Mekanisme terjadinya Asidosis Metabolik Di dalam Tubuh akibat bakteri

15.41 | Label: Biokimia

BAB I PENDAHULUAN
Asidosis metabolik merupakan gangguan klinis yang ditandai dengan peningkatan keasaman plasma, diikuti dengan penurunan tekanan parsiil CO2 di dalam arteri dan berhubungan dengan kondisi mengancam nyawa. Asidosis metabolik dapat juga diartikan sebagai penurunan ion hidrogen (H+). Asidosis metabolik bukan merupakan penyakit tetapi lebih kepada keadaan abnormal biokimia. Asidosis metabolik disebabkan antara lain oleh produksi asam yang terlalu banyak, berkurangnya ekskresi asam, atau hilangnya alkali tubuh. Pada analisa gas darah menunjukan pH kurang dari 7,35 dan serum bikarbonat (HCO3-) kurang dari 18 mRq/L. Tanda dan gejala asidosis metabolik tidaklah spesifik dan diagnosisnya berdasarkan hasil pemeriksaan laboratorium. Keterlambatan dalam diagnosis asidosis metabolik akan meningkatkan mortalitas dan mordibitas. Asidosis metabolik juga merupakan kompensasi terhadap peningkatan pCO2 dalam darah. Penyebab lainnya termasuk akumulasi keton dan asam laktat, gagal ginjal, konsumsi obat atau racun. Walaupun gejala dan tanda asidosis tidak spesifik, namun umumnya berupa mual dan muntah, lethargi, serta takipneu. Syok septik adalah suatu sindroma klinik dimana akhir-akhir ini sangat populer. Syok septik mempunyai angka mortalitas yang tinggi yaitu antara 40-90% (Bone, 1987). Sepsis sebagai komplikasi dari penyakit lain yang berat yaitu keganasan, sirhosis hati, diabetes, payah ginjal, pasien tirah baring lama, pasien yang mendapatkan pengobatan sitotoksik, serta pasien yang memakai kateter dan nasogastrictube. Syok septik juga disebabkan oleh infeksi bakteri batang gram negatif. Infeksi nasokomial adalah penyebab tingginya kejadian sepsis. Menurut Petersdorf (1991) dari seluruh pasien yang dirawat di RS 5% diantaranya terkena infeksi. Infeksi nasokomial yang sering ditemukan adalah kemih (40%), infeksi luka operasi (25%), infeksi saluran nafas (15%).

BAB II PEMBAHASAN
A. Kasus Wanita,
40 tahun datang ke IGD dengan keluhan sakit pinggang bawah, demam, mual, muntah, menggigil, pusing dan sesak nafas. Pasien menyatakan kalau kencing rasa panas (disuria). Dia juga mempunyai riwayat diabetes melitus yang tidak tergantung insulin tetapi menyangkal masalah medis lain. Hasil laboratorium menunjukkan hitung jumlah sel darah putih 20.000/mm2. hemoglobin dan hematokrit normal. Kadar glukosa darah 200 mg/dL dan kadar bikarbonat serum rendah. Hasil AGD menunjukkan pH darah arterial 7,28 dan diduga asidosis metabolik. Urinalisanya menunjukkan jumlah abnormal batang gram negatif.
B. Hubungan Klinis
Pasien ini mengalami syok septik, diawali dengan masuknya bakteri dengan adanya keadaan proses syok septik major, seperti pneumonitis, endokarditis. Agen pencetus (bakteri batang gram negatif-positif) diopsonisasi dan difagositosis yang melepaskan fragmen ke aliran darah yang mengandung eksotoksin (kandungan intrasel bakteri) atau endotoksin suatu makromolekul lipoprotein polisakarida (LPS) membran sel. Hal itu timbul karena fagolisosom fagositik mendegragasi sitoplasma dan bagian membran sel bakteri. Bila dikeluarkan pada darah, endotoksin mendorong pembentukan antibodi dan interaksi komplemen yang mendorong opsonisasi fragmen endotoksin sehingga sel retikuloendotel (RES) dapat menyerap untuk detoksifikasi infeksi yang terkait hipotensi atau tekanan darah rendah. (Sabiston, 1995) Penurunan tekanan darah kemudian mengarah ke kekurangan penyaluran sel darah merah dan oksigen ke berbagai jaringan tubuh. Maka, jaringan harus berubah dari metabolisme aerob ke metabolisme anaerob. Laktat menumpuk, menyebabkan asidemia. Pengobatan syok septik diawali dengan cairan intravena, karena tubuh relatif kekurangan volume cairan akibat vasodilatasi sebagai respon terhadap infeksi. Kadang-kadang, tekanan darah tetap rendah vasoaktif digunakan misalnya infus dopamin untuk menyebabkan vasokonstriksi dan karena itu meningkatkan tekanan darah. Antibiotik juga penting untuk mengobati infeksi. Akhirnya, kontrol dari sumber sepsis adalah penting. Ini dapat termasuk operasi untuk menyingkirkan usus yang abses atau nekrosis, atau menyingkirkan benda asing, atau sekedar debridement (mengeluarkan sisa jaringan terinfeksi). Jadi, syok septik diobati dengan mengatur tekanan darah, antibiotik dan pengawasan sumber penyakit. Bertambah parahnya asidemia dan penumpukan laktat merupakan tanda prognosis jelek dalam syok septik (Eugene, 2011).
C. Definisi Syok Septik
Definisi sepsis adalah kondisi kolaps vascular hebat dan berat akibat infeksi sistemik yang umumnya disebabkan oleh organisme gram-negatif. Bukti klinisnya berupa suhu tubuh yang abnormal (>38oC), takikardi, asidosis metabolik, dan peningkatan atau penurunan jumlah sel darah putih. Sepsis juga dapat disebabkan oleh infeksi virus atau jamur. Berkembangnya status syok yang berkaitan dengan infeksi diyakini berhubungan dengan pelepasan endotoksin dari dinding sel bakteri. Untuk alasan ini, secara umum syok septik mengacu pada syok endotoksin atau sederhananya syok toksik (Jan Tambayong, 2000). Sepsis tidak hanya terbatas pada darah, tapi dapat mempengaruhi seluruh tubuh, termasuk organ-organ. Sepsis yang berat disertai dengan satu atau lebih tanda disfungsi organ, hipotensi, atau hipoperfusi seperti menurunnya fungsi ginjal, hipoksemia, dan perubahan status mental. Syok septik merupakan sepsis dengan tekanan darah arteri<90 mmHg atau 40 mmHg di bawah tekanan darah normal pasien tersebut selama sekurang-kurangnya 1 jam meskipun telah dilakukan resusitasi cairan atau dibutuhkan vasopressor untuk mempertahankan agar tekanan darah sistolik tetap ≥90 mmHg atau tekanan arterial rata-rata ≥70 mmHg. Syok septis berasal dari berasal dari penyebaran dan perluasan yang mulanya terlokalisasi (misalnya abses, peritonitis, pneumonia) ke dalam aliran darah.

Sebagian besar kasus syok septik (kira-kira 70%) disebabkan oleh basil gram negatif yang menghasilkan endotoksin. Endotoksin merupakan lipopolisakarida (LPS) dinding bakteri yang dilepaskan ketika dinding sel dipecah (misalkan, respon peradangan). LPS terdiri atas inti asam lemak toksik yang lazim terdapat pada semua bakteri batang gram negatif dan selubung polisakarida kompleks yang unik tiap spesies. Molekul analog pada dinding bakteri gram positif dan jamur dapat pula menimbulkan syok septik. Semua efek pada sel dan hemodinamika yang dihasilkan pada syok septik dapat dihasilkan kembali hanya dengan menyuntikkan LPS. LPS akan bebas melekat pada protein pengikat LPS yang beredar dalam pembuluh darah, dan kompleks tersebut kemudian berikatan pada reseptor spesifik (disebut CD14) pada monosit, makrofag, dan neutrofil. Pengikatan CD14 mengakibatkan pemberian sinyal intraseluler melalui “reseptor menyerupai Toll” yang menyertainya, dan kemudian terjadi aktivasi sel mononuklear yang kuat disertai dengan produksi sitokin efektor tang poten, seperti IL-1 dan TNF. Mungkin, dengan dosis LPS yang rendah pada manusia, aktivasi yang diperantarai Toll membantu memicu unsur sistem imun bawaan untuk membasmi mikroba yang menyerang secara efektif. Dalam dosis rendah, LPS terutama berfungsi untuk mengaktivasi monosit, makrofag, dan neutrofil, disertai efek yang mungkin dimaksudkan untuk meningkatkan kemampuannya menyingkirkan bakteri penyerang. LPS dapat pula mengaktivasi komplemen secara langsung, yang turut berperan pada pembasmian bakteri local (Robbins, 2007).

Syok septik sudah jarang dijumpai karena pranata laksananya sudah membaik seiring dengan kemajuan teknologi kesehatan dan penemuan antibiotiknya. Sekalipun angka kejadian syok septik tidak terlalu banyak, yaitu sekitar 5% tetapi angka kematiannya tinggi sebagian besar disertai dengan shock pulmonary syndrome:

1. Bendungan paru

2. Pendarahan

3. Edema paru

4. Terdapat thrombus pada kapiler paru

5. Atelektasis paru

Manifestasi klinik dengan gangguan fungsi disebabkan oleh masuknya endotoksin, lipopolisakarida protein kompleks yang berasal dari dinding bakteri gram-negatif menimbulkan dua pokok mekanisme klinis :

1. Terjadi spasme selektif pembuluh darah

2. Terjadi koagulasi intravaskuler

Bakteri yang menimbukan manifestasi klinis syok septis adalah :

a. Kelompok gram-negatif :

· Escherchia coli

· Klebsiella pneumonia

· Spesies prorus mirabilis atau vulgaris

b. Kelompok virulen dan resisten terhadap obat:

· Pseudomonas aeroginusa

· Enterobacter

· Serratia

A. Mekanisme Biokimia dari Syok Septik

1. Sistem Penyangga Karbonat

Sistem penyangga bikarbonat/asam karbonat adalah penyangga yang paling banyak secara kuantitatif, dan bekerja pada cairan ekstra seluler (CES). Penyangga ini memegang lebih dari separuh kapasitas dalam darah. (Ismail,2010) Karbon dioksida yang terbentuk selama respirasi sel akan larut dalam air (plasma) untuk membentuk asam karbonat. Asam karbonat ini akan berdisosiasi sebagian menghasilkan ion hidrogen dan ion bikarbonat. Ion bikarbonat akan berperan sebagai akseptor hidrogen. Jika ion hidrogen ditambahkan ke dalam tubuh, seperti asam laktat yang dihasilkan saat berolahraga. Maka ion bikarbonat dan ion hidrogen yang terbentuk dari asam laktat akan membentuk asam karbonat (Joyce, 2006).

Penyangga bekerja dengan menerima ion hidrogen dari larutan pada saat terjadi kelebihan ion tersebut, dan memberikan ion hidrogen ke larutan pada saat larutan tersebut kekurangan ion tersebut. Sebagian besar penyangga adalah asam lemah atau basa lemah yang bergabung secara reversibel dengan ion hidrogen. Salah satu penyangga yang berperan mempertahankan kestabilan pH dalam darah manusia dan banyak larutan biologis lain seperti asam karbonat (H₂CO₃) yang akan terurai menjadi ion bikarbonat (HCO₃^-) dan ion hidrogen (H⁺) (Campbell, 2002).

Sumber :Campbell,2002

Kesetimbangan kimiawi antara asam karbonat dan bikarbonat berperan sebagai pengatur pH, reaksi akan bergeser ke kanan atau ke kiri ketika proses lain dalam larutan menambah atau mengurangi ion hidrogen. Jika konsentrasi H⁺ dalam darah mulai menurun (itu berarti pH naik), akan lebih banyak lagi asam karbonat yang terurai untuk menggantikan ion hidrogen yang berkurang. Tetapi pada saat konsentrasi H⁺ dalam darah naik (pH turun), ion bikarbonat berperan sebagai basa dan menghilangkan kelebihan ion hidrogen dari larutan. Oleh karenanya, sistem larutan penyangga asam karbonat-bikarbonat sebenarnya terdiri dari asam dan basa dalam kesetimbangan satu sama lainnya. Sebagian besar larutan penyangga lainnya juga merupakan pasangan asam-basa (Campbell, 2002).

Sisi kanan dari persamaan reaksi penyangga dari persamaan reaksi ini adalah komponen ginjal-metabolik :

Asam karbonat yang terbentuk oleh hidrasi gas karbon dioksida, terurai menjadi ion hidrogen dan ion bikarbonat. Setengah dari persamaan ini terutama diatur oleh ginjal. Ginjal ikut menjaga kesetimbangan asam-basa. Ginjal bertanggung jawab membuang asam-asam tetap seperti asam laktat dan asam fosfat yang terbentuk selama metabolisme. Penurunan pH karena asam-asam ini disebut Asidosis Metabolik.

Salah satu gangguan keseimbangan asam basa adalah asidosis laktat, merupakan salah satu bentuk asidosis metabolik. Asidosis laktat terjadi sebagai akibat akumulasi laktat yang disebabkan oleh hipoksia atau iskemia jaringan. Kadar laktat darah telah banyak dipelajari dan digunakan sebagai pertanda biokimia hipoksia jaringan pada keadaan sakit gawat.

Pada kelompok asidosis metabolik laktat, terdapat gangguan sistem organ yaitu, infeksi sindrom dengue syok dan syok septik. Pada penyakit ini terjadi akumulasi laktat dalam darah disebabkan karena dua keadaan, yaitu penyediaan oksigen darah yang kurang dan atau penggunaan oksigen jaringan yang meningkat. Hipoperfusi/hipoksia jaringan menjadi dasar patogenesis dari berbagai kasus asidosis laktat pada umumnya berhubungan dengan oksigenasi jaringan yang tidak adekuat. Kadar laktat darah seringkali digunakan untuk mendeteksi hipoperfusi dan hipoksia atau sebagai parameter untuk monitor keberhasilan terapi serta prognostik pada berbagai keadaan sakit gawat. Asidosis sangat dipengaruhi oleh konsentrasi ion hidrogen (pH), peningkatan risiko mortalitas terjadi jika pH darah <7,1 (asidosis berat) dan pH <6,8 bersifat letal (Romy, 2012).

1. Mekanisme Terjadinya Asidosis Metabolik

a. Penyakit seperti ketoasidosis diabetik ketoasidosis alkoholik dan uremia sebagai akibat dari ion-ion asam yang berlebihan yang tidak dapat diekskresi dengan cukup cepat untuk mencegah terjadinya asidosis

b. Menelan senyawa-senyawa asam seperti metanol, aspirin, etilen glikol, dan paraldehid menyebabkan asidosis metabolic yang hebat

c. Metabolisme anaerob yang diakibatkan oleh hipoksia seluler menghasilkan asidosis laktat. Keadaan ini dapat timbul pada pasien dengan sepsis, syok, kejang-kejang, ketoasidosis, dan uremia (Hunardja, 1998)

2. Mekanisme Asidosis Metabolik pada Penderita Syok Septik

Pada penyakit syok septik salah satu penyebabnya adalah terjadi Asidosis metabolik akibat dari kadar bikarbonat serum rendah. Selain itu, pada syok septik terjadi infeksi yang terkait dengan hipotensi atau tekanan darah rendah. Penurunan tekanan darah kemudian mengarah ke kekurangan penyaluran sel darah merah dan oksigen ke berbagai jaringan tubuh. Maka , jaringan harus berubah dari metabolisme aerob menjadi metabolisme anaerob. Di dalam tubuh proses repirasi yang dibagi menjadi 2 yaitu :

a. Respirasi aerob yaitu Proses repirasi yang membutuhkan oksigen

· Glikolisis

· Siklus Kreb (TCA)

· Transport Elektron

b. Respirasi anaerob yaitu Proses respirasi yang tidak membutuhkan oksigen

· Fermentasi asam laktat

· Fermentasi alcohol

Dalam kasus syok septis metabolisme berubah menjadi metabolisme anaerob itu berarti terjadi pembentukan energi hanya mengandalkan proses fermentasi asam laktat.

3. Fermentasi Asam Laktat

Proses fermentasi asam laktat adalah proses fermentasi glukosa yang menghasilkan asam laktat. Proses fermentasi asam laktat ditandai dengan proses glikolisis yang menghasilkan asam piruvat, kemudian proses ini dilanjutkan dengan perubahan asam piruvat menjadi asam laktat. Dalam proses fermentasi asam laktat, asam piruvat bereaksi secara langsung dengan NADH membentuk asam laktat. Aseton dan metil alkohol adalah bentuk antara fermentasi yang dilakukan oleh mikroorganisme dan sangat penting secara komersial. Sel otot manusia bersifat fakultatif anaerob. Jika kadar oksigen sangat sedikit, sel otot akan membentuk ATP melalui proses fermentasi asam laktat. Sel mengadakan perubahan dari respirasi aerob menjadi anaerob. Hasil fermentasi berupa asam laktat terakumulasi dalam otot yang mengakibatkan otot menjadi kejang. Asam laktat dari darah diangkut menuju ke hati, kemudian diubah kembali menjadi asam piruvat secara aerob. Sebagai hasil dari fermentasi, setiap molekul glukosa dan menghasilkan 2 molekul ATP. Sementara itu, dari respirasi aerob akan dihasilkan 36 ATP (Oman, 2008).

Gambar fermentasi Asam laktat

Sumber : Diah,2004

Siklus Cori

Gambar: Marks,2000

Pada saat glikogen otot akan dirombak /dipergunakan sebagai energi melalui proses yang bersifat anaerobik /glikolisis(Suhardjo,1992) Glukosa yang dihasilkan dihati melalui proses gluconeogenesis diubah melalui glikolisis di dalam sel darah merah(eritrosit) atau sel otot yang beraktivitas menjadi laktat.(Marks,2000) Akan tetapi bila telah cukup istirahat berarti juga tubuh mendapat cukup oksigen (O₂) maka hati dapat mengubah kembali asam laktat menjadi glikogen(glikogen hati), peristiwa ini disebut glukoneogenesis dan selanjutnya bila diperlukan dapat terjadi proses glikogenolisis yaitu glikogen dapat berubah menjadi glukosa bebas yang beredar dalam darah. Keseluruhan proses yang sifatnya reversible disebut Siklus Cori. Jika perubahan yang sifatnya reversible tersebut terhambat karena tubuh tidak menerima cukup oksigen, maka akan terjadi penumpukan asam laktat dalam otot. Sebab pada proses saat laktat akan berubah menjadi glukosa membutuhkan O_2,sehingga jika tubuh masih mengalami hipoksia maka akan terjadi penumpukan laktat yang dapat mengarah ke asidosis metabolik.(Suhardjo,1992)