GANGGUAN METABOLISME NUTRISI DAN KESEIMBANGAN NITROGEN PADA PENDERITA INFEKSI
Pendahuluan
1. Gangguan metabolisme asam amino.
Asam amino penyusun protein tubuh yang terdapat bebas dalam darah adalah akibat katabolisme protein. Ketika di dalam sel otot, beberapa asam amino rantai bercabang dideaminasi dan kerangka karbonnya dioksidasi sebagai sumber energi sel secara langsung. Grup amonia kemudian digunakan kembali untuk sintesis alanin dan glutamin dalam sel-sel otot melalui kombinasi dengan 2 komponen karbon berasal dari asam amino, laktat, dan/atau piruvat. Proses sintesis ini memberikan kontribusinya kepada siklus glukose-alanin (Gambar 5). Pada saat asam amino meninggalkan otot, proporsi relatifnya tidak lagi seperti protein otot asalnya (Linder, 1992).
Salah satu asam amino bebas yang keluar dari sel otot atau lebih spesifik lagi, dari protein kontraktil yaitu aktin dan miosin otot rangka 3-metilhistidin. Asam amino bebas ini unik sifatnya kerena : (1) grup metilnya tercantum hanya setelah histidin sudah terinkorporasi ke dalam rantai protein dari elemen kontraktil otot; (2) setelah berbentuk 3-metilhistidin tidak dapat digunakan kembali atau dimetabolisme lebih lanjut pada manusia; dan (3) setelah dibebaskan selama katabolisme protein kontraktil, 3-metilhistidin memasuki plasma disaring melalui glomerulus ginjal dan diekskresi ke dalam urin. Oleh karena fenomena yang unik tadi, ekskresi 3-metilhistidin dalam urin, dapat digunakan dalam kondisi penelitian yang sangat ketat, yaitu selama menghindari diet yang mengandung daging, untuk memperkirakan besarnya katabolisme otot rangka setiap hari. Pengukuran tersebut bersama dengan data neraca N, memberi gambaran tidak langsung percepatan primer katabolisme protein selama demam oleh infeksi akut (Kenler et al., 1992; Linder, 1992).
Walaupun banyak macam asam amino yang masuk ke dalam plasma selama periode awal demam infeksi akut, namun kadar asam amino bebas tersebut dalam plasma cenderung menurun. Konsentrasi setiap asam amino bebas dalam plasma dari menit ke menit merupakan penjumlahan dari yang masuk dan keluar dari plasma. Karena tingkat masuk dan keluar dari hampir semua asam amino yang cepat di awal infeksi dan besarnya cadangan asam amino praktis konstan, maka penurunan kadar asam amino tersebut mestinya disebabkan oleh besarnya percepatan pengeluaran yang lebih banyak daripada tingkat pemasukan (Kenler et al., 1992; Linder, 1992).
Pendapat demikian tadi mendapat dukungan dari peneliti yang meneliti katabolisme protein menggunakan hewan percobaan. Penurunan konsentrasi plasma dari semua asam amino disebabkan oleh peningkatan asam amino dari plasma ke dalam sel-sel hepatik. Fenomena ini rupanya termasuk partisipasi beberapa macam pengangkutan asam amino menyeberangi dinding sel bagian luar dari hepatosit. Percepatan pengambilan asam amino tersebut ke dalam hepar mungkin distimulasi oleh aktivitas mediator leukosit endogen (MLE) setelah pembebasannya dari sel-sel fagositik yang diaktifkan. Oleh karena interaksi awal sel fagositik tubuh dengan mikroorganisme penginvasi merupakan respons alat pertahanan tubuh yang paling awal, tidaklah mengherankan kalau peningkatan asam amino (diawali oleh MLE) dari plasma ke dalam hepar juga adalah respons nonspesifik tubuh yang paling awal terhadap infeksi. Penurunan konsentrasi asam amino terlihat di awal periode inkubasi sebelum onset demam, kalau sukarelawan diamati secara longitudinal selama penelitian infeksi tersebut. Kompleksnya respons biokimia dan nutrisi terhadap infeksi, dalam metabolisme asam amino, paling baik diinterpretasi dengan menentukan respons individual asam amino atau grup kecil asam amino yang erat hubungannya. Respons yang terkadang unik dari suatu asam amino harus dipandang dalam kerangka pergerakan asam amino yang luas dari katabolisme protein dalam jaringan tubuh permukaan, melalui plasma ke hepar (Swyer, 1991; Kenler et al., 1992; Linder, 1992).
Asam amino rantai cabang, yaitu leusin, isoleusin dan valin tampil sebagai kelompok yang mungkin paling penting kontribusinya (masing-masing) dalam respons tubuh terhadap infeksi. Juga mempunyai kesanggupan membantu sebagai sumber energi langsung dalam otot, dimana N-nya digunakan kembali untuk sintesis asam amino glukoneogenesis. Lebih penting lagi keseimbangan ketersediaan asam amino rantai cabang ini penting untuk status nutrisi optimum dalam setiap sel untuk memungkinkan protein disintesis secara paling efisien. Untuk mendukung konsep ini, telah ditunjukkan bahwa pemberian intravena campuran asam amino rantai cabang 48 % pada kera yang infeksi (hanya mendapat zat makanan intravena) dapat mencegah neraca N negatif bila pemberiannya bersama dengan sumber energi yang cukup. Tidak ada kombinasi asam amino lain yang berhasil untuk tujuan tersebut. Penurunan kadar asam amino rantai cabang yang paling banyak dalam plasma selama infeksi manusia dilaporkan dalam demam tifoid . Ketidak seimbangan nutrisi asam amino rantai cabang (dibuat secara eksperimen) memperlihatkan pengaruh negatif terhadap status dan fungsi imunitas lebih besar daripada ketidakseimbangan asam amino mana pun, kecuali kalau terjadi defisiensi secara besar-besaran dari asam amino yang lain tersebut (Linder, 1992). Pada manusia telah dilakukan penelitian penggunaan asam amino rantai cabang 45% dengan hasil baik pada pasien sepsis (Lorenzo et al., 1997).
Metabolisme triptofan mendapat perhatian khusus dalam hepar. Peningkatan aktivitas oksigenase triptofan dilaporkan dalam hepar tikus pada waktu infeksi. Enzim ini menolong untuk menempatkan triptofan ke dalam lintasan kinurenin yang membutuhkan vitamin B6 dimana berbagai metabolik triptofan dibentuk yang merupakan penyusun reaktan diazo yang diekskresi ke dalam urin. Peningkatan ekskresi reaktan tersebut sudah dilaporkan pada setiap penelitian infeksi manusia, peningkatan yang maksimal terjadi dalam demam tifoid. Peningkatan aktivitas lintasan pengkonversi triptofan ke dalam metabolik kinurenin atau ke arah serotonin dapat menolong mencegah akibat buruk asam amino berpotensi racun tersebut dalam plasma (Linder, 1992).
Fenil alanin adalah asam amino lain yang mempunyai respons unik selama infeksi dimana terlihat kecenderungan meningkat konsentrasinya (bukan menurun), sebagaimana halnya hampir semua asam amino bebas. Fenilalanin berikatan metabolik dengan tirosin dimana dapat dikonversi melalui aktivitas enzim hepatik, hidrolase fenilalanin. Tirosin itu sendiri dapat dimetabolisme oleh aminotranferase tirosin, suatu enzim yang juga menunjukkan aktivitas hepatik selama infeksi akut atau stres. Fenilalanin adalah asam amino yang dapat beracun kalau berlebihan. Oleh karena relatif hanya sedikit fenil alanin dibutuhkan dalam sintesis protein, percepatan metabolismenya melalui hepar dapat menolong mencegah bahaya kebanyakan atau akumulasi fenilalanin tersebut selama infeksi.
2. Gangguan sintesis protein dalam hepar.
Percepatan masuknya asam amino ke dalam hepar memungkinkan digunakan untuk dua kepentingan utama yaitu sintesis protein baru atau untuk produksi glukose. Guna pembentukan protein baru selama infeksi, sel-sel hepar mengikuti sekuensi yang diharapkan dari pengaktifan pola kromatin pada inti, percepatan pembentukan RNA, lokalisasi RNA dalam endoplasmik retikulum yang kasar dan pembentukan rantai protein dengan penambahan asam amino dalam sekuensi yang benar. Untuk produksi glikoprotein, rantai protein baru diangkut melalui retikulum endoplasmik yang halus dimana molekul karbohidrat ditambahkan. Pembungkusan akhir terjadi dalam benda/alat Golgi sebelum glikoprotein tersebut dibebaskan dalam plasma (Lehninger, 1982; Linder, 1992).
Walaupun infeksi tidak mengubah cara produksi protein hepatik, tetapi mempunyai pengaruh yang mendalam pada tingkat sintesis protein dan tipe protein yang sangat bervariasi untuk digunakan intraseluler dan untuk sekresi ke dalam plasma. Informasi tentang bagaimana, mengapa protein tertentu dipilih untuk produksi dipercepat, tidak ada. Ini termasuk beberapa enzim yang mengatur penggunaan lintasan metabolik intraseluler tertentu dalam hepar. Contohnya adalah peningkatan aktivitas oksigenase triptofan yang mengarahkan triptofan menjadi metabolik kinurenin atau serotonin, dan aminotransferase tirosin. Contoh lain adalah cepatnya sintesis metalotionein, suatu protein yang unik yang luar biasa banyaknya mengandung sistein, yang menolong mengikat Zn dan memisahkannya dalam hepar selama infeksi aktif. Tetapi sebagian besar protein hepatik yang baru dibuat, diklasifikasikan sebagai reaktan fase akut, suatu deskripsi yang cocok dengan peningkatannya secara cepat dalam plasma infeksi fase akut atau peradangan. Reaktan fase akut ini semuanya glikoprotein dan termasuk protein-protein haptoglobin, asam glikoprotein, seruloplasmin, protein C-reaktif, fibrinogen, dan pada tikus, makrofetoprotein. Ditentukan bahwa setiap protein tersebut mempunyai beberapa peranan yang akan dimainkan dalam aspek nonspesifik dalam sistem pertahanan tubuh (Linder, 1992). Walaupun influks asam amino yang dipercepat ke dalam hepar dapat menyebabkan produksi banyak molekul protein baru, peningkatan beberapa protein intra hepatik mungkin membutuhkan penurunan yang lainnya. Konsep ini didukung oleh aktivitas beberapa enzim intra hepatik yang menurun selama ada infeksi, termasuk katalase, oksidase urat, 6-fosfatase glukose dan 5`-nukleotidase (Kenler, 1992).
Oleh karena penurunan kadar albumin plasma mungkin adalah yang paling konsisten, perubahan kimia terlihat selama penyakit infeksi yang bervariasi tersebut (manusia dan hewan) maka sudah sejak lama diasumsikan bahwa tingkat penurunan sintesis albumin merupakan mekanisme kompensasi intrahepatik yang lain yang ada hubungannya dengan peningkatan produksi reaktan fase akut. Tetapi dengan percobaan kera yang diinfeksi bakteri ternyata tingkat pembentukan albumin hepatik tidak meningkat maupun manurun selama infeksi tersebut. Penurunan albumin yang cepat paling baik dijelaskan dengan cepatnya katabolisme albumin dalam jaringan permukaan. Pada beberapa infeksi, kehilangan langsung albumin dan plasma protein lainnya dapat terjadi melalui ginjal (febrile proteinura) atau saluran pencernaan (protein-losing enteropathy) (Linder, 1992).
3. Gangguan keseimbangan nitrogen (neraca N)
Hampir semua infeksi menyebabkan tubuh kehilangan N dan zat makanan lainnya. Banyaknya N yang terbuang dapat ditentukan dengan teknik keseimbangan metabolik. Teknik ini berusaha untuk mencapai estimasi akurat perbedaan antar konsumsi tubuh dan total kehilangan dalam periode tertentu. Walaupun sebetulnya tidak mungkin mengukur kehilangan N yang secara normal kecil melalui rambut, keringat, sekresi, kulit yang terkelupas, udara yang terekspirasi dan lain-lain maka validitas estimasi yang pantas dapat dicapai melalui pengumpulan dan pengukuran secara berhati-hati bahan makanan terkonsumsi dan kehilangan melalui urin dan feses (Swyer, 1991; Jeejeebhoy, 1992).
Oleh karena ada kehilangan yang tidak dapat terukur, maka perbandingan N normal dari orang dewasa sehat dengan berat badan stabil rupanya memperlihatkan retensi 2-3 g total N per hari yaitu neraca positif semu. Nilai yang serupa umumnya selama periode inkubasi infeksi, walaupun dalam beberapa hal, nilai positif yang sedikit lebih tinggi dapat berarti meningkatkan aktivitas anabolik. Hanya sesudah demam mulai, perbandingan N akan menjadi sekurang-kurangnya negatif. Kehilangan N dari tubuh terjadi melalui urin, kehilangan yang paling besar adalah bentuk N-urea. Dengan deaminase N-glukoneogenik untuk mensuplai atom C untuk produksi glukose, grup N masuk ke dalam siklus urea, dikonversi menjadi urea dan diekskresi terutama ke dalam urin. Kalau tidak terjadi diare, N-feses yang hilang biasanya tidak meningkat selama infeksi. Dengan demikian, kehilangan setiap hari dapat berkisar antara 2-3 g/hari, tergantung pada ada atau tidaknya anoreksia yang akan menurunkan konsumsi makanan dan besarnya hipermetabolisme. Hipermetabolisme febrile adalah paling penting dengan rata-rata 7 % peningkatan tingkat metabolisme basal setiap 1 °C demam. Kehilangan dapat lebih besar lagi seperti pada pasien yang menderita luka bakar yang parah dan infeksi berganda (Jeejeebhoy, 1992; Linder, 1992).
Kehilangan N tubuh setiap hari selama infeksi akut dapat menggambarkan keparahan dan lamanya demam. Kehilangan awal besarnya tidak sama dengan yang terlihat pada semua periode infeksi; kehilangan akan menurun kalau infeksi persisten. Kehilangan dapat pula dipengaruhi oleh umur, dan status nutrisi sebelumnya. Kehilangan N awal terutama berasal dari penyimpanan N yang labil terutama diwakili oleh protein otot rangka dan jaringan somatik lain. Kalau infeksi memasuki fase substrat atau kronis dan bila suplai tubuh N menjadi habis maka kehilangan N setiap hari mulai berkurang dan tubuh memasuki suatu fase yang relatif baru steady state tetapi dalam kondisi kakektik. Anak yang normal tumbuh dengan cepat akan memperlihatkan neraca N yang positif besar kalau anak itu sakit. Dalam hal ini infeksi yang ringan sampai sedang mungkin tidak memperlihatkan neraca N yang negatif, tetapi hanya menunjukkan neraca N yang positif. Neraca N setiap hari mungkin tidak terlalu negatif pada posisi yang tidak mempunyai simpanan N-labil yang cukup. Penemuan yang unik tersebut terjadi pada bayi yang baru lahir, pada orang tua, dan pada pasien yang sebelumnya menderita kakektik (kehilangan berat badan yang banyak yang disebabkan oleh kelaparan), cedera yang parah, atau proses penyakit. Nitrogen yang hilang dapat diminimumkan atau bahkan dicegah selama infeksi bila penderita mengkonsumsi atau diberi asam amino dan zat penghasil energi yang cukup. Sebaliknya, kehilangan N kumulatif dan elemen lain dapat dikembalikan selama periode penyembuhan. Waktu yang dibutuhkan untuk membangun kembali/mengganti yang hilang setelah infeksi dapat berkisar antara beberapa minggu sampai beberapa bulan. Proses tersebut dapat dipercepat dengan memberi makanan ekstra (Weinsier, 1989; Linder, 1992; Jeejeebhoy, 1992).
4. Gangguan metabolisme karbohidrat
Tingkat akselerasi metabolisme tubuh selama infeksi demam rupanya dicapai terutama karena oksidasi karbohidrat/energi. Peningkatan penggunaan karbohidrat ini disebabkan oleh berbagai metabolik dan respons hormonal kompleks yang bersamaan waktunya dengan onset mulainya demam (Swyer, 1991). Pada sepsis hiperglikemia sering terjadi dan ini sebagai akibat peninggian substrat dan hormon antagonis insulin dan gangguan penggunaan karbohidrat oleh tubuh (Weinsier, 1989; Sianturi, 1998).
Beberapa pengertian tentang sekuensi peristiwa yang ada hubungannya dengan karbohidrat diperoleh dengan pengamatan pada hewan laboratorium yang diberi dosis letal endotoksin. Dalam waktu singkat, pada awalnya terjadi hiperglikemia, diikuti oleh hilangnya glukose yang cepat dalam darah dan glikogen dari jaringan. Pada waktu mati, didapatkan gejala hipoglikemia parah dan tubuh betul-betul kehilangan karbohidrat. Selama periode awal, produksi glukose meningkat, tetapi menurun nyata sekitar satu jam sebelum mati (Lehninger, 1982). Beberapa aspek model endotoksin ini mungkin tepat untuk infeksi dengan organisme hidup. Pada onset simptom penyakit, glukose darah (puasa) mungkin sedikit meningkat; kalau tes toleransi glukose dilakukan, hasilnya akan serupa dengan yang terlihat pada subjek dewasa menderita diabetes. Mulai glukose meningkat setelah infus intravena sampai dengan yang lebih tinggi dari konsentrasi normal, kemudian menurun lebih perlahan dari normal (Weinsier, 1989; Linder, 1992).
Dalam beberapa jam setelah onset demam pada manusia, nilai insulin plasma (puasa) meningkat sedang, dan respons insulin terhadap glukose yang diinfus lebih besar dari normal yang menyerupai pola respons hiperinsulinemik onset dewasa pasien/penderita diabetes. Kadar glukagon juga tinggi selama infus glukose, respons hormon pertumbuhan berlawanan, memperlihatkan peningkatan perlahan-lahan (bukan menurun seperti yang diharapkan). Kombinasi respons endokrin pada serangan awal/onset demam akut karena infeksi, terutama peningkatan glukagon, menyebabkan akselerasi produksi glukose baru dalam hepar dan membebaskan glukose dari glikogen simpanan (Lehninger, 1982).
Penemuan perlambatan tingkat menghilangnya glukose dari plasma kalau ada insulin yang lebih tinggi dari normal menunjukkan adanya resistensi insulin parsial/sebagian dalam jaringan permukaan mungkin disebabkan oleh berbagai perubahan jumlah reseptor insulin dan/atau afinitas dalam berbagai target populasi sel. Konsep ini serupa dengan pengetahuan klinik sejak dulu dimana pasien diabetes yang membutuhkan insulin harus meningkatkan dosis insulin bila demam terjadi guna mencegah hiperglikemi dan glikosuria. Penyesuaian hormonal terhadap penyakit panas/demam yang akut akan kembali normal setelah sembuh. Sifat yang tidak tetap karena kemungkinan resisten terhadap insulin menunjukkan bahwa perubahan mungkin dapat terjadi dalam jumlah atau afinitas reseptor insulin pada dinding seluler di seluruh jaringan tubuh permukaan (Linder, 1992).
Walaupun awal penyakit infeksi biasanya diikuti oleh hipoglikemia sedang, ada beberapa sintesis klinis dimana hipoglikemi dapat ditemukan. Hipoglikemia dapat menyebabkan kondisi yang berbahaya. Rendahnya glukose darah dapat terlihat secara klinis dalam syok septik karena gram negatif, pada bayi yang baru lahir atau prematur dengan infeksi umum, atau pada pasien dengan bentuk infeksi hepatitis yang parah. Situasi tersebut disebabkan oleh gagalnya hepar untuk menyediakan produksi glukose yang cukup. Dalam syok septik atau hepatitis parah, pemecahan dapat terjadi dalam sintesis metabolik dan dalam enzim yang dibutuhkan untuk glukoneogenesis hepatik. Dalam hipoglikemia infantil, pemecahan paling baik dijelaskan dengan tidak cukupnya suplai substrat sebagai zat-zat makanan. Bayi lahir dengan protein otot rangka yang sedikit dan terlampau sedikit persediaan N yang labil guna memungkinkan pengalihan asam amino yang agak banyak ke dalam lintasan glukoneogenik (Weinsier, 1989; Linder, 1992).
Tidak ada bukti untuk menyatakan bahwa lintasan metabolik yang biasa untuk glikogenolisis atau glukoneogenesis diubah secara mendasar selama infeksi; tetapi tingkat penggunaannya dipercepat. Produksi glukose dalam hepar dan pelepasannya dipengaruhi oleh kombinasi perubahan hormonal tersebut., namun hendaknya di sini diperhatikan bahwa disamping yang sudah dilaporkan di atas (peningkatan insulin, glukagon, pengeluaran hormon pertumbuhan) ada kemungkinan hormon utama yang lain yang dipengaruhi oleh glukose juga terlibat dalam respons endokrin terhadap infeksi. Ini termasuk peningkatan produksi adrenal dari kortisol dan yang ada hubungannya dengan glukokortikoid, mempercepat metabolisme hormon tiroid, dan dalam beberapa hal infeksi terutama yang menyebabkan perubahan hipotensif akan meningkatkan pembebasan katekolamin (Linder, 1992)..
Dalam pembentukan tambahan glukose, hepar menggunakan seluruh bentuk substrat termasuk gliserol yang dibebaskan dari trigliserida selama lipolisis dan depo lemak dan jaringan lain, asam laktat, piruvat dari aktivitas metabolik sel seluruh tubuh, dan yang penting lagi adalah asam amino glukoneogenik yang dibebaskan dari otot dan diambil oleh hepar dalam fase percepatan. Penggunaan asam amino sebagai substrat untuk produksi glukose, adalah proses yang mahal untuk tubuh dibanding penggunaan substrat lain. Percepatan penggunaan energi karbohidrat dalam metabolisme seluler jelas dapat terlihat pada suatu mekanisme tubuh yang penting yaitu respiratory burst yang mengikuti aktivitas fagositik neutrofil dan makrofag dan diberi energi dari karbohidrat. Glukose digunakan untuk memungkinkan peningkatan tingkat metabolisme yang ada hubungannya dengan demam. Dalam kondisi normal, suplai energi tubuh dari lipid kurang dipercepat untuk memberi energi tambahan sewaktu demam. Namun pemberian glukosa yang berlebihan akan disimpan didalam hati tidak sebagai glikogen namun sebagai lemak, sehingga terjadi perlemakan hati (Linder, 1992, Sianturi, 1998).
5. Gangguan metabolisme lipid
Respons metabolik yang melibatkan perubahan metabolisme lipid selama infeksi lebih kompleks dan masih kurang mendapat perhatian dibanding yang melibatkan respons protein atau karbohidrat. Dalam sel-sel hepar terjadi peningkatan absolut lipogenik dengan pembentukan molekul asam lemak baru langsung dari asetat melalui lintasan lipogenik konvensional. Bila sudah terbentuk, asam lemak tersebut dapat dibentuk menjadi trigliserida atau diangkut sebagai asam lemak bebas ke mitokondria sel hepar, asam lemak bebas (Free Fatty Acid = FFA) yang diambil oleh hepar dari albumin plasma yang berfungsi sebagai pengangkut, juga dipindahkan ke dalam mitokondria dan keduanya mungkin digunakan untuk produksi energi. Penyerahan FFA ke dalam mitokondria dapat dicapai melalui enzim yang membutuhkan karnitin. Penelitian yang mendetail tentang metabolisme karnitin dalam hepar selama berbagai infeksi pada hewan laboratorium memperlihatkan bahwa selama infeksi harus tidak ada defisiensi faktor karnitin untuk memungkinkan enzim mengatur masuknya FFA ke dalam mitokondria. Juga pengambilan asam lemak bebas rantai pendek oleh mitokondria, tetapi masalah dapat terjadi pada transpor asam-asam lemak bebas rantai panjang (Alexander et al., 1998).
Pengumpulan asam lemak menjadi trigliserida terjadi dalam hepatosit selama infeksi. Jumlah yang cukup dapat dibuat sampai merupakan suatu butiran lemak kecil dalam sel hepar yang selanjutnya menjadi fatty metamorphosis atau degenerasi lemak yang dapat terlihat mikroskopis. Dalam waktu yang sama produksi lipoprotein oleh sel hepar meningkat. Aktivitas terakhir ini tidak selalu cukup untuk mencegah pembentukan atau akumulasi butir-butir lemak kecil tadi dalam sel. Maksud dan potensi lipogenesis dalam hepar tidak jelas. Aktivitas tersebut mungkin dirangsang oleh meningkatnya konsentrasi insulin dalam plasma. Sangat sedikit diketahui tentang produksi fosfolipid dalam hepar selama infeksi. Produksi dan pembebasan kolesterol dalam hepar yang membuat kompleks dengan lipoprotein, sedikit dipercepat (Linder, 1992).
Kadar plasma dan pengangkutan berbagai lipid selama infeksi dipengaruhi oleh berbagai faktor. FFA biasanya menurun yang mana disebabkan oleh : (1) penurunan hormon perangsang lipolisis dalam jaringan perifer, yang sebagian diantaranya oleh adanya insulin yang lebih tinggi daripada normal; (2) penurunan albumin plasma; (3) perubahan tingkat aliran dari plasma ke dalam hepar dan (4) perubahan tingkat pengambilan FFA sebagai sumber energi dalam sel-sel tubuh perifer. Penurunan kadar albumin dalam plasma mungkin yang paling penting dalam arti konsentrasi FFA yang aktual, dimana pergerakan FFA dalam arti penggunaan lipid untuk produksi energi seluler. Dalam setiap kejadian, konsentrasi FFA plasma tidak baik digunakan sebagai indikator dan tingkat lipolisis atau penggunaan jaringan (Lorenzo et al., 1997).
Kadar kolesterol plasma tidak selalu mengikuti pola yang jelas atau yang konsisten selama infeksi, terkadang menurun terkadang tidak ada perubahan. Mungkin pola yang konsisten adalah penurunan yang hanya sebentar pada penderita infeksi virus. Tidak jelas kalau perubahan konsentrasi kolesterol dalam plasma disebabkan oleh perubahan tingkat produksi kolesterol, pengambilan kolesterol oleh sel atau jaringan, atau terhadap perubahan ketersediaan lipoprotein. Trigliserida plasma cenderung terlihat konstan meningkat selama infeksi terutama dalam sepsis dengan mikroorganisme gram negatif, dimana peningkatan trigliserida dapat menyebabkan milky-plasma. Peningkatan trigliserida dapat menyebabkan produksi dalam hepar bersamaan dengan penurunan pengambilan perifer dan tingkat pembuangannya. Kecenderungan infeksi gram negatif menyebabkan hiper trigliseridemia pada manusia, juga terlihat pada kera (resus kera) kalau respons trigliserida dibandingkan antara sepsis gram positif (Streptococcus pneumonia) dan gram negatif (Salmonella typhimurium). Sebagian dari kecenderungan akumulasi trigliserida dalam plasma selama sepsis gram negatif dapat dijelaskan dengan penurunan aktivitas lipase lipoprotein yang sensitif terhadap heparin, enzim tersebut dalam jaringan permukaan dibutuhkan untuk memungkinkan jaringan tersebut mengambil lipid yang dibawa oleh lipoprotein. Walaupun kebutuhan ini datang dari pengamatan pada kera, rupanya juga terjadi pada manusia (Linder, 1992).
6. Gangguan metabolisme mineral makro dan mikro
Respons metabolik terhadap infeksi pada hakekatnya melibatkan semua yang dapat dianalisis secara akurat. Prinsip dasarnya adalah hasil pengamatan yang memperlihatkan pola perubahan neraca mineral intraseluler yang menyerupai neraca N. Pola kehilangan mineral absolut yang ditentukan oleh data neraca, dapat diestimasi dengan menggunakan rasio Na : K : P dan rasio N : Mg yang didapatkan secara normal dalam jaringan otot rangka. Seperti yang digunakan pada kehilangan P tubuh, konsep ini mempunyai dua kekecualian. Korelasi harus dibuat untuk rasio P : Ca yang mengikutinya, berdasarkan pada neraca mineral tulang, fosfat plasma dan uniknya mempunyai respons positif selama periode hiperventilasi respirasi. Hal ini diikuti oleh kehilangan CO2 yang berlebihan dan terjadinya produksi alkalosis respirasi. Dalam periode peningkatan temperatur tubuh secara cepat biasanya diikuti oleh takhipnea (respirasi cepat), kehilangan CO2 berlebihan (respirasi dalam) dan meningkatkan pH darah. Dalam keadaan demikian ini, kadar fosfat plasma memperlihatkan penurunan yang dramatis, dan fosfat hilang dari urin. Fenomena ini hanya sebentar saja di awal infeksi: kehilangan fosfat tubuh kemudian diikuti oleh kehilangan N untuk mempertahankan rasio P : N yang normal dalam otot (Lehninger, 1982).
Hampir semua penyakit infeksi mempunyai pengaruh yang dapat dideteksi di dalam kandungan Calsium (Ca) plasma, karena kehilangan Ca tubuh yang berasal dari jaringan otot menyebabkan paralisis otot rangka yang menyebabkan metabolik sekunder oleh karena adanya atrofi jaringan lunak tubuh dan tulang. Periode awal atrofi diikuti oleh neraca N negatif dan elemen intraseluler lain dari otot, Ca, P dan lain-lain dari tulang (Linder, 1992).
Sulfur adalah unsur yang sukar untuk dikuantitatifkan dalam pengamatan neraca metabolik, tidak ada pengamatan neraca yang tersedia untuk penyakit infeksi manapun. Sekalipun demikian, ada data yang tersebar dari literatur tua yang mengasumsikan bahwa kehilangan sulfur mengikuti pola yang sama dengan N. Seng (Zn) adalah unsur lain yang juga belum menjadi subyek dalam pengukuran neraca metabolik selama infeksi. Tetapi perubahan konsumsi makanan dan kehilangannya dalam urin menunjukkan bahwa kehilangan Zn juga serupa dengan nitrogen. Dilaporkan secara nyata bahwa banyak pengurangan ikatan Zn pada makroglobulin plasma selama hepatitis (infeksi) akut. Tetapi aspek yang paling aneh dalam perubahan metabolisme Zn selama infeksi, bukan karena hilangnya dari tubuh. Seng adalah elemen yang akan konsisten, cepat, dan sedikit banyak didistribusikan kembali dalam tubuh. Dalam beberapa jam setelah keluarnya endotoksin atau onset proses infeksi bakteri/virus, konsentrasinya mulai menurun, biasanya 50% di bawah normal. Redistribusi ini terutama disebabkan oleh aliran Zn dari plasma ke hepar dan hasil dari cepatnya sintesis (dirangsang oleh MLE) matallotionein, suatu protein pengikat yang akan mengikat Zn dalam hepatosit. Sekuestrasi Zn tersebut mungkin dapat menolong suatu tujuan yang bermanfaat dalam pertahanan tubuh dengan jalan menekan konsentrasi Zn dalam plasma dan memungkinkan sel-sel fagositik berfungsi paling efektif (Lehninger, 1982; Linder, 1992).
Besi (Fe) adalah mineral lain yang akan mengalami kontrol redistribusi fisiologis secara dramatis dalam bentuk simpanan. Seperti Zn, aliran Fe dari plasma sampai pada tempat untuk ikatan dalam hepatosit dan sel-sel retikulo endotelial sangat cepat, terjadi dalam beberapa jam saja setelah pelepasan endotoksin bakteri ( dalam penelitian pada hewan laboratorium) setelah awal infeksi. Seperti Zn, Fe merangsang de novo sintesis dan mengakumulasi simpanan protein intraseluler (ferritin). Bedanya Fe dengan Zn adalah pada perbedaan besarnya tingkat penyusutan dalam plasma (% konsentrasi normal). Kalau Zn dapat turun sampai 50% normal dalam plasma, Fe dapat turun sampai tidak terdeteksi. Penurunan Fe yang paling banyak adalah pada infeksi pirogenik. Mekanisme yang menyebabkan aliran Fe dari plasma sampai ke tempat pengikatannya kurang jelas. Kemungkinannya antara lain MLE merangsang pergerakan tersebut. Juga laktoferin (protein pengikat Fe dibentuk oleh sel-sel fagositik) dapat menolong peranan pengangkutan selama infeksi untuk membawa Fe ke dalam sel mikroorganisme penginvasi. Sampai saat ini masih diperdebatkan bahwa akumulasi Fe dalam hepar selama infeksi tidak terjadi karena adanya percepatan pengambilan Fe oleh hepar, tetapi karena mekanisme pembebasan Fe dalam depo intra seluler dihambat (Lehninger, 1982).
Penurunan kadar Fe plasma secara tiba-tiba pada onset infeksi akut rupanya menolong mekanisme pertahanan tubuh. Besi adalah zat makanan esensial untuk pertumbuhan/proliferasi bakteri dan mikroorganisme tertentu yang lain. Memang, banyak bakteri yang mempunyai kesanggupan mensekresi siderofore, yang dapat mengikat Fe dalam media sekitarnya sehingga meningkatkan daya gunanya untuk bakteri. Di lain pihak kedua protein pengikat dalam plasma pada tubuh ada hubungan yang konstan agar Fe lebih daripada siderofore bakteri. Jadi kalau protein pengikat Fe tubuh yaitu transferin dalam plasma dan laktoferin di tempat lain, dalam keadaan tidak jenuh, maka keduanya dapat bersaing secara sangat efektif dengan bakteri penginvasi untuk setiap Fe bebas yang ada. Pergerakan Fe dari plasma ke tempat sekuestrasi menolong meningkatkan neningkatkan konsentrasi transferin tidak jenuh dalam plasma darah. Pelepasan laktoferin secara langsung dari sel-sel fagositik di tempat yang ada proses peradangan akan menolong menurunkan daya guna Fe yang akan diambil oleh bakteri di daerah peradangan tersebut. Masih belum jelas kalau perubahan yang terjadi akan serupa bila diinfeksi dengan virus (Linder, 1992; Levander, 1997).
Tembaga (Cu) adalah mikromineral ketiga yang diketahui mengalami redistribusi fisiologi selama infeksi bakteri atau virus. Cu merupakan komponen pelengkap seruloplasmin, salah satu protein reaktan pada fase akut yang disekresi oleh hepar ke dalam plasma. Peningkatan Cu plasma sebagai komponen seruloplasmin terjadi kira-kira satu hari setelah penurunan secara tiba-tiba Fe dan Zn pada onset infeksi. Setelah infeksi diobati, penurunan Cu plasma sampai menjadi normal terjadi lambat-laun dan sesuai dengan waktu yang diharapkan koefisien hilang sebagai seruloplasmin. Walau tujuan redistribusi Cu ini belum diketahui secara pasti, namun sudah dibuktikan bahwa seruloplasmin mungkin mempunyai kontribusi dalam pertahanan nonspesifik tubuh. Peran ini belum jelas, tetapi mungkin termasuk pengangkutan Cu untuk sintesis kuproenzim atau modulasi respons katekolamin dan histamin, atau produksi ion superoksida yang berhubungan dengan peradangan akut (Linder, 1992).
VI. Gangguan elektrolit dan perubahan asam-basa
Beberapa perubahan dalam metabolisme elektrolit menandakan onset dan status awal dari demam infeksi akut. Semula, mungkin ada sedikit peningkatan kehilangan Na dan Cl dalam urin pada onset demam. Pengeluaran keringat ada hubungannya dengan pola demam yang dapat menyebabkan kehilangan elektrolit tersebut secara langsung dari kulit dan muntah sehingga dapat menyebabkan kehilangan langsung ion hidrogen dan klor. Tetapi dalam sehari atau dua hari setelah demam mulai, mekanisme ginjal mulai bekerja yang akan membatasi pengeluaran Na dan Cl dalam urin. Retensi garam dalam renal dapat disebabkan oleh aktivitas aldosteron. Sekresi adrenal dari mineralokortikoid yang kuat ini meningkat cepat di awal demam. Natrium dan Klor urin menurun kemudian terjadi retensi garam diikuti oleh retensi air (Linder, 1992). Respons hormonal terlihat dalam beberapa infeksi yang parah sehingga menyukarkan perubahan elektrolit lebih jauh. Di sini terlibat sekresi hormon antidiuretik dan pituitaria posterior dan menambah rangsangan untuk retensi air tubuh. Dalam infeksi parah yang tersebar, asidosis metabolik dan anoksia jaringan dapat mengganggu fungsi dinding sel sampai tingkat dimana ion-ion natrium dan hidrogen terlampau banyak terakumulasi dalam sel (Lehninger, 1982).
Bentuk lain dari infeksi lokal, yaitu diare mempunyai pengaruh penting pada konsentrasi air dan elektrolit. Kehilangan air dan elektrolit yang parah terlihat selama kolera dan enterotoksigenik, infeksi Escheria coli dan beberapa enterovirus pada bayi. Hanya dalam beberapa jam akan kehilangan cairan isoosmotik yang banyak melalui feses, terutama mengandung air dan elektrolit; hal ini dapat menyebabkan deplesi ekstraseluler yang parah ditandai oleh hemokonsentrasi dan hipotensi hipovolemik. Pola kehilangan elektrolit dalam infeksi diare oleh enterotoksin menyerupai kolera yang merangsang aktivitas siklase adelinate yang banyak dikontrol oleh tingkat kehilangan cairan. Pada onset kolera, volume feses dapat lebih dari 500 ml/jam, kadar Na dan bikarbonat masing-masing dapat lebih dari 80 meq/liter dalam cairan diare. Kadar K jauh lebih rendah yaitu 25-30 meq/liter. Kalau produksi feses sudah berkurang dalam beberapa hari kemudian konsentrasi natrium dan bikarbonat menurun dan K meningkat. Kehilangan feses pada bentuk ringan dari diare berair ditandai oleh tingginya K. Pada infeksi disentri, kehilangan langsung dapat berupa darah, mukus, puing-puing sel dan protein yang tidak ada dalam diare berair. Perbedaan yang luas dalam macam dari garam dan air yang dihasilkan secara tidak normal oleh penyakit infeksi, diimbangi oleh keadaan yang sama dalam bentuk perubahan yang dapat timbul dalam bentuk hubungan asam-basa. Seperti diperlihatkan pada Gambar 7 yaitu berbagai aspek atau komplikasi dimana infeksi merupakan salah satu dari 4 pengacau utama keseimbangan asam-basa (Linder, 1992).
Onset demam dengan penyebab apapun akan diikuti oleh peningkatan frekuensi respirasi dan kehilangan CO2 yang berlebihan dari plasma, menyebabkan alkalosis respirasi dengan peningkatan pH dan sedikit penurunan bikarbonat plasma. Asidosis respiratori jauh lebih jarang terjadi, tetapi dapat terjadi kalau pertukaran gas paru-paru terjadi bersamaan dengan proses konsolidasi paru-paru yang ekstensif, seperti pada pneumonia akut, destruksi paru-paru dalam TBC, atau paralisis otot respirasi dalam poliomielitis atau botulisme. Dalam keadaan demikian akumulasi CO2 dalam plasma menyebabkan penurunan pH bersamaan dengan peningkatan yang sederhana dari bikarbonat plasma. Asidosis metabolik dapat timbul dalam infeksi umum yang parah, terutama yang ada hubungannya dengan syok hipotensi dan anoksia jaringan. Akumulasi asam laktat dan produk asam lainnya menurunkan pH plasma dan bikarbonat. Ini merupakan problem yang relatif umum, terutama kalau infeksi terjadi pada penderita yang sudah berpenyakit parah dengan problem pengobatan atau pembedahan dan/atau proses keganasan. Alkalosis metabolik relatif kurang umum terjadi, tetapi dapat terjadi dalam jangka waktu lama kalau diare menyebabkan terdeplesinya K secara tajam dalam tubuh. Dalam keadaan demikian, jaringan-jaringan seperti tubuli renal dan miokardium mengalami perubahan degenerasi vakuola seluler, serta pH plasma dan kadar bikarbonat keduanya meningkat (Lehninger, 1982; Linder, 1992).
VII. Gangguan metabolisme vitamin
Sangat sedikit yang diketahui tentang perubahan dalam metabolisme vitamin selama infeksi. Secara teoritis deposit vitamin tubuh dapat terkurangi atau terdeplesi oleh peningkatan metabolisme seluler dan/atau perubahan penggunaan lintasan metabolik selama infeksi. Penurunan konsumsi vitamin secara umum dan mungkin lebih banyak kehilangan vitamin langsung melalui urin. Pengamatan klinis kepustakaan lama melaporkan bahwa pada onset klinis infeksi akut dapat terjadi keadaan avitaminosis seperti sariawan, beri-beri atau pelagra (Linder, 1992).
Kadar vitamin C adrenal menurun selama periode steroidogenesis. Kehilangan vitamin B2 melalui urin meningkat sehubungan dengan keseimbangan N yang negatif pada infeksi akut. Terutama pada orang tua yang dirawat di rumah sakit diketahui banyak kehilangan vitamin B6 dan vitamin C (Pfitzenmeyer, 1997). Banyak di antara vitamin, termasuk piridoksin (B6), asam pantotenat, vitamin C, vitamin A dan vitamin E, berkontribusi dalam fungsi sel-sel fagositik dan/atau limfosit. Aktivitas sel-sel tersebut tidak dapat diragukan lagi, akan meningkatkan kebutuhan dan akibatnya akan mempengaruhi metabolisme vitamin (Weinsier, 1989; Linder, 1992).
VIII. PENGARUH INFEKSI PADA SISTIM HORMONAL
Respons metabolik terhadap infeksi dimodulasi dan dipengaruhi oleh interaksi banyak hormon. Belum diketahui bagaimana hubungan kompleks endokrin yang luas ini dengan respons metabolik selama terjadi proses infeksi. Selain memodulasi nutrien (Guyton, 1982; Linder, 1992), aktifitas sistim endokrin berkaitan erat dengan respon imunitas, yang mana keduanya akan saling mempengaruhi. Respon imunitas akan meningkatkan fungsi neural dan endokrin dan selanjutnya aktifitas neural dan endokrin yang meningkat tadi akan memodifikasi fungsi imunologis. Efek imunoregulator beberapa hormon dan peptida dapat dilihat pada tabel 2 (Reichlin, 1993).
Sebagai master kontrol kelenjar dari sistim endokrin, kelenjar pituitari anterior ikut berperan penting dalam respons hormonal yang kompleks terhadap infeksi. Pituitari posterior meningkatkan sekresi hormon antidiuretik (ADH) sebagai kontribusi utamanya. Sekresi ADH dapat menjadi banyak (tidak normal) pada beberapa infeksi. Bagaimana respons pituitari anterior, dipacu atau dipertahankan tetap, belum jelas. Setiap hormon rupanya mengikuti polanya masing-masing yang unik. Data hasil pengamatan menunjukkan bahwa semua hormon utama menjadi terlibat, kecuali yang disebabkan oleh kelenjar gonad dan paratiroid (Linder, 1992).
Pada hampir semua jenis stress, termasuk infeksi bersamaan dengan demam atau tidak lama sebelum onset demam, akan menyebabkan segera peningkatan adrenocorticotropic hormon (ACTH) diikuti oleh peningkatan yang sangat besar pada sekresi kortisol dalam beberapa menit (Guyton, 1982). Mekanisme pengaturan sekresi glukokortikoid dapat dilihat pada gambar 8. Awal respons kortisol menyebabkan hilangnya siklus sirkadian normal dalam plasma, yang terlihat selama sore atau petang hari. Sedikit peningkatan kortisol plasma di atas kadar kortisol normal waktu pagi dapat juga terjadi sementara pada infeksi akut yang parah. Peningkatan nyata kortisol tidak terlihat kalau hepar mampu mengkonversi kortisol menjadi metabolit yang larut dalam air. Perubahan kortisol plasma tidak dapat menggambarkan protein pengikat kortisol dalam plasma. Peningkatan pengeluaran kortisol atau 17- OH kostikosteroid dapat pula terjadi dalam urin. Peningkatan ini hanya sebentar dan dengan cepat kembali normal bila mulai terjadi proses penyembuhan atau akan menurun sampai subnormal kalau infeksi menjadi kronis (Linder, 1992).
Sekresi ACTH diatur oleh corticotropin releasing hormon (CRH) yang diaktifkan oleh hampir setiap jenis stress fisik atau psikis termasuk infeksi. Kortisol yang dalam beberapa menit meningkat dalam jumlah besar mempunyai efek umpan balik negatif langsung pada hipotalamus akan mengurangi produksi CRH sedang pada kelenjar hipofisis anterior akan mengurangi pembentukan ACTH (lihat gambar. 8). Umpan balik ini akan mengatur kadar kortisol darah (Guyton, 1982).
Efek pengeluaran kortisol yang besar ini pada tubuh sangat besar yaitu (1) terjadinya perangsangan glukoneogenesis di hepar hingga 6 - 10 kali dibanding normal. Hal ini akibat efek kortisol yang meningkatkan transport asam amino dari cairan ekstrasel masuk sel hepar, aktifnya pembentukan messenger RNA untuk pembuatan beberapa enzym yang mengubah asam amino menjadi glukosa dan mobilisasi asam amino dari jaringan ekstra hepatik. (2) Pengurangan penggunaan glukosa oleh sel, (3) peningkatan konsentrasi glukosa darah sekitar 50% atau lebih disebut sebagai diabetes adrenal. Pada metabolisme protein efek kortisol adalah pengurangan cadangan protein diseluruh tubuh kecuali hepar yang justru meningkat. Ini disebabkan oleh pengurangan sintesis protein dan peningkatan katabolisme protein dalam sel dan meningkatnya transpor asam amino ke dalam sel hepar. Selain itu pada metabolisme lemak, kortisol meningkatkan mobilisasi lemak dan secara moderat meningkatkan oksidasi asam lemak dalam sel. Mekanisme inilah salah satu faktor yang membantu menggeser sistim metabolisme sel pada saat stress dari penggunaan glukosa ke pemecahan asam lemak untuk penyediaan energi. Sedang salah satu efek anti peradangan kortisol yang penting adalah kesanggupannya untuk membuat stabil membrana lisosom sehingga tidak mudah pecah (Guyton, 1982).
Sebaliknya pengeluaran adrenokortikal yaitu aldosteron mengikuti pola yang berbeda dari waktu peningkatan. Onset dan kadar mineralokortikoid ini dalam plasma lebih lambat dan untuk selanjutnya untuk kembali normalpun juga kurang cepat. Kalau pengaruh aldosteron berakhir, kelebihan garam dan air tubuh yang diretensi selama sakit, diekskresi oleh proses diuresis di awal periode penyembuhan (Linder, 1992).
Walaupun terjadi sedikit ekskresi katekolamin dalam plasma atau urin, namun dilaporkan bahwa peningkatan yang relatif kecil (1,2-1,6 kali) dapat terjadi selama manusia mengalami infeksi. Sepsis gram negatif, terutama kalau diikuti dengan syok hipotensi akan menyebabkan peningkatan pengeluaran epinefrin dan neropinefrin dalam plasma (Linder, 1992).
Respons hormon tiroid terhadap infeksi serupa dengan yang terjadi pada penyakit akut lain, trauma atau pembedahan. Tetapi tiroid dan hormonnya ternyata tidak ikut dalam mempengaruhi perkembangan demam. Bahkan kontribusinya terhadap status hipermetabolik pasien demam ternyata kecil. Perubahan metabolisme hormon tiroid harus dipandang dari 2 mekanisme yang terpisah, yakni (1) produksi, kelenjar, penyimpanan dan pembebasan hormon dan (2) penggunaan perifer atau degradasi hormon ini yang disebabkan oleh berbagai jaringan (Linder, 1992). Pola perubahan longitudinal dalam mekanisme ini yang terjadi selama infeksi akut ternyata tidak terkoordinasi sehingga pengukuran hormon cenderung memperlihatkan kemajuan bifasik. Di awal infeksi, ada peningkatan tingkat pengambilan dan degradasi hormon tiroid oleh jaringan permukaan. Metabolisme T4 dan T3 umumnya dipercepat, neutrofil hepar dan darah perifer mempunyai peranan penting dalam pengambilan, deiodinasi, atau konversi hormon tersebut menjadi metabolit lain yang kurang aktif. T4 banyak dikonversi dalam hepar menjadi rT3 dan bukan T3. Di lain pihak, tingkat metabolisme T4 dan T3 mungkin diperlambat pada penderita malaria, yang rupanya disebabkan oleh terganggunya fungsi hepar. Besarnya kontribusi perubahan dalam protein pengikat tiroid dalam plasma (prealbumin) dan thyroxine binding globulin terhadap perubahan klirens hormon atau terhadap penurunan iodium terikat dengan protein tidak jelas diketahui (Linder, 1992; Reichlin, 1993).
Perubahan-perubahan aktivitas kelenjar tiroid paling baik dijelaskan dengan penurunan respons dari mekanisme kontrol dalam hipotalamus yang melibatkan thyrotropin releasing factor (TRF) dan thyroid-stimulating hormone (TSH). Inflamasi dan sepsis menghambat sekresi tirotropin, yang mana ini melibatkan aksi dari sitokin pada aksis hipotalamus-pituitaria-tiroid (lihat tabel. 3). Dalam proses penyembuhan, akibat terlanjurnya proses kontrol ini menyebabkan pengikatan tiroid kembali dengan kadar hormon yang lebih besar dari normal dalam plasma (Linder, 1992; Reichlin, 1993).
Sedikit peningkatan konsentrasi hormon pertumbuhan dalam plasma (pada waktu pagi, dalam keadaan puasa) terlihat pada berbagai infeksi bakteri atau virus. Hormon pertumbuhan adalah salah satu hormon yang disekresi dalam jumlah banyak tetapi hanya sebentar dari pituitari anterior. Peningkatannya tidak persisten dan tidak perlu ada hubungan yang besar dengan ada atau tingginya demam. Di samping peningkatan konsentrasi hormon pertumbuhan dalam keadaan puasa tersebut, telah ditemukan bahwa pemberian intravena glukosa menyebabkan peningkatan secara mendadak hormon pertumbuhan pada penderita demam sandfly. Fenomena serupa terjadi pada binatang percobaan kera dengan infeksi gram negatif. Walaupun ada peningkatan sekresi hormon pertumbuhan, namun tidak jelas bagaimana peningkatan tersebut mempengaruhi sistem pertahanan tubuh atau peristiwa biokimia, metabolik, dan nutrisi. Respons hormon pertumbuhan tidak mencegah peristiwa katabolik atau neraca N yang negatif yang menandai suatu infeksi akut (Linder, 1992).
Di antara semua respons hormon utama yang disebabkan oleh infeksi, insulin dan glukagon mungkin paling penting secara metabolis. Infeksi adalah unik yakni memacu peningkatan pengeluaran hormon-hormon utama dari pulau-pulau pankreas pada waktu bersamaan. Seperti dijelaskan sebelumnya, respons kombinasi insulin dan glukagon selama awal infeksi mempengaruhi metabolisme lipid dan asam amino, serta karbohidrat. Peningkatan kadar imunoreaktif glukagon secara konsisten ditemukan dalam infeksi akut manusia atau hewan penelitian. Hiperglukagonemia penderita luka bakar meningkat lebih jauh/besar lagi kalau terjadi infeksi (superimpose). Pada hewan penelitian, infeksi yang dibuat secara akut akan meningkatkan glukagon yang diikuti oleh peningkatan cyclic Adenosin Monofosfat (c-AMP) dalam sel hepar. Peningkatan glukagon plasma berhenti kalau diinfus dengan glukose yang banyak secara intravena. Tidak banyak yang diketahui kalau sel a-pankreas merupakan sumber satu-satunya dari peningkatan glukagon akibat infeksi buatan tersebut. Besarnya peningkatan insulin dalam plasma pada keadaan puasa agak lambat selama infeksi akut pada beberapa pasien. Tetapi karena anoreksia terjadi umum pada infeksi, maka nilai insulin yang terlihat mungkin lebih tinggi daripada yang mengalami semi-kelaparan yang sama. Pada setiap peristiwa, konsentrasi insulin yang dapat terlihat rupanya cukup untuk berkontribusi menghambat ketogenesis hepar, stimulasi lipogenesis, panghambatan lipolisis di jaringan permukaan dan depot lemak, dan pengaruh anabolik umum pada sintesis protein dalam jaringan perifer yang diikuti oleh peningkatan pengambilan glukose dan asam amino seluler. Beberapa efek stimuli yang diperkirakan dari insulin ini dapat terlihat dari penderita infeksi, yaitu menghambat ketogenesis hepatik, lipolisis deposit lemak, dan meningkatkan lipogenesis hepar. Pengaruh insulin lain yang diharapkan dalam metabolisme glukose perifer tidak terjadi secara penuh. Tidak terlihatnya aktivitas penuh dari infeksi tersebut mungkin dapat dijelaskan oleh dua hal : (1) peningkatan insulin plasma terjadi kalau ada glukose plasma lebih tinggi daripada normal, ini menunjukkan bahwa ada resistensi insulin; (2) peningkatan insulin plasma diikuti oleh peningkatan yang relatif lebih besar kadar glukagon plasma. Kombinasi ini menyebabkan rasio molar insulin glukagon (I/G) menurun. Peningkatan glukagon sendiri dapat memacu glikogenolisis dalam hepar, di mana resistensi insulin sendiri atau keduanya dengan glukose yang tinggi dapat memajukan pengaruh anabolik yang diharapkan dalam jaringan permukaan. Penurunan rasio I/G, merupakan penemuan khas selama penyakit katabolik (Linder, 1992).
IX. KESIMPULAN
Pada kejadian infeksi akan terjadi respons metabolik dan biokimiawi yaitu hipermetabolisme, proteolisis dan hilangnya nitrogen, serta peningkatan glukoneogenesis dan peningkatan penggunaan glukose. Proses tersebut akan mempengaruhi sistim immunitas, kondisi metabolik, biokimiawi dan endokrin tubuh manusia yang disebut malnutrisi energi protein. Yang mana merupakan gangguan nutrisi yang sering dijumpai pada keadaan sakit berat baik yang ditimbulkan oleh infeksi yang dampaknya sangat luas.
Namun pola respons metabolik, biokimiawi dan endokrin terhadap kejadian infeksi walaupun rumit ternyata konsisten dan sekarang dapat dideteksi dan diantisipasi. Pentingnya pengetahuan tentang respons metabolik, fisiologis dan biokimiawi pada onset penyakit infeksi dengan kejadian malnutrisi dan hubungannya dengan respons immunologis baik yang spesifik, maupun yang non spesifik, akan mempengaruhi penatalaksanaan nutrisi pada penderita infeksi. Sehingga suplementasi nutrisi baik karbohidrat, protein, lemak, mikro/makro nutrien, vitamin maupun hormonal dapat dilakukan dengan optimal sesuai dengan kebutuhan.
KEPUSTAKAAN
Alexander, J.W., Ogle, C.K. and Nelson, J.L. 1998 Diets and infection : Composition and consequences. World J Surg. 22(2) : 209-12
Coop, R.L., & Holmes, P.H., 1996 Nutrition and parasite interaction. Int.J.Parasitol, 26 : 951-62
Daldiyono, 1998 Pencegahan Malnutrisi di Rumah Sakit (Rangkuman) in Daldiyono & A.R. Thaha (eds) : Kapita Selekta Nutrisi Klinik.PERNEPARI,
Garnacho, M.J., Shou, J., Ortiz, L.C., Jimenez, F.J., Daly, J.M., 1996 Lipids and immune function. Nutr.Hosp, 11(4) : 230-7
Girodon, F.,
Guyton, A.C., 1982 Fisiologi Manusia dan Mekanisme Penyakit (Human Physiology and Mechanisms of Disease). III rd Edition. Terjemahan : oleh Petrus Andrianto, Penerbit EGC
Hill, G.L, 1998 Malnutrisi Protein Energi di Rumah Sakit : Patogenesis, evaluasi dan efek terhadap prognosis in Daldiyono & A.R. Thaha (eds) : Kapita Selekta Nutrisi Klinik. PERNEPARI,
Jeejeebhoy, K.N., 1992 Nutrition in Critical Illness dalam Stephen M. Ayres (ed) : Textbook of Critical Care. 3th Edition. WB Saunders Co.
Kenler, A.S.,
Lehninger, A.L., 1982 Dasar-dasar Biokimia (Principles of Biochemistry). diterjemahkan oleh Maggy T. Penerbit Airlangga,
Lesourd, B.M., 1997 Nutrition and immunity in the elderly : Modification of immune responses with nutritional treatments. Am.J.Clin.Nutr. 66 (2) : 478S - 484S
Levander, O.A., 1997 Nutrition and newly emerging viral disease : an overviev. J.Nutr. 127 (5 suppl): 948S-950S
Linder, M.C., 1992 Biokimia Nutrisi dan Metabolisme (Nutritional Biochemistry and Metabolism). Diterjemahkan oleh A. Parakkasi. Penerbit UI
Lorenzo, A.G., Leyba, C.O., Planas, M., Montejo, J.C., Nunez, R., Ordonez, F.J., Aragon, C., Jimenez, F.J., 1997 Parenteral administration of different amounts of branch-chain amino acids in septic patients: Clinical and metabolic aspects. Crit Care Med. 25 : 418-24
Pfitzenmeyer, P., Guilland, J.C., d’Athis, P., 1997 Vitamin B6 and Vitamin C status in elderly patients with infectionss during hospitalization. Ann.Nutr.Metab; 41 (6) : 344-52
Reichlin, S., 1993 Neuroendocrine-immune interactions.
Saito, H, 1998 Nutrisi dan reaksi kekebalan terhadap infeksi bakteri in Daldiyono & A.R. Thaha (eds) : Kapita Selekta Nutrisi Klinik. PERNEPARI,
Scrimshaw, N.S., & SanGiovanni, J.P., 1997 Synergism of nutrition, infection, and immunity : an overviev. Am.J.Clin.Nutr. 66 (2) : 464S - 477S
Sianturi, P., 1998 Dasar Terapi Nutrisi pada Sepsis in Daldiyono & A.R. Thaha (eds) : Kapita Selekta Nutrisi Klinik. PERNEPARI,
Soegih, H.R.R & Tambunan, V 1998 Pengukuran stress metabolik dan hubungannya dengan kebutuhan nutrisi. Maj.Kedokt.Indon., Volum : 48 : 1. hal. 34-42.
Soeters, P.B., 1991 Nutritional Assesment dalam Askandar T & Eddy R (eds) : Nutrition in Medicine. Dr. Soetomo Hospital Airlangga University School of Medicine,
Subowo, 1993 Imunologi Klinik. Penerbit
Swyer, P.R., 1991 Assumption Used in Measurements of Energy Metabolism. J.Nutr. 121 : 1891-96
Thomas, C.L., 1981 Taber’s cyclopedic medical dictionary. 14 ed. F.A Davis Co,
Weinsier, R.L., 1989 Hand Book of Clinical Nutrition.