DINAMIKA KADAR GLUKOSA, LAKTAT DANGLIAL FIBRILLARY ACIDIC PROTEIN (GFAP) SERUMSEBAGAI PREDIKTOR LUARAN CEDERA OTAK TERTUTUP Dynamics of Blood Glucose, Lactate and Glial Fibrillary Acidic Protein (Gfap) Serum Level as A Predictor of Outcome Closed Traumatic Brain Injury ABSTRACT Djoko Widodo*, A. Asadul Islam*, Burhanuddin Bahar** *Department of Neurosurgery, Medical Faculty of Hasanuddin University **Department of Public Health, Medical Faculty of Hasanuddin University Injury to the brain, especially moderate and severe brain injury causes dynamic changes in brain metabolism, decreased the rate of metabolism and the onset of energy crisis. These changes can be expressed by the dynamics of glucose, lactate and GFAP serum. To determine the predictor of the outcome in closed traumatic brain injury based on the dynamics of glucose, lactate, and GFAP serum. The study was conducted in Wahidin Sudirohusodo Central Hospital, Makassar, South Sulawesi, Indonesia. The study began on March 1, 2010 until October 31, 2010. Study sample as many as sixty people with moderate and severe closed traumatic brain injury. Glucose, lactate and GFAP serum were measured on the first, second and seventh day post-definitive treatment. The study shows that the dynamics of blood glucose, lactate and serum GFAP changes in accordance with the severity of brain injury and the time sequence of the examination procedures. The dynamics of blood glucose, lactate and GFAP serum can be used as a predictor of outcome in patients with a moderate or severe closed brain injury. Keywords: blood glucose, lactate, GFAP serum, predictors, closed brain injury
ABSTRAK Cedera otak terutama cedera otak sedang dan beratmenyebabkanterjadinyaperubahanperubahan dinamis pada metabolisme otak, berkurangnya laju metabolisme dan timbulnya krisis energi. Perubahan - perubahan tersebut dapat diekspresikan oleh dinamika kadar glukosa, laktat dan GFAP serum. Untuk menentukan predictor luaran cedera otak tertutup berdasarkan dinamika kadarglukosa, laktat, danGFAP serum. Sampelpenelitiansebanyak 60 yang mengalami cedera otak traumatic tertutup sedang dan berat. Dilakukan pengukuran kadar glukosa, laktat dan GFAP serum pada hari pertama, kedua dan ketujuh pasca tindakan definitif. Dari penelitian menunjukkan bahwa dinamika kadar gula darah, laktat dan GFAP serum mengalami perubahan-perubahan sesuai dengan sekuensi waktu pemeriksaan. Dinamika kadar gula darah, laktat dan GFAP serum dapat dijadikan sebagai predictor luaran hidup atau mati sampai dengan hari ketujuh pada penderita cedera otak tertutup sedang dan berat.
Kata kunci : guladarah, laktat, GFAP serum, cederaotaktertutup, prediktor
PENDAHULUAN Cederaotaktertutupadalah trauma yang menyebabkancederaotak yang tidakberhubungandengandunialuar,
dinilaidenganskalakoma
pascaresusitasidandibedakanmenjadicederaotakringan
Glasgow
GCS
14
(GCS) –
15,
cederaotaksedang GCS 9 – 13 sertacederaotakberat GCS 3 – 8.1,2 Menurut penelitian Jeremitsky etal. (2003), dikemukakan bahwa hiperglikemia mempunyai hubungan dengan peningkatan angka mortalitas dan lamanya perawatan dirumah sakit. Zygun DA (2004) juga mengemukakan kadar glukosa darah mempunyai hubungan dengan asidosis jaringan otak. Dalam penelitian lain pada penderita cedera otak disebutkan, tingginya kadar glukosa darah berhubungan dengan hasil luaran yang semakin buruk. 3,4 Berdasarkan fakta adanya perubahan-perubahan dinamis pada cedera otak terutama cedera otak berat, makapenelitian iniberusahauntuk mengungkapkan apakah kadar dan dinamika glukosa, laktat dan GFAP serum dapat digunakan sebagai prediktor luaran penderita cedera otak tertutup. Bila peranan glukosa, laktatdan GFAP serum terhadap hasil luaran penderita cedera otak tertutup berhasil diketahui, maka hal ini akan dapat digunakan sebagai salah satu parameter untuk memprediksi luaran cedera otak tertutup, memberikan informasi tambahan dalam pengelolaan cedera otak, khususnya dalam hal memperbaiki pengaruh dari dinamika neurohormonal dan metabolisme agar kerusakan otak sekunder dapat ditekan seoptimal mungkin sehingga luaran cedera otak dapat menjadi lebih baikdan dapat digunakansebagai parameter biologis (kadar glukosa, laktat dan GFAP serum) melengkapi parameter
lain khususnya parameter klinis (GCS) dan radiologis (CT Scan) sebagai patokan penilaian awal cedera otak dan pengelolaannya.
METODE PENELITIAN Penelitianinimerupakanstudi kohorprospektif observasional yangdilakukan di
Makassar
mulai1
Maret
2010sampai
31
Oktober
2010.Populasisampeladalahsemuapenderitacederaotak yang datangke IRD RSUP Dr. WahidinSudirohusodo Makassar. Cara pengambilansampel : 1. Pengisianformulirberdasarkanhasilpemeriksaanfisikdan
CT
scan
sertahasillaboratorium. 2 Pengambilansampeldarahuntukpemeriksaankadarglukosadarahdanlaktatdar ahsertaGFAP
serum
sebanyak
3
kali.
Pemeriksaandilakukanpadaharipertamasetelahkejadian, harikeduadanketujuhsetelahperawatan dan/atautindakanoperasi.
(nonoperatif)
HASIL Karakteristik subyek penelitian Dapat dilihat pada tabel 1 Tabel 6. Karakteristik Sampel Penelitian Karakteristik Sampel
Jumlah (n)
Persentase (%)
Jenis kelamin
Laki-laki
46
76,7
Perempuan
14
23,3
15 – 20 thn
21
35,0
21 – 30 thn
18
30,0
31 – 40 thn
10
16,7
41 – 50 thn
3
5,0
51 – 60 thn
8
13,3
Usia
GCS masuk
GCS 6
4
6,7
GCS 7
5
8,3
GCS 8
5
8,3
GCS 9
3
5,0
GCS 10
7
11,7
GCS 11
11
18,3
GCS 12
11
18,3
GCS 13
14
23,3
Kriteria cedera
Cedera otak berat
14
23,3
Cedera otak sedang
46
76,7
Tindakan
Operatif
34
56,7
Konservatif
26
43,3
Pada
data
Tabel
1,
denganmenggunakan
test,didapatkanpenurunanmean±SDkadarGDS2
paired
uji
terhadap
GDS1
t
sebesar
35.17±43.41 mg/dl padatindakanoperatif, dengannilaikemaknaan yang signifikanp =
0.000.
Nilai
kemaknaan
tersebutmenunjukkantindakanoperatifdapatmenurunkankadar padaharikeduapemeriksaan.SedangkanpadakadarGDS7
GDS terhadap
GDS2
didapatkanmean±SD 10.38±24.93 mg/dl dengannilaikemaknaanp = 0.000, berartiterdapatpenurunanbermaknanilaireratakadar GDS7 terhadap GDS2 Tabel 1. Korelasi KadarGDS DenganJenisTindakan
Kadar GDS (mg/dl) JenisTindakan GDS1 dan GDS2
GDS2 dan GDS7
n
Mean±SD
p
N
Mean±SD
p
Operatif
34
35.17±43.41
0.000
26
10.38±24.93
0.000
Konservatif
26
18.03±57.79
0.124
20
-11.45±49.24
0.311
Berdasarkan
data
Tabel
2,
denganmenggunakanuji
test,didapatkanpenurunanmean±SDkadarLaktat2 0.95±2.18
mmol/Lpadatindakanoperatif,
terhadap
paired
Laktat1
dengannilaikemaknaanp
t
sebesar =
0.016.
Kemaknaannilaitersebutmenunjukkantindakanoperatifdapatmenurunkankadarlakta tpadaharikeduapemeriksaan.
Tabel 2. Korelasi KadarLaktatDenganJenisTindakan
Kadar Laktat (mmol/L) JenisTindakan Laktat1 dan Laktat2
Laktat2 dan Laktat7
n
Mean±SD
p
N
Mean±SD
p
Operatif
34
0.95±2.18
0.016
26
-0.20±1.78
0.566
Konservatif
26
0.61±1.27
0.021
20
0.23±0.89
0.255
Pasien dengan cedera otak sedang yang mati kadar GDS1 yang sangat tinggi (208.33) dan cenderung terus menurun (133.67). Sedangkan pada cedera otak sedang yang hidup
GDS awal yang relatif tinggi (139.06) kemudian
menurun (110.46) dan cenderung menetap mendekati normal (114.83). Dari data ini (gambar 1) dapat diketahui bahwa pasien cedera otak sedang dengan kadar GDS awal yang tinggi mempunyai luaran yang buruk.
Gambar 1 Dinamika Kadar GDS1,GDS2 dan GDS7 sebagai Prediktor luaran Cedera Otak Sedang Tertutup Hidup dan Mati
Kadar Gula Darah (mg/dl)
250
208.33
200 150
133.66
139.06
114.83
mati 110.46
100
hidup
50 0 1
2
3 7
Hari Pemeriksaan Kadar Gula Darah
Nilai mean yang ditunjukkan pada Tabel 3 menunjukkan dinamika penurunan laktatmulai hari pertama hingga hari ketujuh pada kelompok luaran hidup dari 4.03±1.58 mmol/L menjadi 3.21±1.73 mmol/L. Sebaliknya pada kelompok luaran mati, nilai mean-nya meskipun turun namun memiliki nilai mean laktatawal yang tinggi (4.22±1.44 mmol/L pada hari pertama berubah menjadi 3.48±1.42 mmol/L pada hari kedua). Perbedaan perubahan yang diukur berdasarkan sekuensi waktu hari pertama, kedua dan ketujuh pada sampel menunjukkan adanya konsistensi penurunan peringkat mean laktatmenuju peringkat lebih rendah pada kelompok luaran hidup. Kondisi yang miripditunjukkanpada kelompok luaran mati, terjadi penurunan peringkat mean laktatseiring dengan sekuensi waktu sampai hari kedua. Perbedaan
perubahan
tersebut
tidakmemilikinilaikemaknaansecarasignifikan. Nilai kemaknaanyang didapatkan pada Laktat1 adalah 0.754 sedangkan pada Laktat2 didapatkan nilai 0.583. Meskipun nilai kemaknaan yang ditunjukkan oleh nilai mean Laktat1 dan Laktat2tidakbermaknauntukmembedakankadarlaktatpadakeduakelompokluaran,
namunkecenderunganpenurunan yang konsistenpada kelompok luaran hidup menjadikan kadar laktatdapat digunakan sebagai prediktor luaran penderita cedera otak tertutup.
Tabel 3. DinamikaKadar Laktat1, Laktat2, dan Laktat7 SebagaiPrediktorLuaran Cedera Otak
Luaran Penderita Cedera Otak Tertutup Dinamika Laktat Darah
P Hidup
Mati
n
Mean±SD
n
Mean±SD
Laktat1 (mmol/L)
53
4.03±1.58
7
4.22±1.44
0.754
Laktat2 (mmol/L)
53
3.22±1.14
7
3.48±1.42
0.583
Laktat7 (mmol/L)
46
3.21±1.73
0
-
-
Pada gambar 5 kadar GFAP awal pada COS dan COB mati
sangat tinggi
dibandingkan dengan COS dan COB hidup dari data ini didapatkan bahwa pasien dengan cedera otak sedang dengan kadar GFAP awal yang sangat tinggi memiliki prediktor luaran yang buruk.
Gambar 5. Dinamika Kadar GFAP1, GFAP2 dan GFAP3 sebagai prediktor luarancedera otak sedanghidup dan mati
Demikianhalnyapadacederaotakberat sangattinggi
(7,53)
yang
mati,
kadar
dancenderungterusmeningkat
GFAP1 (10.74).
Sedangkanpadacederaotakberat yang hiduptampakkadar GFAP1 yang rendah (2.28) berbedajauhdengan COB mati. Hal inimenunjukkanbahwakadar GFAP yang sangattinggimempunyaiprediktorluaran yang buruk. Gambar 6. Dinamika kadar GFAP1, GFAP2 dan GFAP3 sebagai prediktor luarancedera otak berathidup dan mati
DISKUSI Berdasarkanpenelitianini,
setiappenderita
yang
mengalamicederaotaktraumatika, akanmengalamigangguanmetabolismeenergiotak
yang
ditunjukkandenganpeningkatankadarlaktatdarah. Peningkataninidapatterjadiolehkarenapengaruhcedera
primer
akibatkerusakanjaringanotakkarenaefeklangsungdari
trauma
(sifat/jenislesi),
danatausekunderolehrangkaianperubahan
yang
lebihkompleksmisalnyapeningkatantekanan gangguanmetabolisme,
proses
inflamasi,
intra
kranial,
gangguanperfusi,
pelepasanneurotransmitereksitasi,
gangguankeseimbanganionik,
yang
padaakhirnyaakanmemperburukmetabolismeenergiotak.
Dari
sisimetabolismeenergiotakkeadaaniniakanditunjukkandenganpeningkatanproduksi laktatotak, yang kemudiankeluarkesirkulasisehinggaterjadihiperlaktatemia. Inaoet al.
(1998),
padaujieksperimentaldenganbinatangmelaporkanbahwapeningkatanproduksilaktat otaksebandingdenganproporsiberatnyacedera. 5 Blomkalnset
al.(2006)
berdasarkanpenelitian
dkkmengemukakanbahwapadasuatuseripenelitianpasien
Abramson multi-trauma
didapatkanbahwahanya 27 dari 76 (35.5%) pasien yang laktatnya normal (≤2 mmol/l), selebihnya 49 pasien (64.5%) mengalamihiperlaktatemia.6 Penelitian ini menunjukkan bahwa kraniotomi yang dilakukan sedini mungkin sangat efektif menurunkan kadar GDS dan laktat hari kedua terhadap
kadar GDS dan laktat hari pertama. Kondisi ini menunjukkan evakuasi lesi/perdarahan intrakranial dapat menurunkan tekanan intrakranial, memperbaiki aliran darah otak regional, memperbaiki perfusi otak sekaligus memperbaiki metabolisme regional di otak. Peningkatanmaupun penurunan kadar GDS dan laktat dapat terjadi pada fase lanjut sesudah tindakan operatif maupun konservatif.Kondisi ini dapat dipengaruhiolehbanyak faktor seperti beratnyacedera otak,
hipermetabolisme,
persisten hiperglikemia, reaksi inflamasi, infeksi, asam amino eksitasi, radikal bebas maupun reaksi hormonal.7,8,9 Perbedaan perubahan dinamika kadar laktat pada kedua kelompok luaran cedera otak menunjukkan kecenderunganpenurunan yang konsisten terutama pada kelompok luaran hidup, sehingga menjadikan perubahan dinamika kadar laktat yang konsisten dapat digunakan sebagai prediktor luaran cederaotak tertutup. Glenn et al.(2006) pada suatu penelitian observasional dengan 41 pasien dengan cedera otak traumatika sedang dan berat mendapatkan bahwa pada pasien dengan cedera otak berat ditemukan CMRO2 lebih rendah, kerusakan sawar darah otak lebih besar, kadar laktat sistemiknya lebih tinggi akan diikuti dengan luaran yang lebih buruk. Sebaliknya, pada cedera otak sedang didapatkan CMRO2 lebih tinggi, kerusakan BBB lebih ringan, kadar laktat sistemiknya makin rendah akan diikuti dengan luaran yang lebih baik.10,11 Blomkalns et al.(2006) melaporkan bahwa baik pada pasien trauma maupun pasien dengan sepsis, bersihan laktat tidak berpengaruh terhadap luaran. Pada penelitian observasional yang dilakukan oleh Tim CJ et al.(2009), terhadap
394 pasien sepsis dan perdarahan/trauma yang menjalani perawatan intensif didapatkan bahwa pada pasien-pasien dengan sepsis, bersihan laktat berhubungan dengan luaran, makin besar bersihan laktat maka luaran makin baik. Sementara pada pasien-pasien dengan perdarahan atau trauma didapatkan hubungan yang tidak bermakna. Diduga pada pasien-pasien ini telah terjadi kerusakan organ atau jaringan yang irreversible.6,12,13,14 Hasilpenelitian observasional yang dilakukan oleh Michael BKO et al.(2007) terhadap 63 pasien pasca bedah yang menjalani perawatan intensif di RSUPN Cipto Mangunkusumo didapatkan bahwa bersihan laktat dini (6 jam) tidak dapat digunakan sebagai prediktor mortalitas pada pasien pasca-bedah dengan hiperlaktatemia.15,16 Vos
P.E.
et
al.
(2010)
jugamendapatkankadarGFAP
dapatmembantumenilaikerusakanjaringanotakakibatcedera disebabkanolehadanya trauma. 17,18
serum yang
DAFTAR PUSTAKA
1. ATLS. Head Trauma. 7th Eds. American College of Surgeons. USA 2004. 151-176 2. Lumenta et al. Trauma. In: Neurosurgery. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2010. 3. Islam, A.A. PeranSitokinInflamasidan Anti InflamasidalamMeramalLuaranPenderitacederaOtakTertutup yang DilakukanTindakanOperasi, DisertasiDoktor, Program Pascasarjana, UniversitasHasanuddin, Makassar, 2006: 80-99. 4. Mendelow, DA., Crawford, PJ. Primary and Secondary Brain Injury in Pathopisiology and Management of Severe Closed Head Injury, ed. Reilly P., Bullock R.,6th ed, Chapman and Hall Medical, London, 1987, 1-21. 5. Jeremitsky E, Omert LA, Dunham CM, Wilberger J, Rodriguez A. The Impact of Hyperglycemia on Patient with Severe Brain Injury.Departement of Surgery, Allegheny Hospital Pittsburgh USA. 6. Inao S, Marmarou A, Clarke GD, Andersen BJ, Fatouros PP, Young HF. Production and Clearence of Lactate from Brain Tissue, Cerebrospinal Fluid, and Serum Following Experimental Brain Injury. J. Neurosurgery volume 69, November 1988. 736-44. 7. Kawamata T, Katayama, Hovda DA, Yoshino A, Becker DP. Lactate Accumulation Following Concussive Brain Injury : The Role of Ionic Fluxes Induced by Excitatory Amino Acids. Brain Research 647. 1995. 196-204. 8. Khosravani H, et al. Occurrence and Adverse Effect on Outcome of Hyperlactatemia in the Critically Ill. Critical Care 2009. 13:R90 9. Blomkalns AL, et al. Lactate - A Marker for Sepsis and Trauma. Emergency Medicine Cardiac Research and Education Group. September 2006; Vol. 2 10. Gladden. Lactate Metabolism : A new paradigm for the third millennium. Journal of Physiology, 1 July 2004
11. Glenn TC, Kelly DF, Boscardin WJ, McArthur DL, Vespa P, Oertel M, Hovda DA, Bergsneider M, Hillered L, Martin NA. Energy Dysfunction as a Predictor of Outcome After Moderate or Severe Head Injury: Indices of Oxygen, Glucose, and Lactate Metabolism. Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism. 2003. 23(10): 1239-1250 12. Signorini DF, Andrews P. JD, Jone PA, Mardlaw JM, Miller JD. Predicting Survival Using Simple Clinical Variables: a Case Study in Traumatic Brain Injury. Neurol Neurosurgery Psychiatry, vol 66. 1999. 20-5. 13. Orlando Regional Medical Center. Management of Hyperglycemia in Critically Ill Surgical Patients. 2003 ; 1 - 5 14. Giza CC, Hovda DA. The Neurometabolic Cascade of Concussion in: Journal of Atletic Training. 2001; 36 (3). 228 – 35. 15. Pelinka LE, Kroepfl A, Krenn M, Buchinger W, Redl H, Raabe A. Glial fibrilary acidic protein in serum after traumatic brain injury. In:Biochemical markers for brain damage. Lund, Sweden: Lund University Hospital; 2003. p. 69. Available from: URL: http://www.ijccm.org/article.asp?issn=0972-5229. 16. Michael BKO, Sugiman TS, Sunatrio, Pangastuti NP. BersihanLaktatdinisebagaiprediktorpasienpascabedah di unit perawatanintesif RSUPN CiptoMangunkusumo. Medical Research Unit Medical Faculty, University of Indonesia. 2007. 17. Sriyanto. Hubunganantarapeningkatan volume hematoma epidural (EDH) denganpeningkatankadar Glial FibrilaryAcidid Protein (GFAP) Plasma. Tesis Magister IlmuBiomedik. Program Pascasarjana FK UniversitasDiponegoro. Semarang. 2007. 13-64. 18. Vos PE, Jacobs B, Andriessen TMJC, Lamers KJB, Borm GF, Beems T. GFAP and`S100B are Biomarkers of Traumatic Brain Injury: an Observational Cohort Study. J Neurology. 2010. 75: 1786-1793.
