BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A.
Epilepsi Epilepsi didefinisikan secara konseptual adalah kelainan otak yang ditandai
dengan kecenderungan untuk menimbulkan bangkitan epileptik yang terus menerus, dengan konsekwensi neurobiologis, kognitif, psikologis, dan sosial. Definisi ini mensyaratkan terjadinya minimal 1 kali bangkitan epileptik. Bangkitan epileptik merupakan terjadinya tanda/gejala yang bersifat sesaat akibat aktivitas neuronal yang abnormal dan berlebihan di otak (Kusumastuti dan Basuki, 2014). Bangkitan epilepsi terjadi apabila proses eksitasi di dalam otak lebih dominan daripada proses inhibisi. Perubahan-perubahan di dalam eksitasi aferen, disinhibisi, pergeseran konsentrasi ion ekstraseluler, voltage gated ion channel opening, dan menguatnya sinkronisasi neuron sangat penting dalam hal inisiasi dan perambatan aktivitas bangkitan epileptik. Aktivitas neuron diatur oleh konsentrasi ion di dalam ruang ekstraseluler dan intraseluler, dan oleh gerakan keluar masuk ion menerobos membran (Engel dan Pedley, 2008). Diagnosis epilepsi ditegakkan terutama dari anamnesis, yang didukung dengan pemeriksaan fisik dan pemeriksaan penunjang. Pemeriksaan fisik umum pada dasarnya adalah mengamati adanya tanda-tanda dari gangguan yang berhubungan dengan epilepsi, seperti trauma kepala, infeksi telinga atau sinus, gangguan kongenital, kecanduan alkohol atau obat telarang, kelainan pada kulit (neurofakomatosis), kanker, dan deficit neurologic fokal atau difus. Pemeriksaan penunjang dilakukan sesuai indikasi dan apabila keadaan memungkinkan. Pemeriksaan ini mencakup Electro Encephalography (EEG), Brain Imaging, Functional brain imaging, seperti Positron Emission Tomography (PET), Single Emission Computed Tomography (SPECT) dan Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS), pemeriksaan Laboratorium, pemeriksaan Hematologi, pemeriksaan kadar OAE (Budikayanti et al., 2014).
1
Tujuan utama terapi epilepsi adalah mengupayakan penyandang epilepsi dapat hidup normal dan tercapai kualitas hidup optimal untuk penyandang mental yang dimilikinya. Harapannya adalah bebas bangkitan, tanpa efek samping. Untuk tercapainya tujuan tersebut diperlukan beberapa upaya, antara samping/dengan efek samping yang minimal, menurunkan angka kesakitan dan kematian. Manajemen penanganan dengan obat-obatan masih merupakan pilihan utama untuk terapi epilepsi pada berbagai usia dan jenis kelamin, oleh karena itu perlu dipertimbangkan efek samping terapi serta kondisi pasien saat memulai terapi (Gunadharma et al., 2014).
B.
Metabolisme Obat Anti Epilepsi Mekanisme efek OAE tidak sepenuhnya dipahami. Mekanisme utama obat ini
mengurangi eksitasi neuron dengan memblokir saluran natrium dan / atau kalsium atau antagonis reseptor glutamat. Beberapa obat meningkatkan penghambatan neuron dengan meningkatkan
γ-aminobutyric acid (GABA) (Henry dan Conway, 2011).
Mekanisme aksi OAE diringkas dalam Tabel 1. Representasi visual mekanisme AED sinaps disajikan pada Gambar 1. Tabel 2.1 Mekanisme Obat antiepileptik Obat
Mekanisme kerja
Carbamazepin
Menghambat kanal sodium (inaktivasi cepat)
Klobazam
Bersifat GABA ergik (membuka kanal klorida)
Klonazepam
Bersifat GABA ergik (membuka kanal klorida)
Etoksusimid
Menghambat kanal kalsium
Fenobarbital
Bersifat GABA ergik (mempercepat terbukanya kanal klorida)
Fenitoin
Menghambat kanal sodium (inaktivasi secara cepat)
Asam valproat
Mekanisme yang bervariasi
Gabapentin
Menghambat kanal sodium (Gunadharma et al., 2014).
Tubuh akan mendistribusikan, menyerap, memodifikasi, dan mengeliminasi setelah obat diberikan. Farmakokinetik untuk memilih obat terbaik untuk pasien mempertimbangkan obat mereka saat ini, komorbiditas, dan preferensi obat. Obat yang ideal, apakah digunakan untuk epilepsi atau kondisi lainnya, harus benar-benar diserap,
2
mengikat minimal protein, distribusi ke sisi aksi, memiliki metabolisme hepatik minimal (dan tidak mengganggu metabolisme obat lain), dan dihilangkan oleh ginjal. Selain itu, dosis dan tingkat darah harus memiliki hubungan linear (Henry dan Conway, 2011).
Gambar 2.1. Mekanisme kerja obat antiepilepsi. Spektrum mekanisme aksi, dengan efek penghambatan (sisi kiri) dan eksitasi (sisi kanan) saraf terminal. AMPA, α-amino-3- hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid; GABA, γ-aminobutyric acid; GAT-1, sodium- and chloride-depended GABA transporter 1; SV2A, ynaptic vesicle glycoprotein 2. (sumber : Henry dan Conway, 2011)
Prinsip farmakokinetik yang harus dipertimbangkan ketika membandingkan OAE: penyerapan, distribusi, metabolisme, dan eliminasi. Penyerapan adalah gerakan dari molekul obat dari usus ke dalam darah untuk diedarkan ke jaringan lainnya. Penyerapan digambarkan oleh T max (waktu untuk maksimal kadar puncak) dan C max (konsentrasi maksimal diamati). Parameter penting untuk menentukan bioavailabilitas. Jaringan di saluran pencernaan mengekspresikan enzim CYP dan P-glikoprotein, yang keduanya dapat dihambat atau diinduksi. Jika enzim CYP dihambat, obat dapat diserap
3
dari usus, meningkatkan pemaparan. Jika enzim CYP diinduksi, obat lebih dimetabolisme di usus, sehingga kurang penyerapan. P-glikoprotein adalah transporter penghabisan terletak di enterosit yang memompa obat kembali ke usus. Penghambatan P-glikoprotein meningkatan penyerapan, sedangkan induksi akan menghasilkan penurunan penyerapan. P-glikoprotein juga ditemukan di jaringan lain, termasuk ginjal, pankreas, dan darah-otak barrier. Mekanisme untuk interaksi metabolisme (mayoritas dalam hati) adalah penghambatan enzim atau induksi enzim. Penghambatan hati terjadi ketika obat bersaing untuk mengikat enzim, sehingga terjadi penurunan clearance obat. Induksi hati terjadi ketika ada peningkatan jumlah enzim yang tersedia, mengakibatkan peningkatan keluaran dampak obat. OAE lama (PB, PHT, dan CBZ) adalah beberapa obat yang paling umum menginduksi enzim yang digunakan, dan mereka berinteraksi dengan berbagai obat yang lebih luas (Henry dan Conway, 2011). Ditribusi obat dipengaruhi oleh banyak obat terikat pada protein dan berapa banyak obat didistribusikan ke jaringan. Jika obat ini sangat polar, akan tetap dalam cairan ekstraseluler. Jika obat adalah lipofilik, itu akan lebih mungkin didistribusikan ke dalam kompartemen jaringan (Henry dan Conway, 2011). Metabolisme adalah reaksi enzimatik yang terjadi pada obat untuk melakukan detoksifikasi. Mayoritas metabolisme obat terjadi di hati. Tahap I reaksi dikatalisis oleh enzim sitokrom P-450 (CYP), sehingga teroksidasi, reduksi, atau hidroksilasi metabolit. Tahap II membuat metabolit polar yang lebih mudah diekskresikan dalam urin atau empedu (Kralova et al., 2014). Biotransformasi oksidatif dimediasi terutama oleh enzim CYP, sedangkan reaksi konjugasi dilakukan sebagian besar oleh enzim uridin 5’diphospho-glucuronyltransferase (UGT). Aktivitas isozim CYP dan UGT dapat dipengaruhi oleh genetik, lingkungan (eksogen), dan faktor endogen menghasilkan variasi yang signifika di antara individu dalam metabolisme obat (Brodie et al., 2013). Lima belas isozim CYP, dibagi menjadi tiga keluarga, yang diketahui terlibat dalam metabolisme obat manusia. Enzim ini terletak di retikulum endoplasma dan membran mitokondria dalam sel. Meskipun paling sering dikaitkan dengan metabolisme obat dalam hati, isozim CYP ditemukan dalam berbagai jaringan termasuk usus, ginjal, paru-paru, kulit, dan otak. Dalam hati manusia, CYP2C9, CYP2C19, CYP2D6, dan CYP3A4 bertanggung jawab untuk metabolisme oksidatif dari sekitar 80% dari obat. Di
4
antara isozim ini, CYP3A4 terbanyak dalam hati dan usus, dan bertanggung jawab untuk metabolisme sejumlah besar klinis obat-obatan, serta berbagai substrat endogen seperti prostaglandin, hormon steroid, dan asam lemak. CYP2D6 tidak muncul untuk diinduksi (Brodie et al., 2013). Pada manusia, UGTs dinyatakan sebagai dua keluarga di hati dan usus: UGT1 dan UGT2. Kelompok enzim ini juga terlibat dalam metabolisme substrat endogen, seperti estrogen, progesteron, testosteron, eikosanoid, bilirubin, tiroksin, asam empedu, dan asam arachidonat (Brodie et al., 2013). Induksi enzim hati biasanya merupakan hasil dari peningkatan jumlah protein enzim. Dalam kebanyakan kasus, induksi enzim menyebabkan peningkatan laju metabolisme. OAE generasi lama (PB, primidone, PHT, dan CBZ) memiliki sifat menginduksi enzim. Penghambatan enzim hati biasanya terjadi karena penurunan laju metabolisme obat. Asam valproat adalah inhibitor metabolisme spektrum luas, menghambat CYP2C9 (PHT dan PB), epoksida hidrolase (CBZ), dan beberapa UGTs (Anderson, 2004). Hati merupakan organ utama dalam homeostasis lipid yang meliputi fatty acid synthese (FASN), ATP citrate lyase (ACLY), steroyl CoA desaturase-1 (SCD-1) dan reseptor utama yang berperan dalam implikasi homeostasis lipid adalah liver x receptor alfa dan beta (LXRα, LXRβ) atau thyroid hormone receptor (TR). Peran LXR terhadap lipogenesis terjadi secara simultan dengan sejumlah reseptor lain yang telah diidentifikasi seperti pregnane X receptor (PXR), Liver X receptor (LXR), farnesoid X receptor (FXR), constitutive androstane receptor (CAR), peroxysome proliferator activated receptor γ coactivator (PPAR) melalui suatu mekanisme yang sangat komplek (Handschin, 2005). Penelitian pada tikus, dengan membuat reseptor nuklear CAR dan PXR akan mengurangi induksi CYP oleh berbagai macam obat. Aktivasi CAR dan PXR mempunyai perbedaan, namun memiliki peran yang tumpang tindih terhadap target gen. PXR terletak dalam nukleus yang memiliki aktivitas basal yang rendah, dan sangat tergantung pada aktivitas ikatan ligan, sebaliknya pada kondisi tidak terinduksi CAR berada di dalam sitoplasma, dan bila terinduksi obat tertentu maka CAR dari nukleus
5
akan mengaktifkan gen target. Aktifasi CAR diatur oleh suatu mekanisme fosforilasi berbagai protein. CAR dapat berfungsi sebagai hepatoprotektan dari paparan asam empedu dengan meningkatkan sulfation dan ekskresi. Penelitian pada tikus dengan pemberian agen induksi CYP7A1 dapat meningkatkan ekspresi LXR sehingga menyebabkan hiperkolesterolemia (Handschin, 2005). Biosintesis kolesterol dari acetil-CoA melalui langkah yang sangat komplek paling sedikit melibatkan 15 enzim, namun metabolisme utamanya melibatkan acetoacetyl-CoA, hydroxyl methylglutaryl-CoA, mevalonate, squalene dan beberapa prekusor yang berfungsi untuk jalur biosintesis yaitu 7-dehydrocholesterol untuk sintesis vitamin D. Namun sebaliknya CAR dan PXR dapat teraktivasi oleh jalur prekusor biosintesis kolesterol yaitu melalui metabolisme isoprenoid dan squalane. Ketika biosintesis kolesterol dihambat, CAR dan PXR akan diaktivasi oleh prekusor kolesterol dan kemudian akan menghambat metabolisme kolesterol menjadi asam empedu dengan menekan CYP7A. PXR dapat teraktifasi oleh ligan lain, yang menyebabkan penurunan kolesterol tidak mencapai pada tingkat yang paling rendah (Handschin, 2005).
Gambar 2.2. Ikatan lipofilik xenobiotik dan endogenous Ikatan lipofilik xenobiotik dan endogenous mengaktifkan sejumlah reseptor nuklear yang dikontrol intra dan ekstra hepatik. Reseptor-reseptor ini meregulasi mmetabolisme dan ekskresi (Sumber Handschin, 2005)
FXR dan LXR, selain dapat berperan terhadap homeostasis kolesterol dan asam empedu, juga dapat meningkatkan biosintesis trigliserida dan sintesis asam lemak yang dimediasi SREBP 1-c. Namun sebaliknya transkripsi FXR dapat meningkatkan fasting 6
liver oleh peroxisome proliferator activated receptor γ coactivator 1α (PGC-1α). Interaksi FXR dengan PGC-1α akan menyebabkan induksi terhadap genes promoters triglyceride clearence dan acid β-oxidation yang akhirnya terjadi reduktase transkripsi lipogenic gene. Sehubungan dengan ekspresi FXR terhadap target gene, small heterodimer partner (SHP) merupakan penentu utama terhadap inhibisi SREBP-1c, yang diinduksi oleh LXRs. Namun SHP juga dapat berperan sebagai aktifator metabolisme asam lemak dan aktifator PPARα (Handschin, 2005).
Gambar 2.3. Homeostasis lipid intra hepatik FXR, LXR, CAR, PXR, VDR dan PPAR mengontrol homeostasis lipid hepatik. LXR diaktivasi oleh oksisterol sehingga akan meningkatkan metabolisme kolesterol menuju asam empedu. LXR juga menstimulasi lipogenesis dengan menginduksi SREBP-1c dan gen-gen lipogenik lainnya secara simultan. LXR juga dapat menghambat PPARa memediasi oksidasi asam lemak dengan cara menghambat ikatan PPARa pada lokasi target. PPARa, FXR, CAR, PXR, dan VDR memiliki efek pengaturan yang berlawanan terhadap LXR dalam regulasi trigliserida, seperti juga regulasi kolesterol dan asam empedu. Secara lebih luas nuklear reseptor berfungsi untuk sejumlah metabolisme obat dan homeostasis lipid. (Sumber Handschin, 2005)
PXR tidak didistribusikan secara luas, ditemukan terutama di hati dan usus kecil. Reseptor ini berisi DNA binding dan domain ligand-binding. Setelah aktivasi, PXR mengikat DNA sebagai heterodimer dengan retinoid X receptor (RXR) dan ditranslokasi ke sel inti untuk mengatur transkripsi gen. Elemen respon PXR ditemukan
7
pada manusia CYP3A4 / 5, CYP2B6, CYP2C8, CYP2C9, CYP2C19, dan CYP1A2 gen dan CYP24, sebuah enzim utama yang terlibat dalam metabolisme 1,25 (OH) vitamin D3. Induksi CYP3A4 oleh agen seperti rifampisin, ritonavir, topiramate, oxcarbazepine, fenitoin, carbamazepine dan mungkin akan dimediasi (setidaknya sebagian) oleh ikatan PXR (Brodie et al., 2013). Aktivasi faktor transkripsi, CAR, dapat terjadi tanpa langsung mengikat ke ligan, dan ditemukan terutama di hati dan jaringan ginjal. CAR mirip dengan PXR, CAR mengikat DNA sebagai heterodimer dengan RXR. CAR tampaknya memiliki domain mengikat ligan lebih kecil dari pada PXR, meskipun CAR dan PXR membagi beberapa elemen DNA-binding, dan ada beberapa tumpang tindih dalam mengaktifkan senyawa. Bukti eksperimental menunjukkan bahwa aktivasi CAR oleh PB, PHT, CBZ terlibat dalam induksi CYP1A2, CYP2B6, CYP2C9, dan CYP3A4 (Brodie et al., 2013). C.
Aterosklerosis Kolesterol hadir dalam membran sel dan berfungsi sebagai prekursor utama
untuk sintesis senyawa biologis aktif, seperti asam empedu, oxysterol dan hormon steroid. Pemeliharaan kadar kolesterol dalam jaringan dan sel membutuhkan interaksi yang kompleks dari beberapa faktor fisiologis. Gangguan homeostasis kolesterol berhubungan dengan penyakit, seperti aterosklerosis dan gangguan neurologis. Oxysterol adalah hasil metabolit kolesterol monooxygenated. Ini adalah intermediet asam empedu biosintesis, berpartisipasi dalam transportasi kolesterol, dan regulator gen dalam homeostasis kolesteror melalui aktivasi LXR. Kelebihan kadar oxysterol dapat menyebabkan sitotoksisitas dan telah terlibat dalam penyakit. Konsentrasi tinggi beberapa oxysterol ditemukan pada plak aterosklerotik. Biosintesis dan metabolisme kolesterol, asam empedu dan oxysterol melibatkan beberapa enzim CYP termasuk CYP51A1, CYP7A1, CYP7B1, CYP8B1, CYP27A1, CYP46A1, CYP39A1 dan CYP3A4 (Nebert et al., 2013). Aterosklerosis adalah penyakit inflamasi degeneratif dinding pembuluh darah, yang secara klinis diwujudkan dalam penyakit jantung iskemik, penyakit arteri perifer, stroke atau kematian mendadak. Hal ini ditandai dengan pembentukan plak aterosklerotik, yang mengandung lipid, pengaktifan sel-sel otot polos, sel imun, foam cell, inti nekrotik dan kalsifikasi (Kralova et al., 2014).
8
Aterosklerosis secara nyata merupakan penyakit progresif ditandai dengan akumulasi simpanan kolesterol di makrofag (sel busa) dalam arteri besar dan menengah. Simpanan ini menyebabkan proliferasi jenis sel tertentu dalam dinding arteri, yang secara bertahap menimpa pada lumen pembuluh darah dan menghambat aliran. Lesi awal disebut fatty streak lesions, biasanya dapat ditemukan di aorta pada dekade pertama kehidupan, di arteri koroner pada dekade kedua, dan di arteri serebral pada dekade ketiga atau keempat. Fatty streak tidak signifikan secara klinis, tetapi ini merupakan prekursor lesi yang ditandai dengan akumulasi sisa nekrotik yang kaya lemak dan sel otot polos (SMCs). Aterosklerosis secara histologis sebagai lesi arteri dan dikenal sebagai plak. Plak mengandung inti lipid sentral yang paling sering hiposeluler dan bahkan mungkin termasuk kristal kolesterol yang telah terbentuk setelah nekrotik sel busa. Inti lipid dipisahkan dari lumen arteri oleh jaringan myeloproliferatif yang terdiri dari matriks ekstraselular dan sel otot polos. Plak dapat menjadi semakin kompleks, dengan kalsifikasi, ulserasi pada permukaan luminar, dan perdarahan dari pembuluh kecil yang tumbuh ke dalam lesi dari pertengahan dinding pembuluh darah. Meskipun lesi dapat tumbuh cukup besar untuk memblokir aliran darah, komplikasi klinis yang paling penting adalah oklusi akut karena pembentukan trombus atau bekuan darah, yang mengakibatkan infark miokard atau stroke. Usia, jenis kelamin, obesitas, merokok, hipertensi, diabetes mellitus dan dislipidemia dikenal sebagai faktor risiko aterogenik yang mengakibatkan gangguan fungsi endotel, fungsi otot halus dan metabolisme dinding pembuluh. Faktor risiko ini berhubungan dengan peningkatan produksi radikal bebas yang disebut reactive oxygen species (ROS). ROS merupakan metabolit oksigen dengan reaktivitas tinggi, penting dalam reaksi oksidasi reduksi. Peningkatan jumlah studi menunjukkan bahwa stres oksidatif memainkan peran penting dalam patogenesis aterosklerosis, terutama disfungsi endotel pembuluh darah. ROS memiliki efek merugikan fungsi vaskular melalui beberapa mekanisme. Pertama, ROS, khususnya radikal hidroxyl, langsung melukai membran sel dan inti. Kedua, dengan berinteraksi dengan mediator endogen vasoaktif dibentuk pada sel endotel, ROS memodulasi vasomotion dan proses aterogenik. Ketiga, komponen ROS peroxidize lipid, yang mengarah pada pembentukan lipoprotein teroksidasi (LDL), salah satu mediator kunci aterosklerosis. LDL asli tidak menyebabkan akumulasi kolesterol ester dalam makrofag, LDL dimodifikasi oleh oksidasi. LDL teroksidasi juga terlibat dalam
9
mekanisme lain yang berpotensi dalam perkembangan aterosklerosis, seperti tindakan sitotoksik atau kemotaktik pada monosit dan penghambatan motilitas makrofag. Molekul adhesi up-regulasi, seperti intracellular adhesion molecule-1 (ICAM-1), vascular cell adhesion molecule-1 (VCAM-1), plateletendothelial cell adhesion molecule-1 (PECAM-1), integrin, dan selectins (L, E, dan P) akan menyebabkan penumpukan sel-sel kekebalan tubuh (monosit, makrofag, trombosit, dan limfosit T) pada dinding endotel. Aktivasi endothelium menyebabkan pelepasan sitokin proinflamasi, reseptor permukaan, dan enzim proteinase, tetapi tidak terbatas pada interleukin,
interferon,
monosit
chemoattractant
protein-1
(MCP-1),
monosit
chemoattractant protein-4 (MCP-4) dan cyclooxygenase-2 (COX-2). Endothelium menjadi lebih permeabel terhadap partikel lipid dan sel imun, yang mengarah ke situasi di mana makrofag menelan LDL teroksidasi dan lipoprotein dimodifikasi lainnya, sehingga menjadi sel busa. Sel busa pada gilirannya menyebabkan peningkatan produksi sitokin inflamasi (Gbr. 2.4). Respon imun berkembang mengaktifkan lapisan sel otot polos pembuluh darah (VSMC) untuk proliferasi dan bermigrasi serta menyebabkan vasokonstriksi lokal, deposit kolagen dan matriks, produksi fibrous cap, dan perekrutan dan aktivasi sel imun dan platelet (Bonomini et al., 2008).
Gambar 2.4. Stres oksidatif pada aterosklerosis. Peningkatan produksi radikal bebas adalah berkaitan dengan aterosklerosis. Radikal memprovokasi modifikasi oksidatif dari low-density lipoprotein (LDL) menjadi low-density lipoprotein teroksidasi (oxLDL). Migrasi monosit ke subendothelial dirangsang oleh oxLDL dan juga menyebabkan cedera sel endotel. LDL yang dimodifikasi diambil oleh makrofag menjadi sel busa, yang mengarah ke pembentukan plak aterosklerosis. (sumber : Bonomini et al., 2008).
Homosistein adalah asam amino yang mengandung thiol dibentuk oleh demetilasi metionin, merupakan produk antara dalam one carbon metabolism (OCM). 10
Asam folat dan vitamin B12 adalah kofaktor dari OCM. Dalam lingkaran OCM, homosistein berpartisipasi dalam dua jalur metabolisme: jalur remetilasi dan jalur transsulfuration. Defisiensi asam folat dan vitamin B12 dapat menyebabkan konsentrasi homosistein plasma meningkat. Karabiber et al. melaporkan bahwa pengobatan jangka panjang dengan beberapa OAE untuk pasien dengan epilepsi dapat menyebabkan hiperhomosisteinaemia dengan mempengaruhi konsentrasi darah folat, vitamin B12. Oleh
karena
itu
OAE
memainkan
peran
penting
dalam
pengembangan
hiperhomosisteinaemia pada pasien dengan epilepsi (Ni et al., 2011). Hiperhomosisteinaemia sering disebabkan tidak hanya oleh kekurangan asam folat, tetapi juga oleh pengkodean genetik polimorfisme untuk enzim yang terlibat dalam
OCM.
Perbandingan
homosistein
plasma,
tingkat
folat
dan
mutasi
methylentetrahydrofolate reduktase (MTHFR) C677T pada pasien epilepsi dengan orang
normal
didapatkan
bahwa
mutasi
MTHFR
C677T
adalah
penentu
hiperhomosisteinaemia pada pasien epilepsi yang menerima OAE. Ini menunjukkan bahwa interaksi obat dan gen menginduksi hiperhomosisteinaemia. MTHFR adalah enzim kunci dalam homosistein pada jalur remetilasi, yang memainkan peran penting dalam transmetilasi homosistein untuk metionin (Ni et al., 2011). Peningkatan homosistein, terlepas dari kelainan metabolik yang mendasari, dapat merugikan struktur pembuluh darah dan fungsi melalui sejumlah mekanisme. Hiperhomosisteinaemia adalah faktor risiko untuk penyakit vaskular seperti stroke, infark miokard dan penyakit arteri perifer. Ketebalan media intima arteri carotis (CCA IMT) adalah penanda untuk stratifikasi risiko aterosklerosis. Chuang et al. menunjukkan bahwa kadar homosistein plasma dan CCA IMT yang meningkat secara signifikan di monoterapi dengan VPA. Selain itu, penelitian mereka menunjukkan bahwa mean CCA IMT berkorelasi dengan durasi monoterapi dengan VPA. Oleh karena itu, monoterapi jangka panjang dengan VPA telah dikaitkan dengan hiperhomosisteinaemia, yang menyebabkan peningkatan risiko aterosklerosis pada pasien dengan epilepsi (Ni et al., 2011).
11
D.
Pengaruh Obat Anti Epilepsi terhadap Aterosklerosis Sistem enzim sitokrom P450 (CYP) terlibat dalam sintesis dan metabolisme
kolesterol. OAE yang menginduksi enszim seperti fenitoin (PHT), fenobarbital (PB), carbamazepine (CBZ), dan primidone meningkatkan aktivitas sistem CYP. Data pada hewan menunjukkan bahwa enzim tertentu, CYP51A1, mengkatalisis konversi lanosterol menjadi kolesterol. Ketika pertengahan terjadi penghambatan enzim, dan pada gilirannya menghambat laju pembatasan sintesis kolesterol, 3-hidroksi-3methylglutaryl-coenzim A reduktase, dan memperlambat sintesis kolesterol. Oleh karena itu induksi CYP51A1 meningkatkan produksi kolesterol melalui metabolisme ini dan mengurangi umpan balik penghambatan. Jalur pada manusia secara eksplisit belum dipelajari. Mekanisme menimbulkan beberapa prediksi mengenai efek dari OAE tertentu pada pasien. Sebagai contoh, sebuah OAE yang menginduksi enzim seperti CBZ akan meningkatkan kolesterol serum. Sebaliknya, asam valproat (VPA), obat menghambat enzim, menurunkan metabolisme intermediet dan peningkatan inhibisi umpan balik, sehingga mengurangi produksi kolesterol. Ada juga yang menduga bahwa heterogenitas farmakogenetik efek ini dapat mengakibatkan berbagai efek dari OAE diberikan pada lipid pada pasien yang berbeda (Ercegovac et al., 2013). Carbamazepine (CBZ) banyak digunakan sebagai obat antikonvulsan pada orang dewasa dan anak-anak. Obat ini diketahui menyebabkan beberapa perubahan metabolik, di antaranya perubahan konsentrasi lipoprotein serum. Frekuensi yang tepat dan sifat perubahan ini tidak jelas seperti mekanisme yang mendasari tindakan. Dalam banyak penelitian peningkatan kolesterol total dan / atau low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) yang ditemukan, dan peningkatan high-density lipoprotein cholesterol (HDLC) juga sering dilaporkan (Robertson et al., 2012). Carbamazepine merupakan enzim yang menginduksi hati dan memiliki metabolit aktif (carbamazepine-10, 11-epoksida) yang juga memberikan antikejang. Jalur metabolisme utama carbamazepin adalah CYP 3A4, yang bertanggung jawab untuk metabolisme berbagai pengobatan (Lewinska, 2013). Pasien dengan carbamazepine atau fenitoin yang menginduksi enzim menunjukkan protein C-reaktif > 30%, menunjukkan bahwa kenaikan dapat dikaitkan dengan induksi CYP. Prothrombotic homosistein terlibat sebagai faktor risiko untuk
12
CVD, stroke, dan demensia. Homosistein yang tinggi ditemukan pada pasien dengan carbamazepin (Brodie et al., 2013). Sebuah sampel plasma dari subyek dengan carbamazepine selama lebih dari 10 tahun memiliki konsentrasi 4β-Hydroxycholesterol (4βHC) melebihi 600 ng-ml-1 ( Ni G et al., 2013). 4β-Hydroxycholesterol (4βHC) adalah metabolit kolesterol endogen teroksidasi yang secara khusus diproduksi melalui metabolisme kolesterol oleh CYP3A4 di liver. Induksi CYP3A4 menyebabkan peninngkatan konsentrasi 4βHC di plasma, sedangkan penghambatan CYP3A4 mengarah ke reduksi. Oleh karena itu, 4βHC memiliki potensi untuk digunakan pada fase awal uji klinis sebagai biomarker endogen untuk menentukan potensi senyawa untuk menginduksi atau menghambat CYP3A4. Beberapa studi klinis eksperimental menggunakan inhibitor yang kuat (atazanavir / ritonavir dan itrakonazol) atau induser (rifampin, efavirenz, dan carbamazepine) dari CYP3A4 untuk mengevaluasi potensi 4βHC untuk digunakan sebagai biomarker klinis (Leil TA et al., 2014). Sebuah studi terbaru dari Denmark menemukan bahwa pasien yang diobati dengan carbamazepine memiliki tingkat signifikan meningkatkan infark miokard dan stroke dibanding mereka yang dirawat dengan valproate, dan secara signifikan kematian yang lebih tinggi dari CVD dibandingkan mereka yang diobati dengan lamotrigin (Brodie et al., 2013). Valproat yang merupakan penghambat enzim CYP juga berhubungan dengan efek metabolik yang merugikan dan berbeda dari penginduksi enzim. Obesitas terlihat pada sampai dengan 71% dari pasien yang diobati dengan VPA, khususnya terjadi pada perempuan. Mekanisme yang didalilkan termasuk efek pada nafsu makan atau penipisan karnitin yang menyebabkan penurunan metabolisme asam lemak. Sindrom metabolik, intoleransi glukosa, trigliserida meningkat, HDL-C rendah, dan hipertensi ditemukan di 41% dari wanita yang diobati dengan VPA, dibandingkan dengan 5,3% dengan CBZ dan tidak ada dengan lamotrigin atau topiramat. Sebuah studi prospektif baru-baru ini pada anak-anak yang diikuti minimal 2 tahun pada VPA menemukan 40% berkembang obesitas, dan 43% menjadi sindrom metabolik, dimana pasien tidak obese. Meskipun bukti ini mendukung gagasan bahwa kenaikan berat badan akibat obat dikarenakan sindrom metabolisme, Pylvanen dan rekan menemukan bahwa obesitas pasien dengan VPA memiliki insulin lebih tinggi dari pada kontrol gemuk, menunjukkan bahwa obesitas mungkin tidak bertanggung jawab untuk sindrom metabolik pada pasien VPA.
13
Hal ini tidak diketahui apakah ini metabolik yang merugikan merupakan efek yang berkontribusi terhadap peningkatan risiko vaskular pada pasien VPA dalam jangka panjang (Mintzer et al., 2014). LDL-C memainkan peran penting dalam proses aterosklerotik dengan meningkatkan permeabilitas endotel, retensi lipoprotein dalam intima pembuluh darah, perekrutan sel inflamasi dan pembentukan sel busa. Bukti lebih lanjut menunjukkan bahwa pengobatan dengan OAE yang menginduksi enzim OAE seperti CBZ dan PHT, secara signifikan berhubungan dengan peningkatan kadar kolesterol total, kolesterol aterogenik, trigliserida dan tHcy (Dougherty, 2015). Penyelidikan lain menunjukkan bahwa pasien yang diobati CBZ memiliki CAIMT tinggi dibandingkan pasien yang diobati VPA, yang pada gilirannya memiliki CAIMT tinggi dibandingkan pasien yang tidak diobati dengan epilepsi. CA-IMT pada pasien epilepsi tampaknya berkorelasi positif dengan durasi terapi OAE (Dougherty, 2015). Sitokrom P450 sebagian bertanggung jawab untuk biosintesis vasoregulator endogen. Selain itu, CYP2C9 juga menghasilkan sejumlah besar radikal bebas oksigen yang diturunkan. Mekanisme lain dari PHT menginduksi aterosklerosis adalah melalui resistensi insulin dan peningkatan total kolesterol, trigliserida, dan LDL-C. Saat ini, belum ada penelitian tentang dampak dari mutasi CYP2C9 pada kelainan metabolik dan aterosklerosis subklinis pasien epilepsi yang mengambil PHT sebagai monoterapi. Mekanisme resistensi insulin akibat PHT belum jelas. Beberapa bukti yang telah ditemukan menunjukkan hubungan antara kadar serum PHT dan keterlambatan mencapai konsentrasi glukosa puncak (Phabphal et al., 2013). Beberapa mekanisme telah diusulkan untuk menjelaskan hubungan antara paparan OAE dan risiko kardiovaskular. Paparan PHT atau CBZ dikaitkan dengan penurunan serum folat dan peningkatan homosistein serum, sehingga meningkatkan risiko stroke pada pasien dengan epilepsi. Pasien yang memakai OAE penginduksi enzim CYP, seperti PHT atau CBZ, memiliki peningkatan konsentrasi kolesterol darah dan aterogenik dari fraksi lipid LDL-C, yang mungkin lebih meningkatkan risiko stroke. Selain dari metabolisme xenobiotik, sub famili enzim CYP manusia juga penting dalam sintesis kolesterol endogen (Hsieh et al., 2012). Jalur biokimia sintesis kolesterol adalah penghambatan umpan balik hydroxymethylglutaryl-coenzim A (HMGCoA) reduktase.
14
Namun, hambatan ini tidak disediakan oleh produk akhir, tetapi oleh sekelompok oxysterol intermediet yang merupakan substrat untuk lanosterol alphadesmethylase, yang dikenal sebagai CYP51A1 (Gbr. 3). Hipotesis ini cocok dengan data klinis tersebut, menunjukkan bahwa pasien yang memakai OAE menginduksi enzim (fenitoin atau carbamazepine) menunjukkan gangguan kolesterol (Brodie et al., 2013).
Gambar 2.5. Jalur sintesis kolesterol menyoroti peran CYP51A1. Koenzim HMG-CoA hydroxymethylglutaryl (sumber : Brodie et al., 2013).
Pengaruh OAE PHT, CBZ, VPA, PB terhadap profil lipid sangatlah komplek, dan belum sepenuhnya dapat dipahami, begitu juga dengan masing-masing OAE yang disebutkan diatas menginduksi enzim yang berbeda pula. Tampaknya variabilitas genetik, usia, jenis kelamin, berat badan, merokok, status gizi, kelainan hati dan ginjal serta administrasi penggunaan OAE itu sendiri akan memberikan konstribusi penting terhadap efikasi, tolerabilitas, serta efek samping OAE (Saruwatari et al., 2010). E.
Pemeriksaan aterosklerosis Profil lipid adalah kondisi lipid dapat berupa suatu dislipidemia yang ditandai
dengan peningkatan maupun penurunan fraksi lipid dalam darah. Kelainan fraksi lipid yang paling utama adalah kenaikan kadar kolesterol, kolesterol LDL, kenaikan kadar trigliserida serta penurunan kadar HDL. Berbagai pedoman telah dibuat untuk menilai hasil tes lipid darah. The National Cholesterol Education Program (NCEP), Adult Treatment Panel III 2001 menetapkan klasifikasi kolesterol dan trigliserida, yang merupakan pedoman untuk interpretasi
15
klinik hasil tes lipid darah sebagai berikut (National Cholesterol Education Program, 2011) : A. Total kolesterol < 200 mg/dl
: kadar kolesterol yang diinginkan
200 – 239 mg/dl
: garis batas kadar kolesterol tinggi
≥ 240 mg/dl
: kadar kolesterol tinggi
B. Kolesterol-LDL < 100 mg/dl
: kadar kolesterol-LDL optimal
100 – 129 mg/dl
: kadar kolesterol-LDL mendekati optimal
130 – 159 mg/dl
: garis batas kadar kolesterol-LDL tinggi
≥ 190 mg/dl
: kadar kolesterol-LDL sangat tinggi
C. Kolesterol-HDL < 40 mg/dl
: kolesterol HDL rendah
≥ 60 mg/dl
: kadar kolesterol tinggi
D. Trigliserida < 150 mg/dl
: trigliserida normal
150 – 199 mg/dl
: kadar garis batas trigliserida tinggi
200 – 499 mg/dl
: kadar trigliserida tinggi
≥ 500 mg/dl
: kadar trigliserida sangat tinggi
Carotid Intime Media Thickness (CIMT) didefinisikan sebagai jarak antara permukaan lumen tunika intima dan tunika media-adventitia. Penyakit aterosklerosis arteri karotis ditentukan dengan mengamati penyempitan luminal sekunder pada perkembangan plak. Namun, karena aterosklerosis adalah suatu proses yang secara langsung mempengaruhi dinding arteri, maka disarankan untuk mengukur ketebalan kompleks ini yang ebih akurat untuk aterosklerosis daripada sekedar mengukur diameter luminal, terutama karena seringnya ekspansi luminal dalam kompensasi untuk penebalan dinding arteri. Proses yang mendasari penebalan intima adalah tidak sepenuhnya dipahami, tetapi dianggap sama, meskipun tidak identik, yaitu aterosklerosis yang mendasarinya. Hipotesis bahwa IMT merupakan subklinis penyakit pembuluh darah didukung oleh temuan hubungan antara IMT dan perubahan aterosklerotik bersamaan yang divisualisasikan dalam arteri koroner selama angiografi.
16
Banyak kasus penebalan dari intima-media tidak mewakili perubahan aterosklerotik, pada lesi kasus lain mungkin merupakan non-aterosklerotik seperti hipertrofi sebagai respon dalam menanggapi pergeseran stress pada arteri (Robertson et al., 2012). Pengukuran CCA-IMT dengan cara subyek terlentang, dengan leher ekstensi dan kepala berpaling ke sisi yang kontralateral dari sisi yang diperiksa, yang memungkinkan akses maksimal ke arteri besar leher. Ketika dinding arteri karotis divisualisasikan dengan B-mode ultrasound, dengan karakteristik 'double echo' kompleks intima-media dapat dilihat pada kedua dinding dekat dan jauh dari arteri karotis. Pendapat berbeda di mana keduanya harus digunakan untuk mengukur CIMT. Namun, pengukuran dinding IMT dekat telah terbukti sangat berat dan tidak mewakili anatomi IMT, sedangkan pengukuran dinding IMT jauh telah dibuktikan menunjukkan dari penebalan. Terdapat rekomendasi untuk mengukur IMT di akhir diastole, karena pengukuran selama sistol adalah dipengaruhi oleh peregangan dinding arteri, dan selanjutnya penurunan IMT (Robertson et al., 2012). Ada beberapa segmen arteri karotid dimana IMT dapat diukur - karotis komunis, bifurkasi karotis atau arteri karotis interna. Visualisasi dari karotis interna atau bifurkasi karotis lebih sulit daripada visualisasi carotis comunis artery (CCA). Pentingnya mengambil pengukuran IMT pada dinding arteri yang bebas plak semakin diakui. Mengukur daerah bebas plak tidak hanya mudah tetapi juga meningkatkan reproduktifitas dan akaurasi. Konsensus Mannheim telah mendefinisikan plak sebagai fokus penebalan yang mengganggu lumen dengan tebal 0,5 mm atau 50% dari IMT sekitarnya atau di mana penebalan intima-media adalah > 1,5 mm. Hal ini semakin diakui bahwa dalam hal menilai beratnya penyakit dan risiko vaskular berikutnya, baik IMT dan plak harus dipertimbangkan secara terpisah. Plak karotis terbukti berhubungan dengan penyakit cerebrovaskular, dan memang dianggap indikator risiko vaskular tinggi (Robertson et al., 2012).
17
F.
Kerangka Berpikir OAE : PB PHT, CBZ, VPA
UGTs Asam Folat Vit. B12
Kadar SGOT SGPT
PXR
CAR
CYP 450 : CYP51A1, CYP7A1, CYP7B1, CYP8B1, CYP27A1, YP46A1, CYP39A1, CYP3A4.
LXR
PPAR
FXR
Profil lipid (TC, HDL, LDL, TG)
Kadar Insulin
Usia, sex, status gizi, Hipertensi, jantung, DM, merokok
Obesitas FFA
ROS
Aterosklerosis Homosistein Keterangan : ------ : variabel antara Gambar 2.6 Kerangka berpikir
18
Obat anti epilepsi (OAE) golongan lama seperti CBZ, PHT dan PB diakui mempercepat aterosklerosis, karena OAE ini menginduksi enzim sitokrom P450 (CYP) di hati yang secara luas terlibat dalam sintesis dan metabolisme kolesterol. OAE yang menginduksi juga terlibat dalam predisposisi untuk aterosklerosis dengan mengubah penanda lain dari risiko vaskular termasuk homosistein, folat, lipoprotein (a) [Lp (a)], dan C-reaktif protein (CRP) (Kim et al., 2013). Biotransformasi oksidatif dimediasi terutama oleh enzim CYP, sedangkan reaksi konjugasi dilakukan sebagian besar oleh enzim uridin 5’-diphosphoglucuronyltransferase (UGT) (Brodie MJ et al., 2013). Hati merupakan organ utama dalam homeostasis lipid yang meliputi fatty acid synthese (FASN), ATP citrate lyase (ACLY), steroyl CoA desaturase-1 (SCD-1) dan reseptor utama yang berperan dalam implikasi homeostasis lipid adalah liver x receptor alfa dan beta (LXRα, LXRβ) atau thyroid hormone receptor (TR). Peran LXR terhadap lipogenesis terjadi secara simultan dengan sejumlah reseptor lain yang telah diidentifikasi seperti pregnane X receptor (PXR), Liver X receptor (LXR), farnesoid X receptor (FXR), constitutive androstane receptor (CAR), peroxysome proliferator activated receptor γ coactivator (PPAR) melalui suatu mekanisme yang sangat komplek (Handschin, 2005). Biosintesis dan metabolisme kolesterol, asam empedu dan oxysterol melibatkan beberapa enzim CYP termasuk CYP51A1, CYP7A1, CYP7B1, CYP8B1, CYP27A1, CYP46A1, CYP39A1 dan CYP3A4 (Nebert et al., 2013). Aterosklerosis secara nyata merupakan penyakit progresif ditandai dengan akumulasi simpanan kolesterol di makrofag (sel busa) dalam arteri besar dan menengah. Salah satu komponen reactive oxygen species (ROS) mengarah pada pembentukan lipoprotein teroksidasi (LDL) yang merupakan salah satu mediator kunci aterosklerosis. Sedangkan LDL asli tidak menyebabkan akumulasi kolesterol ester dalam makrofag, LDL dimodifikasi oleh oksidasi. LDL teroksidasi juga terlibat dalam mekanisme lain yang berpotensi dalam perkembangan aterosklerosis, seperti tindakan sitotoksik atau kemotaktik pada monosit dan penghambatan motilitas makrofag (Bonomini et al., 2008). Usia, jenis kelamin, obesitas, merokok, hipertensi, diabetes mellitus dan dislipidemia dikenal sebagai faktor risiko aterogenik yang mengakibatkan gangguan
19
fungsi endotel, fungsi otot halus dan metabolisme dinding pembuluh (Bonomini et al., 2008). Defisiensi asam folat dan vitamin B12 dapat menyebabkan konsentrasi homosistein plasma meningkat. Hiperhomosisteinaemia adalah faktor risiko untuk penyakit vaskular seperti stroke, infark miokard dan penyakit arteri perifer (Ni et al., 2011).
G.
Hipotesis Penelitian Terdapat hubungan antara dosis dan lama terapi OAE terhadap profil lipid dan
aterosklerosis.
20
