BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Definisi
Menurut GOLD 2007 PPOK adalah suatu penyakit yang dapat dicegah dan diobati dengan beberapa efek ekstrapulmonal yang berperan pada beratnya penyakit. Komponen pulmonalnya ditandai dengan hambatan saluran napas yang tidak sepenuhnya reversibel, bersifat progresif dan terkait dengan respon inflamasi paru terhadap partikel atau gas berbahaya.1
Secara umum eksaserbasi adalah perburukan gejala pernapasan yang akut. Menurut Anthonisen eksaserbasi meliputi meningkatnya sesak
nafas, purulensi dan volume sputum. Anthonisen dkk.6 mendefinisikan
berbagai tipe eksaserbasi. Tipe 1 jika mempunyai semua gejala mayor yaitu peningkatan sesak napas, peningkatan volume dan purulensi sputum, tipe 2 jika minimal mempunyai 2 macam gejala mayor dan tipe 3 jika minimal mempunyai 1 gejala mayor ditambah gejala batuk, mengi atau gejala infeksi saluran napas atas.7-8
Epidemiologi
Satu meta-analysis dari studi-studi yang dilaksanakan di 28 negara antara 1990 dan 2004, menunjukkan bukti bahwa prevalensi PPOK (Stadium I: PPOK ringan dan yang lebih tinggi) adalah lebih tinggi pada perokok dan bekas perokok dibanding pada bukan perokok, pada mereka berusia di atas 40 tahun dibanding mereka di bawah 40, dan pada pria lebih banyak dibanding wanita.1
Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) menyatakan bahwa PPOK masih merupakan penyebab morbiditas dan mortalitas ke-3 terdepan, yang kemudian menyebabkan beban sosioekonomik semakin meningkat di seluruh dunia. Pada 12 negara Asia Pasifik, WHO menyatakan angka prevalensi PPOK sedang-berat pada usia 30 tahun ke atas, dengan rerata sebesar 6,3%, dimana Hongkong dan Singapura dengan angka prevalensi
terkecil yaitu 3,5% dan Vietnam sebesar 6,7%1.
Morbiditas
Data yang ada menunjukkan bahwa morbiditas karena PPOK meningkat dengan usia dan lebih besar pada pria dibanding wanita. Selain itu morbiditas PPOK juga bisa dipengaruhi oleh komorbid kondisi kronis lain.1
Mortalitas
PPOK merupakan salah penyebab kematian paling penting pada banyak negara. Global Burden Disease Study sudah memproyeksikan PPOK menduduki peringkat keenam penyebab kematian pada 1990, dan akan menjadi yang ketiga penyebab kematian di seluruh dunia pada 2020. Peningkatan mortalitas ini dipicu oleh berkembang luasnya merokok dan perubahan demografis di banyak negara.1
Indonesia sendiri belum memiliki data pasti mengenai PPOK, hanya survei Kesehatan Rumah Tangga DepKes (SKRT)1992 menyebutkan bahwa PPOK bersama-sama dengan asma bronkial menduduki peringkat ke-6 dari penyebab kematian terbanyak di
Indonesia.9 Ilhamd dkk. mendapatkan bahwa penderita PPOK menduduki
proporsi terbesar yaitu 31,5% dari seluruh penderita penyakit paru yang dirawat di Bagian Penyakit Dalam RSUP. H.Adam Malik Medan pada periode Januari – Desember 1999 dari seluruh penyakit paru yang ada.10
Patologi, patogenesis dan patofisiologi
Eksaserbasi PPOK dihubungkan dengan peningkatan inflamasi sistemik saluran nafas atas dan saluran nafas bawah. Pada PPOK stabil dijumpai peningkatan CD8+, limfosit dan makrofag pada mukosa bronkus dan peningkatan netrofil terutama PPOK berat. Pada pasien eksaserbasi dengan bronkitis kronis yang dilakukan biopsi dijumpai peningkatan eosinofil di saluran nafas terutama pada PPOK ringan.11
dengan infeksi virus dan bakteri. Respon inflamasi menimbulkan edema saluran nafas, bronkospasme, dan peningkatan produksi sputum, terjadi hambatan aliran nafas dan hiperinflasi dinamik. Hiperinflasi adalah penyebab utama sesak nafas, diikuti gejala eksaserbasi yang lain. Umumnya pada penyakit yang berat hambatan aliran nafas makin
memburuk yang dapat berkembang menjadi gagal nafas.11
Selama eksaserbasi, sekresi neutrofil di jalan napas meningkat yang berhubungan dengan purulensi sputum. Degranulasi neutrofil melepaskan elastase dan proteinase penyebab kerusakan epitel, menurunkan frekuensi silier, menstimulasi sekresi mukus oleh sel goblet, meningkatkan permeabilitas mukosa bronkus yang menyebabkan edema dan eksudasi protein ke jalan napas.11
Hipersekresi mukus menyebabkan batuk produktif yang kronik serta disfungsi siliar mempersulit proses ekspektorasi, pada akhirnya akan menyebabkan obstruksi pada saluran nafas yang kecil dengan diameter < 2 mm dan air trapping pada emfisema paru. Proses ini kemudian akan berlanjut pada abnormalitas perbandingan ventilasi/perfusi yang pada tahap lanjut dapat berupa hipoksemia arterial dengan atau tanpa hiperkapnia. Progresivitas ini berlanjut menjadi hipertensi pulmonal dimana abnormalitas perubahan gas yang berat telah terjadi. Faktor konstriksi dari arteri pulmonalis sebagai respon dari hipoksia, disfungsi endotel dan remodelling arteri pulmonalis (hipertrofi dan hiperplasia otot polos) dan destruksi pulmonary capillary bed menjadi faktor yang turut memberikan kontribusi terhadap hipertensi pulmonal.12
Etiologi
Penyebab utama eksaserbasi antara lain infeksi bakteri dan virus,
polusi udara, cuaca dingin, dan putus obat. Sampai saat ini, pendapat tentang infeksi bakteri sebagai penyebab utama eksaserbasi masih kontroversi, tapi sedikitnya 50% pasien memiliki jumlah bakteri patogen
yang banyak pada saluran nafas bawah selama ekaserbasi.13-14
bahwa dijumpai respon imun spesifik terhadap strain bakteri dan kenyataan bahwa eksaserbasi bakterial berhubungan dengan inflamasi neutrofilik, seperti yang tampak pada PPOK umumnya.15-18
Hisyam B dkk.19 (2001) menemukan 82 isolat dari 55 sampel
sputum penderita PPOK eksaserbasi di RS Dr. Sardjito Yogyakarta dan hampir semuanya sensitif terhadap sefotaksim. Jenis bakteri terbanyak dan sensitivitasnya terhadap sefotaksim adalah berturut-turut sebagai berikut: Klebsiella pneumonia (33%;96%), Streptococcus (30%; 91%),
Pseudomonas aeruginosa (17%; 71%), Enterobacter (8%; 71%), Neisseria catharralis (6%; 100%), Staphylococcus epidermidis (6%;
100%).
Usyinara20 mendapati 85 dari 87 sampel sputum tidak dicuci yang
dikultur dijumpai kuman, dimana dari total 131 isolat yang ada dijumpai 76 kuman merupakan bakteri potensial patogen (BPP). Kuman terbanyak penyebab PPOK eksaserbasi akut pada sputum tidak dicuci berturut-turut yaitu Streptococcus pyogenes (50%), Pseudomonas aeruginosa(15,38%),
Streptococcus beta-hemolyticus (13,46%), Streptococcus pneumonia
(11,53%), dan Klebsiella pneumonia (9,61%).
Groenewegen,21 melaporkan proporsi infeksi bakteri sebesar 50%
dari 171 pasien PPOK eksaserbasi dan menyimpulkan pasien dengan fungsi paru yang lebih berat memiliki insiden infeksi bakteri yang lebh tinggi.21
Ringkasan hasil penelitian dari beberapa studi terangkum pada Tabel 1. Secara umum terlihat isolasi Pseudomonas aeruginosa berkisar 3-13%.
Tabel 1. Pola kuman PPOK dari berbagai penelitian
Studi Jmlh Jumtah Jumlah % Isolasi
bakteri
Psn kultur isolasi Haemophi Moraxell Streptococcu Staphylococc Pseudomona Haemophius Enterobac posit if bakteri influenzae catarrhal pnemoniae aureus aeruginosa parainfluenza teriaceae
Afegradkk. 728 298 375 28 11 26 5 11 _ 15
Arauettodk 218 673 777 13 18 7 17 4 15 18
Chodoshdk 376 234 274 36 20 14 1 5 4 7
Chodosh 307 208 253 25 21 10 4 3 8 15
Chodoshdk 624 290 379 18 21 7 20 detail tdk ada 6 detail tdk
Davis* dkk. 140 124 146 50 17 21 1 8 - 3
DeAbatedk 798 647 835 18 9 8 5 4 32 8
Habfedkk. 373 192 181 25 14 8 7 13 12 19
Langandkk. 684 192 211 34 4 12 9 5 11 5
Langandkk. 802 400 513 36 12 11 3 detail tdk ada 27 detail tdk
Langandkk. 656 478 542 41 19 23 1 3 6 detail tdk
Readdkk. 364 103 128 46 9 9 8 5 3 15
Shahdkk. 832 547 577 36 16 18 3 8 2 5
Wfcondkk. 750 287 342 31 15 25 5 1 5 5
ikutip dari22
Kolonisasi dan infeksi kronik pada saluran napas PPOK memicu kerusakan paru secara progresif dan terus-menerus sehingga faal paru semakin memburuk. Selain hal tersebut tingginya frekuensi eksaserbasi juga akan mempercepat penurunan faal paru. Pada beberapa pasien PPOK yang diikuti selama 15 sampai 25 tahun, sebagian besar pasien PPOK mengalami perubahan pola kuman saat eksaserbasi seiring
dengan penurunan faal paru. Kuman Pseudomonas sp.,
Enterobacteriaceae dan bakteri Gram negatif semakin sering ditemukan
seiring dengan beratnya penurunan faal paru.23
Berat derajat obstruksi pada PPOK dipikirkan merupakan suatu faktor yang mempengaruhi jenis kuman yang ditemukan saat eksaserbasi. Hal ini diduga disebabkan turunnya daya pertahanan mukosa bronkus yang akan mempengaruhi adesi kuman Pseudomonas sp dan bakteri
Gram negatif lainnya terhadap epitel saluran napas.5
Miravitlles dkk. menemukan hubungan antara jenis kuman dan
derajat obstruksi penurunan faal paru. Pseudomonas aeruginosa dan
Haemophilus influenzae secara bermakna ditemukan lebih banyak pada
VEP1 pred < 50% (obstruksi berat) daripada VEP1 pred > 50% sedangkan Streptococcus pneumoniae secara bermakna ditemukan pada
Eller dkk. menemukan bahwa saat eksaserbasi akut bakteri
Pseudomonas sp. dan Enterobacteriaceae lebih sering ditemukan pada
pasien PPOK dengan VEP1 pred < 35%, sedangkan Streptococcus
pneumoniae dan kuman Gram positif lainnya lebih sering ditemukan
pada PPOK dengan faal paru yang masih baik. Terdapat hubungan bermakna antara turunnya faal paru dengan jenis bakteri yang ditemukan.23
Peran bakteri sebagai pencetus eksaserbasi akut masih
diperdebatkan. Hirschmann25, menyatakan bahwa pemberian antibiotik
pada PPOK eksaserbasi akut tidak bermanfaat. Kesimpulan ini diambil dari investigasi berbagai penelitian tentang PPOK. Hasil interpretasi dan berbagai penelitian menyimpulkan bahwa bakteri Haemophilus
influenza, Moraxella catarrhalis dan Streptococcus pneumonia ternyata
tidak ditemukan pada 50% serangan, tidak terjadi peningkatan koloni saat eksaserbasi, uji serologi gagal untuk membuktikan peningkatan titer antibodi Haemophilus influenzae, vaksinasi untuk Streptococcus
pneumoniae dan Haemophilus influenza tidak terbukti bermanfaat
menurunkan eksaserbasi dan antibiotik tidak terbukti bermanfaat pada penelitian randomized, placebo-controlled trials.25
Namun Murphy dkk.26 menyatakan bahwa antibiotik dapat diberikan
pada setiap pasien yang mempunyai minimal 2 gejala mayor saat eksaserbasi. Mereka melakukan telaah ilmiah pada setiap data, penelitian bakteriologis, investigasi patologi serta uji klinis peran bakteri dan antibiotik pada PPOK. Pemberian terapi antibiotik terbukti dapat bermanfaat walaupun masih banyak pertanyaan yang belum terjawab dan dibutuhkan studi lebih lanjut terhadap vaksin efektif pencegah eksaserbasi dan definisi mekanisme invasi bakteri yang lebih baik.26
Pemeriksaan mikrobiologi
Beberapa istilah di bidang Mikrobiologi dan hal-hal lain yang menyangkut pemeriksaan sampel pada penelitian ini, perlu untuk diketahui dan dipahami lebih lanjut, antara lain:
1. Flora normal, bakteri patogen dan patogen oportunistik
Analisis infeksi dan penyakit menyebabkan bakteri digolongkan menjadi bakteri patogen, patogen oportunistik , atau nonpatogen (flora normal). Beberapa spesies bakteri selalu dianggap patogen, dan keberadaannya merupakan hal yang abnormal; contohnya adalah
Mycobacterium tuberculosis (tuberkulosis) dan Yersinia pestis (penyakit
pes). Spesies lain umumnya merupakan bagian dari flora normal pada manusia (dan hewan) tetapi juga sering menyebabkan penyakit. Misalnya: Escherichia coli merupakan flora normal gastrointestinal pada manusia normal tetapi juga sering menyebabkan infeksi saluran kemih, diare pelancong, dan penyakit lain. Bakteri lain (misal: spesies
Pseudomonas) hanya menyebabkan penyakit pada orang yang
mengalami penekanan imun dan lemah, bakteri seperti ini merupakan patogen oportunistik.27
Pembagian lain yang sering dipakai adalah Bakteri Potensial Patogen (BPP) dan Bakteri non-Potensial Patogen (BNP) adalah mikroorganisme yang dikenal sebagai agen yang menyebabkan infeksi saluran nafas, baik flora gastrointestinal atau orofaring : batang gram negatif seperti Pseudomonas aeruginosa, Enterobacteriaceae dan
Haemophilus spp; kokus Gram positif seperti Staphylococcus aureus, Streptococcus pneumoniae, dan kokus Gram negatif seperti Moraxella catarrhalis. BNP adalah mikroorganisme yang merupakan flora
gastrointestinal atau orofaring yang biasanya tidak menyebabkan infeksi saluran nafas pada pasien non-immunocompromised (Streptococcus viridans, Neisseria spp, Corynebacterium spp, Candida
spp, dll).28
2. Bahan sampel sputum
Untuk menetapkan diagnosis etiologik infeksi paru, penting sekali memperoleh bahan pemeriksaan bakteriologik yang representatif, mulai dari cara yang sederhana seperti sputum ekspektorasi, sampai metode yang invasif. Metode invasif pengambilan sputum untuk menghindari kontaminasi orofaring misalnya pengambilan sekret
melalui bronkoskop, aspirasi transtrakeal dan aspirasi transtorakal. Cara invasif tersebut mempunyai ketepatan yang tinggi namun membutuhkan tenaga yang terampil, biaya mahal dan risiko tinggi.29,30
Beberapa aturan umum yang diterapkan pada semua bahan pemeriksaan antara lain:27
a. Jumlah bahan harus adekuat (3-5 mL).
b. Bahan harus representatif ( mewakili ) bagi proses infeksi.
c. Kontaminasi bahan harus dihindari dengan hanya menggunakan peralatan
steril dan tindakan-tindakan aseptik.
d. Spesimen harus dibawa ke laboratorium dan diperiksa secara cepat. Medium
transpor khusus mungkin membantu.
e. Bahan diambil sebelum obat-obat antimikroba diberikan.
Sebagian besar sputum ekspektorasi yang dipakai untuk menegakkan etiologi infeksi saluran pernapasan bagian bawah kualitasnya tidak sesuai untuk kultur. Berbagai usaha dilakukan untuk meningkatkan kualitas sampel, antara lain dengan mempengaruhi pengolahan spesimen termasuk dengan washing, straining, dan flash
freezing untuk memisahkan bahan purulen dari konstituen spesimen
lainnya. Metode ini rumit dan jarang dipakai. Cara lain dengan menilai kualitas sputum dengan pemeriksaan sitologi.31 Q-Probe Study,31 suatu studi yang dilakukan pada 697 partisipan untuk menilai pemakaian kriteria sitologi sebagai penyaring sputum sebelum diproses, merekomendasikan metode ini untuk diterapkan secara rutin di laboratorium baik untuk memilih sampel yang baik untuk kultur maupun sebagai kriteria rejeksi terhadap sampel yang diterima.
Kriteria sitologis yang sering dan telah dipakai selama bertahun-tahun di laboratorium antara lain kriteria Bartlett dan Murray-Washington.32
Cara Bartlett dilakukan sebagai berikut: hapusan sputum diperiksa dibawah mikroskop dengan pembesaran kecil (x10), jumlah sel
polimorfonuklear (PMN) dan epitel skuamous dihitung tiap lapangan pandang pada 20 sampai 30 lapang pandang. Nilai positif diberikan bila terdapat sejumlah neutrofil untuk menggambarkan infeksi akut dan nilai negatif pada sel epitel yang menggambarkan kontaminasi orofaring (saliva). Skor total dihitung dari masing-masing skor berdasarkan pemeriksaan lapang pandang. Skor total >0 atau positif dianggap layak untuk kultur sedangkan skor 0 atau negatif menggambarkan terjadi inflamasi atau kontaminasi orofaring sehingga spesimen tidak layak kultur.32 Tabel 2. Bartlett's grading system untuk penilaian kualitas sputum
Jenis dan jumlah sel /Ipk Skor
Sel PMN <10 0 10-25 +1 >25 +2 beserta mukus +1 Epitel 10-25 -1 >25 -2 Dikutip dari 32 Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas aeruginosa termasuk bakteri gram negatif,
berbentuk batang dengan ukuran sekitar 0,6 x 2 µm, bersifat aerob, katalase positif, oksidase positif, tidak mampu memfermentasi tetapi dapat mengoksidasi glukosa/karbohidrat lain, tidak berspora, tidak mempunyai selubung (sheat) dan mempunyai flagel monotrika (flagel tunggal pada kutub) sehingga selalu bergerak. Terlihat sebagai bakteri tunggal,
berpasangan, dan terkadang membentuk rantai yang pendek.33
Bakteri ini dapat tumbuh di air suling dan akan tumbuh dengan baik dengan adanya unsur N dan C. Suhu optimum untuk pertumbuhannya
media pembiakan karena kebutuhan nutrisinya sangat sederhana. Di laboratorium, medium paling sederhana untuk pertumbuhannya digunakan asetat (untuk karbon) dan ammonium sulfat (untuk nitrogen). Pembiakan dari spesimen klinik biasanya menghasilkan satu atau dua tipe koloni yang halus : 1. Koloni besar dan halus dengan permukaan rata dan meninggi. 2. Koloni halus dan mukoid sebagai hasil produksi berbahan dari alignat. Tipe ini sering didapat dari sekresi saluran pernafasan dan saluran kemih. Alignat merupakan suatu eksopolisakarida yang merupakan polimer dari
glucoronic acid dan mannuronic acid, berbentuk gel kental disekeliling
bakteri. Alignat ini memungkinkan bakteri untuk membentuk biofilm, yaitu kumpulan koloni sel-sel mikroba yang menempel pada suatu permukaan misalnya kateter intravena atau jaringan paru.27 Alignat dapat melindungi
bakteri dari pertahanan tubuh inang, seperti limfosit, fagosit, silia, di saluran pernafasan, antibodi, dan komplemen. Pseudomonas aeruginosa membentuk biofilm untuk membantu kelangsungan hidupnya saat
membentuk koloni pada paru-paru manusia.27
Infeksi Pseudomonas aeruginosa dimulai dengan penempelan dan kolonisasi bakteri ini pada jaringan inang. Bakteri ini menggunakan fili untuk penempelan sel bakteri pada permukaan inang. Selain itu, juga dapat membentuk biofilm yang terbuat dari kapsul glikokalis untuk mengurangi keefektifan mekanisme sistem imun inang. Jaringan inang akan mencoba merusak penempelan dan kolonisasi bakteri. Selanjutnya, bakteri ini memproduksi sejumlah endotoksin dan produk ekstaseluler yang menunjang invasi lokal dan penyebaran mikroorganisme. Toksin dan produk ekstraseluler ini mencakup protease ekstraseluler, sitotoksin, hemolisin, dan piosianin. Untuk penyakit sistemik, produk yang menunjang invasi mencakup kapsul antifagositas, endotoksin, eksotoksin A, dan eksotoksin S.27
