respon metabolik thdp stres

8/11/2019 Respon Metabolik Thdp Stres

1/7

191Volume 2 Nomor 4 Oktober 2012

TINJAUAN PUSTAKA

Respons Metabolik Terhadap Stres

Samsirun Halim

PENDAHULUAN

Pada keadaan normal bila tubuh menghadapi stres

berat, trauma atau sepsis akan timbul mekanisme

pertahanan melalui tiga mekanisme yaitu respons

kardiovaskular, respons imunologi, dan respons

metabolik. Ketiga mekanisme ini bekerja secara

simultan untuk menjaga homeostasis tubuh sehingga

bila stres ini dapat dilewati maka pasien akan dapat

bertahan hidup.1

Pada pasien sakit kritis yang ditandai dengan

fungsi organ yang labil atau organ mudah mengalami

perubahan yang akan mempengaruhi fungsi organ

lain sehingga timbul sindrom gangguan organ

multipel yang bisa menjadi gagal organ multipel

dengan mortalitas yang sangat tinggi. Pada pasien

ini respons terhadap obat ataupun peralatan sulit

diduga dan berbeda untuk tiap individu serta

tergantung respons pasien dan perjalanan penyakit.

Oleh karena itu prinsip penanganan pasien sakit

kritis di unit perawatan intensif dikenal istilah terapi

berdasarkan respons dan titrasi. Tinjauan pustaka

ini akan membahas manifestasi klinis stres, responsimunologik, neurohumoral, dan metabolik.

MANIFESTASI KLINIS STRES2

Manifestasi klinis respons tubuh terhadap stres

melalui tiga fase. Fase ow yang dikenal dengan

nama fase ebb dan fase ow yang dibagi menjadi

2 fase, respons akut dan respons adaptif. Fase ebb

terjadi segera setelah terjadi stress baik itu trauma,

infeksi atau sepsis yang berlangsung (248) jam yang

ditandai dengan periode syok berupa hipovolemia

dan penurunan oksigen jaringan, penurunan volume

darah yang menyebabkan penurunan curah jantung

dan produksi urin, bila pasien dapat melewati fase ini

maka akan memasuki awal faseowyang ditandai

dengan respons metabolik berupa hipermetabolisme,

katabolisme dan perubahan respons imun sertahormonal. Bila pasien dapat melewati fase ini,

selanjutnya memasuki fase ow berupa fase

anabolik yang ditandai dengan pemulihan respons

terhadap stres dan timbul proses anabolik serta laju

metabolisme kembali normal.(Gambar 1)

RESPONS IMUNOLOGIK

Banyak kemajuan dalam pengetahuan mengenai

peran imunologi dalam menghadapi stres. Banyak

mediator atau sitokin yang dilepas sebagai respons

badan terhadap stres tapi yang akan dibahas adalah

sitokin yang berperan besar dalam menghadapi stres

dan berinteraksi dengan sistem neuroendokrin4.

Intensive Care Unit RSD Raden Mattaher

Jl. Jend. Suprapto No. 61, Jambi 36113

Korespondensi: [email protected]

Gambar 1. Skema respons klinis terhadap injury.( dikutip dari

Neims MN, et al2 )


2/7

192 Majalah Kedokteran Terapi Intensif

Respons Metabolik terhadap Stres

Tabel 1. Respons fase terhadap stres3

FaseFlow

Respons faseEbb Respons akut Respons adaptasi

Syok hipovolemik Katabolisme dominan Anabolisme dominan

perfusi jaringan hGlukokortikoid Respon hormonal turun perlahan

iLaju metabolisme hGlukagon iLaju hipermetabolik turun berhubungan

iKonsumsi O2 hKatekolamin dengan penyembuhan restorasi protein

iTekanan darah Lepas sitokiniSuhu badan Produksi protein fase akut

Penyembuhan luka tergantung nutrisi

hEkskresi nitrogen

hLaju metabolisme

hKonsumsi O2

Gangguan penggunaan energi

Gambar 2. Beberapa efek dari IL -1.( dikutip dari Weissmann C4 )

Interleukin-1 (IL-1)4,5

Sitokin ini dilepaskan oleh monosit atau makrofag

yang teraktivasi oleh berbagai antigen stimuli. Sitokin

ini juga disebut sebagai pirogen endogen atau faktor

endogen lekosit yang berperan besar dalam ina-masi jaringan. Sitokin ini merangsang sel hati untuk

mensintesis dan melepaskan protein fase akut ( sep-

erti makroglobulin, komplemen, immunoglobulin, C

reaktif protein), membuat endotel mudah menang-

kap monosit, merangsang pertumbuhan broblas,

menyebabkan demam dan terlibat dalam pemecahan

otot. Interleukin-1 juga mengaktifkan granulocyte

macrophage colony stimulating (G-CSF) dan IL-6

di sel endotel, T cell helper, broblas dan sumsum

tulang untuk menghasilkan lekosit. (Gambar 2)

Tumor Necrosis Factor(TNF)4

Protein ini disekresi sebagai respons makrofag

terhadap paparan endotoksin dan Candida albicans.

Pemberian TNF pada binatang menyebabkan

timbulnya manifestasi syok septik seperti hipotensi,

asidosis metabolik, hemokonsentrasi, hiperglikemia,

hiperkalemia, lesi hemoragik pada saluran cerna dan

nekrosis tubular akut. Penelitian menunjukkan adakorelasi antara kadar TNF dan derajat syok serta

mortalitas pada pasien dengan meninggosemia.

Tumor necrosis factormenyebabkan demam melalui

aksi langsung pada hipotalamus dan sekresi IL-1.

Interleukin 6 (IL-6)4,5

Sitokin ini kadarnya rendah di dalam darah dan

berhubungan dengan beratnya trauma jaringan,

makin berat trauma jaringan semakin banyak sitokin

ini beredar. Sitokin ini bertanggung jawab terhadap

produksi protein fase akut.


3/7


Samsirun Halim

ada hubungan antara opiod endogen dengan HPA

aksis. Selain itu ACTH juga merangsang kelenjar

adrenal mengeluarkan katekolamin dan enkefalin.

Peran prolaktin dalam stres tidaklah begitu jelas.

Sekresinya diduga melalui rangsangan VIP. Hormon

lain seperti thyroid stimulating hormon(TSH), follicle

stimulating hormon(FSH) dan luteinizing hormone(LH) tidaklah terpengaruh akan tetapi LH dan FSH

biasanya menurun pada hari pertama operasi.

Katekolamin4,6

Kadar katekolamin baik itu norepinefrin, epinefrin

maupun dopamin meningkat pada berbagai keadaan

stres antara lain kecemasan, hipotensi, hipotermia,

hiperkarbia dan trauma. Katekolamin yang beredar

bisa berupa kadar bebas atau terikat dalam bentuk

konjugasi sulfat yang mencapai 60-90% dari total

katekolamin. Pada sakit kritis proporsi antara kadar

bebas terhadap kadar total tetap.

Epinefrin dilepas ke dalam sirkulasi dari kelenjar

adrenal akibat rangsangan saraf simpatis sedangkan

norepinefrin masuk ke dalam plasma setelah lepas

dari ujung saraf simpatis. Sistem saraf simpatis diatur

oleh hipotalamus yang juga mengatur aksis HPA

sehingga terjadi juga pelepasan CRF yang mengatur

pelepasan hormon. Kenaikan kadar epinefrin dan

norepinefrin tidaklah selalu sebanding. Pada trauma

berat kadar epinefrin plasma meningkat hanyasampai 48 jam pertama sedangkan norepinefrin

bertahan sampai 810 hari. Tergantung juga pada

lokasi pembedahan, pada operasi abdomen dan

jantung kedua katekolamin meningkat sebanding

tetapi operasi pelvis yang meningkat hanya epinefrin.

Kadar plasma epinefrin mencerminkan intensitas

Gambar 3. Aksis HPA bisa dirangsang melalui impuls saraf atau secara humoral melalui pelepasan mediator makrofag dan limfosit.( dikutip

dari Weissmann C 4 )

RESPONS NEUROHUMORAL4,6

Aksis hipotalamushifosisadrenal (HPA)

ikut berperan dalam mekanisme timbulnya respons

metabolik.(Gambar 3) Mekanisme yang memulai,

mengatur dan mempertahankan respons ini belum

sepenuhnya dipahami. Sudah sejak lama diketahui

bahwa pasien yang mengalami trauma akanditemukan hormon kontra insulin seperti kortisol,

glukagon dan katekolamin yang meningkat. Kadar

insulin juga meningkat tapi tidak mampu mengatasi

hiperglikemia yang terjadi, selain hormon kontra

insulin yang ada hormon pertumbuhan, aldosteron dan

vasopresin juga meningkat. Mekanisme peningkatan

hormon ini diduga sebagian melalui impuls saraf.

Impuls dari saraf aferen akan merangsang sekresi

corticotropin releasing factor(CRF) dan vasoactive

intestinal peptide (VIP) yang akan merangsang

hiposis mengeluarkan prolaktin, vasopressin,

hormon pertumbuhan dan propoiomelanocortin yang

akan diubah menjadi adrenocorticotropic hormone

(ACTH).

Kadar vasopresin akan meningkat pada

berbagai kondisi stres seperti tindakan pembedahan,

pneumonia, infark miokard dengan atau tanpa gagal

jantung dan terapi elektrokonversi. Setelah tindakan

pembedahan vasopresin akan meningkat dan

menetap sampai beberapa hari kemudian, lama dan

kadar dalam darah sesuai dengan beratnya tindakanpembedahan.

Corticotropin releasing factor bekerja

sinergistik dengan vasopresin merangsang

sekresi propiomelanocortin kelenjar hiposis.

Propiomelanocortin kemudian dimetabolisme

menjadi ACTH dan b-endorphin, yang menandakan


4/7


rangsangan pada korteks adrenal sedangkan kadar

plasma norepinefrin mencerminkan aktivitas

rangsangan simpatis.

Pada dosis siologis epinefrin menyebabkan

glikogenolisis, meningkatnya glukoneogenesis di

hati, penghambatan pelepasan insulin, resistensi

insulin di perifer, dan lipolisis. Epinefrin merupakanstimulator glukoneogenesis yang poten.

Glukokortikoid dan Steroid Lainnya4,6

Beberapa peran kortisol antara lain merangsang

glukoneogenesis, meningkatkan proteolisis dan

sintesis alanin, meningkatkan sensitivitas jaringan

lemak terhadap rangsangan hormon lipolitik (GH

dan katekolamin) dan anti-inamasi. Selain itu juga

menyebabkan resistensi insulin dengan menurunkan

laju uptake glucose di jaringan melalui aktivitas

penghambatan reseptor post-insulin. Sekresi ACTH

meningkatkan kortisol dalam darah yang berdampak

umpan balik negatif terhadap sekresi ACTH.

Pada keadaan stres sekresi kortisol meningkat,

pada pasien dengan pemberian etomidate yang

menghambat sekresi adrenal menunjukkan angka

kematian yang tinggi demikian pula pada hewan

coba yang dibuang kelenjar adrenalnya atau pada

pasien dengan penyakit Addison menunjukkan angka

mortalitas yang tinggi. Hal ini menunjukkan kortisol

merupakan hormon vital karena mampu mensuplaipenggunaan glukosa dari otot ke otak, memudahkan

aktivitas katekolamin dan mencegah reaksi imun

yang berlebihan saat terjadi trauma. Konsentrasi

kortisol berbanding lurus dengan lama dan beratnya

operasi.

Hormon androgen juga terpengaruh saat

terjadinya trauma. Penelitian menunjukkan hormon

ini menurun saat pembedahan dan serangan jantung.

Pada penelitian menunjukkan hormon androgen dan

estradiol menurun pada pasien sakit kritis.

Glukagon dan Insulin4,6

Glukagon dihasilkan oleh sel alfa pankreas dan

insulin dihasilkan oleh sel beta pankreas kemudian

masuk ke vena portal sehingga sel hati sangat terpapar

oleh kedua hormon ini dengan konsentrasi tinggi.

Glukagon meningkatkan siklik AMP sel hati

dan meningkatkan glukoneogenesis, pada keadaan

kelaparan dan ketoasidosis diabetik glukagon

juga meningkatkan glikogenolisis, lipolisis dan

pembentukan benda keton. Pelepasan glukagon

dirangsang oleh hipoglikemia, asupan protein,pemberian infus asam amino, endorn, olahraga,

GH, epinefrin dan glukokortikoid. Sedangkan


penghambatan sekresi glukagon melalui intakedan

infus glukosa, somatostatin dan insulin.

Insulin mempunyai efek sebaliknya dari glukagon

yaitu menurunkan siklik AMP dan mencegah

glukoneogenesis. Insulin mempunyai efek anabolik,

meningkatkan transpor glukosa melalui membran

ke sel otot dan sel lemak, merangsang pembentukanglikogen, menghambat liposisis di jaringan lemak,

menghambat ketogenesis di hati, meningkatkan laju

transport asam amino dan sintesis protein di otot,

hati dan jaringan lemak.

Rasio glukagon dengan insulin inilah yang

menentukan laju glukoneogenis. Pada keadaan

kelaparan rasio ini meningkat (glukagon>insulin)

dan glukoneogenesis meningkat dan sebaliknya pada

keadaan maka rasio ini terbalik.

Pada kebanyakan tindakan pembedahan,

glukagon pasien meningkat 1848 jam setelah

pembedahan walaupun kadar puncaknya lebih

lambat dibanding kortisol, rasio glukagon : insulin

juga meningkat. Kadar insulin menurun karena

meningkatnya katekolamin dan hilangnya lewat

urin, keadaan dengan meningkatnya hormon kontra

insulin dan rendahnya kadar insulin merangsang

glukoneogenesis. Pada keadaan sepsis kondisi ini

tidak terjadi sehingga timbul hipoglikemia. Pasca-

operasi biasanya insulin meningkat baik akibat

peningkatan kadar glukosa maupun rangsangan

epinefrin walaupun kadarnya tetap lebih rendah

dibandingkan kadar glikemia saat itu.

GrowthHormon4,6

Growth Hormon disekresi di kelenjar hiposis

anterior. Hormon ini mempunyai kerja yang unik,

23 jam pertama setelah sekresi bekerja seperti

insulin tapi setelah 3 jam bekerja seperti kontra

insulin dan efek anabolik. Hormon ini menyebabkan

intoleransi glukosa, resistensi insulin melalui efek

post reseptor, menurunkan uptakeglukosa di hati ataumeningkatkan absorbsi di usus. Pada keadaan trauma,

luka bakar atau pembedahan kadar GH meningkat.

Interaksi antara Sistem Endokrin dan Imunolo-

gi4

Sudah lama diketahui bahwa kortikosteroid

dalam dosis farmakologik akan menekan imunitas

seluler. Glukokortikoid menyebabkan lepasnya

netrol dari sumsum tulang, menurunkan sirkulasi

monosit dan makrofag dan penghancuran sel T

di sumsum tulang, membuat lisis sel T imatur,menghambat produksi g-interferon, IL-1 dan IL-2,

memblokir fosfolipase A2 yang bertanggung jawab


5/7


Samsirun Halim

untuk produksi prostaglandin dan leukotrien dan

menghambat aksi sejumlah protease yang terlibat

dalam proses inamasi. Di lekosit sendiri ditemukan

reseptor glukokortikoid. Juga ditemukan sel lekosit

perifer akan melepas ACTH ketika terinfeksi virus

atau terpapar endotoksin.

Sejumlah penelitian menunjukkan kemampuanIL-1 untuk merangsang pelepasan ACTH dan CRP.

Penyebab IL-1 melepaskanACTH masih kontroversial

yaitu melalui sel hifosis atau melalui pelepasan

CRF dari hipotalamus. Ditemukan pula pelepasan

substansi seperti ACTH dan endorn dari sel lekosit

perifer setelah terpapar IL-1 dan g-interferon. Selain

itu IL-1 juga mampu merangsang pengeluaran

insulin dan glukagon sehingga tampaknya IL-1 yang

paling berperan mengaktifkan respons endoktrin

terhadap stres. Penelitian menunjukkan g-interferon

meningkatkan serum kortisol setelah diberi infusinterferon selama 20 menit pada pasien kanker yang

menetap sampai 24 jam.

RESPONS METABOLIK TERHADAP STRES

METABOLISME ENERGI4,6

Ada perbedaan antara body energy expenditure

(BEE) pada orang sehat dengan yang mengalami

trauma. Pada keadaan sehat, pria dewasa 70 kg total

energi yang dibutuhkan adalah 1800 kkal/hari. Laju

metabolisme basal 85% untuk kebutuhan enzimdan pompa ion sedangkan 15% untuk kerja jantung

dan paru. Sebaliknya 24 jam setelah trauma atau

pembedahan sedang kebutuhan energi meningkat

1030%, aktivitas sik menurun, produksi panas

meningkat dan laju metabolisme basal juga meningkat

Gambar 4. Respons neuroendokrin selama stres.( dikutip dari Walsh TS 8)

baik enzimatik maupun kerja kardiorespirasi.

(Gambar 5)

METABOLISME KARBOHIDRAT4,6

Pada keadaan normal sumber energi utama

adalah glukosa yang masuk ke dalam sirkulasi, bisa

dari dalam (glikogenolisis dan glukoneogenesis) ataudari luar (saluran cerna atau intravena). Glukosa akan

dimetabolisme menjadi CO2, air dan energi (ATP)

atau dikonversi dan disimpan dalam bentuk glikogen

atau menjadi lemak. Insulin memudahkan serapan

glukosa pada sel, merangsang sintesis glikogen dan

menekan glukoneogenesis sebaliknya katekolamin,

glukagon dan kortisol merangsang glikogenolisis

dan glukoneogenesis hepatik sehingga ketiganya

disebut hormon kontra insulin.

Hiperglikemia merupakan respons metabolik

yang paling menonjol setelah terjadi stres atau

trauma. Awalnya hiperglikemia terjadi karena

mobilisasi cadangan glikogen hati. Hiperglikemia

ini menetap karena terjadi peningkatan produksi

glukosa tanpa diimbangi pembersihan glukosa.

Produksi meningkat selain dari pemecahan glikogen

juga terjadi pembentukan glukosa dari asam amino,

laktat, gliserol dan piruvat. Asam amino berasal dari

pemecahan protein otot, laktat dan piruvat berasal

dari glikogenolisis dan glikolisis di otot sedangkan

gliserol berasal dari metabolisme trigliserida.Produksi glukosa hepatik meningkat pada orang

normal sekitar 200 g/hari menjadi 320 g/hari pada

pasien luka bakar tanpa infeksi dan menjadi 400 g/

hari pada luka bakar dengan infeksi.

Insulin sebenarnya juga meningkat akan tetapi


6/7



Gambar 6. Metabolisme protein selama trauma.(dikutip dari Weissmann C4)

Gambar 5. Skema kebutuhan energi pada orang normal dan pasca

trauma.(dikutip dari Walsh TS8)

terjadi resistensi di perifer sehingga kadar glukosa

tetap tinggi, selain itu diduga terjadi sekresi hormon

kontra insulin yang lebih tinggi daripada sekresi

insulin. Jadi sebenarnya mekanisme hiperglikemia

yang terjadi pada saat stres adalah produksi yang

meningkat disertai timbulnya resistensi insulin.

METABOLISME LEMAK4,6

Lemak dapat dipakai sebagai sumber energiatau disimpan. Trigliserida rantai panjang (long

chain trygliserde/LCT) yang dimakan akan dicerna

menjadi asam lemak bebas dan gliserol. Asam lemak

bebas bisa dipakai sebagai energi atau diesterikasi

menjadi trigliserida kembali. Pada kondisi makan

(insulin tinggi) esterikasi lebih dominan daripada

lipolisis sebaliknya pada kondisi kelaparan (rasio

insulin : glukagon rendah) lemak dipecah menjadi

asam lemak bebas (lipolisis) dan dioksidasi menjadi

energi yang diikuti dengan pembentukan benda

keton oleh mitokondria hati yang selanjutnya dipakaisebagai sumber energi oleh organ. Oksidasi lemak

dari makanan menghambat lipolisis lemak endogen.

Mobilisasi lemak yang meningkatkan asam lemak

bebas akan menghambat ambilan dan oksidasi

glukosa oleh sel otot.

Glukagon dan epinefrin akan meningkatkan

kecepatan dan beratnya lipolisis yang diperkuat

dengan adanya kortisol karena aktivasi hormon

sensitif lipase yang mengendalikan lipolisis adipose.

Enzim ini dipacu oleh b1 agonis adrenergik dan

dihambat oleh a2. Penelitian menunjukan lipolisis

pada sepsis/trauma karena meningkatnya aktivitas

b1 dan menurunnya a2.

Setelah trauma liplolisis meningkat dan lemak

dipakai sebagai sumber energi. Lipoprotein lipase

yang melekat di endotel kapiler akan merubah

trigliserda menjadi gliserol dan asam lemak bebas.

Heparin akan melepaskan enzim lipoprotein lipase

ini ke dalam sirkulasi sehingga terjadi hidrolisis

intravaskular. Pada trauma aktivitas lipoprotein lipase

otot meningkat tapi di jaringan adiposa menurun

sebaliknya pada sepsis aktivitas lipase ini pada otot

menurun.

METABOLISME PROTEIN4,6,7


7/7


Samsirun Halim

Pada stres baik karena pembedahan, trauma

atau luka bakar dan sepsis akan terjadi peningkatan

pemecahan protein otot yang ditandai dengan

peningkatan kehilangan nitrogen lewat urin,

pelepasan asam amino dan hambatan serapan asam

amino oleh otot. Asam amino berasal dari otot

yang sehat atau yang cedera akan dibawa ke hatiuntuk pembentukan glukosa dan sintesis protein.

Keseimbangan protein negatif mencerminkan ada

kesetidak seimbangan antara pembentukan dan

pemecahan otot dimana pemecahan lebih dominan.

Asam amino yang ditransfer ke hati akan digunakan

untuk sintesis glukosa dan protein fase akut seperti

brinogen, komplemen, C reaktif protein, haptoglobin

feritin dan lainlain. Banyaknya sintesis protein fase

akut seimbang dengan beratnya kerusakan jaringan.

Sintesis protein lain seperti albumin, transferin,

retinol dan prealbumin akan menurun. Sintesis

fase akut protein dipacu oleh IL-1, IL-6, dan TNF.

Glukokortikoid dan lipopolisakarid bakteri.(Gambar

6)

KESIMPULAN

Pasien yang mengalami trauma, sepsis atau

pembedahan akan berkompensasi untuk mengatasi

keadaan tersebut melalui 3 mekanisme yaitu

kardiovaskular, imunologik dan metabolik guna

mempertahankan homeostasis. Respons metabolikyang timbul merupakan reaksi simultan terhadap

respons imunologik dan neuroendokrin. Manifestasi

dari respons metabolik adalah hiperglikemia,

katabolisme protein dengan pemecahan otot tubuh

sehingga terjadi kesimbangan protein menjadi negatif

dan pemecahan lemak yang meningkatkan.

DAFTAR PUSTAKAFoex BA. Systemic responses to trauma. Brit Med1.

Bulletin. 1999;55:726-43.

Neims MN, Sucher K, Lacey K, etal. Metabolic2.

Stress. Nutrition therapy and Pathophysiology,

Thomson Brooks. 2007. 785-9.

Winkler MF, Malone AM, Mahan LK, Escoot SS,3.

etal. Medical nutrition therapy for metabolic stress:

sepsis, trauma, burns and surgery. In Krauses Food

and Nutrition therapy. Elsevier. 2008; 1021-41.

Weissmann C. The metabolic response to stress; an4.

overview and update. Anesthesiology. 1990;73:308-27.

Desborough JP. The stress response to trauma and5.

surgery. Br J Anaesth. 2000;85:109-17.

Schmeling DJ, Coran AG. The hormonal and meta-6.

bolic response to stress in neonate. Pediatr Surg Int.

1990;5:307-21.

Grifths RD, Hinds CJ, Little RA. Manipulating7.

the metabolic response to injury. Brit Med Bull.

1999;55:181-95.

Walsh TS. The metabolic response to injury Prin-8.

ciples of surgical cares. 2000:1-12.

respon metabolik thdp stres

Documents