KADAR NITRIK OKSIDA DAN FAKTOR VON WILLEBRAND SEBAGAI PETANDA DISFUNGSI ENDOTEL PADA SIROSIS HATI SRI MARYANI SUTADI Fakultas Kedokteran Bagian Ilmu Penyakit Dalam Universitas Sumatera Utara PENDAHULUAN Endotel vascular, biarpun hanya merupakan satu lapis sel saja pada bagian dalam dari vascular, merupakan organ penting yang mempunyai multifungsi yang berkaitn dengan kesehatan fisiologis vascular. Karena letaknya yang strategis diantara sirkulasi dan dinding vaskuler, endotel berinteraksi dengan mediator selluar maupun hormonal dari kedua kompartemen ini.1. Dulu fungsi endotel diketahui sebagai membran semi permeable yang mencegah diffusi berbagai makromolekul. Saat ini diketahui bahwa endogel adalah organ dengan luas 700 m2 dan berat 1,5 kg dan menghasilkan beberapa factor yang menyebabkan vasodilatasi lokal. Sebagai respon terhadap pisik dan humoral, endotel akan mensekresikan beberapa zat yang mengendalikan tonus serta pertumbuhan vascular. Fungsi pengendalian meliputi tonus pembuluh darah, aktivasi trombosit,adhesi monosit, trombogenesis, dan pertumbuhan pembuluh darah. Vsoregulasi terjadi karena adanya keseimbangan antara factor-faktor relaksasi yang dihasilkanendotel dan factor kontraksi sebagai respon terhadap rangsang mekanis local (seperti tekanan geser,regangan) kondisi metabolic dan berbagai produk yang dihasilkan oleh trombosit, proses koagulasi (seperti trombin), dan zat-zat agonis yang bekerja melalui reseptor (seperti asetilkolin, bradikinin,s erotonin dan substansi P)2. Suatu karakteristik yang unik dari sel endotel adalah biarpun mempunyai fungsi dan morfologi yang sama, tetapi menunjukkan heterogenitas pada organ yang berbeda.3 Disfungsi endotel didefinisikan sebagai ketidak seimbangan antara factorfaktor relaksasi dan kontraksi, antara mediator prokoagulan dan antikoagulan atau antara zat-zat yang menghambat dan mendorong pertumbuhan.2 Petanda biokimia yang lazim dipakai untuk penentuan disfungsi endotel maupun perbaikan fungsi endotel meliputi : NO,Endothelin-1vWF, Thrombomedulin, E-Selectin,sVCAM-1,sICAM-1,PAI-1,Microalbuminuria dan F2-Isoproston.1 Beberapa penelitian klinis dan eksperimen telah mendapatkan adanya disfungsi endotel pada sirosis hati yang ditunjukkan melalui peningkatan kadar Nitrik oksida dan factor von Willebrand. Penyebab peningkatan dari kadar ini masih belum diketahui dengan jelas, diduga ada hubunganya dengan sirkulasi hipeerdinamik dan adanya endotoksemia yang umum dijumpai pada sirosis hati. NITRIK OKSIDA DAN SIROSIS HATI Sirosis hati merupakan penyakit hati menahun yang disfuss yang ditandai dengan adanya pembentukan jaringan ikat dan disertai nodule. Gambaran klinis pada sirosis hati muncul akibat kegagalan hepatolellular dan terjadinya hipertensi portal.4 Hipertensi portal padaa sirosis dihubungkan dengan sirkulasi hiperdinamik yang ditandai dengan penurunan resistensi arterial, vasodilatasi perifer dan regional. Vasodilatasi disertaimdengan peningkatan kaidiak indeks dan aliran darahregional.510 . Aliran darah hiperkinetik didapati pada splanchnic dan sirkulasi sitemik dengan aliran darah ke usus halus, lambung,limpa dan pancreas meningkat lebih kurang 50% diatas nilai kontrol.5,6 Sirkulasi splanknik hiperdinamik adalah penyumbang
©2003 Digitized by USU digital library
1
utama dalam gejala hipertensi portal. Walupun system vena kolateral sistemik yang terbentuk, sebagian mengurangi sirkulasi portal akan tetapi komplikasi hipertensi portal masih dapat terjadi dan yang paling penting adalah timbulnya varises esophagus dan perdarahan varises. Sirkulasi hiperdinamik tampak pada pasien dengan ekstemitas hangat, nadi yang kuat, denyut jantung yang cepat, sebagai mana kardiak indeks yang tinggi dan volume darah yang meningkat. Bila terjadi progresifitas dari penyakit, resistensi vascular semakin menurun, vasodilatasi menjamin perfusi jaringan adekwat, tetapi jika persisten, tekanan arteri yang rendah akan menimbulkan gangguan sekunder pada ginjal. Tingkat dari gangguan hemodinamik berhubungan dengan prognosa. Penyebab dari vasodilatasi tetap tidak diketahui, tetapi diduga oleh karena ; yang pertama,. Adanya peningkatan konsentrasi vasodilator disirkulasi, yang kedua adanya peningkatan produksi vasodilator local oleh endotel, dan yang ketiga; adana penurunan respon vascular terhadap vasokonstriktor endogen. Mekanisme yang terakhir ini mungkin karena efek komponen dipengaruhi oleh shear stress dari peredaran darah. Produksi NO juga dapat dirangsang oleh aktifitas fisik, estradiol, asetilkolin, endotoksin, substansi P atau oleh ADP dan beradikinin yang dilepaskan oleh endotel (Gbr 1) 1-3,13,14
Gambar1: Pembentukan NO didalam dinding pembuluh darah. SGC: Solubled guanylate cyclase; cGMP:cyclic 3,5 guanosine monophosphate LPS: Lipopolysaccharide; TNF oc: Tumor necrosis factor; IL-1: Interleukin 1 CNOS/iNOS:Constitutive / Indicible NO synthase; ADMA : Asymmetrical Dimethylarginine; L-NMMA; Monomethyl – L – arginine; L-NAME: Nitro – L – arginine methylester. Dikutip dari kepustakaan : 15
©2003 Digitized by USU digital library
2
Kadar NO menurun pada hiperkolesterolemia, hipertensi sistemik, merokok, diabetes, gagal jantung, hipertensi pulmonal dan estrogen. Produksi NO oleh endotel bertanggung jawab terhadap dilatasi arteri. Selain bertanggung jawab terhadaap dilatasi arteri, NO juga menghambat adhesi dan agresi trombosit pada endotel. 2,3 Pada penelitian eksperimental dan klinis yang baru menunjukkan bahwa peningkatan NO, suatu vasodilator yang kuat dihasilkan oleh endotel mempunyai peranan penting pada sirkulasi hiperdinamik yang terjadi pada sirosis hati. Penyebab peningkatan kadar NO pada sirosis, masih belum jelas. Vallance dan Mocada mengemukakan bahwa aktivitas endotokdin dan sitokin yang berhubungan dengan sirosis dapat menginduksi kelebihan produksi NO melalui peningkatan sintesa NOS inducible dan bertanggung jawab terhadap peningkatan NO pada sirosis. 7,8 Sebagaimana diketahui bahwa pasien sirosis mempunyai kadar endotoksin dan sitokin yang meningkat dalam sirkulasi, termasuk TNF ∝ dan interkulin, walaupun tanpa adanya tanda klinis yang jelas dari infeksi. TNF ∝ adalah sitokin derivat makrofag – limfosit yang diketahui menyebabkan vasodilatasi nyata dan keadaan hiperdinamik pada binatang percobaan melalui aktivasi biosintesa NO. Walaupun TNF ∝ sepertinya merangsang sintesa NO terutamanya melalui jalur iNOS tetapi diduga TNF ∝ dapat juga meningkatkan aktivitas eNOS dengan mekanisme yang belum jelas. 5.11 Guarner dan kaawan-kawan juga mendapatkan peningkatan kadar NO pada penderita sirosis, dan peningkatan ini lebih tinggi pada sirosis dengan ascites disbanding yang tanpa ascites. Kadar plasma nitrat / nitrit sebagai hasil akhir dari metabolisme NO yang tinggi dihubungkan dengan aktivitas renin plasma yang tinggi, aldosteron yang tinggi dan eksresi natrium yang rendah. Peningkatan kadar NO juga mempunyai kolerasi yang signifikan dengan kadar endotoksin yang terdapat pada sirosis. Peneliti ini mendapatkan bahwa dengan pemberian colistin oral pada 15 pasien sirosis didapati penurunan yang sejajar dari kadar plasma endotoksin dan kadar nitrat /nitrit.16 Barak dkk juga mendapatkan kadar metabolit NO yang lebih tinggipada pasien sirosis disbanding dengan kontrol. 17 Campillo dkk mendapatkan kadar NO pada pasien sirosiss dengan tense ascites lebih tinggi disbanding subjek sehat, sedangkan pada pasien sirosis dengan ascites ringan dan sirosis tanpa ascites kadar NO masih normal. Peneliti ini juga mendapatkan kadar endotoksin yang lebih tinggi pada pasien sirosis disbanding kontrol, dan berkolerasi linier dengan beratnya penyakit, tapi tidak ada kolerasi antara endotoksemia dengan peninggian kadar nitrat / nitrit. Disamping itu peneliti ini juga mendapatkan kardiak indeks yang lebih tinggi pada pasien sirosis disbanding kontrol dan sejajar dengan berat penyakit tapi Walaupun tidak berkolerasi dengan peninggian NO dan kadar endotoksin. 18 peran endotoksin dan atau sitoksin masih diperdebatkan, penelitian lebih lanjut mendukung peran NO sebagai vasodilator utama yang bertanggung jawab terhadap sirkulasi hiperdinamik yang terjadi pada sirosis. 5,7,11,12 Peningkatan produksiNO yang diukur dengankonsentrasi nitrat / nitrit, konsentrasi NO pada ekspirasi dan aktivitas cGMP telah ditunjukkan pada sirosis eksperimental dan manusia.19 Lebih lanjut, inhibisi pembentukan NO oleh NOS inhibitor (N- Monometyl-L-Argirin (L-NMMA) dan N-L- Argirin Metylester (L-NAME) menurun sirkulasi yang hiperdinamik, menormalkan penurunan resistensi vaskuler perifer dan memperbaiki eksresi natrium oleh ginjal pada sirosis ekperimental. Ini mendukung hipotesis bahwa peningkatan produksi NO endogen adalah factor utama vasodilatasi perifer pada sirosis. 7,8,11 Walaupun dengan adanya endotoksemia, dan oleh karenanya peningkatan iNOS ikut berperan pada peningkatan produksi NO, tapi penelitian akhir-akhir ini menunjukkan bahwa peningkatan eNOS lebih dominan pada sirosis. Mekanisme dimana aktivitas eNOS meningkat dan mempertahankan vasodilatasi pada sirosis tidak diketahui. Salah satu factor mungkin adalah endothelial shear stress, yang
©2003 Digitized by USU digital library
3
timbul karena perubahan hemodinamik yang terjadi pada sirosis. Selain shear stress, atekolamin, estrogen dan substansi P yang semuanya meningkat pada sirosis, juga menyebabkan peningkatan aktivitas eNOS. Aplikasi penting dari penemuan akhirakhir ini adalah perkembangan dan inhibitor NOS untuk mengurangi efek hemodinamik yang tidak diinginkan pada penderita sirosis. Disamping itu dengan inhibitor NOS selektif ini akan dapat menjelaskan lebih lanjut yang mana antara enzim ini-enzim ini yang merupakan penentu utama untuk peningkatan biosintesa NO. 1,7,8,19 FAKTOR VON WILLEBRAND DAN SIROSIS HATI Pada keadaan normal, endotel berlaku sebagai permukaan non trombogenik melalui pelepasan NO, Prostasiklin,tPA dan heparan sulfat. Endotel yang terganggu mendorong terjadinya adhesi dan agresi trombosit, serta mendorong terjadinya trombogenesis melalui naiknya pelepasan PAI-1 dan factor von Willebrand (FvW). Adhesi trombosit pada subendotel tergantung pada factor von Willebrand.1,3 FvW adalah sebuah kompleks glikoperin dan bersikulasi dalam plasma dalam bentuk multimerik. FvW disintesis terutama pada sel endotel dan megakaryosit. FvW disintesa sebagai suatu precursor yaitu pro vWF. Setelah diproses di retikulum endoplasmic dan apparatus golgi sel endotel, prekusor tersebut mengalami multimeriasasi dan terbelah menjadi dua produk yaitu protein matang dan suatu propeptida. FvW yang disintesa dari endotel disekresi secara beraturan kedalam darah dan juga disimpan dalam Weibel Pallade Bodies, sedang FvW dari megakaryosit disimpan dalam alpa granul platelet. Pada kondisi fisiologis, megakariosit dan trombosit hanya berperan sangat kecil dalam pengaturan konsentrasi FvW, sehingga dalam kondisi fisiologis sumber utama dari kadar plasma FvW adalah endotel. FvW mempunyai dua fungsi utama dalam hemostasis,FvW dibutuhkan untuk proses adhesi trombosit ke dinding pembuluh darah yang rusak dan juga sebagai protein pembawa (carrier) dan penstabil untuk factor VIII. Adhesi trombosit yang diperantarai FvW pada endotel yang luka merupakan langkah awal dalam pembentukan thrombus. Adhesi trombosit diawali dengan melekatnya mediator GPIb pada membran trombosit melalui reseptornya. Selanjutnya GPIb menjembatani trombosit tersebut dengan FvW yang terdapat pada subendotel. Ikatan antara trombosit dengan FvW ini akan diikuti degan ikatan kedua, dimana yang menjadi mediator adalah GPIIb/IIIa (gambar 2). Sedangkan bentuk kompleks dengan factor VIII berguna untuk menstabilkan factor VIII, dimana FvW melindungi factor VIII dari proses inaktivasi oleh proteinC aktif atau factor X aktif. 1,3,20,21
Telah diketahui bahwa factor FvW plasma meningkat pada beberapa kondisi klinis dan eksperimental yang beberapa diantaranya dapat dilihat pada table dibawah (table 1) Tabel 1. Beberapa kondisi yang dihubungkan dengan peningkatan FvW pada manusia
©2003 Digitized by USU digital library
4
Cepat dan singkat Injeksi dari : Epineprin Vasopressin Desmopressin Olah raga Hipoglikemia Rangsangan CNS Okulasi vena
Lambat dan lama Sirosis hati Periode post operatif Malignansi Kehamilan Gagal Ginjal Peny,Jantung koroner akut Diabetes Anemia hemolitik
Setelah penginfusan epinefrin atau desmopresin dan setelah latihan yang berat (table diatas), terjadi peningkatan FvW yang sedemikian cepat dan transient, sehingga peningkatan sintesa kelihatannya bukan hal yang menyebabkannya, tapi pelepasan dari organel penyimpanan pada sel endotel merupakan mekanisme yang lebih dapat diterima. Pada berbagai kondisi klinis yang berbeda didapati peningkatan FvW plasma jangka panjang dan menetap (table 1). Hal ini mungkin dikarenakan meningkatnya sintesa, ealaupun mekanisme klirens yang menurun tidak dapat disingkirkan. Peningkatan FvW biasanya disertai peningkatan glikoplasma lainnya, paling sering fibrinogen dan reaktan fase akut lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa perubahan kadar plasma FvW jangka panjang mungkin merupakan ekspresi reaksi fase akut terhadap berbagai stimulus seperti inflamasi, nekrosis dan pemulihan jaringan. 21 Bonie dkk adalah yang pertama yang mengajukan pengukuran FvW plasma sebagai indeks kerusakan endotel pada penyakit kardiovaskuler. Hipotesa mereka didasarkan pada pengamatan bahwa pasien dengan penyakit tungkai iskemik (septicemia) didapati peningkatan kadar FvW sesuai dengan luasnya keterlibatan pembuluh darah. Selanjutnya beberapa peneliti menemukan bahwa FvW didapati tinggi pada berbagai kondisi klinis yang kesemuanya ditandai dengan kerusakan vascular dengan bocornya endotel dan terpaparnya subendotel misalnya pada diabetes, hipertensi dan vasukulitis. 21,23 Dari penemuan-penemuan diatas diperkirakan bahwa pada pasien dengan penyakit pembuluh darah yang besar dan kecil, membran endotel akan membocorkan FvW sehingga menimbulkan peningkatan kadar plasma protein tersebut. Penemuan inim menunjukkan bahwa FvW adalah suatu marker aktivasi sitoksin dan atau kerusakan endotel atau kadar FvW yang tinggi mungkin berhubungan dengan mekanisme kompensasi untuk gangguan hemostatik pada penyakit hati kronik. Ferro dkk, mendapatkan bahwa peningkatan FvW pada sirosis hati berhubungan erat dengan endotoksemia. Peneliti ini mendapatkan dari 32 pasien sirosis, didapati peningkatan yang progresif dari FvW dan endotoksemia sesuai dengan berat penyakit berdasar criteria Child Pugh. Dan dari 20 pasien yang mendapat antibiotika yang tidak diabsorbsi, ternyata didapati penurunan yang jelas dari kadar FVW dan endotoksemia. Hasil ini menunjukkan adanya gangguan endotel pada sirosis dan endotoksemia mungkin memgang peranan penting dalam kejadian ini.23 Beer dkk mendapatkan total kadar GPIb meningkat secara signifikan pada sirosis dan juga kadar FvW dengan aktivitas saampai 400% dari normal.24 Albornoz dkk mendapatkan bahwa kadar FvW lebih tinggi pada pasien sirosis disbanding dengan orang sehat, dan peninggian ini sejajar dengan berat penyakit berdasarkan criteria Child Pugh. Demikian juga pada pasien sirosis yang ascites kadar FvW lebih tinggi dibanssding dengan tanpa ascites. Peneliti ini juga mendapatkan korelasi yang linier antara peningkatan NO dan FvW pada sirosis hati tapi tidak ada korelasi antara factor endotel dengan parameter hemodinamik. Penyebab peningkatan kedua factor
©2003 Digitized by USU digital library
5
endotial tersebut pada sirosis tidak diketahui. Data klinis dan percobaan menunjukkan endotoksemia memegang peran penting dalam hal ini, dan ini terbukti dari percobaan klinis dengan pemberian antibiotik yangt tidak diabsorbsi menyebabkan penurunan yang sejajar dari kadar endotoksin dan kadar kedua factor endothelial. 25 Walaupun tidak terbukti kolerasi antara produksi NO dengan keadaan hemodinamik, penemuan ini mendukung hipotesa bahwa peningkatan NO endogen mempunyai peran penting dalam patogenesis vasodilatasi yang terjadi pada sirosis. Dilain pihak dalam beberapa tahun terakhir ini, terdapat bukti bahwa rangsangan mekanis dapat mempengaruhi struktur dan fungsi endotel secara langsung. Telah didapatkan shear stress dapat meningkatkan NOS endotel dan produksi NO. Karena itu telah dinyatakan bahwa stress endothelial yang tinggi pada sirosis yang disebabkan oleh perubahan hemodinamik portal, mungkin terlibat dalam kelebihan produksi NO. Dan juga dikatakan bahwa kerusakan local pada sel endothelial mungkin dapat menyebabkan gangguan bodies Weibel Palade dan membran endothelium, dan ini akan menyebabkan pembebasan FvW dari endotel. 11,21,23,25 Kesimpulan : Sirosis hati dihubungkan dengan sirkulasi yang hiperdinamik dan dijumpai peningkatan produksi NO dan FvW serta adanya korelasi yang linier antara kedua factor endotel tersebut. Penyebab peningkatan dari kedua factor tersebut baik sendiri maupun secara bersamaan masih belum diketahui dengan pasti, tetapi adanya endotoksemia dan sher stress yang tinggi pada sirosis diduga sangat memegang peranan terhadap peninggian kadar kedua factor endotel tersebut. KEPUSTAKAAN 1. Wijaya A. Kaniawati M. Petanda Biokimia untuk disfungsi endotel. Forum Disagnosticum. Lab.Klinik Prodia 1999; 1 : 1-7 2. Pribadi MJ, Makmun LH, Abdurahman N. Disfungsi endotel dan aterosklerosis koroner. Acta Medica Indonesiana. April – Juni 2000 ; 32 (2) : 67-79 3. Wijaya A. Disfungsi endotel, aterosklorosis dan trombosis. Forum Diagnosticum. Lab.Kliinik Prodia. 1998;1 : 1-24 4. Tarigan P. Sirosis hati dalam : Sjaifoellah Noer (Ed)
©2003 Digitized by USU digital library
6
