Tinjauan Pustaka KERACUNAN OKSIGEN. Oleh : Diah Puspita Rifasanti I1A Pembimbing : Dr. Dwi Setyohadi BAGIAN/SMF ILMU KEDOKTERAN DAN KEHAKIMAN

Transkripsi

1 Tinjauan Pustaka KERACUNAN OKSIGEN Oleh : Diah Puspita Rifasanti I1A Pembimbing : Dr. Dwi Setyohadi BAGIAN/SMF ILMU KEDOKTERAN DAN KEHAKIMAN FK UNLAM RSUD ULIN BANJARMASIN Desember, 2013

2 BAB I PENDAHULUAN Setiap sel tubuh manusia membutuhkan oksigen untuk melaksanakan fungsi metabolisme, sehingga oksigen merupakan zat terpenting dalam kehidupan manusia. Mempertahankan oksigenasi adalah upaya untuk memastikan kecukupan pasokan oksigen ke jaringan atau sel. 1 Oksigen adalah bagian dari udara terpeting kedua yaitu sebanyak 20,93% setelah nitrogen (78,10%). Oksigen memiliki fungsi yang sangat penting untuk kehidupan. Priestly, penemu yang pertama kali mengenali oksigen, termasuk juga yang pertama kali mengemukakan adanya efek samping pada pemberian udara murni. 2 Keracunan oksigen pada pasien sakit kritis masih kontroversial namun demikian pada kondisi tertentu kelebihan oksigen dapat merupakan racun yang berbahaya. 3

3 BAB II ISI TOKSIKOLOGI Toksikologi adalah ilmu yang mempelajari sumber, sifat serta khasiat racun, gejala-gejala dan pengobatan pada keracunan, serta kelainan yang didapatkan pada korban yang meninggal. Toksikologi merupakan ilmu yang sangat luas yang mencakup berbagai disiplin ilmu yang sudah ada seperti ilmu kimia, Farmakologi, Biokimia, Forensic Medicine dan lain-lain. Disamping itu ilmu ini terus berkembang sejalan dengan perkembangan ilmu-ilmu lainnya, dan ini semua pada gilirannya akan menyulitkan kitadalam membuat definisi yang singkat dan tepat mengenai Toksikologi. Sebagai contoh, menurut Ahli Kimia Toksikologi adalah ilmu yang bersangkutan paut dengan efek-efek dan mekanisme kerja yang merugikan dari agen-agen Kimia terhadap binatang dan manusia. Sedangkan dari para ahli Farmakologi Toksikologi merupakan cabang Farmakologi yang berhubungan dengan efek samping zat kimia didalam sistem biologik. Dengan keluasan Toksikologi maka sejumlah besar ahli-ahli dibidang yang masing-masing turut terlibat dalam Toksikologi dalam bidang yang sesuai dengan keahliannya. 4 Racun ialah zat yang bekerja pada tubuh secara kimiawi dan fisiologik yang dalam dosis toksik akan menyebabkan gangguan kesehatan atau mengakibatkan kematian. 4

4 FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KERACUNAN Beberapa hal yang mempengaruhi seberapa besar sebuah racun merusak tubuh ada beberapa hal antara lain 4 : 1. Cara masuk Keracunan paling cepat terjadi jika masuknya racun secara inhalasi. Cara masuk lain secara berturut-turut melalui intravena, intramuskular, intraperitoneal, subkutan, peroral dan paling lambat ialah melalui kulit yang sehat. 2. Umur Orang tua dan anak-anak lebih sensitif misalnya pada barbiturat. Bayi prematur lebih rentan terhadap obat oleh karena eksresi melalui ginjal belum sempurna dan aktifitas mikrosom dalam hati belum cukup. 3. Kondisi tubuh Penderita penyakit ginjal umumnya lebih mudah mengalami keracunan. Pada penderita demam dan penyakit lambung absorbsi jadi lebih lambat. 4. Kebiasaan Berpengaruh pada golongan alkohol dan morfin di karenakan terjadi toleransi pada orang yang mempunyai kebiasaan mengkonsumsi alkohol. 5. Idiosinkrasi dan alergi pada vitamin E, penisilin, streptomisin dan prokain. Pengaruh langsung racun tergantung pada takaran, makin tingi takaran maka akan makin cepat (kuat) keracunan. Konsentrasi berpengaruh pada racun yang bersifat lokal, misalnya asam sulfat. 4

5 MEKANISME TOKSISITAS OKSIGEN Hiperoksia adalah suatu keadaan terjadinya kelebihan jumlah oksigen dalam jaringan dan organ. Toksisitas oksigen terjadi saat tekanan parsial oksigen di alveolar (PaO 2 ) meningkat. Keadaan terjadinya paparan secara terus menerus pada kondisi konsentrasi oksigen yang suprafisiologik, keadaan hiperoksia terbentuk. Pada kondisi hiperoksi yang patologis terjadi influks besar-besaran dari oksigen reaktif (reactive O 2 species/ros). Pada sistem biologis baik intraselular maupun ekstraselular, efek peningkatan ROS yang diakibatkan oleh paparan oksigen berlebihan akan mengganggu keseimbangan antara oksidan dan antioksidan, dan gangguan homeostasis ini menyebabkan kerusakan sel dan jaringan. Lamanya paparan, tekanan atmosfer, dan fraksi oksigen yang diinspirasi (FiO 2 ) menentukan dosis oksigen kumulatif yang bisa berakibat terjadinya toksisitas oksigen. 5 Oksigen akan menjadi zat beracun di paru jika dihirup dengan FiO 2 yang tinggi, yaitu >0,60 dalam waktu yang lama ( 24 jam) pada tekanan barometrik normal, yaitu 1 atm (atmospheres absolute (ATA)). Tipe paparan ini disebut keracunan oksigen bertekanan rendah, toksisitas pulmoner, atau efek Lorraine Smith. Paparan oksigen setelah hampir 12 jam akan berakibat terjadinya kongesti jalan napas, edem paru, dan atelektasis yang disebabkan oleh kerusakan dinding bronkus dan alveolus. Terbentuknya cairan di paru menyebabkan sesak dan rasa terbakar pada tenggorokan dan dada, sehingga akan terasa sakit saat menarik napas. Penyebab terjadinya efek ini pada paru, namun tidak pada jaringan lain adalah karena ruangan udara paru-lah yang terpapar langsung oleh oksigen

6 bertekanan tinggi tersebut. Oksigen diantarkan ke jaringan tubuh lain dengan PaO 2 yang hampir normal karena adanya sistem buffer hemoglobin-oksigen. 5 Toksisitas juga terjadi saat tekanan atmosfer tinggi (1,6 4 atm) dan lamanya paparan dengan FiO 2 tinggi hanya sebentar. Tipe paparan ini disebut keracunan oksigen tekanan tinggi atau efek Paul Bert dan efek utamanya adalah pada sistem saraf pusat (SSP). Toksisitas pada SSP menyebabkan terjadinya kejang yang diikuti dengan koma pada hampir seluruh korban dalam waktu 30 hingga 60 menit. Kejang sering terjadi tanpa didahului gejala sebelumnya dan cenderung mematikan. Gejala lain termasuk nausea, twitching otot, rasa berputar, gangguan penglihatan, iritabilitas, dan disorientasi dengan keadaan sekitar. Yang lebih sering mengalami toksisitas SSP adalah pada kasus penyelam. Endotel kapiler paru dan sel epitel alveolar adalah target dari ROS yang berakibat pada edem paru yang diakibatkan oleh cedera sel, perdarahan, dan deposit kolagen, elastin, dan membran hyalin. Di atas PaO 2 kritis, terjadi kegagalan mekanisme buffer hemoglobin-o 2 dan PO 2 jaringan dapat meningkat hingga ratusan atau ribuan mmhg. Pada O 2 kadar tinggi, sistem enzim antioksidan endogen yang bersifat protektif akan menjadi mangsa ROS yang akan mengakibatkan kematian sel. 5

7 Sumber: Sawatzky D. Oxygen toxicity signs and symptoms. Sport Diving Medicine 2012; 12: 55. Seperti terlihat pada diagram, efek toksik dari tekanan parsial oksigen antara 0,5 1,6 atm akan mengenai paru, sedangkan efek toksik pada tekanan parsial lebih dari 1,6 atm lebih mengganggu otak. 6 Toksisitas oksigen yang disebabkan oleh ROS menyebabkan fase-fase cedera terjadi tumpang tindih sesuai dengan keparahan dan reversibilitas cedera. Fase tersebut adalah inisiasi, inflamasi, proliferasi, dan fibrosis. Diawali dengan peningkatan ROS dan kekurangan kadar antioksidan, kemudian paru akan gagal membersihkan mukus yang ada. Fase inflamasi atau fase eksudatif memiliki karakteristik adanya destruksi dari dinding paru dan migrasi leukosit dan mediator inflamasi lain ke tempat cedera. Fase proliferasi merupakan fase subakut dan terjadi hipertrofi sel, peningkatan sekresi dari sel alveolar tipe 2 yang mensekresi

8 surfaktan dan peningkatan monosit. Fase akhir adalah fase fibrotik dimana terjadi perubahan yang telah ireversibel dan permanen. Terjadi deposisi kolagen dan penebalan ruang interstisial paru dan terjadi fibrosis jaringan. Secara klinis, hipoksemia yang progresif atau peningkatan tekanan O 2 dalam darah, memerlukan peningkatan FiO 2 dan bantuan ventilasi, yang menyebabkan perburukan perubahan patofiologis yang berkaitan dengan toksisitas oksigen. Foto rontgen dada bisa memperlihatkan adanya bentukan distribusi ireguler dari interstisial alveolar dengan adanya gambaran atelektasis sedang, meskipun tidak banyak gejala klinis yang terlihat jelas. Biopsi spesimen paru dapat memperlihatkan perubahan konsisten dengan toksisitas O 2, namun nilai primer biopsi adalah untuk menyingkirkan penyebab lain dari cedera paru. Perubahan tekanan udara bersamaan dengan tertutupnya kavitas paru dan cedera yang berkaitan dengan ventilator juga dapat menyertainya dan sulit dibedakan dengan toksisitas paru itu sendiri. Keracunan oksigen dapat diminimalisir dengan menjaga PaO 2 kurang dari 80 mmhg atau FiO 2 di bawah 0,4 sampai 0,5. 6 Respon selular paru terhadap paparan hiperoksik dan peningkatan ROS telah dapat dijelaskan. Secara anatomis, permukaan epitel paru mudah terpapar respon inflamasi yang bersifat detruktif. Proses inflamasi ini merusak barrier kapiler alveolar yang akan mengakibatkan gangguan pertukaran udara dan edem paru. ROS merangsang sekresi kemoatraktan oleh sel paru dan sitokin menstimulasi pergerakan dan akumulasi makrofag dan monosit menuju paru, yang akan semakin menambah ROS. Interaksi ROS dengan leukosit akan mengeksaserbasi cedera yang lebih lanjut. 5

9 MANIFESTASI KLINIS DAN PEMERIKSAAN PENUNJANG Cedera paru akut atau sindrom distress napas akut (acute respiratory distress syndrome/ards) merupakan hal sekunder yang biasa menyertai. Perubahan patologis yang berkaitan dengan cedera paru akut akibat hiperoksik mirip dengan cedera paru akut yang disebabkan oleh penyebab-penyebab lain seperti syok hemoragik, cedera reperfusi, pneumonia, sepsis, atau inhalasi paraquat. 5 Sindrom cedera paru akut biasanya mulai terlihat dalam 24 hingga 48 jam setelah adanya paparan. Awalnya pasien akan merasakan sesak, batuk, nyeri dada, takipnea, takikardi, penggunaan otot bantu napas, sianosis, kulit mottled, dan muncul suara napas abnormal (merintih, ronkhi, dan wheezing). 5 Menurut tahapannya, tanda awal dari keracunan oksigen pada paru diawali dengan iritasi pada trakea yang akan semkain memberat saat menarik napas dalam-dalam. Pasien akan mulai batuk, yang jika iritasi makin berat maka akan membuat nyeri saat menarik napas dan batuk menjadi tidak terkendali. Jika paparan terus berlanjut, pasien akan merasakan sesak, kesulitan bernapas, hingga gagal napas dan terjadi kematian. Kerusakan paru yang progresif ini tidak memungkinkan pertukaran oksigen ke darah berjalan normal. Onset terjadinya gejala beragam tapi biasanya seseorang masih dapat mentoleransi pemberian oksigen 1 atm selama 12 hingga 16 jam, 1,5 atm selama 8 hingga 14 jam, dan 2 atm selama 3 hingga 6 jam sebelum pada akhirnya muncul gejala keracunan ringan. 5

10 Ada beberapa hal cara untuk mendeteksi terjadinya keracunan oksigen pada paru dan cara yang paling sensitif dan akurat adalah melihat gejala pada pasien.yang kedua adalah dengan memonitor kapasitas vital pasien tersebut. Kapasitas vital (banyaknya udara yang dapat masuk saat menarik napas maksimal) menurun pada kondisi memburuknya keracunan oksigen. Penurunan sekitar 2% berhubungan dengan gejala ringan dari keracunan hingga penurunan 10% pada gejala yang berat. Efek ringan ini cenderung reversibel dan tidak ada kerusakan paru yang permanen. Bagaimanapun juga, jika telah terjadi kerusakan paru maka memerlukan waktu 2 hingga 4 minggu untuk penyembuhannya. 6 Pada penyelam, tanda pertama dari keracunan oksigen pada SSP adalah terjadinya kejang tipe grand mal. Ada banyak gejala dan tanda keracunan oksigen namun tidak ada yang bisa memprediksikan akan terjadinya kejang. Bahkan gambaran EEG tampak normal sampai mulai terjadinya kejang. Kejang pada keracunan oksigen diyakini tidak akan menyebabkan masalah yang permanen karena tubuh berada pada kondisi surplus oksigen. Namun jika kejang terjadi saat penyelam sedang menyelam, maka penyelam tersebut dapat tenggelam. 6 Gejala lain yang berkaitan dengan SSP adalah terjadinya gangguan penglihatan serta telinga berdenging. Kemudian diikuti kejang setelah adanya penurunan kesadaran secara mendadak. 6 Pada analisa gas darah dapat terlihat perburukan kondisi hipoksemia yang dapat berujung pada gagal napas. Pada rontgen dada dapat terlihat adanya infiltrat bilateral dengan adanya edem paru namun tanpa adanya gambaran jantung yang menandakan peningkatan tekanan atrial kiri. 5

11 TERAPI DAN PENCEGAHAN Pengobatan pada kondisi ini hingga memerlukan ventilasi mekanik diikuti dengan pengobatan suportif. 5 Karena pengobatan pada kasus ini lebih pada simtomatik, maka pencegahan dan pengawasan untuk mengenali kondisi hiperoksik secara dini lah yang lebih penting. Namun harus diingat juga bahwa penghentian secara mendadak pemberian oksigen pada saat onset keracunan dimulai justru akan memunculkan efek oxygen off dan memperburuk kondisi. Penurunan kapasitas vital dapat digunakan sebagai indikator untuk mengawasi kemungkinan terjadinya keracunan oksigen. Penurunan pemberian oksigen maksimal yang dapat diterima adalah 10%. Komplians paru yang dinamis serta kapasitas difusi karbon monoksida juga akan menurun. 2 Pada pemeriksaan dengan elektroensefalogram, tidak ada hasil yang bermakna dalam memonitor adanya toksisitas oksigen terhadap otak. 2 Tidak ada obat yang dapat digunakan untuk mencegah terjadinya kejang pada keracunan oksigen pada SSP. Pada percobaan dengan hewan, kejang dapat dicegah dengan obat namun kerusakan sel otak akibat kejang yang berkelanjutan masih akan ada. Cara paling efektif untuk menurunkan resiko keracunan oksigen pada SSP adalah dengan membatasi tekanan oksigen yang diberikan, membatasi waktu paparan, dan istirahat menghirup oksigen murni saat melakukan penyelaman. 6 Namun menurut Patel et al antioksidan eksogen seperti vitamin E dan C dapat diberikan sebagai pencegahan pada bayi dengan resiko keracunan oksigen, mengingat mekanisme keracunan ini didasarkan pada ROS sebagai radikal bebas.

12 Dosis yang direkomendasikan adalah, vitamin E 100mg/kgBB/hari selama 4 6 minggu. 2 Adrenalektomi, hipofisektomi, dan kondisi hipotiroid berkaitan dengan penurunan keparahan terjadinya keracunan karena sebagai penyekat alfa adrenergik. 2 Pengobatan pada kondisi ini hingga memerlukan ventilasi mekanik diikuti dengan pengobatan suportif. 5 PENGGUNAAN OKSIGEN Pada pasien dengan hipoksemia kronis, lebih bijak jika menggunakan oksigen yang membantu pernapasan seminimal mungkin. PaO 2 sekitar 50 55mmHg biasanya cukup pada kondisi ini. 2 Positive end-expiratory pressure (PEEP) harus digunakan selama pemberian ventilasi mekanik jika konsentrasi oksigen yang diinspirasi >50% gagal memperbaiki keadaan hpoksia. Namun jika tidak terjadi hal demikian maka PEEP tidak diperlukan pada pasien.pada kondisi akut dengan hipoksia berat, konsentrasi oksigen harus cukup untuk mempertahankan saturasi di atas 90%. 2 Hipoksia yang mengancam nyawa harus selalu dikoreksi walaupun harus menggunakan oksigen 100% dalam jangka waktu yang cukup lama. 2 PEMANTAUAN TERAPI OKSIGEN Terapi oksigen harus diberikan terus menerus sampai pasien pulih dan tidak boleh dihentikan mendadak, karena penghentian mendadak dapat mengakibatkan turunnya tekanan oksigen alveolar. Dosis oksigen harus dihitung cermat. Tekanan

13 parsial oksigen dapat diukur dalam darah arteri. Saturasi hemoglobin dalam darah arteri tidak harus 100%. PO 2 arteri 60mmHg dapat memberikan saturasi 90%, tetapi jika ada asidosis, PaO 2 lebih dari 80mmHg diperlukan. Pada pasien dengan gagal napas dengan anemia harus diperbaiki dengan memperbaiki kadar hemoglobin agar transportasi oksigen kejaringan cukup. Peningkatan kecil tekanan oksigen arteri menyebabkan kenaikan bermakna saturasi hemoglobin. Dalam keadaan normal, tidak ada manfaat meningkatkan PaO 2 lebih besar dari 60-80mmHg. Peningkatan konsentrasi oksigen 1% meningkatkan tekanan oksigen sebesar 7 mmhg. 7 Penyapihan terapi oksigen harus dipertimbangkan ketika pasien menjadi nyaman, penyakit yang mendasarinya sembuh, tekanan darah, denyut nadi, frekuensi pernapasan, warna kulit, dan oxymetri berada dalam kisaran normal. penyapihan dapat secara bertahap dengan menghentikan oksigen atau menurunkan konsentrasi untuk jangka waktu tertentu misalnya 30 menit dan mengevaluasi kembali parameter klinis dan PaO 2 secara berkala. Pasien dengan penyakit pernapasan kronik mungkin membutuhkan oksigen pada konsentrasi yang lebih rendah untuk waktu yang lama. 7 PROGNOSIS Angka mortalitas membaik semakin hari namun masih dalam kisaran 30 hingga 75% dan terjadi pada 86 dari pasien per tahun. 2

14 BAB III PENUTUP KESIMPULAN Oksigen, merupakan zat yang sering digunakan untuk mengobati kondisi hipoksemia pada berbagai kondisi klinis. Namun oksigen itu sendiri dapat menjadi trigger terjadinya cedera paru akut jika tidak diberikan pada konsentrasi dan durasi yang sesuai. Paru merupakan organ yang rawan terjadinya cedera yang diakibatkan oleh oksidan, yang diawalo oleh sinyal protein hingga ke respon selular. Hal ini berakibat pada ruskanya epitel dan kapiler alveolar. Kemudian hiperpermeabilitas, mikrotrombi (hasil dari gangguan koagulasi dan fibrinolisis), deposisi kolagen dan fibrosis mengganggu struktur dan fungsi alveolus. 5 Meskipun terapi oksigen sangat berguna pada berbagai kelainan, efek lainnya dapat menyebabkan efek toksik biasanya pada SSP dan paru. Terapi yang dapat diberikan berupa terapi suportif namun pencegahan dan deteksi dini merupakan hal yang penting pada keracunan oksigen ini. 2