BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Di Indonesia Penyakit Ginjal Kronik (PGK) merupakan penyakit yang banyak dijumpai dan mencapai 29,1 % dari populasi dengan berbagai faktor risiko (hipertensi, diabetes, proteinuria). Sebagai negara yang sedang berkembang glomerulonefritis menjadi penyebab terbanyak dari PGK (Suhardjono, 2008).
Prevalensi pasien PGK diperkirakan akan semakin meningkat. Tahun 1998, lebih dari 320.000 orang penderita PGK di Amerika Serikat menjalani hemodialisis, dan diperkirakan akan mengalami peningkatan sampai 650.000 pada tahun 2010 dan akan mencapai 2 juta orang pada tahun 2030 (Nolan, 2005).
Sampai saat ini terapi PGK didominasi oleh dialisis, hal ini disebabkan masih sedikitnya donor ginjal (Meyer dan Hostetter, 2007). Hemodialisis bermanfaat pada peningkatan kualitas hidup penderita PGK dan memperpanjang usia penderita (Rahardjo dkk., 2006).
Hemodialisis di Indonesia dimulai sejak tahun 1972. Awalnya tidak berkembang dengan baik, tetapi setelah mendapat dukungan dari pemerintah, hemodialisis dapat berkembang dengan cepat. Pada tahun 2006, lebih dari 10.000 pasien PGK menjalani terapi ini. Problem selanjutnya adalah komplikasi dari hemodialisis yaitu tingginya angka kematian pada pasien yang menjalani hemodialisis (Suhardjono, 2008).
1
Mortalitas pasien PGK, terutama yang menjalani hemodialisis amat tinggi.
Angka kematian terbanyak diakibatkan oleh karena komplikasi penyakit jantung vaskuler (PJV). Pasien dengan penurunan fungsi ginjal tahap awalpun sudah mempunyai risiko yang tinggi untuk terjadinya komplikasi PJV (Go et al., 2004).
Pasien PGK yang menjalani hemodialisis, mempunyai risiko 10-30 kali lebih besar mengalami kematian akibat PJV. Arterial vasculer disease dan cardiomyopathy adalah penyebab kematian yang terbanyak (Sarnak et al., 2003).
Go et al., mendapatkan risiko kematian pasien dengan PGK sampai melebihi 6 kali populasi normal (Go et al., 2004). Suhardjono mendapatkan risiko kematian pasien yang menjalani hemodialisis dapat melebihi 100 kali normal (Suhardjono, 2008). Dari data United States Renal Data System Annual Data Report (USRDS- ADR), penyebab terbanyak kematian pasien yang menjalani hemodialisis disamping arterial heart disease adalah stroke (USDRS, 2003).
Saat ini perhatian utama lebih ditujukan pada bagaimana mekanisme PGK dapat meningkatkan risiko PJV. Pasien PGK mempunyai faktor risiko klasik dan non klasik terhadap PJV, akan tetapi mekanisme spesifik yang memudahkan terjadinya PJV belum diketahui dengan pasti. Faktor utama yang mempengaruhi terjadinya proses PJV adalah adanya inflamasi yang merupakan faktor penting dalam proses aterosklerosis (Stinghen dan Pecoits-Filho,2007).
Morbiditas dan mortalitas akibat PJV pada pasien yang menjalani hemodialisis dipengaruhi oleh inflamasi kronis. Sebelum dilakukan hemodialisis, inflamasi kronis sudah sering terjadi pada pasien PGK. Dalam hal ini, uremia yang berkaitan dengan inflamasi menjadi faktor penentu yang menjelaskan tetap
tingginya kematian akibat PJV pada hemodialisis (Erten, 2007; Razeghi et al, 2008).
Pada penderita PGK dengan uremia terjadi peningkatan kadar Advanced Glycation End Products (AGEs) yang dapat merangsang produksi sitokin pro- inflamasi seperti Interleukin - 1β (IL-1β) dan Tumor Necrosis Factor - alpha (TNF-α), oxidative stress serta disfungsi endotel. IL-1β akan merangsang endotel mengekspresikan intercellulare adhesions molecule -1 (ICAM-1) (Linden et al., 2008).
Sekitar 35 - 65 % pasien yang menjalani hemodialisis menunjukan tanda – tanda inflamasi. Dialisis telah dihubungkan dengan perubahan akut pada aktivasi komplemen, marker granulosit, fungsi makrofag, aktivasi sel T, dan pelepasan sitokin pro-inflamasi. Penelitian pada pasien yang menjalani hemodialisis menunjukan peningkatan produksi sitokin pro-inflamasi seperti TNF-α, IL-1β, dan Interleukin - 6 (IL- 6). IL-1β dihasilkan oleh sel darah mononuklear setelah terpapar dengan membran dialisis. Tetapi dengan hemodialisis rutin dan jangka panjang akan terjadi penurunan jumlah sitokin secara bermakna bila dibanding dengan yang diterapi secara konservatif (Malaponte, 2002).
Hemodialisis juga mempunyai beberapa efek antara lain : bioinkompatibilitas, kontaminasi dengan cairan dialisat yang menghasilkan endotoksin lipopolisakarida (LPS) dan terlepasnya sitokin (Boure, 2004; Erten, 2007).
1. 2. Rumusan Masalah
1. Adakah penurunan kadar IL-1β pada pasien PGK stadium V pasca hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta ?
2. Adakah penurunan kadar ICAM-1 pada pasien PGK stadium V pasca hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta ?
3. Adakah korelasi antara kadar IL-1β dan ICAM-1 pada pasien PGK stadium V yang menjalani hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr.
Moewardi Surakarta ? 1.3. Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan umum
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh hemodialisis terhadap penurunan kadar IL-1β dan ICAM-1 pada pasien PGK stadium V di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta.
1.3.2 Tujuan khusus
1. Membuktikan adanya penurunan kadar IL-1β pada pasien PGK stadium V pasca hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta.
2. Membuktikan adanya penurunan kadar ICAM-1 pada pasien PGK stadium V pasca hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta.
3. Membuktikan adanya korelasi antara kadar IL-1β dan ICAM-1 pada pasien PGK stadium V yang menjalani hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta.
1.4. Manfaat Penelitian
1.4.1 Pengembangan ilmu (teoritik)
Mendukung bukti empiris terhadap teori bahwa IL-1β dan ICAM-1 dapat dipakai sebagai petanda adanya inflamasi pada pasien PGK stadium V yang menjalani hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta.
1.4.2 Penerapan ilmu.
1. Dapat menurunkan proses inflamasi pada pasien PGK stadium V yang menjalani hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta.
2. Menurunkan angka kesakitan dan kematian pasien PGK stadium V yang menjalani hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Penyakit Ginjal Kronik.
Penyakit ginjal kronik adalah suatu proses patofisiologi dengan etiologi beragam yang dapat mengakibatkan penurunan fungsi ginjal yang progresif dan pada umumnya akan berakhir dengan gagal ginjal. Gagal ginjal adalah suatu keadaan klinis yang ditandai dengan penurunan fungsi ginjal yang irreversibel, dimana pada suatu derajat sehingga memerlukan terapi pengganti ginjal yang tetap, berupa dialisis atau transplantasi ginjal (Suwitra, 2006).
Pada pedoman K/DOQI, batasan penyakit ginjal kronik adalah kerusakan ginjal yang terjadi selama atau lebih dari 3 bulan, berdasarkan kelainan patologik atau petanda kerusakan ginjal seperti kelainan pada urinalisis. Selain itu, batasan ini juga memperhatikan derajat fungsi ginjal atau laju filtrasi glomerulus (LFG) , seperti terlihat pada Tabel di bawah ini (K/DOQI, 2002).
Tabel 2.1. Kriteria Penyakit Ginjal Kronik.
Kriteria Penyakit Ginjal Kronik
1. Kerusakan ginjal (renal damage) yang terjadi lebih dari 3 bulan, berupa kelainan struktural atau fungsional, dengan atau tanpa penurunan laju filtrasi glomerulus (LFG), dengan manifestasi :
- Kelainan patologis
- Terdapat tanda kelainan ginjal, termasuk kelainan dalam komposisi darah atau urin, atau kelainan dalam test pencitraan (imaging test)
2. Laju filtrasi glomerulus (LFG) kurang dari 60 ml/menit/1,73m2 selama 3 bulan dengan atau tanpa kerusakan ginjal.
(Dikutip dari K/DOQI,2002)
6
Pada individu dengan PGK, klasifikasi stadium ditentukan oleh nilai laju filtrasi glomerulus, yaitu stadium yang lebih tinggi menunjukkan nilai laju filtrasi glomerulus yang lebih rendah.
Tabel 2.2. Klasifikasi Penyakit Ginjal Kronik Atas Dasar Derajat Penyakit.
Derajat Penjelasan LFG
1 2 3 4 5
Kerusakan ginjal dengan LFG normal atau ↑ Kerusakan ginjal dengan LFG turun ringan Kerusakan ginjal dengan LFG turun sedang Kerusakan ginjal dengan LFG turun berat Gagal ginjal
≥ 90 60 - 89 30 - 59 15 – 29
< 15 / dialisa (Dikutip dari Skorecki,2005) Klasifikasi menurut derajat penyakit dibuat atas dasar LFG, yang dihitung dengan menggunakan rumus Kockcroft - Gault sebagai berikut :
LFG (60 ml/menit/1,73m2) = (140-umur) x berat badan 72 x kreatinin plasma(mg/dl)
*) pada perempuan dikalikan 0,85 2.2. Etiologi Penyakit Ginjal Kronik.
Ada beberapa etiologi penyakit ginjal kronik yang sering kita jumpai, diantaranya:
1. Glomerulonefritis, baik primer maupun sekunder 2. Penyakit ginjal herediter
3. Hipertensi esensial 4. Uropati obstruktif
5. Infeksi saluran kemih dan ginjal (pielonefritis) 6. Nefritis interstisial (Sukandar,2006).
2.3. Gambaran Klinik Penyakit Ginjal Kronik.
Gambaran klinik pasien penyakit ginjal kronik meliputi :
1. Sesuai penyakit yang mendasari, seperti : diabetes mellitus, infeksi traktus urinarius, batu traktus urinarius, hipertensi, hiperurisemia, sistemik lupus eritematosus (SLE) dan lain sebagainya.
2. Sindroma uremia, yang terdiri dari : lemah, letargia, anoreksia, mual muntah, nokturia, kelebihan volume cairan (volume overload), neuropati perifer, pruritus, uremic frost, pericarditis, kejang-kejang sampai koma (Pendse,2007).
3. Gejala komplikasinya : hipertensi, anemia, osteodistrofi renal, payah jantung, asidosis metabolik, gangguan keseimbangan elektrolit (Suwitra, 2006).
2.4. Uremia.
Uremia didefinisikan sebagai peningkatan kadar nitrogen urea dalam serum (azotemia) yang terjadi pada penyakit ginjal. Gejala uremia akan muncul ketika LFG turun sampai kurang lebih 20% dari normal. Uremia juga merupakan suatu petanda pro-inflamasi kronik dan meningkatnya kadar sitokin pro-inflamasi berhubungan dengan peningkatan angka kematian. Sitokin serta rangsangan inflamasi diduga berperan dalam progresifitas dari proses aterosklerosis (Nolan C, 2005).
Penderita PGK dengan uremia menunjukkan peningkatan AGEs 5 sampai 100 kali dalam sirkulasi dibanding dengan kontrol sehat. AGEs adalah kelompok zat yang merupakan hasil dari reaksi glikasilasi non enzimatik serta reaksi
oksidasi glukosa dengan kelompok asam amino bebas dari protein, peptida atau asam amino. AGEs terbentuk dari berbagai macam cara antara lain dengan oksidasi glukosa, lipid dan asam amino (Huebschmann et al., 2006; Uribarri dan Tuttle, 2006).
Mekanisne alternatif pembentukan AGEs melalui carbonyl stress pathway dimana oksidasi dari gula dan atau lemak membentuk senyawa dicarbonyl intermediate yang menggunakan grup carbonil reaktif untuk berikatan dengan asam amino dan terbentuk AGEs. Mekanisme yang lain adalah melalui aldose reductase–mediated polyol pathway (Huebschmann et al., 2006).
Gambar 2.1. Mekanisme Pembentukan AGEs (dikutip dari Uribarri dan Tuttle, 2006).
Pada pasien PGK dengan uremia terjadi peningkatan kadar AGEs yang disebabkan karena akumulasi (penumpukan) oleh karena penurunan laju filtrasi glomerulus. Peningkatan AGEs akan merangsang peningkatan sintesa dan kadar
IL-1β dan TNF-α. IL-1β mempunyai efek pada endotelial sel termasuk penambahan sintesis prostaglandin I2 dan prostaglandin E2, penambahan produksi plasminogen activator inhibitor (PAI) dan menyebabkan ekspresi ICAM-1 (Guntur, 2001; Linden 2008).
Gambar 2.2. Peran AGEs Dalam Ekspresi Sitokin (Dikutip dari Beckman, et al,2008).
Mikroinflamasi tampaknya menjadi predisposisi dari cepatnya proses aterosklerosis dan komplikasi PJV pada pasien yang menjalani dialisis.
Mikroinflamasi meningkatkan proses aterosklerosis pada pasien yang menjalani dialisis kronik, dan berhubungan dengan suatu keadaan inflamasi dan kalsifikasi arteri koroner. Hubungan antara inflamasi dan kalsifikasi arteri koroner juga telah banyak dilaporkan oleh peneliti lainnya (Kras´niak et al., 2007).
Saat ini dapat dipahami dengan jelas hubungan antara milliu uremia yang merupakan suatu keadaan inflamasi ringan yang berjalan kronik. Beberapa data menunjukkan bahwa fungsi ginjal memegang peranan penting pada proses inflamasi dan fungsi ginjal yang menurun berhubungan dengan respon inflamasi (Suliman dan Stenvinkel, 2008).
Meningkatnya kadar sitokin pada pasien yang menjalani hemodialisis diduga disebabkan oleh keadaan uremia dan proses dialisis, yang memberikan kontribusi terhadap meningkatnya sekresi sitokin pada akhir sesi hemodialisis.
Kenyataannya, membran dialisis dapat merangsang meningkatnya pelepasan sitokin. Tetapi dengan hemodialisis rutin dan jangka panjang akan terjadi penurunan jumlah sitokin secara bermakna bila dibanding dengan yang diterapi secara konservatif (Malaponte, 2002).
2.5. Program Terapi Penyakit Ginjal Kronik.
Pada pasien PGK, kematian tersering diakibatkan oleh PJV dengan mortalitas 40% hingga 50% jika disertai gangguan serebrovaskuler pada pasien yang dilakukan dialisis reguler (Amaresan,2005; Sukandar, 2006; Razeghi et al., 2008 ).
Perubahan - perubahan faal ginjal (LFG), bersifat individual untuk setiap pasien PGK, lama terapi konservatif bervariasi, dari bulan sampai tahun. Berikut merupakan algoritma program terapi PGK.
Gambar 2.3. Algoritma Program Terapi PGK (Dikutip dari Sukandar, 2006).
2.6. Penyakit Jantung Vaskuler Pada Penyakit Ginjal Kronik.
PJV merupakan penyebab kematian tersering pada pasien PGK. Mortalitas karena PJV pada pasien PGK dengan dialisis reguler hampir 40% dan meningkat hingga 50% apabila disertai dengan gangguan serebrovaskuler (Amaresan, 2005;
Sukandar,2006).
Penyakit ginjal kronik
Penyakit ginjal terminal
Dialisis
Transplantasi
Konservatif
Hemodialisis CAPD
Meninggal Berhasil
Gagal
Tabel 2.3. Mortalitas Pasien Yang Menjalani Dialisis.
PENYAKIT PROSENTASE
1. Jantung vaskuler
Infark miokard
Gagal jantung kongestif
Henti jantung 2. Gangguan serebrovaskuler 3. Infeksi
4. Lain – lain
14 13 13 11 11 38
( Dikutip dari Sukandar, 2006 ) Inflamasi kronis berperan penting dalam morbiditas dan mortalitas PJV pada pasien PGK yang menjalani hemodialisis. Inflamasi kronis yang merupakan hasil dari terganggunya mediator pro dan anti-inflamasi sering terjadi pada pasien uremia sebelum hemodialisis. Uremia yang berkaitan dengan inflamasi menjadi faktor penentu yang menjelaskan tetap tingginya kematian akibat PJV pada pasien PGK yang menjalani hemodialisis. Aterosklerosis diakui sebagai penyakit inflamasi kronis sebagai respon terhadap injury endotel yang ditandai dengan akumulasi lemak dan sel - sel inflamasi di ruang subendotel. Aktivasi limfosit T, makrofag, dan mast sel akan meningkatkan pengeluaran reactive oxygen species (ROS), mediator lipid pro-inflamasi, enzim hidrolitik, kemokin, sitokin pro dan anti-inflamasi serta growth factor yang berperan dalam terbentuknya plak aterosklerosis (Tzanatos,2000; Badiou,2008).
Aterosklerosis merupakan salah satu penyebab utama morbiditas dan mortalitas pasien PGK. Kejadian yang tinggi serta lesi vaskuler pada pasien PGK telah banyak didokumentasikan pada studi retrospektif dan analisis prospektif (Papagiani et al., 2003; Massay, 2005).
Tiga faktor penting yang berperan dalam kerusakan vaskuler pada PGK yaitu: (1). Faktor resiko klasik (framingham) yaitu hipertensi, dislipidemia, merokok dan diabetes, (2). Kelainan pada penyakit ginjal kronis yaitu: uremia, sekunder hiperparatiroid, dan paparan pada bioinkompabilitas membran dialisis dan cairan dialisat tidak steril, (3). Faktor risiko yang muncul seperti hiperhomosisteinemia, aktifitas simpatik yang meningkat, dan akumulasi inhibisi endogen seperti sintesis nitrit - oxide (NO), asimetric dimethylarginine (ADMA) (Tripepi, 2003).
Pasien PGK memiliki risiko tradisional dan non tradisional yang besar untuk PJV, tetapi mekanisme spesifik yang memediasi meningkatnya risiko PJV belum terdifinisikan dengan baik. Akhir – akhir ini proses utama yang menyebabkan aterosklerosis telah memasukan inflamasi sebagai faktor yang memperberat aterosklerosis, seperti terlihat pada Gambar 2.3 (Stinghen dan Pecoits Filho,2007).
Gambar 2.4. Faktor – Faktor Yang Berpengaruh Pada Aterosklerosis (Dikutip dari Nolan, 2005).
Faktor risiko penyakit jantung dan aterosklerosis pada pasien dengan hiperuremia kronis sebagai akibat dari faktor - faktor renal dan non renal yang saling mempengaruhi sebagai komorbiditas, seperti terlihat pada Gambar 2.4 (Santoro dan Mancini, 2002).
Gambar 2.5. Faktor - Faktor Risiko Aterosklerosis Pada Keadaan Uremia dan Dialisis (Dikutip dari Santoro dan Mancini, 2002).
Pada respon inflamasi yang berhubungan dengan uremia, khususnya respon seluler yang dimediasi oleh sel seperti monosit dan makrophag, bukti – bukti telah menunjukan bahwa endotel vaskular berperan penting dalam kuatnya respon inflamasi. Inflamasi yang terus menerus menghasilkan respon vaskuler pada suatu proses yang diperantarai oleh mediator inflamasi lewat jalur kemotatik dan haptotatik. Migrasi monosit ke tunika intima akan berubah menjadi makrophag, memakan lipid dan menjadi foam cells seperti terlihat pada Gambar 2.5 (Stinghen dan Pecoits-Filho,2007).
Gambar 2.6. Peranan Uremia Pada Disfungsi Endotel (Dikutip dari Stinghen dan Pecoits - Filho, 2007).
Selama berlangsungnya PGK akumulasi ureum akan meningkatkan toksiksitas ureum yang dapat dihubungkan dengan meningkatnya perburukan PJV. Toksin ureum terdiri dari kelompok zat yang heterogen seperti zat organik dan peptida yang pada kondisi normal diekskresikan lewat ginjal yang sehat dan ditahan jika didapatkan gangguan fungsi ginjal. Secara teori pada PGK toksin ureum dapat menyebabkan perubahan penotip sel – sel endotel dimana lebih mudah mensintesa dan mengekspresikan molekul adesi seperti : Vasculer Adhesion Molecule -1 (VCAM-1), Intercelluler Adhesion Molecule-1 (ICAM-1), dan kemokin seperti monocyte chemoattractant protein - 1 (MCP - 1) dan interleukin-8 (IL-8) (Stinghen dan Pecoits-Filho,2007).
PGK menyebabkan akumulasi toksin ureum, produksi ROS, dan gangguan metabolisme mineral yang akan merangsang sintesis sitokin pro-inflamasi sistemik seperti TNF-α dan IL-1, serta merangsang pembentukan CRP, fibrinogen serta respon vaskuler (MCP-1, IL-1β, ICAM-1, dan VCAM-1), yang mengakibatkan disfungsi endotel sehingga memudahkan terjadinya pembentukan plak dan proses aterosklerosis, seperti terlihat pada Gambar 2.6 (Stinghen dan Pecoits - Filho,2007).
Gambar 2.7. Peran Toksin Ureum Dalam Aterosklerosis (Dikutip dari Stinghen dan Pecoits-Filho, 2007).
Penderita PGK dengan uremia terjadi peningkatan kadar atau sintesa IL-1β dan TNF-α. IL-1β akan merangsang endotel mengekspresikan ICAM-1. ICAM-1 akan berikatan dengan Leucocyte Functioning Antigen (LFA) sehingga monosit akan terikat pada permukaan endotel dan dimasukan ke subendotel (per- diapedesis) akibatnya monosit berubah nama menjadi makrofag. Makrofag akan
memakan LDL (v LDL dan LDL yang telah diopsonifikasi oleh ROS), sehingga makrofag terus memakan LDL dan vLDL tersebut menjadi foam cell. Foam cell akan mengekspresikan growth factor dan sitokin yang lain sehingga membentuk plak aterosklerosis (Guntur,2001; Purwanto, 2008).
2.7. IL-1β.
IL-1 dibagi menjadi dua yaitu IL-1α dan IL-1β dimana keduanya mempunyai mekanisme kerja yang serupa tetapi berbeda struktur kimianya. IL-1α dan IL-1β adalah protein yang diproduksi oleh berbagai tipe sel khususnya makrofag dan sel endotel yang terpapar langsung dengan berbagai substansi. IL- 1β diekspresikan berbagai sel imun khususnya makrofag dan mengaktivasi limfosit T untuk mengekspresikan bahan yang penting dalam imunoregulator (Guntur, 2001).
IL-1β dapat menyebabkan terjadinya demam dengan merangsang sel endotel menghasilkan prostaglandin E2 (PGE-2) yang secara langsung menstimulasi hipotalamus menghasilkan panas. IL- 1β juga menyebabkan katabolisme jaringan, fragmen peptida dan memproduksi proteolisis otot (Guntur,2006). IL-1β juga mempunyai efek biologi dalam pengerahan neutrofil dan monosit ke tempat infeksi serta mengaktifkan sel – sel tersebut untuk menyingkirkan mikroba. IL-1β memacu ekspresi molekul adesi sel endotel vaskuler terhadap leukosit. IL-1β juga merangsang diferensiasi sel progenitor dalam sumsum tulang menjadi sel yang spesifik dan berperan pada pertahanan terhadap infeksi (Baratawidjaja, 2006).
IL-1β merupakan mediator inflamasi fase akut yang kuat, menaikan sintesis protein fase akut antara lain : komplemen (C3, C4), CRP, amiloid, fibrinogen. IL- 1β juga menstimulasi endotel mengekspresikan ICAM-1 (Guntur, 2004). IL - 1β mempunyai berat molekul 17 Kdalton yang pada kondisi normal akan didapatkan pada kadar sangat rendah dan tidak terdeteksi pada cairan tubuh dan juga jaringan (Ortega dan Fornoni, 2010).
Gambar 2.8. Jalur Terbentuknya Sitokin Pro-inflamasi (Dikutip dari Guntur, 2004).
Beberapa aktifitas biologi IL - 1β yang dapat disimpulkan antara lain : 1. Merupakan aktivasi limfosit T
2. Meningkatkan hematopoesis
3. Merupakan mediator terjadinya demam
4. Menstimulasi neutrofil
5. Menstimulasi endotel pembuluh darah 6. Menyebabkan katabolisme jaringan fase akut
7. Menyebabkan pembentukan protein CRP, komplemen, serum amiloid dan fibrinogen
8. Menyebabkan proteolisis sel otot 9. Menstimulasi sintesa sitokin 10. Mitogenik pada sel fibroblast
11. Merupakan sitokin pro-inflamasi (Guntur, 2001).
2.8. ICAM – 1.
Intercellular Adhesion Molecule - 1 (ICAM - 1, CD54) merupakan molekul glikoprotein transmembran dari immunoglobulin. Setiap molekul ditandai dengan lima bagian imunoglobulin yang berbeda, bagian transmembran dan tonjolan sitoplasma. Semua protein ditandai dengan tujuh exon dan enam intron pada kromosom 19. Setiap bagian imunoglobulin ditandai dengan exon yang berbeda. ICAM-1 tersusun atas 505 asam amino dengan berat molekul antara 80 - 114 Kdalton. Ekspresi ICAM-1 diatur melalui jalur utama : NFkB, JAK/STAT dan IFN - γ, AP-1 dan MAP Kinase, serta PKC. Jalur NFkB diperantarai oleh sitokin pro-inflamasi seperti TNF-α dan IL-1 β (Lysons G, 2008).
2.9. Hemodialisis.
Hemodialisis merupakan salah satu terapi pengganti ginjal buatan dengan tujuan untuk mengeliminasi sisa-sisa produk metabolisme (protein) serta koreksi gangguan keseimbangan cairan dan elektrolit antara kompartemen darah dan
cairan dialisis melalui selaput membran semipermiabel yang berperan sebagai ginjal buatan (Cohen, 2007).
Hemodialisis pada umumnya sudah dilakukan pada pasien PGK dengan bersihan kreatinin < 10 ml/menit (<15 ml/menit pada pasien dengan nefropati diabetes) atau bila kadar kreatinin serum mencapai 8-10 mg/dL (Ross dan Caruso, 2005). Sebagian besar pasien PGK dalam satu minggu membutuhkan hemodialisis antara 9 sampai 12 jam dibagi dalam 3 sesi yang sama (Sculman dan Himmelfarb, 2004; Singh dan Brenner, 2006).
Hemodialisis mempunyai beberapa efek antara lain: bioinkompatibilitas, serta reaksi antara cairan dialisis terkontaminasi bakteri yang akan menghasilkan endotoksin (lipopolisakarida) dan berakibat pada terlepasnya sitokin (Boure, 2004; Erten, 2007). Proses ini tidak terlalu kuat bila menggunakan membran dialisis sintetik atau membran selulosa yang telah dimodifikasi. Beberapa membran sintetik mempunyai ukuran pori-pori besar yang akan memudahkan aliran air dan meningkatkan kekuatan ultrafiltrasi sehingga dapat memindahkan zat – zat dengan molekul besar seperti solute uremia dibandingkan dengan membran dengan ukuran pori-pori kecil (Boure, 2004).
Gambar 2.9. Reaksi Bioinkompatibilitas Saat Hemodialisis (Dikutip dari Lonnemann dan Koch,2002).
Selama proses hemodialisis, beberapa zat terlarut seperti albumin, fibrin, β2- mikroglobulin, komponen aktif komplemen, dan sitokin (IL-1 dan TNF-α) mengalami absorbsi kedalam membran dialiser dan sebagian dari zat tersebut akan dieliminasi dari darah (Tzanatos, 2000; Yong gu, 2000; Malaponte, 2002;
Tarakcioglu, 2003; Sukandar, 2006 ).
BAB 3
KERANGKA KONSEP DAN HIPOTESIS
3.1. Kerangka Konsep.
Gagal ginjal adalah suatu keadaan klinis yang ditandai dengan penurunan fungsi ginjal yang irreversibel sampai pada suatu derajat yang memerlukan terapi pengganti ginjal yang tetap, berupa dialisis atau transplantasi ginjal (Suwitra, 2006).
Hemodialisis merupakan salah satu terapi pengganti ginjal buatan dengan tujuan untuk mengeliminasi sisa-sisa produk metabolisme (protein) dan mengoreksi gangguan keseimbangan cairan serta elektrolit antara kompartemen darah dan cairan dialisis melalui selaput membran semipermiabel yang berperan sebagai ginjal buatan (Suwitra, 2006).
Secara teori pada PGK, toksin ureum dapat menyebabkan perubahan fenotip sel - sel endotel dimana lebih mudah mensintesa dan mengekspresikan molekul adesi seperti : VCAM-1, ICAM-1, dan kemokin seperti monocyte chemoattractant protein (MCP)-1 dan interleukin - 8 (IL-8). Ekspresi ICAM-1 diatur melalui jalur utama : NFkB, JAK / STAT dan IFN - γ, AP - 1 dan MAP Kinase, serta PKC. Jalur NFkB diperantarai oleh sitokin proinflamasi seperti TNF - α dan IL - 1β.
Hemodialisis dapat merangsang produksi sitokin pro-inflamasi seperti IL-1β, IL-6 dan TNF-α. Komplemen yang teraktivasi serta leukosit, menyebabkan reaksi inflamasi yang disebut dengan bioinkompatibilitas (Boure, 2004; Erten,2007;
Stinghen dan Pecoits-Filho,2007 ).
23
Gambar 3.1. Kerangka Konsep Penelitian.
Keterangan :
1. Ag - Ab = Antigen - Antibodi
2. TNF - α = Tumor Necrosis Factor - alpha
3. ICAM -1 = Inter Cellulare Adhession Molecule - 1 4. IL - 1ß = Interleukin - 1ß
5. IL - 6 = Interleukin – 6
Hemodialisis
Ag - Ab
IL- 1β
ICAM-1
Menurunkan Meningkatkan
Bio-Inkompatibilitas Membran Dialisis
Kontaminasi Cairan Dialisat
Lose Dialiser
Makrofag
Penyakit Ginjal Kronis Stadium V
Meningkatkan Meningkatkan
IL - 1β dan ICAM - I
6. = Meningkatkan 7. = Menurunkan 3.2. Hipotesis Penelitian.
1. Ada penurunan kadar IL-1 β pada pasien PGK stadiun V pasca hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta.
2. Ada penurunan kadar ICAM-1 pada pasien PGK stadiun V pasca hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta.
3. Ada korelasi antara kadar IL-1 β dan ICAM-1 pada pasien PGK stadium V yang menjalani hemodialisis di Unit Hemodialisi RSUD Dr. Moewardi Surakarta.
BAB 4
METODOLOGI PENELITIAN
4.1. Jenis dan Rancangan Penelitian
Penelitian ini termasuk penelitian eksperimental kuasi dengan pendekatan before and after with no control design.
4.2. Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta.
4.3. Populasi Sampel
4.3.1 Populasi sasaran : pasien penyakit ginjal kronik non diabetik stadium V.
4.3.2 Populasi sampel : diambil acak pada semua pasien penyakit ginjal kronik non diabetik stadium V yang menjalani hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta.
4.4. Besar Sampel
Penelitian ini dilakukan pada populasi yang belum diketahui, sehingga rumus yang dipakai untuk menentukan besar sampel adalah (Steel dan Torrie, 1980):
(Zα + Zβ)2.Qd2 d2 Keterangan:
Untuk kelompok yang berpasangan Qd2 = d2 =1, sehingga hasilnya n = (Zα + Zβ)2.
n = besar sampel n =
26
Zα = nilai standar normal, yang besarnya tergantung α.
Bila α = 0,05 → Zα = 1,96
Zβ = nilai tergantung β yang ditentukan.
Β = tes kekuatan Bila β = 0,08→ Zβ = 0,842
d = besarnya penyimpangan yang bisa ditolelir.
Untuk kelompok berpasangan Qd2/d2 =1, sehingga hasilnya (Zα + Zβ)2 Dari perhitungan diatas, dimana Zα = 1,96 → α = 0,05
Zβ = 0,842 → β = 0,08 Maka n = (1,96 + 0,842 )2 = 7,85 = 8
Jadi sampel yang akan digunakan sebesar minimal 8 untuk setiap kelompok.
4.5. Kriteria Sampel 4.5.1 Kriteria inklusi :
1. Penderita penyakit ginjal kronik non diabetik stadium V.
2. Usia > 18 tahun.
3. Telah menjalani hemodialisis 2 x seminggu selama > 3 bulan < 5 tahun.
4. Bersedia menandatangani persetujuan untuk penelitian.
4.5.2 Kriteria eksklusi :
1. Penderita penyakit ginjal kronik dengan nefropati diabetes stadium V.
Pada nefropati diabetes stadium V sudah terjadi keadaan uremia sehingga secara klinis sama seperti PGK stadium V, berupa sindroma uremia yaitu:
lemah, letargia, anoreksia, mual muntah, nokturia, kelebihan volume cairan, neuropati perifer, pruritus, uremic frost, pericarditis, kejang-kejang sampai
koma. Tanda-tanda yang ada dapat berupa hipertensi, anemia, osteodistrofi renal, payah jantung, asidosis metabolik, gangguan keseimbangan elektrolit (Suwitra, 2006). Pada nefropati diabetes stadium V pada pemeriksaan ultrasonografi didapatkan gambaran ginjal yang normal, sedangkan pada PGK stadium V pada pemeriksaan ultrasonografi ginjal menunjukan ukuran ginjal yang mengecil, korteks yang menipis, adanya hidronefrosis atau batu, kista, massa, kalsifikasi. Gambaran histologi tampak penebalan membran basalis, ekspansi mesangium berupa akumulasi matriks ekstra seluler, penimbunan kolagen tipe IV, laminin dan fibronektin yang akan menimbulkan glomerulosklerosis noduler dan atau difus, hialinosis arterioler aferen dan eferen serta fibrosis tubulointersisial (Hendromartono, 2006; Suwitra, 2006).
2. Penderita penyakit ginjal kronik stadium V yang sedang menjalani terapi dengan kortikosteroid.
3. Penderita penyakit ginjal kronik stadium V dengan penyakit keganasan.
4. Penderita penyakit ginjal kronik stadium V dengan uropati obstruksi.
5. Penderita penyakit ginjal kronik stadium V dalam keadaan infeksi.
4.6. Klasifikasi Variabel 4.6.1 Variabel tergantung : 1. IL - 1β
2. ICAM - 1
4.6.2 Variabel bebas : hemodialisis.
4.7. Waktu
Waktu yang diperlukan dalam penelitian ini adalah 3 bulan.
4.8. Cara Kerja
4.8.1 Subyek penelitian
Subyek penelitian yang memenuhi kriteria inklusi diambil secara acak dan diberikan inform consent, kemudian menandatangani persetujuan untuk pengambilan darah sebagai sampel penelitian. Untuk mendapatkan data awal penelitian, pasien diperiksa berat badan, tinggi badan, tekanan darah, frekuensi pernafasan, suhu badan sebelum dilakukan hemodialisis.
4.8.2 Sampel darah
Sampel darah diambil sebelum dilakukan hemodialisis selama 4 jam dan segera setelah proses hemodialisis selesai. Sampel darah selain untuk mengetahui kadar IL-1β dan ICAM-1 juga untuk memeriksa kadar hemoglobin, hematokrit, leukosit, trombosit, gula darah sewaktu, protein total, albumin, globulin, ureum, kreatinin, asam urat, Na, K, dan Cl.
4.8.3 Hemodialisis
Hemodialisis dikerjakan selama 4 jam di Unit Hemodialisis RSUD Dr.
Moewardi Surakarta. Proses hemodialisis menggunakan membran dialisis dari NIPRO dengan model no. FB-110T GA. Membran dialisis pada penelitian ini mengandung bahan selulosa dengan sifat low flux dan non pirogenik. Cairan dialisis yang digunakan mengandung asetat dan bikarbonat.
Tabel 4.1. Spesifikasi Membran Dialisis.
Sterilisasi Bahan
Diameter lubang Ketebalan
Permukaaan efektif Panjang efektif
Volume tampung darah
EOG
Hollow fiber cellulose diasetat 200 µm
15 µm 1,1 m2 200 mm 75 Ml
4.8.4 Pemeriksaan kadar IL-1β
Pada penelitian ini kadar IL-1β dalam serum diperiksa secara kuantitatif dengan metode ELISA dan menggunakan alat READER 2010 di laboratorium PRODIA.
4.8.5 Pemeriksaan kadar ICAM-1
Pada penelitian ini kadar ICAM-1 dalam serum diperiksa secara kuantitatif dengan metode ELISA dan menggunakan alat READER 2010 di laboratorium PRODIA.
4.9. Design Analisis Statistik
Data yang diperoleh kemudian dilakukan analisis statistik menggunakan SPSS.13 for windows dengan uji statistik sebagai berikut :
4.9.1 Untuk mengetahui normalitas distribusi data sampel dalam penelitian ini dengan jumlah sampel < 50 dipakai uji normalitas statistik Shapiro-Wilk (Test of normality).
4.9.2 Untuk mengetahui adakah perbedaan yang bermakna antara kadar IL-1β dan kadar ICAM-1 sebelum dan sesudah dilakukan hemodialisis digunakan Uji - t berpasangan untuk menguji rata - rata variabel dua kali pengukuran dan Uji - Z sebagai alternatif Uji - t berpasangan apabila tidak memenuhi sarat.
4.9.3 Selanjutnya untuk mengetahui adakah korelasi antara kadar IL-1β dan kadar ICAM-1 sebelum dan sesudah dilakukan hemodialisis dilakukan test correlation product moment. Bila data normal menggunakan rumus Pearson bila data tidak normal menggunakan rumus Spearman.
4.10. Alur Penelitian
Gambar 4.1. Alur Penelitian.
Penderita Penyakit Ginjal Kronis st V
Sampel darah Pre Hemodialisis
Menjalani Hemodialisis selama 4 jam
Sampel darah Pasca Hemodialisis
Hasil
BAB 5
HASIL PENELITIAN
5.1. Karakteristik Subjek Penelitian.
Dari subjek penelitian yang diambil secara acak, didapatkan jumlah sampel sebanyak 15 orang, laki- laki 9 orang (60%) dan perempuan 6 orang (40%) (Tabel 5.1). Umur rata-rata 44,3 tahun (Tabel 5.2) dengan berat badan rata-rata 55,0 kg (Tabel 5.3). Seluruh subjek didapatkan dalam keadaan hipertensi stage I, dengan tekanan darah sistolik rata-rata 149,0 mmHg dan diastolik rata-rata 92,0 mmHg (Tabel 5.3). Pada hasil pemeriksaan kimia darah (Tabel 5.4) didapatkan kadar gula darah sewaktu dalam batas normal dengan kadar rata-rata 109,8 mg/dL. Kadar protein dalam batas normal dengan kadar albumin rata-rata 3,9 mg/dL. Semua subyek berada dalam keadaan hiperurisemia dengan kadar asam urat rata-rata 11,1 mg/dL dan kadar ureum rata-rata 188,7 mg/dL serta kreatinin rata-rata 14,2 mg/dl. Semua subjek berada dalam keadaan anemia dengan kadar hemoglobin rata-rata 8,7 mg/dL dan hematokrit 25,0 %. Kadar natrium rendah rata - rata 133,8 mmol/L dengan kadar kalium dan klorida yang masih dalam batas normal.
Tabel 5.1. Karakteristik Jenis Kelamin Subjek Penelitian.
Variabel Jumlah (n=15) Prosentase (%)
Laki-laki Perempuan
9 6
60 40
32
Jenis kelamin merupakan variabel kategorikal (nominal), perhitungan berdasarkan jumlah responden dan prosentasenya.
Tabel 5.2. Karakteristik Umur Subjek Penelitian.
Variabel Rerata Maksimun Minimum Standar Deviasi (SD)
Umur (tahun) 44,3 65 21 11,8
Variabel di atas merupakan rata - rata variabel pengukuran numerik dan standar deviasinya.
Tabel 5.3. Perbedaan Berat Badan, Tekanan Darah, Nadi dan Pernafasan Sebelum dan Sesudah Hemodialisis.
VARIABEL
SEBELUM HEMODIALISIS
SESUDAH
HEMODIALISIS ANALISA
Rerata SD Rerata SD Hasil Uji p
Berat Badan(Kg) TD Sistolik TD Diastolik Nadi
Pernafasan
55,0 149,0
92,0 76,4 24,1
7,5 17,9 10,1 8,7 2,8
52,5 142,0
86,7 75,3 24,8
7,4 13,2
7,2 8,9 2,5
t=19,00 Z=-2,97 Z=-2,83 Z=-1,63 Z=-1,89
0,001 0,003 0,005 0,102 0,059
t = Uji t berpasangan, menguji rata-rata variabel dua kali pengukuran.
Z = Uji Wilcoxon, sebagai non parametrik sebagai alternatif uji t berpasangan apabila tidak memenuhi syarat
Tabel 5.4. Perbedaan Kimia Darah Sebelum dan Sesudah Hemodialisis.
VARIABEL
SEBELUM HEMODIALISIS
SETELAH
HEMODIALISIS ANALISA
Rerata SD Rerata SD Hasil Uji p
Natrium Kalium Chlorida GDS
Protein Total Globulin Albumin Ureum Creatinin Asam Urat Haemoglobin Hematokrit Eritrosit Trombosit Lekosit Limfosit
133,8 4,8 107,5 109,8 7,7 3,8 3,9 188,7
14,2 11,1 8,7 25,0
2,7 229,7
7,5 1,4
3,7 0,5 3,9 16,8
0,9 0,8 0,4 38,6
2,9 1,5 1,1 3,4 0,4 155,7
1,9 0,5
139,7 2,8 104,7
57,5 8,6 4,3 4,2 43,5
4,2 2,7 9,6 27,1
3,1 212,9
7,5 1,3
3,6 0,5 5,8 34,6
1,1 0,8 0,5 39,2
2,8 1,8 1,8 4,9 0,6 57,2
1,8 0,5
Z=-3,07 Z=-3,41 t=1,87 Z=-2,98 t=-4,26 t=-4,92 t=-2,52 Z=-3,41 Z=-3,41 Z=-3,41 t=-3,48 t=-3,34 t=-3,59 Z=-2,56 t= -0,02 t= 5,14
0,002 0,001 0,082 0,001 0,001 0,001 0,024 0,001 0,001 0,001 0,004 0,005 0,003 0,011 0,982 0,001
t = Uji t berpasangan, menguji rata-rata variabel dua kali pengukuran.
Z = Uji Wilcoxon, sebagai non parametrik sebagai alternatif uji t berpasangan apabila tidak memenuhi syarat.
5.2. Perbedaan Kadar IL - 1β dan ICAM – 1 Sebelum Hemodialisis dan Sesudah Hemodialisis
Rata-rata kadar IL-1β sebelum hemodialisis adalah 0,1 pg/ml dan sesudah hemodialisis selama 4 jam rata-rata kadar IL-1β meningkat menjadi 0,2 pg/ml.
Nilai p = 0,002, menunjukkan suatu peningkatan yang bermakna kadar IL-1β antara sebelum dan sesudah dilakukan hemodialisis (Tabel 5.5).
Rata-rata kadar ICAM-1 sebelum hemodialisis adalah 373,3 ng/ml dan sesudah hemodialisis selama 4 jam rata-rata kadar ICAM -1 meningkat menjadi
433,9 ng/ml. Nilai p = 0,002, menunjukkan suatu peningkatan yang bermakna kadar ICAM -1 antara sebelum dan sesudah dilakukan hemodialisis (Tabel 5.5).
Tabel 5.5. Perbedaan Kadar IL-1 β dan ICAM Sebelum dan Sesudah Hemodialisis.
VARIABEL
SEBELUM HEMODIALISIS
SESUDAH
HEMODIALISIS ANALISA
Rerata SD Rerata SD Hasil Uji p
IL-1 β ICAM-1
0,1 373,3
0,8 116,4
0,2 433,9
0,2 142,9
Z=-3,10 t=-3,70
0,002 0,002
t = Uji t berpasangan, menguji rata-rata variabel dua kali pengukuran.
Z = Uji Wilcoxon, sebagai non parametrik sebagai alternatif uji t berpasangan apabila tidak memenuhi syarat.
Gambar 5.1. Rata – Rata Kadar IL - 1β Sebelum dan Sesudah Hemodialisis.
0,1
0,2
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25
sebelum hemodialisis sesudah hemodialisis IL-1 beta
pg/mL
Gambar 5.2. Rata – Rata Kadar ICAM -1 Sebelum dan Sesudah Hemodialisis.
5.3. Analisis Korelasi Kadar IL-1β dan ICAM-1 Sebelum Hemodialisis dan Sesudah Hemodialisis.
Dari perbedaan kadar IL-1β dan ICAM-1 sebelum hemodialisis dan sesudah hemodialisis dicari apakah terdapat korelasi diantara keduanya, untuk itu dilakukan uji korelasi. Dari uji korelasi yang dilakukan, secara statistik didapatkan korelasi positip diantara dua variabel tersebut sesudah hemodilisis 4 jam dengan nilai p = 0,025 (Tabel 5.7).
Tabel 5.6. Korelasi Kadar IL-1β dan ICAM-1 Sebelum Hemodialisis.
ICAM-1 pre IL-1β pre
Korelasi Pearson p
N
0,308 0,264 15
373,2
433,9
340 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440
sebelum hemodialisis sesudah hemodialisis ICAM-1
ng/mL
Tabel 5.7. Korelasi Kadar IL-1β dan ICAM-1 Sesudah Hemodialisis.
ICAM-1 post IL-1β post
Korelasi Pearson p
N
0,58 0,025
15
Gambar 5.3. Korelasi IL-1β dan ICAM-1 Sesudah Hemodialisis.
BAB 6 PEMBAHASAN
6.1. Pendekatan Prinsip Ontology.
6.1.1 Kadar IL-1β.
Penelitian ini tidak mendukung hipotesis bahwa hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta akan menurunkan kadar IL-1β.
Rata-rata kadar IL-1β sebelum hemodialisis adalah 0,1 pg/ml dan sesudah hemodialisis selama 4 jam rata - rata kadar IL-1β meningkat menjadi 0,2 pg/ml dengan nilai p = 0,002. Ini menunjukan suatu peningkatan yang bermakna kadar IL-1β antara sebelum dan sesudah dilakukan hemodialisis.
1. Peningkatan kadar IL-1β sebelum dilakukan hemodialisis.
Pada penelitian ini didapatkan rata-rata kadar IL-1β sebelum hemodialisis sebesar 0,1 pg/dL. Sesuai dengan hasil penelitian Ortega dan Fornoni yang mendapatkan rata-rata kadar IL-1β yang lebih tinggi pada pasien PGK.
Dalam kondisi normal sitokin akan didapatkan pada kadar sangat rendah dan tidak terdeteksi pada cairan tubuh dan juga jaringan (Ortega dan Fornoni, 2010). Peningkatan kadar IL-1β pasien PGK sebelum hemodialisis pada penelitian ini disebabkan :
1. Uremic inflammation
Pada pasien PGK terjadi suatu keadaan uremic inflammation yang akan menyebabkan pelepasan sitokin pro-inflamasi seperti IL-1, IL-6, dan TNF-α. Kegagalan fungsi ginjal yang ditandai dengan penurunan
38
bersihan kreatinin juga menjadi penyebab dari peningkatan kadar IL-1 dan TNF-α (Suliman dan Stenvinkel, 2008).
2. Translokasi bakteri atau endotoksin
Keadaan overhidrasi yang sering terjadi pada pasien PGK memudahkan terjadinya keadaan inflamasi yang disebabkan oleh translokasi bakteri atau endotoksin dari usus besar yang mengalami edema sehingga merangsang keadaan immunoactivation dan meningkatkan produksi sitokin pro-inflamasi (Suliman dan Stenvinkel, 2008).
Jadi peningkatan kadar IL-1β pada penelitian ini bukan akibat proses infeksi karena bakteri tetapi karena proses inflamasi yang kronik.
2. Peningkatan kadar IL-1β yang bermakna pasca hemodialisis.
Pada penelitian ini didapatkan peningkatan kadar IL-1β yang bermakna sesudah dilakukan hemodialisis selama 4 jam yaitu 0,2 pg/ml. Peningkatan kadar IL-1β pasien PGK sesudah hemodialisis pada penelitian ini disebabkan :
1. Tipe membran yang dipakai saat hemodialisis.
Penelitian ini menggunakan membran dialisis selulosa diasetat. Menurut Pastan dan Balley, selulosa adalah suatu membran dialisis semi sintetik tipe low flux atau memiliki pori - pori membran kecil yang mampu untuk menahan sel sel darah dan plasma protein (Pastan dan Balley, 1998).
Saat berlangsungnya proses hemodialisis, komplemen akan mengalami aktivasi. Proses aktivasi komplemen ini disebabkan oleh :
- Permukaaan membran selulosa dilapisi oleh gugus hydroxyl
yang merupakan suatu radikal bebas.
- Bahan selulosa mengandung Limulus Amobocyte-Lysate-Reactive- Material (LALRM).
Saat hemodialisis berlangsung terjadi proses bioinkompatibilitas dimana darah yang mengalami kontak langsung dengan kedua zat ini akan mengaktifkan sistem komplemen dan dapat merangsang pelepasan mediator inflamasi seperti sitokin (IL-1, IL-6, TNF-α), reactive oxygen species (ROS), dan nitric oxide (NO) (Pastan dan Balley, 1998;
Lonnemann dan Koch, 2002; Ortega dan Fornoni, 2010).
Bioinkompatibilitas adalah kemampuan dari membran dialisis untuk mengaktifkan komplemen (Singh dan Brenner, 2006).
Ada beberapa tipe membran dialisis yang pada saat ini sudah umum digunakan pada proses hemodialisis seperti dijelaskan pada Tabel 6.1.
Tabel 6.1. Tipe Membran Dialisis (Dikutip dari Pastan dan Balley, 1998).
Membrane type Example
Membrane Name
High or Low Flux
Bio- Compati bility Cellulose
SemisyntheticCellulosed erivatives
Cellulose diacetate Cellulose triacetate Diethylaminoethyl- substitued Acetate Synthetic polymer
Polyacrylonithril methalylsulfomic Copolymer
Polyacrylonithril methacryl Copolymer
Polymethylmetacrylate Polysulfone
Cuphrophane
Cellulose-acetate Cellulose triacetate Hemophane
PAN/AN 29
PAN
PMMA Polusulfone
Low
High/Low High High
High
High
High/Low High
-
+ ++
+
++
++
++
++
2. Kontaminasi cairan dialisis.
Cairan dialisis dapat mengalami kontaminasi misalnya dari air pada water treatment, sehingga dapat terjadi infeksi dan menimbulkan reaksi inflamasi. Kontaminasi cairan dialisis dengan bakteri dan endotoksin lipopolysaccharide (LPS) akan menyebabkan efek klinik yang berhubungan dengan aktivasi sistem komplemen (Sukandar,2006).
Menurut Association for the Advancement of Medical Instrumentation (AAMI), batas bakteri yang terkandung dalam air yang digunakan harus
< 200 CFU/ml, endotoksin < 1 EU/ml (Farrington et al, 2003).
Cairan dialisis yang terkontaminasi oleh bakteri dapat melepaskan LPS, peptidoglicans dan produk pro-inflamasi lain yang akan di transferkan ke membran dialisis dan masuk ke darah (Boure, 2004).
Sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Ortega dan Fornoni , pada saat dilakukan hemodialisis akan terjadi transpor balik produk bakteri LPS dari cairan dialisis menuju darah (Ortega dan Fornoni, 2010).
Kontak antara endotoksin yang biasanya dihasilkan oleh bakteri Escherichia Colli dengan darah, dapat merangsang makrofag untuk mengekspresikan IL-1β (Guntur, 2004). IL-1β akan muncul 30 – 60 menit setelah kontak antara darah dengan membran dialisis atau dengan endotoksin yang ada di cairan dialisis dan mencapai puncak setelah 2-4 jam yang kemudian kadarnya akan menurun (Kern et al., 1987).
Penggunaan cairan dialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta telah memenuhi standar yang telah ditentukan oleh Association
for the Advancement of Medicak Instrument (AAMI) dan PERNEFRI dengan batas bakteri yang terkandung dalam air yang digunakan < 200 CFU/ml , endotoksin < 1 EU/ml.
6.1.2 Kadar ICAM - 1
Penelitian ini tidak mendukung hipotesis bahwa hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta akan menurunkan kadar ICAM-1.
Rata-rata kadar ICAM-1 sebelum hemodialisis adalah 373,3 ng/dL dan sesudah hemodialisis selama 4 jam rata-rata kadar ICAM-1 meningkat menjadi 433,9 ng/ml dengan nilai p = 0,002. Ini menunjukkan suatu peningkatan yang bermakna antara sebelum dan sesudah dilakukan hemodialisis.
1. Peningkatan kadar ICAM - 1 sebelum hemodialisis.
Pada penelitian ini kadar rata-rata ICAM-1 sebelum hemodialisis lebih tinggi yaitu 373,3 ng/ml dibandingkan dengan nilai normal 0,05 – 8,0 ng/ml.
Peningkatan kadar ICAM-1 pasien PGK sebelum hemodialisis pada penelitian ini disebabkan :
1. Inflamasi Kronik.
Adanya proses inflamasi kronik pada pasien PGK akan memacu makrofag untuk memproduksi sitokin pro-inflamasi seperti TNF-α dan IL-1β yang akhirnya akan merangsang pembentukkan ICAM-1 (Suliman dan Stenvinkel, 2008; El-Sayed et al.,2009). Adanya inflamasi kronik pada pasien PGK ditunjukan dengan tingginya kadar CRP, serta sitokin pro-inflamasi seperti IL-1, IL-6 dan TNF-α (Suliman dan Stenvinkel, 2008).
2. Uremia.
Pada pasien PGK terjadi suatu keadaan uremia yang akan menyebabkan perubahan sel endotel sehingga dapat lebih mudah untuk mensintesa dan mengekspresikan molekul adesi seperti ICAM-1 dan VCAM-1 (Stinghen dan Pecoits-Filho,2007). Uremia kronik diketahui berhubungan dengan peningkatan mediator pro-inflamasi yang dapat meningkatkan ekspresi dan pelepasan berbagai macam molekul adesi (Papayianni et al.,2002).
2. Peningkatan kadar ICAM-1 sesudah hemodialisis.
Pada penelitian ini didapatkan peningkatan kadar ICAM-1 yang bermakna sesudah hemodialisis selama 4 jam yaitu 433,9 ng/ml. Peningkatan kadar ICAM-1 pasien PGK sesudah hemodialisis pada penelitian ini disebabkan:
1. Proses Hemodialisis.
Selama proses hemodialis terjadi aktivasi leukosit dan sekresi mediator pro- inflamasi seperti IL-1β dan TNF-α. Aktivasi mediator pro-inflamasi tersebut akan meningkatkan ekspresi molekul adesi seperti ICAM-1 dan VCAM-1 (Papayianni et al.,2002). ICAM-1 tidak terdeteksi pada 30 menit pertama hemodialisis dan akan terdeteksi setelah 4 jam dan akan terus meningkat sampai 24 jam serta akan dipertahankan pada level yang sama selama 48 jam (Jiann Chiu et al., 2004; Counffinhal et al., 2009).
2. Inadequate clearance ICAM -1.
Peningkatan kadar ICAM-1 pasien PGK yang menjalani hemodialisis dapat disebabkan oleh peningkatan sintesis dan sekresi ICAM-1 selama hemodialisis, serta inadequate clearance ICAM-1. Inadequate clearance
dikarenakan ICAM-1 memiliki berat molekul besar yaitu antara 80 – 114 Kdalton (Papayianni et al.,2002).
6.1.3 Korelasi antara IL-1β dan ICAM-1.
Pada penelitian ini tidak didapatkan korelasi antara kadar IL-1β dan kadar ICAM-1 sebelum hemodialisis, tetapi didapatkan korelasi positip yang signifikan antara kadar IL-1β dan kadar ICAM-1 sesudah hemodialisis selama 4 jam (p = 0,025). Ini menunjukan bahwa selama proses hemodialisis terjadi peningkatan sitokin pro-inflamasi seperti IL-1β yang dapat mengaktivasi terbentuknya molekul adesi seperti ICAM-1.
6.2. Pendekatan Prinsip Epistomology.
6.2.1 Ekspresi IL-1β.
Rata-rata kadar IL-1β sebelum hemodialisis adalah 0,1 pg/ml dan sesudah hemodialisis selama 4 jam rata-rata kadar IL-1β meningkat menjadi 0,2 pg/ml dengan nilai p = 0,002. Ini menunjukan suatu peningkatan yang bermakna kadar IL-1β antara sebelum dan sesudah hemodialisis. Hasil ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Rysz dan kawan - kawan yang mendapatkan peningkatan IL- 1β pada pasien PGK sesudah hemodialisis (Rysz et al., 2006). Ini berlawanan dengan hasil penelitian Lastly, Pereira dan kawan - kawan yang mendapatkan penurunan kadar IL-1β pada pasien PGK sesudah hemodialisis (Le meur et al ,1999). Demikian juga pada penelitian oleh Zaoui dan Hakim yang juga mendapatkan penurunan kadar IL-1β pada pasien PGK sesudah hemodialisis (Zaoui dan Hakim, 1993).
6.2.2 Ekspresi ICAM-1.
Rata-rata kadar ICAM-1 sebelum hemodialisis adalah 373,3 ng/dL dan sesudah hemodialisis selama 4 jam rata-rata kadar ICAM-1 meningkat menjadi 433,9 ng/ml dengan nilai p = 0,002. Ini menunjukkan suatu peningkatan yang bermakna antara sebelum dan sesudah dilakukan hemodialisis. Hasil ini sesuai dengan penelitian yang telah dilakukan oleh El - Sayed dan kawan-kawan yang mendapatkan peningkatan kadar ICAM-1 pada pasien PGK setelah hemodialisis.
Kadar ICAM-1 pada orang sehat sekitar 0,05 - 8,0 ng/ml (El-Sayed et al.,2009).
6.3. Pendekatan Prinsip Axiology.
Berdasarkan prinsip axiology, secara keseluruhan manfaat hasil penelitian ini adalah dapat memberikan informasi bahwa hemodialisis yang dikerjakan pada pasien PGK stadium V di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta dapat meningkatkan proses inflamasi, sehingga perlu penambahan obat atau bahan tertentu yang dapat menurunkan proses inflamasi tersebut misalnya kortikosteroid dosis rendah, anti-oksidan, antibodi IL-1β dan antibodi ICAM-1.
6.4. Keterbatasan Penelitian 1. Metodologi Penelitian
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental kuasi dengan pendekatan before and after with no control design, dimana pemeriksaan variabel penelitian dilakukan sebelum dan sesudah hemodialisis tanpa kontrol.
2. Membran dialisis yang digunakan
Pada penelitian ini membran dialisis yang dipakai adalah membran selulosa diasetat yang memiliki sifat bioinkompatibilitas yang tinggi, sehingga akan
semakin meningkatkan reaksi inflamasi, sedangkan pada pasien PGK inflamasi sudah ada sebelum dialisis.
3. Belum memberikan terapi yang dapat mengurangi reaksi imunologi.
BAB 7 PENUTUP
7.1. Kesimpulan
Penelitian ini menyimpulkan hemodialisis pada pasien PGK stadium V yang dilakukan di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta adalah :
1. Ada peningkatan kadar IL-1β pada pasien PGK stadium V sesudah hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta yang bermakna secara statistik (p = 0,002).
2. Ada peningkatan kadar ICAM-1 pada pasien PGK stadium V sesudah hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta yang bermakna secara statistik (p = 0,002).
3. Ada korelasi positif antara peningkatan kadar IL-1β dan ICAM-1 pada pasien PGK stadium V sesudah menjalani hemodialisis di Unit Hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta yang bermakna secara statistik (p = 0,025).
7.2. Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut secara randomized control trial (RCT).
2. Dikemudian hari unit hemodialisis RSUD Dr. Moewardi Surakarta sebaiknya mengganti membran dialisis yang lebih kompatibel sehingga dapat mengurangi reaksi inflamasi.
3. Perlu dipertimbangkan pemberian obat yang dapat menurunkan reaksi bioinkompatibilitas.
47
DAFTAR PUSTAKA
Amaresan MS. 2005. Cardiovascular Disease in Chronic Kidney Disease. Indian J Nephrol. (15) : 1 – 7.
Baratawidjaja K, 2006. Sitokin. Dalam : Imunologi Dasar. Edisi 7. FK UI. Hal 119 – 154.
Beckman J A, Libby P, and Creager M A. 2008. Diabetes Mellitus, the Metabolic Syndrome, and Atherosclerotic Vascular Disease. In : Braunwald E, Libby P, Robert O, Douglas L, Douglas P : Braunwald's Heart Disease: A Textbook of Cardiovascular Medicine. 8th ed. P : 1093 - 1103.
Bodiou S, Cristol JP, Jaussent I, Terrier N, Morena M, and Maurice F. 2008. Fine – Tuning of The Prediction of Mortality In Hemodialysis Patients By Use of Cytokine Proteomic Determination. J Am Soc Nephrol (10) : 1-8.
Boure´ T and Vanholder R. 2004. Which Dialyser Membrane to Choose. Nephrol Dial Transplant. (19) No 2.
Cohen EP. 2007. Chronic Renal Failure and Dialysis. In Dale, David C.;
Federman, Daniel D, eds. ACP Medicine 3rd edition. A Publication of The American College of Physicians.
Couffinhal T, Duplaa C, Labat L, Lamziere JM, Moreu C, and Bonnet J. 2009.
Tumor Necrosis Factor-alpha Stimulates ICAM – 1 Expression in Human Vasculer Smooth Muscle Cells. Journal of The American Heart Association.
(13) : 407 – 414.
El-Sayed L, Abou S, ghoneim M, and Sabra H. 2009. The Gene Expression of TNF – α and ICAM – 1 as Novel Marker for Atherosclerosis in Egyptian Hemodialysis Patients. Immunological Studies. (1): 94 – 105.
Erten Y, Bali M, Pasaoglu H, Altok R, and Arinsoy T. 2007. Inflammatory Cytokine in Hemodialysis Patients And Effect of Hemodialysis Treatment.
Journal of thrombosis and haemostasis. (5). suppl 1.
Farrington K, Greenwood R, and Ahmad S. 2003. Hemodialysis: Mechanisms, Outcome, and Adequacy. In (Johnson RJ, Feehally J, eds). Comprehensive Clinical Nephrology. 2nd Edition. Mosby Edinburgh London New york Oxford Philadelphia St Louis Sydney Toronto.pp : 975-98.
Go AS, Glenn M, Chertow, Fan, and Charles E. 2004. Chronic Kidney Disease and The Risks of Death, Cardiovascular Events, and Hospitalization. N Engl J Med (351) : 1296-1305.
48
Guntur H. 2001. Perbedaan Respon Imun Yang Berperan Pada Sepsis dan Syok Sepsis. Disertasi Program Doktor Pasca Sarjana Universitas Airlangga Surabaya.
Guntur H. 2004. The Role Cytokine of The Pathogenesis of SIRS-SEPSIS. Dalam Reviono (Ed). Perspektif Masa Depan Imunologi-Infeksi. Sebelas Maret University Press. Surakarta. pp.21-37.
Hendromartono, 2006. Nefropati Diabetik. Dalam : Sudoyo AW, Setiyohadi B, Alwi I, Simadibrata M, Setiati S. Buku Ajar Penyakit Dalam. Edisi 4 jilid III. FK UI . Hal.1920 - 1924.
Huebschmann AG, Regensteiner JG, Vlassara H, Reusch JEB, 2006. Diabetes and Advanced Glycoxidation End Products. Diabetes Care, 29: 1420-1432.
Jiann Chiu, Ling Lee P, Chen CN, Lee C, Chang SF, and Usami S. 2004. Shear Stress Increases ICAM – 1 and Decreases VCAM – 1 and E - Selectin Expressions Induced by Tumor Necrosis Factor-α in Endhothelial cells.
Journal of The American Heart Association. (24). 73 – 79.
Lysons G. 2008. ICAM. Htpp:// www.bio.davidson.edu / Courses/ Lyons.
K/DOQI. 2002. Clinical Practice Guidelines for Chronic Kidney Disease:
Evaluation, Classification and Stratification. Am J Kidney Int (64): 616- 622.
Kras’niak, Drozdz M, Pasowicz N, Chimel G, Michalek M, Szumilak D, Padolec R, and Klimeczek P. 2007. Factors Involved in Vascular Calcification And Atherosclerosis in Maintenance Haemodialysis Patients. Nephrol Dial Transplant. (22) : 515-521.
Kern J, Lamb R, Reed J, Daniel R, and Nowell P. 1987. Dexamethasone Inhibition of Interleukine 1 Beta Production By Human Monocytes. J Am Soc Nephroloy. (81) : 237-244.
Le meur L and Orgeot. 1999. Whole Blood Production of Monocytic Cytokines ( IL-1β, IL-6,TNF-α, sIL-6R, IL-Ra) in Haemodialysis Patients. Nephrology Dialysis Transplantation. (14) : 2420-2426.
Linden E, Cai W, and Xue C. 2008. Endothelial Dysfunction in Patients With Cronic Kidney Diseases Result from Advanced Glycation End Products (AGE)-Mediated Inhibition of Endhotelial Nitric Oxide Synthase Through RAGE Activation. J Am Soc Nephrology. (3): 691-698.
Lonnemann and Koch. 2002. β2- Microglobulin Amyloidosis: Effect of Ultrapure Dialysate and Type of Dialyzer Membrane. J Am Soc Nephrology. (13) : S72-S77.
Malaponte G. 2002. IL-1β TNF-α and IL-6 Release From Monocytes in Haemodialysis Patients in Relation to Dialytic Age. Nephrol Dial Transplant. (17) : 1964–1970
Massy ZA, Ivanovski SO, Nguyen-Khoa T, †Angulo J, ‡Szumilak D, Mothu N, Phan O, Daudon M, †Lacour B, † Dru¨ eke TB, and Muntzel MS. 2005.
Uremia Accelerates Both Atherosclerosis and Arterial Calcification in Apolipoprotein E Knockout Mice. J Am Soc Nephrol. (16) : 109–116.
Meyer T W and Hostetter T H. 2007. Uremia. N Engl J Med (357).13.
Nolan C. 2005. Strategies for Improving Long-Term Survival in Patients with ESRD. J Am Soc Nephrol. 16: S120–S127.
Ortega, Fornoni. 2010. Role of Cytokine in The Pathogenesis of Acute and Cronic Kidney Disease, Glomerulonephritis and End-Stage Kidney Disease.
International Journal of interferon. Vol 2. 49 – 62.
Papagianni A, Kalovoulos M, Kirmizis D, Vainas A, Anna-Maria B, Alexopoulos E, Memmos D. 2003. Carotid Atherosclerosis Is Associated With Inflammation and Endothelial Cell Adhesion Molecules in Chronic Haemodialysis Patients. Nephrol Dial Transplant. (18) : 113–119.
Papayianni A, Alexopoulos E, Giamalis P, Gionanlis L, Belechri A, and Koukodis P. 2002. Circulating Level of ICAM – 1, VCAM – 1 And MCP – 1 Are Increases in Hemodilysus Patiens : Association With Inflamation, Dyslipidemia and Vascular events. Nephrology Dialysis Transplantation.
(17): 435 - 441.
Pastan S and Balley J. 1998. Dialysis Theraphy. The New England Journal of Medicine, Volume 338 Number 20. 1428-37.
Pendse S. 2007. Initiation of Dialysis. In : Daugirdas JT, Blake, Peter G, Tootds SI (eds). Handbook of Dialysis. 4th edition. Lippincott William and Wilkins.
PP : 15-21.
Purwanto B. 2008. Properties of Bisiprolol in Vascular and Nefroprotective.
Dalam : Kumpulan Makalah Pertemuaan Ilmiah Tahunan III 2008 ( PIT III PAPDI ) cabang Surakarta. Hal : 127 – 138.
