Nutrisi Dan Stres Metabolik

BAB 15 NUTRISI DAN STRES METABOLIK “Salah satu dari fungsi tubuh yang terkena dampak dari status nutrisi yang buruk adalah sistem imun” Peran dalam kesehatan Dalam perjalanan yang tak pernah berakhir dalam menjaga homeostasis, tubuh manusia memberikan respon terhadap stres, fisiologis dan psikologis, dengan rantai reaksi yang melibatkan sistem saraf pusat dan berbagai hormon yang berpengaruh pada seluruh tubuh. Tingkat dan durasi dari stres menentukan bagaimana tubuh akan bereaksi. Hal ini penting bagi perawat untuk memahami perubahan metabolik sebagai reaksi stres, pada stres yang tanpa komplikasi yang muncul ketika pasien berada pada keadaan risiko nutrisional dan pada berbagai jenis variasi yang timbul akibat stres berat akibat trauma atau penyakit. Sistem imun Salah satu fungsi tubuh yang terkena dampak dari status nutrisi yang buruk adalah sistem imun. Ketika stres metabolik terjadi, perubahan metabolik dan hormonal melemahkan kemampuan sistem imun untuk melindungi tubuh. Aktivitas ini semakin melemah jika status nutrisi buruk bersamaan dengan stres metabolik. Siklus mematikan sering berkembang : imunitas buruk menyebabkan peningkatan risiko dari penyakit, penyakit menyebabkan status nutrisi buruk dan status nutrisi buruk selanjutnya akan memperburuk imunitas. Agar sembuh, siklus ini harus dihentikan. Peran nutrisi Agar sistem imun berfungsi optimal, nutrisi yang mencukupi harus terpenuhi. Tubuh dengan nutrisi baik tidak akan dirusak oleh infeksi seperti yang terjadi pada tubuh dengan nutrisi buruk. (lihat kotak Pertimbangan berdasar Budaya, Proses Keseimbangan, untuk pandangan multibudaya pada keseimbangan asupan untuk kesehatan). Untuk membuktikan poin ini, pikirkan penyebab utama kematian di negara-]negara industri seperti Amerika Serikat. Mayoritas merupakan penyakit kronis yang berhubungan dengan gaya hidup. Akan tetapi, di negara berkembang, infeksi 1

menyebabkan tingkat kesakitan dan kematian tinggi, terutama pada anak-anak, sebagian besar karena tingkat malnutrisi energi protein (MEP) yang tinggi. Mayoritas masyarakat Amerika Serikat yang memiliki masalah serius dengan malnutrisi dan infeksi adalah (1) Mereka dengan masalah medis berat, (2) mereka yang menderita stres metabolik mayor, (3) mereka yang menderita dari keadaan penyakit yang disebabkan stres metabolik dan/atau penurunan asupan nutrisi dan/atau malabsorpsi nutrisi, dan (4) mereka yang memiliki asupan nutrisi buruk sebagai hasil dari kondisi sosial ekonomi (seperti kemiskinan, tuna wisma). Status nutrisi buruk menciptakan sistem imun yang lemah sehingga sulit menyusun respon stres dan respon imun ketika berhadapan dengan stres metabolik. Beberapa nutrien diketahui mempengaruhi fungsi sistem imun. Hal ini sulit untuk menentukan faktor nutrien spesifik yang mana yang tampak pada gejala ketika pasien kurang gizi, karena tumpang tindih defisiensi nutrien dikombinasikan dengan penyakit dan dengan tubuh yang lemah, anoreksia dan infeksi. Komponen sistem imun yang dipengaruhi oleh malnutrisi adalah membran mukosa, kulit, traktus gastrointestinal, limfosit-T, makrofag, granulosit dan antibodi. Efek pada membran mukosa adalah mikrovili menjadi datar, sehingga mengurangi absorpsi nutrien dan menurunkan sekresi antibodi. Integritas kulit juga menurun karena berkurangnya densitas dan melambatnya penyembuhan luka. Luka pada traktus gastrointestinal karena malnutrisi dapat meningkatkan risiko infeksi yang disebabkan bakteri yang menyebar dari dalam traktus menuju keluar dari sistem pencernaan. Limfosit-T juga terkena dampak tersebut akibat menurunnya distribusi sel T. Efek pada makrofag dan granulosit yaitu waktu yang dibutuhkan untuk fagositosis dan aktivasi limfosit menjadi lebih lama. Antibodi lebih sedikit tersedia karena kerusakan respon antibodi. Tabel 15-1 menjelaskan bagaimana defisiensi nutrien spesifik mempengaruhi fungsi sistem imun; bahwa vitamin larut air dan lemak, asam lemak, mineral-mineral dan protein penting untuk berfungsinya sebagian besar komponen sistem imun. Respon stres Respon tubuh terhadap stres metabolik tergantung pada tingkat dan durasi stres. Stres menyebabkan rantai reaksi yang melibatkan hormon dan sistem saraf pusat yang mempengaruhi seluruh tubuh. Baik stres tersebut tanpa komplikasi (berkurangnya 2

asupan makanan atau tingkat aktivitas) maupun bermacam-macam (trauma atau penyakit), perubahan metabolik terjadi pada tubuh. Menurut Gould, respon konstan tubuh terhadap perubahan minor yang diakibatkan kebutuhan atau lingkungan pertama kali dicatat pada tahun 1946 oleh Hans Selye ketika ia mendeskripsikan respon “fight or flight”, atau sindrom adaptasi umum (SAU). Tubuh secara konstan merespon terhadap perubahan minor untuk menjaga homeostasis. Penelitian berikutnya mengidentifikasikan bahwa respon stres melibatkan rangkaian aksi terintegrasi yang termasuk hipotalamus dan hipofisis, sistem saraf pusat, medulla adrenal dan korteks adrenal. Efek signifikan dari respon terhadap stres dijelaskan pada tabel 15-2. Respon terhadap stres ini menghasilkan banyak perubahan pada proses metabolik melalui tubuh. Efek dari berbagai tingkatan stres pada laju metabolik digambarkan pada gambat 15-1. Kelaparan Jika seseorang karena terpaksa tidak makan, maka hal tersebut dikatakan sebagai kelaparan. Jika

kita menahan tidak makan, seperti ketika kita mencoba untuk

menurunkan berat badan, tindakan tersebut dikatakan sebagai diet atau puasa. Apapun penyebab asupan makanan kurang, hasilnya tetap sama. Setelah jangka waktu tertentu tanpa makanan (puasa) atau interval asupan nutrien di bawah kebutuhan metabolik, tubuh mampu mengekstraksi simpanan karbohidrat, lemak dan protein (dari otot dan organ-organ) untuk memenuhi permintaan energi. Glikogen hati digunakan untuk menjaga tingkat glukosa darah normal untuk menyediakan energi untuk sel-sel. Meskipun tersedia, sumber energi ini terbatas dan simpanan glikogen biasanya habis setelah 8 sampai 12 jam puasa. Tidak seperti simpanan glikogen, simpanan lipid (trigliserid) substansial dan tubuh juga mulai menggunakan sumber energi ini. Karena jumlah glikogen hati menurun, penggunaan asam lemak bebas dari jaringan adiposa meningkat untuk memenuhi kebutuhan energi pada sistem saraf. Setelah 24 jam tanpa asupan energi (terutama karbohidrat), sumber utama glukosa berasal dari glukoneogenesis. Beberapa sel tubuh, yaitu sel otak, menggunakan sebagian besar glukosa untuk energi. Selama fase awal kelaparan (sekitar 2 hingga 3 hari kelaparan), otak menggunakan glukosa yang diproduksi dari protein otot. Karena protein otot diproses 3

untuk energi, level branched-chain amino acids (BCAA) di sirkulasi meningkat meskipun utamanya dimetabolisme secara langsung di dalam otot. Tubuh tidak menyimpan banyak asam amino, tidak seperti glukosa dan trigliserid; oleh karena itu, satu-satunya sumber asam amino adalah massa tubuh (jaringan otot), organ vital termasuk otot jantung, atau konstituen tubuh berbahan protein lainnya seperti enzim, hormon, komponen sistem imun atau protein darah. Pada hari kedua atau ketiga kelaparan, 75 gram protein otot dapat dikatabolisme tiap hari, tidak cukup untuk memenuhi seluruh kebutuhan energi otak. Pada titik ini, sumber energi lain menjadi lebih tersedia. Asam lemak dihidrolisasi dari gliserol tulang belakang dan asam lemak bebas dan gliserol dilepaskan ke dalam aliran darah. Asam lemak bebas digunakan seperti yang telah dijelaskan di depan dan gliserol dapat digunakan oleh hati untuk membangkitkan glukosa lewat proses glukoneogenesis. Apabila kelaparan berlanjut, tubuh mempertahankan protein dengan memakai lebih banyak lemak untuk energi (gambar 15-2). Produksi badan keton dari asam lemak dipercepat dan kebutuhan tubuh untuk glukosa diturunkan. Meskipun sejumlah glukosa masih penting untuk sel otak dan sel darah merah, bagian tubuh tersebut dan jaringan tubuh lainnya memperoleh sebagian besar energi mereka dari badan keton. Protein otot masih dikatabolisme tetapi pada laju yang lebih rendah yang memperpanjang lama bertahan hidup. Selama periode kelaparan ini, sekitar 60% dari energi tubuh disediakan oleh metabolisme lemak menjadi karbondioksida, 10% dari metabolisme asam lemak bebas menjadi badan keton dan 25% dari metabolisme badan keton. Mekanisme pertahanan tambahan dari tubuh untuk mempertahankan energi adalah dengan memperlambat laju metabolismenya, sehingga dapat menurunkan kebutuhan energi. Sebagai hasil dari penurunan laju metabolisme, suhu tubuh menurun, tingkat aktivitas menurun dan periode tidur meningkat – semuanya itu agar tubuh dapat menghemat sumber energi. Jika kelaparan berlanjut, otot intercostal yang diperlukan untuk pernafasan menghilang, sehingga menyebabkan pneumonia dan kegagalan pernafasan. Kelaparan akan berlanjut hingga simpanan adiposa habis. Stres berat Stres karena kecelakaan (misal, karena patah tulang atau luka bakar) atau karena suatu kepentingan (misal, karena operasi), tubuh bereaksi terhadap stres seperti yang 4

terjadi pada stres karena kelaparan – dengan perbedaan besar. Selama kelaparan, laju metabolik tubuh melambat, menjadi hipometabolik. Selama stres berat, laju metabolik tubuh meningkat sehingga menjadi hipermetabolik. Respon tubuh terhadap stres dapat diringkas menjadi dua fase : fase ebb dan fase flow (gambar 15-3). Fase ebb, atau fase awal (tabel 15-3), dimulai segera setelah luka dan diidentifikasi dengan penurunan konsumsi oksigen, hipotermia (menurunnya suhu tubuh), dan letargi. Perhatian medis terutama selama masa ini adalah menjaga keefektifan kardiovaskuler dan perfusi jaringan. Sebagai respon tubuh terhadap luka, fase ebb berlanjut menjadi fase flow, biasanya sekitar 36 atau 48 jam setelah luka. Fase flow dikarakteristikkan dengan peningkatan konsumsi oksigen, hipertermia (peningkatan suhu tubuh), dan peningkatan ekskresi nitrogen, seperti katabolisme yang lebih cepat dari karbohidrat, protein dan trigliserid untuk memenuhi peningkatan permintaan metabolik. Fase flow akan bertahan untuk beberapa hari, minggu atau bulan hingga luka sembuh. Bermacam-macam stres menghasilkan peningkatan katabolisme dan bahkan kehilangan protein tubuh yang lebih besar. Akan tetapi, beberapa stres yang dialami pasien adalah iatrogenik. Sebagai contoh, berpikir sebagai rangkaian stres yang mungkin dialami oleh pasien yang akan menjalani operasi elektif. Sebelum operasi, kebanyakan pasien operasi menerima hanya cairan jernih lewat mulut (NPO) atau tidak sama sekali. Setelah operasi, mereka mungkin tetap mendapatkan NPO hingga suara usus kembali, kemudian berlanjut menjadi cairan jernih dan diet cairan saja hingga mereka dapat mentoleransi makanan. Jika pasien berada pada status nutrisional buruk sebelum stres operasi, pasien tersebut memiliki risiko lebih besar untuk terkena pneumonia atau infeksi luka yang dibarengi demam sebagai hasil penurunan sintesis protein. Seperti pada kelaparan, kebutuhan energi akan dipenuhi dari sumber endogen jika sumber eksogen tidak tersedia atau tidak adekuat. Oleh karena itu otot intercostal dapat berkurang, menyebabkan pneumonia atau asam amino yang tersedia tidak adekuat untuk mensistensis antibodi, menyebabkan respon imun buruk terhadap infeksi. Komplikasi tersebut memiliki efek negatif terhadap kebutuhan metabolik. Nutrien yang terkena dampak oleh stres hipermetabolik termasuk protein, vitamin dan mineral, seperti keperluan nutrisi untuk energi total dan asupan cairan. Selama stres 5

metabolik sedang, kebutuhan protein telah dilaporkan meningkat dari 0,8 g/kg berat badan (jumlah yang direkomendasikan untuk rata-rata orang dewasa sehat) hingga 1 sampai 1,5 g/kg berat badan dan untuk stres berat (misal, luka panas melebihi 20% total area permukaan tubuh) dapat meningkat hingga 1,5 sampai 2 g/kg berat badan. Tingkat ini berdasarkan konsumsi energi yang mencukupi untuk sintesis protein. Kebutuhan vitamin dan mineral semuanya meningkat selama stres. Perbaikan jaringan terutama tergantung pada asupan adekuat dari vitamin C, zinc, kalsium, magnesium, mangan dan tembaga. Setidaknya level asupan diet yang disarankan (DRI) dari nutrien yang harus dikonsumsi, terutama dari makanan daripada dari suplemen vitamin atau mineral. Memenuhi kebutuhan dari asupan makanan juga mendukung persediaan kcal yang mencukupi untuk memenuhi peningkatan kebutuhan energi selama sakit kritis. Beberapa formula telah digunakan untuk menentukan kebutuhan energi oleh pasien yang mengalami stres hipermetabolik. Satu formula (Harris-Benedict) menghitung basal energy expenditure (BEE), tingkat aktivitas dan keparahan luka. Tingkat aktivitas dianggap memerlukan energi jika pasien hanya berada di tempat tidur atau dapat berjalan. Keparahan luka merupakan faktor berdasarkan apakah luka disebabkan operasi mayor atau minor, infeksi ringan atau berat, trauma tulang atau tumpul atau luka bakar (berdasarkan presentase area permukaan tubuh yang terkena) (kotak 15-1). Ahli diet yang teregistrasi berkolaborasi dengan tim medis, menggunakan formula ini untuk menentukan kebutuhan energi. Apabila faktor yang diukur terjadi perubahan, perawat dapat memperingatkan baik ahli diet yang teregistrasi atau anggota tim medis lainnya untuk memastikan persediaan energi adekuat. Kebutuhan cairan yang dibutuhkan selama stres hipermetabolik berdasarkan usia, menunjukkan modifikasi komposisi tubuh berkaitan dengan usia. Untuk dewasa usia lebih muda dari 55 tahun, kebutuhan cairan dihitung sekitar 35-40 mL/kgBB. Dewasa usia 55-75 tahun membutuhkan jumlah yang lebih rendah, 30 mL/kgBB; dan untuk dewasa usia lebih dari 75 tahun, 25 mL/kgBB merupakan jumlah yang disarankan. Efek stres pada metabolisme nutrien Metabolisme protein

6

Meskipun jika karbohidrat dan lemak adekuat tersedia, protein (otot skelet) diperlukan untuk energi (asam amino diubah menjadi glukosa di hati). Terdapat penurunan pengambilan asam amino oleh jaringan otot dan peningkatan ekskresi nitrogen lewat urin (gambar 15-4). Beberapa asam amino non esensial menjadi sementara esensial selama episode stres metabolik. Selama stres, glutamin dipergunakan dalam jumlah besar dari otot skelet dan paru untuk digunakan secara langsung sebagai sumber bahan bakar oleh sel intestinal. Glutamin juga memainkan peran yang signifikan dalam menjaga fungsi imun intestinal dan mempertinggi perbaikan luka dengan mendukung limfosit dan proliferasi makrofag, glukoneogenesis hepatik dan fungsi fibroblast. (gambar 15-5). Metabolisme karbohidrat Produksi glukosa hepatik meningkat dan menyebar ke jaringan perifer meskipun protein dan lemak digunakan untuk energi. Level insulin dan penggunaan glukosa faktanya meningkat, tetapi timbul hiperglikemia yang tidak terselesaikan dengan penggunaan insulin eksogen. Hal ini terjadi karena peningkatan rasio glukagon dan insulin. Metabolisme lemak Untuk mendukung hipermetabolisme dan meningkatkan glukoneogenesis, lemak diambil dari simpanan adiposa untuk menyediakan energi (lipolisis) sebagai hasil dari peningkatan level katekolamin sejalan dengan penurunan produksi insulin. Jika pasien hipermetabolik tidak diberi makan selama periode ini, penyimpanan lemak dan protein secara cepat berkurang. Keadaan malnutrisi ini meningkatkan risiko infeksi dan berkontribusi untuk terjadinya sindrom disfungsi multipel organ (MODS), sepsis dan kematian. PERTIMBANGAN BERDASAR BUDAYA Proses keseimbangan Apakah cara yang seimbang untuk makan agar hidup sehat? Untuk kebanyakan warga Amerika, responnya adalah makan makanan dari tiap kelompok makanan, dengan mengedepankan buah-buahan dan sayuran. Di antara budaya yang lain, makanan 7

dikonsumsi untuk mencapai keseimbangan dan hidup yang sehat tidak mengikuti kategori makanan Amerika. Sistem Cina mengenai yin-yang mengkategorikan makanan ke dalam yin (kacang atau tahu, buncis, makanan yang dicampur dan direbus, brokoli, wortel, bebek, susu, kentang, bayam dan air) dan yang (bambu, daging sapi, daging rebus, ayam, telur, makanan yang digoreng, bawang, akar jahe, paprika hijau dan tomat). Makanan harus dipilih dari tiap kelompok untuk memperoleh keseimbangan. Makanan mana yang masuk dalam tiap kelompok akan bervariasi di tiap daerah, tetapi beberapa makanan seperti nasi dan mi dianggap netral. Tujuan utamanya untuk menjaga harmoni tubuh dengan menyesuaikan pada variasi iklim dan faktor fisiologis. Keseimbangan juga merupakan fokus dari klasifikasi makanan panas-dingin yang dipraktikkan di Timur Tengah, Amerika Latin, India dan Filipina. Konsep ini diambil dari pengobatan Yunani kuno berdasarkan empat karakteristik alam yaitu udara-dingin, api-panas, air-lembab dan bumi-kering berhubungan dengan bagian tubuh dari panas dan lembab (darah), dingin dan lembab (lendir), panas dan kering (empedu kuning/hijau) dan dingin dan kering (empedu hitam). Meskipun konsep ini berhubungan terhadap perkembangan penyakit dan kesembuhan mereka, hal ini juga berlaku pada makanan. Aspek panas dan dingin dari makanan tertentu perlu digarisbawahi. Hal ini tidak berhubungan dengan suhu aktual dari makanan tetapi ke karakteristik aslinya. Untuk meraih keseimbangan, makan makanan dingin seimbang dengan makanan panas. Daftar makanan dari tiap kategori bervariasi di antara subkelompok di tiap kebudayaan. Sering, generasi lebih muda mengikuti konsep ini tetapi tanpa mengetahui bahwa hal tersebut berdasarkan teori keseimbangan panas-dingin. Aplikasi ke perawatan : tiap kebudayaan, berdasar konsep yin-yang dan teori panas-dingin, memiliki populasi yang cukup besar di Amerika Serikat. Ketika merawat Orang Amerika keturunan Cina, Indian, Latin, Timur Tengah dan Filipina, konsep seleksi makanan ini untuk mecapai kesehatan dan harmoni mungkin dapat mempengaruhi pilihan makanan pasien. Meskipun pemilihannya kadang telah dipilihkan, efek yang jelas bisa terlihat. Sebagai contoh, dengan teori panas-dingin, kehamilan dianggap “panas” seperti vitamin. Sehingga vitamin tidak dimakan selama kehamilan karena apabila makan vitamin maka tidak dapat mencapai keseimbangan. Jika pasien tampak tidak mau mengikuti rekomendasi diet dan suplemen, dapat dilakukan diskusi mengenai klasifikasi makanan tersebut. 8

Hidrasi/Status Cairan Bertambahnya cairan yang hilang dapat disebabkan oleh demam (peningkatan prespirasi), peningkatan output urin, diare, luka basah, atau terapi diuretik. Vitamin dan Mineral Seperti bertambahnya kebutuhan kcal selama kondisi hipermetabolik, kebutuhan vitamin dan mineral juga bertambah. Dan bila kebutuhan kcal terpenuhi, pasien akan mendapatkan jumlah vitamin dan mineral yang cukup. Perhatian khusus, bagaimanapun juga, harus diberikan pada vitamin C (asam askorbat), vitamin A atau beta-karoten, dan zink. Vitamin C penting untuk pembentukan kolagen yang dibutuhkan dalam penyembuhan

luka

secara

optimal.

Suplemen

500

sampai

1000

mg/hari

direkomendasikan. Vitamin A dan beta-karoten (prekursor vitamin A) memainkan peranan penting dalam proses penyembuhan sebagai tambahan dari peran mereka sebagai antioksidan. Zink meningkatkan kekuatan tensil (gaya yang dibutuhkan untuk memisahkan tepi) dari luka yang menyembuh. Suplemen zink sulfat 220 mg/hari (oral) ketika stabil sering digunakan. Zink tambahan dapat dibutuhkan bila terdapat kehilangan intestinum yang banyak (drainase usus halus atau drainase ileostomi). MALNUTRISI ENERGI PROTEIN Asupan energi tidak adekuat, terutama dari protein, dapat menyebabkan defisiensi protein akut atau kronik, atau protein-energy malnutrition (PEM). PEM dapat primer atau sekunder. PEM primer merupakan akibat dari asupan nutrisi tidak adekuat. PEM sekunder diakibatkan dari tidak adekuatnya asupan nutrisi disebabkan oleh penyakit tertentu yang mengganggu konsumsi makanan, absorpsi nutrisi atau bertambahnya nutrisi yang dibutuhkan. Kwashiorkor Sindroma

klinis

kwashiorkor

didiagnosis

kebanyakan

berdasarkan

hasil

tes

laboratorium pada pasien dalam fase akut asupan protein buruk dan stres. Walaupun mekanisme etiologi tidak diketahui, terlihat bahwa respon adaptif normal penghematan

9

protein seperti saat puasa telah gagal. Kwashiorkor timbul sekurang-kurangnya dalam 2 minggu. Pasien dengan kwashiorkor terlihat cukup asupan, cenderung mempunyai jumlah cadangan lemak dan massa otot normal (atau kadang diatas normal). Meskipun begitu, temuan seperti rambut mudah tercabut, edema, kerusakan kulit, dan terlambatnya penyembuhan luka merupakan tanda kwashiorkor. Karakteristik perubahan laboratorium termasuk depresi berat protein viseral; albumin serum (