Bab II. Kajian Pustaka. Kadar laktat tinggi ketika produksi lebih tinggi dari eliminasi, ketika kapasitas

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Ukuran: px
Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Bab II. Kajian Pustaka. Kadar laktat tinggi ketika produksi lebih tinggi dari eliminasi, ketika kapasitas"

Transkripsi

1 1 Bab II Kajian Pustaka 2.1 Laktat Pembentukan Laktat Pada individual sehat terdapat siklus berkelanjutan dari metabolisme dan produksi laktat sehingga kadar laktat dalam darah rendah dalam keadaan normal. Kadar laktat tinggi ketika produksi lebih tinggi dari eliminasi, ketika kapasitas eliminasi menurun atau lebih sering keduanya terjadi secara bersamaan. Kadar laktat normal pada individual sehat 1± 0.5 mmol/l (Malmir dkk., 2014). Glukosa dibentuk dari bagian gliserol lemak dan senyawa glukogenik yang dapat digolongkan ke dalam dua katagori yaitu (1) senyawa yang meliputi konversi netto langsung menjadi glukosa tanpa daur ulang yang berarti, seperti beberapa asam amino serta propionat; (2) senyawa yang merupakan hasil metabolisme parsial glukosa dalam jaringan tertentu yang diangkut ke dalam hepar serta ginjal untuk disintesis kembali menjadi glukosa melalui mekanisme glukoneogenesis, seperti laktat dan alanine (Malmir dkk., 2014) Pada dalam keadaan hipoksia, maka glikogen akan diubah menjadi glukosa, selanjutnya glukosa akan diubah laktat. Laktat melalui aliran darah masuk ke hati. Di dalam hati, laktat akan diubah kembali menjadi glukosa. Glukosa kembali masuk ke dalam darah yang selanjutnya akan digunakan di dalam otot. Di dalam otot, glukosa diubah kembali menjadi glikogen. Hal tersebut dikenal dengan siklus asam laktat atau siklus Cori (Lubis., 2006 Vernon., 2010).

2 2 Gambar 2.1. Siklus asam laktat atau siklus Cori (Essensial of Exercise Physiology 1994) Glikogen awal putus menjadi unit-unit glukosa 1-fosfat dan masing- masing unit dibagi menjadi dua fragmen 3-karbon. Produk akhir dari perombakan glukosa adalah asam piruvat. Energi yang bermanfaat dari glikolisis adalah 3-Adenosine Diphosphate (ADP) dan mengalami fosforilasi kembali untuk menghasilkan 3- Adenosine Triphosphate (ATP), dan 4 ion hidrogen (H+) per molekul glukosa 1- fosfat yang di putus dari glikogen. Pada kondisi anaerobik, ion hidrogen dilepaskan dalam glikolisis, tetapi siklus asam trikarboksilat atau siklus Krebs tidak dapat menggabungkannya dengan oksigen pada kecepatan yang cukup sehingga cenderung berakumulasi dalam otot. Kelebihan ion hidrogen ini, kemudian digunakan untuk mengkonversi asam piruvat menjadi asam laktat. Pada kondisi aerobik, ion-ion tersebut diterima oleh senyawa pembawa H +, nikotinamida adenin dinukleotida bentuk oksidasi (NAD + ) dan mentransportasikan H + ke dalam mitokondria untuk fosforilasi kembali sehingga menghasilkan 4 molekul ATP. Selanjutnya asam piruvat

3 3 memasuki siklus Krebs dan dirombak menjadi karbondioksida dan ion hidrogen. Karbondioksida kemudian berdifusi memasuki peredaran darah sebagai hasil sisa, sedangkan ion hidrogen diterima oleh NAD + untuk membentuk senyawa NADH (NAD dalam bentuk reduksi). Produk-produk perombakan dari asam lemak dan protein, juga memasuki siklus Krebs dan dikonversi menjadi energi (Van der Beek, 2001) Mekanisme produksi dan eliminasi laktat Asam laktat atau laktat merupakan hasil akhir dari proses metabolisme. Sebanyak kurang lebih 1400 mmol/l asam laktat diproduksi setiap hari. Semua jaringan dapat memproduksi laktat dan asam piruvat dari glukosa. Jalur metabolisme glikolisis merupakan langkah awal metabolisme glukosa dan terjadi pada sitoplasma sel. Produk akhir dari proses ini adalah piruvat, yang selanjutnya berdifusi ke dalam mitokondria dan dimetabolisme menjadi karbondioksida melalui siklus krebs. Metabolisme glukosa menjadi piruvat juga terjadi sebagai akibat reduksi dari kofaktor enzim yang mengoksigenasi bentuk NAD + menjadi NADH, bentuk tereduksi (Lubis, 2006). Laktat diproduksi melalui proses glikolisis dan bentuk didalam sitosol yang dikatalisasi oleh enzim laktat dehidrogenase. NADH/NAD + merupakan kofaktor pertukaran atom hidrogen yang dilepaskan atau yang dipakai. Oleh karena itu, rasio laktat/piruvat selalu sebanding dengan rasio NADH/NAD + di sitosol. Konsentrasi laktat yang tinggi juga disertai konsentrasi yang tinggi dari piruvat atau NADH disitosol, atau keduanya.ini merupakan reaksi reversibel yang membantu sintesis laktat dengan rasio normal laktat menjadi piruvat adalah 25:1.

4 4 Sintesis laktat meningkat bila pembentukan piruvat di sitosol melebihi penggunaannya oleh mitokondria. Ini terjadi bila didapati peningkatan metabolik yang cepat atau bila hantaran oksigen ke mitokondria menurun, seperti pada keadaan hipoksia jaringan. Sintesis laktat juga dapat terjadi bila metabolisme glukosa melebihi kapasitas oksidatif mitokondria (Gunnerson, dkk., 2006). Laktat berdifusi keluar dari sel dan dikonversi menjadi piruvat dan selanjutnya dimetabolisme secara aerob menjadi karbondioksida dan ATP. Jantung, hati, dan ginjal menggunakan laktat dengan cara ini. Sebagai alternatif, jaringan hati dan ginjal dapat menggunakan laktat untuk menghasilkan glukosa melalui jalur glukoneogenesis (Lubis, 2006). Eritrosit berperan dalam membawa hasil glikolisis, meskipun demikian sel ini tidak mempunyai mitokondria dan tidak dapat menggunakan oksigen untuk memproduksi ATP, oleh karena itu sel darah merah menghasilkan asam laktat melalui regenerasi ATP selama glikolisis anaerob tetapi tidak dapat menggunakan asam laktat. Semua jaringan lain dapat menggunakan asam laktat untuk memproduksi acetyl-coa melalui pyruvate dehidrogenase (PDH) (Romy W, 2012). Konsentrasi laktat di arteri tergantung pada produksinya dan penggunaannya oleh berbagai organ. Konsentrasi laktat di darah secara normal dipertahankan <2 mmol/l. Laktat diproduksi oleh otot skelet, otak, usus, dan eritrosit. Laktat dimetabolisme oleh hati, ginjal, dan jantung. Bila kadar laktat di darah melebihi 4 mmol/l, otot skelet dapat menjadi satu jaringan pengguna laktat (Lubis, 2006). Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa pada kondisi istirahat konsentrasi laktat dalam darah 1 mmol/l, meningkat kira-kira 18 mmol/l pada akhir perlombaan pada pelari dengan jarak 400 m, dan meningkat 23 mmol/l

5 5 pada atlet yang luar biasa. Selanjutnya pada atlet yang berlari dengan waktu 10 detik sampai 10 menit. Penurunan transport oksigen di sel menyebabkan lebih banyak ambilan oksigen dari kapiler darah. Cara ini meredistribusi cardiac output ke organorgan sesuai dengan kemampuan organ tersebut untuk menerima darah kapiler. Pada keadaan dengan penurunan transport oksigen yang berat, terjadi peningkatan kompensasi ambilan oksigen untuk menyokong metabolisme aerob. Oleh karena itu sel harus berkerja secara anaerob untuk menghasilkan ATP, yang mengakibatkan pembentukan laktat dan H + (Lubis, 2006) Hiperlaktatemia Peningkatan laktat dalam darah (hiperlaktasemia) merupakan respon fisiologis tubuh dalam keadaan beraktivitas berat tetapi peningkatan kadar laktat saat istirahat merupakan masalah serius yang ditemukan pada pasien rawat RTI. Penentuan kadar laktat dilakukan pada pasien dengan syok dengan gangguan hemodinamik, sepsis, asma, pasca operasi, cedera otak, gagal hati, cedera paru akut (acute lung injury), dan keracunan (Agrawal dkk., 2004). Kadar laktat tinggi pada pemeriksaan awal secara bermakna menunjukkan peningkatan angka mortalitas (Husein 2003). Peningkatan kadar laktat yang berhubungan dengan penurunan ph darah akan mengarah pada keadaan asidosis laktat. Asidosis laktat didefinisikan sebagai keadaan asidosis metabolik dengan kadar laktat 5 mmol/l dan ph arteri <7.35. Hiperlaktasemia terjadi pada pasien dengan kadar laktat >2 mmol/l. Pada pasien kritis asidosis laktat biasanya memiliki angka mortalitas yang tinggi pula, pada konsentrasi >8 mmol/l memprediksi kematian. Studi prospektif baru tentang kadar laktat melaporkan

6 6 kematian mencapai 83% pada pasien dengan kadar laktat >10 mmol/l. Tetapi pada setiap individu, prognosis sangat tergantung kepada penyakit dasar, dengan asidosis laktat sebagai indikator beratnya keadaan syok, dan responnya terhadap terapi (Andersen dkk., 2013; Nichol dkk., 2011). Penelitian yang dilakukan oleh Cohen dan Woods pada tahun 1976 membagi penyebab peningkatan laktat dihubungkan dengan adanya keadaan hipoksia jaringan pada tipe A dan tipe B. Klasifikasi asidosis laktat dibagi menjadi: 1. Tipe A merupakan asidosis laktat terjadi akibat perfusi jaringan yang tidak adekuat. Kondisi paling ssering ditandai suplai oksigen yang kurang ke dalam jarigan sehingga memperlambat metabolisme mitokondria dan piruvat diubah menjadi laktat (dan NADH ke NAD +) Konversi NADH ke NAD + adalah penting karena menghasilkan kembali NAD + yang dibutuhkan dalam metabolisme glikolisis. Situasi ini dikenal sebagai metabolisme anaerobik menghasilkan produk dua mol ATP per mol glukosa. Reaksi mitokondria tetap terjadi namun tidak berfungsi akibat suplai oksigen yang kurang memadai. Hipoperfusi jaringan adalah faktor yang paling penting utama terjadinya asidosis laktat tipe A, sering terjadi pada kondisi : Syok, Anemia Berat, Hipoksemia berat, serta keracunan karbon monoksida 2. Tipe B asidosis laktat merupakan situasi asidosis laktat yang terjadi tidak dikarenakan terjadinya gangguan perfusi pada jaringan. Metabolisme karbohidrt yang berlebihan atau produksi yang berlebihan serung mendasari

7 7 terjadinya Tipe B asidosis laktat. Berhubungan dengan penyakit tertentu (tipe B1) 1. Sepsis, gagal hepar, defisiensi tiamin; suatu kofaktor enzim yang berperan dalam metabolisme laktat; keganasan tertentu, misal: limfoma, kanker paru, kanker payudara, feokromositoma, diabetes. 2. Akibat obat atau racun tertentu (tipe B2) Obat anti diabetik golongan biguanid (fenformin, metformin), biasanya pada keadaan insufisiensi renal; golongan alkohol (ethanol, methanol), glikol (etilen glikol, propilen glikol), merupakan pelarut obat-obat parenteral ; obat simpatomimetik (epinefrin, terbutalin, ritodrin) ; overdosis asetaminofen dan asam salisilat; antiretrovirus; sorbitol dan silitol; sianida (metabolit natrium nitroprusida) ; isoniazid ; fruktosa. 3. Suatu kelainan kongenital (tipe B3) Penyakit von Gierke (penyakit gangguan penyimpanan glikogen tipe I); intoleransi fruktosa bawaan; defisiensi karboksilase piruvat; defisiensi 1.6 bifosfat fruktosa; gangguan fosforilasi oksidasi bawaan; defisiensi dehidrogenase piruvat; sindrom Kearns-Sayre; sindrom mitochondrial encephalopathy with lactic acidosis and stroke (MELAS). Perbedaan penyebab dari laktat dapat dilihat dari ada atau tidaknya hipoperfusi dalam jaringan, hal ini dapat digunakan sebagai pertimbangan terapi yang diberikan pada pasien. Perbedaan penyebab maka berbeda juga manajemen tatalaksana pada pasien. Penanganan lebih awal, resusitasi dan

8 8 keadekuatan perfusi jaringan merupakan penanganan awal yang cepat dan tepat pada suatu keadaan hiperlaktacemia pada type A, hal ini ditunjukkan pada tabel berikut Tabel 2.1 Klasifikasi Penyebab Asam Laktat Klasifikasi Penyebab Asam Laktat Tipe A Asidosis Laktat : Terdapat bukti klinis terjadinya hipoperfusi Aktivitas anaerob dari otot : berolahraga, kejang Hipoperfusi jaringan : sering terjadi pada syok sepsisi, kardiogenik dan hipovolumia, hipotensi Penurunan ambilan oksigen di jaringan sering terkadi pada hipoksia, keracunan karbon monoksida Tipe B Asidosi Laktat, klinis tidak terdapat bukti yang mendukung terjadinya penurunan perfusi di jaringan Tipe B1 : Berhubungan terdaptnya penyakit yang mendasari seperti ketoacidosis, leukimia, lymphoma Tipe B2 : Berkaitan dengan obat-obatan, racun, seperti pada obat phenformin, cyanide, beta-agonist, methanol, toksisitas ethanol pada pengguna alkohol, obat antiviral Tipe B3 : berkaitan dengan kongenital terjadi kesalahan metabolisme seperti pada penyakit Penyakit von Gierke (penyakit gangguan penyimpanan glikogen tipe I); intoleransi fruktosa

9 9 bawaan; defisiensi karboksilase piruvat; defisiensi 1.6 bifosfat fruktosa; gangguan fosforilasi oksidasi bawaan; defisiensi dehidrogenase piruvat; sindrom Kearns-Sayre; sindrom mitochondrial encephalopathy with lactic acidosis and stroke (MELAS). Penegakkan diagnosis asidosis laktat secara klinis tidak spesifik. Manifestasi klinis tidak memiliki tanda dan gejala yang khusus, hanya riwayat penyakit dan penemuan fisik saja yang dapat menggambarkan penyebab yang mendasarinya. Pernapasan Kussmaul mungkin tampak bila sudah terjadi asidemia yang bermakna serta tandatanda gangguan perfusi seperti hipotensi, oliguria, gangguan sensorium dan akral dingin. Diagnosis laboratorium yang digunakan untuk menegakkan asidosis laktat adalah analisis gas darah atau menghitung anion gap serum serta mengukur langsung kadar laktat (Van der Beek, 2001). Keadaan lain yang menjelaskan keadaan asidosis metabolik selain produksi laktat yang meningkat pada intraorgan perifer, adalah penurunan ambilan oleh hepar dan penurunan eliminasi oleh ginjal (Lubis, 2006). Kadar laktat yang diukur pada 24 jam setelah masuk rumah sakit mempunyai sensitivitas 55,6% dan spesifisitas 97,2% untuk memperkirakan prognosis pasien sakit berat (Benjamin E, 1999). Pada penelitian yang dilakukan oleh Goyal M, dkk 2010 dikatakan pengambilan sample laktat memerlukan waktu, pada satu kelompok menunjukkan

10 10 periode pengambilan laktat diperlukan sampai dengan 72 menit dari waktu pasien di triage gawat darurat untuk mengetahui hasil dari laktat. Penundaan diagnosis dari hasil laktat dapat memperlambat penanganan awal pengobatan sepsis. Meskipun beberapa alat mampu mendeteksi laktat lebih cepat, tetapi belum secara luas diimplementasikan ( Goyal M, dkk 2010; Boldt K, dkk 2008) Pemantauan Kadar Laktat Pada Pasien Kritis Hubungan patogenik antar hipoksia global jaringan, morbiditas dan mortalitas khususnya pada pasien sepsis telah lama diketahui. Walaupun mekanismenya komplek, hipoksia global yang disertai sepsis dan syok septik secara independen menyebabkan respon inflamasi sistemik seperti aktivasi endotel, vasodilatasi, pelepasan mediator inflamasi dan modulasi sistem koagulasi, yang keseluruhan dapat menyebabkan disfungsi organ multipel dan kematian (Ellis dkk., 2005; Bateman dkk., 2005). Kadar laktat dapat dijadikan sebagai surrogate marker hipoksia jaringan dan keparahan penyakit, tidak bergantung pada tekanan darah. Peningkatan kadar laktat yang persisten lebih baik dibandingkan variabel transportasi oksigen (hantaran oksigen, konsumsi oksigen, rasio ekstraksi oksigen) jika digunakan sebagai indikator angka kematian. Kadar laktat yang tinggi pada inisial dan akhir fase syok berhubungan erat dengan mortalitas. Oleh karena itu pengukuran laktat serial lebih bermakna karena pertama, konsentrasi laktat dalam darah merefleksikan interaksi antara produksi dan eliminasi laktat. Kedua, peningkatan kadar laktat mengindikasikan terdapat mekanisme lain selain hipoksia sel seperti aktivitas up-

11 11 regulation Na/K, ATP yang distimulasi oleh epinefrin di otot rangka dan inhibisi metabolisme piruvat atau peningkatan produksi laktat (Nguyen dkk., 2010) Lactate Clearence Hati menerima 25% dari curah jantung. Pembuluh darah portal mendapatkan 75% dari aliran darah hati dan 50-60% dari oksigen. Perubahan aliran hati darah dan suplai oksigen ke hati, serta penyakit hati intrinsik, dapat mempengaruhi kapasitas hati untuk memetabolisme laktat. Ketika aliran darah hati berkurang sampai 25% dari normal, terjadi penurunan lactate clearence. Pada kondisi syok berat, metabolisme laktat oleh transporter monocarboxylate menjadi jenuh, sehingga terjadi asidosis intraseluler menghambat glukoneogenesis dan mengurangi aliran darah hati serta menurunkan produksi laktat untuk metabolisme. Dalam kondisi anaerob, glikolisis menjadi bahan dominan produksi energi dari hati. Dengan demikian, hati menjadi penghasil laktat daripada menggunakan laktat untuk glukoneogenesis Selama sindrom sistemik respons inflamasi (SIRS) atau awal sepsis, hyperlactaemia mungkin mencerminkan hipoksia jaringan. Pemberian awal suplement oksigenasi mampu meningkatkan angka perbaikan. Interprestasi konsentrasi laktat pada pasien sepsis sangat sulit ditentukan. Pasien dengan sepsis terjadi peningkatan deliveri oksigen di jaringan secara general merupakan pertanda awal terdapatnya suatu metabolisme anaerobik. Kegagalan lactate clearence umumnya lebih signifikan dibandingkan peningkatan produksi laktat. Produksi laktat dalam kondisi aerobik pada pasien meliputi modulasi metabolisme karbohidrate saat terjadi stress respon. Dicholoroacetate membantu aktivitas pyruvate dehydrogenase

12 12 dan produksi konsentrasi laktat rendah di dalam darah pada pasien sepsis tetapi tidak dipengaruhi oleh efek dari hemodinamik. (Stacpoole PW, dkk; 1992) 2.2 Pembentukan CO Proses Pembentukan CO2 Karbon dioksida merupakan produk yang dihasilkan oleh metabolisme seluler. Sel mengambil oksigen dan glukosa kemudian melepaskan air, karbon dioksida, dan energi. Karbon dioksida memiliki peranan penting dalam buffer asam dan basa. Tergantung ph darah, karbon dioksida diubah menjadi asam karbonat (H2CO3, suatu asam) atau menjadi bikarbonat (HCO3, suatu basa). Karbon dioksida muncul dalam 3 bentuk yaitu sebagai HCO3 - (70%), terikat dengan hemoglobin (20%), dan larut dalam plasma (10%). Sebagai HCO3 -, karbon dioksida mempengaruhi ph darah. Pengukuran CO2 langsung menunjukkan efektivitas dari ventilasi. Sementara monitoring ETCO2 menggambarkan keseimbangan asam basa secara tidak langsung (Bauman dan Cosgrove, 2012). Kombinasi CO2 dengan air menghasilkan H2CO3 yang akan didegradasikan menjadi bikarbonat, air dan CO2. Proses ini terjadi di dalam sel darah merah, sedangkan HCO3 - dilepaskan kembali ke dalam plasma untuk diterima oleh hidrogen (H+), sementara CO2, dan H2O dibawa ke pertemuan arterial alveolar untuk dilepaskan ke atmosfer (Bauman dan Cosgrove, 2012). Pada pasien dengan fungsi paru normal, ETCO2 umumnya di bawah PaCO2 sekitar 1-5 mmhg oleh karena adanya sejumlah ruang rugi alveolar. Faktor yang meningkatkan ruang rugi alveolar akan membesarkan gradien ini dan meningkatkan

13 13 landaian fase III. Selama anestesi sering terdapat peningkatan ruang rugi alveolar yang disebabkan penurunan curahan jantung dan penurunan perfusi apeks paru, sehingga tidak jarang studi yang dilakukan dibawah pengaruh anestesi menemukan gradien ETCO2-PaCO2 sedikit meningkat pada 5-10 mmhg (Spiegel, 2013). Suatu contoh ekstrem peningkatan ruang rugi alveolar yang akut adalah emboli paru, sehingga, penurunan ETCO2 yang nyata dengan ventilasi yang dijaga konstan sering merupakan suatu indikasi penurunan mendadak curah jantung atau emboli pulmonal. Penyebab lain yang sering adalah gradien yang melebar karena adanya penyakit paru obstruktif, perokok, dan usia tua (Hedenstierna, 2010; Butterworth dan Mackey, 2013) Ventilasi dan perfusi paru Kesesuaian antara ventilasi dan perfusi paru penting untuk efisiensi pertukaran gas (V/Q). Rasio ventilasi dan perfusi (V/Q) menentukan komposisi gas alveoli dan efektifitas pertukaran gas melalui membran kapiler-alveoli. Pada V/Q yang optimal, PaO2 adalah sekitar 104 mmhg dan PaCO2 40 mmhg. Rasio V/Q = 0 terjadi ketika tidak ada ventilasi ke alveoli yang dilanjutkan dengan perfusi oleh darah kapiler paru. Rasio V/Q yang tak terhingga berarti terjadi ventilasi tetapi tidak ada aliran darah kapiler paru ke alveoli (ventilasi yang berlebih). Topografi distribusi ventilasi adalah elemen penting dari konsep V/Q. Rasio V/Q dapat diaplikasikan pada semua bagian lapang paru atau pada daerah paru dalam semua ukuran termasuk alveoli. Contohnya, rasio V/Q pada semua bagian lapang paru adalah 1 menunjukkan kesesuaian ventilasi dan perfusi paru yang optimal. Jika ventilasi terutama terjadi pada bagian atas dan

14 14 perfusi terjadi pada bagian bawah, pertukaran gas akan menjadi sangat terbatas meskipun ventilasi dan perfusi total ke paru adalah sama. Shunt fisiologis dibentuk oleh 2%-5% curah jantung yang secara normal melewati paru. Shunt fisiologis dihitung dari pemeriksaan konsentrasi oksigen darah campuran vena dan arteri. Jalan nafas yang tidak ikut dalam pertukaran gas (ruang rugi anatomis) dan alveoli perfusi yang mengalami ventilasi tapi tidak ikut dalam pertukaran gas disebut ruang rugi fisiologis. Pada keadaan sehat, ruang rugi fisiologis dihitung dari hampir semua ruang rugi anatomis. Sekitar 1/3 dari pernafasan adalah ventilasi ruang rugi. Sebaliknya pada shunt, peningkatan ruang rugi cenderung mengganggu eliminasi karbondioksida daripada oksigen. Selama anestesi, sistem pernafasan mungkin menambah ruang rugi tambahan (Robert dan Hiller, 2006; Hedenstierna, 2010) Pengaruh ventilasi mekanik terhadap gradien PaCO2-EtCO2 Pada individu normal, gradien antara CO2 arteri dan alveolar bervariasi antara 2-5 mmhg. Gradien tersebut akan membesar akibat kelainan pada ventilasi dan perfusi. Ventilasi ruang rugi memiliki ciri-ciri peningkatan rasio V/Q. Pada ventilasi ruang rugi, alveoli diventilasi namun tidak diperfusi dengan baik. Jika terdapat kelainan perfusi di daerah di area paru-paru yang terventilasi dengan baik, ETCO2 akan menurun. Ventilasi ruang rugi bisa disebabkan emboli pulmonar, hipovolemi, perdarahan, dan kelebihan continous positive airway pressure (CPAP). Penanganan bisa diawali dengan memperbaiki perfusi sistemik, dimana juga akan memperbaiki

15 15 sirkulasi pulmonar. Akibat perbaikan sirkulasi pulmonar, maka gradien PaCO2- ETCO2 akan menyempit. Hal ini menunjukkan respon positif terhadap terapi. Shunt perfusi memiliki ciri rasio V/Q yang rendah. Shunt terjadi ketika alveoli memiliki perfusi normal namun tidak terventilasi dengan adekuat. Contoh peningkatan shunt meliputi kondisi berbagai penyakit paru-paru pneumonia, atelektasis, dan acute respiratory distress syndrome (ARDS). Strategi ventilasi mekanik yang digunakan untuk membantu perbaiki fungsi paru-paru dan menurunkan gradien yang melebar meliputi pemberian positive end-expiratory pressure (PEEP). Efek shunt pada gradien PaCO2-ETCO2 umumnya lebih rendah daripada efek ruang rugi. Gradien PaCO2-ETCO2 bisa digunakan sebagai alat untuk memperbaiki PEEP pasien dengan penyakit paru-paru. Pada level PEEP yang optimal, gradien PaCO2- ETCO2 seharusnya sempit. Fenomena distensi yang berlebihan pada alveolar bisa terjadi ketika melebihi PEEP optimal (Thompson dan Craig, 2011) Capnografi Pengenalan monitoring CO2 ke dalam praktik klinik merupakan salah satu keuntungan besar dalam keselamatan pasien. Pendeteksian CO2 dari pernafasan dipertimbangkan sebagai metode terbaik untuk memastikan intubasi endotrakea. Capnogram normal dibagi menjadi 4 fase. Fase I ( A-B ) merupakan dasar inspirasi, yang biasanya merupakan nol. Fase Kedua ( B-C ) merupakan tanjakan ke atas ekspirasi. Ini normalnya berbentuk curam. Ketika pasien ekspirasi, udara segar di ruang rugi anatomi ( tanpa CO2 ) secara perlahan diganti oleh gas yang mengandung

16 16 CO2 dari alveolar. Fase ketiga ( C-D ) merupakan plateau ekspirasi, yang normalnya memiliki gradien ke arah atas yang kecil. Hal ini disebabkan tidak ada kesesuaian yang sempurna antara ventilasi dan perfusi melalui paru paru. Alveolar dengan rasio V/Q yang lebih rendah, konsentrasi CO2 yang lebih tinggi, cenderung kosong lebih lambat selama ekspirasi dibandingkan yang memiliki rasio V/Q tinggi. Ketika ekspirasi selesai, plateau berlanjut yang disebabkan CO2 yang diekshalasi dari alveoli tetap di tempat sampling gas sampai inspirasi berikut. End tidal CO2 konsentrasi ( PaCO2 ) dipertimbangkan sama dengan konsentrasi CO2 dalam alveoli ( PaCO2 ). Fase keempat ( D-E ) merupakan fase inspirasi dengan arahan diagram ke bawah, suatu udara segar yang mengantikan gas alveolar pada sisi sampling. Capnogram normal mengindikasikan paru telah diventilasi. Ventilasi bisa spontan, dibantu, atau dikontrol. Konsentrasi CO2 saat inspirasi normalnya nol, dan end tidal nilai normalnya antara 34 dan 44 mmhg. Penilaian bentuk capnogram bisa membantu mendeteksi adanya kelainan tertentu. Gambar 2.2 Kapnogram Normal (Eisenkraft, 2011)

17 17 Gambar 2.3 Peningkatan CO2 (Eisenkraft, 2011) Gambar 2.4 Penurunan CO2 (Eisenkraft, 2011) Gambar 2.5 Rebreathing CO2 (Eisenkraft, 2011)

18 18 Gambar 2.6 Obstruksi ekspirasi atau bronkospasme (Eisenkraft, 2011) Terdapat perbedaan besar antara capnometri sidestream dan mainstream adalah terletak pada lokasi sensor. Pada capnometri sidestream, volume gas yang tetap secara kontinu diambil dari sirkuit. Gas sampel diaspirasi melalui selang nylon atau teflon ke dalam sel pengukuran dan kemudian dilepas ke dalam atmosfer atau dikembalikan ke sirkuit melalui selang kedua. Pengambilan sampel harus diambil sedekat mungkin dengan pasien untuk meminimalisi efek ruang rugi sirkuit, dam kecepatan biasanya diatur mendekati antara 50 dan 500 ml/menit. Pengambilan yang salah akan diperoleh jika kecepatan pengambilan sampel melebihi kecepatan aliran ekspirasi dan menyebabkan gas inspirasi teraambil. Hipoventilasi mungkin terjadi jika aliran pengambilan sampling melebihi aliran gas segar. Perhatian khusus pada faktor ini dalam setting pasien pediatri, dimana aliran gas segar dan ekspirasi bisa cukup rendah. Sungkup oksigen atau kanul nasal bisa diadptasikan untuk monitoring CO2. Kecepatan respirasi bisa dimonitor secara adekuat, namun pengukuran ETCO2 bisa secara palsu rendah kecuali selang sampling ditempatkan dekat dengan hidung pasien. Terdapat beberapa sumber potensial eror pada capnometri ini. Pengembunan uapan air pada selang sampel dan sering berkumpul pada ruang pengukuran. Cairan dan bahan partikel bisa juga masuk ke dalam sel pengkuran dan menghasilkan pembacaan error. Kebanyakan sistem memasukkan filter dan perangkap air untuk membantu meminimalkan faktor ini. waktu respon terlambat oleh karena gas sampel harus melewati sel pengukuran melalui selang sampel. Keterlambatan ini bisa diminimalkan dengan penggunaan

19 19 selang pendek dengan lumen kecil dan kecepatan aliran sampel tinggi. Semakin panjang selang dan semakin rendah kecepatan sampling meningkatkan kesalahan pengukuran. Nylon tampaknya kurang permeabel terhadap CO2 daripada material lain Tabel 2.2 Kelainan Kapnogram (Eisenkraft, 2011) Kelainan Tidak ada grafik Kemungkinan penyebab Tidak ada ventilasi, obstruksi sirkuit, intubasi esofagus, letak pipa endotrakea tidak pada posisi. End-tidal meningkat Peningkatan produksi: demam, hipertermia maligna, pelepasan torniquet atau klamp, bikarbonat, pemberian CO2 Pengurangan pembuangan (hipoventilasi): rebreathing (absorbent habis, katup satu arah yang tidak kompeten). Gas CO2 bercampur dengan aliran gas segar. End-tidal menurun Hiperventilasi, penurunan produksi CO2/ pengantaran ke paru paru, curah jantung menurun, V/Q mismatch, peningkatan ruang rugi alveolar, emboli paru-paru, kondisi tertentu (pernafasan cepat dangkal, kecepatan sampling gas melebihi kecepatan aliran ekspirasi, kalibrasi analiser yang salah, gas bocor ke dalam sistem sampling).

20 20 Capnometri mainstream memasukkan sensor infrared ke dalam sirkuit yang sangat dekat dengan selang endotrakea. Secara konsekuensi, banyak masalah ini dengan capnometri sidestream bisa dihilangkan. CO2 diukur secara langsung di dalam sirkuit dan ruang rugi sampel adalah minimal dan waktu respon juga akan menjadi lebih cepat dengan sistem ini. alat ini umumnya digunakan pada populasi pediatri, dimana ruang rugi sirkuit bisa menjadi lebih signifikan dan waktu respon menjadi lebih kritikal. Ruang pengukuran harus dihangatkan sekitar 40 derajat untuk mencegah pengembunan uapan air pada jendela sensor. Alat ini agak berat, dan sirkuit harus diperhatikan sesering mungkin untuk mencegah kinking selang endotrakea. Capnometri ini memerlukan kalibrasi sesering mungkin, biasanya tiap hari, dan rentan kotor oleh air liur atau mukus oleh karena dekat dengan pasien. Pada pasien dengan fungsi paru normal, ETCO2 umumnya di bawah PCO2 sekitar 1-5 mmhg oleh karena adanya sejumlah ruang rugi alveolar. Faktor yang meningkatkan ruang rugi alveolar akan membesarkan gradien ini dan meningkatkan landaian fase III. Selama anestesi sering terdapat peningkatan ruang rugi alveolar yang disebabkan penurunan curahan jantung dan penurunan perfusi apek paru, sehingga tidak heran studi yang dilakukan di bawah pengaruh anestesi menemukan gradien PETCO2-PaCO2 sedikit meningkat pada 5-10 mmhg. Suatu contoh ekstrem peningkatan ruang rugi alveolar yang secara akut adalah emboli paru. Sehingga, penurunan PETCO2 yang nyata dengan ventilasi yang dijaga konstan sering merupakan suatu indikasi penurunan mendadak kardiooutput atau emboli pulmonal.

21 21 Penyebab lain yang sering adalah gradien yang melebar meliputi penyakit paru obstruktif, perokok, dan usia tua. Tekanan parsial karbon dioksida end-tidal ( ETCO2 ) memiliki hubungan yang dekat dengan tekanan karbon dioksida arteri. Pasien dengan asidosis metabolik memiliki ventilasi yang dalam dan cepat yang menyebabkan penurunan tekanan CO2 alveolar dan juga menurunkan tekanan CO2 arteri. Respon kompensasi ini dapat menurunkan keparahan asidemia yang dapat dipergunakan sebagai metode yang prediktabel. Berdasarkan hubungan ini, ETCO2 dapat digunakan untuk menentukan derajat keparahan asidosis pada pasien dengan asidosis metabolik ( Ghafori, dkk, 2014 ). Pada studi yang dilakukan pada ruang emergensi rumah sakit pendidikan dari Juni sampai Desember 2009 pada pasien dengan tanda klinis syok menunjukkan bahwa nilai ETCO2 mampu mencerminkan setiap hipoperfusi sistemik secara noninvasif. Nilai ETCO2 dipengaruhi oleh curah jantung dengan penurunan curah jantung dan ventilasi alveolar yang konstan, level ETCO2 semestinya rendah pada situasi curah jantung rendah. Nilai rata rata ETCO2 pada pasien dengan syok hipovolemik, syok kardiogenik, dan syok septik masing masing adalah 29,64 ± 11,49 mmhg, 28,60 ± 9,87 mmhg, dan 27,81 ± 7,39 mmhg. Pengukuran ETCO2 adalah rendah secara signifikan pada pasien yang meninggal (p = 0,005) (Kheng dan Rahman, 2012). Sedangkan di studi lain pada 73 pasien trauma yang memerlukan intubasi endotrakea di ruang emergensi pada bulan Maret sampai Agustus 2011 ditemukan bahwa nilai ETCO2 rendah berhubungan dengan curah jantung yang

22 22 rendah, dimana nilai ETCO2 secara signifikan menurun dengan curah jantung < 4,5 L/menit (P < 0,0001, r = 0,60). Nilai ETCO2 rendah berhubungan dengan injury severity score (ISS) > 20, yang meliputi parameter hipotensi, bradikardi, kehilangan darah masif, henti jantung, dan kematian (Dunham, dkk., 2013). Sejumlah studi menunjukkan hubungan asidosis metabolik dengan capnografi. Pada studi yang dilakukan Soleimanpour, Hassan, dkk yang memfokuskan nilai prediksi ETCO2 pada diagnosis ketoasidosis diabetik pasien dewasa, mendapatkan level ETCO2 secara signifikan lebih rendah pada pasien dengan DKA dibandingkan pasien lain yang memiliki kadar glukosa darah tinggi. Semakin berat asidosis, semakin besar penurunan level bikarbonat darah, akan ditemukan level ETCO2 yang semakin rendah. Dan hasil studi tersebut menunjukkan capnografi dapat digunakan untuk menyingkirkan ketoasidosis diabetik pada pasien dengan peningkatan glukosa, dengan cut-off-point 24,5, sensitivitas 0,9 dam spesifitas 0,9 ( Solimanpour, Hassan, 2013 ).

23 23