BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Mekanisme Penurunan Kognitif pada Infeksi STH
Infeksi cacing dapat mempengaruhi kemampuan kognitif.13 Efek cacing terhadap kognitif dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung.10
Efek Langsung
Pergerakan cacing akan mengganggu konsentrasi individu yang terinfeksi. Pada beberapa penelitian terdahulu disebutkan bahwa anak yang kecacingan akan mengalami nyeri perut, gangguan tidur, dan mudah lelah yang kemudian menyebabkan penurunan prestasi di sekolah. Pengobatan terhadap kecacingan tersebut akan menyebabkan perbaikan nafsu makan, hilangnya nyeri perut dan nyeri kepala.10
Efek Tidak Langsung Nutrisi
Cacing mempengaruhi nutrisi dengan cara konsumsi langsung zat nutrisi, darah, menyebabkan malabsorbsi, mensekresi protease inhibitor dan
merangsang respon imun terhadap infeksi yang akan menyebabkan anoreksia. Kurangnya nutrisi akan mengurangi kemampuan kerja mental dalam memusatkan dan mempertahankan konsentrasi.10,14
Infeksi Ascaris lubricoides menyebabkan penurunan kecepatan
pertumbuhan, konsumsi makanan yang berkurang, gangguan penyerapan lemak dan protein dan menurunkan aktivitas laktase. Hasil biopsi jejunum menunjukkan adanya villi yang memendek, elongasi kripta, pengurangan perbandingan villus : kripta dan infiltrasi selular pada lamina propria. Hal ini akan menyebabkan gangguan penyerapan nitrogen, lemak dan xylose. Pada infeksi Trichuris trichiura juga terjadi penurunan kecepatan pertumbuhan
anak, penurunan asupan makanan, defisiensi besi dan kehilangan protein melalui saluran cerna. Infeksi Trichuris trichiura berada pada usus besar
sehingga penyerapan makanan telah terjadi sebelum mencapai area yang terinfeksi. Diare mukoid berkontribusi terhadap penurunan albumin plasma dan kejadian malnutrisi. Kehilangan darah sebesar 0.005 ml per hari per cacing berkontribusi terhadap terjadinya anemia defisiensi besi. Pada infeksi cacing tambang (Necator americanus dan Ancylostoma duodenale)
menyebabkan kehilangan darah kronis yaitu sebesar 0.03 ml per hari per cacing pada infeksi Necator americanus dan 0.15 ml per hari per cacing pada
infeksi Ancylostoma duodenale.15
Faktor yang mempengaruhi perkembangan otak pada anak meliputi faktor genetik dan lingkungan. Nutrisi merupakan bagian dari lingkungan biologis yang dapat mempengaruhi perkembangan otak dan kognitif. Nutrisi dapat mempengaruhi makrostruktur otak (contohnya perkembangan area otak seperti hipokampus), mikrostruktur (contohnya myelinisasi neuron) dan
kadar serta kerja neurotransmiter (contohnya kadar dopamin atau jumlah reseptor). Pengaruh nutrisi terhadap otak juga dipengaruhi oleh waktu. Periode kritis pertumbuhan dan perkembangan cepat otak adalah sejak masa intrauterin hingga dua tahun pertama kehidupan yang mana pada masa ini otak sangat rentan terhadap adanya gangguan dan kurangnya asupan nutrisi dapat memberi dampak tertentu. Namun ada bagian otak yang belum terbentuk sempurna pada usia dua tahun, contohnya adalah lobus frontal. Lobus frontal memiliki kecepatan myelinisasi yang paling lambat, dimulai sejak usia enam bulan dan berlangsung sepanjang masa kanak-kanak hingga dewasa. Lobus frontal berperan dalam aktivitas kognitif seperti perencanaan, pengembangan strategi, menguji hipotesa saat pemecahan masalah, memfokuskan atensi, menghambat stimulasi yang tidak relevan dan daya ingat. Oleh karena itu kurangnya asupan nutrisi akan memberi dampak dalam perkembagan fungsi lobus frontal sepanjang masa kanak-kanak.16 Suatu interpretasi neuropsikologikal terhadap proses kognitif pada anak malnutrisi menunjukkan adanya keterlibatan korteks difus yakni pada korteks prefrontal dorsolateral (penurunan hasil uji atensi, fluency dan working memory/daya ingat jangka pendek), parietal kanan (penurunan hasil uji fungsi
visuospasial) dan kortek temporal bilateral (penurunan hasil uji
comprehension, pembelajaran verbal, daya ingat verbal dan visual material).
Namun area yang paling rentan untuk terjadi ganguan akibat malnutrisi adalah korteks prefrontal dorsolateral.17
Jaringan otak kaya akan besi dengan konsentrasi yang berbeda di masing-masing area. Beberapa area otak yang sangat penting untuk proses kognitif seperti korteks, hipokampus dan striatum lebih sensitif terhadap defisiensi besi dibanding area yang lainnya. Besi mempengaruhi myelinasi neuron dan merupakan kofaktor sejumlah enzim dalam sintesa neurotransmiter meliputi triptofan hidroksilase (serotonin) dan tirosin hidroksilase (norepinefrin dan dopamin).18 Peranan besi dalam optimalisasi fungsi neurotransmiter didukung oleh temuan adanya ko-lokalisasi antara besi dengan dopamin dan gamma aminobutyric acid (GABA). Hal ini penting
karena area otak tersebut (korteks frontal) memiliki fungsi regulasi mental, kognitif, emosi dan perilaku. Defisiensi besi mengakibatkan berkurangnya sintesa neurotransmiter, jumlah reseptor dopamin dan re-uptake dopamin.
Perubahan kadar dopamin pada korteks frontal berkaitan dengan defisit pada fungsi eksekutif.16
Penelitian tentang kadar besi dan kemampuan kognitif telah banyak diteliti. Pada suatu systematic review didapati bahwa suplementasi besi
memperbaiki nilai perkembangan mental. Efek ini tampak nyata pada anak diatas tujuh tahun dan sebelumnya menderita anemia defisiensi besi, namun hal tersebut tidak dijumpai pada anak dibawah 27 bulan.19 Hasil uji perkembangan terutama pada kemampuan berbahasa akan lebih rendah pada anak dengan kadar hemoglobin < 10,5 gr/dL selama lebih dari tiga bulan.20 Suatu penelitian deskriptif di Zanzibar mendapatkan bahwa terapi
antihelmintik merupakan bagian yang penting untuk mengontrol anemia pada anak sekolah di daerah endemik cacing tambang dan harus disertai dengan pemberian suplementasi besi di sekolah.21 Pada suatu uji klinis tersamar ganda di Zanzibar didapatkan bahwa suplementasi besi akan meningkatkan kemampuan motorik dan bahasa pada anak prasekolah di Afrika.22 Suatu uji klinis tersamar ganda di Bandung, Indonesia mendapatkan bahwa ADB mengganggu proses kognitif yang meliputi perhatian visual dan pembentukan konsep, namun hal ini akan menghilang setelah pemberian besi.23 Pada uji klinis acak terbuka di Afrika Selatan dilaporkan bahwa pemberian biskuit yang difortifikasi dengan besi, yodium, dan beta karoten akan meningkatkan status mikronutrien pada anak sekolah dan di pedesaan yang kemudian akan memberi efek baik terhadap fungsi kognitif.24 Suatu uji klinis acak terbuka di Zaire mendapatkan bahwa perubahan pada hemoglobin yang menyertai pemberian besi akan meningkatkan beberapa aspek kognitif.25 Pada penelitian deskriptif di Zaire, disimpulkan bahwa anak Afrika pedesaan dengan status nutrisi yang baik menunjukkan perkembangan kognitif yang lebih baik sebagai respon terhadap perkembangan ekonomi dan program pendidikan.26 Pada suatu metaanalisis disebutkan bahwa pengobatan terhadap nematoda akan mengakibatkan peningkatan berat badan dan laju pertumbuhan, namun perlu disertai dengan makanan atau nutrisi tambahan.27 Suatu penelitian deskriptif di Kenya melaporkan bahwa anemia yang paling berat terjadi pada anak dengan infeksi cacing tambang yang berat (>200
cacing/gram).28 Suatu uji klinis acak terbuka di Jamaika melaporkan bahwa anak dengan hambatan pertumbuhan memiliki hasil uji kognitif yang lebih buruk dibandingkan dengan anak tanpa hambatan pertumbuhan.29
Respon imun
Infeksi cacing berhubungan dengan pelepasan berbagai sitokin. Namun, belum ada penelitian yang secara khusus menghubungkan sitokin yang dihasilkan cacing dengan kemampuan kognitif. Salah satu perilaku yang sering tampak pada kecacingan dan kemungkinan diperantarai imun adalah anoreksia. Mekanisme terjadinya anoreksia tersebut tidak diketahui namun diduga akibat pelepasan mediator proinflamasi seperti interleukin-1, tumor necrosis factor- dan interleukin-6. Produksi sitokin ini akan menekan selera
makan, menyebabkan kehilangan protein dan meningkatkan resting energy expenditure. Anoreksia ini akan mengakibatkan asupan nutrisi yang kurang
yang kemudian akan menurunkan kapasitas kognitif.10 Pelepasan sitokin akan menyebabkan perubahan perilaku, mengganggu daya ingat dan konsentrasi. Suatu uji klinis tersamar ganda di Munich, Jerman melaporkan bahwa stimulasi pertahanan tubuh primer akan menyebabkan efek negatif terhadap emosi dan daya ingat yang kemungkinan disebabkan oleh pelepasan sitokin.30
2.2. Hubungan antara Infeksi STH dengan Kemampuan Kognitif Anak Hubungan antara kecacingan dan kemampuan kognitif anak telah lama diketahui.31 Suatu uji klinis acak terbuka di Jamaika mendapatkan bahwa pengobatan terhadap Trichuris trihiura akan meningkatkan prestasi sekolah
pada anak dengan status nutrisi buruk dan meningkatkan berat badan pada anak dengan infeksi yang lebih ringan.32 Uji klinis acak terbuka di Jakarta, Indonesia menyebutkan bahwa pada penderita infeksi Ascaris lumbricoides
akan terjadi peningkatan kemampuan belajar, konsentrasi dan koordinasi setelah dilakukan intervensi dengan mebendazole.33 Uji klinis acak terbuka lainnya di Indonesia mendapatkan bahwa infeksi cacing tambang memberi dampak negatif terhadap daya ingat anak.6 Pada suatu metaanalisis tidak didapatkan bukti yang cukup untuk mendukung adanya efek pengobatan kecacingan terhadap peningkatan kognitif.8 Pada suatu penelitian cross sectional di Tanzania disimpulkan bahwa anak dengan infestasi cacing yang
banyak dan status nutrisi yang buruk lebih mungkin untuk mengalami gangguan kognitif terutama daya ingat verbal jangka pendek dan kecepatan pengolahan informasi.7 Suatu penelitian cross sectional di Filipina
melaporkan bahwa infeksi cacing berhubungan dengan gangguan kognitif pada anak usia sekolah.5
2.3. Kerangka Konseptual
Sanitasi Pendidikan
kesehatan Populasi
penduduk sosioekonomiTingkat
Penderita STH -Status nutrisi memburuk Terapi antihelmentik -Kadar besi rendah -Kadar Hb rendah Penurunan kemampuan kognitif Respon Imun: pelepasan IL-1, TNf α, IL-6 Ketidaknyamanan fisik: -nyeri perut -nyeri kepala -gangguan tidur -mudah lelah
: yang diamati dalam penelitian
- Aktivitas sitokrom oksidase, delta-9 desaturase, tirosin hidroksilase menurun - Sintesa GABA, serotonin, dopamin menurun
- Gangguan metabolisme katekolamin
