiasi memengaruhi langsung sel endotel pembuluh darah pada dermis
Pigmentasi akibat UV
Respon melanositik terhadap radiasi UV juga bifasik
Pigmentasi cepat terutama diperankan oleh radiasi UVA pada individu yang sudah memiliki pigmentasi -> terjadi dalam hitungan menit setelah pajanan dan memudar dalam satu jam
Terjadi pergerakan melanosom dari melanosit menuju keratinosit -> proses fotokimia pada melanin yang memerantarai respon biologik
Pigmentasi lambat (suntan)
Timbul beberapa hari setelah pajanan dan dapat berlangsung beberapa minggu s/d bulan akibat pembentukan melanin baru
UVA
Pigmentasi gelap terbatas pada lapisan basal
UVB
Pigmentasi yang agak terang dengan pigmen yang tersebar pada seluruh lapisan epidermis
Pigmentasi akibat UVC
Ringan sekali
Fototoksisitas
Kerusakan jaringan oleh foton tanpa melalui mekanisme imunologik
Kelainan kulit biasanya akut misal eritema, edema, skuamasi setelah terpapar radiasi UV
Fotoalergi
Perubahan reaktivitas spesifik terhadap bahan kimia eksogen dan yang memegang peran ialah foton melalui mekanisme hipersensitivitas tipe lambat
Fotosensitivitas
Keadaan reaktivitas yang bertambah terhadap foton mungkin disebabkan oleh fotoalergi, fototoksis atau mekanisme lain
Fotodinamik
Reaksi fototoksisitas yang membutuhkan oksigen
Banyak zat kimia bersifat fotosensitizer memproduksi efeknya melalui peristiwa reaktif oksigen yang akhirnya merusak sel
Pengecualian efek ini untuk psoralen dan zat lainnya yang menjalankan reaksi fototerapi secara langsung tanpa kaitannya dengan oksigen
