penerbit - erepo.unud.ac.id

332

Upload: others

Post on 16-Oct-2021

17 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Penerbit - erepo.unud.ac.id
Page 2: Penerbit - erepo.unud.ac.id

Penerbit :PT. Percetakan Bali

Jl. Gajah Mada I/1 Denpasar 80112,Telp. (0361) 234723, 235211

ASPEK BIOLOGIK DAN KLINIK BESI:DARI ANEMIA DEFISIENSI BESI SAMPAI

ANEMIA DENGAN KELEBIHAN BESI

Oleh:Ketut Suega

Editor:Prof. Dr. dr. I Made Bakta, SpPD-KHOM, FINASIM

dr. I Wayan Darya, SpPD

Page 3: Penerbit - erepo.unud.ac.id

KATALOG DALAM TERBITAN

Aspek Biologik dan Klinik Besi:Dari Anemia Defisiensi Besi Sampai Anemia dengan Kelebihan BesiDenpasar, PT. Percetakan Balixiv + 316 hlm ; 21 x 29,5 cm

ISBN :

Aspek Biologik dan Klinik Besi:Dari Anemia Defisiensi Besi Sampai Anemia dengan Kelebihan Besi

Editor:Prof. Dr. dr. I Made Bakta, SpPD-KHOM, FINASIMdr. I Wayan Darya, SpPD

Penerbit :PT. Percetakan Bali, Jl. Gajah Mada I/1 Denpasar 80112,Telp. (0361) 234723, 235211

Dicetak diPT. Percetakan Bali, Jl. Gajah Mada I/1 Denpasar 80112,Telp. (0361) 234723, 235211NPWP : 01.126.360.5-904.0000, Tanggal Pengukuhan DKP : 01 Juli 2006.

Page 4: Penerbit - erepo.unud.ac.id

iii

PRAKATA

Om Swastyastu,

Puji syukur penulis sampaikan kehadapan Ida Sang Hyang Widi Wasa/ Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkah dan rahmat-Nya sehingga buku aspek besi dan manfaat kliniknya ini dapat diselesaikan dan diterbitkan. Kami juga mengucapkan rasa terima kasih yang tak terhinggga kepada semua pihak yang membantu penyelesaian dan penerbitan buku ini.

Senyawa besi merupakan senyawa yang cukup banyak ditemukan di muka bumi ini, namun demikian ternyata masih banyak kita temukan kelainan klinik akibat kekurangan besi yang tidak jarang dapat menyebabkan peningkatan morbiditas dan mortalitas. Disisi lain tidak jarang juga didapatkan adanya gangguan akibat kelebihan besi yang lebih fatal. Oleh karenanya penulis mencoba mengangkat materi ini untuk lebih mengingatkan kita akan pentingnya peran klinik dari senyawa besi ini.

Kami menyadari bahwa buku yang menulis tentang besi sudah cukup banyak beredar, namun demikian kami berharap ulasan tentang besi baik aspek biologik maupun aspek kliniknya ini masih dapat menambah wawasan para sejawat pembaca khususnya untuk tulisan yang berbahasa Indonesia. Kami menyadari pula bahwa ulasan yang ada tidak bermaksud untuk memberikan uraian yang lengkap dan komprehensif tentang besi dan juga tidak akan sempurna. Oleh karenanya segala masukan dan koreksi dari para pembaca yang budiman akan sangat membantu untuk penyempurnaan buku ini.

Akhirnya sekali lagi kami ucapkan terimakasih kepada para pembaca sekalian dan kami berharap buku ini masih tetap berguna untuk melengkapi kebutuhan buku sejenis khususnya yang berbahasa Indonesia.

Om, Shanti, Shanti, Shanti, Om

Denpasar, 2015

Penulis

Page 5: Penerbit - erepo.unud.ac.id

iv

Page 6: Penerbit - erepo.unud.ac.id

v

KATA SAMBUTAN

Om Swastyastu,

Pengetahuan tentang dampak senyawa besi terhadap tubuh kita memang tidak banyak dibahas di berbagai media. Senyawa besi berperan penting pada tubuh kita, tetapi kekurangan senyawa besi maupun kelebihan senyawa besi juga berdampak buruk pada tubuh kita. Sangat sedikit buku-buku yang membahas khusus tentang dampak senyawa besi mulai dari aspek biologik maupun aspek kliniknya.

Itulah sebabnya saya turut menyambut dan menyampaikan ucapan selamat dan pujian setinggi-tingginya atas diterbitkannya buku ”ASPEK BIOLOGIK DAN KLINIK BESI: DARI ANEMIA DEFISIENSI BESI SAMPAI ANEMIA DENGAN KELEBIHAN BESI” oleh Ketut Suega. Saya berharap buku ini dapat dijadikan pedoman dalam mempelajari peranan senyawa besi bagi tubuh kita.

Kiranya demikian hal yang dapat disampaikan, semoga buku ini bermanfaat dan memberikan pemahaman yang lebih mendalam pagi para anak didik di bidang kedokteran dan praktisi kedokteran.

Om, Shanti, Shanti, Shanti, Om

Denpasar, April 2015Dekan Fakultas KedokteranUniversitas Udayana

Prof. Dr. dr. Putu Astawa,Sp.OT(K),M.kes.NIP. 19530131 198003 1 004.

Page 7: Penerbit - erepo.unud.ac.id

vi

Page 8: Penerbit - erepo.unud.ac.id

vii

Prakata ..................................................................................................................... iiiKata Sambutan ........................................................................................................ vDaftar Isi ................................................................................................................. vi

BAB I. ASPEK BIOLOGIS DARI BESI ............................................................ 1 Susunan kimia besi ................................................................................. 2 1. Besi heme ................................................................................... 2 2. Besi non heme ............................................................................ 3 Distribusi besi ......................................................................................... 3 Penyerapan besi di usus ..................................................................... 4 Proses kehilangan besi ....................................................................... 8 Besi plasma ........................................................................................ 9 LIP (labil iron pool) ........................................................................... 10 Penentuan LIP ............................................................................. 12 Interaksi LIP dan oksigen radikal ............................................... 13 Besi mitokondria ................................................................................ 14 Besi intraseluler .................................................................................. 15 1. Ambilan (uptake) besi seluler ..................................................... 17 2. Ekspor besi seluler ...................................................................... 18 3. Penyimpanan besi seluler ........................................................... 19 4. Transpor besi intraseluler ........................................................... 20 Protein yang berperan pada transpor besi intraseluler ......... 22 DMT1 ................................................................................... 22 NRAMP1 ............................................................................. 23 STEAP ................................................................................. 24 Seruloplasmin ...................................................................... 24 Frataxin ................................................................................ 25 Mitoferrin ............................................................................. 25 Penggunaan besi (iron utilization) .......................................................... 26 1. Daur ulang besi ........................................................................... 26 2. Penggunaan besi untuk eritropoiesis .......................................... 26 3. Penggunaan intraseluler lainnya ................................................. 27 Sel yang berperan untuk keseimbangan besi .......................................... 29 1. Sel epitel ..................................................................................... 30 2. Sel precursor eritroid .................................................................. 30 3. Sel makrofag ............................................................................... 31 4. Sel hepatosit ................................................................................ 31 Mempertahankan keseimbangan besi dalam tubuh ................................ 33 Pengaturan keseimbangan besi di tingkat seluler ................................... 34 Sistem IRP-IRE ....................................................................................... 35 Protein yang berperan pada hemostasis besi intraseluler ........................ 38 1. HCP ............................................................................................. 38 2. Reseptor transferin ...................................................................... 39

DAFTAR ISI

Page 9: Penerbit - erepo.unud.ac.id

viii

3. Dcytb .......................................................................................... 41 4. Transferin .................................................................................... 41 5. Feritin .......................................................................................... 42 6. Feroportin ................................................................................... 43 Keseimbangan dan regulasi besi sistemik .............................................. 44 1. Metabolisme dan Molekul hepsidin ........................................... 48 2. Fungsi dan mekanisme kerja hepsidin ........................................ 49 3. Regulasi ekspresi hepsidin ......................................................... 53 Regulasi oleh systemic iron availability .............................. 53 Regulasi hepsidin oleh eritropoiesis .................................... 56 Regulasi oleh anemia dan hipoksia ...................................... 56 Regulasiolehprosesinflamasi ............................................. 58 Regulasiolehdefisiensibesi ................................................ 61 Protein yang berperan pada regulasi besi sistemik ................................. 61 1. IRP .............................................................................................. 61 2. HFE ............................................................................................. 62 3. Hepsidin ...................................................................................... 62 4. TMPRSS6 ................................................................................... 64 5. Hemojuvelin ............................................................................... 64 Komunikasi (cross-talk) antara pengaturan besi seluler dan sistemik .............................................................................................. 65 Beberapa dilema dalam aspek biologi besi ........................................ 66 Toksisitas besi ......................................................................................... 67 Daftar pustaka ......................................................................................... 70

BAB II. ASPEK KLINIK DARI BESI ................................................................. 78 Fungsi besi .............................................................................................. 78 1. Fungsi transpor ........................................................................... 78 2. Fungsi metabolisme .................................................................... 78 3. Fungsi pertahanan tubuh ............................................................. 79 4. Fungsi kognitif ............................................................................ 80 5. Fungsi besi lainnya ..................................................................... 81 Besi dan makanan ................................................................................... 83 1. Kebutuhanfisiologisbesi............................................................ 83 2. Penguat dan penghambat penyerapan besi ................................. 88 3. Interaksi komponen makanan terhadap status besi ..................... 91 4. Sumber besi lainnya .................................................................... 92 5. Diet vegetarian ............................................................................ 94 Besi, radikal bebas dan kaitannya dengan beberapa penyakit ................ 94 1. Diabetes mellitus ........................................................................ 95 2. Iron overload cardiomiopathy .................................................... 96 3. Preeklampsia ............................................................................... 98 4. Penyakit kardiovaskuler ............................................................. 99 5. Aterosklerosis ............................................................................. 100 6. Stroke .......................................................................................... 100 7. Proses penuaan (aging) ............................................................... 101

Page 10: Penerbit - erepo.unud.ac.id

ix

8. Kerapuhan ................................................................................... 101 9. Umur panjang ............................................................................. 101 10. Artritis ......................................................................................... 102 11. Lupus (SLE) ............................................................................... 102 12. Asma dan penyakit paru lainnya ................................................ 103 13. Inflammatory bowel disease ....................................................... 103 14. Penyakit degenerasi makula ....................................................... 103 15. Psoriasis ...................................................................................... 104 16. Penyakit gout .............................................................................. 104 17. Penyakit hati alkoholik ............................................................... 104 18. Merokok ...................................................................................... 104 19. Penyakit malaria ......................................................................... 104 20. Aktivitas antimikroba ................................................................. 105 21. Kondisi severe infammatory respone syndrome ......................... 105 Besi, respon imunitas dan infeksi ........................................................... 105 1. Sistem imunitas manusia dan perkembangan sel limfosit .......... 105 2. Besi dan imunitas ........................................................................ 108 Besi dan imunitas alami ....................................................... 108 Besi dan imunitas adaptif ..................................................... 109 Besi dan produksi sitokin ..................................................... 110 Gangguanimunpadadefisiensibesi .................................... 112 3. Besi dan infeksi .......................................................................... 114 4. Besi dan aktivitas fagositosis ...................................................... 118 5. Metabolisme besi pada mikroba ................................................. 119 Transferin dan laktoferin sebagai sumber besi ..................... 123 Heme dan hemoglobin sebagai sumber besi ........................ 123 Siderofor .............................................................................. 124 6. Pengaruh besi pada interaksi patogen dengan tubuh manusia .... 124 7. Iron witholding Defense system .................................................. 128 8. Peranan beberapa protein yang mengikat besi terhadap infeksi ......................................................................................... 131 NGAL ................................................................................... 131 Hepsidin ............................................................................... 133 Haptoglobin .......................................................................... 134 NRAMP1 ............................................................................. 136 Daftar pustaka ......................................................................................... 137

BAB III. GANGGUAN METABOLISME BESI DEFISIENSI BESI .................. 147 Sejarahdefisiensibesi ............................................................................. 147 Patofisologisdaridefisiensibesi ............................................................. 147 1. Responmetabolikterhadapdefisiensibesi ................................. 147 2. Perkembangantimbulnyadefisiensibesi .................................... 148 Besidankapasitaskerjafisik .................................................................. 148 Patogenesiskelainanklinikakibatdefisiensibesi .................................. 150 1. Protein dan ensim pada ADB ...................................................... 150 2. Sel epitel dan jaringan otot ......................................................... 151

Page 11: Penerbit - erepo.unud.ac.id

x

Manifestasiklinikdefisiensibesi ............................................................ 151 1. Pengaruh pada sistem hemopoietik ............................................ 151 2. Pengaruh pada saluran pencernaan ............................................. 152 3. Pengaruh pada kulit dan struktur penyanggga ............................ 153 4. Pengaruh pada fungsi kardiovaskuler ......................................... 154 5. Pengaruh pada fungsi serebral .................................................... 154 6. Pengaruh pada fungsi ginjal dan metabolisme obat ................... 155 7. Pengaruh pada fungsi muskuloskletal ........................................ 155 8. Pengaruh pada fungsi kekebalan tubuh ...................................... 155 9. Pengaruh lainnya ........................................................................ 155 Kondisiklinikyangdapatdicegahdenganpenanganandefisiensi besi .......................................................................................................... 157 1. Gangguan perkembangan intelektual pada anak ........................ 157 2. Toksisitas senyawa timah ........................................................... 157 3. Komplikasi kehamilan ................................................................ 157 4. Gangguan fungsi imun ................................................................ 158 5. Restless leg syndrome ................................................................. 158 Anemia akibat eritropoiesis yang kekurangan besi ................................ 159 1. Anemia pada penyakit kronik ..................................................... 159 Prevalensi ............................................................................. 159 Kondisi klinik yang terkait dengan APK ...................... 160 Patofisiologis ........................................................................ 161 Besi dan penyakit kronik .............................................. 161 Sistem imunitas pada APK ........................................... 163 Hepsidin pada APK .............................................................. 164 Patogenesis Anemia Penyakit Kronik .................................. 165 Pemendekan masa hidup eritrosit ................................. 165 Gangguan produksi eritropoietin .................................. 165 Penurunan respon terhadap eritropoietin ...................... 166 Gangguan keseimbangan besi ...................................... 166 Diagnosis APK ..................................................................... 166 Karakteristik dan diagnosis APK ................................. 166 DiagnosisadanyadefisiensibesipadaAPK ................. 168 2. Anemia pada keganasan ............................................................. 174 Prevalensi ............................................................................. 174 Patofisologisanemiapadakeganasan .................................. 175 Patogenesis ........................................................................... 176 Disebabkan langsung oleh kankernya .......................... 176 Disebabkanolehprosesinflamasi ................................ 177 Disebabkan oleh terapinya ........................................... 178 Diagnosis anemia pada keganasan ....................................... 179 Gejala klinik ................................................................. 179 Diagnosis anemia pada keganasan ............................... 180 Penatalaksanaan Anemia pada kanker ................................. 181 Pemberian eritropoietin ................................................ 182 Efek samping ESA ........................................................ 184

Page 12: Penerbit - erepo.unud.ac.id

xi

Risiko tromboemboli .................................................... 184 Mortalitas ...................................................................... 184 Risiko kardiovaskuler dan stroke ................................. 185 Progresivitas tumor ....................................................... 185 Transfusi darah ..................................................................... 186 Pemberian preparat besi ....................................................... 187 3. Anemiadefisiensibesi ................................................................ 188 Prevalensianemiadefisiensibesi ......................................... 188 Individu dengan peningkatan risiko ADB ................... 189 Patofisiologianemiadefisiensibesi ..................................... 191 Pendekatan kinetik ....................................................... 191 Pendekatan morfologi ................................................... 192 Kinetika besi dan timbulnya anemia ............................ 193 Patogenesisanemiadefisiensibesi ....................................... 194 Pendekatandiagnosisanemiadefisiensibesi ....................... 196 Riwayat penyakit .......................................................... 196 Pemeriksaanfisik .......................................................... 196 Pemeriksaan laboratorium ............................................ 196 Gejalaklinikanemiadefisiensibesi ............................. 202 Diagnosisanemiadefisiensibesi ......................................... 202 Penatalaksanaananemiadefisiensibesi ............................... 203 Terapi besi oral ............................................................. 204 Strategi pemberian dosis bersiklus ............................... 207 Besi parenteral .............................................................. 208 Iron dextran ........................................................... 210 Iron sucrose ............................................................ 210 Sodium ferric gluconate ......................................... 211 Ferumoxytol ........................................................... 211 Transfusi darah ............................................................. 212 4. Anemiadefisiensibesipadapopulasispesifik ............................ 213 Anemiadefisiensibesipadaorangtua .................................. 213 Pemeriksaan laboratorium ................................................... 213 Penyebabanemiadefisiensibesipadaorangtua ........... 214 Pemeriksaan saluran cerna ........................................... 214 Penatalaksanaananemiadefisiensibesipadaorangtua ....... 215 Transfusi darah ............................................................. 216 Anemiadefisiensibesipadawanitahamil ........................... 217 Pemeriksaan Laboratorium .................................................. 217 Metabolisme besi pada kehamilan ............................... 218 Strategiterkiniuntukmenilaidefisiensibesiselama kehamilan ..................................................................... 218 Definisidandefisiensibesipadawanitahamil .................... 219 Penyebab .............................................................................. 219 Penatalaksanaan anemia pada wanita hamil ........................ 220 Preparat besi oral .......................................................... 221 Preparat besi parenteral ................................................ 222

Page 13: Penerbit - erepo.unud.ac.id

xii

Terapi pada periode paska persalinan ........................... 224 Transfusi darah ............................................................. 224 Anemiadefisiensibesipadabayidananak .......................... 225 Pemeriksaan laboratorium ............................................ 226 Prevalensidefisiensibesi .............................................. 226 Defisiensibesidanperkembangansaraf ...................... 227 Diagnosisanemiadefisiensibesipadaanak ................. 227 Penyebabanemiadefisiensibesipadabayidananak .......... 229 Penatalaksanaananemiadefisiensibesipadaanak .............. 229 Preparat besi oral .......................................................... 229 Respon terapi ................................................................ 230 Preparat besi parenteral ................................................ 231 Transfusi darah ............................................................. 231 Pencegahananemiadefisiensibesipadaanak .............. 231 Skriningdefisiensibesidananemiadefisiensibesi ...... 233 Anemiadefisiensibesidanpenyakitmenular ...................... 234 Cacing tambang ............................................................ 234 Skistosomiasis .............................................................. 236 Trikhuris ....................................................................... 237 Sindroma disentri bakteri ............................................. 237 Helycobacter pylori ...................................................... 237 Malaria .......................................................................... 237 KELEBIHAN BESI (IRON OVERLOAD) ............................................. 238 Kelebihan besi sistemik ...................................................................... 238 1. Primer (Hemokromatosis herediter) .................................... 240 Hemokromatosis klasik ................................................ 242 Hemokromatosis juvenile ............................................. 243 Hemokromatosisjuvenile:defisiensiHJV ............ 243 Hemokromatosisjuvenile:defisiensihepsidin ..... 244 Hemokromatosisjuvenile:defisiensireseptor tranferin2 (TfR2) .................................................... 244 Penyakit ferroportin ...................................................... 245 Hemokromatosis neonatal ............................................ 246 2. Sekunder (Transfusional iron overload) .............................. 246 Talasemia ...................................................................... 247 Anemia sideroblastik kongenital .................................. 247 Anemia diseritropoietik kongenital .............................. 248 Sindrom mielodisplastik ............................................... 248 3. Diagnosis kelebihan besi sistemik ....................................... 248 Diagnosis molekuler ..................................................... 248 Manifestasi klinik kelebihan besi sistemik ................... 250 4. Penatalaksanaan kelebihan besi sistemik ............................. 250 Terapi pembedahan ....................................................... 250 Plebotomi ...................................................................... 251 Kelasi besi (iron chelator) ............................................ 251 Terapi masa datang ....................................................... 252

Page 14: Penerbit - erepo.unud.ac.id

xiii

5. Prognosis pasien dengan kelebihan besi sistemik ................ 252 Kelebihan besi lokal (localized iron overload) .................................. 253 1. Besi dan susunan saraf pusat ................................................ 253 Penyakit Alzheimer ...................................................... 253 Penyakit Ataksia Freidreich .......................................... 254 Penyakit Parkinson ....................................................... 254 Penyakit Neurodegenerasi tipe I ................................... 255 Penyakit Sklerosis multiple .......................................... 255 Penyakit Serebrovaskuler ............................................. 256 Penyakit Aseruloplasminemia ...................................... 256 Penyakit gangguan otak lainnya ................................... 257 2. Besi dan kanker .................................................................... 257 Peran besi pada karsinogenesis .................................... 259 Kanker saluran cerna .................................................... 259 Hepatoma ...................................................................... 260 Adenokarsinoma pankreas ........................................... 260 Kanker payudara ........................................................... 261 Kanker jenis lainnya ..................................................... 261 Anemia dengan kelebihan besi ........................................................... 261 1. Penyakit yang terkait dengan anemia kelebihan besi .......... 261 2. Patogenesis kelebihan besi pada eritropoiesis inefektif ....... 262 Molekul yang menyebabkan kelebihan besi ...................................... 265 Kelasi besi (iron chelator) .................................................................. 266 1. Patofisiologikelasibesi ........................................................ 267 2. Peran dan penggunaan klinis kelasi besi .............................. 268 3. Kelasi besi pada kanker ....................................................... 270 Aktivitasantiproliferasidanlipofilisitas ..................... 271 Aktivitas anti proliferasi dan redoks ............................ 271 4. Kelasi besi pada penyakit neurodegeneratif ........................ 272 5. Efek samping kelasi besi ...................................................... 273 Pedoman dan implikasi klinik kelasi besi .......................................... 273 Daftar pustaka ......................................................................................... 275

BABIV.PEMERIKSAANLABORATORIUM ................................................... 288 Interpretasi darah lengkap ....................................................................... 288 1. Jumlah eritrosit ..................................................................... 288 2. Hematokrit ........................................................................... 289 3. Hemoglobin .......................................................................... 289 4. MCV,MCHdanMCHC ....................................................... 290 5. RDW .................................................................................... 291 6. Pemeriksaan retikulosit ........................................................ 292 7. CHr, RET-He ........................................................................ 294 Pemeriksaan biokimia serum/plasma ...................................................... 295 1. Protein pengikat besi dalam serum ...................................... 295 2. Pemeriksaan serum feritin .................................................... 296 Kemaknaan klinik serum feritin ................................... 297

Page 15: Penerbit - erepo.unud.ac.id

xiv

3. Pemeriksaan serum transferin .............................................. 299 4. Pemeriksaan saturasi transferin ............................................ 301 Kemaknaan klinik saturasi transferin ........................... 301 5. Pemeriksaan soluble transferrin receptor (sTfR) ................ 303 Kemaknaan klinik sTfR ................................................ 304 6. Pemeriksaan serum besi ....................................................... 306 7. Pemeriksaanprotoporfirineritrosit ...................................... 308 8. Pemeriksaan serum haptoglobin .......................................... 308 9. Pemeriksaan serum seruloplasmin ....................................... 310 Pemeriksaan besi pada jaringan .............................................................. 310 1. Pemeriksaan serum feritin untuk monitoring ....................... 311 2. Pengukuran kandungan besi pada hati ................................. 311 3. Pengukuran kandungan besi pada jantung ........................... 312 Daftar pustaka ......................................................................................... 314

Indeks ......................................................................................................................

Page 16: Penerbit - erepo.unud.ac.id

1

BAB IASPEK BIOLOGIK DARI BESI

Besi merupakan elemen yang paling banyak di massa bumi dan keempat terbanyak di permukaan bumi namun mudah dioksidasi menjadi komponen tidak larut dengan availabilitas rendah. Dalam lingkungan seperti ini, organisme biologis berevolusi untuk menghemat besi. Analisis kuantitatif dari distribusi besi di jaringan dan perubahannya pada manusia mengilustrasikan bagaimana hal ini terjadi. Pada awal 1842, von Leibig menyadari pentingnya fungsi kimia dalam proses kehidupan dan mengajukan teori bahwa makanan manusia terdiri dari tiga kelas makanan: karbon, nitrogen, dan garam mineral, yang penting untuk pertumbuhan tulang dan gigi. Analisis komposisi dasar organisme hidup dari spesies yang berbeda mayoritas menunjukkan adanya unsur logam. Sebagian besar logam hampir tidak terdeteksi (trace elemen), sementara sedikit yang ditemukan dalam jumlah yang signifikan. Komposisi logam organisme hampir sama antar spesies, tidak dalam kuantitas, tetapi dalam proporsi berbagai logam yang terkandung pada masing-masing spesies atau jaringan. Yang disebut unsur makro adalah: kalsium, natrium, kalium, dan magnesium yang hadir dalam jumlah besar, dan trace metals (juga dikenal sebagai mikronutrien) terdapat pada rentang distribusi yang lebar diantara jaringan dan spesies. Pada saat sekarang ini terdapat delapan tracemetals (besi, seng, tembaga, mangan, selenium, kobalt, molibdenum, dan kromium), dimana trace metals ini merupakan nutrisi yang dibutuhkan untuk kesehatan manusia normal dan kontribusi logam-logam ini kurang dari 0,01 persen dari total berat tubuh (Nadadur et al., 2008).

Ion logam sangat penting untuk kehidupan dan berperan dalam banyak proses metabolisme dalam setiap sel hidup dengan amat spesifik dan selektif sebagai komponen enzim dan molekul komplek lainnya. Sel hidup telah berkembang sebagai sistem yang elegan dan sangat teratur untuk memanfaatkan logam ini berdasarkan pada kondisi redoks-aktif mereka untuk melindungi sistem seluler dan organel. Ion non-redoks seperti Ca dan Zn berperan dalam kompleks enzim yang terlibat dalam metabolisme DNA; dimana transkripsi mRNA mencegah adanya reaksi radikal yang dapat menyebabkan kerusakan pada asam nukleat. Ion redoks-aktif seperti Fe, Cu, Co, dan beberapa jenis Mn digunakan dalam komplek enzim yang berpartisipasi dalam reaksi redoks dan konversi komponen yang mengandung oksigen aktif (Nevo and Nelson, 2006). Sel hidup telah mengembangkan mekanisme homeostasis untuk mempertahankan keseimbangan di dalam persaingan ion-ion logam diantara sekian banyak protein pengikatnya, dan untuk mencegah akumulasi yang abnormal yang dapat menyebabkan kerusakan protein yang bersangkutan. Trace metals ini harus terkendali, dan dipertahankan pada kadar tertentu untuk menghindari adanya efek toksik. Sebuah keseimbangan yang kompleks dari homeostasis logam dicapai dengan interaksi yang terkoordinasi antara penyerapan yang sangat teratur, penyimpanan, dan proses sekresi. Kekurangan atau kelebihan ketersediaan ion logam karena ketidakseimbangan gizi atau adanya logam beracun dapat menganggu keseimbangan ini dengan efek yang merusak termasuk pada sel yang kemampuan bertahannya yang luar biasa. Alam telah diposisikan sebagai tempat mekanisme homeostatis di berbagai tingkat, mulai dari pengaturan penyerapan ke dalam tubuh sampai kepada tingkat seluler, pengangkutan dan pemeliharaan konsentrasi yang sesuai secara fisiologis pada tingkat seluler, mengatur pengoperasian pertukaran molekul pada tingkat transkripsi, translasi

Page 17: Penerbit - erepo.unud.ac.id

2

dan stabilitas RNA untuk pengaturan protein ion logam tersebut (Beutler, 2007). Banyak sekali gangguan homeostasis logam pada manusia yang telah diidentifikasi. Misalnya, penyerapan besi yang berlebihan memiliki implikasi dalam patologi hemokromatosis herediter dan penyakit Parkinson karena pengaruh faktor lingkungan atau gaya hidup (Rouault, 2006).

Salah satu hal yang penting dalam homeostasis besi adalah protein yang mengikat besi baik protein pada darah, membran sel maupun protein di dalam sel. Protein membran berfungsi sebagai penjaga gerbang untuk sel dan organel, mengontrol penyerapan dan pengeluaran zat yang bervariasi mulai dari nutrisi sampai ke ion logam dan obat-obatan, secara umum disebut sebagai pengangkut (transporter). Para pengangkut ini dapat berupa pengangkut pasif atau pengangkut yang difasilitasi (facilitated transporter) dimana memungkinkan bagian dari zat yang terlarut (misalnya, glukosa, asam amino, urea) melintasi membran dengan menurunkan gradien elektrokimia mereka atau pengangkut aktif yang membuat ion/gradien terlarut melintasi membran dan memanfaatkan beragam sistem energy-coupling, untuk mengangkut senyawa dengan melawan gradien. Pompa ion adalah pengangkut aktif, sementara saluran ion adalah pengangkut pasif. Protein ini tampaknya dipertahankan (conserved) pada seluruh spesies dan diversifikasinya, mungkin telah terjadi lebih dari 600 juta tahun yang lalu sebelum pemisahan awal vertebrata dari invertebrates. Ketersediaan informasi urutan genom untuk banyak model organisme dan meluasnya penggunaan ekspresi kloning dalam beberapa tahun terakhir telah banyak membantu untuk identifikasi molekul pengangkut pada semua spesies.

Susunan kimia dan biologi besiBesi merupakan suatu komponen dari beberapa metaloprotein dan memiliki

peranan penting dalam aktivitas biokimia penting seperti pada pembentukan dan transport oksigen, pertukaran elektron dan katalisis (Aisen et al., 2001) sehingga besi diperlukan untuk kehidupan. Fungsi biologis dari besi berdasarkan pada susunan kimia seperti kapasitasnya untuk membentuk suatu koordinasi yang bervariasi dengan ligand organik dalam bentuk yang dinamis dan fleksibel dan kekuatan reduksi oksidasi (redox) yang baik untuk bertukar antara bagian ferrosus, Fe2+ dan ferric Fe3+ (+ 722 m V pada PH netral). Bioavailibilitas besi secara umum terbatas karena berada dalam kondisi aerob. Fe2+ siap untuk dioksidasi dalam larutan menjadi Fe3+ yang sebenarnya tidak dapat larut pada PH fisiologis ( K freeFe3+ = 10 -18 M ).

1. Besi hemeBagian penting dari besi sel yang berhubungan dengan protein terdapat dalam

bentuk heme, suatu kelompok bentukan yang umum terdiri dari protoporphyrin IX dan ionFe2+. Cincin tetrapyrol porphyrin terbentuk dari prekusor umum 5-aminolevulinic acid (ALA) suatu rangkaian reaksi di sitosol dan mitokondria. Pada metazoa, ALA dihasilkan dari pengembunan (kondensasi) glisin dan suksinil-CoA yang dikatalisasi 5-aminolevulinic acid sintease (ALAS). Mamalia mempunyai dua isoform ALAS yaitu housekeeping isoform (ALAS 1) dan erythroid spesific (ALAS-2) isoform. Penempatan Fe2+ kedalam protoporphyrin IX dikatalisasi ferrochelatase di mitokondria, merupakan langkah terakhir dari jalur biosintesis heme. Heme kemudian dikirim ke sitosol untuk bergabung dengan hemoprotein. Degradasi heme dikatalisasi microsomal heme oxygenase 1 (HO-1) dan homolognya, yaitu HO-2 dan H0-3. Fe2+ yang bebas dimanfaatkan kembali.

Page 18: Penerbit - erepo.unud.ac.id

3

Reaksi ini juga menghasilkan karbon monoksida yang dapat dilibatkan pada jalur sinyal (signaling pathways) dan biliverdin yang lebih lanjut akan diubah menjadi bilirubin secara enzimatik.

Hemoprotein, hemoglobin dan mioglobin yang terdapat secara berlimpah pada mamalia berfungsi sebagai pembawa oksigen ke jaringan eritroid dan otot. Pengikatan oksigen diperantarai heme moieities. Hemoprotein lainnya meliputi berbagai sitokrom dan enzim seperti oksigenase, peroksidase, nitrite oxide (NO) synthases, atau guanylate cyclase. Heme moieities juga memiiki fungsi dalam reaksi pertukaran elektron (contohnya pada sitokrom a, b dan c), sebagai aktivator substrat (contohnya pada oksidase sitokrom, sitokrom P450, katalase) atau sebagai sensor NO (pada guanylate cyclase) (Papanikolaou et al., 2004).

2. Besi non hemeBentuk paling umum dari besi non-heme dalam metalo-protein adalah kompleks

besi-belerang (iron - sulfur clusters) seperti 2Fe-S, 3Fe-4S atau 4Fe-4S. Mereka memainkan berbagai peranan fungsional, mulai dari pertukaran elektron (seperti protein Rieske pada komplek III dari rantai pernafasan), pengaturan transkripsional (SoxR bakterial dan faktor transkripsional FNR), stabilisasi struktursal (bakterial endonuklease III) sampai katalisis (seperti aconitase, suatu enzim dari siklus asan sitrat). Bentuk lain dari kompleks ini dapat meliputi kelompok iron-oxo (contohnya pada cyclo-oxygenase dan lipoxygenase, enzim yang terlibat pada respon inflamasi).

Harus diperhatikan bahwa besi non-heme memiliki fungsi utama pada mekanisme jalur oksigen melalui hipoksia - inducible factor (HIF). Hal ini mengontrol transkripsi dari susunan dari gen yang terlibat pada eritropoesis, angiogenesis, proloferasi sel atau survival, glikolisis dan metabolisme besi sebagai respon terhadap tersedianya oksigen (Bruick, 2003). Stabilitas dari subunit HIF-1α secara langsung diatur oksigen. Pada normoksia, HIF-1α didegradasi oleh proteasome setelah hidroksilasi pada P402 dan P564 dengan dua wilayah degradasi yang bebas secara fungsional. Modifikasi ini diperlukan untuk pengenalan HIF-1α protein von Hipel-Lindau (pVHL) yang merupakan komponen dari komplek E3 ubiquitin ligase (Jakkola et al., 2001). Hidroksilasi P402 dan P564 dikatalisasi HIF prolyl-4-hydroxylases, yaitu suatu enzim yang bergantung pada oksigen dan besi, anggota dari keluarga besar 2–oxoglutarate-dependent oxygenases sehingga HIF prolyl-4- hydroxylases memiliki fungsi penting sebagai sensor oksigen.

Distribusi besi dalam tubuhDistribusi besi

Tubuh manusia mengandung sekitar 3 – 5 gram besi (45 – 55 mg/kg berat badan pada wanita dan pria dewasa), terdistribusi seperti pada gambar 1. Mayoritas besi dalam tubuh (60 – 70%) dalam bentuk hemoglobin yang bersirkulasi pada sel darah merah (Andrew, 1999). Organ lain yang kaya akan besi adalah hati dan otot. Sekitar 20-30% besi dalam tubuh tersimpan dalam hepatosit dan makrofag reikuloendotelials, dan sejumlah besar dalam feritin dan degradasinya menghasilkan hemosiderin. Besi yang tersisa dalam tubuh terutama terdapat pada mioglobin, sitokrom dan enzim yang mengandung besi. Orang sehat menyerap 1 – 2mg besi dari makanan setiap harinya, yang mengkompensasi kehilangan besi tidak spesifik oleh karena deskuamasi sel di kulit dan usus halus. Sebagai tambahan, secara fisiologis wanita yang mengalami menstruasi kehilangan besi dari darah

Page 19: Penerbit - erepo.unud.ac.id

4

yang keluar. Eritropoeisis memerlukan sekitar 25 – 30 mg besi perhari, terutamanya bersal dari besi yang didaur ulang oleh makrofag retikuloendotelial dari sel darah yang sudah tua. Pengambilan besi yang terikat pada transferin (3 mg) sangatlah dinamis dan menjalani lebih dari 10 kali daur ulang setiap hari.

Besi dalam bentuk bebas sangat reaktif dan menyebabkan kerusakan sel dan jaringan melalui kemampuannya mengkatalisis pembentukan spesies oksigen reaktif. Pada organisme hidup, besi membentuk kompleks dengan protein atau molekul organik kecil (sitrat, asetat), yang mengurangi reaktivitasnya. Transferin merupakan protein karier fisiologis besi di plasma. Normalnya, hanya 20 – 40% lokasi ikatan yang tersedia pada molekul transferin diisi besi feri. Kandungan besi di plasma hanya 2 – 3 mg jadi kompartemen ini harus berganti (recycling) setiap beberapa jam untuk memenuhi kebutuhan besi sehari sekitar 20 – 25 mg/hari. Prekusor eritrosit mengambil besi hampir secara eksklusif melalui reseptor transferin (TfR1) sehingga ketersediaan besi untuk prekusor eritrosit bergantung sepenuhnya pada transferin plasma. Sebaliknya, hepatosit dan sel non-eritroid lainnya dapat juga mengambil besi yang tidak terikat pada transferin (nontransferin bound iron atau NTBI) sebuah proses yang menjadi sangat penting pada kelebihan besi dimana saturasi transferin plasma mencapai 100%. Bentuk penyimpanan besi seluler adalah protein feritin yang sferik yang berongga yang kavitasnya mengandung besi dalam bentuk feri yang membentuk kompleks dengan anion hidroksi dan fosfat (Ganz, 2012).

Gambar 1. Distribusi besi di dalam tubuh orang dewasa (Papanilkolou et al., 2004)

Penyerapan besi di ususPada laki-laki dewasa mengandung kurang lebih 4 g besi dimana 2,5 g -nya dalam

bentuk hemoglobin, 1g disimpan secara dominan di hepatosit dan makrofag hepar dan lien, dan sebagian besar sisanya didistribusikan di mioglobin, sitokrom dan feroprotein lainnya. Hanya sekitar 1 – 2 mg/hari, atau < 0,05%/hari, hilang dari tubuh sebagian besar

Page 20: Penerbit - erepo.unud.ac.id

5

dari deskuamasi dan kehilangan darah minimal. Dalam kondisi stabil, jumlah ini diganti melalui absorpsi besi intestinal. Walaupun besi yang hilang dapat meningkat seiring dengan peningkatan cadangan besi, perubahan ini tidak secara signifikan berkontribusi pada homeostasis; absorpsi besi intestinal sejauh ini merupakan penentu yang dominan dari kandungan besi di tubuh. Diet orang asing tipikal mengandung kurang lebih 15 mg besi per hari dan hanya kurang lebih 10% diabsorbsi. Pemulihan dari kehilangan darah menyebabkan peningkatan absorpsi besi sampai 20 kali lipat, mengindikasikan bahwa duodenum tempat dimana besi diabsorpsi memiliki kapasitas cadangan yang besar untuk absorpsi besi dan beberapa faktor yang mempengaruhi penyerapan dapat dilihat pada gambar 2. Peningkatan patologis absorpsi besi intestinal merupakan penyebab umum kelebihan besi, seperti yang terjadi dengan kelebihan besi pada hemokromatosis herediter dan β-talasemia yang tidak tergantung transfusi. Transfusi darah dan pemberian komponen besi secara parenteral memintas regulasi absorpsi besi di saluran cerna dan menjadi sumber penyebab lain dari kelebihan besi.

Gambar 2. Kapasitas penyerapan besi dapat ditingkatkan tergantung dari faktor yang mempengaruhi seperti aktivitas eritropoietik, hipoksia dan sebagainya (Anderson et al., 2009)

Pada individu yang tidak ditransfusi, besi masuk ke dalam tubuh secara eksklusif melalui diet. Karena tidak ada pengaturan ekskresi besi melalui hati atau ginjal, keseimbangan besi terutama dikendalikan pada tingkat penyerapan di usus. Studi ferokinetik yang elegan yang dilakukan pada pertengahan abad ini memberikan wawasan fisiologis yang penting dalam penyerapan zat besi pada manusia dan distribusinya, namun pemahaman molekuler mengenai penyerapan zat besi datang beberapa dekade kemudian (dan masih belum lengkap). Pada pertengahan 1990-an petunjuk-petunjuk yang tersedia masih belum cukup bermanfaat karena siklus transferin diketahui tidak memiliki peran langsung dalam penyerapan zat besi di usus. Transport besi pada mamalia tampaknya secara mekanis berbeda dengan bakteri dan eukariota bersel tunggal, dan transporter ATPase tembaga, yang ditemukan beberapa tahun sebelumnya, tidak menunjukkan afinitas untuk besi. Pemurnian protein telah dilakukan selama beberapa dekade tanpa keberhasilan. Akan tetapi terlepas dari kendala-kendala tersebut dan sepenuhnya secara kebetulan, transporter besi transmembran pertama pada mamalia akhirnya ditemukan dengan menggunakan teknik modern (Fleming et al., 1997).

Page 21: Penerbit - erepo.unud.ac.id

6

Besi dalam diet sebagian besar diserap dalam usus halus bagian proksimal, dekat gastro-duodenal junction. Tiga jalur dikemukakan untuk memediasi proses penyerapan yaitu jalur besi heme, non-heme dan besi lainnya. Besi non-heme tidak efisien diserap, dan jalur molekuler yang terlibat dalam penyerapan ini mempunyai karakteristik yang bervariasi (Andrews, 1999). Setiap langkah transportasi transmembran dimediasi kumpulan protein pengangkut dan enzim aksesori (accesssory enzymes) yang mengubah keadaan besi menjadi teroksidasi untuk memfasilitasi proses pengangkutan. Meskipun, cara paling efisien penyerapan besi adalah dari heme, mekanisme penyerapan besi dari sumber ini belum jelas. Penyerapan besi lain yang kurang dipahami adalah mekanisme mucin-integrin mobilferrin pathway.

Sel di bagian proksimal dari duodenum terpolarisasi diatur dalam vili yang berbentuk seperti jari yang menonjol ke dalam lumen usus untuk memaksimalkan daerah permukaan penyerapan. Setiap sel penyerapan, atau enterosit, memiliki microvilus brush border di permukaan apikalnya (luminal). Sebagian besar besi nonheme pada makanan berada dalam bentuk feri (Fe3+). Feri harus direduksi menjadi fero (Fe2+), baik secara kimia atau melalui aksi dari ferireduktase brush border seperti sitokrom B duodenal (juga dikenal sebagai DCYTB), suatu sitokrom homolog B561 yang mungkin menggunakan asam askorbat sebagai kofaktor. CYBRD1 adalah salah satu dari 2 molekul yang berhubungan dengan transportasi besi yang ditemukan McKie melalui pendekatan substraksi RNA yang sangat produktif. Yang mengejutkan, meskipun ekspresi CYBRD1 diinduksi secara nyata pada binatang yang kekurangan besi, gangguan pada gen CYBRD1 murine tidak menghasilkan fenotipe seperti pada tikus yang memakan chow (makanan hewan berbahan dasar serealia) standar (Gunshin et al., 2005). Anggota keluarga ferireduktase STEAP juga diekspresikan di dalam usus (Ohgami et al., 2006). Sementara molekul tersebut adalah kandidat yang baik untuk ferireduktase enzimatik di brush border, peran CYBRD1 dan STEAPs dalam penyerapan zat besi usus tetap tidak jelas.

Besi Fe2+ memasuki enterosit melalui DMT1, transporter besi yang sama yang digunakan untuk transfer besi di endosomal dalam siklus transferin. Bentuk DMT1 usus dihasilkan dari splice isoform mRNA yang berbeda. DMT1 usus terutama terlokalisasi pada membran apikal dan endosome subapikal. Proton yang diperlukan untuk kotransport logam disediakan asam lambung yang mengalir ke bagian proksimal duodenum dimana DMT1 paling banyak diekskresikan dan tampaknya yang paling aktif. Kebutuhan untuk kotransport proton menjelaskan mengapa pengobatan dengan antasida atau penghambat histamin H2 mengganggu penyerapan zat besi. Ekspresi DMT1 secara dramatis diinduksi defisiensi zat besi, dan mungkin diatur pada tingkat paska-transkripsional. DMT1 juga dapat berfungsi sebagai portal masuk secara fisiologis yang penting untuk kation logam divalen lainnya termasuk Mn2+, Co2+, Zn2+, Cu2+, dan Pb2+, meskipun fungsinya secara definitif yang telah diketahui hanya untuk Fe2+ secara in vivo. Peran signifikan DMT1 dalam penyerapan usus terlihat dari studi pada tikus dengan anemia mikrositik dan tikus Belgrade. Mutasi spontan(G185R) yang ditemukan pada kedua strain menyebabkan efek yang signifikan dalam penyerapan besi pada usus dan penggunaan besi prekursor sel eritroid. Juga, mutasi gen DMT1 (Slc11a2-/- tikus) semakin menegaskan perannya dalam penyerapan besi pada usus. Tapi studi ini juga menunjukan bahwa DMT1 tidak penting untuk transfer besi dari plasenta atau akuisisi besi jaringan lainnya (Gunshin et al., 2005). Mutasi DMT1 yang diamati pada manusia yang menderita anemia kongenital tidak menyebabkan gangguan penyerapan besi di usus. Efek ini dapat dikompensasikan

Page 22: Penerbit - erepo.unud.ac.id

7

melalui efisiensi penyerapan besi heme, dan dalam hal ini terkait dengan kelebihan zat besi di hati.

Satu-satunya homolog DMT1 pada mamalia yaitu NRAMP1 (Natural resistance associated macrophag protein 1), yang diidentifikasi Vidal et al. melalui kloning posisional dari tikus dimana proetin terlibat dalam pertahanan inang terhadap patogen intra seluler dalam makrofag. NRAMP1 diekspresikan dalam fagosome sel fagosit yang telah diaktifkan. DMT1 diketahui berperan sebagai transporter logam transmembran, studi fungsional menunjukkan bahwa NRAMP1 juga memiliki aktivitas serupa (Forbes dan Gros, 2003). Ia memiliki aktivitas bakteriostatik tetapi tidak bakterisidal, diperkirakan karena protein bertindak untuk mengeluarkan logam tersebut dari fagosome dimana mikroorganisme bereplikasi, sehingga hal ini akan mengurangi ketersediaan besi dan/atau mangan untuk mereka. Homolog protein dalam ragi, lalat, dan ikan zebra juga mengangkut besi dan kation divalen yang serupa. Studi pada binatang yang mentargetkan gangguan pada gen yang mengkode DMT1 pada murine menegaskan bahwa DMT1 adalah transporter besi transmembran utama yang membawa besi nonheme pada makanan ke dalam sel epitel usus intestinal dan memediasi penyerapan zat besi melalui siklus transferin dalam prekursor eritroid (Gunshin et al., 2005). Akan tetapi, kebanyakan tipe sel lainnya tampaknya tidak memerlukan DMT1 untuk penyerapan zat besi. Hal ini menunjukkan bahwa terdapat importer besi transmembran lainnya. Penelitian penyerapan besi yang tidak terikat transferin (NTBI = non transferin bound iron) sel kultur pada studi in vitro membuktikan kesimpulan tersebut. Namun, selain dari saluran/kanal kalsium tipe-L (L-type calcium channel), yang memiliki kemampuan membawa besi, tidak ada kandidat sesuai yang bisa diidentifikasi yang dapat mengangkut atom besi secara langsung ke dalam sel. Terdapat jalur penyerapan besi siderofor yang dimediasi lipocalin-2 (juga disebut NGAL, 24p3) tetapi peran fisiologisnya belum sepenuhnya diketahui.

Setelah berada di sel epitel usus, besi memiliki setidaknya 2 kemungkinan nasib yang mungkin terjadi. Pertama mungkin tetap berada dalam sel untuk digunakan atau disimpan. Besi ini tidak pernah diserap ke dalam tubuh, melainkan hilang ketika enterosit menua dan mengelupas ke dalam lumen usus. Kedua besi yang diserap diekspor melintasi membran basolateral dari enterosit. Transporter besi basolateral, ditemukan secara bersamaan oleh 3 laboratorium, disebut feroportin (juga disebut IREG1, MTP1, SLC39A1, dan sekarang SLC40A1). Feroportin berada pada membran basolateral, dan juga ditemukan dalam makrofag yang terlibat dalam daur ulang besi dari hemoglobin eritrosit tua. Gangguan yang ditargetkan terhadap gen feroportin murine menunjukkan pentingnya feroportin pada kedua tempat tersebut (Donovan et al., 2005).

Meskipun studi fungsional tidak lengkap, feroportin tampaknya mentransport ion fero. Transport difasilitasi multicopper ferroxidase hephaestin, suatu protein yang menyerupai seruloplasmin. Awalnya feroksidase ini dianggap penting hanya untuk mengoksidasi Fe2+menjadi Fe3+ untuk membawanya ke transferin. Namun, baru-baru ini ditunjukkan bahwa seruloplasmin diperlukan untuk menjaga lokalisasi feroportin di permukaan sel. Situasi ini agak analog dengan transportasi besi dalam ragi, di mana besi permease FTR1 (secara fungsional analog tapi secara struktural tidak terkait dengan DMT1) membutuhkan multicopper ferroxidase FET3 untuk memperbaiki lokalisasinya pada permukaan sel.

Penyerapan besi nonheme di usus sudah dipahami secara terperinci, akan tetapi penyerapan besi heme, terutama yang berasal dari daging, masih kurang dipahami.

Page 23: Penerbit - erepo.unud.ac.id

8

Walaupun sebagian protein eksporter heme belum bisa dijelaskan (Krishnamurthy et al., 2004), nampaknya sebagian besar besi heme dalam makanan dibebaskan dari protoporfirin oleh heme oksigenase untuk memasuki common pathway dengan besi non heme sebelum meninggalkan epitel penyerapan (entrosit). Pada tikus yang tidak mempunyai hepaestin akan terjadi anemia defisiensi besi dengan retensi besi di mukosa. Karena tubuh tidak mempunyai mekanisme ekskresi besi yang baik maka proses penyerapan besi menjadi hal yang sangat penting dan harus selalu dalam regulasi yang ketat. Dalam keadaan normal hanya sekitar 1 – 2 mg besi yang diserap dari makanan untuk mengkompensasi kehilangan besi dari pelepasan sel epitel usus, pengelupasan kulit dan sel saluran kencing, perdarahan dan keringat. Pada kondisi dimana dibutuhkan besi yang lebih banyak seperti pada peningkatan eritropoesis atau kehamilan maka penyerapan besi dapat ditingkatkan sampai batas tertentu dan sebaliknya pada kondisi kelebihan besi akan terjadi penekanan proses penyerapan besi. Apabila terjadi gangguan pada pengaturan proses penyerapan ini atau pada pada proses transfusi darah merah bisa terjadi kelebihan besi karena tubuh tidak mempunyai sistem ekskresi besi.

Gambar 3 di bawah menjelaskan bagaimana besi diserap di duodenum bagian atas baik besi dalam bentuk heme maupun non heme dan selanjutnya sebagian besar akan dieksport keluar sel untuk diangkut tranferin untuk proses eritropoiesis. Sebagian kecil akan tersimpan sebagai feritin dan akan dikeluarkan dari tubuh bersamaan dengan pengelupasan apitel usus (Donovan et.al.,2006).

Gambar 3. Proses penyerapan besi di saluran cerna bagian atas, digambarkan melalui sel epitel duodenum (enterosit)

(Donovan et al., 2006)

Proses kehilangan besi dari tubuhBesi tidak secara aktif diekskresikan dari dalam tubuh melalui urin atau usus. Besi

hanya hilang bersama dengan sel dari kulit dan permukaan dalam tubuh (usus), saluran

Page 24: Penerbit - erepo.unud.ac.id

9

kemih dan saluran nafas. Jumlah hilangnya besi diperkirakan sebanyak 14 mikrogram/kgBB/hari. Pada anak-anak mungkin lebih tepat untuk menghubungkan hilangnya besi dengan luas permukaan tubuh. Seorang wanita non menstruasi seberat 55 kg kehilangan 0,8 mg besi/hari dan seorang laki-laki seberat 70 kg kehilangan besi sekitar 1 mg/hari. Rentangan variasi individual diperkirakan ± 15%. Penelitian sebelumnya menemukan bahwa kehilangan besi melalui keringat dapat dipertimbangkan, khususnya pada iklim yang panas dan lembab. Namun, penelitian terbaru yang memberikan perlindungan ekstensif untuk menghindari interferensi kontaminasi besi dari kulit selama pengumpulan keringat tubuh total menunjukkan bahwa kehilangan besi dari keringat dapat diabaikan (Brune, 1986).

Kehilangan besi menstrual sangat konstan dari bulan ke bulan untuk wanita secara individual namun bervariasi secara bermakna dari satu wanita ke wanita yang lain. Bagian utama dari variasi ini adalah masalah genetik yang dikontrol aktivator fibrinolitik di mukosa uterus pada populasi yang terpisah jauh secara geografis (Burma, Kanada, Cina, Mesir, Inggris, dan Swedia). Penemuan ini secara kuat menunjukkan bahwa sumber utama variasi pada status besi pada populasi yang berbeda tidak berhubungan dengan variasi pada kebutuhan namun variasi pada absorbsi besi dari makanan (pernyataan ini tidak termasuk investasi cacing tambang dan parasit lainnya). Hilangnya besi menstrual, dirata-ratakan selama siklus menstrual keseluruhan selama 28 hari, sekitar 0,56 mg perhari. Distribusi frekuensi hilangnya besi menstrual secara fisiologis sangat miring (condong ke kanan). Penambahan rata-rata hilangnya besi basal (0,8 mg/hari) dan variasinya memungkinkan dapat dihitung distribusi kebutuhan besi total pada wanita sebagai penjumlahan antara distribusi kehilangan besi menstrual dan basal. Rata-rata kebutuhan besi harian adalah 1,36 mg, pada 10% wanita, kebutuhan tersebut meningkat hingga 2,27 mg dan pada 5% hingga 2,84 mg (Hallberg et al., 1991). Pada 10% remaja (dalam masa pertumbuhan) kebutuhan besi total harian mencapai 2,65 mg, dan pada 5% remaja wanita mencapai 3,2mg. Karena adanya kemiringan dari distribusi normal kehilangan besi akibat menstruasi sehingga hal ini menjadikan masalah nutrisi yang besar karena penilaian kehilangan besi secara individual sangat tidak dapat dipercaya. Hal tersebut berarti bahwa wanita dengan kehilangan besi secara fisiologis namun berat tidak dapat teridentifikasi dan tertangani dengan suplementasi besi. Pemilihan metode kontrasepsi juga sangat mempengaruhi kehilangan besi melalui menstruasi.

Pada wanita post menopause dan orangtua yang masih aktif secara fisik, kebutuhan besi perunit berat badan sama dengan pria. Saat aktivitas fisik menurun sebagai hasil dari penuaaan, volume darah menurun dan masa hemoglobin berkurang, menyebabkan pergeseran pada penggunaan besi dari hemoglobin dan otot ke penyimpanan besi. Hal ini berdampak pada pengurangan kebutuhan besi harian. Karena itu defisiensi besi pada orang tua jarang karena penyebab nutrisional namun umumnya karena hilangnya besi secara patologis.

Besi plasma: kunci untuk terjadinya overload besi dan anemia defisiensi besiBesi adalah elemen yang esensial untuk proses metabolik di dalam sel dan organis

medan yang terpenting pada proses penyediaan besi sistemik adalah pengaturan yang adekuat dari kadar besi plasma. Besi beredar di dalam darah terikat dengan transferin yang merupakan glikoprotein yang mempunyai dua tempat ikatan untuk molekul besi feri (Fe+3). Pengikatan besi transferin ini akan mempertahankan besi dalam bentuk terlarut dan

Page 25: Penerbit - erepo.unud.ac.id

10

transferin ini berfungsi sebagai pengangkut utama yang akan menghantarkan besi ke semua sel melalui reseptor transferin (TfR1) sehingga hal ini akan mengurangi pembentukan radikal bebas. Pada manusia plasma transferin hanya sekitar 30% tersaturasi dengan besi, dimana saturasi yang kurang dari 16% menunjukkan adanya defisiensi besi dan saturasi lebih dari 45% merupakan tanda dari kelebihan besi. Apabila saturasi ini melebihi 60% maka besi yang tidak terikat transferin (NTBI) akan mulai terakumulasi di dalam darah dan ini sangat berbahaya karena bisa merusak sel parenkim, karena itu sistem homeostatis dari regulasi besi harus mampu mempertahankan kadar saturasi transferin pada tingkat yang normal. Sistem ini harus memberikan respon terhadap proses yang membutuhkan besi seperti misalnya eritropoesis dan pada sisi lain memberi sinyal pada tubuh untuk menyediakan besi ke aliran darah. Besi akan dilepaskan ke dalam sirkulasi dari epitel duodenum yang normalnya menyerap besi dari makanan sekitar 1 – 2 mg/hari, dan besi juga dilepaskan makrofag dimana besi ini berasal dari daur ulang eritrosit yang sudah tua dengan jumlah sekitar 20 – 25 mg. Dalam hal ini sel hepar akan memainkan peran ganda di dalam metabolism besi sistemik. Hepatosit merupakan tempat utama penyimpanan besi dan sekaligus juga memproduksi hormon hepsidin (Hamp, LEAP1) yang merupakan hormon penting untuk regulasi besi sistemik. Dalam melaksanakan fungsinya hormon ini berikatan dengan molekul pengekspor besi ke luar sel (ferroportin) pada permukaan basolateral dari sel yang mengekspor besi (iron–releasing cells), yang akan memicu proses degradasinya sehingga besi yang ditransfer keluar akan berkurang. Gangguan pada metabolisme hepsidin baik yang didapat maupun yang kongenital akan menyebabkan defisiensi besi apabila kadar hepsidin tinggi atau kelebihan besi (iron-overload) apabila kadar hepsidin rendah. Serum feritin merupakan ukuran dari simpanan besi, dimana kadar serum feritin yang rendah menunjukkan adanya simpanan besi yang berkurang sebaliknya kadar yang meningkat menunjukkan adanya kelebihan besi. Kondisi inflamasi yang disebabkan infeksi, kanker atau gangguan hati juga bisa meningkatkan kadar serum feritin. Masih belum jelas sekali fungsi fisiologis dari serum feritin ini demikian pula sumbernya apakah dia berasal dari sel yang mengalami kerusakan ataukan diproduksi dengan mekanisme tertentu. Secara molekuler serum feritin didominasi subunit rantai L yang hanya sebagian mengalami glikosilasi dan biasanya serum feritin mengandung jumlah besi yang sedikit (Andrew, 2008).

Walaupun asupan besi dari diet bervariasi dan perubahan pada aktivitas eritropoetik yang juga bervariasi karena adanya kehilangan darah yang periodik ataupun hanya sesaat, akan tetapi konsentrasi besi di plasma normalnya relatif stabil pada rentang 10-30 µm. Kadar besi rendah yang terjadi secara kronis menurunkan persediaan besi untuk eritropoesis dan proses lainnya, menyebabkan timbulnya anemia dan disfungsi dari sel lain yang sensitif terhadap besi. Konsentrasi besi yang konstan tinggi mengarah pada saturasi transferin yang tinggi dan pembentukan NTBI dengan konsekuensi akan terjadi deposisi kelebihan besi di hepar, kelenjar endokrin, miosit jantung dan jaringan lain. Kelebihan besi di sel dapat menyebabkan kerusakan jaringan karena besi dapat mengkatalisis pembentukan spesies oksigen reaktif, yang dapat menyebabkan kerusakan DNA, peroksidasi lipid, dan oksidasi protein.

LIP (Labile iron pool)Dalam keadaan bebas besi di dalam plasma maupun didalam sitoplasma sel

akan mengalami pengendapan (presipitasi) dan akan menimbulkan kerusakan sel,

Page 26: Penerbit - erepo.unud.ac.id

11

oleh karenanya besi harus berada dalam ikatan dengan molekul tertentu (ligands). Di dalam sirkulasi darah besi berada dalam bentuk kompleks dengan 3 protein utama yaitu transferin, heme dan feritin. Disamping bentuk ini di dalam plasma dikenal juga bentuk ikatan besi yang tidak melibatkan transferin yaitu yang disebut NTBI (non-transferrin bound iron). NTBI ini memainkan peranan pentingnya terutama pada kondisi terjadi kelebihan besi (overload iron). Namun demikian NTBI tidak hanya menyangkut tidak adanya ikatan dengan transferin saja, tapi juga dengan molekul heme ataupun feritin, sehingga penamaan NTBI menjadi kurang tepat.

Sedangkan di dalam sitoplasma, besi ditemukan dalam beberapa bentuk, yaitu besi yang berada dalam vesikuler yaitu besi yang baru masuk ke dalam sel dari besi dalam plasma karena ikatan kompleks transferin-besi dengan reseptor transferin. Bentuk lainnya adalah besi yang diikat dalam molekul feritin yang merupakan besi simpanan tubuh utama dimana satu molekul feritin dapat mengikat molekul besi maksimal sampai 4.500 atom. Hemosiderin merupakan molekul feritin yang diduga mengalami degradasi. Bentuk kompleks besi lainnya didalam sitoplasma adalah kompleks besi yang berasosiasi dengan protein prostetik lainnya dan kompleks ini dapat berpartisipasi dalam berbagai reaksi biologis tubuh. Besi dalam bentuk ini diketahui dapat membantu proses katalisasi dalam reaksi elektron transfer, sintesis DNA dan proses detoksifikasi. Bentuk kompleks besi intra seluler yang terakhir adalah kompleks besi transit, yang juga disebut sebagai labile iron pool (LIP) (Kakhlon, 2002).

Istilah LIP pertama kali dicetuskan Greenberg dan Wintrobe pada tahun 1946 dan dikenalkan lagi oleh Jacobs tahun 1977 sebagai transient iron pool, bahkan akhir-akhir ini diberi nama dengan chelatable iron karena sebagian besar metode pemeriksaannya berdasarkan adanya ikatan dengan kelator metal. LIP (gambar 4) didefinisikan sebagai senyawa besi yang terikat secara lemah dengan kelator yang berat molekulnya rendah dan dapat dengan cepat melewati membran sel. Diduga kompleks ini mengandung besi feri dan fero sekaligus yang berikatan dengan berbagai molekul ligan dengan afinitas yang lemah. LIP ini hanya sekitar 3 – 5% dari total besi dalam tubuh (Kruszewski, 2004). Kompleks besi ini merupakan besi yang mempunyai peran penting dalam kaitannya dan hubungannya dengan besi vesikuler, besi simpanan dan kompartemen besi fungsional intraseluler. Besi ini tidak ada kaitannya dengan protein penyimpanan besi feritin maupun transferin, dan karenanya dapat juga disebut besi non-transferin intraseluler ( intracellular NTBI) (Brissot et al., 2011).

Pergerakan dan fungsi yang terkait dengan keberadaan LIP di dalam sel masih belum jelas diketahui. Untuk menghindari terbentuknya radikal bebas, besi harus diikat dalam ikatan dengan molekul protein yang memadai. Molekul ini diduga merupakan ligan yang berikatan dengan longgar dengan besi dan mempunyai berat molekul yang rendah seperti sitrat, asetat, ion organik seperti fosfat dan karboksilat, polipeptida dan beberapa komponen permukaan sel. Glutation juga dianggap merupakan komponen yang penting untuk pengikatan besi intra seluler ini ( Kruszewski, 2004).

Page 27: Penerbit - erepo.unud.ac.id

12

1. Penentuan LIPKadar LIP secara spesifik diperiksa pada sel hidup dengan menggunakan metode

mikroskop floresens dan kemudian diubah dengan menggunakan mikroskop laser sken. Pemeriksaan non invasif lainnya dengan mengaplikasikan teknik sensor metal floresensi menggunakan calcein. LIP, juga dikenal sebagai besi katalitik, awalnya didefinisikan sebagai besi transional antara besi ekstra seluler dengan intra seluler dan umumnya berikatan dengan molekul yang mempunyai berat molekul rendah. Namun secara umum LIP adalah kumpulan senyawa besi baik dalam bentuk Fe+2 maupun Fe+3, yang berperan pada proses siklus reduksi-oksidasi. Sifat ini yang menyebabkan besi menjadi senyawa yang sangat berbahaya karena kemampuannya membentuk radikal spesies seperti radikal hidroksil dan radikal lainnya. Walaupun kandungan besi total dalam tubuh manusia sekitar 3 – 5 gr, LIP hanya mengandung sekitar < 70 – 90 mg (Shah et al., 2008) atau sekitar < 5% ( 50 – 100 uM) dari total besi tubuh (Kakhlon et al., 2002). Diketahui bahwa kadar ini akan meningkat pada banyak penyakit. Ada dua hal yang diketahui dari bukti-bukti tentang peran LIP pada suatu kondisi penyakit yaitu adanya peningkatan kadar LIP pada kondisi sakit dan dengan pengikat besi terbukti memberi efek proteksi sehingga diduga ada hubungan kausa efek yang cukup meyakinkan antara peningkatan kadar LIP dengan timbulnya penyakit. Hal ini sudah terbukti pada beberapa jenis penyakit seperti penyakit gagal ginjal akut dan kronik, infark miokard akut dan penyakit neurodegeneratif seperti Parkinson, Frederick Ataxia dan lainnya. Dari sini diduga nampaknya peran LIP dalam timbulnya suatu penyakit adalah melalui kerusakan seluler (Shah et al., 2008).

Pengukuran LIP pada sel kultur memberikan informasi bahwa kadar LIP dipertahankan dalam kisaran yang sangat sempit. Diduga kadar tersebut dipertahankan secara berkeseimbangan untuk memenuhi kebutuhan sel akan besi disatu sisi namun disisi lainnya mencegah kelebihan besi yang dapat sangat berbahaya bagi sel karena dapat menimbulkan radikal bebas. Kadar LIP di monitor ketat oleh IRPs (Iron regulatory proteins) dan akan dilakukan pengaturan dengan melakukan koreksi apabila ada kelebihan atau kekurangan dengan mengaktifkan baik protein simpanan seperti feritin ataupun

Gambar 4. Keberadaan pool besi bebas (LIP) di dalam sitosol (Wang dan Pantopoulos, 2011)

Page 28: Penerbit - erepo.unud.ac.id

13

transferin untuk mengambil besi dari luar sel. Kita ketahui bahwa IRPs mempunyai peran sebagai regulator besi di tingkat seluler dengan berikatan dengan komponen IRE dari mRNA untuk feritin, transferin maupun protein lainnya. Apabila kadar LIP rendah, maka IRP akan mengikat IRE dari mRNA yang mengkode pembentukan protein transferin dan DMT1 sehingga terjadi peningkatan ambilan besi dari luar sel, sebaliknya apabila kadar LIP tinggi maka IRP akan berikatan dengan besi dan IRE akan mengalami degradasi sehingga terjadi peningkatan translasi feritin dan besi akan diikat sehingga mencegah kelebihan besi bebas yang dapat sangat berbahaya (Einstein et al., 2000). Pada beberapa kondisi didapatkan juga adanya mekanisme kontrol LIP diluar IRP seperti didapatkan pada kasus dengan ekspresi berlebih protein HFE pada penyakit Hemokromatosis herediter dimana kadar LIP dimodulasi melalui reseptor transferin. Juga didapatkan adanya peran sitokin seperti TNFa, IL-1, IL-6 pada kadar LIP.

Disamping masih merupakan misteri dari mana asal usulnya LIP, penentuan sumber LIP masih lebih banyak diketahui dibandingkan dengan ligannya. Kebutuhan yang konstan dan terus menerus akan besi untuk pembuatan protein-protein penting yang mengandung besi akan memaksa suatu aliran besi yang permanen dari ekstra seluler ke dalam sitoplasma. Karenanya ambilan besi merupakan sumber utama dari LIP. Pada kebanyakan mamalia ambilan besi dilakukan melalui dua cara yang berbeda tergantung jenis besinya dan juga jenis selnya sendiri. Besi yang terikat dengan transferin akan diambil lewat reseptor transferin dan akan dimasukkan ke dalam sitoplasma sel. Sedang besi yang tidak terikat dengan transferin akan dimasukan melalui DMT1. Adanya peningkatan ambilan besi melalui DMT1 ini akan meningkatkan kadar LIP. Disamping sumber asupan dari luar sel, sumber LIP yang lain adalah berasal dari protein-protein besi intraseluler. Yang paling penting adalah feritin yaitu protein penyimpan besi yang dapat menyimpan molekul besi sampai 4.500 atom per molekul. Feritin memainkan peran yang berbeda tergantung kadar besi di dalam sel. Pada saat kadar besi seluler berlimpah maka feritin akan berfungsi sebagai protein yang menyimpan besi sehinggga mencegah besi bersifat toksik terhadap sel itu sendiri. Ekspresi yang berlebihan dari rantai berat (H) dari feritin akan menurunkan kadar LIP dan akan menurunkan kadar H2O2 sehingga tidak terjadi kerusakan DNA. Sebaliknya apabila kadar besi di dalam sel rendah, feritin akan bertindak sebagai sumber besi yang sangat dibutuhkan untuk mensintesis protein dan ensim yang mengandung besi, akan tetapi bagaimana proses pelepasan besi dari molekul feritin masih belum jelas diketahui. Sumber LIP lainnya adalah protein heme yang banyak dijumpai di dalam sel. Tidak seperti besi yang berasal dari feritin dan transferin, besi yang berasal dari ikatan dengan heme ini akan masuk dalam reaksi Fenton yang akan menghasilkan radikal bebas. Untuk mencegah toksisitas besi heme pada kondisi stres aksidatif dapat dilakukan oleh ensim heme oksigenase, karena ensim heme oksigenase akan mengoksidasi protein heme menjadi CO, biliverdin dan besi fero (Kruszewski, 2004).

2. Interaksi antara LIP dan produksi oksigen radikal dan efeknya pada kerusakan sel

Kerusakan jaringan akibat induksi radikal oksigen memerlukan keterlibatan aktif dari logam seperti besi. Strategi proteksi seluler untuk melawan efek oksidan adalah dengan mengaktifkan ekspresi protein yang dapat mengikat besi yaitu feritin. Hal ini terlihat pada studi dimana terlihat efek protektif dari feritin apabila polimer apo feritin H ditambahkan pada kultur sel sehingga terjadi penurunan aktivitas oksidatif dan

Page 29: Penerbit - erepo.unud.ac.id

14

peroksidasi lemak pada saat sel tersebut diberi larutan hemin. Dengan cara yang sama seperti bagaimana faktor stres menginduksi enzim heme oksigenase, keluarnya besi dari heme juga dapat meningkatkan kadar feritin. Pada kondisi radang, efek sitokin terhadap ekspresi feritin relatif lebih kompleks. Dengan metode yang lebih maju dan baru dalam menentukan kadar LIP, peran LIP dalam menimbulkan ROS dan kerusakan yang timbul dapat diketahui melalui percobaan. Konsep ini di tes dengan menambahkan H2O2 pada sel. Dari hasilnya dapat dilihat bahwa dengan peningkatan kadar LIP akan diikuti dengan peningkatan produksi ROS, peroksidasi lemak (pembentukan MDA dan akhirnya kematian sel). Kaitan antara LIP dan produksi ROS sangat kompleks, akibat efek mutualistik dimana LIP tidak hanya potensial untuk merangsang timbulnya ROS, tapi juga ternyata kadarnya sendiri dapat dipengaruhi oksidan atau reduktan yang bekerja pada sumber besi tersebut, yang kemungkinannya adalah feritin. Pada saat pemaparan dengan agen yang bersifat reduksi yang aktif akan terjadi peningkatan LIP bersama-sama dengan peningkatan produksi ROS namun segera diikuti penurunan keduanya secara paralel (Kokhlan, 2002). Mekanisme bagaimana besi bisa terlepas dari sumbernya dan adanya pengaruh anion superoksid (O2”-) terhadap lepasnya besi dari feritin belum sepenuhnya diketahui. Hal yang sama diperkirakan terjadi pada saat terjadi kerusakan jaringan pada proses iskemia dan reperfusi akibat keluarnya besi dari sumbernya.

Banyak data klinik mendukung adanya peran LIP pada kerusakan sel yang timbul akibat peningkatan produksi ROS melalui reaksi Fenton-Haber Weiss. Hal ini dapat dilihat pada studi tikus dimana akibat ROS akan terlihat kerusakan pada sel hepatosit, membran lisosom, mitokondria dan nukleus sel. Semua ini mendukung peran negatif dari NTBI dalam menimbulkan kelainan pada berbagai penyakit, seperti laporan adanya korelasi antara NTBI dengan kerusakan pada hepar dan jantung penderita dengan talasemia (Zannineli et al., 2009). Tindakan plebotomi pada penderita dengan kelebihan besi (hemokromatosis), kadang menimbulkan peningkatan sementara dari LIP dan hal ini tentu akan berbahaya. Karenanya dikembangkan strategi yang lebih baik pada penderita dengan iron overload tanpa mengkompromikan kadar LIP. Nampaknya kelasi besi oral memberi harapan akan hal tersebut, seperti terlihat pada studi-studi kelasi besi pada kasus-kasus kelebihan besi akibat kelainan darah (Zanninelli et al., 2009; Brissot et al., 2011). Beberapa kondisi klinik yang dapat terjadi terkait dengan LIP dan radikal bebas dapat dilihat pada bagian lain dari buku ini.

Besi mitokondriaKonsisten dengan evolusinya yang otonom, mitokondria dilengkapi dengan

transporter besi tersendiri (gambar 5). Ambilan besi ke dalam mitokondria bergantung pada protein membran dalam mitokondria yaitu mitoferin1 dan mitoferin2, dimana mitoferin1 dominan diekspresikan di sel eritroid dan mitoferin2 diekspresikan di berbagai sel lainnya (Troadec et al., 2011). Di sel eritroid, mitoferin1 berinteraksi dengan transporter pengikat ATP Abcb 10 dan dengan ferokelatase untuk membentuk jalur penghantaran besi untuk pembentukan heme. Bagaimana heme diekspor dari mitokondria untuk digabungkan ke hemoglobin dan hemoprotein lain tidak diketahui. Mitokondria juga mempunyai molekul feritin tersendiri yaitu feritin mitokondria, yang mengatur cadangan besi lokal. Besi yang sudah masuk kedalam sel akan digunakan untuk sejumlah fungsi metabolisme termasuk sintesis heme, produksi hemoglobin dan perakitan kluster besi-sulfur. Sebagian besar dari proses ini berlangsung didalam mitokondria dan mekanisme akumulasi serta penyimpanan

Page 30: Penerbit - erepo.unud.ac.id

15

besi di mitokondria baru-baru ini telah ditemukan. Mitoferin, yang merupakan anggota famili solute carrier dari vertebrata (SLC25A37) telah diidentifikasi dengan teknik kloning posisi, dan diekspresikan sangat banyak pada jaringan hematopoietik. Sebuah mutasi dalam gen mitoferin di ikan zebra bertanggung jawab atas fenotipe frascati yang menunjukkan anemia hipokromik yang berat dan tertahannya maturasi eritroid karena defek pada penyerapan besi mitokondria. Orthologues mitoferin (MRS2 dan MRS4) juga dijumpai pada ragi dan gangguan dari gen ini menyebabkan gangguan produksi hemoprotein dan sintesis kluster besi-sulfur di mitrokondria.

Besi intraselularBesi merupakan elemen yang penting dan dibutuhkan hampir semua organisme, baik

mikroba, tanaman, hewan maupun manusia. Besi merupakan komponen dari hemoglobin, mioglobin, dan enzim-enzim yang mengkatalisir reaksi redoks untuk pembentukan energi (misalnya sitokrom), serta berperan dalam proses sintesis DNA, transpor oksigen dan elektron serta proses respirasi. Pada manusia, proses daur ulang besi dari hemoglobin eritrosit yang sudah tua (sekitar 20 mg/hari) akan menyediakan cukup besi untuk sintesis eritosit yang baru, dibandingkan dengan asupan besi dari diet (1 – 2 mg/hari) (Ganz, 2003; Ganz dan Nemeth, 2006). Sebagian kecil besi, sekitar 3 mg/hari, akan beredar di sirkulasi dalam bentuk terikat transferin dan mengalami daur ulang tiap beberapa jam, untuk memastikan penyediaan besi yang cukup untuk proses eritropoiesis (Babitt dan Lin, 2010).

Perubahan pada availabilitas dan distribusi besi akan mempunyai efek yang penting pada virulensi patogen dan respon imun terhadap infeksi, di mana interaksi ini dapat terjadi secara langsung melalui hambatan pada pertumbuhan bakteri maupun secara tidak langsung melalui pengaturan fungsi faktor transkripsi, seperti NF-κB dan HIF-1α. Pada kondisi anemia penyakit kronik, penurunan kadar besi di sirkulasi akan mengurangi ketersediaan nutrien yang dibutuhkan untuk mikroba patogen dan memberikan efek protektif sebagai mekanisme pertahanan ini pertama terhadap infeksi.

Namun, besi intraseluler yang berada dalam bentuk bebas dan tidak terikat pada feritin, mempunyai kemampuan untuk membentuk radikal bebas oksidatif yang merusak komponen biologis yang penting, seperti protein, lipid dan DNA. Sebagaimana

Gambar 5. Transportasi besi di mitokondria (Ganz dan Nemeth, 2012)

Page 31: Penerbit - erepo.unud.ac.id

16

digambarkan pada kasus kelebihan besi atau hemokromatosis. Ketika besi total di tubuh melebihi 5-10 kali normal, kadar besi yang berlebihan di jaringan tubuh akan menyebabkan kerusakan organ tubuh yang luas. Dengan demikian, tiap organisme harus mempunyai alat pendeteksi beban besi internal dan memberi respon yang sesuai dengan mengendalikan asupan dan penyimpanan besi (Roy dan Enns, 2000; Ganz dan Nemeth, 2006). Berkaitan dengan adanya disfungsi seluler baik akibat defisiensi besi maupun kelebihan besi, setiap organisme harus mempunyai suatu sistem untuk mempertahankan homeostasis besi yang normal. Karena terdapat kekurangan jalur ekskresi besi pada mamalia, maka pengaturan absorpsi besi dari duodenum dan daur ulang besi dari eritrosit yang sudah tua, berperan penting dalam mempertahankan keseimbangan besi. (Leong dan Lonnerdal, 2004).

Pengendali homeostasis besi yang terpenting terletak di epitel duodenum, yang merupakan tempat utama absorpsi besi. Pada bagian kripte epitel duodenum, terdapat sel prekursor multipoten, selanjutnya beberapa diantaranya akan bermigrasi ke bagian villi dan berdiferensiasi menjadi enterosit, seperti terlihat pada gambar 6. Enterosit inilah yang berperan penting untuk regulasi absorpsi dan transpor besi (Roy dan Enns, 2000). Sel-sel kripte ini akan memperoleh informasi tentang kebutuhan besi tubuh dari dua sumber, yaitu stores regulator, yang mengatur kebutuhan besi tubuh yang normal dan cadangan besi tubuh serta erythropoietic regulator yang mengatur kebutuhan besi untuk eritopoiesis. Pada anemia akibat perdarahan, stores regulator akan mengirimkan signal ke enterosit untuk meningkatkan absorpsi besi untuk mengatasi kehilangan besi melalui perdarahan, sedangkan pada anemia akibat eritropoiesis yang inefektif, erythropoietic regulator akan bekerja sehingga absorpsi besi meningkat. Kapasitas stores regulator untuk mengatur absorpsi besi lebih rendah dibandingkan erythropoietic regulator (Park et al., 2006).

Gambar 6. Proses diferensiasi dari sel kripte menjadi sel enterosit di permukaan lumen dari saluran cerna (Pietrangelo, 2004)

Regulasi absorpsi besi terjadi pada dua permukaan enterosit, yaitu membran apikal dan membran basolateral. Membran apikal enterosit berperan untuk transpor besi dari lumen intestinal ke dalam sel enterosit, di mana molekul transporter yang terpenting adalah

Page 32: Penerbit - erepo.unud.ac.id

17

DMT1 (yang sebelumnya dikenal sebagai Nramp2 dan DCT1). Dalam sel enterosit, besi dapat disimpan dalam enterosit sebagai feritin atau ditranspor ke plasma melalui membran basolateral. Membran basolateral enterosit berperan untuk transpor besi dari sel epitel duodenum ke seluruh tubuh, di mana feroportin (Ireg1) adalah molekul transporter yang penting. Setelah diabsorpsi di duodenum, besi akan beredar di sirkulasi dalam bentuk terikat transferin dan awalnya menuju sistem porta hepatik, yang merupakan tempat penyimpanan besi yang utama. Sel hepatosit akan mengikat besi melalui TfR1 (transferrin receptor 1) yang klasik, namun sebagian besar melalui TfR2 yang tersedia dalam jumlah lebih besar. Tempat utama penggunaan besi adalah sumsum tulang, di mana besi diikat olef TfR pada sel prekursor eritrosit dan digunakan untuk sintesis heme. Besi pada heme selanjutnya akan didaur ulang melalui proses tertangkapnya eritrosit yang sudah tua pada makrofag sistem retikuloendotelial. Besi dalam makrofag, dapat tersimpan di makrofag sebagai feritin atau dilepaskan ke plasma, yang kemudian akan terikat transferin dan beredar di plasma untuk digunakan kembali. Hati dan sistem retikuloendotelial merupakan tempat utama penggunaan cadangan besi.

1. Ambilan (uptake) besi selular Tf-Fe2 merupakan sumber besi utama bagi sel mamalia, yang didapatkan

melalui afinitas tinggi TfR1. Kompleks Tf-Fe2/TfR1 diinternalisasi clathrin-dependent endocytosis. Proses pengasaman saat awal endosom memicu perubahan transferin dan reseptor sehingga terjadi pelepasan besi. Besi bebas akan direduksi menjadi Fe2+ oleh STEAP family of metalloreductases (Ohgami et al., 2005, 2006) untuk ditranspor ke dalam sitosol melalui DMT1, dengan demikian DMT1 memiliki peran ganda dalam metabolisme besi, sebagai protein membran apikal enterosit yang memperantarai penyerapan besi sistemik dan sebagai protein endosom yang terlibat dalam transfer besi dari endosom ke sitosol.

Apo-transferin dan TfR1 sebagian besar didaur ulang ke permukaan sel. Kinetika optimal dari siklus transferin penting untuk akuisisi besi yang terikat transferin dan memerlukan EXOC6, suatu anggota dari exocyst, suatu kompleks protein yang terlibat dalam vesicular trafficking. Walaupun TfR1 bisa dijumpai di banyak sel, siklus transferin sangat penting untuk transpor besi pada prekursor eritroid. Manusia dan tikus dengan ekspresi transferin yang kurang akan terjadi penumpukan besi ke dalam jaringan non hemopoetik seperti hati dan gangguan target lokus TfR1 seperti yang terlihat pada tikus menunjukkan bahwa TfR1 diperlukan untuk diferensiasi eritroid, limfoid dan sel neuroepitel, tetapi tidak terpakai untuk pengembangan jaringan lain, setidaknya selama kehidupan janin. Hal ini berarti bahwa setiap sel dapat mempergunakan besi secara independen. Studi genetika dan biokimia mendukung keberadaan dari jalur lain selain melalui transferrin terhadap penyerapan besi. Sebelumnya DMT1 dianggap bertanggung jawab terhadap penyerapan non transferring bound iron (NTBI) sel hati tetapi pemberian besi pada hepatosit tikus dengan defisiensi DMT1 menunjukkan bahwa setidaknya satu jalur alternatif independen terbukti ada (Gunshin et al., 2005). Transporter logam ZIP14 merupakan salah satu pilihan tetapi diperlukan validasi secara invivo.

Dalam keadaan timbunan besi sistemik L-type voltage-gated calcium channel memperantarai masuknya besi-transferin ke dalam kardiomiosit. Pompa kalsium juga berperan pada sel saraf. Menariknya, penghambat pompa kalsium seperti nifedipine memobilisasi besi hati dan meningkatkan ekskresi urin pada timbunan besi pada tikus,

Page 33: Penerbit - erepo.unud.ac.id

18

kemungkinan dengan meningkatkan transpor ion yang diperantarai DMT1 (Ludwiczek et al., 2007). Temuan ini menunjukkan peluang terapi baru untuk pengobatan timbunan besi sistemik. Receptor-mediated endositosis bentuk lain protein besi yang merupakan sarana tambahan bagi jenis sel-sel tertentu untuk mengambil besi. Seperti misalnya lipocalin2-dependent endocytosis of an iron-laden siderophore melalui reseptor lipocalin SLC22A17 berperan dalam kelangsungan hidup sel-sel ginjal saat dilakukan kultur tetapi ikaitan fisiologis jalur penyerapan besi ini masih belum jelas, karena ternyata dengan hambatan pada lipocalin2, tikus yang bersangkutan masih dapat tumbuh normal. Feritin serum masuk ke dalam sel melalui Scara5 (scavengerreceptor class A, member 5) dan TIM-2 (T cell immunoglobulin and mucin domain containing 2) reseptor feritin (Li et al., 2009).

Akhirnya, sel-sel dapat memperoleh besi dalam bentuk heme. Sifat dari pengimpor heme pada enterosit masih belum jelas, sejauh ini SLC48A1 diidentifikasi sebagai satu-satunya molekul impor heme yang bonafide (Rajagopal et al., 2008), dan inaktivasi gen pada tikus dapat membantu untuk mengevaluasi fungsi in vivo pada mamalia. Sel juga memperoleh heme secara tidak langsung. Makrofag mendapatkan heme dengan cara fagositosis dan pengolahan sel darah merah yang mati. Di dalam plasma, hemoglobin dan heme bebas yang berasal dari hemolisis intravaskular dibersihkan sistem scavenger yang spesifik. Hemoglobin membentuk kompleks dengan haptoglobin kemudian menuju ke sel-sel retikuloendotelial melalui CD163-mediated endocytosis (gambar 7). Diantara molekul plasma lainnya, heme bebas terikat pada hemopexin dan kompleks ini mengalami endositosis melalui reseptor CD91 pada permukaan makrofag, hepatosit, dan jenis sel lainnya. Dengan demikian, sel-sel dapat terpenuhi kebutuhan besinya melalui sistem serapan berbeda yang dioptimalkan untuk memenuhi kebutuhan besi seluler yang spesifik.

Gambar 7. Ambilan besi di tingkat seluler (Schaible et al., 2004)

2. Ekspor besi selularPengeluaran besi dari dalam sel dapat terjadi pada berbagai macam sel, termasuk sel-

sel saraf dan eritroid, dimana hal ini sangat penting bagi sel untuk mempertahankan kadar besi plasma. Sel-sel tersebut termasuk makrofag, enterosit duodenum dan janin dalam

Page 34: Penerbit - erepo.unud.ac.id

19

pertumbuhan, dimana ekspor besi diperantarai extraembryonic visceral endoderm (ExVE) dan sinsiotropoblas plasenta. Sel-sel ini mengekspresikan kadar feroportin (SLC40A1) yang relatif tinggi, dan efek dari hambatan lokus Slc40a1 pada tikus mencerminkan suatu fungsi feroportin yang unik, nonredundant dalam melepaskan besi dari sel (Donovan dkk., 2005). Seperti diketahui, feroportin mentransports Fe2+ dan dibantu dengan peranan hepaestin (enterosit) atau seruloplasmin (jenis sel lain) dalam memfasilitasi ekstraksi besi dari kanal feroportin kemudian menambahkannya ke dalam plasma transferin. Kenyataan bahwa aktivitas seruloplasmin dan hepaestin tergantung pada tembaga, menunjukkan bahwa status tembaga penting dalam metabolisme besi. Selain pelepasan besi yang diperantarai feroportin, sel tampaknya mampu mengekspor besi dalam bentuk heme. Studi menunjukkan bahwa FLVCR1 meningkatkan pengeluaran heme. Peran fisiologis ekspor heme masih belum jelas, namun FLVCR1 dibutuhkan tikus untuk diferensiasi proeritroblast dan daur ulang besi heme makrofag (Keel et al., 2008). Sebagian kecil dari besi selular dapat keluar dari sel dan terikat pada feritin, tetapi mekanisme dan fisiologis dari pelepasan feritin masih belum jelas.

3. Penyimpanan besi selularPenyimpanan besi dari “labile iron pool” (LIP) sitoplasma yang tidak terpakai atau

diekspor, disimpan dalam nanocavity feritin heteropolimer yang terdiri dari 24 subunit rantai berat (FtH) dan rantai ringan (FtL) (Arosio dan Levi, 2010). Dua subtipe H (heavy, 21 kDa) atau L (light, 19 kDa) yang merupakan pusat inti dapat mengikat sampai 4.500 atom iron per molekul feritin. Kedua subunit feritin diekspresikan secara luas, namun rasio ekspresinya bervariasi tergantung pada jenis sel dan responnya terhadap rangsangan seperti peradangan atau infeksi. FtH1 mempunyai aktivitas ferroxidase yang diperlukan untuk deposisi besi dalam nanocage, sedangkan FtL memfasilitasi nukleasi besi dan meningkatkan turnover situs ferroxidase. Misalnya, hati dan limpa yang kaya subunit L, sedangkan jantung kaya subunit H. Besi juga disimpan dalam bentuk insoluble dalam bentuk hemosiderin, yang diduga berasal dari degradasi lisosomal feritin. Dalam kondisi kelebihan besi, kadar yang terkandung dalam protein ini ditemukan meningkat secara dramatis, khususnya dalam hati, pankreas dan jantung.

Hanya sedikit pemahaman yang diketahui tentang bagaimana besi diekstrak dari LIP dan sampai pada feritin. Poly(rC)-binding protein1(PCBP1), suatu RNA-binding protein berperan dalam regulasi post transkripsi, diperlukan untuk pemuatan besi pada feritin dalam kultur sel dan dapat meningkatkan timbunan besi feritin secara in vitro (Shi et al., 2008). Dibutuhkan penelitian lebih lanjut mengenai peranan PCBP1 sebagai metallochaperone terhadap mineralisasi feritin secara in vivo. Feritin memenuhi kebutuhan sel dengan cara menghambat kelebihan besi dalam bentuk redoks tidak aktif untuk mencegah kerusakan sel dan jaringan, juga sebagai sumber besi yang melibatkan degradasi feritin proteasomal dan lisosomal. Feritin sangat penting, terlihat pada kematian awal embrio tikus dengan hilangnya FtH1. Mutasi pada 5’IRE FtL menyebabkan dominant hyperferitinemia-cataract syndrome. Mutasi terminal-C FtL menyebabkan feritinopati herediter, suatu penyakit autosomal dominan neurodegeneratif onset dewasa yang ditandai dengan badan inklusi feritin dan deposisi besi pada otak.

Homopolimer dari gen yang melakukan encoded feritin tipe-H dijumpai dalam mitokondria (Arosio dan Levi, 2010). Seperti pada sitosol, feritin mitokondria (FtMt) diduga melindungi organela terhadap toksisitas yang diperantarai besi.Berbeda dengan

Page 35: Penerbit - erepo.unud.ac.id

20

FtH1 dan FtL, FtMt tidak diekspresikan secara luas, didapatkan hanya dalam jaringan seperti testis, jantung, pankreas dan ginjal, tetapi tidak pada limpa, usus dan hati. Perbedaan besar lainnya antara feritin sitosol dan mitokondria adalah ekspresi FtMt tidak (langsung) dikendalikan IRPs.

Pengambilan seluler, penyimpanan dan pengeluaran besi ditentukan oleh kebutuhan fisiologis dan metabolisme yang diperlukan pada berbagai jenis sel yang berbeda. Tidak semua besi digunakan dalam proses metabolisme, sebagian disimpan sebagai cadangan untuk digunakan saat kadar besi rendah dan untuk mencegah efek toksik dari besi bebas dalam sel. Hepatosit berperan sebagai depo penyimpanan besi yang utama, meskipun siklus transferin mungkin terlibat dalam akuisisi besi, namun pengambilan besi lewat jalur NTBI tampaknya memainkan peran penting ketika kadar besi serum melebihi kapasitas ikat transferin. Besi yang disimpan sebanyak 20 – 30 persen dari kadar besi di dalam tubuh dan sebagian besar dari itu terikat pada feritin. Penyerapan dari usus hanya menyumbang sebagian kecil dari besi terikat transferin dalam sirkulasi. Daur ulang besi dari eritrosit yang tua juga memainkan peran penting dalam pemeliharaan besi. Pada akhir umur 120 hari, eritrosit manusia mengalami perubahan pada permukaannya yang menandai mereka untuk difagositosis dan dicerna makrofag di limpa dan hati. Di dalam makrofag, besi terutama didapatkan dari heme melalui heme oxygenase (Ganz, 2007). Logam transporter, NRMP-2 dan DMT-1 mengangkut besi melalui membran fagosomal ke sitoplasma untuk disimpan di makrofag dalam bentuk terikat feritin. Besi yang tersimpan ini pada akhirnya akan diangkut ke transferin, difasilitasi partisipasi feroportin dan protein seruloplasmin (Donovan et al., 2005). Pengamatan pada anemia yang berat dan akumulasi besi yang cepat pada tikus dengan defisiensi feroportin menunjukan bahwa feroportin sangat penting untuk daur ulang besi.

4. Transport besi intraselulerPada sebagian besar sel eukariotik, penyerapan besi terjadi terutama melalui

TF-transferrin receptor (TFR)-mediated endocytic pathway. Peristiwa molekuler yang berkaitan dengan terikatnya besi pada transferin (TF) dan pelepasan apotransferin ke plasma untuk pemanfaatan kembali atau daur ulang, telah terbukti. Terdapat dua reseptor TF, yaitu TFR-1dan TFR-2. TFR-1, dengan afinitas tinggi mengikat besi yang terikat TF, adalah reseptor yang paling dominan terlibat dalam pengambilan besi pada sebagian besar sel, sedangkan TFR-2 yang diekspresikan terutama di hati dan mengikat kompleks TF-Fe (III) pada konsentrasi yang tinggi. Kematian embrio yang diamati pada tikus yang dihilangkan TFR-1 nya lebih lanjut memperkuat pentingnya peran TFR-1 pada pengambilan besi seluler (Hentze et al., 2004).

Untuk dapat ditransport ke sitoplasma atau mitokondria, besi feri harus direduksi ke bentuk fero oleh ensim ferireductase. Studi terbaru mengindikasikan bahwa STEAP (6- trans membrane epithelial antigen of prostate) protein 1 – 4 merupakan salah satu ferireductase yang relevan, dimana STEAP 3 memiliki fungsi yang khusus pada prekusor eritroid, dibantu barangkali oleh STEAP 2 dan STEAP4 (Ohgami et al., 2006). Untuk mencapai sitoplasma, besi fero harus melewati membran vesikel. Pada banyak sel, transporter besi (fero) yang tergantung proton yaitu divalen metal transporter-1 (DMT-1) nampaknya esensial untuk transport besi dari vakuola ke sitoplasma dimana pada makrofag homolognya yaitu natural resistance-associated macrophage protein (NRAMP1) ikut berkontribusi (Soe-Lin et al., 2009). Karena sifat kimianya yang reaktif,

Page 36: Penerbit - erepo.unud.ac.id

21

besi dikawal di dalam sitoplasma (gambar 8), sebagian poly(RC)-binding protein (PCBP) yang multifungsi (Shi et al., 2008). Secara khusus, PCBP1 memediasi pengantaran besi ke feritin dan kedua PCBP1 dan 2 terlibat dalam penghantaran besi ke prolyl dan asparaginyl hydorxylase (yang tergantung besi) yang memediasi reseptor oksigen.Tidak diketahui bagaimana besi ditransport ke mitokondria. Di sel eritroid, terdapat bukti adanya mekanisme “kiss and run” dimana besi dapat langsung ditransfer dari vesikel endosomal ke mitokondria (Sheftel et al., 2007) namun tidak jelas bagaimana mekanisme ini berkontribusi pada aliran besi ini ke dalam mitokondria dan apakah juga berfungsi di tipe sel non eritroid.

Setelah Fe3+-TF mengikat reseptor pada membran sel, kompleks TF-TFR-1 yang terinternalisasi dalam clathrin-coated pits membentuk vesikula endocytic. Di dalam sel, kompleks ini diinternalisasi dalam endosome yang diasamkan H-ATPase vakuole (V-ATPase) sehingga pH luminal turun menjadi sekitar 5,5. Proses pengasaman ini menginduksi perubahan konformasi kompleks TF-TFR-1 dengan konsekuensi terjadi pelepasan besi. Penelitian pada model tikus kloning mutan nm1054, menunjukkan sintesis hemoglobin terganggu karena penurunan penyerapan besi, mengidentifikan bahwa STEAP3 sebagai endosomal ferrireductase yang bertanggung jawab untuk reduksi feri menjadi ion fero (Ohgami et al., 2005). Mutasi di STEAP3 memiliki implikasi terjadinya anemia mikrositik karena kerusakan dalam pengiriman besi di retikulosit (Obgami et al., 2005). Tetapi STEAP3 tidak diperlukan untuk pengambilan besi yang efisien pada sel jenis yang lain. Hal ini menunjukkan adanya keberadaan sisa ferireduktase lain untuk diidentifikasi. DMT1 endosomal mengangkut besi fero ke sitosol. Hal ini mengarahkan pada langkah penting berikutnya pada pengangkutan besi, yaitu daur ulang TF, untuk kembali membawa besi untuk diangkut. Pada pH asam apotransferin tetap terikat TFR1, dan kompleks ini didaur ulang ke permukaan sel. Pada permukaan sel dengan pH plasma yang

Gambar 8. Protein chaperone (antara lain PCBP 1 dan 2) di dalam sitoplasma yamg mengawal besi sehingga tidak merusak struktur

dalam sel (Caroline, available from www2.niddk.nih.gov)

Page 37: Penerbit - erepo.unud.ac.id

22

lebih netral, apotransferrin berdisosiasi dari TFR1 dan siap untuk mengambil pengiriman besi berikutnya. Patut pula dicatat bahwa terdapat beberapa sistem pengangkutan besi diluar TF yang memfasilitasi pengangkutan besi di jaringan lain (Quidt et al., 2006).

Protein yang berperan pada transpor besi intra seluler

1. DMT1(Divalent Metal- Ion Transporter 1)Divalent Metal- Ion Transporter 1, DMT1 (gambar 9) yang juga dikenal sebagai

divalen cation tranporter, (DCT1), natural resistence associated macrophage protein2 (NRAMP2) (Fleming et al., 1997) dan solute- linked carrier family 11 (proton-coupled) pengangkut ion logam divalen, anggota 2 (SLC11A2) mengangkut besi fero melintasi membran apikal epitel usus. Sebagai tambahan pada peran pentingnya dalam penyerapan besi non heme, DMT1 juga diperlukan untuk pengeluaran besi yang terikat transferin dari endosomal. Gangguan DMT1 pada tikus telah mengkonfirmasi perannya baik dalam penyerapan besi di usus dan dalam proses pematangan prekursor eritroid menjadi eritrosit matang (Gunshin et al., 2005). Fungsi ini didukung lebih jauh dengan bukti yang menunjukkan bahwa mutasi pada DMT1 pada tikus mk/mk (Fleming et al., 1997), tikus Belgrade dan manusia dapat menimbulkan anemia mikrositik. Setidaknya ada empat isoform DMT1 melalui penggantian sambungan di ekson 16 dan kehadiran dua bagian pembuka transkripsi mulai ekson 1A dan 1B berurutan. Sambungan pada ekson 16 menimbulkan dua varian yang berbeda pada 19-25 asam amino terminal dan 3’ untranslated region (UTR) mereka; salah satu variannya mengandung unsur responsif besi (IRE = iron responsive element) di 3’ UTR sedangkan lainnya tidak memiliki urutan ini. Isoform yang mengandung IRE 3’ bisa dipengaruhi regulasi sistem IRE-IRP. Keempat isoform dapat dideteksi pada berbagai tingkat dalam sel epitel usus, dan sementara varian berisi ekson 1A/IRE diperkirakan merupakan soform fungsional yang dominan pada penyerapan besi diusus. Keempat isoform dapat mengangkut besi dengan efisiensi yang sama. Dalam endosom intraseluler, tampaknya ada diferensiasi lokasi isoform DMT1 yang berbeda. Varian yang mengandung IRE terlokalisasi pada bagian akhir endosom dan lisosom sedangkan isoform non-IRE berhubungan dengan reseptor transferin yang ada pada awal endosomes (Srai et.al, 2012).

Gambar 9. Protein yang terlibat dalam homeostasis besi yang terdiri dari protein transpor, protein untuk penyimpanan,

regulasi dan protein heme lainnya (Srai et al., 2012)

Page 38: Penerbit - erepo.unud.ac.id

23

Dalam usus, ekspresi DMT1 meningkat ketika kadar besi tubuh kosong . Hal ini mungkin mencerminkan adanya IRE dalam 3 ‘UTR yang dapat mengikat IRP sitosol. Sebagai tambahan selain perubahan jangka panjang dalam ekspresi, ada bukti yang baik bahwa kadar DMT1 memiliki respon lebih cepat terhadap perubahan dalam komposisi diet. Apa yang disebut hipotesis “blok mukosa” yang dirumuskan lebih dari 50 tahun yang lalu diketahui melalui studi dimana pemberian besi oral dosis besar bisa mengurangi penyerapan besi berikutnya. Dikatakan bahwa karena interval waktu yang singkat antar dosis, dosis awal harus bekerja langsung pada enterosit matur yang berasal dari sel kripta. Kajian yang lebih mutakhir dengan tikus yang diberi besi bolus dan dalam model kultur sel, menunjukkan bahwa mekanisme utama untuk blok mukosa muncul dari redistribusi DMT1 antara membran plasma dan kompartemen intraseluler. Bukti menunjukkan bahwa DMT1 dibawa dari membran apikal sel epitel usus hingga akhir endosom/lisosom. Mekanisme tersebut mungkin penting secara fisiologis untuk mengoptimalkan penyerapan besi dari makanan sehingga sesuai dengan kebutuhan metabolisme tubuh (Frazer et al., 2003).

Kontrol transkripsi gen pengangkut besi mungkin juga penting dalam mengatur homeostasis besi usus. Dalam konteks ini, dua penelitian terbaru telah mengidentifikasi peran hypoxia-inducible factors khususnya HIF2α-sebagai regulator lokal yang penting yang merespon penurunan kadar besi intraseluler dan tekanan oksigen rendah dengan up-regulating ekspresi DMT1dan reduktase besi DCYTB.

2. NRAMP1 (Natural resistence-associated macrophage protein)Famili protein NRAMP memiliki dua anggota, NRAMP1 (SLC11A1) yang

memberikan resistensi terhadap infeksi mikobakteri, dan NRAMP2 (DMT1 atau SLC11A2) yang mengangkut besi di membran apikal enterosit duodenum dan membran endosomes yang mengandung transferin. Orthologues NRAMP ada dalam ragi (SMF1 dan SMF2) dan pada Drosophila melanogaster (Malvolio) dan semuanya diperkirakan bertindak sebagai pengangkut ion logam (Nevo etal., 2006). NRAMP1 hampir secara eksklusif diekspresikan pada makrofag dan neutrofil dimana pada saat aktivasi sel tersebut, NRAMP itu akan direkrut ke membran phagosomal. Dari studi pada tikus model, peningkatan kerentanan terhadap infeksi patogen intraseluler disebabkan adanya substitusi asam amino tunggal (glisin menjadi asam aspartat) pada posisi 169, yang terletak di domain transmembran keempat dari protein. Seperti anggota lain dari keluarga NRAMP, NRAMP1 adalah protein pengangkut ion logam tapi cara kerjanya masih belum jelas. Gros et al., mengusulkan bahwa NRAMP1 bertindak sebagai pompa yang mengeluarkan logam (membrane efflux pump) di phagosomes sehingga membatasi ketersediaan logam penting seperti Mn2+ dan Fe2+ bagi patogen. Sebaliknya, ada bukti dari kelompok lain dimana NRAMP1 bertindak sebagai pompa masuknya logam untuk meningkatkan produksi radikal oksigen melalui reaksi Fenton. Selanjutnya, penelitian pada oosit Xenopus menunjukkan bahwa NRAMP1 dapat bertindak sebagai proton-coupled antiporter tidak seperti anggota famili DMT1 yang bertindak sebagai suatu symporter. Bukti terbaru menunjukkan bahwa kedua NRAMP1 dan DMT1 diperlukan untuk daur ulang besi di makrofag yang efisien setelah terjadi eritrofagositosis (Soe-Lin et al., 2010).

Polimorfisme NRAMP1 didistribusikan sepanjang seluruh urutan genom NRAMP1 dan kompleks pola linkage disequilibrium yang terdapat di dalam dan sekitar lokus

Page 39: Penerbit - erepo.unud.ac.id

24

NRAMP1. Hal ini menjadi semakin jelas bahwa polimorfisme NRAMP1 mungkin menjadi presdisposisi individu terhadap sejumlah infeksi (McDermid et al., 2006). Diketahui bahwa faktor penginduksi hipoksia (HIF-1) mengatur variasi alelik dalam ekspresi SLC11A1 dengan langsung mengikat mikrosatelit dinucleotides (GT/AC) dan selama proses aktivasi makrofag karena infeksi. Karena itu diasumsikan bahwa HIF-1 mempengaruhi variasi pewarisan resistensi imun alami yang tergantung SLC11A1 terhadap infeksi dan inflamsi pada satu individu dan masyarakat.

4. STEAP (The six transmembrane epitheleal antigen of the prostate)Suatu famili protein reduktase the STEAP family yang baru-baru ini telah

diidentifikasi dan, dengan pengecualian dari STEAP1, protein ini bertindak sebagai reduktase besi in vitro. Salah satu protein, STEAP3, bertindak sebagai reduktase besi feri endosomal di prekursor eritroid, mengkonversi besi yang terbebas dari transferin, dari feri ke fero, sehingga dapat keluar dari endosomes melalui DMT1. Mutasi pada STEAP3 di nm1054 tikus menyebabkan anemia hipokromik mikrositik karena ketidakmampuan prekursor eritroid untuk memanfaatkan besi yang terikat pada transferin. Peran penting dari STEAP3 dikonfirmasi pada generasi tikus dengan STEAP3 knockout, yang seperti juga tikus mutan spontan (nm1054) menunjukkan gambaran anemia.

4. SeruloplasminPeran penting tembaga dalam regulasi metabolisme besi telah diketahui selama

bertahun-tahun. Akhir akhir mulai dipahami dasar molekuler interaksi biologis antara kedua logam tersebut yaitu besi dan tembaga. Pada hewan percobaan, defisiensi tembaga dan kekurangan besi akan menimbulkan anemia dengan gambaran hematologi yang sangat mirip. Faktor yang bertanggung jawab dalam etiologi dari kedua penyakit itu diidentifikasi sebagai seruloplasmin, suatu protein pengikat multicopper dengan aktivitas serum oksidase. Penelitian selanjutnya mengungkapkan bahwa seruloplasmin bertindak sebagai feroksidase, mengkonversi Fe2+ menjadi Fe3+ dan meningkatkan tingkat ambilan besi ke transferin. Penelitian lebih lanjut dengan perfused liver preparation menunjukkan bahwa seruloplasmin secara nyata merangsang pengeluaran besi dari hati, menunjukkan bahwa ia merupakan faktor penting untuk mobilisasi besi dari penyimpanan tubuh untuk dimanfaatkan pada proses metabolik. Baru-baru ini, peran kunci seruloplasmin dalam metabolisme besi telah dikonfirmasi dalam studi pada manusia dan tikus dengan produksi seruloplasmin yang terganggu. Pada pasien dengan aseruloplasminemia, dan tikus dengan ceruloplasmin-null, terjadi penumpukan besi di sejumlah organ, termasuk hati dan di berbagai daerah di otak, serta hipoferremia dan gangguan eritropoesis (Harris, 2003).

Sementara seruloplasmin sering dianggap sebagai protein plasma, disintesis dan disekresi hati, bentuk enzim kedua yang terikat pada membrane glycosylphosphatidylinositol (GPI)-anchor adalah GPI-seruloplasmin. Ensim ini terlokalisir pada permukaan astrosit dalam sistem saraf pusat (SSP). GPI-seruloplasmin diproduksi melalui splicing alternatif dari gen seruloplasmin dan sangat penting untuk pengeluaran besi dari sel-sel dalam SSP. Secara mekanis, GPI-seruloplasmin dan serum seruloplasmin mungkin penting bagi stabilisasi feroportin di membran plasma. Studi terbaru menunjukkan bahwa hilangnya aktivitas seruloplasmin akan menghambat pengiriman besi keluar sel yang diperantarai

Page 40: Penerbit - erepo.unud.ac.id

25

feroportin. Peran penting dari tembaga dalam regulasi metabolisme besi juga terlihat pada spesies eukariotik. Studi genetika dari metabolisme besi dalam ragi Saccharomyces cerevisiae telah menunjukkan bahwa protein pengikat tembaga Fet3, yang memiliki urutan homologi seruloplasmin, diperlukan untuk penyerapan besi dengan afinitas tinggi. Seperti seruloplasmin, Fet3 mempunyai aktivitas feroksidase yang menunjukkan bahwa oksidasi dan reduksi besi sangat penting untuk gerakannya dalam melintasi membran biologis baik dalam ragi maupun pada mamalia.

5. FrataxinAtaksia Friedreich adalah gangguan autosomal resesif neurodan kardio-degeneratif

yang menyerang 1 diantara 40.000 orang dengan etnik kaukasia. Sebagian besar pasien memiliki trinucleotide (GAA) ulangan dalam intron pertama pengkode gen frataxin, yang mengarah ke akumulasi besi dalam mitokondria. Frataxin adalah protein dengan 210 asam amino ditemukan terutama pada membran mitokondria dan hadir sebagai protein terlarut yang bebas (Wilson, 2006). Hubungan awal antara frataxin dan metabolisme besi ditemukan pada studi menggunakan homolog frataxin ragi (Yfh1). Ragi yang kekurangan Yfh1p menumpuk besi dan menunjukan penurunan kemampuan untuk mensintesis kluster besi-sulfur. Dan frataxin dapat menggantikan Yfh1p dalam ragi, menunjukkan bahwa mereka adalah homolog fungsional. Metabolisme manusia sangat bergantung pada sejumlah enzim yang mengandung kluster besi-sulfur dan frataxin diduga bertindak sebagai pengantar besi untuk perakitan kluster besi-sulfur dalam mitokondria. Salah satu protein kunci besi-sulfur adalah ferokelatase, suatu enzim yang bertanggung jawab untuk menggabungkan besi ke protoporfirin IX untuk membentuk heme. Riset terbaru telah menunjukan bahwa frataxin dapat bertindak sebagai pasangan dengan afinitas pengikatan yang tinggi untuk ferokelatase. Kedua hal ini mengindikasikan bahwa frataxin merupakan protein penting baik untuk sintesis besi-sulfur maupun protein heme (Yoon et al., 2004).

6. MitoferinBesi yang sudah masuk kedalam sel akan digunakan untuk sejumlah fungsi

metabolisme termasuk sintesis heme, produksi hemoglobin dan perakitan kluster besi-sulfur. Sebagian besar dari proses ini berlangsung di dalam mitokondria dan mekanisme akumulasi serta penyimpanan besi di mitokondria baru-baru ini telah ditemukan. Mitoferin, yang merupakan anggota famili solute carrier dari vertebrata (SLC25A37) telah diidentifikasi dengan teknik kloning posisi, dan diekspresikan sangat banyak pada jaringan hematopoietik. Sebuah mutasi dalam gen mitoferin di ikan zebra bertanggung jawab atas fenotipe frascati yang menunjukkan anemia hipokromik yang berat dan tertahannya maturasi eritroid karena defek pada penyerapan besi mitokondria. Orthologues mitoferin (MRS2 dan MRS4) juga dijumpai pada ragi dan gangguan dari gen ini menyebabkan gangguan produksi hemoprotein dan sintesis kluster besi-sulfur di mitrokondria. Menariknya, riset Shaw et al., (2006) menunjukkan bahwa ekspresi mitoferin pada murine dapat memperbaiki gangguan metabolisme besi dalam frascati ikan zebra dan lebih jauh lagi bahwa mitoferin ikan zebra dapat melengkapi ragi mutan MRS3/4 dari ragi dimana hal ini menunjukkan bahwa fungsi gen ini mungkin sangat dipertahankan (conserved).

Page 41: Penerbit - erepo.unud.ac.id

26

Penggunaan besi1. Daur ulang besi

Makrofag bertanggung jawab untuk mempertahankan kadar besi plasma yang adekuat. Mengingat bahwa kurang dari 10% kebutuhan harian zat besi dipenuhi oleh penyerapan di usus, sisanya ditutupi oleh makrofag yang mendaur ulang besi secara internal. Jumlah besi plasma hanya sekitar 10% seluruh besi yang digunakan sehari-hari untuk eritropoiesis, yang berarti bahwa besi plasma mengalami turned over berkali-kali setiap harinya. Makrofag memfagositosis eritrosit tua atau yang rusak dan mengkatabolisme heme menggunakan hemoxygenase. NRAMP1 (natural resistance-associated macrophages protein 1), suatu transporter logam divalen, homolog dengan DMT1, diekspresikan pada membran phagolysosomal dan berperan dalam ekspor besi dari vesikel fagositik (Soe-Lin et al., 2009). Ekspor besi fero dari makrofag keluar sel terjadi melalui feroportin. Karena memainkan peran sentral dalam homeostasis besi sistemik, ekspresi feroportin dalam makrofag mengalami regulasi pada berbagai tingkat, yaitu: transkripsi feroportin diinduksi erythrophagocytosis dan besi heme, translasi diatur sistem IRE/IRP, dan stabilisasi protein hepsidin. Ekspor besi melalui feroportin difasilitasi fungsi multicopper oxidase seruloplasmin, suatu protein yang disintesis dan disekresi hati. Pada tikus dan manusia yang kekurangan seruloplasmin dapat terjadi akumulasi besi di hepatosit dan makrofag. Aceruloplasminemia menyebabkan anemia, diabetes, gangguan ganglia basalis yang bersifat lambat, dan degenerasi retina.

Dalam kondisi normal, penggunaan daur ulang besi dari sel yang mati merupakan sebagian terbesar dari peredaran besi pada manusia. Dengan waktu hidup eritrosit 120 hari, 20-25 mg besi dibutuhkan untuk mengganti 20 – 25 mL eritrosit yang harus diproduksi setiap hari untuk mempertahankan kondisi stabil. Tipe sel lain juga mengalami pergantian namun kandungan besinya yang jauh lebih rendah berkontribusi relatif kecil pada perubahan besi. Kondisi perubahan besi dari daur ulang dapat meningkat sampai dengan 150 mg/hari pada kondisi eritropoesis inefektif dimana jumlah prekusor eritroid meningkat disertai dengan apoptosis prekusor eritrosit yang telah mengandung hemoglobin di sumsum tulang dan memperpendek umur eritrosit (Beguinn et al., 1998).

2. Penggunaan besi untuk eritropoiesis Besi yang berasal dari proses daur ulang secara fagositosis (25 mg/hari) terhadap

eritrosit yang tua merupakan sumber utama pembentukan hemoglobin dalam proses eritropoiesis (gambar 10). Eritroid mendapatkan besi melalui reseptor transferin (TfR1) dan ekspresi TfR1 ini sesuai dengan tingkat maturasi dari progenitor eritroid. Pada tikus yang tidak mempunyai TfR1 ini akan mati karena anemia yang berat tapi pada keadaan dimana reseptor ini jumlahnya sedikit atau adanya disfungsi dari komponen lain pada siklus endositosis reseptor transferin ini (gangguan DMT1, STEAP3 atau EXOC6) akan menyebabkan anemia mikrosistik sebagai akibat dari terganggunya proses penggunaan besi. Pada manusia mutasi DMT1 menunjukkan gambaran yang hampir mirip dan menyebabkan timbunan besi pada hepar. Disamping melalui TfR1 sel eritroblas juga mendapatkan besi dari molekul feritin yang dilepaskan sel makrofag akan tetapi dari studi hewan dan manusia didapatkan bahwa sumbangan besi feritin untuk eritroid tidak terlalu penting. Sel eritroblas tidak hanya memerlukan besi tetapi juga bisa menangani besi dalam jumlah yang banyak dimana di dalam sitoplasmanya besi secara langsung ditransfer dari endosom ke mitokondria melalui mekanisme kontak dari kedua organel ini (kiss and run

Page 42: Penerbit - erepo.unud.ac.id

27

mechanism) (Sheftle et al., 2007). Besi dimasukkan ke dalam mitokondria melalui protein mitoferin1 (Mfrn1-SLC25A37) dan proses ini difasilitasi ABCB10 (ATP Binding Cassete Sub family B member 10) dimana protein ini diperkirakan berfungsi untuk menstabilkan mitoferin1. Timbunan besi pada mitokondria dapat terjadi apabila ambilan besinya tidak diikuti dengan kemampuan menggunakannya baik untuk pembentukan heme maupun pembentukan Fe/S cluster dan timbunan besi di mitokondria ini akan menyebabkan terbentuknya cincin sideroblas yaitu sel eritroblas dengan akumulasi besi di sekitar intinya dan hal ini terjadi pada X-linked sideroblastic anemia karena defisiensi ALAS2 (amino lifolenic acid synthase-2). Anemia dan cincin sideroblas juga bisa muncul apabila terjadi gangguan pada protein glutaredoxin-5 atau ABCB7 yang merupakan protein yang dibutuhkan pada pembentukkan Fe/S cluster. Walaupun sel eritroblas mengkonsumsi besi dalam jumlah banyak tetap diperlukan suatu mekanisme pengamanan untuk menghindari kelebihan besi atau heme. Besi yang berlebihan akan disimpan dalam bentuk feritin atau diekspor ke luar feroportin dimana eritroblas mengekspresikan mRNA feroportin dengan isoform1B yang tidak mempunyai 5’IRE sehingga terhindar dari efek represi IRP (Zhang et al., 2009). Isoform ini rentan terhadap degradasi hepsidin dan hal ini memungkinkan sel induk prekursor mempunyai mekanisme untuk berespon pada ketersediaan besi sistemik demikian pula eritroblas mempunyai kemampuan mengekspor kelebihan heme (seperti yang terjadi apabila sintesis globin terbatas) dimana protein eksporternya diduga melalui FLVCR (ferrine leucemia virus sub grup C cellular receptor). Penimbunan dari heme pada stadium proeritroblas dapat menyebabkan apoptosis dan tikus dengan defisiensi FLVCR akan menderita anemia makrositik hiperkromik disertai retikulositopenia dan hambatan maturasi eritroid pada stadium eritroblas (Keel et al., 2008).

Gambar 10. Penggunaan besi intraseluler utamanya dipakai untuk sintesis hemoglobin di mitokondria dan sisanya untuk

penggunaan lainya (Richardson et al., 2010)

3. Penggunaan besi intraseluler lainnyaSel membutuhkan besi yang digunakan untuk digabungkan ke dalam berbagai protein

besi, dimana besi bisa berada dalam bentuk kelompok besi-sulfur, besi heme atau molekul

Page 43: Penerbit - erepo.unud.ac.id

28

prostetik yang menyerupai heme, atau dalam bentuk lainnya. Saat ini nampaknya bahwa sebagian besar tipe sel di dalam tubuh secara otonom meregulasi ambilan besi mereka sendiri semata-mata untuk memenuhi kebutuhan besi masing-masing yang bisa berbeda dengan sel lainnya. Sel-sel ini tidak mengeluarkan jumlah besi yang cukup dan diduga hanya melepaskan besi mereka bila terjadi kematian sel dan di daur ulang makrofag. Sebaliknya, beberapa tipe sel yang spesifik menyediakan atau menyimpan besi untuk memenuhi kebutuhan seluruh organisme, dan karenanya dilengkapi dengan kemampuan untuk mengeluarkan besi ke cairan ekstraseluler dan plasma. Sel-sel yang mengeksport besi meliputi sel epitel duodenum yang mengabsorbsi besi dari makanan, makrofag yang mendaur ulang besi dari sel yang mati, dan makrofag serta hepatosit yang menyimpan besi dan melepaskannya untuk memenuhi kebutuhan sistemik. Selama kehamilan, sintiotrofoblas plasenta harus mentransport besi ibu ke sirkulasi fetus untuk memenuhi kebutuhan besi untuk pertumbuhan dan perkembangan fetus. Sel-sel endotel yang membentuk sawar darah otak juga secara selektif harus mentransport besi sebagaimana sekarang diketahui bahwa konsentrasi besi di otak tidak terlalu meningkat pada kelebihan besi sistemik. Prekusor eritrosit membutuhkan lebih banyak besi dibandingkan tipe sel-sel lain karena masing-masing sel mensintesis lebih dari 1 juta molekul heme, dan karenanya menghadapi tantangan homeostatik besi yang lebih besar (Ganz, 2012).

Hal yang belum dipahami dalam biologi besi adalah bagaimana pergerakan besi dalam sel. Dalam sitoplasma sel, besi didapatkan terikat langsung dengan protein seperti ribonukleotida reduktase, dan sebagian besi intraseluler masuk kedalam mitokondria dimana besi ini akan digabungkan kedalam kelompok bioaktif heme dan Fe/S cluster. Penelitian terakhir mengidentifikasi 2,5 dihydroxybenzoic acid sebagai bahan pengikat besi pada siderofor mamalia yang dihubungkan dengan enterobaktin bakteri. Gangguan biosintesisnya menyebabkan mitokondria kekurangan zat besi, sehingga transport besi intraseluler ke dalam mitokondria sangatlah penting. Dalam eritroblas importer besi mitokondria yang utama untuk biogenesis heme dan Fe/S cluster adalah Mfrn1. Mfrn1 diperlukan untuk eritropoiesis definitif (Shaw et al., 2006). Pengelolaan besi dalam mitokondria juga belum sepenuhnya dipahami. Masuknya besi ke dalam protoporfirin IX feroketalase untuk membentuk heme atau menuju mesin biosintetik Fe/S cluster kemungkinan dibantu chaperone frataxin (FXN), suatu matriks protein yang mengalami kerusakan pada penderita ataksia Friedreich’s (Sheftel dan Lill, 2009).

Apakah ada bagian dari elemen besi yang keluar dari mitokondria, masih belum diketahui. Namun demikian heme diekspor dari organel melalui suatu mekanisme yang belum jelas dan heme akan digabungkan ke dalam protein sel. Demikian halnya Fe/S cluster digunakan dalam banyak kompartemen subseluler. Apakah molekul ini berasal dari mitokondria masih diperdebatkan karena organel pembuat beberapa komponen kelompok Fe/S ini ditemukan di sitosol dan dapat meningkatkan sintesis atau perbaikan Fe/S cluster diluar mitokondria (Sheftel dan Lill, 2009). Peran utama mitkondria dalam pembentukan Fe/S cluster juga ditentukan ABCB7, suatu protein pada membran sebelah dalam (inner membrane) yang diperlukan untuk pematangan sitosol tetapi bukan protein Fe/S cluster mitokondria. Peran ABCB7 terhadap pematangan protein Fe/S cluster mitokondria belum spenuhnya diketahui.

Dengan membuat heme dan Fe/S cluster, mitokondria merupakan organel subseluler utama dalam pemanfaatan besi dan berperan dalam kontrol mekanisme besi intraseluler. IRPs penting dalam menjaga persediaan dan fungsi besi mitokondria secara invivo

Page 44: Penerbit - erepo.unud.ac.id

29

(Galy et al., 2010). Ketika biogenensis Fe/S cluster terganggu, terjadi akumulasi besi dalam mitokondria yang dapat merusak organel. Suatu dugaan bagaimana mitokondria mempengaruhi metabolisme besi intraseluler menyatakan bahwa sel mendeteksi adanya kekurangan besi pada mitokondria melalui faktor Fe/S cluster dan berespon dengan meningkatkan besi mitokondria. Sebuah heme intermediet juga diduga terlibat mengingat pemasukan (loading) besi ke dalam mitokondria juga terjadi dalam sel eritroid yang mengalami defesiensi heme yang berasal dari mutasi pada ALAS2 atau SLC25A38. Pengalihan besi ke dalam mitokondria akan mengurangi besi di sitosol, sehingga menstimulasi pengikatan IRP pada IRPs, demikian halnya bahwa gangguan metabolism Fe/S cluster akan mengaktifkan IRP1. Hal ini akan meningkatkan penyerapan besi seluler (TfR1, DMT1), mengurangi simpanan besi (feritin) dan ekspor (feroportin), sehingga lebih banyak besi yang bisa didapat. IRPs melindungi mitokondria terhadap defisiensi besi walaupun jalur lain masih mungkin bisa ikut berperan.

Dalam sel eritroid aktivasi IRP selanjutnya akan menghambat translasi ALAS2 dan sintesis heme untuk menghindari penumpukan bahan metabolik intermediet toksik sampai kecukupan akan besi di mitokondria terpenuhi. Sebaliknya gangguan biogenesis Fe/S cluster dengan aktifitas IRP abnormal tinggi terlihat dapat mempertahankan kadar besi yang tinggi, memicu pemuatan besi ke mitokondria yang berlebihan (overload), seperti yang terlihat pada eritroblas dengan defisiensi glutaredoxin 5, hambatan dari ekspresi ALAS2 dan sintesis heme. Bagaimana dan dengan apa perlindungan mitokondria terhadap kelebihan besi masih belum jelas diketahui.

Sel yang berperan untuk keseimbangan besiEmpat kelompok besar sel (gambar 11) yang berperan menentukan jumlah dan

distribusi besi dalam tubuh adalah sel sel epitel duodenal (berperan dalam penyerapan besi dari makanan); sel prekursor eritroid (berperan dalam penggunaan zat besi); makrofag (berperan dalam penyimpanan dan penggunaan kembali zat besi); sel sel hepatosit (berperan dalam penyimpanan besi dan regulasi endokrin). Tiap kelompok sel ini berperan penting dalam keseimbangan siklus besi (Fleming, 2012).

Gambar 11. Metabolisme besi 4 sel utama : sel epitel, hepatosit, makrofag dan sel eritroid. Walaupun semua sel tubuh mempunyai

kesamaan dalam keseimbangan besi namun masing sel yang berbeda akan mempunyai fungsi spesifik (Anderson, 2010).

Page 45: Penerbit - erepo.unud.ac.id

30

1. Sel epitel duodenumUntuk memelihara keseimbangan siklus besi hanya dibutuhkan absorbsi besi dari

makanan sebesar 1 – 3 mg per hari sebagai pengganti besi yang hilang akibat deskuamasi sel. Karena ketiadaan mekanisme fisiologis untuk mengekskresikan kelebihan besi maka absorbsinya dari makanan diatur dengan sangat ketat. Besi dari makanan sebagian besar akan diabsorbsi di duodenum. Zat besi yang telah direduksi pada membrane apikal kemudian diabsorbsi ke dalam sel oleh divalent metal transporter 1 (DMT1). Besi heme diabsorbsi melalui mekanisme yang belum dipahami dengan baik. Sebagian besi yang diserap akan disimpan dalam bentuk feritin di epitel usus, yang kemudian hilang seiring penuaan dan kerusakan sel. Transport besi dari sel epitel ke plasma terjadi melalui feroportin. Besi yang diabsorbsi bersirkulasi dalam ikatan dengan transferin dan digunakan terutama untuk precursor eritroid dalam sintesis heme. Makrofag merombak eritrosit tua dan melepaskan besi dari heme untuk diekspor ke sirkulasi atau disimpan dalam bentuk feritin.

Regulasi tiap langkah metabolisme besi (reduksi, absorpsi, penyimpanan dan transport) diperantarai sinyal sinyal yang ditentukan oleh kadar oksigen sel epitel duodenum, kadar besi intraseluler dan kebutuhan besi sistemik (Simpson, 2009). Kadar oksigen epitel mengatur absorbsi besi lewat pengaruhnya terhadap Hypoxia inducible factor 2α (HIF-2α), yang selanjutnya akan mengubah transkripsi DMT1 dan feroportin. Kadar besi epitel mengatur absorbsi besi lewat pengaruhnya terhadap iron regulatory protein (IRP) tipe 1 dan 2 dan pengaruhnya terhadap mRNAs yang mengkode DMT1, feroportin, feritin dan HIF2α. IRPs yang berikatan pada IRE (iron responsive elements) akan menentukan berlangsungnya proses translasi mRNAs untuk protein feroportin, feritin dan HIF2α atau stabilitas dalam hal ini DMT1. Epitel duodenum juga mengekspresikan, secara transkripsi, mRNAs yang lain untuk DMT1 dan feroportin, dimana mRNA ini tidak mengandung IREs. Regulasi absorbsi besi secara sistemik diatur hormon hepsidin. Hepsidin berikatan dengan feroportin yang kemudian terdegradasi sehingga mengurangi jumlah besi yang ditransfer ke sirkulasi darah.

2. Prekursor eritroidPrekursor eritroid adalah pengguna terbesar besi dalam tubuh. Sel prekursor eritroid

memiliki sejumlah besar TfR1 sebagai perantara masuknya feri-transferin kedalam endosome untuk dirombak dan digunakan kembali. Pada asidifikasi endosome, besi dilepaskan dan ditransport intra sel oleh DMT1. Sistem IRE-IRP memegang peran penting pada prekursor eritroid dengan mengatur stabilitas mRNAs untuk pembentukan TfR1 serta translasi mRNAs menghasilkan 5-aminolevulinate synthase, enzim spesifik untuk memulai sintesis Heme. Hal ini juga berarti memastikan pembentukan protopophyrin IX (yang bersifat toksik) dalam jumlah yang sama dengan ketersediaan besi. Produksi heme mutlak memerlukan transferrin-bound iron karena NTBI tidak dapat digunakan (Fleming, 2012). Aktivitas eritropoietik berperan sangat penting untuk ekspresi hepsidin.

Page 46: Penerbit - erepo.unud.ac.id

31

3. Retikuloendotelial makrofagSel-sel retikuloendotelial adalah sel yang paling berperan dalam penyimpanan besi

akibat pengaruh hepsidin. Dalam siklus yang seimbang, sel-sel ini melepaskan 25mg zat besi setiap hari. Karena jumlah zat besi yang bersirkulasi sangat kecil yaitu tidak lebih dari 3mg maka artinya sel-sel retikuloendotelial adalah kompartemen besi yang paling dinamis dengan perputaran (turning over) 10 kali per hari. Sel-sel retikuloendotelial mendapatkan sebagian besar besi dari fagositosis sel eritrosit tua. Setelah diurai dari heme, besi dapat disimpan dalam bentuk feritin atau beredar dalam sirkulasi. Feritin adalah bentuk kompleks protein yang mengikat besi sebagai besi simpanan. Sistem IRE-IRP meningkatkan translasi mRNA feritin sesuai kadar besi intraseluler. Beberapa hasil penelitian mengindikasikan bahwa gangguan inkorporasi besi pada proses pembentukan feritin akan menghasilkan bentuk feritin dengan kandungan besi yang rendah yang akan dikeluarkan ke dalam darah sebagai serum feritin (De Demenico, 2011). Kadar serum feritin memiliki makna diagnostik yang penting sebagai cerminan simpanan besi dalam tubuh. Seperti telah diketahui sebelumnya transport besi dalam sel epitel duodenum dari retikuloendotelial diperantarai feroportin dan diatur hepsidin.

4. Hepatosit Sama seperti sel-sel retikuloendotelial, hepatosit juga adalah tempat penyimpanan

besi yang penting dalam bentuk feritin. Pada kondisi peningkatan saturasi transferin, NTBI adalah adalah sumber besi utama bagi hepatosit. Hepatosit memegang peran sentral dalam homeostasis besi atas fungsinya mengatur produksi hormon hepsidin. Hepsidin berperan sebagai hormon hipoferemia dengan mengurangi pelepasan besi ke sirkulasi. Retensi besi pada sel duodenum akan menurunkan absorbsi besi dari makanan, sedangkan retensi besi pada sel makrofag akan mengurangi turnover besi. Produksi hepsidin hepatosit ditentukan oleh adanya proses inflamasi, kadar besi, aktivitas eritrpoietik dan kadar oksigen seluler (Fleming, 2012).

Keseimbangan besi yang melibatkan empat jenis sel utama dalam tubuh kita seperti terlihat pada gambar 12, dimana keempat sel yang berperan penting dalam mengatur ambilan besi di usus, transfer besi ke sel melalui ikatan dengan transferin untuk diedarkan ke sel yang membutuhkan besi terutama sel eritroid untuk pembuatan sel darah merah dan ke sel hepar yang akan disimpan dengan berikatan dengan protein feritin apabila tubuh kelebihan besi dan sel makrofag yang mendaur ulang sel darah merah yang sudah tua untuk menyediakan besi yang lebih banyak untuk eritropoiesis.

Page 47: Penerbit - erepo.unud.ac.id

32

Penelitian molekuler awal mengenai metabolisme besi difokuskan pada 2 molekul yang jumlahnya berlimpah dan mudah untuk diisolasi yaitu transferin dan feritin. Kedua molekul ini sekarang digunakan secara klinis dalam menguji status besi. Feritin dan transferin menjaga besi untuk tetap nonreaktif, sehingga menghalangi reaksi kimia Fenton yang memicu pembentukan radikal oksigen. Namun keduanya melakukannya dengan cara yang sangat berbeda. H-feritin sedikit lebih besar dari L-feritin, dan memiliki aktivitas feroksidase yang penting bagi pergerakan besi ke dalam inti solid dari protein. Feritin kebanyakan digunakan untuk penyimpanan dalam sel, namun jumlah yang sangat kecil memasuki jalur sekretorik yang berbeda, ditujukan untuk glikosilasi dan dilepas ke dalam serum. Selain dari perannya yang berguna sebagai indikator semikuantitatif untuk simpanan besi, kegunaan biologis serum feritin masih belum diketahui. Reseptor feritin terdapat pada limfosit dan beberapa jenis sel lain, tetapi fungsi fisiologis mereka belum sepenuhnya diketahui. Feritin juga merupakan prekursor hemosiderin, agregat heterogen dari besi, komponen lisosomal, dan produk lainnya dari proses intraseluler. Sebaliknya, transferin secara aktif disekresikan hepatosit (sel hepar) yaitu sel-sel yang mengekspresikan transferin dalam jumlah besar. Transferin juga diproduksi di sisi sawar darah/testis, sel Sertoli, dan sawar darah/otak, beberapa jenis sel yang berbeda. Transferin berperan dalam berbagai tujuan yang umum untuk ikatan besi, menjaga kelarutannya dalam lingkungan cair dan mengantarkannya ke jaringan. Molekul transferin mamalia memiliki 2 lobus pengikat besi yang sejenis, masing-masing mampu mengikat satu atom.

Gambar 12. Diskripsi umum tentang homeostasis besi Bagian tengah gambar menggambarkan aliran zat besi ke dalam tubuh (melalui usus kecil), ke transferin (TF), ke tempat utama pemanfaatannya (sumsum tulang eritroid), ke eritrosit yang beredar, ke makrofag jaringan yang memfagosit eritrosit yang menua dan mendaur ulang besi

(limpa), ke penyimpanan dalam hepatosit, dan kembali ke TF melalui mobilisasi simpanan besi. (A) Transportasi besi nonheme melintasi enterosit usus. (B) Eritrofagositosis dan daur ulang besi dalam makrofag jaringan. Cairan oval dalam sitoplasma merupakan depo penyimpanan protein feroportin dalam sel. (C) Transportasi besi hepatosit, dengan panah menunjukkan bahwa baik

impor maupun ekspor tidak dipahami dengan baik. (D) Penyerapan besi melalui siklus transferin di eritroblas (Andrews, 2008).

Page 48: Penerbit - erepo.unud.ac.id

33

Meskipun banyak jaringan mengekspresikan TfR1 pada kadar yang rendah, relatif sedikit jenis sel yang sangat tergantung pada siklus transferin untuk penyerapan zat besi. Gangguan yang ditargetkan pada gen TfR1 pada tikus menunjukkan bahwa sebagian besar jaringan berkembang secara normal tanpa TfR1, kecuali prekursor eritroid, sel-sel limfoid awal, dan sel-sel neuroepitelial membutuhkan TfR1 untuk diferensiasi (Ned et al., 2003). Kemungkinan peran TFR1 pada eritropoiesis sangat jelas dimana siklus transferin berperan untuk mengkonsentrasikan besi di sekitar DMT1 untuk memaksimalkan asimilasi besi untuk produksi hemoglobin. Namun, kurang jelas mengapa limfopoiesis dan perkembangan saraf memerlukan TFR1.

Di masa lalu diasumsikan bahwa besi yang diasimilasi prekursor eritroid dimasukkan ke dalam hemoglobin, dan tetap berada di dalam sel eritrosit sampai eritrosit mengalami penuaan. Namun baru-baru ini, Quigley dan kawan-kawan (2004) telah menjelaskan adanya eksporter heme, FLVCR (feline leukemia virus C receptor), yang tampaknya diperlukan untuk perkembangan eritroid normal. Diperkirakan bahwa eritroblas memerlukan katup pop-off untuk kelebihan heme untuk menghindari toksisitas. Gangguan terhadap gen yang mengkode FLVCR pada tikus menunjukkan pentingnya protein ini in vivo (Keel, 2008). Tikus tanpa FLVCR mengalami kegagalan eritropoiesis definitif, menyebabkan kematian janin. Menariknya, janin menderita kelainan kraniofasial dan tungkai yang mengarah pada anemia Diamond-Blackfan. Ketika gen FLVCR diinaktivasi setelah kelahiran, hewan mengalami anemia makrositik yang parah, menyiratkan bahwa ekspor heme penting untuk eritropoiesis normal.

Mempertahankan keseimbangan besi dalam tubuhMamalia tidak memiliki jalur fisiologis apapun untuk ekskresi besi, sehingga

keseimbangan besi diatur tergantung pada tingkat penyerapan besi. Pengaturan yang tidak tepat dari penyerapan besi menyebabkan defisiensi atau kelebihan besi. Diyakini bahwa tiga pengatur (regulator) yang berperanan pada pemeliharaan keseimbangan besi (Andrews, 1999).

Yang pertama disebut dengan pengatur makanan (dietary regulator). Telah diketahui sejak lama bahwa sejak penyerapan makanan yang mengandung besi, kapasitas penyerapan enterosit bersifat resisten dalam penyerapan besi tambahan selama beberapa hari. Fenomena ini juga digambarkan sebagai hambatan mukosa (mucosal block), mungkin merupakan hasil dari penumpukan besi intraseluler. Besi intraseluler yang tinggi dapat menekan pelepasaan DMTI yang diperantarai IRE-IRP (Frazer et al., 2003) karena DMTI mengandung IRE pada 3’ UTR di dalam mRNAnya.

Petunjuk yang kedua disebut pengatur persediaan (store regulator) yang mengontrol pengambilan besi sebagai respon untuk persediaan besi dalam tubuh. Diketahui dengan jelas bahwa dalam kondisi kekurangan besi, penyerapan besi meningkat 2 sampai 3 kali secara signifikan. Ketika persediaan besi dalam tubuh sudah terpenuhi, maka penyerapan besi kembali seperti semula. Hal ini di hipotesiskan bahwa tipe pengaturan ini memerlukan penyusunan dari prekusor sel kripte di epitelial duodenum setelah mendeteksi sinyal saturasi plasma transferin (Roy dan Enns, 2000).

Yang ketiga disebut dengan pengatur eritropoeisis (erythropoietic regulator) yang mengatur penyerapan besi sebagai respon terhadap eritropoeisis. Karena sebagian besar besi dalam tubuh digunakan sumsum tulang untuk hemoglobinisasi sel darah merah, maka tidaklah mengejutkan bahwa regulator ini memiliki fungsi yang dominan

Page 49: Penerbit - erepo.unud.ac.id

34

didalam mengontrol keseimbangan besi. Dengan kata lain, pengatur eritropoeisis memiliki kapasitas yang lebih besar untuk meningkatkan penyerapan besi dibandingkan dengan pengatur penyimpanan (stores regulator) (Andrews, 1999). Lagipula, pengatur eritropoeisis meningkatkan penyerapan besi secara independen dari penyimpanan besi didalam tubuh. Alasan untuk penimbunan besi secara patologis yang berkaitan dengan eritropoeisis yang inefektif (seperti sindrom talasemia, anemia kongenital diserutropoetik, anemia sideroblastik atau atransferinemia) adalah peningkatan penyerapan besi walaupun keadaan penyimpanan besi masih penuh. Akhir-akhir ini, protein baik pengatur penyimpanan maupun eritropoeisis telah ditemukan yaitu hepsidin, suatu peptida kecil yang bersirkulasi yang dihasilkan dari hati (Ganz , 2003).

Pengaturan keseimbangan besi di tingkat selulerBerlawanan dengan homeostasis besi sistemik, homeostasis besi di tingkat seluler

menjamin bahwa jumlah besi yang cukup namun tidak berlebihan diambil masing-masing sel untuk memenuhi kebutuhannya masing-masing untuk sintesis feroprotein. Sistem regulasi yang telah berkembang tergantung pada regulasi posttranskripsional lewat interaksi iron-regulatory protein (IRP1 dan IRP2) dengan iron-regulatory elemen (IRE) dari mRNA protein yang mengkode beberapa transporter besi penting, seperti feroprotein, dan ensim-ensim yang terlibat dalam jalur penggunaan besi. Sistem IRE/IRP secara efektif meregulasi ambilan besi, menyediakan tempat untuk menyimpan kelebihan besi pada feritin, dan mengkoordinasi sintesis heme, kelompok besi-sulfur, dan feroprotein lainnya sesuai dengan ketersediaan besi. Sistem yang terlibat secara efektif bekerja menurunkan pengeluaran limbah dari sintesis energi dan substrat, dan untuk mencegah akumulasi senyawa toksik besi.

mRNA target yang mengandung IRE membentuk karakteristik stuktur “stem-loop” baik di region 5’, dimana pengikatan dengan IRP akan menekan translasi dan menurunkan sintesis protein, ataupun di regio 3’ dimana pengikatan IRP mencegah endonuklease untuk memecah daerah yang sensitif dari mRNA target dan meningkatkan sintesis protein. IRP1 dan IRP2 secara struktur berhubungan namun berinteraksi dengan besi dengan cara yang berbeda. Kedua protein terikat pada IRE saat kadar besi seluler rendah. Dengan adanya besi, IRP1 mengikat kelompok besi-sulfur, tidak mengikat IRE, dan bertindak sebagai enzim aconitase yang mengkonversi sitrat menjadi isositrat di siklus Kreb. Sebaliknya, IRP2, diproses oleh kompleks yang tergantung besi kemudian didegradasi di proteosom. Spesifikasi ganda IRP1/aconitase dapat memiliki fungsi pada regulasi eritropoesis dengan adanya besi, karena produk pembelahan aconitase yaitu isositrat dapat melawan beberapa efek supresi akibat kekurangan besi pada eritropoesis dan penghambatan aktivitas enzimatik aconitase memiliki efek yang berlawanan (Bullock et al., 2010). Banyak target mRNA dari protein besi yang diregulasi sistem IRP/IRE (Sanchez et al., 2011) dan terbagi atas tiga kelompok: (1) protein yang terlibat dalam pengambilan besi, umumnya berikatan dengan IRE di regio 3’ menyebabkan peningkatan sintesis protein selama terjadinya kekurangan besi di tingkat seluler; (2) protein yang terlibat pada penggunaan dan penyimpanan besi, akan berikatan dengan IRE di regio 5’, menyebabkan represi sintesis protein selama besi tidak tersedia; dan (3) protein yang terlibat untuk ekspor besi, berikatan dengan IRE juga di regio 5’ dan represi sintesis protein selama kekurangan besi. Protein yang merupakan subjek dari regulasi IRE/IRP meliputi TfR1

Page 50: Penerbit - erepo.unud.ac.id

35

dan DMT1 (terlibat dalam ambilan besi seluler), aminolevulinic acid synthase2 (ALAS2) (yang mengkatalisis langkah pertama jalur sintesis heme di sel eritroid), rantai berat H dan ringan L dari feritin (yang terlibat dalam penyimpanan besi), dan feroportin (eksporter besi yang diekspresikan di jaringan dan sel yang terlibat dalam ekspor besi ke plasma). Efek kumulatif dari respon IRE/IRP selama defisiensi besi seluler adalah untuk meningkatkan ambilan besi seluler, memobilisasi besi dari cadangan di sel, menurunkan penggunaan besi, dan saat besi menjadi cukup atau berlebihan adalah untuk membalikkan respon-respon tersebut dan mengarahkan lebih banyak besi ke tempat penyimpanan dan ekspor seluler. Regulasi lebih detail tentang impor dan ekspor besi dicapai dengan perbedaan tempat pembelahan dari target mRNA di jaringan yang berbeda-beda, baik melibatkan ataupun tidak melibatkan IRE. Sebagai contoh, adaptasi sistemik terhadap defisiensi besi difasilitasi isoform mRNA feroprotein yang tidak mengandung IRE, yang memungkinkan sel epitel duodenum mengeluarkan besi ke plasma untuk kebutuhan sistemik walaupun sel epitel tersebut merasakan adanya sinyal kekurangan besi, dan hal yang sama terjadi yaitu transfer besi dari sel eritroid ke jaringan lain yang lebih membutuhkan besi (Zhang et al., 2009).

Sistem IRP-IREProtein mRNAyang mengkode TfRI (namun tidak untuk TfRNA 2) mengandung

(IREs) pada 3’untranslated regions (UTRs) dan feritin (baik rantai H maupun L), mengandung (IREs) pada 5’untranslated regions (UTRs) seperti yang terlihat pada gambar 13. Ini merupakan susunan struktural dari 30 nukleotida yang melipat dan membentuk putaran dengan suatu urutan 5’ CAGUGN-3’ (C dan G yang digaris bawahi berinteraksi dengan ikatan hidrogen) dan suatu tangkai yang cukup stabil (đ G = - 7 kcal/mol), disela (interuppted) C tersisa yang tidak berpasangan (Johansson dan Theils, 2002).

Motif struktur IRE memberikan suatu tempat ikatan bagi dua protein pengatur besi, yaitu IRPI dan IRP2 yang diaktivasi apabila sel kekurangan besi untuk berikatan dengan daya gabung yang kuat (Kd = 10-12M) dengan IREs. Interaksi IRE-IRP menstabilkan TfRI mRNA yang tidak stabil, yang mengandung lima salinan IRE pada kompleks 3’UTRnya dan ini merupakan satu-satunya mRNA dengan IRE yang multipel. Sebagai hasilnya, ekspresi TfR1akan meningkat dan sel yang kekurangan besi mendapatkan besi dari transferin. Di sisi lain, interaksi IRE-IRP pada 5’UTR dari mRNA feritin secara spesifik menghambat translasi ini dan sel yang kekurangan besi tidak memproduksi feritin. Sebaliknya pada sel yang penuh dengan besi IRP1 dan IRP2 menjadi tidak teraktivasi, sehingga memungkinkan degradasi mRNA TfRI dan sebaliknya mRNA feritin ditranslasi sehingga terbentuk protein feritin untuk menyimpan kelebihan besi. Respon ini menghambat pengambilan besi lebih lanjut dari transferin dan mendukung penyimpanan besi intraseluler yang berlebihan.

Sistem IRE-IRP juga beroperasi diluar kontrol dari proses ambilan dan penyimpanan besi di sel. Ini terbukti dengan diidentifikasikannya tambahan mRNAs lainnya yang terutama mengkode protein besi untuk keseimbangan energi (Johansson dan Theils, 2002). mRNA protein yang mengkode ALAS2 dan mitochondrial acotinase mengandung suatu IRE pada 5’UTR nya. Sebagai tambahan, mRNA yang mengkode transporter besi DMT1 mengandung IRE yang bersifat tidak lengkap pada 3’ dan feroportin mengandung IRE yang bersifat tidak lengkap pada daerah 5’ UTR nya. Menariknya, hilangnya 58 bp

Page 51: Penerbit - erepo.unud.ac.id

36

dalam feroportin IRE yang disebabkan radiasi dikaitkan dengan anemia hipokromik mikrositer pada mencit homozigot dan polisitemia pada mencit heterozigot (Mok et al., 2004).

Dua jenis IRP yaitu IRP1 dan IRP2 yang telah dikenal,berbagi urutan homologi namun memiliki sifat yang berbeda. Pada saat penemuannya, IRP1 dikenal memiliki kemiripan yang kuat dengan akonitase, sebuah enzim mitokondria yang bekerja pada siklus asam trikarboksilat. Menariknya, IRP1 juga memiliki aktivitas akonitase, membuatnya menjadi kandidat utama untuk akonitase sitoplasma. Tetapi aktivitas ikatan akonitase dan IRE sama-sama eksklusif, dimana hal ini memberikan petunjuk bahwa perubahan pengaturannya memerlukan proses yang sangat jeli. Mirip dengan sejumlah protein yang mengandung besi lainnya, IRP1 juga membentuk sebuah kelompok besi-sulfur (4Fe-4S). Kelompok besi-sulfur terbentuk ketika besi jumlahnya berlimpah, tetapi dipecah ketika besi langka. Bahwa aktivitas akonitase dari IRP1 muncul hanya ketika kelompok besi-sulfur lengkap, dan jika tidak, IRP1 bertindak sebagai protein pengikat RNA, yang mengenali IREs. IRP2, di sisi lain, tidak membentuk kelompok besi-sulfur. Sebaliknya, aktivitasnya diatur pada tingkat stabilitas protein. Dalam kondisi besi rendah IRP2 berakumulasi, tetapi ketika besi berlimpah memicu degradasi IRP2. Masih belum sepenuhnya jelas apakah petingnya memiliki 2 IRPs, namun penelitian terbaru menunjukkan bahwa keduanya dapat berespon secara berbeda pada rentang fisiologis tekanan oksigen yang relevan (Meyron-Holtz et al., 2004). Keduanya juga mungkin memiliki selektivitas target yang agak berbeda diantara mRNA yang mengandung IRE.

IRE feritin terletak di hulu dari start kodon untuk translasi protein. Muckenthaler dan kawan-kawan menemukan bahwa IRP mengikatnya secara sterik dan menghambat rekruitmen subunit ribosomal kecil ke kompleks inisiasi, sehingga mencegah translasi. Akibatnya, produksi protein feritin dibatalkan dalam keadaan besi yang rendah ketika sejumlah kecil zat besi intraseluler diperlukan untuk fungsi selular. Di sisi lain, ketika besi berlimpah, represi translasi dilepaskan dan subunit feritin yang baru dibuat bergabung untuk menyediakan kapasitas penyimpanan besi.

Sistem pengaturan IRE/IRP juga digunakan untuk mengontrol ekspresi protein lainnya seperti terlihat pada tabel 1. Yang banyak dipelajari adalah TFR1, yang memiliki beberapa IRES di 3’ UTR dari mRNA-nya. Dalam hal ini, regulasi IRP bekerja dengan cara yang sangat berbeda. Dalam kondisi besi yang rendah, pengikatan IRP tidak memiliki efek langsung pada translasi, melainkan melindungi mRNA TFR1 dari pembelahan endonukleolitik. Ketika besi berlimpah, nuklease menyerang urutan mRNA yang kaya akan A-U yang berdekatan dengan IRE dan mendestabilisasi mRNA TFR1. Dengan demikian, TFR1 lebih banyak dapat diproduksi ketika sel-sel membutuhkan zat besi, namun ekspresi TFR1 akan terganggu ketika sel penuh dengan besi. mRNA lainnya yang mengkode protein penting dari metabolisme besi telah terbukti memiliki 5’IREs (misalnya, feroportin, asam aminolevulinik sintase) atau 3’ IREs (misalnya, DMT1), meskipun regulasi mereka dengan sistem IRE/IRP belum dipelajari secara mendalam (Leipuviene dan Theil, 2007).

Mungkin yang mengejutkan, gangguan yang ditargetkan pada gen IRP1 pada tikus tidak menghasilkan kelainan fenotipik yang jelas (Meyron-Holtz et al., 2004). Sebaliknya, gangguan yang ditargetkan terhadap IRP2 menyebabkan gangguan homeostasis besi ditandai dengan anemia mikrositik hipokromik dan gangguan neurodegenerative pada usia lanjut (Cooperman et al., 2005). Ketika gen yang mengkode kedua protein diinaktivasi,

Page 52: Penerbit - erepo.unud.ac.id

37

tikus mutan meninggal pada awal perkembangan embrio, menunjukkan pentingnya keseluruhan protein ini in vivo.

Mutasi IRE spontan telah ditemukan pada manusia dan tikus. Studi menunjukkan bahwa gangguan dari IRE L-feritin menyebabkan penyakit katarak-hiperferitinemia, dengan temuan mata yang menonjol dan peningkatan feritin serum tetapi tidak ada bukti gangguan homeostasis besi. Gangguan dari IRE H-feritin dalam satu keluarga Jepang dikaitkan dengan gangguan kelebihan besi yang bersifat familial. Menariknya, mutasi yang menghambat pembentukan IRE feroportin pada tikus menyebabkan gangguan yang tidak biasa dan kelainan kompleks homeostasis besi, hal ini menggaris bawahi pentingnya IRE ini in vivo (Mok et al., 2004).

Gambar 13. Sistem IRP/IRE. Tergantung posisi mRNA protein yang bersangkutan apakah pada daerah 3’ atau 5’ UTR, akan mengatur

kadar besi intraseluler (lihat juga tabel 1.1) (Raoault, 2012)

38

Tabel1. Gen-gen yang diatur iron responsive element (IRE) (Nadadur et al., 2008)

Gen Lokasi IRE Fungsi L-Feritin H-Feritin Erythroid 5-ALA ynthase Nramp2 FPN(IREG1) DMT1 TFR1*

5’ 5’ 5’ 3’ 5’ 3’ 3’

Penyimpanan besi Penyimpanan besi Sintesis Haem Pembawa masuk importer) besi Pembawa keluar (exporter) besi Pengangkut besi Pengikat TF dan transpor besi

* berisi multiple iron responsive element (IREs)

Ikatan IRP pada IREs mungkin merupakan respon terhadap kadar besi selular. Dalam sel-sel yang kaya akan besi, IRP2 (dan IRP1) berinteraksi dengan protein adaptor FBXL5 (F-box and leucine-rich repeat protein 5) dimana protein ini akan merekrut suatu enzim ligase kompleks (SCF) dan ini akan mempromosikan ekspresi IRP dan selanjutnya akan didegradasi proteosom. Pada sel yang kekurangan besi maka proses degradasi IRP yang tergantung pada PBXL5 ini akan menurun. Proses regulasi IRP ini melibatkan domain hemeritrin dari PBXL5 yang bertindak sebagai sensor besi dimana ikatan langsung besi pada domain ini akan menstabilisasi PBX5 yang selanjutnya akan mendegradasi IRP (Henzte et al., 2010).

Abalasi genetik kedua IRPs pada tikus menyebabkan kematian pada sat embrional. Sebaliknya, pada binatang yang kekurangan salah satu proteinnya akan viable dan hidup. Ekspresi IRP adalah esensial berperanan tetapi fungsi kedua protein saling tumpang tindih (redundant). Percobaan pada binatang dan kultur sel menunjukkan bahwa kedua IRP memiliki respon berbeda terhadap sinyal bukan besi, sebagai contoh, keadaan hipoksia menonaktifkan IRP1 dengan membentuk holo-IRP1 (Meyron-Holtz et al., 2004), sementara stabilisasi IRP2 sebagai hasil penggunaan oksigen untuk mendegradasi iron-mediated FBXL5. Selain itu spesies oksigen reaktif secara selektif mengaktifan IRP1 dengan cara membongkar Fe/S cluster, kemungkinan melalui jalur sinyal yang dimediasi membran. Fosforilasi IRP1 dan IRP2 kinase spesifik juga ikut berperan walaupun fungsi fisiologis dan patologis dari pengaturan diferensiasi IRP1 dan IRP2 belum sepenuhnya dapat dipahami, akan tetapi pada prinsipnya pengaturan kedua protein tersebut memungkinkan sel mengatur metabolisme besi dalam berbagai kondisi, dan untuk mengatur set point kedua protein tersebut tanpa dipengaruhi mekanisme pengontrolan besi (Hentze et al., 2010). Protein yang berperan pada homeostasis besi intraseluler. 1. HCP (Heme Carrier Protein)

Selain besi non-heme, besi yang terkandung dalam heme juga memberi

kontribusi penting untuk penyerapan besi. Heme diserap utuh dan besi dilepaskan intraseluler dibawah kerja ensim heme oksigenase. Sementara ada banyak informasi mengenai mekanisme yang terlibat dalam penyerapan besi non-heme, jauh lebih sedikit yang diketahui tentang mekanisme potensial pengangkutan heme. Sejumlah calon protein pengangkut heme telah diidentifikasi dalam epitel usus termasuk diantaranya

* berisi multiple iron responsive element (IREs)

Tabel1. Gen-gen yang diatur iron responsive element (IRE) (Nadadur et al., 2008)

Page 53: Penerbit - erepo.unud.ac.id

38

Ikatan IRP pada IREs mungkin merupakan respon terhadap kadar besi selular. Dalam sel-sel yang kaya akan besi, IRP2 (dan IRP1) berinteraksi dengan protein adaptor FBXL5 (F-box and leucine-rich repeat protein 5) dimana protein ini akan merekrut suatu enzim ligase kompleks (SCF) dan ini akan mempromosikan ekspresi IRP dan selanjutnya akan didegradasi proteosom. Pada sel yang kekurangan besi maka proses degradasi IRP yang tergantung pada PBXL5 ini akan menurun. Proses regulasi IRP ini melibatkan domain hemeritrin dari PBXL5 yang bertindak sebagai sensor besi dimana ikatan langsung besi pada domain ini akan menstabilisasi PBX5 yang selanjutnya akan mendegradasi IRP (Henzte et al., 2010).

Abalasi genetik kedua IRPs pada tikus menyebabkan kematian pada sat embrional. Sebaliknya, pada binatang yang kekurangan salah satu proteinnya akan viable dan hidup. Ekspresi IRP adalah esensial berperanan tetapi fungsi kedua protein saling tumpang tindih (redundant). Percobaan pada binatang dan kultur sel menunjukkan bahwa kedua IRP memiliki respon berbeda terhadap sinyal bukan besi, sebagai contoh, keadaan hipoksia menonaktifkan IRP1 dengan membentuk holo-IRP1 (Meyron-Holtz et al., 2004), sementara stabilisasi IRP2 sebagai hasil penggunaan oksigen untuk mendegradasi iron-mediated FBXL5. Selain itu spesies oksigen reaktif secara selektif mengaktifan IRP1 dengan cara membongkar Fe/S cluster, kemungkinan melalui jalur sinyal yang dimediasi membran. Fosforilasi IRP1 dan IRP2 kinase spesifik juga ikut berperan walaupun fungsi fisiologis dan patologis dari pengaturan diferensiasi IRP1 dan IRP2 belum sepenuhnya dapat dipahami, akan tetapi pada prinsipnya pengaturan kedua protein tersebut memungkinkan sel mengatur metabolisme besi dalam berbagai kondisi, dan untuk mengatur set point kedua protein tersebut tanpa dipengaruhi mekanisme pengontrolan besi (Hentze et al., 2010).

Protein yang berperan pada homeostasis besi intraseluler.1. HCP (Heme Carrier Protein)

Selain besi non-heme, besi yang terkandung dalam heme juga memberi kontribusi penting untuk penyerapan besi. Heme diserap utuh dan besi dilepaskan intraseluler dibawah kerja ensim heme oksigenase. Sementara ada banyak informasi mengenai mekanisme yang terlibat dalam penyerapan besi non-heme, jauh lebih sedikit yang diketahui tentang mekanisme potensial pengangkutan heme. Sejumlah calon protein pengangkut heme telah diidentifikasi dalam epitel usus termasuk diantaranya adalah breast cancer resistance protein ABCG2 (Krishnamurthy et al., 2004), feline leukemic virus C receptor FLVCR dan heme carrier protein HCP1. Dari kesemuanya itu, hanya HCP1 yang bertindak sebagai importir heme, sedangkan kedua protein lainnya ABCG2 dan FLVCR memperantarai pelepasan heme. Ekspresi tinggi HCP1 di duodenum mendukung peran potensial dalam penyerapan heme dari diet, namun ternyata bukti terbaru menunjukkan bahwa HCP1 berfungsi terutama sebagai proton-coupled folate transporter. Dalam perkembangan terbaru yang menarik, heme-gen regulated (HRG) famili protein telah diidentifikasi dalam C. Elegans (Rajagopal et al., 2008). Protein ini memainkan peran penting dalam transportasi heme dan homeostasis dalam nematoda dan orthologues mereka juga diekspresikan dalam vertebrata, termasuk manusia, yang menunjukkan bahwa protein HRG juga dapat memainkan peran penting dalam biologi heme pada mamalia.

Page 54: Penerbit - erepo.unud.ac.id

39

2. Reseptor transferinReseptor transferin adalah jalur utama besi untuk masuk ke dalam hampir semua

sel. Sampai saat ini, dua reseptor transferin yang berbeda telah diidentifikasi. TfR1 yang diekspresikan pada semua sel yang berproliferasi yang membutuhkan besi pada siklus selnya dan TfR2 yang diekspresikan terutama pada sel hepar (Hentze 2004).

TfR1 muncul pada permukaan sel sebagai disulfide-bonded homodimer dari 760-residu subunit. Pada pH fisiologis (7,4), TfR1 mengikat transferin yang beredar (baik mono-feri maupun di-feri) pada permukaan sel dan kompleks reseptor-transferin ini akan di-endositosis melalui mekanisme clathrin-mediated. Endosome yang mengandung transferin akan diasamkan (pH sekitar 5,5 gambar 14) dengan perekrutan tipe Vproton ATPase yang memungkinkan terjadinya pelepasan besi dari transferin (apotransferin tetap terikat pada reseptor pada endosome). Pada prekursor eritroid, besi akan direduksi STEAP3 dan keluar endosome melalui DMT1. Kompleks apotransferin/TfR1 didaur ulang kembali ke permukaan sel di mana pada pH7,4 transferin akan lepas dari reseptornya dan kembali ke sirkulasi. Penyerapan besi melalui jalur ini mungkin diatur protein HFE, dimana protein HFE ini bersaing dengan transferin pada common binding site dari TfR1 (Ohgami et.al., 2005).

Studi TfR1 pada tikus knock out dan ikan zebra yang mengekspresikan fenotip chianti memberikan penjelasan akan peran penting dari TfR1, khususnya dalam pengembangan dan fungsi dari jaringan eritroid. Pada murine yang gen TfR1 dihilangkan akan mati pada saat embrio yang ditandai gangguan eritropoiesis dan perkembangan neurologis yang sangat berat. Lebih jauh, tikus heterozigot yang hanya membawa satu salinan dari alelTfR1 menunjukan gangguan perkembangan eritroid dan homeostasis besi yang abnormal. Ikan zebra, tidak seperti manusia dan tikus, berisi dua gen TfR1. Sebuah mutasi dalam TfR1a, yang banyak ditemukan dalam jaringan eritroid, menimbulkan fenotip chianti yang ditandai dengan anemia hipokromik mikrositik. Menariknya, ekspresi yang berlebihan TfR1 dan TfR2 pada tikus dan TfR1b pada ikan zebra sebagian menyelamatkan fenotipe chianti, dan hal ini menunjukkan bahwa mereka masih memungkinkan terjadinya pengambilan besi yang terikat pada transferin prekursor eritroid untuk sintesis hemoglobin. Ekspresi mRNA TfR1 sangat dipengaruhi status besi dan ini diperantarai adanya lima motif IRE dalam 3’UTR dari urutan mRNA. Pada kondisi kekurangan besi, IRE terikat protein pengatur besi IRP dan hal ini akan melindungi mRNATfR1 dari degradasi endonukleolitik sehingga meningkatkan waktu paruh mRNA. Sebagai konsekuensinya, ekspresi proteinTfR1 meningkat dalam kondisi kekurangan besi. Sebaliknya, IRE tidak akan terikat pada kondisi dimana kadar besi masih normal sehingga terjadi proses degradasi cepat mRNATfR1 dan penurunan ekspresi protein tersebut (Hentze,2004).

TfR2 memiliki kesamaan yang signifikan dengan TfR1 dan juga dapat mengikat dan mengangkut besi yang terikat transferin, meskipun dengan afinitas yang jauh lebih rendah dari TfR1. Berbeda dengan TfR1 yang ekspresinya ada pada semua sel, ekspresi TfR2 terbatas hanya di hati dan sel-sel hematopoietik baik yang normal maupun yang neoplastik. Menariknya, mutasi pada TfR2 menyebabkan kelebihan besi hati yang parah, yang disebut hemokromatosis tipe III. Hal ini memperjelas peran pentingTfR2 ini dalam homeostasis besi. Temuan ini dikonfirmasi lebih lanjut dengan bukti bahwa gangguan dari gen TfR2 pada tikus, juga menyebabkan terjadinya kelebihan besi pada hati (Wallace et al., 2009). Ekspresi mRNA TfR2 tampaknya tidak diatur sebagai respon terhadap perubahan status besi dan tanskripnya yang tidak mengandung motif IRE,

Page 55: Penerbit - erepo.unud.ac.id

40

seperti yang ditemukan pada mRNATfR1. Studi menggunakan model kultur sel, serta penelitian in vivo pada tikus melaporkan, tidak ada perubahan dalam ekspresi mRNA TfR2 sebagai respon terhadap perubahan status besi. Namun, ekspresi protein TfR2 ditingkatkan sebagai respon terhadap peningkatan kadar di-ferric transferin, yang akan mengikat TfR2 dan meningkatkan stabilitas membrannya. Pengikatan di-ferric transferin juga mengubah nasib TfR2 seluler, meningkatnya kadar berhubungan dengan daur ulang endosom dan penurunan fraksi TfR2 yang ditargetkan untuk degradasi lisosom. Karena pengaturannya yang ketat oleh di-ferrictransferin, TfR2 diusulkan sebagai sensor status besi yang memantau perubahan konsentrasi saturasi transferin di sirkulasi. Menariknya, dua studi terbaru menunjukkan bahwa protein HFE berinteraksi dengan TfR2 dan karena itu mungkin merupakan komponen penting dari jalur iron-sensing tersebut (Chen et al., 2007).

Selain TfR1 yang terikat pada membran sel, bentuk yang terlarut soluble transferrin receptor (sTfR) dapat ditemukan dalam serum manusia. Selama proses pematangan, prekursor eritroid melepaskan reseptor transferin dari permukaan selnya ke dalam sirkulasi. Proses pelepasan ini terutama diperantarai membran protease integral milik famili disintegrin dan metalloprotease (ADAM family) dan hasil dari pemecahan proteolitik dari TfR1 ini di Arg-100 dalam tangkai transmembran akan menghasilkan sTfR. Konsentrasi serum reseptor transferin sTfR meningkat pada pasien dengan peningkatan kadar sel eritroid muda dan pada individu dengan defisiensi besi, namun tidak berubah (atau lebih rendah dari normal) pada pasien dengan anemia penyakit kronis (Weiss et al., 2005). Dengan demikian, sTfR muncul sebagai biomarker yang kuat untuk membedakan antara kedua bentuk anemia tersebut (terutama bila digunakan bersama sama dengan pengukuran serum feritin). Data terbaru menunjukkan bahwa peningkatan saturasi transferin mengurangi pelepasan sTfR dan efek ini dimediasi interaksi langsung antara transferin dan reseptornya, sehingga hal ini menunjukkan sTfR ini tidak hanya mencerminkan kebutuhan sel akan besi tetapi juga ketersediaan besi di aliran darah (Dassler et al., 2006).

Gambar 14. Daur ulang reseptor transferin dimana reseptor transferin yang sudah melepaskankan besi akan kembali ke permukaan sel untuk memulai lagi tugasnya

mengangkut besi (TomWalz. Med.harvard.edu/)

Page 56: Penerbit - erepo.unud.ac.id

41

3. Dcytb (Duodenal Cytochrome b)Besi non-heme terdapat dalam makanan terutama dalam bantuk garam feri dan

ferioksida. Senyawa ini tidak mudah diserap dan besi harus direduksi dulu menjadi bentuk fero sebelum diserap enterosit duodenum. Sejumlah faktor dalam makanan berkontribusi terhadap konversi dari feri (Fe III) menjadi fero (Fe II), terutama asam askorbat dan sejumlah produk dari daging. Selain itu, beberapa studi telah menunjukkan bahwa permukaan brush-border enterosit duodenum dan cultured intestinal cells memiliki aktivitas enzim reduktase besi. Enzim yang bertanggung jawab untuk proses ini, bernama Dcytb (sitokrom duodenum b), suatu homolog sitokrom b561, dikloning dari mRNA duodenum tikus menggunakan strategi hibridisasi subtraktif. Diekspresikan pada membran apikal enterosit duodenum, bagian utama untuk penyerapan besi. Dan seperti anggota lain dari famili sitokrom b561 ini, Dcytb adalah protein mengandung heme yang membutuhkan askorbat (Su et al., 2006).

Ekspresi mRNA Dcytb sangat dipengaruhi status besi dalam diet, hipoksia, dan hemokromatosis. Hal ini menunjukkan bahwa ia memainkan peran penting dalam pemeliharaan keseimbangan besi dalam tubuh. Penelitian in vitro menunjukkan terjadi peningkatan dramatis penyerapan besi dalam cultured cells line dengan ekspresi berlebihan Dcytb. Sebaliknya, gangguan dari target gen Cybrd1 (yang mengkode Dcytb) pada tikus tidak mengarah ke fenotipe kekurangan besi, sehingga memperlihatkan keraguan tentang kebutuhan mutlak Dcytb untuk penyerapan besi di usus. Sebuah catatan penting untuk studi ini adalah bahwa manusia mengandalkan sepenuhnya pada diet untuk menyediakan vitamin C, sedangkan tikus dapat mensintesis dalam jumlah berlimpah vitamin C de novo dari glukosa, sehingga dengan demikian kemungkinan tikus kurang memerlukan aktivitas feri reduktase pada permukaan duodenum. Namun, penting untuk dicatat pula bahwa, tidak seperti DMT1 dan feroportin dimana sejumlah penyakit akibat adanya mutasi pada DMT1 dan feroportin telah diidentifikasi, pada gangguan Dcytb hanya satu laporan yang baru-baru ini telah dikaitkan dengan polimorfisme nukleotida tunggal di Dcytb yang dapat menganggu metabolisme besi (Constantine et al., 2009).

4. Transferin (Tf)Sekitar 3 – 4mg besi yang beredar dalam plasma terikat dengan protein pengikat

spesifik, transferin (Tf). Serum Tf adalah anggota dari superfamili Tf protein yang meliputi laktoferin (ditemukan dalam susu dan cairan sekresi lainnya), ovotransferin (ditemukan dalam putih telur burung) dan melanotransferin. Walaupun fungsi utama dari serum transferin yaitu mengangkut besi ke sel yang membutuhkan telah jelas diketahui, namun fungsi anggota utama lainnya dari superfamili Tf kurang jelas. Ada sekitar 19 varian Tf, namun hanya Tf C dapat ditemukan di sebagian besar manusia. Tf disintesis terutama dalam hati dan terbentuk dari rantai polipeptida tunggal sekitar 80kDa, yang dapat mengikat dua atom besi feri. Pengikatan besi pada transferin adalah reversibel dan tergantung pada pH, dengan pengikatan yang lengkap pada pH di atas 7, tetapi pelepasannya meningkat pada pH asam (pH di bawah 6,5). Konstanta keseimbangan pengikatan besi-transferin adalah 1026-1030. Konsentrasi Tf dalam sirkulasi kurang lebih 30 μM dan sekitar 30 – 35% jenuh dengan besi pada orang dengan status besi yang normal. Mengingat bahwa ada dua bagian pengikat besi pada protein ini, Tf dapat eksis sebagai apoTf yaitu transferin yang tidak mengikat besi, dalam bentuk monoferi, atau sebagai diferi (holo-Tf). Pada sirkulasi normal, sebagian besar transferin hadir sebagai mono-Tf, sedangkan diferi-Tf menonjol

Page 57: Penerbit - erepo.unud.ac.id

42

pada penyakit iron overload seperti hemokromatosis. Menariknya, pengikatan diferi-Tf ke reseptor transferin lebih besar daripada monoferi-Tf (Srai et al., 2012).

5. FeritinMolekul feritin adalah protein dengan kerangka yang berongga (hollow protein

shell), terdiri dari 24 subunit polipeptida, dengan berat molekul keseluruhan sekitar 500 kDa yang dapat menyimpan hingga 4.500 atom besi feri (gambar 15). Feritin adalah molekul penyimpan besi utama di semua jaringan mamalia dan terdiri dari campuran dari dua sub unit yang disebut sebagai L-dan H-feritin. Secara umum, feritin yang lebih banyak feritin sub unit Lnya merupakan karakteristik pada organ yang menyimpan besi dalam waktu lama (misalnya hati dan limpa) dan feritin ini biasanya memiliki rata-rata kandungan besi yang relatif tinggi (1.500 Fe atom/molekul atau lebih). Sedangkan feritin yang lebih banyak mengandung feritin subunit H merupakan karakteristik dari feritin di jantung dan otak yang memiliki rata-rata besi relatif rendah (kurang dari 1.000 Fe atom/molekul). Rantai feritin H penting untuk oksidasi Fe2+ sedangkan rantai – L membantu dalam pembentukan inti feritin. Feritin tidak inert dan terus-menerus turn over. Besi yang disimpan dalam feritin tersedia untuk dimanfaatkan oleh protein fungsional lainnya dan dapat dimobilisasi setelah didegradasi di lisosomal. Mekanisme bagaimana besi didonorkan pada feritin untuk disimpan tetap sulit dipahami. Namun, sebuah penelitian telah mengidentifikasi poly(rC)-binding protein 1 (PCBP1) sebagai komponen kunci dari jalur ini. PCBP1 mengikat besi, dan dapat juga mengikat langsung ke feritin untuk memfasilitasi pengisian besi. Selain itu, knocking down PCBP1 dengan siRNA dalam sel manusia akan menurunkan kadar besi di feritin dan meningkatkan pool besi pada sitosol (Shi et al., 2008).

Induksi sintesis feritin sebagai respon terhadap pemberian besi pertama kali diamati Granick dalam mukosa gastrointestinal marmut setelah diberikan besi. Responnya cepat dan hal ini mungkin mencerminkan kebutuhan untuk membatasi paparan sel terhadap pro-oksidan besi yang bebas. Induksi yang diperantarai besi pada ekspresi feritin sebagian besar terjadi paska-transkripsi dan melibatkan pengikatan IRP pada stem loop IRE yang terdapat di daerah UTR 5 ‘ pada kedua mRNA H dan L-feritin. Dalam kondisi kadar besi yang tinggi, mRNA feritin diproduksi secara efisien. Namun, ketika kadar besi seluler turun, kadar protein feritin juga diturunkan. Penurunan feritin secara langsung terkait dengan posisi IRE dalam 5 ‘UTR. Posisi IRE di kedua rantai feritin H dan L kurang dari 40 basa dari AUG site dan pengikatan IRP pada IRE ini akan mencegah pengikatan kompleks eukaryotic initiation factor (eIF4F) pada protein sub unit ribosom 43S yang diperlukan untuk terjadinya proses translasi protein. Sejumlah kecil feritin, normal beredar dalam serum. Pada manusia, serum feritin tampaknya sebagian besar terdiri dari bentuk glikosilasi dari feritin L, yang memiliki kandungan besi yang tinggi. Dalam subyek sehat yang normal, ada korelasi erat antara serum feritin dan kandungan besi dalam tubuh dimana 1 mg/L serum feritin setara dengan sekitar 8 – 10 mg besi jaringan. Kadar serum feritin berkisar 30-300 mg/L pada pria dan 15 – 150 mg/L pada wanita. Serum feritin berasal dari feritin jaringan dan dapat dikeluarkan dari hati dan dari sel limfoid. Menariknya, baru-baru ini diamati bahwa glikosilasi feritin L, mirip dengan yang terdapat dalam serum, dapat secara aktif dikeluarkan dari sel hepatoma manusia (Gosh et al., 2004).

Page 58: Penerbit - erepo.unud.ac.id

43

Pada tahun 2001, suatu bentuk baru dari feritin diidentifikasi yang berlokasi di mitokondria. Feritin mitokondria ini dikode gen yang intronless pada kromosom 5q23 namun, tidak seperti feritin sitosol, bentuk mitokondria ini tidak memiliki IRE 5 ‘. Feritin ini adalah 79% identik dengan feritin H sitosol, namun memiliki long amino acid N-terminal mitochondrial import sequence yang terpotong selama pemprosesan, dan menunjukan aktivitas feroksidase (Levi et al., 2001). Ekspresi mRNA feritin mitokondria yang tertinggi terdapat di jaringan yang tingkat metabolismenya aktif seperti testis dan tidak tampak pada jaringan yang terkait secara eksplisit dengan penyimpanan besi seperti hati dan limpa. Feritin mitokondria ini juga dapat menyimpan besi, dan hal ini menunjukkan bahwa peran utama dari protein ini mungkin untuk melindungi sel yang menghasilkan spesies oksigen reaktif tingkat tinggi selama metabolisme di mitokondria dari efek pro-oksidan besi (Santambrogio et al., 2007).

Dalam kondisi kelebihan besi, beberapa feritin selular dapat diubah menjadi penyimpanan dalam bentuk lain yang dikenal sebagai hemosiderin, yang dapat diidentifikasi secara jelas pada jaringan yang menyimpan besi, termasuk limpa, hati dan sumsum tulang. Keduanya, feritin dan hemosiderin ditemukan dalam struktur lisosomal yang disebut siderosom. Hemosiderin biasanya tidak larut dan umumnya dianggap sebagai produk dari degradasi feritin. Ukuran partikel hemosiderin lebih kecil daripada ukuran core feritin sitosol dan terbentuk setelah degradasi feritin di lisosom. Enzim-enzim yang memproses degradasi ini belum teridentifikasi.

Gambar 15. Cangkang dari feritin yang terdiri dari 24 unit rantai rantai polipeptida kombinasi antara rantai H dan L dengan komposisi

yang berbeda-beda tergantung jenis selnya (Theil, 2012)

6. FeroportinPengeluaran besi dari semua jaringan dimediasi feroportin yang juga dikenal

sebagai Iron Regulated Transporter1 (McKie et al., 2000) (IREG1), Metal Transporter Protein 1 (MTP1) dan solute-linked karier famili 40 (besi-pengangkut teregulasi) anggota 1 (SLC40A1). Sampai saat ini, hanya feroportin yang diketahui sebagai protein efflux besi yang diidentifikasi dan sangat penting untuk pelepasan besi ke dalam sirkulasi, daur ulang besi makrofag, hepatosit dan sinsitiotrofoblas plasenta. Karena itu tidak mengherankan, penghapusan total gen feroportin pada tikus akan menimbulkan kematian sejak masih embrio. Selanjutnya, tikus dengan penghapusan gen feroportin spesifik pada usus (dilakukan dengan ekspresi villin-cre-feroportin transgene) akan menimbulkan

Page 59: Penerbit - erepo.unud.ac.id

44

kekurangan besi dan hal ini menyoroti peran esensial dan sangat penting dari feroportin pada proses asimilasi besi yang berasal dari diet (Donovan et al., 2005).

Studi pada Xenopus laevis oosit dengan ekspresi berlebihan dari feroportin menunjukkan bahwa protein ini memperantarai efflux tidak searah untuk besi fero. Namun, dalam rangka untuk pelepasan besi keluar dari sel yang akan dimuat oleh transferin dalam sirkulasi, besi harus teroksidasi menjadi bentuk feri. Karena itu, jalur feroportin hanya sebagian dari jalur efflux besi, bekerja seirama dengan hepaestin feroksidase dan seruloplasmin. Feroportin terutama terlokalisasi pada membran plasma sel, seperti di duodenum dan plasenta, diekspresikan pada membran basolateral sel yang konsisten dengan fungsinya sebagai protein pengirim besi keluar. Terdapat laporan bahwa ditemukan ekspresi protein feroportin pada membran apikal enterosit, tapi hal ini masih kontroversial. Dalam proses daur ulang besi makrofag, feroportin tampaknya berada di vesikel intraselular, tapi setelah pemuatan besi (erythrophagocytosis) feroportin dengan cepat mengalami translokasi ke membran plasma. Sebuah studi baru-baru ini telah menunjukkan bahwa pergerakan feroportin dalam makrofag mungkin berada di bawah kendali dari Mon1 A yang memainkan peranan penting dalam aparatus sekretori makrofag (Wang et al., 2007).

Pengaturan ekspresi feroportin adalah sangat kompleks. mRNA feroportin mengandung IRE tunggal pada 5’UTR (McKie et al., 2000) yang diprediksi akan meningkatkan ekspresi protein dalam kondisi besi yang tinggi. Sesuai dengan hipotesis ini, asupan besi akan meningkatkan ekspresi feroportin di paru-paru, hati dan makrofag. Namun, respon terhadap perubahan status besi bersifat spesifik tergantung pada jenis jaringan. Pada duodenum, feroportin meningkat karena kekurangan besi tetapi tidak karena asupan besi. Baru-baru ini, sebuah transkrip feroportin kedua (disebut FPN1B) telah diidentifikasi yang tidak memiliki IRE dan ekspresinya tidak ditekan dalam kondisi kekurangan besi. Sementara transkrip FPN1A dan FPN1B mensekresi produk protein yang identik, akan tetapi jaringan distribusi mereka berbeda. FPN1B diekspresikan lebih tinggi pada duodenum dan prekursor eritroid. Identifikasi transkrip FPN1B memberikan penjelasan tentang kurangnya IRE/IRP-dependent regulation pada penyerapan besi pada duodenum dalam menghadapi kekurangan besi sistemik (Zhang et al., 2009).

Selain regulasi besi, sekarang telah diketahui bahwa feroportin adalah target selular protein hepsidin. Namun demikian, riset terbaru menunjukkan bahwa kemungkinan ada sedikit perbedaan interaksi feroportin-hepsidin pada duodenum dan interaksi yang terjadi pada makrofag. Identifikasi awal feroportin muncul dari studi mutasi terkait dengan gangguan metabolisme besi dalam ikan zebra (Danio rerio). Salah satu ikan dengan gangguan hematopoiesis, bernama weissherbst, yang merupakan hasil dari mutasi pada homolog feroportin mamalia pada ikan zebra tersebut. Selanjutnya, sejumlah mutasi telah diidentifikasi pada gen feroportin manusia yang menimbulkan sindroma asupan besi (iron loading syndrome) yang dikenal sebagai tipe IV hemokromatosis atau penyakit feroportin.

Keseimbangan dan regulasi besi sistemikMeskipun penanganannya sering disebut dengan istilah “metabolisme” besi, besi

itu sendiri tidak dimetabolisme dalam arti klasik. karena itu, kelainan besi pada manusia pada dasarnya kelainan keseimbangan besi atau distribusi besi. Anemia kekurangan zat besi, hemokromatosis, dan anemia penyakit kronis (juga dikenal sebagai anemia pada

Page 60: Penerbit - erepo.unud.ac.id

45

inflamasi) merupakan contoh umum dari prinsip ini. Karena itu, pemahaman homeostasis besi sangat penting untuk memahami gangguan ini. Demikian halnya memahami kelainan besi yang bersifat genetik (tabel 2) juga memberikan wawasan penting dalam homeostasis besi.

Homeostasis besi sistemik melibatkan kontrol yang rumit dalam hal penyerapan zat besi di usus, pemanfaatan besi yang efektif untuk eritropoiesis, daur ulang besi yang efisien dari eritrosit tua, dan penyimpanan besi secara terkontrol di hepatosit dan makrofag (gambar 16). Pemanfaatan besi pada sel eritroid terutama ditentukan oleh efisiensi asimilasi siklus transferin dari besi serum. Sebaliknya, penyerapan usus, daur ulang besi, dan penyimpanan besi dikendalikan secara sistemik dan terkoordinasi. Dalam konteks ini, sekarang diketahui bahwa hepsidin, hormon peptida yang diproduksi di hati, memiliki tanggung jawab utama untuk memodulasi ketersediaan besi untuk memenuhi kebutuhan zat besi.

Gambar 16. Homeostasis besi sistemik diatur mulai penyerapan besi di usus melalui DMT1, besi di intraseluler digunakan sebagian

besar untuk produksi sel darah merah, sisanya disimpan feritin atau diekspor keluar sel melalui feroportin dan semua komunikasi tersebut

diatur protein hepsidin (Anderson et al., 2010)

Tabel 2. Gen yang terlibat pada kelainan besi yang diturunkan (Andrews, 2008)

Protein (simbol gen) [alias]

Kromosom manusia (posisi peta)

Fungsi protein Penyakit (disebabkan mutasi, kehilangan fungsi kecuali dijelaskan lain)

Seruloplasmin (CP) 3 (150 Mb) Plasma feroksidase Aseruloplasminemia DMT 1 (SLC11A2) [NRAMP2, DCT1]

12 (50 Mb) Transporter besi transmembran (importer)

Anemia dengan kelebihan besi hepatik

Feritin rantai H (FTH1)

11 (61 Mb) Subunit protein penyimpanan besi, aktivitas feroksidase

Kelebihan besi (mutasi yang mengganggu elemen pengatur besi)

Feritin rantai L (FTL) 19 (54 Mb) Subunit protein penyimpanan besi

Sindrom Katarak Hiperferitinemia (mutasi yang mengganggu elemen pengatur besi)

Feroportin (SLC 40A1) [IREG1, MTP1]

2 (190 Mb) Transporter besi transmembran (eksporter)

Kelebihan besi predominan makrofag Hemokromatosis (mutasi yang menyebabkan insensitivitas hepsidin)

Frataxin (FXN) 9 (71 Mb) Pengantar besi mitokondria

Ataksia Fredereich

Glutaredoksin 5 (GLRX5) [GRX 5]

14 (95 Mb) Berperan biogenesis kluster Fe-S

Anemia dengan kelebihan besi dan sideroblas

Hemojuvelin (HFE2) [RGMC]

1 (144 Mb) Koreseptor untuk BMP

Hemokromatosis juvenile

Hepsidin (HAMP) [LEAP1]

19 (40 Mb) Hormon pengatur besi, mengikat feroportin

Hemokromatosis juvenile

HFE (HFE) [HLA-H] 6 (26 Mb) Mengatur hepsidin, interaksi dgTFR1 dan TFR2; kompleks sinyal dgTFR2

Hemokromatosis klasik terkait HLA

Mitoferin (SLC25A37)

8 (23 Mb) Impor besi mitokondria

Protoporfiria eritropoietik

Transferin (TF) 3 (135 Mb) Protein pengikat besi plasma, ligan untuk TFR1 dan TFR2

Atransferinemia (hipotransferinemia)

Transferrin receptor-2 (TFR2)

7 (100 Mb) Sensor transferin diferi; mengatur hepsidin, partisipasi dl sinyal HFE

Hemokromatosis

Umur Lower reference nutrient intake (LRNI)

Estimeted average requirement (EAR)

Reference nutrient intake (RNI)

0 – 3 bulan 0,9 (15) 1,3 (20) 1,7 (30) 4 – 6 bulan 2,3 (40) 3,3 (60) 4,3 (80) 7 – 9 bulan 4,2 (75) 6,0 (110) 7,8 (140) 10 – 12 bulan 4,2 (75) 6,0 (110) 7,8 (140) 1 – 3 tahun 3,7 (65) 5,3 (95) 6,9 (120) 4 – 6 tahun 3,3 (60) 4,7 (80) 6,1 (110) 7 – 10 years 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160) 11 – 14 tahun (pria) 6,1 (110) 8,7 (160) 11,3 (200) 11 –14 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 15 – 18 tahun (pria) 6,1 (110) 8,7 (160) 11,3 (200) 15 – 18 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 19 – 50 tahun (pria) 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160) 19 – 50 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 50+ tahun 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160)

Page 61: Penerbit - erepo.unud.ac.id

46

Homeostasis besi sistemik dicapai dengan mengatur mekanisme penyerapan, penyimpanan, dan daur ulang besi. Penyerapan besi di usus diatur pada respon terhadap kebutuhan besi dan ketersediaanya. Penelitian empat dekade yang lalu menunjukkan bahwa dosis besar dari besi oral (blok mukosa) mengurangi penyerapan besi dalam dosis lebih kecil yang diberikan beberapa jam kemudian. Hal ini diperantarai dengan pengaturan (downregulation) dari DMT1 pengangkut protein dalam brush border (Frazer et al., 2003) tanpa mengubah pengangkutan besi basolateral dalam usus. Pengamatan ini menunjukkan bahwa enterosit dapat menerima sinyal dari jaringan atau sel-sel lain yang terlibat dalam konsumsi (prekursor eritroid) atau penyimpanan (hepatosit, duodenum, enterosit, makrofag) untuk mempertahankan homeostasis besi. Sinyal yang berasal dari bagian penyimpanan untuk menyeimbangkan penyerapan di usus disebut regulator penyimpanan (storage regulator), sedangkan sinyal regulator eritroid (erytroid regulator) ketika permintaan konsumsi untuk besi, di sumsum tulang, prekursor eritroid dan eritrosit di sirkulasi, melebihi jumlah yang ada di penyimpanan. Di sisi lain, regulator inflamasi mengkomunikasikan sinyal sebagai respon terhadap infeksi atau inflamasi, sehingga terjadi akumulasi besi di makrofag. Homeostasis besi juga ditemukan berubah karena sinyal pengatur hipoksia (hypoxia regulatory signal). Sebagai tambahan pada kompleksitasnya, sinyal-sinyal pengatur yang beragam tidak sepenuhnya independen satu sama lain dan menimbulkan perbedaan secara kuantitatif dalam respon walaupun diperantarai melalui molekul-molekul yang sama. Para regulator yang memodulasi penyerapan di usus juga dapat mengatur pelepasan besi dari hepatosit atau makrofag, melalui protein humoral atau protein plasma yang mungkin bekerja pada berbagai jaringan yang berbeda.

Protein (simbol gen) [alias]

Kromosom manusia (posisi peta)

Fungsi protein Penyakit (disebabkan mutasi, kehilangan fungsi kecuali dijelaskan lain)

Seruloplasmin (CP) 3 (150 Mb) Plasma feroksidase Aseruloplasminemia DMT 1 (SLC11A2) [NRAMP2, DCT1]

12 (50 Mb) Transporter besi transmembran (importer)

Anemia dengan kelebihan besi hepatik

Feritin rantai H (FTH1)

11 (61 Mb) Subunit protein penyimpanan besi, aktivitas feroksidase

Kelebihan besi (mutasi yang mengganggu elemen pengatur besi)

Feritin rantai L (FTL) 19 (54 Mb) Subunit protein penyimpanan besi

Sindrom Katarak Hiperferitinemia (mutasi yang mengganggu elemen pengatur besi)

Feroportin (SLC 40A1) [IREG1, MTP1]

2 (190 Mb) Transporter besi transmembran (eksporter)

Kelebihan besi predominan makrofag Hemokromatosis (mutasi yang menyebabkan insensitivitas hepsidin)

Frataxin (FXN) 9 (71 Mb) Pengantar besi mitokondria

Ataksia Fredereich

Glutaredoksin 5 (GLRX5) [GRX 5]

14 (95 Mb) Berperan biogenesis kluster Fe-S

Anemia dengan kelebihan besi dan sideroblas

Hemojuvelin (HFE2) [RGMC]

1 (144 Mb) Koreseptor untuk BMP

Hemokromatosis juvenile

Hepsidin (HAMP) [LEAP1]

19 (40 Mb) Hormon pengatur besi, mengikat feroportin

Hemokromatosis juvenile

HFE (HFE) [HLA-H] 6 (26 Mb) Mengatur hepsidin, interaksi dgTFR1 dan TFR2; kompleks sinyal dgTFR2

Hemokromatosis klasik terkait HLA

Mitoferin (SLC25A37)

8 (23 Mb) Impor besi mitokondria

Protoporfiria eritropoietik

Transferin (TF) 3 (135 Mb) Protein pengikat besi plasma, ligan untuk TFR1 dan TFR2

Atransferinemia (hipotransferinemia)

Transferrin receptor-2 (TFR2)

7 (100 Mb) Sensor transferin diferi; mengatur hepsidin, partisipasi dl sinyal HFE

Hemokromatosis

Umur Lower reference nutrient intake (LRNI)

Estimeted average requirement (EAR)

Reference nutrient intake (RNI)

0 – 3 bulan 0,9 (15) 1,3 (20) 1,7 (30) 4 – 6 bulan 2,3 (40) 3,3 (60) 4,3 (80) 7 – 9 bulan 4,2 (75) 6,0 (110) 7,8 (140) 10 – 12 bulan 4,2 (75) 6,0 (110) 7,8 (140) 1 – 3 tahun 3,7 (65) 5,3 (95) 6,9 (120) 4 – 6 tahun 3,3 (60) 4,7 (80) 6,1 (110) 7 – 10 years 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160) 11 – 14 tahun (pria) 6,1 (110) 8,7 (160) 11,3 (200) 11 –14 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 15 – 18 tahun (pria) 6,1 (110) 8,7 (160) 11,3 (200) 15 – 18 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 19 – 50 tahun (pria) 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160) 19 – 50 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 50+ tahun 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160)

Protein (simbol gen) [alias]

Kromosom manusia (posisi peta)

Fungsi protein Penyakit (disebabkan mutasi, kehilangan fungsi kecuali dijelaskan lain)

Seruloplasmin (CP) 3 (150 Mb) Plasma feroksidase Aseruloplasminemia DMT 1 (SLC11A2) [NRAMP2, DCT1]

12 (50 Mb) Transporter besi transmembran (importer)

Anemia dengan kelebihan besi hepatik

Feritin rantai H (FTH1)

11 (61 Mb) Subunit protein penyimpanan besi, aktivitas feroksidase

Kelebihan besi (mutasi yang mengganggu elemen pengatur besi)

Feritin rantai L (FTL) 19 (54 Mb) Subunit protein penyimpanan besi

Sindrom Katarak Hiperferitinemia (mutasi yang mengganggu elemen pengatur besi)

Feroportin (SLC 40A1) [IREG1, MTP1]

2 (190 Mb) Transporter besi transmembran (eksporter)

Kelebihan besi predominan makrofag Hemokromatosis (mutasi yang menyebabkan insensitivitas hepsidin)

Frataxin (FXN) 9 (71 Mb) Pengantar besi mitokondria

Ataksia Fredereich

Glutaredoksin 5 (GLRX5) [GRX 5]

14 (95 Mb) Berperan biogenesis kluster Fe-S

Anemia dengan kelebihan besi dan sideroblas

Hemojuvelin (HFE2) [RGMC]

1 (144 Mb) Koreseptor untuk BMP

Hemokromatosis juvenile

Hepsidin (HAMP) [LEAP1]

19 (40 Mb) Hormon pengatur besi, mengikat feroportin

Hemokromatosis juvenile

HFE (HFE) [HLA-H] 6 (26 Mb) Mengatur hepsidin, interaksi dgTFR1 dan TFR2; kompleks sinyal dgTFR2

Hemokromatosis klasik terkait HLA

Mitoferin (SLC25A37)

8 (23 Mb) Impor besi mitokondria

Protoporfiria eritropoietik

Transferin (TF) 3 (135 Mb) Protein pengikat besi plasma, ligan untuk TFR1 dan TFR2

Atransferinemia (hipotransferinemia)

Transferrin receptor-2 (TFR2)

7 (100 Mb) Sensor transferin diferi; mengatur hepsidin, partisipasi dl sinyal HFE

Hemokromatosis

Umur Lower reference nutrient intake (LRNI)

Estimeted average requirement (EAR)

Reference nutrient intake (RNI)

0 – 3 bulan 0,9 (15) 1,3 (20) 1,7 (30) 4 – 6 bulan 2,3 (40) 3,3 (60) 4,3 (80) 7 – 9 bulan 4,2 (75) 6,0 (110) 7,8 (140) 10 – 12 bulan 4,2 (75) 6,0 (110) 7,8 (140) 1 – 3 tahun 3,7 (65) 5,3 (95) 6,9 (120) 4 – 6 tahun 3,3 (60) 4,7 (80) 6,1 (110) 7 – 10 years 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160) 11 – 14 tahun (pria) 6,1 (110) 8,7 (160) 11,3 (200) 11 –14 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 15 – 18 tahun (pria) 6,1 (110) 8,7 (160) 11,3 (200) 15 – 18 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 19 – 50 tahun (pria) 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160) 19 – 50 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 50+ tahun 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160)

Page 62: Penerbit - erepo.unud.ac.id

47

Pengamatan timbulnya kelebihan besi pada tikus knock out pada upstream stimulatory factor 2 (USF-2), membawa penemuan akan gen hepsidin (HAMP) yang mengkode protein peptida antimikroba dan mediator dari immunitas bawaan. Hepsidin adalah hormon peptida yang terdiri dari 25-asam amino, anggota dari keluarga defensin yang terutama disekresi hati dan terdapat di seluruh spesies. Ada dua gen hepsidin di tikus, tetapi hanya satu gen, hepsidin-1, tampaknya memiliki aktivitas biologi. Hasil akhir penghapusan gen hepsidin pada tikus atau mutasi pada gen manusia menghasilkan kenaikan penyimpanan besi dalam tubuh, mungkin karena penyerapan yang berlebihan terkait dengan turunnya kadar besi dalam makrofag jaringan (Knouston et al., 2003).

Kekurangan besi yang didapatkan pada tikus transgenik yang secara konstitutif mengekspresikan hepsidin menunjukkan bahwa hepsidin memperantarai fungsi pengaturan penyimpanan (baik penyerapan besi di usus dan pengeluaran besi dari makrofag). Di sisi lain, sangat sedikit ekspresi hepsidin pada pengisian besi, diamati pada tikus dengan mutasi gen TF (TfR HPX) menunjukkan bahwa hepsidin juga merupakan faktor dalam pengaturan sinyal eritroid (signaling erythroid). Penurunan ekspresi hepsidin sebagai respon terhadap anemia non hipoksia dan ekspresi yang meningkat pada tikus dan manusia dengan inflamasi menunjukkan bahwa hepsidin juga dapat berperan dalam hipoksia dan kaskade pengaturan inflamasi. Hepsidin juga diketahui mengontrol kadar besi lewat interaksi langsung dengan FPN1, menyebabkan internalisasi dan degradasi FPN1 pada kadar besi yang tinggi, dengan akibat memblok pelepasan besi dari lokasi penyimpanan, hepatosit, enterosit dan makrofag. Meskipun interaksi antara hepsidin dan protein pengangkut di duodenum, DMT1 dan DCYTB belum dapat ditegakkan, beberapa penelitian menunjukkan bahwa protein ini juga dipengaruhi hepsidin. Pada gambar 17, terlihat peran sentral dari hepsidin sebagai protein penting dalam regulasi keseimbangan besi sistemik.

Gambar 17. Hepsidin memainkan peran sentral pada homeostasis besi sistemik. Hepsidin diproduksi di hati yang mengontrol pelepasan besi ke plasma dengan menginaktivasi feroportin

pada enterosit, makrofag, dan sel hepar sehingga besi tidak bisa dikeluarkan dari dalam sel. Demikian halnya produksi hepsidin dipengaruhi banyak faktor yang sebagian diantaranya saling

menghambat (Babbit dan Lin, 2010).

Page 63: Penerbit - erepo.unud.ac.id

48

Dalam kondisi basal, ekspresi gen hepsidin diperantarai melalui protein morfogenetik tulang (BMP) dan sinyal SMAD pathway. Ekspresi gen hepsidin adalah bagian yang diatur empat gen, yaitu hemojuvelin (HJV), TfR2 dan HFE, serta protein atipikal kompleks histocompatabilitas. HJV adalah anggota dari ko-reseptor protein BMP yang terikat pada membran dan mengikat ligan BMP (BMP1 atau BMP2). Kompleks HJV-BMP2 menginduksi kaskade sinyal BMP intraseluler yang dimediasi SMADs dan mengaktifkan ekspresi hepsidin. Knockout of SMAD4 akan membatalkan transkripsi gen hepsidin sehingga terjadi overload besi. Mediator inflamasi seperti IL-6 dan sitokin lain menginduksi transkripsi hepsidin dalam hepatosit melalui aktivasi dan pengikatan STAT-3 pada promoter gen hepsidin. Aktivasi STAT-3 membutuhkan SMAD4 dan penghapusan SMAD4 memblok mediasiSTAT-3 pada ekspresi hepsidin (Domenico et al., 2008). Promoter domain HAMP pada tikus dan manusia mempunyai tempat ikatan untuk faktor transkripsi HIF sehingga hal ini menunjukan bahwa regulasi negatif ekspresi hepsidin dalam kondisi hipoksia mungkin dimediasi anggota famili HIF (Peyssonaux et al., 2007).

1. Metabolisme dan molekul hepsidinPenemuan hepsidin telah menyediakan suatu penjelasan molekuler tentang regulasi

absorpsi dan distribusi besi khususnya pada anemia penyakit kronik (Ganz dan Nemeth, 2006; Price dan Schrier, 2010). Hepsidin manusia telah berhasil diidentifikasi di urine (Park et al., 2001) dan diberi nama hepsidin (hepatic bactericidal protein), karena disintesis di liver (hep- dari liver/hepatic) dan kemampuan antibakteri in vitro (-cidin dari baktericidal). Secara terpisah hepsidin manusia juga berhasil diisolasi di plasma yang juga disebut dengan istilah LEAP-1 (liver-expressed antimicrobial peptide-1) (Ganz, 2003). Meskipun hepsidin yang pertama diisolasi dari urine dan plasma, namun ekspresi mRNA hepsidin terutama dijumpai di hati baik pada tikus maupun manusia. (Leong dan Lonnerdal, 2004; Ganz dan Nemeth, 2006).

Hepsidin umumnya tersusun dari 25 asam amino, namun dapat juga hanya tersusun dari 20 atau 22 asam amino dengan gugus amino yang lebih pendek. (Ganz dan Nemeth, 2006). Pada manusia hanya ditemukan 1 jenis gen hepsidin (HAMP gene) pada kromosom 19, namun studi pada tikus menemukan 2 jenis gen hepsidin, Hepc 1 dan Hepc 2, namun hanya Hepc 1 yang diduga berperan dalam metabolisme besi. Prekursor awal dari hepsidin yang dikode mRNA berukuran 0.4 kb berupa propeptida (preprohepsidin) yang tersusun dari 84 asam amino, kemudian dipecah enzim peptidase menjadi prohepsidin dengan 60 asam amino, dan diproses lebih lanjut furin dan proprotein convertase membentuk hepsidin, suatu peptida yang tersusun dari 20, 22 atau 25 asam amino seperti terlihat pada gambar 18 (Babitt dan Lin, 2010).

Studi dengan spektrometri menunjukkan struktur hepsidin seperti pengikat rambut, di mana kedua sisinya dihubungkan dengan ikatan disulfida. Secara keseluruhan, hepsidin mempunyai empat ikatan disulfida intramolekuler dan delapan gugus sistein (yang saling dihubungkan ikatan disulfida) membentuk struktur seperti tangga, seperti terlihat pada gambar (Ganz, 2003). Selain itu, terdapat pemisahan lokasi antara gugus hidrofobik dan gugus hidrofilik pada hepsidin, yang dikenal dengan istilah struktur ambifatik, dimana gugus hidrofobik terletak pada sisi yang konveks dan gugus hidrofilik pada sisi yang konkaf.

Page 64: Penerbit - erepo.unud.ac.id

49

Struktur ambifatik dari hepsidin dan adanya ikatan disulfida, yang merupakan ciri khas dari peptida antimikroba lainnya, menyebabkan hepsidin mempunyai sifat antimikroba. Namun, secara in vitro, hepsidin hanya menunjukkan kapasitas anti mikroba yang lemah dan baru timbul pada konsentrasi yang sangat tinggi (10 – 30 uM), sedangkan kapasitas anti mikroba hepsidin secara in vivo masih perlu diteliti lebih lanjut. Studi menunjukkan bahwa ujung amino dari hepsidin berperan peting untuk regulasi besi. Selain itu, bentuk hepsidin dengan gugus amino yang lebih pendek (20 asam amino) ternyata merupakan bentuk yang tidak aktif, hal ini menunjukkan bahwa gugus amino juga berperan untuk interaksi hepsidin dengan reseptornya (Ganz dan Nemeth, 2009).

Hepsidin disintesis terutama di hati, namun beberapa sel dan jaringan tubuh yang lain juga mensintesis hepsidin dalam jumlah kecil dibandingkan sel hepatosit, yaitu jaringan adiposit, otak, sel makrofag dan neutrofil yang teraktivasi akibat infeksi bakteri. Hepsidin yang matang akan beredar di plasma, 89% dalam bentuk terikat spesifik pada α2-makroglobulin (Babitt dan Lin, 2010). Jalur utama ekskresi hepsidin adalah melalui ginjal, dimana pada fungsi ginjal yang normal, kadar hepsidin di urin berkorelasi dengan kadar hepsidin di plasma. Hanya 5% hepsidin yang ditemukan dalam bentuk utuh di urin, menunjukkan bahwa hepsidin tidak difiltrasi secara bebas di glomerulus, dimana hepsidin yang difiltrasi sebagian besar akan mengalami reabsorpsi dan degradasi di tubulus proksimal (Ganz dan Nemeth, 2009).

2. Fungsi dan mekanisme kerja hepsidinBanyak sekali data genetik yang menegaskan pentingnya hepsidin dalam mengatur

keseimbangan besi di dalam tubuh. Pada tikus transgenik yang mengekspresikan hepsidin secara berlebihan akan menunjukkan timbulnya ADB yang berat. Hepsidin merupakan regulator negatif dari homeostasis besi; hal ini terbukti dari beberapa studi pada tikus maupun manusia. Tikus dengan kehilangan gen USF2 (Upstream Stimulatory Factor 2), akan kekurangan mRNA hepsidin dan mengalami akumulasi besi, suatu kondisi yang menyerupai hemokromatosis pada manusia. Namun, studi berikutnya menemukan bahwa gangguan pada USF2 ternyata tidak berperan, dimana pada kondisi kehilangan USF2

Gambar 18. Struktur hepsidin (Ganz, 2003)

Page 65: Penerbit - erepo.unud.ac.id

50

ditemukan jumlah hepsidin mRNA yang normal dan metabolisme besi yang normal (Ganz, 2006). Tikus transgenik dengan peningkatan ekspresi hepsidin di hati ditemukan meninggal saat lahir dengan defisiensi besi berat, hal ini menunjukkan peran hepsidin sebagai regulator negatif pada transpor besi melalui plasenta menuju janin (Ganz, 2003).

Hubungan antara hepsidin dengan penyakit pada manusia pertama kali dilihat pada mutasi gen yang menginaktivasi hepsidin pada tipe yang jarang dari juvenile hemochromatosis (Roettoetal, 2003). Pada manusia dengan glycogen-storage disease type-1a dan anemia kronik, ditemukan adenoma besar di hati. Bagian hati yang normal hanya memproduksi hepsidin dalam jumlah kecil, namun bagian hati dengan adenoma akan memproduksi hepsidin dalam jumlah besar sehingga menimbulkan kondisi anemia defisiensi besi yang refrakter dengan terapi besi, namun kelainan hematologi sepenuhnya kembali ke normal setelah reseksi tumor. Studi ini menunjukkan bahwa tumor ini secara autonom memproduksi mRNA hepsidin secara berlebihan, dan produksi berlebihan hepsidin inilah yang menyebabkan anemia pada kasus ini, yang diduga melalui efek hambatan hepsidin pada proses pengeluaran besi dari tempat penyimpanan besi di hati. Dari studi ini juga muncul hipotesis yang lebih luas tentang peran hepsidin sebagai mediator pada anemia penyakit kronik secara umum.( Ganz dan Nemeth, 2009).

Sebagai peptida antimikroba, hepsidin dapat merusak membran sel bakteri dan menyediakan lingkungan pertumbuhan yang tidak sesuai untuk mikroorganisme. Mikroorganisme membutuhkan besi untuk memproduksi enzim superoxide dismutase yang dapat melindungi mereka terhadap radikal oksigen dari host. Dengan meningkatkan sekuestrasi besi di makrofag, hepsidin mengurangi ketersediaan besi untuk mikroorganisme, sehingga menghambat pertumbuhan bakteri intraseluler maupun bakteri di aliran darah. Salah satu bukti yang telah dilaporkan adalah hubungan terbalik antara insiden tuberkulosis dan RA (Rheumatoid Arthritis), di mana keterbatasan penyediaan besi pada RA akan melindungi terhadap infeksi tuberkulosis. Peningkatan ekspresi hepsidin secara jelas berkontribusi dalam patogenesis anemia pada penyakit kronis (atau anemia pada inflamasi), suatu kondisi dengan karakteristik hipoferemia sebagai hasil dari retensi besi di dalam makrofag. Ekspresi hepsidin dipicu lipopolysaccharite dan sitokin inflamasi IL-6 (Nemeth et al., 2004) yang merupakan molekul fase akut tipe 2. Anemia dan hipoksia merupakan regulator negatif. Ekspresi hepsidin meningkat pada inflamasi dan kelebihan besi sekunder (secondary iron overload) dan ditekan pada hemokromatosis herediter.

Dalam kondisi fisiologis, mamalia memproduksi dan menjaga jumlah hepsidin yang relatif stabil. Jumlah hepsidin yang rendah mencetuskan peningkatan penyerapan besi dari duodenum dan pelepasan besi dari retikuloendotelial makrofag. Kadar hepsidin menggambarkan persediaan besi didalam tubuh dan kebutuhan besi untuk eritropoeisis, sehingga pelepasan hepsidin dihambat ketika persediaan besi dalam tubuh kurang (seperti pada defisiensi besi) atau ketika besi dibutuhkan secara akut untuk eritropoeisis (seperti pada anemia atau hipoksia). Demikian halnya pelepasan hepsidin meningkat ketika persediaan besi akan diisi kembali atau selama respon inflamasi. Jadi, hepsidin jelas memenuhi fungsi baik sebagai “erythroid” maupun “store regulator”.

Diduga hepatosit menangkap sinyal yang berasal dari sumsum tulang dan tempat penyimpanan besi (hepatosit dan makrofag) untuk mengatur produksi dari hepsidin. Karena hati dan sumsum tulang bukan merupakan jaringan yang berdekatan, maka pengaturan ini harus berdasarkan pada sinyal yang terlarut dalam plasma (soluble plasma

Page 66: Penerbit - erepo.unud.ac.id

51

signal) yang masih belum diketahui. Hepsidin sendiri tampaknya merupakan mediator akhir baik untuk eryhtroid maupun store regulator dan jumlahnya sangatlah penting untuk penyerapan besi di usus maupun pelepasan besi dari makrofag. Perlu diperhatikan bahwa gambaran diatas mengenai fungsi hepsidin hampir semuanya berdasarkan pada data genetik (Papanikolaou et al., 2004).

Selain itu, adanya mutasi gen yang mempengaruhi hepsidin ternyata menyebabkan hemokromatosis pada manusia dan tikus. Sebaliknya suatu penelitian pada kondisi kekurangan hepsidin, ternyata ditemukan defisiensi besi yang berat, yang tidak membaik secara penuh dengan terapi besi parenteral. Hasil ini menunjukkan hepsidin menghambat transpor besi pada berbagai tempat, seperti epitel duodenum, makrofag, plasenta, dan kemungkinan pada beberapa sel tubuh yang lain (Ganz, 2003).

Adapun studi tentang mekanisme kerja hepsidin dalam regulasi homeostasis besi, pertama kali dikemukakan seperti terlihat pada gambar 19, dimana terdapat peningkatan ambilan besi yang terikat transferin TfR2 di hati, yang diikuti peningkatan sintesis dan sekresi hepsidin dari hati. Hepsidin di plasma selanjutnya akan berinteraksi dengan kompleks β2M-HFE-TfR1 (β2-Microglobulin- Hereditary Hemochromatosis Gene-Transferrin Receptor 1) untuk meningkatkan ambilan besi sel epitel di kripte duodenum dari sisi basolateral dan meningkatkan retensi besi di makrofag sistem retikuloendotelial. Sel-sel di kripte duodenum selanjutnya akan berdiferensiasi menjadi enterosit matang yang lebih sedikit mengekspresikan protein untuk transpor besi sehingga menurunkan absorpsi besi di duodenum (Leong dan Lonnerdal, 2004).

Gambar 19. Dugaan mekanisme kerja hepsidin. A.(1) Peningkatan ambilan besi TfR2 akan meningkatkan sekresi hepsidin hati. (2) Hepsidin akan berikatan dengan b2M-HFE-TfR1 dan akan (3) meningkatkan ambilan besi sel kripte dan (4) besi disimpan dalam makrofag. (5) sel

kripte akan menjadi enterosit yang akan mengeluarkan lebih sedikit protein tranpor sehingga (6) akan terjadi penurunan penyerapan besi di enterosit. B.(1) Peningkatan besi yang terikat dengan tranferin akan dideteksi hati melalui TfR2 dan HFE/TfR1. (2) akan terjadi peningkatan sekresi

hepsidin hati. (3) Hepsidin dalam plasma berinetraksi secara langsung dengan enterosit dan mengatur ekspresi FPN1 sehingga (4) mempengaruhi penyerapan besi

(Leong dan Lonnerdal, 2004).

Page 67: Penerbit - erepo.unud.ac.id

52

Percobaan pada tikus yang diinjeksi dengan hepsidin, ditemukan penurunan dramatis kadar besi serum (75%) dalam waktu 1 jam, dan efek hepsidin dapat bertahan selama 72 jam, kemungkinan disebabkan perlunya waktu untuk sintesis ulang reseptor hepsidin (feroportin) dalam jumlah yang cukup (Ganz, 2006). Berdasarkan tidak ditemukannya periode 2 – 3 hari antara penurunan ekspresi hepsidin dan peningkatan ekspresi transporter besi, menunjukkan bahwa hepsidin langsung bekerja pada enterosit yang matang dan bukan pada sel kripte, dimana sel kripte membutuhkan waktu 2-3 hari untuk bermigrasi ke vili-vili enterosit yang matang. Adanya penemuan ini, mendukung model mekanisme kerja hepsidin yang dikemukakan Anderson. (Leong dan Lonnerdal, 2004)

Berbagai sel tubuh, seperti enterosit duodenum, sinsitiotrofoblas plasenta, hepatosit, makrofag di hati dan limpa, dapat mengekspor besi intraseluler ke plasma. Feroportin adalah satu-satunya molekul transmembran untuk mengekspor besi pada mamalia (Ganz, 2006). Feroportin berperan untuk mengekspor besi intraseluler ke plasma dan diekspresikan dalam konsentrasi tinggi di sel-sel tubuh yang mampu mengekspor besi. Studi pada tikus menunjukkan peran penting feroportin untuk transpor besi dari ibu ke janin, absorpsi besi di duodenum, dan ekspor besi dari makrofag ke plasma (Ganz, 2006). Feroportin bekerja dengan bantuan enzim ferroxidase (hephaestin di enterosit dan seruloplasmin di makrofag) untuk mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+ yang kemudian ditranspor ke transferin plasma. Studi terbaru menunjukkan bahwa hepsidin bekerja mengatur homeostasis besi dengan terikat pada feroportin, dan diikuti internalisasi dan degradasi ferroportin di lisosom (gambar 20). Dengan menghilangnya feroportin dari membran sel, ekspor besi intraseluler ke plasma akan menurun (Ganz, 2006).

Gambar 20. Regulasi hepsidin pada ekspresi ferroportin (Ganz dan Nemeth, 2006)

Dengan demikian, pada kondisi cadangan besi normal atau meningkat, hati akan memproduksi hepsidin, yang akan beredar di sirkulasi menuju duodenum. Kemudian hepsidin akan terikat pada feroportin, diikuti internalisasi feroportin, sehingga transpor besi dari enterosit duodenum ke plasma akan terhambat. Sebaliknya, ketika cadangan besi menurun, produksi hepsidin di hati akan menurun, molekul feroportin diekspresikan pada membran basolateral enterosit untuk meningkatkan transpor besi dari sitoplasma enterosit ke transferin plasma. Interaksi hepsidin-feroportin juga dijumpai pada makrofag, dimana pada konsentrasi hepsidin yang tinggi, hepsidin akan terikat pada feroportin dan diikuti internalisasi ferroportin, sehingga ekspor besi ke plasma akan terhambat dan besi terperangkap dalam makrofag, terutama makrofag di limpa (Ganz, 2006).

Page 68: Penerbit - erepo.unud.ac.id

53

3. Regulasi ekspresi hepsidinSebagai pengatur homeostasis besi, sintesis hepsidin akan meningkat pada kondisi

kelebihan besi dan inflamasi serta menurun pada kondisi anemia dan hipoksia. Selain pada kondisi inflamasi, jalur molekuler yang mengatur sintesis hepsidin masih belum diketahui dengan jelas dan membutuhkan penelitian lebih lanjut. Gangguan regulasi sintesis hepsidin merupakan faktor penting pada patogenesis penyakit tertentu, dimana defisiensi hepsidin menyebabkan kelebihan besi atau hemokromatosis, sedangkan peningkatan hepsidin menyebabkan anemia penyakit kronik (Ganz dan Nemeth, 2006). Ekspresi hepsidin pada sel hepar diregulasi berbagai macam sinyal dan sebagian diantaranya saling berlawanan. Beberapa diantara sinyal tersebut antara lain ketersediaan besi sistemik (systemic iron availability) (Tf-2Fe3+), simpanan besi di hepar, aktifitas eritropoiesis, hipoksia dan infeksi/inflamasi. Semua sinyal ini akan diintegrasikan secara transcriptionally (gambar 21).

Gambar 21. Ekspresi hepsidin dipengaruhi berbagai sinyal yang beberapa diantaranya saling bertentangan (Anderson et al., 2009)

Hepatosit merupakan sumber utama hepsidin, dan jumlah yang lebih rendah diproduksi makrofag, adiposit dan mungkin sel lain. Sintesis hepsidin dikendalikan secara dominan pada tingkat transkripsional dan produksinya ditingkatkan oleh besi-transferin plasma sebagaimana juga besi yang disimpan di hepatosit (regulator penyimpanan), akan tetapi produksinya ditekan sebagai respon terhadap peningkatan kebutuhan besi untuk prekusor eritroid (regulator eritroid) dan berpotensi distimulasi inflamasi.

Regulasi oleh ketersediaan besi (systemic iron availability)Sejak penemuan fungsi biologis dari hepsidin banyak kemajuan yang telah dicapai

mengenai molekul dan jalur sinyal yang mengendalikan hepsidin dalam responnya terhadap besi dan juga peran beberapa mutasi protein seperti pada hemokromatosis herediter (HFE, HJV, dan TfR2). Gen HFE diperkirakan mempunyai aktifitas baik pada TfR1 dan TfR2 pada membran sel hepatosit, dugaan model ini didukung temuan pada studi model binatang. HFE mengikat TfR1 pada tempat yang sama (overlap) dengan tempat dimana

Page 69: Penerbit - erepo.unud.ac.id

54

terdapat lokasi untuk pengikatan transferin, sehingga transferin yang sudah mengikat besi (Tf-Fe) akan berkompetisi dengan HFE untuk berikatan dengan reseptornya. Sebaliknya reseptor transferin 2 (TfR2) dapat berikatan secara bersamaan baik dengan HFE maupun dengan transferin (Tf-Fe) (Gao et al., 2009). Mutasi rekayasa terhadap TfR1 dengan meningkatkan pengikatannya pada HFE menyebabkan ekspresi hepsidin yang rendah dan kelebihan besi sistemik mirip dengan tikus yang kekurangan HFE,dimana hal ini menunjukkan ikatan HFE pada TfR1 akan menghambat aktivasi hepsidin. Sebaliknya, mutasi yang menghilangkan interaksi HFE-TfR1 atau tikus dengan peningkatan kadar HFE menunjukkan ekspresi hepsidin yang tinggi dan berakhir pada keadaan defisiensi besi (Schmidt et al., 2008). Aktivasi hepsidin oleh holotransferrin memerlukan HFE dan TfR2. Hal ini menunjukkan konsentrasi Tf-Fe2 yang tinggi menggantikan kompleks HFE-TfR1 sehingga interaksinya HFE dengan TfR2 akan meningkatkan ikatan Tf-Fe2 pada TfR2. Kompleks HFE-TfR2 akan mengaktifkan trakskripsi hepsidin. Penelitian ke depan dibutuhkan untuk menentukan stoikiometri dari protein yang terlibat dalam Tf-Fe2-sensing complex dan untuk mengklarifikasi apakah HJV merupakan bagian dari hal tersebut.

Walaupun HFE dan TfR2 berperan terhadap aktivasi hepsidin, secara kuantitatif jalur sinyal BMP yang paling penting. Dengan mekanisme yang belum sepenuhnya dipahami sinyal tersebut melibatkan integrasi Tf-Fe2-sensing complex dan cadangan besi hepatosit. BMP6 diatur oleh besi, dimana aktivasi ekspresi mRNA BMP6 terjadi karena peningkatan dan penurunan zat besi, namun mekanismenya masih memerlukan penelitian lebih lanjut. Penurunan BMP6 pada tikus menunjukkan kadar hepsidin rendah dan timbunan besi berlebih (Meynard et al., 2009), walaupun BMP2 dan BMP4 juga dapat mengikat HJV. Secara autokrin BMP6 memiliki peran dalam diferensiasi kondrosit untuk menginduksi sinyal melalui HJV, suatu koreseptor BMP yang menempati reseptor BMP yang sesuai dalam proses regulasi besi. Kompleks BMP/HJV berikatan dengan reseptor BMP tipe I (Alk2 dan Alk3) dan tipe II (ACTRIIA) untuk menginduksi fosforilasi protein receptor activated SMAD (R-SMAD) dan pembentukan kompleks transkripsi aktif yang melibatkan faktor co-Smad, SMAD4.

Dua motif urutan (proksimal BMP-RE1 dan distal BMP-RE2) dari promotor hepsidin sangat penting untuk transkripsi melalui HJV, BMP6 dan SMAD4 (Casanovas et al., 2009), dan wilayah promotor yang mengandung BMP-RE2 berperan pada respon besi terhadap promotor hepsidin. Beberapa bukti menyoroti pentingnya sinyal HJV/BMP/SMAD terhadap aktivasi hepsidin: (1) terjadi penurunan fosforilasi R-Smad dalam hati tikus yang kekurangan HJV, (2) pemberian BMP2 dan BMP6 pada tikus akan menginduksi mRNA hepsidin dan menurunkan kadar besi serum, (3) antagonis BMP (seperti dorsomorphin) menghambat ekspresi mRNA hepsidin dan meningkatkan kadar besi serum, (4) gangguan spesifik co-SMAD4 hati mengakibatkan timbunan besi yang berat dengan penurunan transkripsi hepsidin, dan (5) hambatan terhadap iSMAD7 berpotensi menekan transkripsi hepsidin dalam model seluler (Mleczko-Sanecka et al., 2010). Menariknya, terjadi penurunan fosforilasi R-Smad pada tikus yang kekurangan HFE, menunjukkan bahwa HJV dan HFE bertindak bersama-sama untuk mengaktifkan transkripsi hepsidin. Komunikasi jalur sinyal BMP/Smad dan p38 MAPK mengaktifkan ekspresi mRNA hepsidin untuk menanggapi Tf-Fe2 hepatosit. Aktivasi p38-MAPK dan Erk1/2 tergantung pada HFE dan TfR2, jalur ini melemah pada tikus yang mengalami penurunan HFE atau TFR2 dan pada double-knockout mice (Wallace et al., 2009).

Page 70: Penerbit - erepo.unud.ac.id

55

Terlepas dari mutasi gen hepsidin sendiri, hanya mutasi HJV mengakibatkan hampir tidak adanya ekspresi hepsidin dan merupakan bentuk yang paling berat dari hemokromatosis herediter. Dengan demikian, HJV merupakan pusat untuk ekspresi hepsidin dan merupakan titik konvergensi input regulator yang multipel. Membrane-associated protease TMPRSS6 yang bermutasi pada IRIDA berinteraksi dengan HJV dan memotong HJV ketika kedua protein tersebut diekspresikan pada permukaan sel, menunjukkan bahwa HJV adalah target utama TMPRSS6 dalam regulasi besi (Silvestri et al., 2008). Secara genetik, kombinasi antara kekurangan HJV dan TMPRSS6 mengakibatkan timbunan besi, menunjukkan bahwa TMPRSS6 bekerja pada awal dari proses (Finberg et al., 2010). Peningkatan ekspresi HJV pada permukaan telah dikonfirmasi pada tikus dengan defisiensi TMPRSS6 atau pada pasien IRIDA. Proses pemecahan yang dimediasi furin akan melepaskan HJV dari sel untuk menghasilkan soluble HJV(sHJV), dimana molekul ini merupakan antagonis BMP-dependent hepsidin activation. Ekspresi mRNA furin diatur besi dan hipoksia, menunjukkan bahwa kedua hal tersebut terlibat dalam proses regulasi hepsidin (Silvestri et al., 2008). Karena ekspresi HJV yang tinggi dalam otot rangka, hal ini menimbulkan dugaan bahwa sHJV dilepaskan sebagai sinyal otot atas kekurangan zat besi. Penting untuk diketahui bahwa pembelahan HJV tampak tidak efektif tanpa adanya TMPRSS6, karena kurangnya aktivitas TMPRSS6 mengakibatkan kekurangan zat besi pada manusia dan tikus. Selanjutnya perlu untuk diketahui bagaimana pengaturan ekspresi dan aktivitas TMPRSS6 dan kontribusi relatif TMPRSS6 dan furin dalam pengaturan HJV dan homeostasis besi sistemik.

Neogenin suatu anggota keluarga DCC (deleted in colorectal cancer) dapat menstabilkan HJV untuk meningkatkan sinyal BMP dan ekspresi hepsidin. Pada tikus yang kekurangan neogenin, akan terlihat adanya timbunan besi dalam hati, kadar hepsidin yang rendah, dan penurunan sinyal BMP (Lee et al., 2010).

Sintesis hepsidin pada tikus akan meningkat 1 hari setelah diet tinggi besi dan konsentrasi hepsidin di urine manusia akan sangat meningkat dalam waktu kurang dari 1 hari setelah diet besi (Ganz dan Nemeth, 2006). Selain itu, hasil studi Nemeth et al. di Los Angeles, tahun 2003, menunjukkan bahwa pemberian beban besi pada hepatosit akan menurunkan 50% mRNA hepsidin. Makin tinggi beban besi yang diberikan, akan makin besar penurunan mRNA hepsidin. Adanya fakta bahwa defek pada HFE, TfR dan hemojuvelin yang menyebabkan penurunan kadar hepsidin, menimbulkan dugaan bahwa berbagai bentuk hemokromatosis disebabkan ketidakmampuan besi untuk merangsang sintesis hepsidin. Dengan demikian, muncul pendapat bahwa sintesis hepsidin diatur besi (Ganz et al., 2006).

Sintesis hepsidin dapat diatur baik oleh besi di sirkulasi yang terikat transferrin maupun cadangan besi intraseluler. Meskipun regulasi besi di sirkulasi dan besi intraseluler tampaknya melibatkan molekul yang berbeda, namun keduanya menggunakan jalur BMP (bone morphogenetic protein) untuk mengatur sintesis hepsidin. Jalur BMP telah diketahui merupakan pengatur ekspresi hepsidin yang penting. Molekul BMP bekerja melalui reseptor BMP, yang kemudian diikuti dengan fosforilasi kompleks SMAD1/SMAD5/SMAD8 yang berhubungan dengan molekul SMAD4, untuk selanjutnya mengalami trans lokasi ke nukleus. Di nukleus, kompleks ini bekerja sebagai faktor transkripsi untuk meningkatkan transkripsi hepsidin. Dari studi pada hati tikus dengan gangguan spesifik pada SMAD4, ditemukan kelebihan besi akibat penurunan sintesis hepsidin. Selain itu, jalur BMP juga melibatkan peran HJV (hemojuvelin) sebagai koreseptor spesifik pada

Page 71: Penerbit - erepo.unud.ac.id

56

regulasi besi. Studi pada tikus dan manusia dengan gangguan pada HJV, mendapatkan kelebihan besi akibat penurunan sintesis hepsidin. (Ganz dan Nemeth, 2009). Di samping besi di sirkulasi, cadangan besi intraseluler juga mempengaruhi sintesis hepsidin. Meskipun mekanisme yang pasti belum diketahui, namun bukti terbaru menunjukkan adanya peran BMP6, dimana protein BMP6 akan berinteraksi secara langsung dan spesifik dengan koreseptor HJV, mempengaruhi kompleks SMAD dan meningkatkan transkripsi hepsidin.

Regulasi hepsidin oleh eritropoesis mRNa hepsidin akan tertekan pada kondisi anemia atau hipoksia namun sekarang ini

nampak bahwa hal ini merupakan efek tidak langsung yang tergantung pada peningkatan produksi eritropoetin dan ekspansi prekusor eritroid di sumsum tulang (Mastrogiannaki et al., 2011) dan bukan merupakan efek langsung dari hipoksia pada promoter hepsidin. Studi pada sukarelawan normal, pemberian eritropoetin cukup untuk menurunkan hepsidin serum secara bermakna dalam waktu kurang dari 1 hari, pada kondisi tidak adanya perubahan besi serum yang signifikan (Ashby et al., 2010). Nampaknya, prekusor eritrosit yang terangsang memproduksi satu atau lebih faktor penghambat hepsidin namun proses molekuler dari regulator fisiologis eritroid ini belum diketahui. Efek supresi terhadap hepsidin bahkan lebih berat pada kondisi patologis seperti peningkatan eritropoesis inefektif, yang terlihat pada β-talasemia dan anemia diseritropoetik kongenital (Papanikolaou et al., 2005) dimana sejumalah besar prekusor eritroid yang mengalami apoptosis dapat memproduksi faktor penekan tambahan.

Dua anggota keluarga BMP, growth differentiation factor (GDF) 15 dan twisted gastrulation (TWSG) 1, diduga memiliki peranan dalam supresi hepsidin selama proses eritropoesis inefektif (Tanno et al., 2009) namun peran spesifiknya dalam homeostasis besi masih harus ditentukan. Pada tikus coba penekanan hepsidin sebagai respon terhadap plebotomi atau hemolisis tergantung pada aktivitas elektropoietik. Iradiasi dan hambatan sitotoksik dari eritropoiesis mencegah penekanan hepsidin. GDF15 dan TWSG1 dilepaskan prekursor eritroid. Konsentrasi GDF15 yang tinggi didapatkan dalam serum pasien dengan eritropoiesis yang tidak efektif seperti pada talasemia beta (Tanno et al., 2009). Konsentrasi GDF15 yang patologis dapat menekan proses transkripsi pada sel coba, tetapi mekanisme molekuler yang mendasari belum diketahui. Sebaliknya, konsentrasi GDF15 yang rendah gagal menekan hepsidin pada sel coba dan terlihat tidak efektif pada pasien dengan anemia sel sabit, sindrom mielodisplastik, dan APK (anemia penyakit kronik). Ekspresi TWSG1 meningkat pada tikus talasemik, dimana molekul ini diproduksi selama pematangan awal eritroblas. Dalam model selular, TWSG1 terikat pada protein BMP sehingga menghambat transkripsi sinyal BMP-dependent activation of SMAD-mediated sehingga terjadi penurunan aktivasi hepsidin (Tanno et al., 2009). Hubungan antara ekspresi TWSG1, parameter besi serum, dan kadar hepsidin belum diteliti pada penderita anemia. Eritropoiesis membutuhkan jumlah besi yang besar dan hambatan ekspresi hepsidin oleh sinyal eritropoietik merupakan peran fisiologis yang penting.

Regulasi hepsidin oleh anemia dan hipoksia Bukti-bukti telah menunjukkan bahwa hepsidin dapat bertindak sebagai erythroid

regulator yang menyampaikan signal kebutuhan besi untuk eritropoiesis, sehingga absorpsi besi di duodenum akan meningkat jika kebutuhan besi untuk eritropoiesis meningkat.

Page 72: Penerbit - erepo.unud.ac.id

57

Pada dua studi dengan model tikus yang mengalami anemia karena perdarahan akibat plebotomi berulang dan anemia hemolitik akibat pemberian fenilhidrazin, ditemukan penurunan kadar mRNA hepsidin di hepar yang diperiksa dengan metode analisis Northern blot dan penurunan transkripsi gen hepc1 di hepar yang diperiksa dengan RT-PCR. Selain itu, hasil studi ini juga menunjukkan bahwa pada kedua jenis anemia ini, kadar besi di hati tidak berubah, sehingga muncul hipotesis bahwa pengaruh negatif anemia pada ekspresi gen hepsidin lebih dominan dibandingkan pengaruh positif dari besi, dan diduga terutama melalui hipoksia. Studi ini juga menunjukkan bahwa hipoksia mampu menurunkan kadar transkripsi hepsidin pada sel hepatoma HepG2 dan Hep3B manusia serta pada tikus yang ditempatkan di ruangan hipoksia dan hipobarik. Data dari studi Park et al. 2006, menunjukkan bahwa kadar hepsidin mRNA berkorelasi positif dengan kadar besi serum, namun tidak tergantung kadar hemoglobin. Hal ini menunjukkan bahwa anemia mempengaruhi ekspresi hepsidin terutama secara tidak langsung.

Hipoksia merupakan inhibitor yang poten dari ekspresi hepsidin, meskipun tanpa anemia (Babitt dan Lin, 2010). Penurunan sintesis hepsidin pada kondisi hipoksia dapat menjelaskan adanya peningkatan pelepasan besi dari sistem retikuoendotelial dan peningkatan absorpsi besi di usus selama kondisi hipoksia, sehingga menyediakan cadangan besi yang cukup untuk proses eritropoiesis. Penurunan sintesis hepsidin ini diduga terjadi melalui jalur Hypoxia-Inducible Factor (HIF) yang mempengaruhi ekspresi hepsidin (Ganz dan Nemeth, 2009). HIF adalah suatu faktor transkripsi yang terdiri dari subunit-α (HIF-1α, HIF-2α atau HIF-3α) dan subunit-β (HIF-1β atau ARNT). Pada kondisi cukup oksigen, subunit HIF-α akan mengalami hidroksilasi. Sebaliknya, pada kondisi hipoksia, aktivitas hidroksilasi terhambat, sehingga subunit HIF-α akan mengalami akumulasi, translokasi ke nukleus, heterodimerisasi dengan ARNT dan terikat pada HREs (hypoxia-responsive promoter elements) dari gen hepsidin, selanjutnya diikuti hambatan transkripsi gen hepsidin (Babitt dan Lin, 2010).

Suatu studi menunjukkan bahwa HIF-1 akan terikat pada promoter hepsidin pada manusia dan tikus, namun studi lain menunjukkan bahwa ekspresi berlebihan atau kehilangan HIF-1 tidak mengubah ekspresi hepsidin, sehingga diduga hipoksia mempengaruhi hepsidin terutama secara tidak langsung. Kondisi hipoksia akan merangsang produksi eritropoietin, yang dapat menekan produksi hepsidin melalui peningkatan produksi eritroblast akibat rangsangan eritropoietin, yang diikuti sekresi produk mediator dari eritroblas (Ganz dan Nemeth, 2009). Hal ini terlihat pada studi dengan tikus yang diberikan injeksi eritopoietin, ditemukan penurunan dramatis dari ekspresi gen hepsidin pada tikus tersebut. Dengan demikian, diduga bahwa hipoksia mempengaruhi sintesis hepsidin terutama secara tidak langsung yaitu melalui eritropoietin.

Studi di London tahun 2010, menunjukkan penurunan bermakna kadar hepsidin plasma yang dimulai 24 jam setelah pemberian eritropoietin subkutan, mendekati maksimal pada hari ketiga dan membaik secara bertahap setelah 2 minggu. Penurunan ekspresi hepsidin oleh eritropoietin diduga terjadi akibat peningkatan aktivitas sumsum tulang yang terjadi melalui 3 mekanisme, dimana pendapat ini berdasarkan pada data bahwa penekanan sumsum tulang obat-obat sitostatika atau radiasi akan menghilangkan respon ini. Mekanisme yang pertama yaitu melalui penggunaan besi sumsum tulang sebagai respon terhadap eritropoietin, yang diikuti penurunan sintesis hepsidin melalui penurunan saturasi transferrin yang akan dikenali sel hepatosit. Namun, hasil studi menunjukkan bahwa penurunan kadar hepsidin ternyata mendahului penurunan saturasi

Page 73: Penerbit - erepo.unud.ac.id

58

transferrin, sehingga mengesankan bahwa peningkatan penggunaan besi sumsum tulang bukanlah mekanisme yang menyebabkan penurunan ekspresi hepsidin (Ashby et al., 2010).

Mekanisme yang kedua diduga melalui soluble transferrin receptor (sTfR) suatu indikator kebutuhan besi sumsum tulang yang beredar di sirkulasi. Soluble transferrin receptor adalah suatu reseptor yang berasal dari reseptor permukaan yang dilepaskan selama maturasi eritrosit. Studi menunjukkan bahwa soluble transferrin receptor akan meningkat selama eritropoiesis dan berkorelasi negatif dengan ekskresi hepsidin di urine (Park et al., 2006; Ashby et al., 2010).

Mekanisme ketiga diduga melibatkan peran dua protein yang dihasilkan prekusor eritroid di sumsum tulang, yaitu GDF15 (Growth Differentiation Factor15) dan TWSG1 (Twisted Gastrulation Protein). GDF15 adalah anggota dari TGF-β superfamily. Meskipun studi pada tikus menunjukkan bahwa adanya gangguan pada GDF15 tidak disertai gangguan pada status besi tubuh, namun dosis GDF15 yang lebih besar ternyata menghambat sintesis mRNA hepsidin pada studi in vitro. Selain itu, hasil studi menunjukkan bahwa GDF15 dapat menekan ekspresi hepsidin pada kultur sel hepatosit dan GDF15 ditemukan di sirkulasi dalam kadar yang sangat tinggi pada talassemia-β sehingga menjelaskan penurunan ekspresi hepsidin pada kondisi kelebihan cadangan besi tubuh, telah memperkuat pendapat tentang GDF15 sebagai mediator penghambat hepsidin. (Ganz dan Nemeth, 2009; Ashby et al., 2010) TWSG1 adalah protein pengikat BMP yang diproduksi selama maturasi eritroblast fase awal, dan dapat menghambat sintesis hepsidin in vitro melalui jalur regulasi hepsidin yang melibatkan BMP (Tanno et al., 2007; Ganz dan Nemeth, 2009).

Pada kondisi dimana aktivitas eritropoiesis terhambat akibat obat-obatan sitotoksik atau radiasi, sintesis mRNA hepsdin tidak menurun meskipun terjadi anemia berat (Ganz dan Nemeth, 2009). Studi pada tikus menunjukkan penurunan hebat ekspresi hepsidin pada tikus yang mendapat radiasi untuk menghambat eritropoiesis (Park et al., 2006). Transfusi darah akan mempengaruhi produksi hepsidin dengan 2 cara, yaitu 1) mengatasi anemia dan menekan proses eritropoiesis sehingga produksi hepsidin menurun, atau 2) meningkatkan beban besi tubuh sehingga produksi hepsidin meningkat. Studi tentang ekskresi hepsidin urine sebelum transfusi dan 3 – 4 hari setelah transfusi, menunjukkan bahwa sebagian besar pasien menunjukkan peningkatan kadar hepsidin (Ganz dan Nemeth, 2006).

Hal yang penting dari hasil ini studi bahwa sintesis hepsidin dapat ditekan eritropoietin adalah munculnya pendapat tentang penggunaan eritropoietin sebagai modalitas terapi pada anemia penyakit kronik, dimana hal ini berdasarkan adanya 2 mekanisme yang berperan untuk terjadinya anemia penyakit kronik yaitu penurunan respon eritropoietin dan gangguan transpor besi (Ashby et al., 2010).

Regulasi hepsidin akibat inflamasiSelama infeksi dan inflamasi, produksi dan konsentrasi hepsidin sangat meningkat

(Ganz et al., 2008). Sirkuit regulasi ini diduga berhubungan dengan peran hepsidin dalam mekanisme pertahanan tubuh dimana restriksi besi yang dimediasi hepsidin dapat membatasi pertumbuhan mikrobial. Banyak sitokin yang dapat menstimulasi transkripsi hepsidin selama inflamasi, yang utama adalah IL-6 dan anggota keluarga BMP (Maes et al., 2010). Interleukin-6 mengaktivasi jalur JAK-STAT3, dimana STAT3 terikat pada lokasi

Page 74: Penerbit - erepo.unud.ac.id

59

pengikatan kanonikal di promoter hepsidin, menyebabkan stimulasi transkripsi sintesis hepsidin. Jalur BMP dan IL-6 bersinergis melalui mekanisme yang belum sepenuhnya dimengerti (Maes et al., 2010). Terikatnya IL-6 pada reseptornya menyebabkan aktivasi JAK (janus kinase) dan fosforilasi STAT3, suatu signaling molecule intraseluler, seperti terlihat pada gambar 22. STAT3 yang terfosforilasi akan mengalami dimerisasi dan translokasi ke nukleus, yang selanjutnya akan berinteraksi dengan elemen DNA di proksimal promoter hepsidin. Induksi sintesis hepsidin melalui IL-6 ini membutuhkan jalur BMP-Smad yang utuh, dimana mutasi pada elemen BMP proksimal akan mengganggu proses induksi sintesis hepsidin IL-6 (Babitt dan Lin, 2010). Hasil studi eksperimental dengan model tikus maupun manusia, menunjukkan kerja IL-6 pada sel hepatosit untuk meningkatkan produksi hepsidin (Fleming et al., 2012).

Proses inflamasi diduga berperan pada peningkatan kadar hepsidin serum yang terlihat pada banyak pasien dewasa dengan anemia sel sabit. Pada tikus yang diinjeksi dengan lipopolisakarida (LPS) akan terjadi peningkatan transkripsi hepsidin walaupun dalam konteks besi yang berlebih, LPS melawan penurunan ekspresi hepsidin dalam menanggapi kekurangan besi, menunjukkan bahwa sinyal yang terintegrasi pada promotor hepsidin, inflamasi dan pengaturan penyimpanan besi bekerja secara independen. Ekspresi hepsidin juga ditingkatkan retikulum endoplasma (RE) yang stres. Respon stres ini dapat dikendalikan faktor transkripsi cyclic AMP response element-binding protein H (CREBH) (Vecchi et al., 2009) atau stress-inducible transcription factors CHOP and C/EP alpha (Oliveira et al., 2009). Dikatakan bahwa peningkatan transkripsi hepsidin dan kurangnya besi dapat mewakili mekanisme pertahanan terhadap proliferasi sel yang berlebih dan kanker, dan mungkin dengan pengikatan protein penekan tumor p53 sebagai respon elemen dalam promotor hepsidin.

Sintesis hepsidin akan cepat meningkat pada kondisi infeksi dan inflamasi, melalui mekanisme yang tidak tergantung pada status besi tubuh dan aktivitas eritropoiesis (Ganz, 2006).

Gambar 22. Regulasi sintesis hepsidin 4 sinyal fungsional yang telah diketahui mengatur ekspresi nya :inflamasi, anemia-hipoksia, status besi dan eritropoiesis. Inflamasi dan peningkatan kadar besi akan diikuti dengan peningkatan ekspresi hepsidin, sedangkan eritropoiesis dan penurunan

tekanan oksigen akan diikuti dengan penurunan hepsidin(Fleming et al., 2012)

Page 75: Penerbit - erepo.unud.ac.id

60

Studi pada manusia yang diberikan infus lipopolisakarida, akan menyebabkan peningkatan ekskresi hepsidin di urine (Ganz dan Nemeth, 2006). Selain itu, studi pada manusia yang diberikan infus dengan IL-6, ekskresi hepsidin di urine akan meningkat 7.5 kali lipat dalam waktu 2 jam setelah pemberian infus, yang diikuti penurunan kadar besi serum dan saturasi transferrin sebesar 30% (Ganz, 2006). Studi lain menunjukkan bahwa penambahan antibodi terhadap IL-6 pada kultur sel hepatosit akan menghilangkan secara penuh respon peningkatan hepsidin akibat rangsangan lipopolisakarida. Dengan demikian, diantara sitokin-sitokin yang dihasilkan makrofag akibat rangsangan lipopolisakarida, IL-6 adalah sitokin yang paling berperan. Hasil studi pada tikus yang mengalami inflamasi akibat injeksi turpentine subkutan, menunjukkan adanya hipoferemia pada tikus yang normal, namun hipoferemia tidak ditemukan pada tikus dengan penurunan hepsidin, seperti terlihat pada gambar 22. Hal ini menunjukkan bahwa aksis IL-6-hepsidin berperan penting pada hipoferemia yang terjadi pada inflamasi (Ganz, 2006).

Pada kondisi inflamasi, juga ditemukan peningkatan sintesis hepsidin makrofag. Hal ini diduga akibat rangsangan lipopolisakarida dan bakteri patogen tertentu melalui Toll-like receptors dan diduga melibatkan jalur IL-6/STAT3. Peningkatan sintesis hepsidin ini akan menurunkan ekspresi feroportin di permukaan sel secara autokrin. Meskipun jumlahnya lebih sedikit dibandingkan di hati, peningkatan sintesis hepsidin di makrofag pada kondisi infeksi akan berperan pada mekanisme pertahanan tubuh dengan menghambat ketersediaan besi untuk mikroorganisme patogen (Babitt dan Lin, 2010).

Studi pada tikus menunjukkan bahwa tikus tanpa IL-6 yang mengalami inflamasi kronik, ternyata tetap terjadi peningkatan mRNA hepsidin, sehingga diduga ada sitokin lain yang dapat mempengaruhi produksi hepsidin, yaitu IL-1 yang telah ditemukan mampu meningkatkan mRNA hepsidin melalui mekanisme yang tidak tergantung IL-6. Mekanisme kerja IL-1 belum diketahui dengan pasti, namun diduga melalui efek IL-1 yang meningkatkan sintesis NO (nitric oxide). NO diduga berperan pada homeostasis besi dengan meningkatkan pengikatan IRP 1 (iron regulatory protein 1) pada IRE (iron-responsive element) dan memicu degradasi IRP 2 sehingga mencegah terikatnya IRP 2 pada IRE. Selain itu, penambahan aminoguanidine, suatu inhibitor NOS (nitric oxide synthase) menyebabkan hilangnya efek rangsangan sintesis hepsidin sel hepatosit (Lee et al., 2004). Selain IL-1, TGF-β (transforming growth factor-β) juga ditemukan mengatur sintesis hepsidin pada tikus, namun perannya pada manusia belum berhasil dibuktikan (Ganz, 2006). Studi lain pada manusia, menunjukkan bahwa kadar mRNA hepsidin dapat dihambat TNF-α melalui mekanisme yang tidak melibatkan IL-6. IFN-β juga ditemukan dapat menghambat transkripsi hepsidin pada sel hepatosit tikus (Lee et al., 2004).

Studi pada manusia Nemeth et al., (2003) menemukan bahwa sintesis mRNA hepsidin dapat meningkat akibat rangsangan IL-6, tapi tidak dipengaruhi IL-1 atau TNF-α (tumor necrosis factor-α), menunjukkan bahwa hepsidin adalah reaktan fase akut tipe II. Terdapat 2 tipe respon protein fase akut yang dihasilkan hepatosit; dimana respon tipe I diinduksi golongan sitokin IL-1 (IL-1α, IL-1β, TNF-α dan TNF-β) dan meningkatkan produksi amyloid A serum, C-reactive protein, dan komplemen C3, sedangkan respon tipe II diinduksi sitokin IL-6 dan meningkatkan sintesis fibrinogen, haptoglobin, dan α1-antitrypsin. Sintesis hepsidin akan meningkat dalam 8 jam setelah induksi IL-6 dan lipopolisakarida, namun tidak dipengaruhi IL-1α dan TNF-α, menunjukkan bahwa hepsidin adalah respon protein fase akut tipe II. Dua puluh empat jam setelah pemberian sitokin, sintesis mRNA hepsidin akan diinduksi IL-1α, namun hal ini diduga akibat efek

Page 76: Penerbit - erepo.unud.ac.id

61

tidak langsung IL-1 yang menginduksi sintesis IL-6 sel hepatosit. Pendapat ini ditunjang hasil studi bahwa penambahan antagonis reseptor IL-1 pada media yang mengandung sel monosit dengan lipopolisakarida, ternyata ekspresi hepsidin tidak berkurang. Hal ini menunjukkan bahwa IL-1 bukan merupakan mediator langsung dari sintesis hepsidin.

Regulasi hepsidin akibat defisiensi besiDefisiensi besi dapat menghambat sintesis hepsidin melalui mekanisme yang

berbeda. Mekanisme yang pertama diduga melibatkan HIF, di mana proses hidroksilasi subunit HIF-α selain melalui oksigen, juga terjadi melalui 2-oxoglutarate-dependent dioxygenases yang tergantung besi (Babitt dan Lin, 2010). Mekanisme kedua diduga melalui TMPRSS6, meskipun mekanismenya dalam menghambat ekspresi hepsidin belum diketahui dengan pasti. TMPRSS6 terutama diekspresikan di hati. Studi in vitro menunjukkan ekspresi berlebihan TMPRSS6 akan melepaskan HJV yang terikat pada permukaan sel dan menghasilkan HJV yang larut (sHJV) dalam plasma. Molekul HJV yang larut inilah yang akan menghambat secara kompetitif kompleks BMP.

Dengan demikian, secara ringkas, dinamika regulasi sintesis hepsidin dipengaruhi besi, anemia, hipoksia, eritropoiesis dan inflamasi, sebagaimana terlihat pada tabel 3 di bawah ini (McGrath dan Rigby, 2004).

62

melalui TMPRSS6, meskipun mekanismenya dalam menghambat ekspresi hepsidin belum diketahui dengan pasti. TMPRSS6 terutama diekspresikan di hati. Studi in vitro menunjukkan ekspresi berlebihan TMPRSS6 akan melepaskan HJV yang terikat pada permukaan sel dan menghasilkan HJV yang larut (sHJV) dalam plasma. Molekul HJV yang larut inilah yang akan menghambat secara kompetitif kompleks BMP.

Dengan demikian, secara ringkas, dinamika regulasi sintesis hepsidin dipengaruhi besi, anemia, hipoksia, eritropoiesis dan inflamasi, sebagaimana terlihat pada tabel 3 di bawah ini (McGrath dan Rigby, 2004). Tabel 3. Dinamika regulasi sintesis hepsidin (McGrath dan Rigby, 2004) Aferen : darah Ą Hepar Ą Eferen : duodenum Inflamasi/infeksi Ą IL-6 ŷ Produksi hepsidin ŷ Ź absorpsi besi

Sekuestrasi besi di makrofag Besi tubuh ŷ (hemokromatosis, hemosiderosis)

Produksi hepsidin ŷ Ź absorpsi besi Sekuestrasi besi di makrofag

Besi tubuh Ź (perdarahan) Produksi hepsidin Ź ŷ absorpsi besi Pelepasan besi dari makrofag

Anemia, hipoksia Produksi hepsidin Ź ŷ absorpsi besi Pelepasan besi dari makrofag

Eritropoiesis ŷ Produksi hepsidin Ź ŷ absorpsi besi Pelepasan besi dari makrofag

Protein yang ikut berperan pada regulasi besi sistemik 1. IRP (Iron Regulatory Protein)

Sejumlah gen yang terkait dengan pemeliharaan homeostasis besi diatur secara

ketat sebagai respon terhadap kadar besi intraseluler melalui mekanisme paska transkripsi yang melibatkan interaksi antara iron regulatory protein sitosol (IRP) dan struktur stem-loop yang dikenal sebagai iron responsive element (IRE). Motif IRE ada di lokasi baik 5' ataupun 3' untranslated region (UTR) dari beberapa target mRNA protein (lihat tabel 1). Dua protein pengatur besi sitosol, IRP-1 dan IRP-2, ada di sebagian besar sel dan kedua protein ini dapat mengikat struktur IRE ketika kadar besi seluler mengalami penurunan. Namun, dalam kondisi besi yang penuh ikatan RNA dengan cepat diinaktivasi baik modifikasi paska translasi dari IRP-1 atau degradasi dari IRP-2.

Mekanisme yang mendasari inaktivasiIRP-1 (yang tergantung besi) telah dipelajari secara ekstensif. Struktur IRP-1 sangat mirip dengan akonitase mitokondria yang mengubah sitrat menjadi isositrat dalam siklus asam trikarboksilat. Dalam kondisi kekurangan besi, IRP-1 aktif terikat pada IRE, tetapi ketika besi penuh didalam sel, IRP-1 bertindak sebagai akonitase sitoplasma. Fungsi ganda ini dikendalikan oleh ada atau tidak adanya cluster besi-sulfur. Ketika besi seluler tinggi, cluster 4Fe-4S dimasukkan ke dalam IRE-binding pocket dari IRP-1 dan ditahan pada tempat itu oleh tiga residu sistein (conserved cystein residues) (residu ini juga hadir dalam akonitase mitokondria). Dalam kondisi tersebut, IRP-1 melakukan perubahan konformasi tertutup sehingga tidak dapat mengikat IRE. Besi pada posisi keempat di cluster sangat labil dan mudah dilepas ketika kadar besi seluler turun, sehingga terjadi pembongkaran kluster

Tabel 3. Dinamika regulasi sintesis hepsidin (McGrath dan Rigby, 2004)

Protein yang ikut berperan pada regulasi besi sistemik1. IRP (Iron Regulatory Protein)

Sejumlah gen yang terkait dengan pemeliharaan homeostasis besi diatur secara ketat sebagai respon terhadap kadar besi intraseluler melalui mekanisme paska transkripsi yang melibatkan interaksi antara iron regulatory protein sitosol (IRP) dan struktur stem-loop yang dikenal sebagai iron responsive element (IRE). Motif IRE ada di lokasi baik 5’ ataupun 3’ untranslated region (UTR) dari beberapa target mRNA protein (lihat tabel 1). Dua protein pengatur besi sitosol, IRP-1 dan IRP-2, ada di sebagian besar sel dan kedua protein ini dapat mengikat struktur IRE ketika kadar besi seluler mengalami penurunan. Namun, dalam kondisi besi yang penuh ikatan RNA dengan cepat diinaktivasi baik modifikasi paska translasi dari IRP-1 atau degradasi dari IRP-2.

Mekanisme yang mendasari inaktivasiIRP-1 (yang tergantung besi) telah dipelajari secara ekstensif. Struktur IRP-1 sangat mirip dengan akonitase mitokondria yang mengubah sitrat menjadi isositrat dalam siklus asam trikarboksilat. Dalam kondisi kekurangan besi, IRP-1 aktif terikat pada IRE, tetapi ketika besi penuh didalam sel, IRP-1 bertindak sebagai

Page 77: Penerbit - erepo.unud.ac.id

62

akonitase sitoplasma. Fungsi ganda ini dikendalikan oleh ada atau tidak adanya cluster besi-sulfur. Ketika besi seluler tinggi, cluster 4Fe-4S dimasukkan ke dalam IRE-binding pocket dari IRP-1 dan ditahan pada tempat itu oleh tiga residu sistein (conserved cystein residues) (residu ini juga hadir dalam akonitase mitokondria). Dalam kondisi tersebut, IRP-1 melakukan perubahan konformasi tertutup sehingga tidak dapat mengikat IRE. Besi pada posisi keempat di cluster sangat labil dan mudah dilepas ketika kadar besi seluler turun, sehingga terjadi pembongkaran kluster Fe-S, dan ini memungkinkan protein IRP untuk mengikat urutan IRE (Meyron-Holtz et al., 2004). IRP-2 ditemukan dalam jumlah yang lebih sedikit dibanding IRP-1 dan akan disintesis de novo ketika kadar besi seluler rendah tetapi menjadi target untuk degradasi proteosomal ketika kadar besi tinggi. IRP-2 memberikan kontribusi signifikan terhadap aktivitas total pengikatan RNA IRP dalam beberapa jaringan terutama di otak dan usus. Kedua IRP-1 dan IRP-2 ini dapat berikatan dengan sekuen dari molekul IRE, namun bukti menunjukkan bahwa IRP-2 mungkin dapat lebih mengenali secara eksklusif bagian-bagian spesifik dari urutan IRE.

2. HFEHemokromatosis herediter adalah kelainan bawaan dari metabolisme besi yang

umum ditemukan (sekitar 1:200 orang, terutama dari Eropa Utara yang terkena) yang ditandai dengan akumulasi besi yang berlebihan dan deposisi di dalam beberapa jaringan, terutama hati. Bentuk yang paling umum dari hemokromatosis muncul dari mutasi resesif autosomal yang mengarah ke substitusi tirosin ke sistein pada asam amino 282 (C282Y) dari protein HFE. Mutasi lainnya, seperti H63D dan S65C berhubungan dengan kelainan yang lebih ringan. Mutasi yang jarang lainnya termasuk mutasi missense di ekson 2 pada gen HFE (I105T dan G93R) dan mutasi splice- site (IVS3 + 1G/T) yang dapat berkontribusi pada fenotipe hemokromatosis klasik (Sebastiani et al., 2007).

Protein HFE adalah anggota dari famili molekul kelas 1 MHC yang terlibat dalam presentasi antigen ke sel T. Seperti protein kelas 1 lainnya, HFE berisi tiga loop ekstraseluler (α1, α2, α3) yang penting untuk fungsinya. Wilayah α3 diperlukan bagi HFE untuk berasosiasi dengan β2-mikroglobulin untuk proses intraseluler secara normal dan ekspresi pada permukaan sel. Bukti terbaru juga menunjukkan bahwa loop α3 merupakan bagian untuk interaksi HFE/TfR2 (Chen et al., 2007). Selain interaksinya dengan β2-mikroglobulin, HFE juga mengikat TfR1, melalui loop α2- nya, untuk mengatur ambilan besi-transferin masuk ke dalam sel. Karena interaksi ini, tidaklah mengherankan bahwa protein HFE banyak diekspresikan dalam beberapa jaringan yang memiliki peran utama dalam metabolisme besi di dalam tubuh, terutama hati (dalam sel Kupffer dan hepatosit) tetapi juga pada duodenum (dimana ia ditemukan secara eksklusif dalam kriptus dari Lieberkϋhn), dan jaringan makrofag serta monosit yang beredar. Keterlibatan HFE dalam metabolisme besi dikonfirmasi lebih lanjut dengan menggunakan tikus knockout HFE, dimana tikus ini akan menderita kelebihan besi pada hati dan menyerupai fenotip hemokromatosis herediter pada manusia (Srai et.al.,2012).

3. HepsidinHepsidin adalah pengatur utama homeostasis besi dalam tubuh. Gen HAMP (hepsidin

antimicrobal peptida) diekspresikan terutama di hati dan mRNA-nya mengkode asam amino 84 pre-pro-peptida yang akan mengalami pembelahan untuk melepaskan peptida 25 asam amino yang aktif ke dalam sirkulasi. Peptida matang mengandung delapan residu

Page 78: Penerbit - erepo.unud.ac.id

63

sistein yang menghasilkan empat ikatan disulfida yang pada awalnya diperkirakan akan memberikan struktur seperti jepit rambut (a distorted hairpin-like structure). Namun, analisis lebih lanjut telah menghasilkan struktur yang diperbaharui untuk hepsidin, terdiri dari β-sheet yang stabil bersama-sama dengan β hair-pin loop (Jorgan et al., 2009). Hepsidin pertama kali diidentifikasi sebagai peptida antimikroba dalam ultrafiltrasi plasma manusia dan urin. Namun, menjadi lebih jelas bahwa ekspresi hepsidin ini juga terkait dengan pengaturan status besi tubuh baik dalam kondisi sehat maupun dalam kondisi penyakit. Studi mengungkapkan bahwa ekspresi hepsidin meningkat dramatis ketika besi di sel hati tinggi (setelah diberikan besi lewat diet), dan akan diturunkan kadarnya apabila diberikan masukan diet yang kadar besinya rendah. Selain diatur besi, ekspresi hepsidin juga berespon secara dramatis untuk menyesuaikan dengan kebutuhan eritroid akan besi. Plebotomi, hemolisis dan peningkatan kadar eritropoietin, merupakan rangsangan utama untuk retikulositosis, semuanya menghambat produksi hepsidin, dan menghasilkan kenaikan pemakaian besi dari diet (Ganz, 2006).

Peran hepsidin dalam metabolisme besi pertama kali ditegakan dengan menggunakan tikus knock out dimana faktor transkripsi USF2-nya dihapus. Hewan ini berkembang mengalami kelebihan besi yang berat, sangat mirip dengan yang ditemukan pada hemokromatosis manusia dan pada tikus Hfe - /.-. Pemeriksaan berikutnya pada tikus Usf2 - / - mengungkapkan bahwa gen hepsidin juga terganggu dan pada studi dengan strategi an alternative gene-targeting strategy, didapatkan bahwa kelainan itu adalah akibat gangguan pada gen hepsidinnya dan tidak pada kelainan USF2 nya yang mengakibatkan kelebihan besi. Penelitian terbaru telah menunjukkan hubungan lebih lanjut antara ekspresi hepsidin dan pengaturan metabolisme besi manusia. Mutasi gen HAMP (93delG dan C166T-keduanya mutasi resesif homozigot) menimbulkan penyakit kelebihan besi berat yang biasanya terjadi pada individu pada akhir umur belasan dan awal dua puluhan, yang disebut hemokromatosis juvenile (juga dikenal sebagai tipe 2B HFE). Selanjutnya mutasi pada gen hepidin juga dapat mengubah struktur dan fungsi dari peptida matang (Wallace et al., 2007).

Hepsidin diperkirakan memberi efek pada metabolisme besi dengan menghambat pengeluaran besi melalui pengangkut (transporter) feroportin. Sejumlah penelitian in vitro menunjukkan bahwa hepsidin mengikat langsung feroportin, secara cepat (dalam waktu 1 – 4 jam) menstimulasi proses internalisasi dan degradasi feroportin. Hal ini pada gilirannya mengganggu pelepasan besi dari sel target (yaitu, makrofag retikuloendotelial dan enterosit duodenum) ke dalam sirkulasi. Studi baik in vivo dan in vitro mendukung modus kerja ini pada makrofag, data terakhir, menunjukkan bahwa transportasi besi usus tidak terpengaruh hepsidin dengan intensitas yang sama. Diusulkan bahwa pada pelepasannya ke dalam sirkulasi, hepsidin pada awalnya mentargetkan daur ulang besi makrofag yang mengakibatkan down-regulation ekspresi protein feroportin dan sebagai akibatnya terjadi hipoferemia. Efek penghambatan hepsidin pada transportasi besi duodenum dan feroportin enterosit hanya terlihat pada paparan kronis dari hepsidin. Karena makrofag retikuloendotelial mendaur ulang sekitar 20-25 mg Fe/hari dari senescent sel darah merah, dibandingkan dengan hanya 1-2 mg Fe/hari besi dari diet enterosit duodenum, disepakati bahwa makrofag yang berespon lebih akut terhadap kadar hepsidin sepenuhnya konsisten dengan sangat pentingnya fungsi hepsidin dalam mempertahankan homeostasis besi dalam tubuh.

Page 79: Penerbit - erepo.unud.ac.id

64

4. TMPRSS6Sejumlah penyelidikan mengidentifikasi individu dengan kekurangan besi

yang tidak berespon terhadap terapi suplementasi besi. Penelitian terbaru telah mengidentifikasi beberapa mutasi pada gen TMPRSS6 yang menimbulkan kelainan ini. TMPRSS6 mengkode anggota dari famili tipe II transmembran serine protease yang dikenal sebagai matriptase-2. Peran pentingnya dalam pengendalian status besi di dalam tubuh masih belum jelas, namun, dua model tikus baru-baru ini telah digunakan untuk mengetahui isu tersebut yaitu tikus topeng (the mask mouse) (yang muncul dari mutasi resesif kimiawi dalam Tmprss6), dan tikus knockout Tmprss6. Kedua model tikus ditandai anemia mikrositik dan hilangnya bulu secara progresif dari tubuh tetapi tidak pada wajah. TMPRSS6 tampaknya menjadi penekan ekspresi hepsidin, mungkin bekerja melalui pemecahan protein pengatur hemojuvelin yaitu soluble hemojuvelin. Dalam tikus topeng dan Tmprss6-/-, atau pada subyek manusia dengan mutasi TMPRSS6, kurangnya matriptase-2 menghasilkan peningkatan kadar hepsidin yang tidak sesuai. Perubahan ekspresi hepsidin pada gilirannya menyebabkan efek hilir (downstream effects) pada penyerapan besi di usus dan daur ulang besi makrofag. Studi dari asosiasi genome juga mengidentifikasi bahwa gen TMPRSS6 sebagai kandidat kuat untuk menentukan status besi (Srai et al., 2012).

5. HemojuvelinHemokromatosis Juvenile dapat dibagi menjadi dua subtipe yang berbeda, tipe 2B

dikaitkan dengan mutasi pada hepsidin, sedangkan tipe 2A terjadi sebagai akibat dari mutasi pada hemojuvelin (HJV). Protein HJV melekat pada permukaan hepatosit, sel otot skeletal dan otot jantung melalui jangkar (anchor) GPI dan mempunyai homolog yang signifikan dengan famili the repulsive guidance molecule. Menariknya, ekspresi HJV yang terbanyak pada otot rangka dan jantung, menunjukkan bahwa organ-organ ini juga mungkin memainkan peran utama dalam mengatur metabolisme besi di dalam tubuh. Sementara sejumlah mutasi pada HJV telah diidentifikasi, satu mutasi tertentu (G320V) secara signifikan lebih sering dari pada yang lain. Kelebihan besi yang berhubungan dengan mutasi HJV diikuti dengan kadar hepsidin yang sangat berkurang pada manusia dan pada tikus (Papanikolaou, 2004).

Terdapat bukti bahwa HJV dapat lepas dari permukaan sel melalui kerja dari pro-proteinconvertase. HJV yang soluble (sHJV) ini ketika ditambahkan ke sel-sel hepatoma dapat menurunkan ekspresi hepsidin, menunjukkan bahwa sHJV dapat mengatur efek protein HJV pada ekspresi hepsidin. HJV, seperti anggota lain dari famili the repulsive guidance molecule, bertindak sebagai ko-reseptor untuk reseptor bone morphogeneticprotein (BMP). Aktivasi reseptor BMP/HJV dengan BMP2/4 menyebabkan terjadinya fosforilasi protein SMAD (SMAD 1, 5, dan 8 yang terlibat dalam jalur HJV) dan akan membentuk kompleks dengan heteromerik SMAD 4 yang bertindak sebagai faktor transkripsi. Gangguan jalur ini melalui penghapusan spesifik SMAD 4 di hati tikus, dapat merekapitulasi pasien remaja dengan kelainan juvenile hemochromatosis. Selain itu, mutasi di HJV merusak sinyal BMP dan menurunkan ekspresi hepsidin pada

Page 80: Penerbit - erepo.unud.ac.id

65

hepatosit. Beberapa BMP dapat berinteraksi dengan HJV untuk mengatur ekspresi hepsidin dan ternyata BMP6 adalah regulator utama homeostasis besi. Ekspresi BMP6 dalam hepatosit diatur status besi. Dengan demikian penghapusan gen BMP6 pada tikus akan menghasilkan kelebihan besi yang masif dengan pengurangan ekspresi hepsidin yang nyata. Hal ini menunjukkan bahwa beberapa BMP endogen lainnya tidak dapat mengkompensasi hilangnya BMP6 (Meynard et al., 2009).

Komunikasi/interseksi (cross-talk) antara protein regulator besi selular dan sistemik

Seperti diketahui homeostasis besi di tingkat selular diatur oleh sistem kontrol yang berbeda yaitu hepsidin/feroportin dan IRE/IRP. Sangat mungkin terdapat tingkatan kordinasi yang lebih tinggi diantara kedua system ini dan kedepannya diperlukan penelitian lebih lanjut terhadap harmoni dalam dua system tango ini. Tiga hubungan telah diidentifikasi dan dapat dilihat pada gambar 23 (Hentze et al., 2010).

Pertama hubungan feroportin yaitu ekspresi dari feroportin 1, penting terhadap kadar besi plasma dan status besi sistemik dikomunikasikan post translasi melalui hepsidin, sedangkan ketersediaan besi intraselular mengatur sintesis feroportin melalui 5’UTR IRE dari mRNA feroportin. Pada tikus dengan defisiensi IRP1 dan IRP2 terjadi pembatasan ekspresi feroportin pada sel-sel yang mengekspor besi seperti pada enterosit, sehingga terjadi timbunan besi intraselular. Hal ini menunjukkan bahwa kedua mekanisme kontrol diperlukan untuk mengatur ekspor besi. (Galy et al., 2008). Sistem IRE/IRP melindungi ekspor besi sel terhadap kehilangan besi yang berlebih, sedangkan hepsidin melindungi terhadap timbunan besi sistemik. Rekayasa terhadap mutan feroportin tikus dimana regulasi hepsidin dan IRP dependen dipisahkan dapat membantu untuk memperjelas kedua sistem pengatur ekspor besi seluler tersebut dalam kondisi fisiologis dan patologis yang berbeda.

Kedua, hubungan HIF2α yaitu mRNA HIF2α adalah target IRP (Sanchez et al., 2007), dan mengkode ekspresi faktor transkripsi DMT1 pada permukaan apikal enterosit duodenum. Tikus yang kekurangan HIF2α di intestinal akan mengalami penurunan ekspresi DMT1 dan feroportin, kemudian gagal meningkatkan penyerapan besi walaupun dengan ekspresi hepsidin yang rendah. Bagaimana tepatnya aktivitas hepsidin, HIF2α dan IRP tergantung satu sama lain dalam memenuhi kebutuhan besi sistemik, masih diperlukan penelitian lebih lanjut. Perkawinan silang antara tikus dengan ablasi jaringan spesifik pada IRPs, HIF2α dan/atau hepsidin mungkin memberikan bukti yang penting. Hal ini juga telah diketahui bahwa transkripsi hepsidin dapat dikendallikan HIF2α sebagai respon terhadap hipoksia atau defisiensi besi.

Ketiga, hubungan TfR yaitu ekspresi hepsidin diatur sinyal TfR2 dan “switch factor” HFE yang juga terikat pada TfR1 dalam kaitannya dengan Tf-Fe2 plasma. Ekspresi TfR1 ditingkatkan oleh aktifitas IRP yang tinggi. Keseimbangan antara pengenalan (sensing) TfR1 besi plasma dan sinyal TfR2 penting untuk aktifasi hepsidin dan aktifitas IRP. Dengan demikian secara tidak langsung dapat mempengaruhi ekspresi hepsidin dengan mengatur kadar TfR1 dalam hepatosit (Hentze et.al.,2010)

Page 81: Penerbit - erepo.unud.ac.id

66

Beberapa dilema dalam aspek biologik besiBiologi besi adalah bidang yang sangat luas dan tentu ada banyak hal yang belum

bisa secara jelas diketahui. Hal tersebut termasuk metabolisme besi di mitokondria, metabolisme heme, akumulasi besi di otak pada gangguan neurodegeneratif, klaster pembentukan Fe/S, terapi kelasi, ferokinetik klasik, metabolisme besi mikroba, dan lain-lain. Ada gelombang baru ketertarikan pada defisiensi besi untuk memahami interaksi genom/lingkungan yang membuat sebagian orang rentan terhadap kekurangan zat besi. Diantara interaksi ini, harus segera dipahami mengapa infeksi H. pylori menyebabkan kekurangan zat besi yang berat yang tidak dapat dijelaskan dengan kehilangan darah atau kegagalan absorbsi besi. Regulator eritroid akan mengkomunikasikan besi tubuh yang diperlukan kepada hepatosit yang memproduksi hepsidin, yang memungkinkan untuk mobilisasi semua besi yang tersedia saat terjadi percepatan eritropoiesis. Pemahaman yang baru mengenai biologi besi dapat memiliki manfaat terapeutik pula. Mungkin hal tersebut akan mengarah kepada metode baru dalam hal penggantian besi oral, yang memungkinkan untuk dicapai dalam beberapa hari, bukan bulan. Jika hal ini menjadi mungkin, akan memiliki implikasi yang sangat besar di seluruh dunia. Akhirnya, pica, yang merupakan gejala misterius tapi hampir patognomonik untuk kekurangan zat besi yang parah, dapat memberikan petunjuk untuk membantu kita memahami hubungan yang rumit antara nutrisi dan perilaku (Andrews, 2008).

Mutasi pada 5 gen yang saat ini terkait dengan hemokromatosis mungkin tidak sesuai untuk semua pasien dengan penyakit tersebut. Setidaknya ada satu gen tambahan yang belum diidentifikasi. Bahkan ketika daftar terselesaikan, masih akan dibutuhkan pemahaman yang lebih baik mengenai pengubah genetik untuk dapat sepenuhnya memahami mengapa presentasi klinis bervariasi secara dramatis. Pengetahuan tentang daftar genetik yang lengkap mengenai hemokromatosis dapat mengarahkan kepada pendekatan baru untuk penggantian

Gambar 23. Dugaan komunikasi antara regulasi seluler dengan regulasi besi sistemik. Pada sel yang memproduksi hepsidin, IRP dapat mempengaruhi

ekspresi hepsidin melalui kadar TfR1 dan/atau HIF2alfa. ekspresi feroportin diatur hepsidin dan IRP. Disamping itu IRP mempunyai efek langsung terhadap DMT1 atau TfR1, atau secara tidak langsung mempunyai efek

negatif melalui HIF2alfa (Hentze et al., 2010)

Page 82: Penerbit - erepo.unud.ac.id

67

Terapi flebotomi. Karena flebotomi murah, mudah, aman, dan efektif, sehingga akan sulit untuk menggantikannya. Namun mengingat bagaimana responsifnya ekspresi hepsidin terhadap berbagai rangsangan, sangat mungkin bahwa obat yang aman dan efektif saat ini digunakan untuk tujuan yang berbeda kemungkinan akan ternyata memiliki aktivitas perangsangan hepsidin yang tidak terduga sebelumnya, dan dapat memecahkan masalah. Meskipun telah terjadi langkah besar dalam memahami hemokromatosis pada individu keturunan Eropa, sebagian besar tetap tidak diketahui penyebab dan manifestasi kelebihan besi pada individu keturunan Afrika, terlepas dari prevalensi yang nyata dari kondisi pada populasi tersebut (Gordeuk et al., 2003).

Kelebihan besi transfusional relatif sudah dipahami dengan lebih baik dan di tahun-tahun mendatang dengan menggunakan pemahaman aspek biologi homeostasis besi akan memberikan peluang terapi baru untuk menghilangkan besi dari tubuh, meskipun tidak ada jalur ekskresi alami melalui hati atau ginjal. Manipulasi yang disengaja untuk menghilangkan zat besi melalui epitel usus atau melalui ginjal merupakan 2 pendekatan yang mungkin. Pemahaman tentang anemia penyakit kronis telah berkembang sangat pesat selama beberapa tahun terakhir. Karena kita memperbaiki pemahaman kita tentang manifestasi yang berhubungan dengan hepsidin dan manifestasi lainnya, hal tersebut seharusnya menjadi mungkin untuk menstratifikasi gangguan ini sesuai dengan sebab dan akibat. Tidak diragukan lagi akan ada strategi pengobatan baru berdasarkan pengetahuan kita tentang aspek biologi dari anemia penyakit kronis. Hal yang juga sangat mungkin bahwa pemahaman ini juga akan mengarah kepada apresiasi yang lebih baik terhadap patologi molekuler anemia pada proses penuaan. Pengetahuan yang lebih baik tentang homeostasis besi juga dapat meningkatkan terapi untuk kelainan lainnya. Masih banyak yang harus dipelajari tentang homeostasis besi pada tumor padat, dan tentang kemungkinan peran lipocalin-2 dan reseptornya dalam transformasi ganas. Deposisi besi adalah ciri dari berbagai kelainan neurodegenerative, dan memanipulasi distribusi besi dalam sistem saraf pusat dapat menjadi pendekatan terapi yang penting. Demikian pula, strategi pengurangan (kelasi) besi suatu hari nanti dapat digunakan untuk mengubah kekebalan bawaan dan untuk meningkatkan pertahanan tubuh terhadap patogen yang menyerang. Bahwa pemahaman yang lebih baik tentang aspek biologi besi akan menuai manfaat bagi hampir setiap bidang kedokteran (Andrews, 2008).

Toksisitas besi Telah diketahui bahwa interaksi antara besi dengan bentuk oksigen yang tereduksi

parsial, akan menyebabkan produksi radikal hidroksil yang sangat merusak, dan bahan radikal ini mendasari berbagai manifestasi dari kerusakan jaringan, kegagalan organ dan kematian. Meskipun peran spesies oksigen reaktif telah banyak didiskusikan, namun peran besi bebas kurang mendapat perhatian (Kell, 2009).

Berikut reaksi yang dikatalisir superoksid dismutase :2O2

●- + 2H+ H2O2 + O2Dan katalase :H2O2 H2O + ½ O2Kedua reaksi ini, dengan aktivitasnya pada sel-sel yang relevan, cukup adekuat

untuk menghilangkan peroksida (superoksida) secara lengkap dari sel. Selain spesies oksigen reaktif, juga terdapat ion lain seperti ion perferril (Fe-O) dan spesies nitrogen reaktif. Spesies nitrogen reaktif ini dibentuk dari radikal alami NO, mediator inflamasi

Page 83: Penerbit - erepo.unud.ac.id

68

yang penting, dengan produksi peroksinitrit (dari reaksi NO dan superoksida) membentuk nitrotirosin, asam lemak nitro, atau nitrosilasi protein-sistein. Produk toksik lain dari reaksi NO meliputi NO2, N2O3, dan S-nitrosothiols dan reaksi ikutannya juga akan melibatkan besi.

Stres oksidatif juga menyebabkan kerusakan DNA, polimerisasi, denaturasi protein dan proteolipid yang bersama-sama membentuk struktur tidak terlarut yang dikenal sebagai lipofusin atau plak. Beberapa plak tersebut juga dapat mengandung katalis-katalis pembentuknya yang terperangkap didalamnya. Beberapa molekul kecil penanda metabolik untuk stres oksidatif yang diinduksi radikal hidroksil dan spesies oksigen reaktif telah diketahui, meliputi antara lain 8-okso-guanin, 8-hidroksi-guanin, 8-hidroksi-2’-deoksiguanosin, 8-okso-GTP, 4-hidroksi-2-heksenal, 4-hidroksi-nonenal, 4-hidroperoksi-2-nonenal, berbagai isoprostan, 7-keto-kolesterol, derivat kolesterol yang lain, malondialdehid, neopterin, nitrotirosin, dan timidin glikol (Serkova, 2008). Secara keseluruhan, reaksi inflamasi yang terkait stres oksidatif seperti ini, bersifat akumulatif, beberapa irreversible, dan berhubungan dengan umur, dimana sebagian besar penyakit dan penyebab kematian yang sering dijumpai, merupakan manifestasi dari proses penuaan ini (Galli, 2008). Besi merupakan mineral dengan efisiensi dari Fe2+ sebagai donor elektron dan Fe3+ sebagai penerima elektron, dengan potensi yang kuat dalam suatu reaksi reduksi oksidasi (redox) sesuai dengan lingkungan seluler yang tepat. Hal ini merupakan suatu gambaran yang fundamental bagi banyak reaksi biokimia dan membuat besi menjadi mineral dan nutrien yang penting, namun bagaimanpun hal ini pulalah yang menjadikan besi sebagai zat yang dapat membahayakan, karena dalam kondisi aerobik tertentu, besi dapat mengkatalisasi golongan senyawa radikal dan menghasilkan senyawa yang lebih berbahaya.

Toksisitas besi umumnya didasarkan pada reaksi kimia Fenton dan Haber-Weiss (Gambar 24A), dimana besi bebas (yang tidak terikat ligan = labile iron pool) dapat mengkatalisasi superoksid dan peroksid yang merupakan produk normal dari metabolisme aerobik dalam tubuh, untuk menghasilkan radikal hidroksil (OH-) yang dapat merusak sel. Radikal hidroksida (OH-), superoksida (02-) dan hidroksi peroksida (H2O2), secara bersamaan dikenal sebagai “reactive oxygen intermediates” (ROIs). ROIs juga disebut ROS (reactive oxygen species) merupakan produk dari respirasi aerob dan dihasilkan reduksi yang tidak lengkap dari dioksigen di mitokondria. ROIs juga dapat dihasilkan selama reaksi enzimatik di bagian sub seluler yang lain seperti pada peroksisomes, retikuler endoplastik atau sitoplasma. ROIs juga diproduksi membran-bound NADPH oxidase complex, suatu enzim multi subunit yang terutama dihasilkan neutrofil fagositik dan makrofag. NADPH oxidase merupakan sarana penting untuk pertahanan anti mikroba bagi organisme. Komplek enzim ini akan berkumpul bila terjadi infeksi dan menghasilkan sejumlah besar superoksid dalam ledakan respirasi (respiratory burst) yang secara enzimatik dan spontan bermutasi menjadi hydrogen perokside. Produk dari reaksi ini akan menghasilkan bentuk oksidan yang lebih kuat seperti peroksinitrit (ONOO-) dan hiperchlorit (OCL-) yang memperkuat kemampuan bakterisidal (dan sitotoksik) dari sel fagosit (Ischiroponulus dan Beckman, 2003). Peroksinitrit dibentuk reaksi spontan dari superoksida dengan NO, sedang hiperklorit disintesis dari hydrogen peroksida dan klorida dalam suatu reaksi yang dikatalisasi mieloperoxidase

Page 84: Penerbit - erepo.unud.ac.id

69

Dalam lingkungan yang sesuai, potensi redox aktif dari besi mengkatalisasi tidak hanya pembentukan radikal hidroksil, tetapi juga jenis reaktif organik seperti peroxyl (ROO’), alkoxyl (RO’), thiyl (RS) atau radikal thiyl-peroxyl (RSOO’) (Lihat gambar 24B). Menariknya besi heme (baik dalam bentuk bebas maupun dalam hemo protein) dapat juga mengkatalisasi pembentukan radikal-radikal, terutama melalui pembentukan oxoferryl intermediates (Gambar 24C). Akhirnya, besi fero dapat berkontribusi sebagai reaktan, bukan sebagai suatu katalis, untuk pembentukan radikal bebas melalui interaksi langsung dengan oksigen, melalui feeryl (Fe2+ -O) atau perferryl (Fe2+ -O2) iron intermediates (Gambar 24D). Diperkirakan bahwa ketika rasio (O2)/(H2O2) > 100, reaksi ini merupakan sumber yang penting untuk pembentukan radikal bebas secara in vivo (Papanikolaou et al., 2004; Huang, 2003).

Radikal bebas merupakan senyawa yang memiliki reaktivitas yang tinggi dan dapat meningkatkan oksidasi protein, peroksidasi dari membran lemak, dan memodifikasi asam nukleat. Demikian pula, jenis nitrogen reaktif seperti peroksinitrit dapat menyebabkan kerusakan protein melalui nitritisasi. Peningkatan kadar dari jenis oksigen reaktif (dan nitrogen reaktif) melebihi kapasitas antioksidan dari tubuh akan menimbulkan kondisi yang, disebut dengan stres oksidatif (dan stres nitrosatif) (Papanikolaou et al., 2004). Kondisi ini dijumpai dalam berbagai kondisi patologis seperti inflamasi kronis, iskemia-reperfusion injury atau neurodegeneratif (Ischiropoulus dan Beckman, 2003). Kelebihan dari potensi redox besi (seperti juga tembaga) memperburuk stres oksidasi (dan nitrosatif) dan menyebabkan percepatan degenerasi jaringan sehingga menimbulkan penyakit terutama penyakit degenerasi atau inflamasi. Hal ini terbukti pada penyakit kelainan kelebihan besi baik herediter atau sekunder, demikian pula pada beberapa penyalit lain seperi kardivaskuler (Kell et al., 2009).

69

kondisi aerobik tertentu, besi dapat mengkatalisasi golongan senyawa radikal dan menghasilkan senyawa yang lebih berbahaya.

Toksisitas besi umumnya didasarkan pada reaksi kimia Fenton dan Haber-Weiss (Gambar 24A), dimana besi bebas (yang tidak terikat ligan = labile iron pool) dapat mengkatalisasi superoksid dan peroksid yang merupakan produk normal dari metabolisme aerobik dalam tubuh, untuk menghasilkan radikal hidroksil (OH-) yang dapat merusak sel. Radikal hidroksida (OH-), superoksida (02-) dan hidroksi peroksida (H2O2), secara bersamaan dikenal sebagai “reactive oxygen intermediates” (ROIs). ROIs juga disebut ROS (reactive oxygen species) merupakan produk dari respirasi aerob dan dihasilkan reduksi yang tidak lengkap dari dioksigen di mitokondria. ROIs juga dapat dihasilkan selama reaksi enzimatik di bagian sub seluler yang lain seperti pada peroksisomes, retikuler endoplastik atau sitoplasma. ROIs juga diproduksi membran-bound NADPH oxidase complex, suatu enzim multi subunit yang terutama dihasilkan neutrofil fagositik dan makrofag. NADPH oxidase merupakan sarana penting untuk pertahanan anti mikroba bagi organisme. Komplek enzim ini akan berkumpul bila terjadi infeksi dan menghasilkan sejumlah besar superoksid dalam ledakan respirasi (respiratory burst) yang secara enzimatik dan spontan bermutasi menjadi hydrogen perokside. Produk dari reaksi ini akan menghasilkan bentuk oksidan yang lebih kuat seperti peroksinitrit (ONOO-) dan hiperchlorit (OCL-) yang memperkuat kemampuan bakterisidal (dan sitotoksik) dari sel fagosit (Ischiroponulus dan Beckman, 2003). Peroksinitrit dibentuk reaksi spontan dari superoksida dengan NO, sedang hiperklorit disintesis dari hydrogen peroksida dan klorida dalam suatu reaksi yang dikatalisasi mieloperoxidase

A. Fe (II) + H2O2ĄFe3+ + OH - + OH - (Fenton) Fe (III) + O2ĄFe2+ + O2

Reaksi akhir (net reaction ): H2O2 +O2

FeĄOH - + OH - + O2 (Haber- Weiss)

B. Fe (II) + ROOH ĄFe3+ + OH - + RO’ Fe (III) + ROOH ĄFe2+ + H++ROO’ RSH + OH’Ą RS’ + H2O RSH + ROO’Ą RS’ +ROOH RS’+ O2-ĄROO’

C. Heme-Fe (II)-O2 ) + H2O2 Ą Heme-Fe (IV)-OH’ +O2+OH’ Heme-Fe (IV)- OH’ +ROOHĄ Heme-Fe (III)+ ROO’+ H2O2

D. Fe (II) +H2O2 ĄFe2+-O +H2O

Fe (II) + O2 Ą(Fe2+- O2 ĄFe3+ - O2 )ĄFe3+ + O2

Gambar 24 (A) Pembentukan radikal hidroksil melalui reaksi Fenton; Hasil akhir dari reaksi Haber –Weiss ; (B) Pembentukan radikal organik yang dikatalisasi besi; (C) Pembentukan radikal oksigen dikatalisasi hem melalui oxoferryl intermediates (D) Interaksi langsung besi dengan oksigen (Papanikolaou et al., 2004). Dalam lingkungan yang sesuai, potensi redox aktif dari besi mengkatalisasi tidak

hanya pembentukan radikal hidroksil, tetapi juga jenis reaktif organik seperti peroxyl (ROO’), alkoxyl (RO’), thiyl (RS) atau radikal thiyl-peroxyl (RSOO’) (Lihat gambar

Gambar 24 (A) Pembentukan radikal hidroksil melalui reaksi Fenton; Hasil akhir dari reaksi Haber –Weiss ; (B) Pembentukan radikal organik yang dikatalisasi besi; (C) Pembentukan radikal

oksigen dikatalisasi hem melalui oxoferryl intermediates (D) Interaksi langsung besi dengan oksigen (Papanikolaou et al., 2004).

Page 85: Penerbit - erepo.unud.ac.id

70

Dalam kondisi fisiologis, besi ekstraseluler secara eksklusif terikat pada transferin (Kd = 10-23 M pada kondisi pH netral), yaitu suatu glikoprotein monomerik yang berfungsi sebagai pembawa besi dalam plasma, menjaga besi supaya dapat larut dan tidak bersifat toksik sehingga tidak dapat berikatan dan berreaksi seperti dalam reaksi Fenton atau Haber- Weiss yang dapat menghasilakn radikal bebas. Pada orang sehat, hanya 30% dari transferin yang berikatan dengan besi. Pada kondisi patologis dengan kelebihan besi, besi secara bertahap memenuhi kapasitas ikatan besi dengan transferin (iron binding capacity of transferrin) dan membentuk redoxs-active, low-molecular weight chelates yang juga disebut sebagai LIP. Besi yang tidak terikat pada transferin pada akhirnya bergabung ke jaringan dengan mekanisme yang masih belum diketahui pasti, menghasilkan kerusakan sel dan jaringan.

Daftar pustaka1. Aisen P, Enns C, and Wessling-Resnick M. 2001. Chemistry and biology of

eukaryotic iron metabolism. Int J Biochem Cell Biol; 33:940-59.2. Anderson GJ, Frazer DM, and McLaren GD. 2009. Iron absorption and metabolism.

Current Opinion in Gastroenterology;25:129-35.3. Anderson GJ, and Vulpe CD. The Celullar Physiology of Iron. In: Yehuda S,

Mostofsky DI, editors. Iron Deficiency and Overload. Hamana Press, Sprienger LLC 2010.p.3-32.

4. Andrews NC. 1999. Disorders of iron metabolism. N Engl J Med;34:1986-95.5. Andrews NC. 2008. Farming a field : the golden age of iron biology. Blood;112:219-

30.6. Arosio P, and Levi S. 2010. Cytosolic and mitochondrial ferritins in the regulation of

cellular iron homeostasis and oxidative damage. Biochim. Biophys. Acta. Pubished online February 20, 2010. 10.1016/j.bbagen.2010.02.005.

7. Ashby DR, Gale DP, Busbridge M, Murphy KG, Duncan ND, Cairns TD, et al. 2010. Erythropoietin administration in humans casuses a marked and prolonged reduction in circulating hepcidin. Haematologica 95: 505-8.

8. Babitt JL and Lin HY. 2010. Molecular Mechanism of Hepcidin Regulation: Implications for the Anemia of CKD. Am J Kidney Dis;55(4):726-41.

9. Beguin Y, Stray SM, Cazzola M, Huebers HA, and Finch CA. 1998. Ferrokinetic measurement of erythropoiesis. Acta Haematol;79:121-26.

10. Beutler E. 2007. Iron storage disease: Facts, fiction and progress. Blood Cell Mol Dis; 39:140-7.

11. Brissot P, Ropert M, LeLan C, and Loreal O. 2011. Non-transferrin bound iron: A key role in iron overload and iron toxicity. Biochimica et Biophysica Acta;1820:403-10

12. Bruick RK. 2003. Oxygen sensing in the hypoxic response pathway: regulation of the hypoxia-inducible transcription factor. Genes Dev;17:2614-23.

13. Brune M. 1986. Iron Lesses in sweat. American Journal of Clinical Nutrition;43:438-43.

14. Casanovas G, Mleczko-Sanecka K, Altamura S, Hentze MW, and Muckenthaler MU. 2009. Bone morphogenetic protein (BMP)-responsive elements located in the proximal and distal hepcidin promoter are critical for its response to HJV/BMP/SMAD. J Mol Med;87:471-80.

Page 86: Penerbit - erepo.unud.ac.id

71

15. Chen J, Chloupkova M, Gao J, Chapman-Arvedson TL, and Enns CA. 2007. HFE modulates transferring receptor 2 levels in hepatoma cells via interactions that differ from transferring receptor 1-HFE interactions. J Biol Chem;283:36862-70.

16. Chen JJ. 2007. Regulation of protein synthesis by the hemeregulated eIF2α kinase: Relevance to anemias. Blood;109:2693-99.

17. Contantine CC, Anderson GJ, Vulpe CD, McLaren CE, Bahlo M, Yeap HL, et al. 2009. A novel association between a SNP in CYBRD1 and serum ferritin levels in a cohort study of HFE hereditary haemochromatosis. Br J Haematol;147:140-9.

18. Cooperman SS, Meyron-Holtz EG, Olievierre-Wilson H, Ghosh MC, McConnell JP, and Rouault TA. 2005. Microcytic anemia, erythropoietic protoporphyria, and neurodegeneration in mice with targeted deletion of iron – regulatory protein 2. Blood;106:1084-91.

19. Dassler K, Zydek M, Wandzik K, Kaup M, and Fuchs H. 2006. Release of the soluble transferring receptor is directly regulated by binding of its ligand ferritransferrin. J Biol Chem;281:3297-304.

20. De Domenico I, Vaughn MB, Paradkar PN, Lo E, Ward DM, and Kaplan J. 2011. Decoupling ferritin synthesis from free cytosolic iron results in ferritin secretion. Cell Metab;13:57-67.

21. Domenico ID, Ward DM, and Kaplan J. 2008. Regulation of iron acquisition and storage: consequences for iron-linked disorders. Nature rev;9:72-81.

22. Donovan A, Lima CA, Pinkus JL, Pinkus GS, Zon LI, Robine S, and Andrews NC. 2005. The iron exporter ferroportin/Sic40a1 is essential for iron homeostasis. Cell Metab;1:191-200.

23. Donovan A, Lima CA, Pinkus JL, Pinkus GS, Zon LI, Robine S, et al. 2005. The iron exporter ferroportin/slc40a1 is essential for iron homeostasis. Cell Metab;1 :191-200.

24. Donovan A, Roy CN, and Andrews NC. 2006. The Ins and Outs of Iron. Physiology;21: 115-23.

25. Eisenstein RS. 2000. Iron regulator proteins and the molecular control of mammalin iron metabolism. Ann Rev Nutr;62:20627-34.

26. Finberg KE, Whittlesey RL, Fleming MD, and Andrews NC. 2010. Downregulation of Bmp/Smad signaling by Tmprss6 is required for maintenance of systemic iron homeostasis. Blood;15:3817-26.

27. Fleming MD, Trenor CC 3rd, Su MA, et al. 1997. Microcytic anaemia mice have a mutation in Nramp2, a candidate iron transporter gene. Nat Genet;16:383-86.

28. Fleming RE, and Premponka. 2012. Mechanisms of disease: Iron Overload in Human Disease. N Engl J M;366:348-59.

29. Forbes JR, and Gros P. 2003. Iron, manganese, and cobalt transport by Nramp1 (Slclla1) and Nramp2 (Slclla2) expressed at the plasma membrane. Blood;102:1884-92.

30. Frazer DM, Wilkins SJ, Beckee EM, Murphy TL, Vulpe CD, Mckie AT, et al. 2003. A rapid decrease in the expression of DMT1 and Dcytb but not Ireg1or hephaestin explains the mucosal block phenomenon of iron absorption. Gut;52:340-6.

31. Galy B, Ferring-Appel D, Sauer SW, Kaden S, Lyoumi S, Puy H, et al. 2010. Iron regulatory proteins secure mitochondrial iron sufficiency and function. Cell Metab, in press.

Page 87: Penerbit - erepo.unud.ac.id

72

32. Ganz T and Nemeth E. 2006. Hepcidin and Regulation of Body Iron Metabolism in: Iron Imports part IV. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol;290:G199-G203

33. Ganz T and Nemeth E. 2009. Iron sequestration and anemia of inflammation. Semin Hematol;46(4):387-93

34. Ganz T and Nemeth E. 2012. Iron Metabolism Interactions with Normal and Disordered Erythrpoiesis. Cold Spring Harb Perspect Med;2:a011668

35. Ganz T, Olbina G, Girelli D, Nemeth E, Westerman M. 2008. Immunoassay for human serum hepcidin. Blood;112:4292-97.

36. Ganz T. 2003. Hepcidin, a key regulator of iron metabolism and mediator of anemia of inflammation. Blood;102:783-788.

37. Ganz T. 2007. Molecular control of iron transport. J Am Soc Nephrol;18:394-400.38. Gao J, Chen J, Kramer M, Tsukamoto H, Zhang AS, and Enns CA. 2009. Interaction

of the hereditary hemochromatosis protein HFE with transfferin receptor 2 is required for transfferin-induced hepcidin expression. Cell Metab;9:217-27.

39. Ghosh S, Hevi S, and Chuck SL. 2004. Regulated secretion of glycosylated human ferritin from hepatocytes. Blood;103:2369-76.

40. Gordeuk VR, Caleffi A, Corradini E, et al. 2003. Iron overload in Africans and African-Americans and a common mutation in the SCL40A1 (ferroportin 1) gene. Blood Cells Mol Dis;31:299-304.

41. Gunshin H, Fujiwara Y, Custodio AO, Direnzo C, Robine S, and Andrews NC. 2005. Slc11a2 is required for intestinal iron absorption and erythropoiesis but dispensable in placenta and liver. J Clin Invest;115:1258-66.

42. Hallburg L, and Rosander- Hulthen L. 1991. Iron requirements in menstruating women. American Journal of Clinical Nutrition;54:1047-58.

43. Harris ZL. 2003.Aceruloplasminemia. J Neurol Sci;207:108-9.44. Hentze MW, Muckenthaler MU, and Andrews NC. 2004. Balancing acts: molecular

control of mammalian iron metabolism. Cell;117:285-97.45. Henzte MW, Muckenthaler MU, Galy B, and Camaschella C. 2010. Two to Tango:

regulation of Mammalian Iron Metabolism. Cell;142:24-38.46. Huang X. 2003. Iron overload and its association with cancer risk in humans:

evidence for iron as a carcinogenic metal. Mutat Res;533:153-71.47. Ischiropoulos H, and Beckman JS. 2003. Oxidative stress and nitration in

neurodegeneration: cause, effect, or association? J Clin Invest;111:163-69.48. Jaakkola P, Mole DR, Tian YM, Wilson MI, Gielbert J, Gaskell SJ, et al. 2001.

Targeting of HIF-alpha to the von Hippel-Lindau ubiquitylation complex by O2-regulated prolyl hydroxylation. Science;292:468-72.

49. Johansson HE, and Theil EC. 2002. Iron-response element (IRE) structure and combinatorial RNA regulation. In: Templeton DM, editor. Molecular and cellular iron transport. Marcel Dekker, New York, pp. 237-253.

50. Jordan JB, Poppe L, Haniu M, Arvedson T, Syed R, Li V, et al. 2009. Hepcidin revisited, disulfide connectivity, dynamics, and structure. J Biol Chem;284:24155-67.

51. Kakhlon O, and Cabamtchik ZI. 2002. The labile iron pool: characterization, measurement, and participation in cellular processes (1), free. Radic Biol Med;33: 1037-46.

Page 88: Penerbit - erepo.unud.ac.id

73

52. Keel SB, Doty RT, Yang Z, et al. 2008. A heme export protein is required for red blood cell differentiation and iron homeostasis. Science;319:825-28.

53. Kell DB. 2009. Iron behaving badly: inappropriate iron chelation as a major contributor to the aetiology of vascular and other progressive inflammatory and degenerative diseases. BMC Medical Genomic;2:1-79.

54. Knuston MD, Vafa MR, Haile DJ, and Wessling-Resbick M. 2003. Iron overloading and erythrophagocytosis increase ferroportin 1 (FPN1) expression in J774 macrophages. Blood;102:4191-7.

55. Krishnamurthy P, Ross DD, Nakanishi T, Bailey-Dell K, Zhou S, Mercer KE, et al. 2004. The stem cell marker Bcrp/ABCG2 enhances hypoxic cell survival through interactions with heme. J Biol Chem;279:24218-25.

56. Kruszewsk M. 2004. The Role of labile iron pool in Cardiovascular disease. Acta Bio Palonica;51:471-80.

57. Lee DH, Zhou LJ, Zhou Z, Xie JX, Jung JU, Liu Y, et al. 2010. Neogenin inhibits HJV secretion and regulates BMP-induced hepcidin expression and iron homeostasis. Blood;115:3136-45.

58. Lee PL, Barton JC, Brandhagen D, and Beutler E. 2004. Hemojuvelin (HJV) mutations in persons of European, African American and Asian ancestry with adult onset haemochromatosis. Br J Haematol;127:224-9.

59. Leipuviene R, and Theil EC. 2007. The family of iron responsive RNAstructures regulated by changes in cellular iron and oxygen. Cell Mol Life Sci;64:2945-55.

60. Leong WI, and Lonnerdal B. 2004. Hepcidin, the Recently Identified Peptide that Appears to Regulate Iron Absorption. The Journal of Nutrition;134:1-4.

61. Levi S, Corsi B, Bosisio M, Invernizzi R, Vols A, Sanford D, et al. 2001. A human mitochondrial ferritin encoded by an intronless gene. J Biol Chem;276:24437-40.

62. Li JY, Paragas N, Ned RM, Qiu A, Viltard M, Leete T, et al. 2009. Scara5 is a ferritin receptor mediating non-transferrin iron delivery. Dev Cell;16:35-46.

63. Ludwiczek S, Theurl I, Muckenthaler MU, Jakab M, Mair SM, Theurl M, et al. 2007. Ca2+ channel blockers reverse iron overload by a new mechanism via divalent metal transporter-1. Nat Med;13:448-54.

64. Maes K, Nemeth E, Roodman GD, Huston A, Esteve F, Freytes C, et al. 2010. In anemia of multiple myeloma, hepcidin is induced by increased bone morphogenetic protein 2. Blood;116:365-3644.

65. Mastrogiannaki M, Matak, Keith B, Simon MC, Vaulaurt S, and Peyssonnaux C. 2011. Hepatic HIF-2 down-regulate hepcidin expression in mice through epo-mediated increase in erythropoiesis. Haematologica;561- 9.

66. McDermid JM, and Prentice AM. 2006. Iron and infection: effects of host iron status and the iron-regulatory genes haptoglobin and NRAMP1 (SLC11A1) on host-pathogen interactions in tuberculosis and HIV. Clin SciLond;110:503-24.

67. McGrath Jr. H, and Rigby PG. 2004. Hepcidin: inflammation’s iron curtain. Rheumatology;43:1323-25.

68. Meynard D, Kautz L, Darnaud V, Canonne-Hergaux F, Coppin H, and Roth MP. 2009. Lack of the bone morphogenetic protein BMP6 induces massive iron overload. Nat Genet;41:478-81.

Page 89: Penerbit - erepo.unud.ac.id

74

69. Meyron-Holtz EG, Ghosh MC, Iwai K, LaVaute T, Brazzolotto X, Berger UV, et al. (2004a). Genetic ablations of iron regulatory proteins 1 and 2 reveal why iron regulatory protein 2 dominates iron homeostasis. EMBOJ;23:386-95.

70. Mleczko-Sanecka K, Casanovas G, Ragab A, Breitkopf K, Muller A, Boutros M, et al. 2010. SMaD7 controls iron metabolism as a potent inhibitor of hepcidin expression. Blood;115:2657-65.

71. Mok H, Jelinek J, Pai S, Cattanach BM, Prehal JT, Yousoufian H, and Schumacher A. 2004. Disruption of ferroportin 1 regulation causes dynamic alterations in iron homeostasis and erythropoiesis in polycythaemia mice. Development 131:1859-1868.

72. Nadadur SS, Srirama K, and Mudipalli A. 2008. Iron transport and homeostasis mechanism: Their role in health and disease. Indian J Med Res;128:533-44.

73. Ned RM, Swat W, and Andrews NC. 2003. Transferrin receptor 1 is differentially required in lymphocyte development. Blood;102:3711-18.

74. Nemeth E, Valore EV, Territo M, Schiller G, LichtensteinA, and Ganz T. 2003. Hepcidin, a putative mediator of anemia of inflammation, is a type II acute-phase protein. Blood;101:2461-2463.

75. Nevo Y, and Nelson N. 2006. The NRAMP family of metal-ion transporters. Biochem Biophys Acta;1763:609-20.

76. Ohgami RS, Campagna DR, Campagna DR, McDonald A, and Fleming MD. 2006. The Steap proteins are metalloreductases. Blood;108:1388-94.

77. Ohgami RS, Campagna DR, Greer EL, Antiochos B, McDonald A, Chen J, et al. 2005. Indentification of a ferrorectase required for efficient transferring-dependent iron uptake in erythrois cells. Nat Genet;37:1264-9.

78. Oliveira SJ, Pinto JP, Picarote G, Costa VM, Carvalho F, Rangel M, et al. 2009. ER stress-inducible factor CHOP affects the expression of hepcidin by modulating C/EBPalpha activity. Plos ONE4, e6618.

79. Pak M, Lopez MA, Gabayan V, Ganz T, and Rivera S. 2006. Suppression of hepcidin during anemia requires erythropoietic activity. Blood;108:3730-35.

80. Papanikolaou G, Samuels ME, Ludwing EH, MacDonald ML, Franchini PL, Dube MP, et al. 2004. Mutations in HFE2 cause iron overload in chromosome 1q-linked juvenile hemochromatosis. Nat Genet;36:77-82.

81. Papanikolaou G, Tzilianos M, Christakis JI, Bogdanos D, Tsimirika K, MacFarlane J, et al. 2005. Hepcidin in iron overload disorders. Blood;105:4103-05.

82. Park M, Lopez MA, Gabayan V, Ganz T, and Rivera S. 2006. Suppression of hepcidin during anemia requires erythropoietic activity. Blood;108:3730-35.

83. Peyssonaux C, Zinkernagel, AS, Schuepbach RA, Rankinn E, Vaulont S, Hasse VH, et al. 2007. Regulation of iron homeostasis by the hypoxia-inducible transcription factors (HIFs). J Clin Invest;117:1962-32.

84. Pietrangelo A. 2004. hereditary Hemochromatosis- A New Look at an Old Disease. N Engl J Med;350:2383-97.

85. Price EA, and Schrier SL. 2010. Unexplained Aspects of Anemia of Inflammation. Advances in Hematology:1-5.

86. Quidt GY, Triveri MG, Khaper N, Liu PP, and Blacxk PH. 2006. Role of L-type Ca2+ channels in iron transport and iron-overload cardiomyopathy. J Mol Med;84:349-64.

Page 90: Penerbit - erepo.unud.ac.id

75

87. Rajagopal A, Rao AU, Amigo J, Tian M, Upadhyay SK, Hall C, et al. 2008. Haem homeostasis is regulated by the conserved and concerted functions of HRG-1 proteins. Nature;453:1127-31.

88. Richardson DR, Lane DJR, Becker EM, Huang MLH, Whithal M, Rahmanto YS, et al. 2010. Mitochondrial iron trafficking and the integration of iron metabolism between the mitochondrion and cytosol. PNAS;107:10775-82.

89. Roetto A, Papanikolaou G, Politou M, Alberti F, Girelli D, Christakis J, et al. 2003. Mutant antimicrobial peptide hepcidin is associated with severe juvenile hemochromatosis. Nat Genet;33:21-22.

90. Rouault TA. Regulation of Iron Metabolism in Mammalian Cells. In: Anderson GJ, McLaren GD, editors. Iron Physiology and Pathophysiology in Humans. Humana Press, Springer Science LLC 2012; p.51-61.

91. Roy CN, and Enns CA. 2000. Iron Homeostasis: new tales from the crypt. Blood;96:4020-27.

92. Sanchez M, Galy B, Muckenthaler MU, and Hentze MW. 2007. Ironregulatory proteins limit hypoxia-inducible factor-2alpha expression in iron deficiency. Nat Struct Mol Biol;14:420-26.

93. Sanchez M, Galy B, Schwanhaeusser B, Blake J, Bahr-Ivacevic T, Benes V, et al. 2011. Iron regulatory protein-1 and -2: Transcriptome-wide definition of binding mRNAs and shaping of the cellular proteome by iron regulatory with C326S ferroporting mutation. Blood;114:493-94.

94. Santambrogio P, Biasiotto G, Sanvito F, Olivieri S, Arosio P, and Levi S. 2007. Mitochondrial ferritin expression in adult mouse tissues. J Histochem Cytochem;55:1129-37.

95. Schaible UE, and Kaufmann SHE. 2004. Iron and Microbial Infection. Nature Reviews Microbiology;2:946-53.

96. Sebastiani G, and Walker AP. 2007. HFE gene in primary and secondary hepatic iron overload. Wrold J Gastroenterol;13:4673-89.

97. Serkova NJ, Reisdorph NA, and van Patot MCT. 2008. Metabolic markers of hypoxia: systems biology application in biomedicine. Toxicology mechanisms and methods;18:81-95.

98. Shah SV, Rajapuska MM, and Houser M. The Role of Labile iron in Acute Kidney Injury. US nephrology, Touch Briefing, 2008.

99. Shaw GC, Cope JJ, Li L, Corson K, Hersey C, Ackermann GE, Gwynn B, Lambert AJ, Wingert RA, Traver D, et al. 2006. Mitoferrin is essential for erythroid iron assimilation. Nature;440:96-100.

100. Sheftel AD, and Lill R. 2009. The power plant of the cell is also a smithy the emerging role of mitochondria in cellular iron homeostasis. Ann Med;41:82-99.

101. Sheftel AD, Zhang AS, Brown C, Shirihai OS, and Ponka P. 2007. Direct interorganellar transfer of iron from endosome to mitochondrion. Blood;110:125-32.

102. Shi H, Bencze KZ, Stemmler TL, and Philpott CC. 2008. A cytosolic iron chaperone that delivers iron to ferritin. Science;320:1207-10.

103. Silvestri L, Pagani A, De Domenico I, Kaplan J, and Camaschella C. 2008. The serine protease matriptase-2 (TMPRSS6) inhibitis hepcidin activation by cleving membrane hemojuvelin. Cell Metab;8:502511.

Page 91: Penerbit - erepo.unud.ac.id

76

104. Simpson RJ, and McKie AT. 2009. Regulation of intestinal iron absorption: the mucosa takes control? Cell Metab;10:84-7.

105. Soe-Lin S, Apte SS, Andriopoulos B Jr, Andrews MC, Schranzhofer M, Kahawit T, et al. 2009. Nrampl promotes efficient macrophage recycling of iron following erythrophagocytosis in vivo. Proc Natl Acad Sci;106:5960-65.

106. Soe-Lin S, Apte SS, Mikhael MR, Kayembe LK, Nie G, and Ponka P. 2010. Both Nrampl and DMT1 are necessary for efficient macrophage iron recycling. Exp Hematol;38:609-17.

107. Srai SK, and Sharp P. Proteins of Iron Hemostasis. In: Anderson GJ, McLaren GD, editors. Iron Physiology and Pathophysiology in Humans. Humana Press, Springer Science LLC,2012; p. 1-25.

108. Su D, and Asard H. 2006. Three mammalian cytochromes b561 are ascorbate-dependent ferrireductases. FEBS J;273:3722-34.

109. Tanno T, Porayette P, Sripichai O, Noh SJ, Byrnes C, Bhupatiraju A, et al. 2009. Identification of TWSGI as a second novel erythroid regulator of hepcidin expression in murinw and human cells. Blood;114:181-86.

110. Theil CE. Concentrating, Storing, and Detoxifying Iron: The Ferritins and Hemosiderins. In: Anderson GJ, McLaren GD, editors. Iron Physiology and Pathophysiology in Humans. Humana Press Springer Science LLC, 2012;p.63-78.

111. Troadec MB, Warner D, Wallace J, Thomas K, Spangrude GJ, Philips J, et al. 2011. Trageted deletions of the mouse Mitoferrinl gene: From anemia protoporhyria. Blood;117:5494-5502.

112. Vecchi C, Montosi G, Zhang K, Lamberti I, Duncan SA, Kaufman RJ, and Pietrangelo A. 2009. ER stress controls iron metabolism through inducation of hepcidin. Science;325:877-80.

113. Wallace DF, and Subramaniam VN. 2007. Non-HFE haemochromatosis. World J Gastroenterol;13:4690-8.

114. Wallace DF, Summerville L, Crampton EM, Frazer DM, Anderson GJ, and Subramaniam VN. 2009. Combined deletion of Hfe and transferring receptor 2 in mice leads to marked dysregulation of hepcidin and iron overload. Hepatology;50:1992-2000.

115. Wang J, Paradkar PN, Custodio AO, McVey WD, Fleming MD, Campagna D, et al. 2007. Genetic variation in Monla affects protein trafficking and modifies macrophage iron loading in mice. Nat Genet;39:1025-32.

116. Wang J, Pantopoulos K. 2011.Regulation of cellular iron metabolism. Biochem J; 434: 365-91.

117. Weiss G, and Goodnough LT. 2005. Anemia of chronic disease. N Engl J Med;352:101110-23.

118. Wilson RB. 2006. Iron dysregulation in Friedreich ataxia. Semin Pediatr Neurol;13:166-75.

119. Yoon T, and Cowan JA. 2004. Frataxin-mediated iron delivery to ferrochelatase in the final step of heme biosynthesis. J Biol Chem;279:25943-6.

120. Zanninelli C, Breurer W, and Cabantchik ZI. 2009. Daily labile plasma iron as an indicator of chelator activity in Thalassaemia major patients. Br J Haematol;147:744-751.

Page 92: Penerbit - erepo.unud.ac.id

77

121. Zhang DL, Hughes RM, Ollivierre-Wilson H, Ghosh MC, and Rouault TA. 2009. A ferroportin transcript that lacks an iron-responsive element enables duodenal and erythroid precursor cells to evade translational repression. Cell Metab;9:461-73.

122. Zhou XY, Tomatsu S, Fleming RE, Parkkila S, Waheed A, Jiang J, et al. 1998. HFE gene knockout produces mouse model of hereditary hemochromatosis. Proc Natl Acad Sci USA;95:2492-7.

Page 93: Penerbit - erepo.unud.ac.id

78

BAB II ASPEK KLINIK DARI BESI

Besi merupakan mikronutrien dengan sejarah yang paling lama dikenali diantara mikronutrien lainnya. Dan hampir seluruh mikroorganisme menggunakan besi sebagai elemen kunci metabolisme karena merupakan komponen esensial dari ratusan protein dan enzim yang penting dalam proses metabolisme (Wood, 2006).

Fungsi besi Secara keseluruhan, fungsi biokimia dari besi adalah terlibat dalam proses

proliferasi seluler, proses diferensiasi, transpor oksigen dan elektron, sintesis kolesterol, modulasi fungsi neurotransmiter, metabolisme xenobiotika, biotransformasi, menjaga keseimbangan energi melalui beberapa enzim yang mengatur proses glikolitik dan siklus asam sitrat, berperan dalam proses respon imun baik spesifik maupun non spesifik dengan melibatkan aktivasi sel T, mitosis sel imun, produksi NRAMP 1 dan NRAMP2 dan aktivitas mieloperoksidase netrofil. Fungsi tersebut merupakan fungsi vital untuk setiap sel dan organ sehingga kondisi defisiensi besi menjadi hal yang perlu untuk mendapatkan perhatian yang semestinya (Gosh, 2006).

1. Fungsi transpor Hemoglobin dan mioglobin merupakan senyawa protein yang mengandung heme

yang terlibat dalam transport dan penyimpanan oksigen dimana hemoglobin merupakan protein primer yang ditemukan pada sel darah merah yang mentransport oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh karena kemampuannya yang unik untuk mengikat oksigen secara cepat saat kontak dengan paru-paru dan melepaskan oksigen sesuai yang dibutuhkan selama sirkulasinya ke berbagai jaringan. Hemoglobin mewakili dua per tiga dari besi dalam tubuh sedangkan fungsi mioglobin penting dalam transport dan penyimpanan oksigen jangka pendek di sel otot, membantu dalam tercapainya keseimbangan persediaan dan kebutuhan oksigen di otot (Drake, 2009). Disamping itu besi merupakan elemen penting dari beberapa protein dan enzim pernapasan, dan kekurangannya dapat menyebabkan kelainan transpor elektron dan respirasi seluler. Disamping hemoglobin dan mioglobin beberapa protein dalam mitokondria sel antara lain sitokrom, merupakan senyawa yang mengandung heme yang memiliki peran penting dalam transport elektron dan produksi energi seluler di mitokondria, sebagai karier elektron selama sintesis ATP (adenosine triphosphate). Sitokrom P450 merupakan kelompok enzim yang berfungsi dalam metabolisme sejumlah molekul biologis penting, juga dalam detoksifikasi dan metabolisme obat dan polutan. Enzim-enzim yang tidak mengandung heme, seperti NADH dehidrogenase dan suksinat dehidrogenase juga penting dalam metabolisme energi. Beberapa enzim siklus asam sitrat seperti akonitase, suksinat deoxygenase, dehidrogenase isositrat membutuhkan zat besi sebagai kofaktor penting untuk aktivitas enzim dalam proses respirasi seluler (Maguire, 1982; Gosh, 2006).

2. Fungsi metabolismeBesi diperlukan dalam metabolisme porfirin dimana hal ini jelas terlihat bahwa

dengan tidak adanya besi, bahkan pada tingkat hemoglobin normal respirasi seluler di

Page 94: Penerbit - erepo.unud.ac.id

79

masing-masing dan setiap sel akan dipengaruhi dan metabolisme sel akan terganggu. Sehingga sel mengalami proses yang disebut apoptosis (kematian sel) atau sel mungkin tidak dalam posisi untuk melaksanakan fungsi masing-masing seperti tidak dapat bereproduksi atau membelah, karena hal ini membutuhan energi yang berasal dari respirasi sel dan fosforilasi oksidatif (Gosh, 2006). Metabolisme fenilalanin juga erat kaitannya dengan katekolamin dan pembentukan tiroksin dalam jaringan masing-masing. Disamping itu besi erat kaitannya dengan metabolisme melanin. Karena kekurangan zat besi dapat mempengaruhi pembentukan dua zat yang merupakan pigmen melanin yaitu pembentukan asam homogentisat dan kuinonmelanin melalaui enzim hidroksilase fenilalanin dan oksidase homogenisat yang membutuhkan zat besi. Ribonucleotide reduktase adalah ensim yang bertanggung jawab untuk mengubah ribonukleotida ke deoksiribonukleotida untuk pembentukkan DNA dan membutuhkan zat besi untuk fungsi optimalnya. Karenanya besi dibutuhkan untuk sejumlah besar fungsi-fungsi vital, meliputi pertumbuhan, reproduksi, proses penyembuhan dan fungsi imun. Dengan tidak adanya besi, reaksi ini tidak dapat dilanjutkan secara optimal dan bangunan blok sintesis DNA seperti deoksiribonukleotida tidak dapat diproduksi. Xantin oksidase, yang terlibat dalam oksidasi purin dan monoamine oxidase yang membantu pembentukan neurotransmitors katekolamin juga membutuhkan zat besi sebagai salah satu kofaktornya (Beard, 2001). Hidroksilase triptofan, enzim lain yang terlibat dalam produksi serotonin juga menggunakan besi sebagai kofaktor penting. Reseptor dopamin disisi lain, ekspresinya dihambat dan metabolism GABA yang mengalami perubahan dalam situasi kekurangan zat besi. Walapun konsekuensi klinis yang terjadi belum diketahui dengan pasti (Gosh, 2006), sejumlah besar enzim yang terlibat dalam metabolisme obat (fase I reaksi biotransformasi obat dan xenobiotik lainnya) ditemukan dalam kelas protein yang mengandung besi heme sebagai komponen pentingnya. Sehingga diperkirakan akan terjadi perubahan metabolism obat dalam kondisi kekurangan besi.

Penelitian terbaru mengindikasikan bahwa enzim prolil hidroksilase yang bergantung besi memiliki peran penting dalam regulasi HIF (hypoxia inducible factors) suatu faktor transkripsi yang terikat pada elemen-elemen gen yang mengkode berbagai protein yang terlibat dalam respon kompensasi hipoksia dan meningkatkan sintesisnya, dan sebagai konsekuensinya diduga besi mempunyai peran dalam respon fisiologis terhadap hipoksia. Oksigen yang tidak adekuat (hipoksia), seperti yang dialami orang yang tinggal di tempat tinggi atau mereka dengan penyakit paru kronis, menginduksi respon kompensasi fisiologis, meliputi peningkatan produksi sel darah merah, peningkatan pertumbuhan pembuluh darah (angiogenesis), dan peningkatan produksi enzim-enzim yang digunakan dalam metabolisme anaerob. Dalam kondisi hipoksia dimana tekanan oksigen sel turun di bawah ambang batas kritikal, prolil hidroksilase tidak dapat lagi menarget HIF untuk terjadinya degradasi, menyebabkan HIFa dapat berikatan dengan HIFb dan membentuk faktor transkripsi aktif yang mampu memasuki nukleus dan berikatan dengan elemen respon spesifik pada gen. Sebaliknya saat tekanan oksigen sel adekuat, HIF subunit a yang baru disintesis dimodifikasi enzim prolil hidroksilase dalam proses yang menggunakan besi dan mentarget HIFa untuk degradasi (Jaakkola et al., 2001).

3. Fungsi pertahanan tubuhKatalase dan peroksidase merupakan enzim-enzim yang mengandung heme yang

melindungi sel terhadap akumulasi hidrogen peroksida, suatu spesies oksigen reaktif

Page 95: Penerbit - erepo.unud.ac.id

80

(reactive oxygen species/ROS) dengan potensi merusak sel, yaitu dengan mengkatalisis reaksi yang mengkonversi hidrogen peroksida menjadi air dan oksigen. Sebagai bagian dari respon imun, beberapa sel darah putih menelan bakteri dan memaparkan mereka pada ROS untuk membunuh mereka. Untuk sintesis ROS, asam hipoklorid neutrofil dikatalisis enzim mieloperoksidase yang mengandung heme. Kekurangan katalase dapat menyebabkan sariawan berulang dan infeksi. Mieloperoxidase dalam neutrofil juga membutuhkan zat besi untuk aktivitas bakterisida yang optimal (Gosh, 2006). Waktu yang dibutuhkan untuk aktivasi neutrofil tidak dipengaruhi secara bermakna oleh defisiensi besi, namun kecepatan maksimal respirasi yang diperoleh setelah aktivasi ternyata menurun bermakna (60%) pada neutrofil pasien dengan defisiensi besi dibandingkan kontrol. Aktivitas myeloperoksidase neutrofil dari tikus dengan defisiensi besi, juga menurun bermakna (sekitar 75%) dibandingkan kontrol, namun konsentrasi sitokrom b di neutrofil tidak dipengaruhi defisiensi besi.

Banyak bakteri dan patogen lain, seperti parasit malaria, membutuhkan besi untuk pertumbuhan dan telah mengembangkan strategi untuk mengambil besi dimana besi juga dibutuhkan tubuh untuk menyusun respon imun yang efektif. Menurut Beard (2001) Imunitas humoral kurang terpengaruh dan abnormalitas fungsi imun pada defisiensi besi, meliputi penurunan aktivitas bakterisidal makrofag, penurunan aktivitas myeloperoksidase neutrofil, penurunan jumlah limfosit T, abnormalitas blastogenesis, mitogenesis dan migrasi. Selain itu, limfosit yang teraktivasi akan memproduksi lebih sedikit interleukin-2. Nitroblue tetrazolium test, suatu tes untuk mempelajari kemampuan neutofil untuk menyusun respon oksidatif terganggu pada kondisi awal defisiensi besi sedang dan berat, dibandingkan dengan kontrol, namun setelah terapi dengan besi, respon oksidatif mencapai tingkat yang sama dengan kontrol. Kemampuan membunuh bakteri terganggu pada anak-anak dengan defisiensi besi sedang dan berat. Ditemukan sejumlah besar koloni bakteri setelah 20 menit, dibandingkan dengan kelompok kontrol. Setelah terapi dengan besi intravena selama 4 – 7 hari, terdapat pengurangan bermakna jumlah koloni Stafilokokus aureus pada defisiensi besi sedang dan berat setelah 20 menit. Hubungan antara besi dan infeksi bersifat kompleks seperti ditunjukkan pada studi acak dengan besi oral dan asam folat, dengan atau tanpa zinc pada 24,076 anak-anak pra sekolah di Zanzibar, suatu negara dengan tingkat penularan malaria yang tinggi (Sazawal et al., 2006). Mereka yang diterapi dengan obat mempunyai kemungkinan 12% untuk meninggal atau membutuhkan terapi di rumah sakit untuk efek samping dan 11% kemungkinan untuk dirawat di rumah sakit dibandingkan kelompok plasebo. Infeksi atau penyebab terkait malaria merupakan alasan yang paling sering untuk dirawat di rumah sakit. Perlu dicatat, bahwa mereka dengan defisiensi besi dan anemia, mengalami setengah dari angka kejadian ketika diobati dengan obat aktif dibandingkan plasebo. Bukti adanya bahaya terutama terlihat pada anak-anak yang telah mendapat penggantian besi namun masih diberikan besi.

4. Fungsi kognitifBesi penting untuk fungsi mitokondria yang terdistribusi luas di jaringan otak yang

aktif secara metabolik dan sejumlah kepustakaan mendukung peran penting besi untuk sintesis, ambilan dan degradasi neurotransmiter. Oligodendroglia yang ditemukan pada sistem saraf pusat mengandung besi dalam jumlah yang cukup banyak. Oligodendroglia secara biokemis mengandung protoheme oksigenase yang diperlukan pada proses sintesis

Page 96: Penerbit - erepo.unud.ac.id

81

kolesterol dan diduga pula mempengaruhi proses mielinisasi melalui proses tersebut (Gosh, 2006). Karena fungsi oligodendroglia yang esensial pada proses mielogenesis, dapat diduga pada kondisi defisiensi besi proses mielogenesis akan terganggu. Pada studi binatang didapatkan proses mielogenesis yang abnormal pada bayi yang berumur 4 – 20 bulan dari induk yang dibuat menderita defisiensi besi. Suatu studi acak mengevaluasi pengaruh defisiensi besi pada kemampuan belajar bahasa pada perempuan dewasa muda di empat sekolah tinggi di Baltimore. Peneliti mengacak 81 subyek ini untuk diberikan sulfas ferosus atau plasebo, dan fungsi kognitif diukur dengan instrumen standar pada kondisi awal dan 8 minggu setelahnya. Pada subyek yang mendapat terapi besi, hemoglobin akan meningkat 0,4 g/dl dan pada kontrol meningkat agak sedikit. Subyek yang mendapat terapi besi mampu mengingat lebih banyak kata-kata pada kondisi awal dan 8 minggu setelahnya, dibandingkan dengan kontrol yang tidak diterapi. Hal ini menunjukkan dugaan adanya peran defisiensi besi pada fungsi kognitif.

Tantangan terhadap sudut pandang tradisional yang mengatakan bahwa defisiensi besi tidak akan menyebabkan gangguan fungsional kecuali jika sampai menyebabkan anemia dilakukan pada studi acak terbaru yang melibatkan wanita dengan defisiensi besi dengan atau tanpa anemia. Pada studi ini ditemukan peningkatan konsentrasi serum feritin berhubungan dengan perbaikan perhatian, memori dan kemampuan belajar, namun waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan tugas tidak terpengaruh (Murray-Kolb dan Beard, 2007). Hubungan perubahan konsentrasi feritin dan fungsi kognitif merupakan hubungan yang penting karena hal ini menunjukkan bahwa seseorang tidak harus menjadi anemia untuk mengalami perubahan perhatian, memori dan kemampuan belajar. Sebaliknya, anemia berhubungan signifikan dengan kecepatan memproses dalam suatu analisis potong lintang dan perubahan hemoglobin berhubungan signifikan dengan perbaikan kecepatan memproses tugas perhatian dan memori dalam suatu analisis longitudinal. Studi ini menunjukkan hubungan antara status besi dengan kemampuan memproses informasi pada wanita dewasa usia reproduktif. Namun demikian mengingat jumlah studi yang sedikit baik pada hewan atau manusia, adanya kesimpulan yang jelas mengenai hubungan sebab akibat yang pasti belum diketahui dengan jelas walaupun sebagian ditemukan adanya bukti hubungan sebab akibat antara defisiensi besi di diet dengan atau tanpa anemia, dengan perkembangan dan defisit selanjutnya dari fungsi kognitif atau perilaku (McCann dan Ames, 2007).

5. Fungsi besi lainnyaAnemia defisiensi besi merupakan hal yang umum dijumpai pada penyakit kronik.

Gejala klinis seperti kelelahan, intoleransi dingin, kegagalan berkonsentrasi dan kesulitan beraktivitas, umumnya disebabkan anemia atau penyakit kronik lainnya. Namun, gejala-gejala ini ternyata juga dapat disebabkan defisiensi besi tanpa disertai anemia. Studi klinis dan studi pada hewan menunjukkan adanya keuntungan pemberian suplemen besi, selain hanya meningkatkan kadar hemoglobinnya (Agarwal, 2007).

Studi eksperimental defisiensi besi pada tikus dimana aktivitas fisik tikus tersebut diukur dari kemampuan berlatih dengan treadmill, kemudian diukur waktu yang dibutuhkan dari awal mulai sampai sebelum tikus tersebut akhirnya terjatuh dari treadmill. Koreksi anemia pada kelompok tikus yang mendapat penggantian besi, akan meningkatkan kemampuan aktivitas fisik dibandingkan kelompok tikus dengan defisiensi besi yang tidak mengalami peningkatan kemampuan aktivitas fisik meskipun kadar

Page 97: Penerbit - erepo.unud.ac.id

82

hemoglobin telah terkoreksi mencapai 12 g/dl. Hal ini menunjukkan peranan defisiensi besi, meskipun tanpa kondisi anemia, dalam mempengaruhi kemampuan aktivitas fisik. Hal ini disebabkan adanya dugaan bahwa mioglobin otot tidak mempengaruhi kemampuan aktivitas fisik akan tetapi justru fosforilasi oksidatif pada otot skelet yang mempengaruhi kemampuan beraktivitas fisik. Hal in didukung temuan bahwa enzim mitokondria otot skelet (α-gliserofosfatase) yang berperan penting pada fosforilasi oksidatif ditemukan berhubungan dengan kemampuan beraktivitas fisik dan kadarnya ditemukan menurun pada hewan dengan defisiensi besi dan meningkat pada hewan yang mendapat penggantian besi. Hal ini menunjukkan bahwa defisiensi besi akan mempengaruhi fosforilasi oksidatif, sehingga akhirnya mempengaruhi aktivitas fisiknya. Kadar mioglobin otot ditemukan rendah pada kelompok hewan dengan defisiensi besi dan kelompok hewan yang mendapat terapi penggantian besi. Selain itu, pada hewan yang mendapat terapi penggantian besi dengan kemampuan aktivitas fisik yang baik, ternyata tetap mempunyai kadar mioglobin yang rendah. Hasil yang sama juga ditemukan pada protein yang mengandung besi, seperti sitokrom a, b dan c (Agarwal,2007).

Studi pada manusia dilakukan Brownlie et al., (2004), menunjukkan bahwa defisiensi besi tanpa anemia akan mempengaruhi kapasitas melakukan latihan aerobik pada wanita yang tidak terlatih sebelumnya. Dengan desain studi yang lebih baik Hinton dan Sinclair (2007), melakukan studi acak double blind pada wanita dan pria dengan defisiensi besi tanpa anemia, yang diberikan suplementasi besi selama 6 minggu dimana studi menunjukkan adanya penurunan kapasitas ventilasi yang lebih besar pada individu dengan kadar feritin serum yang lebih rendah dan perubahan kadar feritin serum sebelum dan sesudah terapi berhubungan positif dengan perubahan kapasitas ventilasi. Studi acak buta ganda pada 40 atlet muda berusia 13 – 25 tahun, dengan serum feritin rendah dan hemoglobin normal, yang mendapat terapi selama 12 minggu dengan preparat besi 2 x 100 mg atau plasebo. Kapasitas aerobik dan anaerobik selanjutnya diukur dengan tes treadmill intensif dan ditemukan perbaikan kapasitas aerobik pada subyek yang mendapat terapi besi. Sedangkan kapasitas anaerobik tetap tanpa perubahan pada kedua kelompok. Disimpulkan bahwa pemberian suplemen besi pada atlet muda dengan kadar feritin serum rendah dan hemoglobin normal, akan meningkatkan kapasitas latihan aerobik tanpa meningkatkan volume eritrosit (Friedmann et al., 2001). Akan tetapi dua studi menemukan hasil negatif. Hal ini diduga ukuran sampel yang kecil, perbedaan teknik pengukuran, dan protokol studi. Sebagai contoh, latihan fisik dengan intesitas lebih rendah sangat dipengaruhi defisiensi besi di jaringan, sedangkan latihan fisik yang singkat lebih berhubungan dengan derajat keparahan anemia (Beard, 2001). Studi acak buta ganda yang lain, pada 136 wanita tanpa anemia yang mengalami kelelahan yang tidak bisa dijelaskan penyebabnya, dan mendapat terapi acak dengan sulfas ferosus 80 mg/hari atau plasebo. Derajat kelelahan akan menurun 29% pada kelompok yang mendapat terapi besi selama 1 bulan, dibandingkan kelompok yang mendapat plasebo hanya menurun 13% (p = 0,004). Analisis subgrup menunjukkan hanya wanita dengan kadar feritin serum ≤ 50 ng/ml yang mengalami perbaikan dengan suplementasi besi.

Suatu studi pada hewan dan manusia dikerjakan untuk mempelajari hubungan sebab akibat antara defisiensi besi dengan kapasitas beraktivitas fisik. Defisiensi besi dipelajari dari berbagai spektrum mulai dari anemia defisiensi besi berat, anemia defisiensi besi sedang sampai defisiensi besi tanpa anemia. Mereka menyimpulkan bahwa anemia defisiensi besi mempunyai hubungan sebab akibat yang kuat pada kapasitas aerobik

Page 98: Penerbit - erepo.unud.ac.id

83

manusia dan hewan. Mekanisme yang diduga berperanan adalah penurunan transpor oksigen akibat anemia dan efisiensi penggunaan energi. Hal ini juga ditemukan pada populasi dengan defisiensi besi tanpa anemia, meskipun efeknya pada kapasitas bekerja lebih ringan.

Disamping itu proses pengaturan suhu tubuh juga dipengaruhi besi melalui gangguan pada proses fosforilasi oksidatif di mitokondria yang antara lain akan mempengaruhi proses termoregulasi. Hal ini didukung adanya studi pada 3 kelompok subyek yang mandi air dingin selama beberapa jam yaitu kelompok kontrol, kelompok anemia defisiensi besi dan kelompok defisiensi besi tanpa anemia. Suhu oral ditemukan menurun pada ketiga kelompok, dimana penurunan lebih besar ditemukan pada kelompok anemia defisiensi besi dan kelompok defisiensi besi tanpa anemia. Respon norepinefrin plasma dan konsumsi oksigen akan meningkat lebih besar pada kedua kelompok defisiensi besi dibandingkan kontrol. Hasil studi ini menunjukkan adanya penurunan suhu tubuh, peningkatan konsumsi oksigen dan aktivitas simpatis yang lebih besar pada individu dengan defisiensi besi, menunjukkan hubungan antara termoregulasi dengan defisiensi besi, bukan anemia. Pasien restless leg syndrome sering dihubungkan dengan defisiensi besi. Sloand et al., mengobati 11 pasien hemodialisis dengan sindrom ini saat istirahat dengan besi parenteral. Skor gejala-gejala sindrom ini pada 14 kontrol yang mendapat plasebo menunjukkan tidak ada perubahan dari kondisi awal sampai 4 minggu setelahnya. Sebaliknya, kelompok yang mendapat terapi besi menunjukkan perbaikan. Studi ini menunjukkan bahwa defisiensi besi mungkin berperan memperantarai sejumlah gangguan gerakan yang terjadi pada pasien-pasien hemodialisis. Namun dalam suatu studi lainnya tidak ditemukan adanya perbedaan antara besi serum, kadar feritin serum dan saturasi transferrin antara orang-orang dengan sindrom ini saat istirahat dibandingkan kontrol. Namun, bukti adanya defisiensi besi telah ditemukan di cairan serebrospinal. Pasien-pasien dengan sindrom ini saat istirahat sebenarnya mengalami defisiensi besi di substansia nigra jika dibandingkan dengan kontrol pada studi MRI Hal ini menunjukkan adanya kondisi defisiensi besi yang bersifat regional. Sehingga jika pengukuran kadar besi serum yang digunakan untuk menentukan kondisi defisiensi besi, maka tidak ditemukan hubungan antara defisiensi besi dengan sindrom tungkai gelisah saat istirahat (Allen et al., 2001; Sloand et al.,2004; Agarwal, 2007).

Besi dan makanan1. Kebutuhan fisiologi besi

Menentukan jumlah besi yang diserap dari diet tertentu adalah hal yang sangat sulit sehingga dibutuhkan pendekatan universal untuk menilai kebutuhan besi dengan menggunakan metode faktorial yang didasari atas perkiraan kehilangan besi, kehilangan pada saat menstruasi dan hilangnya besi dari jaringan yang memprosesnya. Semua hal ini akan membatasi keyakinan dari mana angka kebutuhan tentang besi tersebut didapatkan. Kebutuhan besi dalam diet diperkirakan dengan menggunakan angka untuk penyerapan dan penggunaan sistemik besi yang berasal dari diet tertentu. Dan pada banyak kasus penentuan besi dalam diet hanya didasarkan pada studi jangka pendek yang dilaksanakan pada individu dengan kadar besi normal. Penyerapan besi pada individu ini akan lebih rendah sehingga secara tidak akurat mencerminkan potensi bioavailabilitas dari diet yang dipelajari. Ketidakpastian yang lain disebabkan karena kurangnya data pada beberapa grup populasi tertentu, kesukaran didalam membandingkan antara studi jangka panjang

Page 99: Penerbit - erepo.unud.ac.id

84

dan jangka pendek, masalah didalam pengukuran jumlah kehilangan besi pada saat menstruasi termasuk variabilitasnya pada masing-masing individu. Disamping itu adanya interaksi antara komponen diet dalam makanan utuh tersebut akan mempengaruhi proses penyerapannya seperti adanya senyawa penghambat atau penguat dari proses penyerapan besi dalam diet tertentu.

Besi diperlukan untuk menggantikan kehilangan basal, kehilangan karena menstruasi, dan untuk pertumbuhan. Kehilangan dari kulit dan permukaan interior tubuh diperkirakan 14 mg/kg BB/hari, wanita non-menstruasi dengan berat badan 55 kg kehilangan sebanyak 0,8 mg besi dan seorang pria seberat 70 kg sekitar 1 mg besi/hari. Kehilangan dari menstruasi berkisar antara 0,48 – 1,9 mg/hari. Deskuamasi sel epitel saluran cerna (0,14 mg) dari hemoglobin (0,8 mg), empedu (0,24 mg) dan urine (0,1 mg), (Department of Health, 1991), jumlah besi yang hilang melalui besi dan keringat sangat sedikit dan bisa disingkirkan. Kebutuhan untuk memungkinkan pertumbuhan hingga usia 18 tahun berkisar antara 0,23 – 0,60 mg/hari tergantung dari umur dan jenis kelamin (lihat tabel 1). Dengan menambahkan perkiraan ini, kita dapat menghitung kebutuhan besi total absolut pada rentang persentil ke-50 berkisar antara 0,46 – 1,68 mg/hari dan kebutuhan besi pada persentil ke-95 berkisar antara 0,63 – 3,27 mg/hari. Kebutuhan besi bervariasi tergantung pada umur, status fisiologis, tingkat pertumbuhan, derajat kematangan fisik, komposisi tubuh, dan tingkat aktivitas. Peningkatan kebutuhan juga terlihat pada pasien malaria, hemoglobinopati kongenital, dan penyebab lain dari hemolisis. Kebutuhan besi sehubungan dengan asupan energi paling tinggi terjadi pada trimester terakhir kehamilan, selama masa penyapihan, dan pada masa remaja. Kebanyakan studi ini dilakukan pada individu dewasa laki. Kehilangan besi basal pada individu sehat diasumsikan mempunyai koefisien variasi sebesar 15%. Untuk bayi, anak, dan dewasa muda besi dibutuhkan untuk memperbanyak masa sel darah merah dan pertumbuhan jaringan ditambahkan pada kehilangan besi basal. Pada wanita usia subur kehilangan besi pada saat menstruasi (rata-rata sekitar 20mg/28 hari per siklus ditambahkan pada kehilangan besi basal). Diasumsikan hanya sekitar 15% dari besi yang ada di makanan akan diserap dan hal ini merupakan hal yang tipikal pada populasi di negara maju untuk bayi sampai umur 3 bulan penyerapan besi diperkirakan 10% yang berasal dari susu ibu atau susu formula (Flanagan, 1989). Ada beberapa organisasi dunia lainnya tidak memberikan nilai referensi untuk kebutuhan besi pada bayi umur 0 – 6 bulan karena kebutuhan besi untuk bayi 0-6 bulan yang sehat tidak banyak yang berasal dari luar (Agget et al., 2002).

Protein (simbol gen) [alias]

Kromosom manusia (posisi peta)

Fungsi protein Penyakit (disebabkan mutasi, kehilangan fungsi kecuali dijelaskan lain)

Seruloplasmin (CP) 3 (150 Mb) Plasma feroksidase Aseruloplasminemia DMT 1 (SLC11A2) [NRAMP2, DCT1]

12 (50 Mb) Transporter besi transmembran (importer)

Anemia dengan kelebihan besi hepatik

Feritin rantai H (FTH1)

11 (61 Mb) Subunit protein penyimpanan besi, aktivitas feroksidase

Kelebihan besi (mutasi yang mengganggu elemen pengatur besi)

Feritin rantai L (FTL) 19 (54 Mb) Subunit protein penyimpanan besi

Sindrom Katarak Hiperferitinemia (mutasi yang mengganggu elemen pengatur besi)

Feroportin (SLC 40A1) [IREG1, MTP1]

2 (190 Mb) Transporter besi transmembran (eksporter)

Kelebihan besi predominan makrofag Hemokromatosis (mutasi yang menyebabkan insensitivitas hepsidin)

Frataxin (FXN) 9 (71 Mb) Pengantar besi mitokondria

Ataksia Fredereich

Glutaredoksin 5 (GLRX5) [GRX 5]

14 (95 Mb) Berperan biogenesis kluster Fe-S

Anemia dengan kelebihan besi dan sideroblas

Hemojuvelin (HFE2) [RGMC]

1 (144 Mb) Koreseptor untuk BMP

Hemokromatosis juvenile

Hepsidin (HAMP) [LEAP1]

19 (40 Mb) Hormon pengatur besi, mengikat feroportin

Hemokromatosis juvenile

HFE (HFE) [HLA-H] 6 (26 Mb) Mengatur hepsidin, interaksi dgTFR1 dan TFR2; kompleks sinyal dgTFR2

Hemokromatosis klasik terkait HLA

Mitoferin (SLC25A37)

8 (23 Mb) Impor besi mitokondria

Protoporfiria eritropoietik

Transferin (TF) 3 (135 Mb) Protein pengikat besi plasma, ligan untuk TFR1 dan TFR2

Atransferinemia (hipotransferinemia)

Transferrin receptor-2 (TFR2)

7 (100 Mb) Sensor transferin diferi; mengatur hepsidin, partisipasi dl sinyal HFE

Hemokromatosis

Umur Lower reference nutrient intake (LRNI)

Estimeted average requirement (EAR)

Reference nutrient intake (RNI)

0 – 3 bulan 0,9 (15) 1,3 (20) 1,7 (30) 4 – 6 bulan 2,3 (40) 3,3 (60) 4,3 (80) 7 – 9 bulan 4,2 (75) 6,0 (110) 7,8 (140) 10 – 12 bulan 4,2 (75) 6,0 (110) 7,8 (140) 1 – 3 tahun 3,7 (65) 5,3 (95) 6,9 (120) 4 – 6 tahun 3,3 (60) 4,7 (80) 6,1 (110) 7 – 10 years 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160) 11 – 14 tahun (pria) 6,1 (110) 8,7 (160) 11,3 (200) 11 –14 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 15 – 18 tahun (pria) 6,1 (110) 8,7 (160) 11,3 (200) 15 – 18 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 19 – 50 tahun (pria) 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160) 19 – 50 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 50+ tahun 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160)

Tabel 1. Nilai referensi besi dalam diet (mg/hari) (Department of Health, 1991)

Page 100: Penerbit - erepo.unud.ac.id

85

Beberapa usaha di masyarakat yang dilakukan untuk melengkapi kebutuhan besi yaitu dengan penambahan besi pada tepung gandum, menambahkan besi pada pengganti susu ibu, dan usaha penyuluhan tentang pemberian diet secara spesifik ditujukan pada bayi, anak-anak dan wanita hamil disamping juga pada populasi lainnya. Salah satu usaha yang dilakukan untuk meningkatkan penyerapan besi adalah dengan mengkonsumsi makanan atau minuman yang mengandung vitamin C yang tinggi karena hal ini dapat meningkatkan penyerapan besi. Sebaliknya dihindari mengkonsumsi makanan yang mengandung besi dilakukan bersama-sama dengan teh, kopi, atau makanan-minuman yang mengandung kalsium karena hal ini terbukti dapat menghambat penyerapan besi.

Bayi dan anakPada umur kehamilan 20 – 40 minggu kandungan besi pada fetus adalah sekitar

58 dan 94 u/gr jaringan (Dalman et al., 1988). Selama trimester akhir kehamilan fetus menyimpan sekitar 2 mg besi perhari dan pada bayi lahir normal mempunyai kadar besi sekitar 150 – 250 mg. Fetus mempunyai bentuk hemoglobin yang lain yaitu hemoglobin fetal (HbF) dimana Hb ini mempunyai afinitas lebih besar terhadap oksigen pada konsentrasi yang rendah dibandingkan hemoglobin dewasa (HbA), disamping bayi mempunyai konsentrasi hemoglobin yang lebih tinggi dalam darah sebagai kompensasi adanya tekanan oksigen yang relatif rendah di uterus. Perubahan bentuk hemoglobin ini dari HbF menjadi HbA terjadi secara gradual selama 2 tahun pertama dari kehidupannya, walaupun penurunan konsentarsi hemoglobin terjadi lebih cepat. Kadar hemoglobin pada bayi baru lahir adalah sekitar 16 – 18 ml/dL akan tetapi pada umur 2 bulan kadar ini akan menurun dan stabil pada kisaran 9 – 11 ml/dL. Besi yang dilepaskan dari hemoglobin yang dipecah akan disimpan dalam bentuk feritin di RES, pada umur 1 bulan kemudian diikuti dengan penurunan dari kadar ini akibat kebutuhan besi yang dipakai untuk pembentukan jaringan baru sehingga pada umur sekitar 6 bulan kadar feritin serum menjadi sekitar 30ug/L. Perubahan dari kadar hemoglobin dan simpanan besi ini terjadi tidak dipengaruhi umur kandungan. Setelah lahir penundaan pemotongan tali pusat sampai denyutnya berhenti biasanya disertai dengan peningkatan volume darah yang lebih tinggi sekitar 32% dan juga disertai dengan tambahan transfer besi sekitar 30 – 50 mg ke neonatus.

Suatu studi RCT di Meksiko pada bayi umur 6 bulan mendapatkan bahwa pada bayi yang tali pusatnya dipotong 2 menit setelah persalinan mempunyai kadar hemoglobin yang sama dengan bayi yang tali pusatnya dipotong lebih awal sekitar 10 detik setelah persalinan akan tetapi simpanan besi sitemik didapatkan secara bermakna lebih tinggi pada bayi yang tali pusatnya dipotong 2 menit setelah persalinan (p<0,0002). WHO (2007) merekomendasikan bahwa pemotongan tali pusat jangan lebih awal dari yang ditentukan (diperkirakan sekitar 3 menit). Telaah dari Cochrane juga mendukung hal ini namun demikian perlu dicatat bahwa pada bayi yang dilakukan pemotongan tali pusat lebih awal membutuhkan fototerapi akibat ikterus lebih sedikit dibandingkan bayi yang tali pusatnya

Protein (simbol gen) [alias]

Kromosom manusia (posisi peta)

Fungsi protein Penyakit (disebabkan mutasi, kehilangan fungsi kecuali dijelaskan lain)

Seruloplasmin (CP) 3 (150 Mb) Plasma feroksidase Aseruloplasminemia DMT 1 (SLC11A2) [NRAMP2, DCT1]

12 (50 Mb) Transporter besi transmembran (importer)

Anemia dengan kelebihan besi hepatik

Feritin rantai H (FTH1)

11 (61 Mb) Subunit protein penyimpanan besi, aktivitas feroksidase

Kelebihan besi (mutasi yang mengganggu elemen pengatur besi)

Feritin rantai L (FTL) 19 (54 Mb) Subunit protein penyimpanan besi

Sindrom Katarak Hiperferitinemia (mutasi yang mengganggu elemen pengatur besi)

Feroportin (SLC 40A1) [IREG1, MTP1]

2 (190 Mb) Transporter besi transmembran (eksporter)

Kelebihan besi predominan makrofag Hemokromatosis (mutasi yang menyebabkan insensitivitas hepsidin)

Frataxin (FXN) 9 (71 Mb) Pengantar besi mitokondria

Ataksia Fredereich

Glutaredoksin 5 (GLRX5) [GRX 5]

14 (95 Mb) Berperan biogenesis kluster Fe-S

Anemia dengan kelebihan besi dan sideroblas

Hemojuvelin (HFE2) [RGMC]

1 (144 Mb) Koreseptor untuk BMP

Hemokromatosis juvenile

Hepsidin (HAMP) [LEAP1]

19 (40 Mb) Hormon pengatur besi, mengikat feroportin

Hemokromatosis juvenile

HFE (HFE) [HLA-H] 6 (26 Mb) Mengatur hepsidin, interaksi dgTFR1 dan TFR2; kompleks sinyal dgTFR2

Hemokromatosis klasik terkait HLA

Mitoferin (SLC25A37)

8 (23 Mb) Impor besi mitokondria

Protoporfiria eritropoietik

Transferin (TF) 3 (135 Mb) Protein pengikat besi plasma, ligan untuk TFR1 dan TFR2

Atransferinemia (hipotransferinemia)

Transferrin receptor-2 (TFR2)

7 (100 Mb) Sensor transferin diferi; mengatur hepsidin, partisipasi dl sinyal HFE

Hemokromatosis

Umur Lower reference nutrient intake (LRNI)

Estimeted average requirement (EAR)

Reference nutrient intake (RNI)

0 – 3 bulan 0,9 (15) 1,3 (20) 1,7 (30) 4 – 6 bulan 2,3 (40) 3,3 (60) 4,3 (80) 7 – 9 bulan 4,2 (75) 6,0 (110) 7,8 (140) 10 – 12 bulan 4,2 (75) 6,0 (110) 7,8 (140) 1 – 3 tahun 3,7 (65) 5,3 (95) 6,9 (120) 4 – 6 tahun 3,3 (60) 4,7 (80) 6,1 (110) 7 – 10 years 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160) 11 – 14 tahun (pria) 6,1 (110) 8,7 (160) 11,3 (200) 11 –14 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 15 – 18 tahun (pria) 6,1 (110) 8,7 (160) 11,3 (200) 15 – 18 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 19 – 50 tahun (pria) 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160) 19 – 50 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 50+ tahun 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160)

Protein (simbol gen) [alias]

Kromosom manusia (posisi peta)

Fungsi protein Penyakit (disebabkan mutasi, kehilangan fungsi kecuali dijelaskan lain)

Seruloplasmin (CP) 3 (150 Mb) Plasma feroksidase Aseruloplasminemia DMT 1 (SLC11A2) [NRAMP2, DCT1]

12 (50 Mb) Transporter besi transmembran (importer)

Anemia dengan kelebihan besi hepatik

Feritin rantai H (FTH1)

11 (61 Mb) Subunit protein penyimpanan besi, aktivitas feroksidase

Kelebihan besi (mutasi yang mengganggu elemen pengatur besi)

Feritin rantai L (FTL) 19 (54 Mb) Subunit protein penyimpanan besi

Sindrom Katarak Hiperferitinemia (mutasi yang mengganggu elemen pengatur besi)

Feroportin (SLC 40A1) [IREG1, MTP1]

2 (190 Mb) Transporter besi transmembran (eksporter)

Kelebihan besi predominan makrofag Hemokromatosis (mutasi yang menyebabkan insensitivitas hepsidin)

Frataxin (FXN) 9 (71 Mb) Pengantar besi mitokondria

Ataksia Fredereich

Glutaredoksin 5 (GLRX5) [GRX 5]

14 (95 Mb) Berperan biogenesis kluster Fe-S

Anemia dengan kelebihan besi dan sideroblas

Hemojuvelin (HFE2) [RGMC]

1 (144 Mb) Koreseptor untuk BMP

Hemokromatosis juvenile

Hepsidin (HAMP) [LEAP1]

19 (40 Mb) Hormon pengatur besi, mengikat feroportin

Hemokromatosis juvenile

HFE (HFE) [HLA-H] 6 (26 Mb) Mengatur hepsidin, interaksi dgTFR1 dan TFR2; kompleks sinyal dgTFR2

Hemokromatosis klasik terkait HLA

Mitoferin (SLC25A37)

8 (23 Mb) Impor besi mitokondria

Protoporfiria eritropoietik

Transferin (TF) 3 (135 Mb) Protein pengikat besi plasma, ligan untuk TFR1 dan TFR2

Atransferinemia (hipotransferinemia)

Transferrin receptor-2 (TFR2)

7 (100 Mb) Sensor transferin diferi; mengatur hepsidin, partisipasi dl sinyal HFE

Hemokromatosis

Umur Lower reference nutrient intake (LRNI)

Estimeted average requirement (EAR)

Reference nutrient intake (RNI)

0 – 3 bulan 0,9 (15) 1,3 (20) 1,7 (30) 4 – 6 bulan 2,3 (40) 3,3 (60) 4,3 (80) 7 – 9 bulan 4,2 (75) 6,0 (110) 7,8 (140) 10 – 12 bulan 4,2 (75) 6,0 (110) 7,8 (140) 1 – 3 tahun 3,7 (65) 5,3 (95) 6,9 (120) 4 – 6 tahun 3,3 (60) 4,7 (80) 6,1 (110) 7 – 10 years 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160) 11 – 14 tahun (pria) 6,1 (110) 8,7 (160) 11,3 (200) 11 –14 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 15 – 18 tahun (pria) 6,1 (110) 8,7 (160) 11,3 (200) 15 – 18 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 19 – 50 tahun (pria) 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160) 19 – 50 tahun (wanita) 8,0 (140) 11,4 (200) 14,8 (260) 50+ tahun 4,7 (80) 6,7 (120) 8,7 (160)

Page 101: Penerbit - erepo.unud.ac.id

86

dipotong setelah 2 menit (RR 0,59; 95% CI, 0,38 – 0,92). karena itu bayi sehat yang lahir normal kemungkinan mempunyai cadangan besi yang cukup untuk memenuhi kebutuhan besi pada 6 bulan pertama dari kehidupannya dan tidak tergantung pada besi yang terkandung dalam susu ibu atau sumber lainnya (Aggett et al., 2002) khususnya apabila pemotongan tali pusat dilakukan pada saat denyutnya sudah berhenti. Namun setelah 6 bulan karena kebutuhan untuk keperluan pembentukan hemoglobin akan meningkat dan ini diharapkan bisa dilakukan melalui penyerapan pada saluran cerna. Perlu diketahui pada awal-awal kehidupannya kapasitas penyerapan ini akan ditekan karena tingginya simpanan besi sistemik bayi tersebut. Penambahan besi pada fetus tertinggi terjadi pada trimester terakhir dari kehamilan sehingga bayi-bayi yang lahir muda akan mempunyai kandungan besi yang rendah sehingga membutuhkan banyak besi untuk mendukung laju pertumbuhannya.

Kadar besi pada air susu ibu sekitar 0,2 – 0,4 mg/L (Domellof et al., 2002). Kandungan besi pada air susu ibu hanya sedikit atau tidak dipengaruhi ibu yang menderita kekurangan besi demikian pula pemberian tablet besi selama masa menyusui tidak meningkatkan kandungan besi dari air susu ibu. Kebutuhan besi pada anak sangatlah tinggi untuk mendukung laju pertumbuhan yang cepat. Setelah 6 bulan kebutuhan besi dari diet akan meningkat karena simpanan besi yang sudah berkurang dan besi yang didapat dari air susu ibu tidak mencukupi bahkan setelah mekanisme penyerapan besi di usus ditingkatkan masih belum bisa memenuhi kebutuhan yang meningkat untuk partumbuhan dan penambahan volume darah. Domellof et al., (2002), mendapatkan tidak ada perbedaan penyerapan besi yang berasal dari air susu ibu antara mereka yang mendapat suplementasi besi dan tidak mendapat suplementasi besi pada umur 6 bulan, tapi setelah umur 9 bulan penyerapan besi dari susu ibu secara bermakna lebih tinggi pada bayi yang tidak mendapatkan suplementasi besi dibandingkan yang mendapatkan suplementasi besi. Tidak ditemukan korelasi antara penyerapan besi dan kadar feritin serum baik pada umur 6 bulan maupun 9 bulan. Anak umur di atas 3 tahun akan membutuhkan besi untuk pertumbuhan penambahan volume sel darah merah dan kehilangan besi basal.

RemajaPada remaja putri kebutuhan besi ini juga meningkat untuk menutupi tambahan

besi karena menstruasi. Kehilangan darah menstruasi pada remaja dianggap sama dengan dewasa (Hallberg, 1991). Disamping itu pada kelompok umur remaja peningkatan kebutuhan besi juga ditentukan tingkat pertumbuhan pubertasnya dan peningkatan volume darah hemoglobin dan pembentukan jaringan non lemak. Pada laki jaringan non lemak lebih tinggi dibandingkan dengan wanita. Kebutuhan besi di perifer akibat peningkatan laju pertumbuhan akan menyebabkan kadar feritin serum menurun bahkan sampai dibawah dari kadar acuan normal. Fenomena ini sesungguhnya bukan merupakan gambaran defisiensi besi akan tetapi lebih mencerminkan penggunaan simpanan besi endogen dan kemungkinan distribusi dari besi yang diserap lebih diarahkan untuk besi fungsional tidak untuk besi simpanan. Akan tetapi penurunan ini mengindikasikan peningkatan resiko untuk terjadinya defisiesi pada pertambahan umur.

DewasaMenstruasi, kehamilan, dan menyusui serta pertumbuhan selama remaja akan

mempengaruhi metabolisme besi dan tentunya kebutuhan besi dari diet. Kehilangan besi

Page 102: Penerbit - erepo.unud.ac.id

87

menstruasi merupakan faktor yang penting yang menentukan status cadangan besi pada wanita usia subur. Beberapa studi telah melakukan observasi adanya hubungan antara kadar feritin serum dan lamanya periode menstruasi. Harvey et al., (2005), melaporkan adanya korelasi negatif yang kuat antara kehilangan besi menstruasi dan kadar feritin serum dimana kehilangan besi menstruasi yang tinggi akan menyebabkan rendahnya kadar feritin serum (p<0,001). Rerata peningkatan kehilangan besi menstruasi 1 mg/hari akan menurunkan kadar feritin serum sebesar 7 ug/L. Ditemukan adanya variasi pada masing-masing individu walaupun kecil pada setiap siklus menstruasi dan variasi yang lebih besar ditemukan diantara individu satu dengan individu lain dan hal ini akan memberikan gambaran yang condong ke kanan pada grafik distribusi populasi (Hallberg, 1991). Kehilangan besi pada saat menstruasi juga dipengaruhi metode kontrasepsi yang dipakai dimana kehilangan besi akan meningkat tinggi apabila menggunakan alat IUD (intrauterine device) dan menurun apabila menggunakan kontrasepsi oral. Kehilangan besi akibat menstruasi dan kehilangan lainnya sanggat sukar untuk diukur secara akurat baik karena laporan dari penderita yang tidak akurat maupun kesimpulan dari studi kualitatif atau semi kuantitatif tidaklah bisa dipercaya 100%. Suatu studi yang dilakukan di Swedia melaporkan bahwa kehilangan darah pada saat menstruasi pada wanita mempunyai distribusi yang tidak normal (mencong ke kanan). Dimana 95% wanita kehilangan 118 cc darah atau kurang per siklusnya. Kehilangan darah pada saat menstruasi rata-rata sekitar 44 cc dengan median 30 cc dan hal ini disetarakan dengan kehilangan besi sekitar 0,7 mg/hari dengan median 0,49 mg besi/hari. Dari hasil studi di Inggris Harvey et al. (2005) ditemukan bahwa kehilangan besi pada saat menstruasi sekitar 26 ml per siklus, setara dengan sekitar 0,43 mg besi sehari dan sekitar 70% wanita kehilangan besi < 0,5 mg sehari. Pada studi ini juga didapatkan pada wanita yang menggunakan kontrasepsi oral kehilangan darah lebih sedikit dibandingkan dengan mereka yang menggunakan kontrasepsi jenis lainnya (p < 0,001). Akibat jangka panjang dari kehilangan besi karena menstruasi setelah 20 – 30 tahun akan menyebabkan timbulnya anemia defisiensi besi sehingga kehilangan besi akibat menstruasi ini seharusnya dianggap sebagai kehilangan yang patologis dan perlu mendapatkan penanganan yang semestinya.

WHO (2001) merekomendasikan batas cut-off kadar Hb adalah 11 mg/dl untuk wanita hamil dan the National Institute for Clinical Excellence (NICE) merekomendasikan suplementasi besi pada wanita hamil trimester pertama dengan kadar Hb dibawah 11 mg/dl dan Hb 10,5 pada kehamilan minggu ke-28 (NICE, 2008) karena proses adaptasi tubuh pada masa kehamilan akan terganggu apabila kondisi ADB menjadi berat. Suplemen besi selama hamil masih menjadi kontroversi. Di Amerika CDC (centers of disease control and prevention) merekomendasikan suplementasi besi rutin (30 mg/hari) untuk semua wanita selama kehamilannya akan tetapi the US Preventive Service Task Force (USPSTF) tidak menganjurkan pemberian suplemen besi secara rutin (USPSTF, 2006). Pada studi di Inggris menunjukkan bahwa pemberian suplemen besi pada wanita hamil dilakukan secara selektif. Kebutuhan asupan besi selama kehamilan sama dengan wanita yang tidak hamil. WHO, (2001) juga merekomendasikan asupan besi tidak berbeda antara mereka yang hamil dan tidak. Akan tetapi di Amerika dan Kanada asupan besi pada wanita hamil diberikan 1 ½ x lebih besar dibandingkan wanita yang tidak hamil.

Dengan asumsi bahwa kandungan besi pada susu ibu adalah sekitar 0,4 mg/L dan produksi sekitar 800 cc/hari maka rata-rata kehilangan besi pada menyusui diperkirakan sekitar 0,32 mg/hari dimana kehilangan ini hanya sebagian dari kehilangan besi pada

Page 103: Penerbit - erepo.unud.ac.id

88

saat menstruasi (DH, 1991). Hal ini menunjukkan bahwa pada wanita yang menyusui dan pada saat yang sama juga mengalami amenore karena menyusui akan mempunyai keseimbangan besi yang lebih positif dibandingakan pada saat kehamilan dan menstruasi. Periode menyusui yang panjang yang disertai dengan amenore akan mempunyai dampak positif dalam hal simpanan besi pada wanita usia subur terutama apabila wanita ini dengan kehamilan yang berulang. Walaupun hal ini masih perlu diteliti lebih lanjut. Asupan besi untuk wanita yang menyusui sedikit berbeda pada berbagai negara. Di Inggris direkomendasikan asupan besi sama dengan wanita tidak hamil, namun menurut FAO/WHO, (2001) asupan besi untuk wanita menyusui hanya separuh dari wanita yang tidak hamil.

Orang tuaKebutuhan fisiologis akan besi pada orang tua tidak meningkat dan simpanan

besinya biasanya meningkat sesuai dengan peningkatan umur. Peningkatan ini lebih besar pada wanita dibandingkan laki-laki. Karena pada wanita paska menopause tidak lagi kehilangan besi endogen. Kebutuhan besi pada orang tua sama dengan kebutuhan besi pada orang dewasa umur 15 – 50 tahun dan kebutuhan pada wanita setelah menopausue sama dengan kebutuhan laki-laki (Department of Health, 1991). Penyebab paling sering dari defisiensi besi pada orang tua adalah karena kehilangan darah dari saluran cerna yang bisa disebabkan beberapa faktor antara lain penyakit kronis seperti kanker kolon, obat-obat anti inflamasi seperti aspirin, penyakit pada saluran kencing atau pengambilan darah yang berulang. Faktor risiko yang lain untuk defisiensi besi pada orang tua adalah asupan energi yang berkurang sehingga menyebabkan asupan dari nutrisi termasuk besi juga berkurang.

2. Penguat dan penghambat penyerapan besiBesi yang terdapat pada makanan ada dalam 2 bentuk sebagai senyawa besi hem

atau non-hem. Besi hem ditemukan hampir seluruhnya pada makanan yang berasal dari hewani sebagai hemoglobin dan mioglobin. Besi non-hem ditemukan pada jaringan hewan dan tumbuhan sebagai Fe2+ yang terikat pada protein yang tidak larut, fitat, oksalat, fosfat, dan karbonat, dan sebagai feritin. Sumber besi non-hem yang paling kaya meliputi sereal, sayuran, kacang-kacangan, telur, ikan dan daging. Absorbsi besi hem dari makanan lebih efisien dibandingkan absorbsi besi non-hem. Efisiensi absorbsi intestinal dari besi pada makanan secara prinsip dipengaruhi kebutuhan besi sistemik. Lebih banyak besi yang diabsorbsi dari makanan pada keadaan defisiensi besi dan lebih sedikit diabsorbsi pada saat simpanan besi cukup. Bioavailabilitas besi pada makanan, yang merupakan jumlah yang tersedia untuk penggunaan sistemik, dipengaruhi bentuk kimia dari besi. Besi juga ditambahkan pada beberapa jenis makanan selama diproduksi (besi fortifikan) dan tersedia dalam bentuk suplemen (kapsul, tablet, atau sediaan obat bebas yang mengandung besi baik secara terpisah maupun kombinasi dengan mikronutrien lainnya). Di beberapa negara berkembang, kontaminasi besi dari reaksi mekanis atau kimia selama produksi dan penyiapan makanan mungkin merupakan sumber besi makanan yang penting. Kandungan besi pada makanan meningkat akibat proses pemasakan dengan alat masak berbahan besi, khususnya saat makanan yang bersifat asam dimasak dalam waktu yang agak lama.

Tidak ada metode langsung untuk mengukur kandungan besi hem dari daging dan makanan. Nilainya diperkirakan dengan mengukur kandungan besi inorganik dan besi

Page 104: Penerbit - erepo.unud.ac.id

89

total dalam suatu bahan makanan dan mengasumsikan perbedaan keduanya mewakili jumlah besi hem. Kandungan besi hem dalam daging biasanya diperkirakan sebesar 40% dari besi total; jumlah rata-rata kandungan besi hem pada daging sapi berkisar antara 64% hingga 78% dari besi total dan dari 52% hingga 83% dari besi total pada daging merah lainnya (Valenzuela et al., 2009). Dengan melakukan penggilingan, penyikatan, pemasakan, penambahan bakteri, fermentasi dan pemanasan dapat meningkatkan jumlah besi yang tersedia untuk absorbsi karena proses tersebut dapat mendegradasi inhibitor untuk penyerapan besi (seperti fitat dan fosfat). Pengambilan dan transfer besi tergantung pada kebutuhan tubuh akan besi. Availabilitas besi dalam makanan dipengaruhi tidak saja bentuk kimia dari besi (besi hem atau besi non-hem inorganik) tapi juga dari sifat dari kompleks besi inorganik dengan komponen makanan lainnya. Pada kadar feritin yang rendah dilaporkan absorbsi besi non-hem dari makanan hampir 10 kali lebih besar dibandingkan dengan peningkatan 2 – 3 kali absorbsi besi hem. Akan tetapi pada kadar serum feritin yang sangat rendah <10 µg/L absorbsi fraksional besi hem dan non-hem sama (sekitar 40%). Pada konsentrasi serum feritin yang lebih tinggi, absorbsi besi hem dan non-hem menurun namun penurunan lebih besar terjadi pada besi non-hem. Pada konsentrasi feritin serum 15, 20, dan 30 µg/L, absorbsi besi hem 40%, 80%, dan 140% lebih tinggi dibandingkan besi non-hem (Hallberg et al.,1997). Besi non-hem dan hem membentuk kelompok yang sama setelah diserap masuk ke enterosit, sehingga perbedaan absorbsinya kemungkinan disebabkan karena perbedaan proses yang terlibat pada penyerapan kedua bentuk besi tersebut enterosit. Secara umum, komponen besi yang terlarut dalam air memiliki bioavailabilitas paling tinggi, diikuti komponen yang terlarut dalam asam (ekuivalen dengan kondisi gaster). Komponen yang tidak larut dalam air atau tidak larut dalam asam memiliki bioavailabilitas yang lebih rendah karena besi mengendap dan tidak bisa diserap enterosit.

Penguat penyerapan besi Daging dan vitamin C dapat menambahkan kemampuan absorpsi besi dari makanan.

Daging memperkuat absorbsi besi non-hem hanya saat dimakan terutama dengan makanan yang dapat menghambat absorbsinya, seperti yang dilaporkan dalam studi bahwa penambahan daging sapi (92 g) pada bubur jagung secara bermakna meningkatkan absorbsi besi non-hem tiga kali lipat namun tidak berefek pada makanan roti yang terbuat dari tepung gandum. Jagung memiliki efek inhibitor yang lebih besar terhadap absorbsi besi non-hem dibandingkan gandum dan diperkirakan persentase besi non-hem yang diabsorbsi dari makanan yang terbuat dari gandum adalah enam kali lipat dibandingkan makanan yang terbuat dari jagung. Mekanisme yang mendasari hal ini diduga melalui L-α-gliserofosfokolin (GPC), sebuah produk hidrolitik dari fosfolipid yang ditemukan pada jaringan otot (Troesch et al., 2009). Pengaruh asam askorbat terhadap peningkatan absorbsi besi non-hem dilaporkan paling efektif dengan makanan yang mengandung jumlah fitat dan polifenol yang tinggi, yang merupakan inhibitor absorbsi besi Siegenberg et al., (1991), dimana mekanisme utama dari efek peningkatan absorbsi besi asam askorbat diperkirakan melalui pembentukan kompleks yang lebih larut dibandingkan apabila besi sendiri dan melalui kemampuannya untuk mereduksi Fe3+ menjadi Fe2+, suatu bentuk dimana besi diserap ke dalam sel mukosa. Akan tetapi efek asam askorbat dan daging kalau diberikan secara bersamaan dalam memfasilitasi absobsi besi non-hem tidak bersifat aditif sehingga justru daya penyerapannya akan menjadi lebih kecil. Asam eritorbat, sebuah stereoisomer

Page 105: Penerbit - erepo.unud.ac.id

90

asam askorbat yang digunakan sebagai antioksidan pada makanan olahan, merupakan penguat absorbsi besi non-hem yang lebih kuat dibandingkan asam askorbat (Fidler et al., 2004). Asam organik lainnya yang terdapat secara alami pada buah-buahan dan sayuran (termasuk asam malat, sitrat dan tartarat) juga terbukti dapat meningkatkan absorbsi besi non-hem. Asam laktat, yang dihasilkan selama proses pembuatan bir, merupakan salah satu faktor yang bertanggung jawab terhadap tingginya absorbsi besi dari bir jagung dan sorgum di Afrika bagian selatan.

Tetens et al., (2007) melaporkan efek makanan yang mengandung daging terhadap konsentrasi feritin serum dan hemoglobin. Ternyata pada akhir studi terdapat peningkatan yang bermakna (p < 0,01) pada konsentrasi hemoglobin pada kelompok daging sapi akan tetapi konsentrasi feritin serum dan hemoglobin tidak berubah pada kelompok diet berbahan dasar daging. Pada penelitian uji klinis intervensi dengan kontrol plasebo di Meksiko Garcia et al., (2003), untuk mengetahui peran asam askorbat, setelah 8 bulan, tidak menemukan perbedaan antara kedua kelompok dalam konsentrasi hemoglobin atau feritin serum.

Penghambat penyerapan besiAsam fitat, produk protein kedelai, kalsium dan polifenol merupakan senyawa yang

dapat menghambat penyerapan besi. Asam fitat ditemukan pada sereal gandum utuh, polong-polongan, kacang-kacangan dan biji-bijian, telah terbukti sebagai penghambat absorbsi besi non-hem yang tergantung pada dosis dari asam fitatnya (Hallberg et al., 1991). Efek penghambatan fitat pada absorbsi besi dapat diperbaiki asam askorbat dan diperkirakan efek penghambatan ini juga dipengaruhi dosis (Siegenberg et al., 1991). Produk protein kedelai mengandung fitat dalam jumlah besar, yang penting dalam penghambatan penyerapan besi. Diteliti efek isolat protein kedelai terhadap absorbsi besi non-hem dari makanan cair dimana putih telur (kontrol) atau isolat protein kedelai ditambahkan. Dilaporkan bahwa protein kedelai itu sendiri merupakan penghambat. Dapat ditunjukkan bahwa bagian isolat protein kedelai yaitu fraksi conglycinin pada protein kedelai yang menghambat absorbsi besi. Sedang polifenol yang ditemukan khususnya pada teh dan kopi, memiliki efek terhadap absorbsi besi yang tergantung dosis, dimana kopi memiliki setengah kemampuan penghambatan dibanding teh. Minuman kita khususnya anggur merah, coklat, dan teh herbal juga terbukti menghambat absorbsi besi non-hem. Polifenol teh hitam merupakan penghambat yang lebih kuat jika dibanding teh herbal, coklat atau anggur, kemungkinan karena kandungan galloyl ester yang lebih tinggi (Hurrel et al., 1999). Asam askorbat terbukti melawan efek penghambatan polifenol tanin terhadap absorbsi besi non-hem: 50 mg asam askorbat diperlukan untuk mengatasi efek dari > 100 mg asam tanat. Mekanisme efek penghambatan kalsium terhadap absorbsi besi tidak diketahui. Diperkirakan bahwa kalsium dan besi berkompetisi untuk berikatan dengan satu atau lebih senyawa yang penting dalam jalur absorbsi. Hallberg et al., (1991) melaporkan bahwa penambahan kalsium (40 – 600 mg) ke dalam roti gulung gandum secara bermakna menurunkan absorbsi besi dimana besarnya penghambatan jelas berhubungan dengan dosis. Efek hambatan kalsium tampaknya lebih nyata pada makanan sederhana (seperti roti gulung) dibandingkan dengan makanan yang lebih kompleks seperti yang ditemukan.

Sebuah kajian yang membahas efek suplementasi kalsium terhadap status besi pada wanita menyimpulkan bahwa konsumsi kalsium jangka panjang tidak memiliki pengaruh

Page 106: Penerbit - erepo.unud.ac.id

91

terhadap berbagai indikator status besi, termasuk pula konsentrasi serum feritin. Lind et al., (2003), meneliti efek pengurangan kandungan fitat pada sereal bayi terhadap konsentrasi feritin serum dan hemoglobin bayi (n = 267; usia 6 bulan). Setelah 6 bulan, konsentrasi feritin serum lebih rendah secara bermakna (p < 0,05) pada semua kelompok dibandingkan awal namun tidak terdapat perbedaan pada konsentrasi serum feritin antara ketiga kelompok. Roti kaya serat yang dikosumsi jangka panjang (4 bulan) menurunkan konsentrasi serum secara bermakna (p < 0,001) pada kedua kelompok namun tidak terdapat perbedaan antar kelompok. Konsentrasi hemoglobin tidak berubah pada kedua kelompok (Bach et al., 2005).

3. Interaksi komponen makanan terhadap status besiBukti mengenai hubungan antara modulator makanan (penguat dan penghambat)

terhadap absorbsi besi dan status besi terutama didasarkan pada data observasional yang memiliki berbagai keterbatasan seperti misalnya beberapa penelitian menemukan bahwa penelitian satu jenis makanan (tunggal) menaksir terlalu tinggi atau terlalu rendah besarnya efek modulasi makanan untuk absorbsi besi non-hem. Hal tersebut terjadi antara lain karena efisiensi penyerapan dimaksimalkan setelah puasa semalaman, efek dari modulator kunci dapat terlarut secara substansial saat mereka dikonsumsi dengan makanan lainnya sebagai bagian makanan utuh, dan karena setting intestinal untuk penyerapan dan transfer besi memerlukan waktu untuk beradaptasi terhadap perubahan makanan selama periode yang lebih panjang. Meskipun penelitian epidemiologis memperhitungkan respon adaptif dan kompleksitas makanan utuh, korelasi antara unsur makan dan status besi dapat menyesatkan. Efek terukur dari penguat dan penghambat pada makanan hanya dapat diobservasi pada individu dengan kebutuhan besi sistemik yang meningkat (Garry et al., 2000). Hubungan antara konsumsi besi dan dan status besi juga menjadi lebih rumit dengan berbagai faktor perancu yang dapat mempengaruhi absorbsi besi seperti umur, respon metabolik homeostasis, kehilangan selama menstruasi dan pengaruh genetik (seperti HFE dan polimorfisme lainnya).

Sebuah penelitian longitudinal selama 10 tahun di Amerika Serikat (n = 125; 60 – 93 tahun) meneliti pengaruh asupan besi hem dan non-hem terhadap simpanan besi di dalam tubuh (Garry et al., 2000). Tidak ditemukan hubungan yang bermakna antara asupan besi dari makanan (hem maupun non-hem) dengan perkiraan simpanan besi. Namun, asupan besi dari suplemen berhubungan bermakna (p = 0,04) dengan peningkatan simpanan besi dibanding mereka yang tidak mengkonsumsi suplemen besi. Demikian pula pada beberapa studi kohort yang dilakukan di Meksiko, di Amerika Serikat dan Ohund et al. (2008) di Swedia mendapatkan hasil yang tidak konsisten mengenai kaitan antara jenis makanan sehari-hari dengan parameter status besi. Ohund et al., (2008) mendapatkan hubungan yang bermakna antara konsentrasi feritin serum dan asupan daging hanya pada anak laki-laki (p=0,015). Studi lain tidak menemukan hubungan antara rendahnya kadar hemoglobin dengan asupan besi baik besi hem maupun non hem dan hubungan yang bermakna antara asupan besi non hem dengan tingginya kadar feritin.

Penelitian intervensi jangka panjang mengenai penguat dan penghambat absorbsi besi, secara umum, tidak menunjukkan perubahan parameter status besi yang sesuai. Efek terukur dari modulator pada makanan mungkin hanya dapat terlihat pada individu dengan kebutuhan besi sistemik yang meningkat, dan sebagai konsekuensinya, kapasitas absorbsi yang lebih tinggi. Penentu utama jumlah besi pada makanan yang diabsorbsi

Page 107: Penerbit - erepo.unud.ac.id

92

tubuh adalah kebutuhan tubuh terhadap besi. Absorbsi juga dipengaruhi jumlah absolut besi pada diet dan komposisi secara umum dari makanan yang dapat memperkuat atau menghambat penyerapan besi dibandingkan hanya dari satu jenis makanan (tunggal) saja. Sebagian besar penelitian intervensi dilaksanakan pada keadaan besi yang cukup yaitu pada populasi orang Barat sehingga tampaknya lebih sedikit memiliki respon fisiologis terhadap penambahan besi pada makanan. Pengaruh kurangnya efek terhadap konsentrasi serum feritin tersebut dapat juga disebabkan karena konsentrasi serum feritin yang relatif tidak sensitif terhadap perubahan pada depot besi perlu juga dipertimbangkan. Kurangnya efek yang berkesinambungan dari penguat dan penghambat terhadap penanda metabolisme dan penggunaan besi meningkatkan ketidakpastian terhadap relevansi bioavailabilitas besi untuk memenuhi kebutuhan besi dan saran diet yang spesifik yang berhubungan dengan penguat dan penghambat absorbsi besi. Sehubungan dengan kalsium, yang telah dibuktikan menghambat absorbsi besi pada penelitian satu jenis makanan, saran diet untuk mengurangi konsumsi seharusnya diseimbangkan dengan kepentingan diet kalsium untuk perkembangan dan pemeliharaan jaringan otot dan tulang.

Hubungan timbal balik antara faktor yang berbeda-beda yang mempengaruhi absorbsi besi seperti kebutuhan besi individual, variabilitas inter-individual dalam absorbsi, asupan makanan dan jenis komposisi makanan (seperti, hem atau non-hem) akan mempengaruhi status besi. Secara umum, meskipun terdapat penelitian yang ekstensif mengenai faktor yang mempengaruhi bioavailabilitas besi, sangat tidak mungkin untuk memperkirakan bioavailabilitas besi secara kuantitatif dari diet atau makanan tertentu. Namun demikian dari data yang tersedia masih memungkinkan kita membuat urutan secara kualitatif efek dari berbagai makanan dalam hal efisiensi absorbsi besi dari makanan dan diet sehingga dapat merekomendasikan suatu strategi diet tertentu. Penelitian berikut memberikan gambaran bagaimana pengaruh interaksi antara satu jenis makanan terhadap penyerapan besi pada keseluruhan makanan utuh memberikan hasil yang agak berbeda. Penelitian mengevaluasi efek asam askorbat terhadap bioavailabilitas besi non-hem dari makanan yang utuh selama periode 3 hari, Reddy et al., (2006) mengkaji efek konsumsi daging terhadap bioavailabilitas besi non-hem selama 3 periode diet 5 harian dan Grinder-Pedersen, (2004) meneliti efek konsumsi tiga sumber kalsium yang berbeda dengan tiga makanan utama selama 4 hari, terhadap absorbsi besi pada wanita (n = 14; 21 – 34 tahun) dengan simpanan besi yang relatif rendah (serum ferritin ≤ 40 µg/L). Semua penelitian tersebut mendapatkan hasil bahwa tidak terdapat perbedaan yang bermakna ditemukan terhadap bioavailabilitas besi pada masing-masing kelompok penelitian.

4. Sumber besi lainnya Penambahan besi ke makanan (fortifikasi) telah menjadi pendekatan utama yang

digunakan untuk meningkatkan suplai besi dalam makanan. Besi juga telah ditambahkan ke dalam makanan untuk mengganti hilangnya besi selama pengolahan (restorasi) dan menjamin keseimbangan nutrisional dari produk yang menggantikan makanan yang umum di dalam diet (misalnya, pengganti daging). Bahan makanan yang paling umum digunakan untuk fortifikasi besi adalah bahan makanan pokok seperti tepung gandum karena dikonsumsi secara luas. Di negara berkembang, bumbu seperti garam, gula, kecap ikan, kecap asin dan bubuk kari juga telah dipergunakan. Untuk bayi dan anak-anak, pengganti air susu ibu (formula bayi) dan makanan tambahan berbahan dasar sereal dapat diperkaya dengan besi. Yang perlu diperhatikan adalah fortifikasi besi tidak berbeda

Page 108: Penerbit - erepo.unud.ac.id

93

dalam hal bioavailabilitas relatifnya dan potensinya untuk tidak menyebabkan perubahan rasa yang tidak diinginkan seperti perubahan warna makanan pembawa dan rasa tengik. Senyawa besi yang dipergunakan untuk fortifikasi dapat dibagi menjadi empat kelompok tergantung pada kelarutan mereka dalam air dan asam, larut air secara bebas (ferous sulfat); kelarutan yang buruk dalam air namun larut dalam asam seperti asam lambung (ferous fumarat); tidak larut air dan kelarutan yang buruk dalam larutan asam (feri pirofosfat, bubuk besi elemental); dan senyawa besi terlindung (NaFeEDTA43). Senyawa yang terlarut dalam air merupakan yang paling bioavailable. Senyawa yang tidak larut air namun larut dalam asam juga dapat diserap dengan baik karena mereka terurai dalam asam lambung. Bubuk besi elemental dan senyawa besi fosfat, yang tidak larut air dan diabsorbsi dengan buruk pada larutan asam, memiliki bioavailabilitas yang paling rendah dan beragam (Hurrell, 2002). Penggunaan ferous sulfat dapat menyebabkan perubahan warna yang tidak disukai dan aroma tengik pada makanan pembawa bila disimpan dalam waktu yang lama. Ferous sulfat biasanya digunakan untuk memperkaya makanan yang disimpan dalam periode pendek, seperti pengganti ASI.

WHO merekomendasikan urutan prioritas senyawa besi yang digunakan untuk fortifikasi seharusnya ferous sulfat, ferous fumarat, ferous sulfat/fumarat yang dienkapsulasi, besi elektrolitik dengan dua kali lipat dosis ferous sulfat/fumarat, feric pirofosfat dengan dua kali lipat dosis ferous sulfat/fumarat, dan NaFeEDTA untuk tepung sereal dengan fitat yang tinggi. Hal ini didukung hasil penelitian yang menyarankan bahwa senyawa besi yang larut air seperti ferous sulfat yang ditambahkan pada garam atau tepung gandum (Zimmerman et al., 2005), dan kelator besi seperti NaFeEDTA yang ditambahkan pada kecap asin (Chen et al., 2005) atau tepung gandum (Andang’o et al., 2007). Namun demikian hasil dari penelitian-penelitian tersebut masih inkonsisten. Lima dari delapan penelitian menemukan tidak terdapat efek yang bermakna terhadap konsentrasi hemoglobin (Andang’o et al., 2007; Biebinger et al., 2009) dan lima dari enam penelitian menemukan tidak terdapat efek yang bermakna terhadap konsentrasi feritin serum (Andang’o et al., 2007; Biebinger et al., 2009). Dua penelitian melaporkan peningkatan yang bermakna pada konsentrasi hemoglobin dengan besi elektrolitik dan satu penelitian melaporkan peningkatan yang bermakna pada konsentrasi serum feritin baik dengan besi elektrolitik maupun besi tereduksi (Zimmermann et al., 2005). Hal in diduga disebabkan karena beberapa faktor antara lain penggunaan yang luas dari bubuk besi elemental yang diabsorbsi dengan buruk, ketidak cukupan asupan makanan yang telah difortifikasi, atau tingkat fortifikasi yang tidak adekuat. Pengaruh fortifikasi besi juga tergantung dari proporsi anemia di populasi yang disebabkan defisiensi besi.

Disamping fortifikasi, sumber besi lainya adalah tablet besi suplemen. Suplemen besi biasanya digunakan sebagai tindakan jangka pendek untuk menyediakan besi ekstra saat kadar besi darah rendah. Banyak suplemen besi non-hem tersedia bebas mulai dari apotek, supermarket dan toko makanan kesehatan. Bentuk yang paling umum adalah ferous sulfat, ferosus fumarat, ferosus glukonat, ferosus glisin sulfat dan polisakarida besi. Bioavailabilitasnya berbeda, namun secara umum diabsorbsi lebih baik dibandingkan kapsul lepas lambat atau suplemen multivitamin/multimineral. Di Inggris dosis profilaksis yang tersedia secara komersial yang digunakan untuk mencegah defisiensi besi pada kehamilan berkisar antara 7 – 50 mg/hari. Selama kehamilan, suplemen besi direkomendasikan untuk wanita dengan konsentrasi hemoglobin < normal untuk kehamilan (misalnya, 110 g/L selama trimester pertama dan 105g/L pada saat 28 minggu) (NICE, 2008).

Page 109: Penerbit - erepo.unud.ac.id

94

5. Diet vegetarian Diet vegetarian mengandung, hampir seluruhnya, besi non-hem dan biasanya

mengandung penghambat absorbsi besi dalam jumlah yang besar, seperti fitat. Penelitian yang membandingkan asupan dan status besi antara vegetarian dengan non-vegetarian secara umum tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna pada asupan besi dari makanan atau konsentrasi hemoglobin. Meskipun konsentrasi serum feritin lebih rendah secara bermakna dan konsisten pada vegetarian, namun mereka umumnya berada pada rentang nilai rujukan. Beberapa, sebagian besar penelitian potong lintang yang kecil, melaporkan bahwa asupan besi pada makanan dari para vegetarian rata-rata sama, atau kadang-kadang lebih besar, dibandingkan mereka yang non-vegetarian. Pada penelitian kohort dari European Prospective Investigation of Cancer and Nutritional (EPIC), diperkirakan asupan besi di antara wanita (n = 43.582) adalah 12,6; 12,8; 12,6; dan 14,1 mg/hari untuk pemakan daging, pemakan ikan, lakto-ovovegetarian dan vegan (Davey et al., 2003). Perbandingan konsentrasi hemoglobin vegetarian dan non vegetarian menunjukkan bahwa mereka sama pada kedua kelompok, namun pada beberapa penelitian, nilai rata-rata sedikit lebih rendah pada vegetarian. Walaupun konsentrasi feritin serum secara konsisten lebih rendah secara bermakna pada vegetarian dibandingkan non-vegetarian, mereka umumnya berada pada rentang nilai rujukan. Sebuah penelitian intervensi membandingkan pengaruh konsumsi diet lakto-ovovegetarian dan nonvegetarian selama 8 minggu terhadap konsentrasi serum feritin pada wanita (n = 21; usia, 20 – 42 tahun) pada desain acak silang melaporkan tipe diet tidak memberikan pengaruh terhadap konsentrasi feritin serum (Hunt dan Roughead, 1999).

Besi, radikal bebas dan kaitannya dengan beberapa penyakitPada proses metabolisme aerobik normal sekalipun akan terjadi proses reduksi

oksigen parsial dimana akan dihasilkan senyawa superoksida dan peroksida dan enzim superoksid dismutase akan berperan dalam menyeimbangkan superoksida dan perokida melalui reaksi: 2O2

●- + 2H+ H2O2 + O2. Hal in akan mengurangi dampak yang dapat ditimbulkan senyawa peroksida tadi, karena pada kondisi kelebihan besi (misalnya pada hemokromatosis herediter) yang sering disertai dengan peningkatan besi bebas (LIP) senyawa ini dapat membentuk senyawa hidrosil radikal. Reaksi terpenting dari hidrogen peroksida dengan besi (Fe (II) yang tidak terikat (LIP) adalah reaksi Fenton membentuk radikal hidroksil yang sangat reaktif dan merusak (OH●) Fe2+ + H2O2 Fe3+ + OH- + OH●. Superoksida juga dapat bereaksi dengan besi (ferric) dalam reaksi Haber-Weiss untuk membentuk Fe2+ lagi sehingga mengefektifkan lagi siklus redoks: O2

●- + Fe3+ O2 + Fe2+ (Kehrer, 2000).

Dalam lingkungan yang sesuai, potensi redox aktif dari besi mengkatalisasi tidak hanya pembentukan radikal hidroksil, tetapi juga jenis reaktif organik seperti peroxyl (ROO’), alkoxyl (RO’), thiyl (RS) atau radikal thiyl-peroxyl (RSOO’). Menariknya besi heme (baik dalam bentuk bebas maupun dalam hemo protein) dapat juga mengkatalisasi pembentukan radikal-radikal, terutama melalui pembentukan oxoferryl intermediates. Akhirnya, besi ferosus dapat berkontribusi sebagai reaktan, bukan sebagai suatu katalis, untuk pembentukan radikal bebas melalui interaksi langsung dengan oksigen, melalui feeryl (Fe2+ -O) atau perferryl (Fe2+ -O2) iron intermediates. Diperkirakan bahwa ketika rasio (O2)/(H2O2)>100, reaksi ini merupakan sumber yang penting untuk pembentukan radikal bebas secara in vivo (Huang, 2003)

Page 110: Penerbit - erepo.unud.ac.id

95

Stres oksidatif juga menyebabkan kerusakan DNA, polimerisasi, denaturasi protein dan proteolipid yang bersama-sama membentuk struktur tidak terlarut yang dikenal sebagai lipofusin atau plak. Beberapa plak tersebut juga dapat mengandung katalis-katalis pembentuknya yang terperangkap di dalamnya. Penting untuk ditekankan mengenai peran besi terutama besi yang tidak terikat pada ligannya (LIP) yang akan menjadi sangat toksik apabila bereaksi dengan senyawa seperti superoksida atau peroksida karena reaksi ini akan menghasilkan radikal hidrosil yang lebih berbahaya. Reaksi inflamasi yang terkait stres oksidatif seperti ini, bersifat akumulatif, beberapa irreversible, dan beberapa terkait dengan proses penuaan, dimana sebagian besar penyakit dan penyebab kematian yang sering dijumpai pada negara yang maju, merupakan manifestasi dari proses penuaan ini (Galli et al., 2008).

Beberapa molekul kecil penanda metabolik untuk stres oksidatif yang diinduksi radikal hidroksil dan spesies oksigen reaktif telah diketahui, meliputi antara lain 8-okso-guanin, 8-hidroksi-guanin, 8-hidroksi-2’-deoksiguanosin, dan lainnya (lihat besi dan toksisitas). Selain spesies oksigen reaktif, juga terdapat ion lain seperti ion perferril (Fe-O) dan spesies nitrogen reaktif. Spesies nitrogen reaktif ini dibentuk dari radikal alami NO, suatu mediator inflamasi yang penting, dengan produksi peroksinitrit (dari reaksi NO dan superoksida) membentuk nitrotirosin, asam lemak nitro, atau nitrosilasi protein-sistein. Produk toksik lain dari reaksi NO meliputi NO2, N2O3, dan S-nitrosothiols dan reaksi ikutannya yang juga akan melibatkan besi.

1. Diabetes melitusSifat kimiawi yang dimiliki besi yaitu potensi untuk reaksi reduksi-oksidasi membuat

besi mempunyai fungsi yang sangat vital untuk metabolisme tubuh, tapi disisi lain hal yang sama membuat besi menjadi senyawa yang sangat berbahaya bagi tubuh manusia. Bukti klinis bahwa besi berhubungan dengan terjadinya diabetes melitus (DM) ditemukan pada kasus hereditary hemochromatosis (HH). Dugaan kenapa besi dianggap berperan dalam menimbulkan DM diperkirakan melalui 2 temuan yaitu pertama, adanya peningkatan insiden DM pada berbagai kasus kelebihan besi dan kedua, membaiknya kontrol gula darah apabila kadar besi bisa dikoreksi baik dengan plebotomi maupun dengan oral kelasi besi. Bahkan data terkini juga mendapatkan hubungan antara konsumsi daging merah dan peningkatan simpanan besi dengan timbulnya DM. Dan perbaikan respon insulin dan sensitivitas insulin dihubungkan dengan penurunan simpanan besi (Real, 2005).

Mekanisme bagaimana besi dapat menginduksi DM belum diketahui dengan jelas sekali akan tetapi diperkirakan ada 3 mekanisme yang terlibat yaitu defisiensi insulin, resistensi insulin dan disfungsi hepar. Bukti ini banyak didapat dari studi binatang dengan hemokromatosis, dimana satu studi mendapatkan kelebihan besi dan stres oksidatif akan menyebabkan terjadinya apoptosis pada sel beta pankreas sehingga produksi dan sekresi insulin akan terganggu. Seperti diketahui sel beta pankreas sangat sensitif dengan stres oksidatif karena dalam metabolismenya sangat tegantung pada fungsi mitokondria dalam proses glikolisis untuk menghasilkan insulin, dan ketiadaan sistem antioksidan yang dimiliki jaringan tersebut. Disamping itu ekspresi yang berlebih dari DMT1 akan menyebabkan pemasukan besi akan lebih tinggi dibandingkan dengan jaringan lainnya sehingga meningkatkan risiko akan stres oksidatif akibat kelebihan besi (Swaminathan, 2007). Studi pada manusia ditemukan prevalensi yang tinggi dari gangguan metabolisme glukosa pada individu dengan hemokromatosis. Dengan menggunakan tes toleransi

Page 111: Penerbit - erepo.unud.ac.id

96

glukosa, dapat diketahui tidak saja insulin sekresi yang terganggu tapi juga didapatkan insulin resisten. Mekanisme terjadinya insulin resisten terjadi secara langsung ataupun melalui disfungsi hepar.

Pada kasus-kasus dimana terjadi kelebihan besi akibat transfusi darah yang berulang juga bisa ditemukan peningkatan insiden DM. Pada studi dengan melibatkan 80 penderita talasemia yang kelebihan besi akibat transfusi, DM dilaporkan sebesar 19,5% dan 8,5% dengan gangguan toleransi glukosa. Terapi dengan kelasi besi memperbaiki kondisi tersebut sehingga diduga peranan besi dalam studi tersebut dapat dibuktikan. Dari studi ini juga diduga peran dari stres oksidatif akibat kelebiahn besi ini ikut berperan dalam proses kerusakan jaringan end-organ sehingga dapat mempercepat timbulnya komplikasi diabetes seperti nefropati diabetika (Swaminathan, 2007). Pada kondisi kelebihan besi lainnya seperti hepatitis C, porpiria kutanea tarda, Friedreich’s ataxia juga dapat dijumpai peningkatan gangguan metabolisme glukosa dan DM.

Bahkan pada kondisi tanpa kelebihan besi pun angka kejadian DM dapat dijumpai lebih sering. Hal ini dilaporkan pertama kali dalam studi Loma Linda University’s Adventist Health dan kemudian banyak didukung studi lainnya yang mendapatkan bahwa peningkatan konsumsi besi heme dan daging merah akan diikuti dengan kejadian DM tipe 2. Demikian pula kelebihan simpanan besi dihubungkan dengan resistensi insulin, sindroma metabolik dan DM gestational. Penelitian dari Jiang et al., pada Nurses Health Study melakukan studi kasus kontrol (nested) melaporkan adanya perbedaan yang signifikan antara kadar feritin dan rasio reseptor transferin antara kontrol dan kasus. Perbedaan ini tetap bermakna walaupun telah dilakukan penyesuaian dengan variabel petanda dari obesitas dan inflamasi. walaupun hal ini disanggah Jehn et al. dengan mengatakan bahwa peningkatan kadar feritin pada kasus dengan DM hanyalah akibat atau suatu marker saja bukan suatu sebab dari resistensi insulin dan peningkatan feritin belum tentu juga menunjukkan adanya peningkatan LIP intraseluler yang dapat memicu stres oksidatif. Akan tetapi temuan insiden yang tinggi 59 – 92% dari NTBI yang kadarnya tinggi disertai dengan studi sebelumnya bahwa reduksi dari besi simpanan pada DM tipe 2 akan diikuti dengan membaiknya kontrol glukosa membuktikan akan peran patogenik besi pada DM tipe 2 (Jehn et al., 2007; Swaminathan, 2007). Peran besi pada nefropati diabetik didukung bukti-bukti antara lain ditemukannya jumlah besi yang meningkat pada ginjal manusia dan hewan yang menderita sakit ginjal, adanya peningkatan besi dalam kencing penderita nefropati diabetika, adanya temuan terhadap hambatan dari progresi kelainan ginjal apabila dilakukan pengetatan diet besi atau pemberian kelasi besi. Studi pada binatang memberi cukup bukti peran besi dan oksidasi pada nefropati diabetika. Pada temuan terkini dilaporkan bahwa dari 191 pasien DM terbukti diet yang mengandung sedikit besi atau diet yang mengandung penghambat besi seperti polipenol akan memberi efek protektif terhadap ginjal pasien (Facchini, 2003).

2. Iron overload cardiomyopathyKardiomiopati adalah kelainan otot jantung yang diakibatkan penyebab primer

ataupun sekunder. Iron overload Cardiomyopathy (IOC) merupakan salah satu kardiomiopati sekunder yang diakibatkan infiltrasi zat besi ke interstitium jantung sehingga menyebabkan kardiomiopati restriktif terutama disebabkan secara primer kelainan genetik metabolisme zat besi dan secara sekunder akibat transfusi sel darah merah multipel (Kremastinos dan Farmakis, 2011). Konsentrasi zat besi yang berlebihan

Page 112: Penerbit - erepo.unud.ac.id

97

pada jantung dalam waktu lama akan menggangu fungsi diastolik, meningkatkan kecenderungan aritmia dan akhirnya menyebabkan kardiomiopati dilatasi pada stadium akhir. IOC merupakan salah satu penyebab utama morbiditas dan mortalitas pada pasien dengan kelainan penyimpanan zat besi (hemokromatosis) primer (Oudit dan Moe, 2007). Angka kejadian IOC telah meningkat secara signifikan di seluruh dunia. Pada keadaan ini didapatkan frekuensi tinggi kelainan genetik hemokromatosis primer pada populasi umum. Komplikasi berupa gagal jantung kronik dan takiaritmia fatal dapat menyebabkan kematian jantung mendadak pada pasien dengan IOC (Chattipakorn et al., 2011).

Kadar zat besi yang rendah pada kardiomiosit dikatakan hanya memberikan sedikit ancaman terhadap fungsi jantung, mengingat zat besi akan terikat erat dengan molekul ferritin dan relatif tidak aktif. Namun, dipercaya bahwa walaupun kadar zat besi dalam jumlah yang rendah di sel, zat besi dapat secara aktif terlibat dengan kontraktilitas apparatus dan mengakibatkan disfungsi diastolik (Oudit dan Moe, 2007). Pada keadaan kelebihan besi menyebabkan munculnya NTBI yang sangat reaktif pada sirkulasi. Keberadaan NTBI dalam sel akan merangsang pembentukan Reactive Oxygen Species (ROS) yang dapat menggangu lapisan ganda lemak sel, lisosom, dan organel membran lainnya. Terjadinya peroksidasi lemak dalam keadaan kelebihan besi mengakibatkan pembentukan unsaturated aldehide (malondialdehyde) dan saturated (hexanal) pada jantung dan plasma. Aldehyde menyebabkan terjadinya disfungsi seluler, sitoksisitas, dan kematian sel (Kremastinos dan Farmakis, 2011). Besi dalam bentuk ferrous iron (Fe2+) masuk ke miosit melalui kanal kalsium dengan tegangan tinggi (LTCC) yang memiliki peranan penting dalam kontraksi jantung dan otot polos. LTCCs diekspresikan pada lokasi badan sel dan dendrit sel saraf yang membantu pelepasan neurotransmitter, transkripsi gen, dan sinyal sel. Penyerapan zat besi pada otot jantung jauh lebih lambat dibandingkan penyerapan di hati, sehingga kelebihan besi pada jantung biasanya berkembang pada stadium akhir. Deposisi zat besi biasanya terjadi pada otot ventrikel, kemudian otot atrium dan mempengaruhi sistem konduksi jantung. Konsentrasi zat besi pada epikardium biasanya jauh lebih tinggi dibandingkan subendokardium, namun penelitian terakhir menunjukkan tidak adanya variasi deposisi zat besi pada segmen ventrikel kiri yang berbeda pada pasien dengan IOC berat. Zat besi tersimpan di miosit dalam bentuk feritin, hemosiderin, dan LIP labile iron pool (zat besi bebas). Kadar Fe2+

yang rendah akan memperlambat inaktivasi LTCCs sehingga memperpanjang waktu bagi Fe2+ memasuki kardiomiosit pada setiap detakan jantung. Jumlah akumulasi zat besi pada otot jantung melalui LTCCs dalam 20 tahun diperkirakan sekitar 10 mg zat besi per gram jaringan miokardium, yang sesuai dengan kadar zat besi 3 – 10 mg/gram yang terukur pada pasien dengan IOC (Kremastinos dan Farmakis, 2011).

Dalam keadaan fisiologis normal, pembentukan radikal bebas ditekan mekanisme antioksidan yang enzimatik maupun non-enzimatik. Dengan banyaknya pembentukan radikal bebas pada keadaan kelebihan besi, hasil kerusakan oksidatif akan memfasilitasi penekanan antioksidan seperti glutathione (GSH) sehingga terjadi kerusakan sel melalui peningkatan oksidasi lipid, protein, dan DNA. Jumlah zat besi yang signifikan dapat dieliminasi pada perempuan melalui proses menstruasi dan secara general melalui kehilangan darah yang tidak diinginkan, donor darah atau plebotomi. Beberapa mekanisme yang terjadi akibat toksisitas zat besi adalah gangguan fungsi elektrikal jantung, katalisasi generasi radikal bebas, disfungsi selektif channel Na, dan lebih jauh dapat menyebabkan terjadinya apoptosis dan fibrosis jaringan. Pada studi pasien talasemia mayor dengan gagal

Page 113: Penerbit - erepo.unud.ac.id

98

jantung, sekitar 83% kasus mengalami gagal jantung kiri dengan dilatasi ventrikel kiri dan penurunan kontraktilitas, dan sisanya sekitar 17% mengalami gagal jantung kanan dengan dilatasi dan disfungsi ventrikel kanan, regurgutasi trikuspidalis yang bermakna dan peningkatan tekanan arteri pulmonari. Presentasi klinis awal pasien biasanya adalah sesak nafas akibat dari adanya disfungsi diastolik ventrikel kiri sekunder dari proses restriktif. Dilatasi ventrikel kiri dengan disfungsi sistolik merupakan predisposisi untuk lebih seringnya terjadi aritmia ventrikel (Oudit dan Moe, 2007).

Selain gagal jantung, salah satu penyebab kematian utama pada kelompok pasien dengan kondisi ini adalah takiartimia jantung, yang biasanya muncul bersamaan dengan gagal jantung dan mengakibatkan kematian jantung mendadak. Kremastino et al., (2011), melaporkan insiden kematian jantung mendadak sekitar 11,6% pada pasien talassemia dengan gagal jantung ventrikel kiri, yang bertanggung jawab terhadap sekitar 18,5% dari total kematian akibat jantung. Kadar zat besi pada otot jantung tampaknya berkaitan dengan berat ringannya aritmia dan gangguan konduksi yang terjadi.

IOC merupakan suatu keadaan yang berpotensial menyebabkan kematian, namun merupakan keadaan yang dapat diatasi apabila didiagnosa dan diterapi sesegera mungkin. Pasien dengan hematokromatosis primer mengalami deposisi zat besi terutama dihati dan cenderung berkembang menjadi hepatoma, sedangkan pada pasien dengan hematokromatosis sekunder lebih sering mengalami komplikasi jantung, termasuk diantaranya gagal jantung, dan aritmia. Secara umum jika onset gagal jantung telah muncul, waktu bertahan hidup pasien biasanya kurang dari 3 bulan jika tidak diterapi. Pemberian chelation theraphy secara rutin dapat memberpaiki kondisi pasien dengan keadaan ini. Namun, jika sudah terjadi gangguan fungsi sistolik jantung, angka survival pasien akan terancam dan menjadi sangat terbatas. Modalitas diagnostik untuk mendeteksi kandungan besi langsung pada jantung masih sangat terbatas maka teknik untuk memprediksi prognosis pasien pun menjadi sangat terbatas (Gujja et al., 2010).

3. Preeklampsia Preeklampsia adalah abnormalitas kehamilan yang ditandai dengan adanya

hipertensi, proteinuria, bersama dengan peningkatan kreatinin dan bersifat reversibel, dimana gangguan ginjal akan membaik setelah bayi dilahirkan, dan merupakan penyebab morbiditas dan mortalitas yang signifikan pada wanita hamil. Dari studi pada binatang disepakati secara luas bahwa patologis yang terjadi pada eklampsia diakibatkan adanya hubungan yang buruk dari plasenta ke uterus akan menyebabkan iskemia dan stres oksidatif, dengan keterlibatan apoptosis selama remodeling plasenta. Diduga ada suatu senyawa dari darah yang berasal dari plasenta yang iskemia sebagai penyebab kerusakan sel endotel yang luas dan adanya respon inflamasi akan meyebabkan gejala-gejala hipertensi, proteinuria dan edem mendadak yang menjadi karakteristik preeklamsi. Berbagai studi menunjukkan adanya stres oksidatif akibat reaksi inflamasi pada eklampsi sebagai kontributor penting pada kondisi ini, sedangkan studi yang lain lebih menekankan pentingnya status besi, karena ditemukannya transporter besi di plasenta yang sama dengan sel lain. Diduga kuat akibat kombinasi dari Fe2+ dan Fe3+ yang tidak terikat (besi bebas) dan superoksida/peroksida yang terbentuk akibat reaksi inflamasi akan menyebabkan pembentukan OH●, yang merupakan penyebab mekanis utama dari manifestasi preeklampsi dan hal in didukung dengan temuan bahwa dengan pengikatan besi yang sesuai (kelasi besi) akan memberikan keuntungan terapeutik. Status besi juga

Page 114: Penerbit - erepo.unud.ac.id

99

berperan pada kehamilan. Juga ditemukan bukti adanya keterlibatan NO. Disamping itu pemberian besi yang sering selama kehamilan khususnya pada tahap lanjut akan berperan pada peningkatan besi bebas sehingga meningkatkan kemungkinan stres oksidatif. Produksi superoksid dapat diinduksi kondisi hipoksia seperti pada tempat yang tinggi sehingga kondisi preeklampsi lebih sering dijumpai di tempat yang tinggi. Eritropoietin mungkin menjadi penanda stres oksidatif pada preeklamsi (Zamudio et al., 2007).

Preeklampsi lebih sering dijumpai pada mereka yang mengalami gangguan metabolisme besi terutama kelebihan besi, seperti talasemia dan hemokromatosis. Pada talasemia ditemukan penurunan hepsidin dan peningkatan NGAL dengan disregulasi besi. Salah satu yang menarik perhatian adalah anggapan bahwa hepsidin lebih bersifat sebagai peptida antimikroba dibandingkan regulator besi. Hal ini didukung temuan yang dilaporkan Knox et al., bahwa terjadi peningkatan ekspresi gen hepsidin pada plasenta tikus yang dibuat menderita preeklampsi. Hal ini konsisten dengan pendapat bahwa perubahan pada pengikatan dan metabolisme besi akan mendukung preeklampsi (Knox et al., 2007). Diketahui bahwa NGAL terlibat secara signifikan pada kehamilan karena ekspresinya yang tinggi pada uterus sehingga hal ini pula yang mendasari pemberian nama uterokalin untuk NGAL pada tikus untuk merefleksikan ekspresi NGAL yang tinggi di uterus. Studi terbaru menunjukkan NGAL dianggap sebagai penanda biomedis yang berguna untuk preeklampsi pada kehamilan trimester kedua.

4. Penyakit kardiovaskulerBeberapa hal yang mendukung adanya peran besi disini adalah telah diketahui

bahwa peningkatan simpanan besi merupakan predisposisi untuk penyakit arteri koroner dan infark miokard. Kemudian faktor protektif dari kondisi menstruasi yang dihubungkan dengan berkurangnya besi menurunkan risiko penyakit jantung pada wanita muda (efek ini menghilang pada saat paska menopause) dikemukakan Jerome Sulivan tahun 1981. Hal yang menarik lainnya yaitu efek samping vaskuler dari homosistein yaitu penghambatan vasodilatasi vaskuler, ternyata ditemukan tergantung pada besi, dan penurunan kadar homosistein (contohnya dengan hanya suplementasi folat tanpa disertai dengan kelasi besi tidak memberikan hasil yang diinginkan) sehingga hal ini membenarkan bahwa dibutuhkan besi untuk menimbulkan efek tersebut. Sebaliknya, cadangan besi yang meningkat merupakan faktor risiko untuk penyakit kardiovaskuler (Clarke et al., 2005).

Berbagai faktor seperti kadar lipid, stres, merokok, merupakan faktor risiko untuk penyakit kardiovaskuler, penyakit arteri koroner dan penyakit lain yang berhubungan (termasuk stroke); termasuk juga penyakit ginjal merupakan faktor risiko penyakit kardiovaskuler. Kesemuanya konsisten dengan adanya keterlibatan penyebab yang sama yaitu proses inflamasi. Ada bukti keterlibatan besi bebas (LIP) pada penyakit kardiovaskuler. Besi akan memperantarai rantai sebab-akibat iskemia yang akan membentuk (su)peroksida, dimana dengan adanya besi bebas akan memicu pembentukan radikal OH● selama perkembangan penyakit jantung, khususnya selama cidera reperfusi, dan hal ini akan dihambat pengikat besi yang sesuai. Eritropoietin, hormon dengan efek multipel yang mungkin melibatkan metabolisme besi, diduga bersifat protektif (Parsa et al., 2003).

Hipertensi telah diketahui merupakan faktor risiko dari penyakit kardiovaskuler dan penyakit-penyakit lain dan terdapat bukti pula keterlibatan inflamasi sebagai penyebab dasarnya, yang berhubungan dengan sindrom metabolik dan obesitas, dan terutama

Page 115: Penerbit - erepo.unud.ac.id

100

diperantarai spesies oksigen reaktif. Juga ditemukan bukti bahwa beberapa gejala sisanya mungkin diperantarai besi (Peterson et al., 2006).

Gejala sisa gagal jantung bersifat kompleks dan melibatkan proses perburukan yang kronik dan berkelanjutan dari berbagai kondisi fisiologis. Spesies oksigen reaktif terlibat di sini, hal ini didukung adanya temuan bahwa alopurinol (inhibitor poten dari xantin oksidase) memperbaiki prognosis dan asam urat diketahui sebagai penanda biologis dari gagal jantung. Biopirin, suatu produk degradasi dari bilirubin dan penanda stres oksidatif, diketahui juga meningkat pada penderita dengan gagal jantung. Anemia merupakan hal yang umum dijumpai (dan faktor risiko) pada gagal jantung dan hal ini menandakan adanya peran disregulasi metabolisme besi dan diperlukan pengetahuan yang memadai untuk mengerti spesifikasi dan peran pasti dari besi pada anemia kronik yang terjadi pada penyakit jantung yang berhubungan dengan penyakit inflamasi (Weiss, 2005).

5. AterosklerosisAterosklerosis merupakan penyakit inflamasi progresif yang ditandai akumulasi

lipid yang teroksidasi dan elemen-elemen fibrosa di arteri, yang dikenal sebagai plak. Besi dan lipid yang teroksidasi keduanya dapat ditemukan di lesi aterosklerotik dan pemberian kelasi besi akan menghambat hal ini. Terdapat hubungan antara status besi dan aterosklerosis, disebabkan karena kemampuan besi bebas (LIP) untuk mempengaruhi lipid, peroksidasi protein dan efeknya pada neutrofil dan transferin. Plebotomi tidak memberikan keuntungan klinis disini. Kadar besi di plak berhubungan dengan jumlah protein yang teroksidasi, dan dalam suatu studi besi yang terdeteksi (khususnya Fe3+) pada jaringan aterosklerotik adalah 17x lebih besar daripada di jaringan sehat. Ternyata senyawa statin sangat penting dalam penanganan pasien dengan aterosklerosis karena disamping kemampuannya dalam menghambat enzim HMG-CoA reduktase dan menurunkan kolesterol serum, statin juga berefek anti inflamasi, bekerja pada faktor transkripsi NF-κB. Selain itu, beberapa statin mempunyai kemampuan mengikat besi (Dombrecht et al., 2006). Target kerja lain dari statin, selain HMGCoA reduktase adalah β2-integrin leucocyte function antigen-1 (LFA-1). Walaupun masih banyak yang belum diketahui mengenai hubungan besi dengan lesi aterosklerosis baik aspek pemeriksaan status status stres oksidatif besi maupun senyawa sebagai penanda status besi yang mencerminkan status besi di jantung, namun demikian satu hal sudah pasti adalah gangguan metabolisme besi terlibat dalam pembentukan lesi aterosklerotik, dan pengikatan besi yang memadai dengan kelator besi dapat membantu mencegah dan mengatasinya. Status besi juga terlibat dalam penyakit vaskuler kronik dan perilaku luka (Bergan et al., 2006).

6. StrokeBeberapa hal yang mendukung bahwa stroke terkait dengan reaksi inflamasi dan

radikal bebas adalah otak kaya akan besi. Faktor lain bahwa kelebihan besi juga memicu akibat dari stroke dan pengikatan besi atau radikal bebas yang memadai akan mengurangi efek ini. Hal yang menarik bahwa dijumpai peningkatan NGAL plasma pada stroke, meskipun stroke merupakan penyakit yag terlokalisir. Berbagai studi lain menunjukkan adanya manfaat dari managemen stroke dengan pemberian obat anti inflamasi dan antioksidan untuk menurunkan jumlah spesies oksigen reaktif (Margail et al., 2005).

Page 116: Penerbit - erepo.unud.ac.id

101

7. PenuaanPenuaan adalah penurunan status penampilan dan status kesehatan seiring dengan

bertambahnya usia. Cadangan besi cenderung meningkat seiring dengan usia, sebagian diduga karena faktor diet (Fleming et al., 2002). Secara normal, kadar besi dalam sel juga meningkat seiring meningkatnya umur sel. Teori-teori utama tentang proses penuaan mengindikasikan adanya hubungan antara inflamasi progresif, kerusakan seluler dan proses reparasi seluler dan tentunya ROS berperan penting pada proses penuaan. Walau pembentukan ROS selalu terjadi tapi ROS diproduksi dengan kadar yang berbeda beda pada jaringan yang berbeda dan fokus perlu diberikan khususnya pada senyawa radikal hidroksil dan peroksinitrit yang terbentuk akibat adanya katalisis besi yang bebas, yang mempunyai efek terbesar yang perlu dihambat pembentukan dan reaktivitasnya. Dengan ditemukannya berbagai penyakit seiring meningkatnya usia, yang diduga melalui mekanisme adanya stres oksidatif, maka mengobati penuaan dapat mengobati penyakitnya, dan penting untuk dikenali bahwa sebagian besar penyakit merupakan akibat dari proses penuaan (Finkel et al., 2005).

8. KerapuhanIsu tentang penuaan tidak hanya tentang bagaimana terjadinya namun juga membahas

bahwa penuaan dapat bermanifestasi dalam serangkaian perubahan fisiologis, yang termasuk kerapuhan, dimana spesies oksigen reaktif sangat berperan. Terdapat berbagai aspek fisiologis dan metabolisme yang kehilangan fungsinya selama proses penuaan (seperti sistem kardiovaskuler dan fungsi kognitif) dan metabolisme besi diketahui akan berubah seiring dengan bertambahnya usia manusia, dengan anemia merupakan ikutan yang umum dijumpai pada penuaan. Yang masih menjadi pertanyaan adalah seberapa banyak gangguan metabolisme besi menjadi penyebab percepatan proses penuaan dan hal ini tidak mudah untuk diatasi. Dari studi pada Drosophilia dan ragi ditemukan adanya peningkatan masa hidup dengan penurunkan kadar besi. Dari semua studi dan riset pada penuaan, kerapuhan menunjukkan hubungan antara metabolisme besi yang tidak terkontrol secara adekuat sebagai bagian dari cidera akibat spesies oksigen reaktif dalam memicu proses penuaan dan kerapuhan (Kell, 2009).

9. Umur panjangMeskipun penuaan dan panjang umur bukan merupakan hal yang sama dan panjang

umur bukan suatu penyakit, studi tentang penuaan sering dikerjakan dengan perhatian untuk perbaikan pengertian tentang kehidupan panjang dan kehidupan panjang tentunya terkait dengan penyakit akibat usia. Hidup panjang dari berbagai organisme dapat bervariasi akibat manipulasi pada sejumlah proses atau penyakit. Disini dikatakan, restriksi kalori atau diet merupakan kontributor untuk kehidupan panjang dan bertindak sebagai akar dari proses-proses yang terlibat. Restriksi kalori tampaknya berhubungan dengan penurunan kecepatan produksi spesies oksigen reaktif dan kerusakan akibat spesies oksigen reaktif, dimana dalam hal ini diharapkan restriksi substrat akan membuat keseimbangan redoks di mitokondria ke arah lebih oksidatif dan meminimalkan jumlah reduksi elektron oksigen dengan 1 – 2 elektron untuk membentuk peroksida dan superoksida. Hal yang menarik bahwa restriksi kalori akan memperbaiki status besi dan perbaikan status besi ini akan meningkatkan masa kehidupan panjang (Tracivouluo et al., 2006). Restriksi kalori juga

Page 117: Penerbit - erepo.unud.ac.id

102

ditunjukkan berefek pada respon stres yang berbeda antara sel normal dan sel tumor, meskipun studi ini relatif tidak memperhatikan status besi (Kell, 2009).

Antioksidan dapat juga mempengaruhi ketahanan hidup. Seperi melatonin yang diketahui akan memperpanjang masa hidup Drosophila sedangkan Caenorhadbitis elegans juga dapat diperpanjang dengan meniru senyawa SOD dan katalase, dan juga dengan berbagai antioksidan dan obat-obatan lain. Sebagai contoh, pada C.elegans yang bermutan dengan penurunan aktivitas insulin-like growth factor (contohnya mutan daf2 dengan jumlah DAF16 FOXO-like transcription factor lebih besar) dapat hidup hampir 2 kali masa hidup tipe aslinya dan memproduksi lebih banyak katalase, superoksid dismutase (sod-3) dan glutation-S-transferase (Litgow et al., 2005).

Secara keseluruhan, terdapat kombinasi poten dari stres oksidatif yang menyebabkan pembentukan peroksida dan radikal yang merusak dengan proses katalisasi dari besi dan reaksi lebih lanjut akibat besi yang tidak terikat dengan baik, yang menyebabkan kerusakan yang fatal. Besi, tembaga da119n H2O2 dianggap sebagai trias toksik (toxic triad). Mengingat hanya sedikit yang dapat kita lakukan untuk mengontrol produksi superoksida dan peroksida, maka yang masih memungkinkan adalah kita dapat mencoba dan memperbaiki metabolisme dalam arti mengikat semua komponen besi atau spesifikasi besi dengan mengatur diet atau secara farmakologis (Kell, 2009).

10. Artritis reumatoidSalah satu penyakit dengan etiologi yang diketahui berhubungan dengan spesies

oksigen reaktif adalah artritis reumatoid. Secara umum, status besi yang rendah (mungkin anemia) merupakan karakteristik dari suatu artritis reumatoid, namun sebaliknya ditemukan besi yang tinggi di cairan sinovial sendi yang terkena. Hal ini menimbulkan dugaan adanya gangguan metabolisme besi pada artritis reumatoid, dan mekanisme dimana peningkatan superoksid akan membebaskan besi dari ferritin di cairan sinovial, selanjutnya mengkatalisir kerusakan yang timbul akibat radikal hidroksil. Proses autokatalitik ini bersifat destruktif. Eritrosit yang mengalami oksidasi juga dapat membebaskan besi. Juga ditemukan kadar antioksidan seperti vitamin E yang rendah. Bukti lain menunjukkan bahwa pengikatan besi (kelasi) yang memadai dapat memperbaiki gejala-gejala artritis reumatoid, meskipun hal ini tidak ditemukan pada desferroksamin (Dombrecht et al., 2004).

Satu hal yang menarik pada artritis reumatoid adalah dijumpai keluhan kejang pada kaki (restless leg syndrome) yang terkait dengan kehamilan dan defisiensi besi. Reseptor transferrin serum pada kasus ini tampaknya mencerminkan pengukuran defisiensi besi yang lebih sensitif. Selain itu, juga ditemukan hubungan dengan sindrom lain seperti penyakit kardiovaskuler. Namun yang menarik bahwa disregulasi metabolisme besi terbukti memainkan peranan yang bermakna pada kasus kasus dengan artritis rematoid (Mascitelli et al., 2005).

11. Lupus (SLE) Lupus atau SLE, menggambarkan suatu sindrom yang berhubungan dengan artritis

dan rematik yang berawal dari proses auto-imunologi atau inflamatorik dan manifestasi yang beragam, namun ditandai kelelahan yang sering sebagai akibat dari anemia. Hal ini menunjukkan peran tertentu dari disregulasi besi (karena berbagai sebab) dan terdapat beberapa bukti untuk hal ini. Walau anemia merupakan gambaran suatu penyakit SLE,

Page 118: Penerbit - erepo.unud.ac.id

103

serum feritin ditemukan meningkat pada SLE, dan beberapa penanda serum lipid dari stres oksidatif (yang disebabkan produksi radikal hidroksil yang dikatalisir besi yang tidak terikat) juga dijumpai (Abou-Raya et al., 2004).

Juga terdapat hubungan yang sangat menarik antara SLE dan metabolisme vitamin D (Cutolo et al., 2008), yang juga berhubungan dengan statin dan aterosklerosis. Terdapat bukti dari manfaat statin dalam terapi dan bahkan perbaikan dari lupus. Dari berbagai pandangan secara keseluruhan terdapat bukti pendahuluan bahwa pengikatan besi mungkin dapat digunakan sebagai mediator yang berharga dalam penanganan kondisi penyakit ini mengingat adanya kaitan antara proses inflamasi serta stres oksidatif.

12. Asma, PPOK (penyakit paru obstruktif kronik) dan penyakit paru lainnyaPPOK adalah penyakit kronik dan progresif yang ditandai penurunan fungsi

respirasi, kapasitas latihan dan status kesehatan. Penyakit ini juga bersifat periodik, sehingga dikenal istilah eksaserbasi. Eksaserbasi akut dari PPOK ditandai perburukan gejala-gejala pasien yang awalnya stabil, dengan variasi dari hari ke hari, onsetnya akut, dan membutuhkan perubahan pengobatan pada pasien dengan dasar PPOK. Merokok adalah penyebab utama radikal bebas (termasuk besi) dan merupakan penyebab utama PPOK. Dengan demikian, ditemukan bukti keterlibatan inflamasi dan spesies oksigen reaktif pada PPOK baik pada kondisi stabil maupun eksaserbasi. Juga ditemukan bukti yang bermakna adanya keterlibatan besi (dan logam berat) dalam perkembangan PPOK dan penyakit paru lain (Mutii et al., 2006). Hem oksigenase juga terlibat secara signifikan, dan besi di paru-paru ditemukan meningkat dengan kadar serum transferin lebih rendah. Penyakit paru lain dimana spesies oksigen reaktif dan besi terlibat adalah Adult Respiratory Distress Syndrome dan fibrosis kistik. Asma juga adalah penyakit inflamasi yang telah diketahui dan dihubungkan dengan spesies oksigen reaktif (ROS) yang dikatalisir besi (Kocigit et al., 2004).

13. Inflammatory bowel disease (IBD)Secara definisi, IBD seperti penyakit Crohn dan kolitis ulseratif, adalah penyakit

inflamasi, meskipun peran inflamasi dan produksi spesies oksigen reaktif telah diketahui, namun proses asalnya belum diketahui dengan pasti. Umumnya penyakit ini sering disertai dengan anemia, yang menunjukkan gangguan pada absorbsi dan/atau metabolisme besi dan sangat mungkin pada absorbsi. Anemia dapat diketahui dengan memeriksa feritin dan kadar serum transferin dan perbaikannya dimungkinkan dengan pemberian suplemen besi ditambah dengan eritopoietin. Diduga bahwa beberapa isu ini berhubungan dengan spesifikasi besi yang biasanya tidak dapat diketahui dengan cara yang pasti (Kruiedinier et al., 2003).

14. Degenerasi makula (Age-related macular degeneration) Degenerasi makula pada usia tua merupakan penyebab utama kebutaan dan

ketidakmampuan pada orang tua di negara maju. Berbagai komponen plak aterosklerotik ditemukan pada penyakit ini, sehingga menjelaskan suatu mekanisme antara patogenesis penyakit ini dan ateroslerosis. Kadar besi retina meningkat sejalan dengan usia, besi terlibat secara signifikan pada kondisi ini dan pengikatan besi (kelasi) mungkin dapat mengatasi penyakit ini. Diet antioksidan juga bersifat protektif. Sumber besi tampaknya berasal dari kelebihan angiogenesis dan kebocoran dari pembuluh darah, yang dikatalisir

Page 119: Penerbit - erepo.unud.ac.id

104

VEGF. PEGylated aptamer terhadap VEGF (pegaptanib) atau antibodi monoklonal (ranibizumab), telah memberikan sesuatu yang menjanjikan dalam terapi degenerasi makula. Sehingga menjadi masuk akal jika terapi kombinasi dengan salah satu agen tersebut ditambah pengikat besi yang sesuai akan lebih efektif (Takeda et al., 2007).

15. PsoriasisPsoriasis adalah penyakit inflamasi dimana terdapat keterlibatan produksi radikal

bebas dan spesies oksigen reaktif. Disini terdapat bukti yang jelas adanya gangguan pada metabolisme besi. Pendekatan awal terapi dengan serangkaian pengikat besi tampaknya sampai saat ini belum dilakukan evaluasi yang lebih baik (Wojas et al., 2007).

16. GoutGout adalah penyakit inflamasi penting lain, ditanda akumulasi asam urat. Terdapat

bukti bahwa penyakit ini juga merupakan penyakit kelebihan besi dan akumulasi asam urat, baik sebagai antioksidan dan pengikat besi, adalah sebagai respon akibat kelebihan besi. Dan hal ini didukung bukti bahwa terjadi remisi dari gejala-gejala gout dapat dicapai dengan pengurangan besi, baik dengan plebotomi atau kelasi (Fachini, 2003).

17. Penyakit hati alkoholik dan bentuk lainTelah diketahui bahwa kelebihan kronik dari besi atau alkohol, dapat merusak liver

dan organ lain, dan kombinasi keduanya dapat saling memperberat efek yang lain. Secara spesifik, pada penyakit hati alkoholik, baik besi dan alkohol memberikan kontribusi untuk terjadinya fibrosis hati. Kelebihan besi diketahui bersifat hepatotoksik, menyebabkan kanker liver, dan penurunan kadar besi atau pengikatan atau kelasi besi akan bersifat protektif. Hepsidin juga diduga mungkin terlibat pada proses timbulnya kondisi ini (Bridle et al., 2006).

18. MerokokTembakau rokok mengandung banyak bahan yang tidak menyenangkan dan

karsinogenik, dan tembakau rokok merupakan penyebab utama karsinoma paru dan organ lain, seperti telah dilaporkan dalam studi epidemiologis (Doll et al., 2004). Berbagai partikel yang berhubungan dengan rokok dan juga yang dikonsumsi dari bahan lainnya adalah sangat banyak mengandung/dimuati mikropartikel besi sebagai katalis utama dari produksi radikal hidroksil, yang tidak diragukan lagi merupakan kontributor yang signifikan.

19. MalariaSeperti sel-sel tumor, parasit malaria Plasmodium falciparum membutuhkan besi

untuk pertumbuhannya, dan terdapat bukti bahwa aktivitas penurunkan ketersediaan besi akan menjadikan jenis senyawa sebagai obat yang menjanjikan untuk terapi lain anti malaria (Doherty et al., 2007). Perlu dicatat dalam konteks ini, bahwa pembentukan radikal yang dikatalisir besi juga terlibat signifikan dalam kerja anti malaria artemisin (yaitu efek sitotoksik) dan kerja ini dapat dihambat pengikat besi, sehingga kombinasi artemisin dan terapi pengikat besi merupakan kontraindikasi.

Page 120: Penerbit - erepo.unud.ac.id

105

20. Antimikroba Seperti diketahui mikroba membutuhkan besi untuk pertumbuhannya, maka

kondisi besi yang berlebihan dapat meningkatkan infektifitas atau virulensi kuman, dan pengikatan besi akan memperkuat efek bakteriostatik dari antibiotik. Muncul terapi terbaru lain dengan mekanisme kerja melalui penurunan ketersediaan besi dengan menggunakan hepsidin atau NGAL (Saiga et al., 2008). Pengikat besi juga menghambat trypanosoma dan perubahan metabolisme besi juga berhubungan dengan infeksi virus (Breidbach et al., 2002).

21. Sepsis yang menyebabkan kegagalan organ dan kematian: severe inflammatory response syndrome (SIRS) Diketahui bahwa salah satu akibat dari infeksi bakteri (sepsis) adalah syok sepsis,

dan hal ini diperantarai komponen lipopolisakarida (LPS) dari membran luar bakteri gram negatif, dimana kasus-kasus yang terburuk akan menyebakan gagal organ multipel sampai kematian. Kerja LPS tidak tergantung jumlah bakteri, sama dengan fenomena gagal organ multipel tanpa infeksi. Pengenalan gejala-gejala dalam respon inflamasi awal telah menyebabkan berkembangnya ide tentang Systemic Inflammatory Response Syndrome (SIRS) yang menyebabkan gagal organ multipel, baik melalui apoptosis dan nekrosis. Diduga fenomena ini berhubungan dengan hiperproduksi dari spesies oksigen reaktif. Kadar besi bebas di sirkulasi meningkat pada sepsis dan kondisi lain yang berhubungan. Pengukuran langsung dari kematian sel akibat oksidan menunjukkan bahwa sebagian besar besi bebas terkonsentrasi di lisosom, dan pengikatannya dapat mencegah kematian sel (Cuzzocrea et al., 2003; Messaris et al., 2004).

Berbagai faktor inflamasi di sirkulasi telah ditemukan berhubungan dengan terjadinya syok sepsis, seperti tissue necrosis factor (TNF) dan respon seluler melalui toll-like receptor, terlibat dalam proses ini. Akan tetapi pemberian antibodi terhadap TNF tidak menghambat gagal organ multipel akibat syok sepsis, sehingga diduga ada agen perusak lainnya yang berperan dan tampaknya melibatkan produksi radikal hidroksil yang diperantarai besi. Dalam kaitan ini ada hal yang menarik dimana antioksidan melatonin ditemukan efektif terhadap syok sepsis, terutama dalam kombinasi dengan pengikat/kelasi besi. Efek protektif eritropoietin masih perlu untuk diteliti lebih lanjut (Cuzzocrea et al., 2003).

Besi, respon imun dan infeksi1. Sistem imunitas manusia

Sistem imun adalah semua mekanisme yang digunakan badan untuk mempertahankan keutuhan tubuh sebagai perlindungan terhadap bahaya yang timbul baik dari luar maupun dari dalam tubuh sendiri. Mekanisme ini diperlukan untuk tiga hal utama yaitu: pertahanan, homeostasis dan pengawasan. Fungsi pertahanan ditujukan terhadap invasi kuman mikroorganisme, homeostasis untuk mengeliminasi komponen tubuh yang sudah tua dan tidak berguna bagi tubuh sedang fungsi pengawasan diperlukan untuk menghancurkan sel-sel yang bermutasi ganas (Abbas, 2005).

Ada dua mekanisme utama tubuh dalam rangka mempertahan diri dari serangan kuman yaitu respon imun yang alami (innate) dan respon yang didapat (adaptive). Respon alami timbul dengan intensitas yang hampir sama pada setiap paparan, karena sistem imun alami tidak mempunyai mekanisme memori. Respon ini timbul lebih dulu dari

Page 121: Penerbit - erepo.unud.ac.id

106

respon adaptif. Komponen seluler dari sistem ini adalah makrofag, granulosit dan sel NK (Natural Killer) yang dengan sistem reseptor (toll-like) dapat membedakan antara benda asing dengan sel sendiri. Respon imun adaptif adalah antigen-specific dimana respon yang didapat akan meningkat sesuai dengan jumlah paparan yang terjadi sehingga respon adaptif akan makin efisien dan makin cepat pada paparan ulang. Ada berbagai antigen yang dapat memicu respon adaptif dan imunitas ini dapat berlangsung lama tapi tidak permanen (Deckera, 2004). Sistem ini dapat membedakan antara self dan non-self dengan menghancurkan yang non-self dan membiarkan yang self. Respon imun adaptif meliputi proses proliferasi dari sel B dan T yang antigen-spesific, yang akan terjadi apabila ada ikatan antara reseptor permukaan sel ini dengan antigen. Sel tertentu yang dikenal sebagai APC (antigen presenting cell) akan membawakan antigen kepada sel limfosit dan akan terjadi kolaborasi diantara mereka sebagai respon terhadap antigen tersebut. Sel limfosit B akan memproduksi imunoglobulin yang dapat mengikat antigen sehingga dapat mengeliminasi mikroorganisme ekstraseluler. Sel T akan membantu sel B untuk membuat antibodi dan juga dapat membunuh patogen intra seluler dengan mengaktifkan makrofag serta membunuh sel yang terinfeksi virus. Respon imun baik alami maupun yang adaptif diperlukan untuk bekerjasama dalam rangka mengeliminasi patogen (Decker a, 2004).

Perkembangan sel limfosit T dan B Untuk dapat berfungsi sebagai respon imun adaptif maka semua komponen

seluler yang berasal dari sel induk pluri potent akan menjalani proses pematangan pada kelenjar limfe, lien dan jaringan limfe di mukosa (MALT = mucosal associated lymphoid tissue). Diferensiasi awal sel limfosit baik sel B yang mengalami aktivasi pada germinal center sumsum tulang maupun sel T yang diaktivasi lebih banyak didapatkan di daerah parafolikuler kelenjar timus, merupakan peristiwa yang disebut antigenless yaitu tidak diperlukan adanya stimulasi antigen akan tetapi begitu sel B dan T ini selesae menjalani seleksi positif dan negatif dan mulai mengekspresikan reseptor pada permukaannya maka akan diperlukan stimulasi antigen yang sesuai sehingga sel yang bersangkutan berkembang lebih jauh dan survive. Semua proses pematangan tersebut terjadi pada sistem yang disebut sebagai jaringan limfoid sekunder, dimana proses aktivasi sel B dan sel T dilakukan pada kompartemen yang berbeda. Dan semua proses diferensiasi seluler akan membutuhkan interaksi antara lingkungan mikro (niche) dan sitokin serta growth factors yang memadai sehingga dapat berjalan secara seimbang dan terkoordinasi (Abbas, 2005).

Sel B yang berkembang pada fase awal dari kehidupan dikenal sebagai sel B1. Hampir semua sel B1 mempunyai CD5, suatu molekul adesi dan molekul sinyal. Mereka ini merupakan sumber dari antibodi natural yaitu suatu antibodi IgM yang polireaktif (molekul ini dapat mengenal beberapa antigen yang berbeda bahkan juga patogen yang komensal serta autoantigen). Secara umum antibodi ini mempunyai afinitas yang rendah. Sebaliknya sel B yang tidak mempunyai molekul CD5 yang biasanya berkembang belakangan dikenal sebagai sel B2. Sebelum bertemu dengan antigen sel ini mengekspresikan bersama-sama molekul IgM dan IgD pada permukaannya dan pada saat sel akan menjadi sel memori, sel ini akan melakukan class-switching dan mengekspresikan IgA, IgG atau IgE sebagai reseptor permukaannya. Komplek antibodi-antigen dan komplemen yang terbentuk pada jaringan limfoid sekunder berdekatan dengan lokasi sel dendritik sehingga hal ini akan menginisiasi pembentukan area yang

Page 122: Penerbit - erepo.unud.ac.id

107

disebut sebagai germinal center yaitu suatu area dimana sel B akan teraktivasi sehingga menimbulkan respon imun. Di sini sel B2 yang bertemu dengan antigen akan melakukan immunoglobulin class switching dan akan memproduksi IgA, IgG atau IgE. Sel plasma dan sel memori juga terbentuk di germinal center. Akan tetapi fase akhir dari diferensiasi sel B2 menjadi sel plasma terjadi pada jaringan limfoid sekunder di luar germinal center. Meskipun umumnya berumur pendek, kadang-kadang sel plasma dapat survive sampai berminggu-minggu pada sumsum tulang.

Seperti dengan perjalanan alami dari sel B, sel T juga berdiferensiasi menjadi sel T yang fungsional artinya menjadi sel T yang mampu untuk melaksanakan fungsi utamanya yaitu sebagai sel efektor yang efektif dari respon imun adaftif kita terutama respon imun seluler. Semua proses pematangan sel T ini terjadi di kelenjar timus dimana sesuai dengan lingkungan mikronya akan memungkinkan sel T mengalami seleksi baik seleksi positif maupun seleksi negatif yang semuanya dikenal sebagai thymic education. Selama proses ini sel T akan mendapatkan penanda spesifiknya seperti TCR (T Cell Receptor), CD3, CD4 atau CD8 dan CD2 (Abbas, 2005).

Sel induk secara terus menerus akan bermigrasi dari sumsum tulang ke timus, dimana sel ini akan berkembang menjadi sel T. Bukti terakhir menunjukkan bahwa walaupun terjadi degenerasi parsial pada timus orang dewasa namun sel T tetap berkembang pada timus sepanjang hidupnya. Sel T dengan α/β TCR akan tetap di sini sambil terus mengalami prosedur seleksi. Tidak seperti molekul antibodi yang juga merupakan BCR (B Cell Receptor), dapat mengenal antigen dalam bentuk utuh (native/natural), TCR hanya dapat mengenal fragmen peptida dari intraseluler antigen yang sebelumnya telah diproses sel makrofag dan dipresentasi molekul MHC yang sesuai. Susunan asam amino baik yang berasal dari MHC maupun dari peptida antigen dapat dikenal TCR. Jadi TCR dapat mengenal molekul MHC yang berasal dari tubuh sendiri (self) bersama dengan peptida yang berasal dari antigen asing. Karena itu untuk dapat mengenal antigen asing yang dipresentasikan molekul MHC maka sel T harus mengenal self MHC. Molekul MHC adalah molekul yang sangat polimorfik. Dan untuk mengenalnya tanpa menimbulkan autoreactive diperlukan suatu mekanisme kontrol yang disebut dengan thymic education, yaitu suatu proses seleksi termasuk yang dikenal dengan positive selection dan negative selection (Poulin et al., 2003).

Sel yang lolos positive selection adalah sel T yang mengekspresikan TCR yang mampu berinteraksi dengan MHC-selfpeptide complexes yang terbentuk pada sel epitel korteks timus. Positive selection akan mematikan tombol apoptosis yang sebelumnya terjadi pada perkembangan alami dari sel T. Lebih dari 95% dari sel T tidak akan terseleksi pada fase ini sehingga akan mati di dalam timus. Sebaliknya pada negative selection adalah mekanisme yang dapat menginduksi apoptosis pada sel T yang mengekspresikan TCR yang bereaksi dengan afinitas tinggi dengan kompleks self MHC-self peptide pada permukaan sel dendritik dan makrofag yang berasal dari sumsum tulang pada daerah medula dari timus (Decker, 2004).

Untuk dapat menimbulkan infeksi, bahan patogen harus berhasil melalui 3 tingkatan pertahanan tubuh yaitu adanya barier permukaan seperti ensim dan mukus baik yang langsung bersifat antimikrobial maupun dengan menghambat perlengketan dari mikroba tersebut. Setelah mampu melewati barier ini maka patogen tersebut akan berhadapan dengan 2 jenis pertahanan yaitu respon imun yang alami (innate immune responses) dan respon imun yang adaptif (acquired immune responses). Tubuh secara

Page 123: Penerbit - erepo.unud.ac.id

108

potensial dapat bereaksi hampir pada semua hal yang dapat berikatan dengan reseptor sistem imun. Molekul antigen ini bisa merupakan molekul kecil yang simpel sampai pada molekul sangat kompleks. Baik reseptor sel T maupun reseptor sel B dapat mengikat bagian dari antigen yang dikenal dengan epitop sehingga membentuk kompleks ikatan antigen reseptor yang selanjutnya akan mestimulasi respon tubuh yang sesuai. Antigen yang dapat memicu respon imun disebut sebagai imunogenik, dan tidak semua antigen secara alami imunogenik. Antigen dengan molekul kecil yang non-imunogenik disebut sebagai hapten dan harus berikatan dengan molekul yang lebih besar yang imunogenik yang disebut dengan carriers, untuk dapat menimbulkan respon imun. Sedang karbohidrat harus berikatan dengan protein agar dapat merangsang respon imun seperti pada kasus antigen polisakarida pada vaksin Haemophilus influenzae. Banyak mikroorganisme secara alami mempunyai apa yang disebut adjuvant immunostimulatory molecules seperti lipopolysaccharide dan muramyl dipeptide sehingga dapat menambah respon imunitas (Delves et al., 2000).

Tanda penting sel imun baik imunitas alami maupun adaptif, adalah kemampuannya untuk bermigrasi dan beredar dari darah ke jaringan limfoid dan non-limfoid (imun alami) dari non-limfoid ke jaringan limfoid (sel dendritik) dan dari darah ke pembuluh limfe melalui organ limfoid perifer (limfosit). Sedang fungsi lain dari sistem imun adalah mempertahan diri dari serangan kuman infeksi. Salah satu pengetahuan yang sangat penting dalam hal interaksi antara respon imun dengan kadar besi intraseluler dan perubahan metabolisme besi di tingkat lingkungan mikro adalah klarifikasi dari beberapa gen yang terlibat dalam homeostasis besi dimana gen dan protein ini diekspresikan pada beberapa sel efektor dari sistem imunitas tubuh. Beberapa gen dan protein yang terlibat pada proses homeostasis besi dan kaitannya dengan fungsi imunitas tubuh dapat dilihat pada tabel di bawah. Dengan mempertimbangkan bahwa hampir pasti semua sel efektor yang terlibat dalam reaksi imunitas dapat mengekspresikan gen yang ikut terlibat dalam proses metabolisme besi maka peran dari sel imun dalam homeostasis besi sistemik tidak dapat dipungkiri lagi (Porto et al., 2007).

2. Besi dan imunitas Besi dan imunitas alami

Sebagai elemen yang penting dalam aktivitas seluler, besi memainkan peran sentral dalam pertarungan untuk mempertahankan hidup antara tubuh manusia dan patogen yang ada dimana masing-masing pihak mengembangkan berbagai macam mekanisme untuk dapat menguasai pemasukan dan penggunaan besi. Mikroorganisme mengembangkan bermacam strategi untuk mengambil besi dari lingkungannya dan membawa molekul yang penting bagi patogen yang bersangkutan (Radtke et al., 2006). Di pihak lain, tubuh kita juga mengembangkan kemampuan untuk memodulasi metabolisme besi ditingkat seluler, tidak hanya untuk penggunaannya sebagai katalisator untuk membentuk radikal bebas yang mampu membunuh kuman, tapi juga disisi lain untuk mengurangi ketersediaan besi bagi kuman patogen tersebut. Banyak gen dan protein yang awalnya terlibat pada proses metabolisme besi, seperti protein pengikat besi, protein tranport dan protein penyimpan besi, akhir-akhir ini diketahui terlibat juga pada respon imunitas. Dan menjadi makin jelas bahwa sel imunitas alami sebagai bagian pertahan non-spesifik terhadap infeksi, ternyata dilengkapi dengan protein dan gen yang dapat mempengaruhi keseimbangan besi baik di tingkat seluler maupun sistemik ( Nemeth et al., 2004). Salah satu molekul penting

Page 124: Penerbit - erepo.unud.ac.id

109

di sini adalah hepsidin, yang awalnya diduga sebagai molekul antimikrobial yang berasl dari hati dan ternyata sekarang terbukti memainkan peran penting dalam metabolisme besi. Bahkan temuan terkini melaporkan hepsidin di ekspresikan pada sel imun alami seperti makrofag dan netrofil. Kedua sel tersebut diketahui dapat bermigrasi dari darah ke tempat infeksi dan dengan mengekspresikan molekul hepsidin kedua sel tersebut membantu respon imun alami dalam mempertahankan tubuh dari invasi kuman patogen dengan mengurangi ketersediaan besi (Peyssonnaux et al., 2006). Ekspresi hepsidin sel mieloid nampaknya tergantung pada aktivasi TLR4 yang merupakan reseptor penting untuk LPS. Akan tetapi ekspresi hepsidin sel mieloid ini tidak dapat distimulasi besi. Hal ini menunjukkan adanya jalur sinyal yang berbeda untuk aktivasi hepsidin sebagai respon terhadap infeksi atau kelebihan besi (Peyssonnaux et al., 2006). Mekanisme yang mendasari sinyal infeksi yang berbeda ini belum diketahui dengan jelas.

Selain peran hepsidin, molekul protein lainnya yang berperan pada proses transpor besi dari fagosom ke sitosol juga berperan penting dalam respon imun alami melalui TLR4. Molekul tersebut adalah NRAMP1(natural resistence-associated macrophage protein 1). Molekul NRAMP 1 ini diekspresikan sel fagosit dimana molekul ini direkrut dari kompartemen lisosom dibawa ke membran fagosom dimana di sini molekul ini berfungsi sebagai antimikrobial yang efisien dengan mekanisme pengurangan ketersediaan besi. Tikus yang Nramp 1 mengalami mutasi menunjukkan kerentanan terhadap infeksi kuman intraseluler termasuk salmonella, mikobakterium dan leismania. Demikan pula mutasi pada manusia juga menunjukkan adanya kerentanan terhadap infeksi tuberkulosis. NRAMP2 yang juga dikenal dengan DMT1 merupakan protein transpor besi yang penting pada mamalia, dan seperti halnya NRAMP1, molekul ini juga diinduksi infeksi kuman intraseluler seperti mikobakterium. Molekul ini juga diduga berperan penting dalam proses daur ulang sel darah merah dari fagosom ke sitoplasma. Ketersediaan besi yang rendah juga bisa disebabkan masuknya laktoferin suatu protein yang berasal dari sel netrofil, kedalam makrofag. Laktoferin adalah molekul kelator besi yang poten yang akhir-akhir ini juga diketahui mempunyai peran menjembatani fungsi imun alami dan imun adaptif. Studi in vivo dan in vitro dapat menunjukkan bahwa laktoferin mampu memacu proses proliferasi dan diferensiasi dari sel limfosit T menjadi sel Th1 atau Th2 sehingga dianggap mempunyai peran mengatur respon imun melalui keseimbangan aktivitas Th1/Th2 (Fischer et al., 2006). Molekul protein lain, lipokalin2 telah diketahui merupakan komponen penting dari sistem imun alami dan respon fase akut. Pada saat ada infeksi TLR pada sel imun alami akan menstimulasi transkripsi, translasi dan sekresi dari lipokalin2, yang selanjutnya akan menghambat pertumbuhan bakteri karena molekul ini dapat mengikat siderofor bakteri tersebut (Flo et al., 2004).

Besi dan imunitas adaptifSel efektor penting pada reaksi imun adaptif adalah sel limfosit baik yang berasal

dari kelenjar timus (limfosit T) maupun yang berasal dari sumsum tulang (limfosit B) dengan beberapa jenis subtipe yang ditandai dengan fungsi dan produksi sitokinnya yang berbeda (O’Garra et al., 2004). Dibalik imunitas adaptif ada sekumpulan sel dan molekul yang kompleks yang terlibat dalam reaksi tanpa melibatkan antigen dan secara kolektif disebut sebagai imunitas alami. Ada dua model untuk menjelaskan tentang imunitas alami ini yaitu model yang mengenali patogen melalui pattern recognizing receptors yang secara umum dikenal sebagai toll-like receptors (TLRs), sedang model kedua dikenal dengan

Page 125: Penerbit - erepo.unud.ac.id

110

model bahaya, dimana model ini didasarkan pada asumsi bahwa produk dari sel yang rusak atau stres akan memberikan sinyal bahaya ke tubuh sehingga hal ini akan memicu respon imun alami. Sel efektor untuk imunitas alami adalah sel mieloid dan limfosit yang bereaksi dengan sel target tanpa melalui pengenalan MHC (major histocompatibility complex). Sedangkan sel ketiga adalah sel dendritik dimana sel ini dianggap sebagai pusat dari interaksi sinyal antara imun alami dengan imun adaptif dimana sel dendritik ini akan menterjemahkan sinyal dari imun alami yang akan menuntun fungsi sel dalam imun adaptif. Dalam perkembangan terakhir ini telah banyak pemahaman yang didapat tentang berbagai fungsi dari sistem imun kita diluar dua hal yang klasik tentang imun adaptif yaitu spesifisitas antigen dan sel memori (Germain, 2004).

Besi mempunyai peranan penting dalam sistem imunitas, terutama dalam hal proliferasi dan aktivasi sel imun inang seperti sel T, B, sel natural killer dan interaksi antara cell-mediated immunity dengan interlekin. Tikus dengan kelebihan besi akan terjadi peningkatan relatif dari CD8+. Th2 diduga memiliki cadangan besi yang lebih besar dari Th1, karena itu Th1 lebih sensitif terhadap penurunan kadar besi inang. Sehingga pada defisiensi besi akan terjadi penurunan produksi interferon-γ (IFN- γ), interlekin-2 (IL-2), tumour necrosis factor-α (TNF α) dan TNF β (Weiss, 2002). Interaksi antara inang dengan agent infeksius merupakan fenomena yang komplek. Yang paling penting dari interaksi itu adalah proses respon imunitas inang serta virulensi kuman. Penelitian-penelitian tentang hubungan antara defisiensi besi dengan infeksi mendapatkan hasil yang bervariasi dan saling bertentangan. Defisiensi besi dapat menurunkan kemungkinan terjadinya infeksi karena keterbatasan besi tubuh yang diperlukan untuk pertumbuhan kuman. Penelitian-penelitian lain justru mendapatkan sebaliknya, karena defisiensi besi dapat menurunkan innate maupun adaptive immunity. Disamping hal itu infeksi atau inflamasi bisa juga menyebabkan terjadinya anemia dan mengganggu metabolisme besi melalui peran interlekin.

Besi dan produksi sitokinSitokin adalah mediator komunikasi seluler yang memberikan sinyal kritis untuk

imunitas humoral dan respon CMI yang efektif. Sel T memiliki kemampuan untuk berproliferasi, fungsi pengaturan yang sangat penting untuk memelihara hemostasis imunologi yang sangat tergantung dari aktivasi antigen yang spesifik. Sel T dibagi menjadi subset sel Th 1 dan Th 2 berdasarkan produksi sitokinnya dan respon terhadap sitokin spesifik, bukan berdasarkan perbedaan fenotip standar. Mekanisme gangguan fungsi imunitas pada defisiensi besi belum diketahui. Mekanismenya diduga bersifat multifaktorial antara lain gangguan sintesis DNA akibat gangguan aktivitas enzim ribonucleotide reductase, penurunan produksi interlekin seperti IL-2. IL-2 merupakan interlekin yang penting untuk komunikasi antara subset limfosit dan sel natural killer (Beard, 2001). Th1 lebih sensitif terhadap pemberian antibodi antitransferin reseptor dibandingkan dengan Th2. Sehingga diduga bahwa fungsi Th1-mediated lebih sensitif terhadap hemostasis besi di tubuh (Weiss, 2002).

Proliferasi limfosit T menurun pada tikus dengan defisiensi besi. Produksi IL-2 dari proliferasi sel limfosit T juga menurun. Stimulasi proliferasi tersebut dilakukan secara in vitro dengan menggunakan concovalin A. Penelitian kasus kontrol pada anak-anak tentang IL-2 dan IL-6 pada ADB memukan bahwa sekresi IL-2 lebih rendah pada anak-anak dengan defisiensi besi dibandingkan dengan kontrol dan kadar IL-2 menjadi normal

Page 126: Penerbit - erepo.unud.ac.id

111

setelah diberikan suplementasi besi (p < 0,001). Kadar IL-6 tidak mengalami perubahan sebelum dan setelah suplementasi (p > 0,05).

Penelitian lain pada 81 anak-anak yang mengalami defisiensi besi, menemukan. produksi IL-2 akibat rangsangan PHA lebih rendah pada defisiensi besi dibandingkan tanpa defisiensi besi, tetapi kadar IL-2 tidak berbeda apabila tidak dirangsang dengan PHA. Penurunan produksi IL-2 menyebabkan gangguan sistem imun melalui gangguan pada CMI. Studi pada tikus percobaan dengan ADB untuk menentukan kadar IFN γ, IL-10 dan IL-12 mendapatkan bahwa pada ADB diikuti dengan penurunan kadar IL-12 dan IFN γ masing-masing sebesar 64 % dan 66 %. Kadar sitokin ini berkorelasi positif dengan indikator status besi (r=0,68; p<0,05). Dari data ini diduga kekurangan besi akan menyebabkan perubahan keseimbangan antara sitokin pro inflamasi dan anti inflamasi sehingga mempengaruhi respon imun baik respon alami maupun CMI (Kuvibidilla et al., 2004). IL-10 mempunyai peranan yang penting dalam regulasi sistem imun dengan menghambat sekresi beberapa interlekin proinflamsi seperti IL-2, IFN-γ dan IL-12 serta menghambat proliferasi limfosit. Sekresi IL-10 ditemukan menurun pada ADB dan meningkat setelah defisiensi besinya dikoreksi. Hal ini juga terjadi pada proliferasi limfosit, ditemukan lebih rendah pada defisiensi besi dan meningkat setelah dilakukan koreksi dengan besi. Hal ini menunjukan bahwa penurunan IL-10 pada ADB tidak mampu mengatasi penurunan proliferasi limfosit (Kuvibidila et al., 2003; Kuvibidila et al., 2004).

Pada penelitian yang dilakukan penulis ditemukan kadar IL 2 dan IFN-γ lebih rendah pada penderita ADB dengan infeksi bila dibandingkan dengan kadar IL 2 dan IFN-γ pada penderita ADB tanpa infeksi dan perbedaan ini secara statistik bermakna (p < 0,05), dan kadar IL 2 dan IFN-γ terbukti meningkat secara bermakna setelah penderita diberi tablet besi selama 8 minggu (Suega, 2009). Penelitian di China dimana 63 penderita ADB anak dengan infeksi saluran nafas atas berulang diperiksa kadar IL-2 dan sIL-2R serta subset limfosit T. Didapatkan aktivitas IL-2, persentase CD3 dan CD4 secara signifikan lebih rendah pada anak yang menderita ADB dengan infeksi saluran nafas berulang dibandingkan dengan kontrol orang sehat. Banyak penelitian lainnya yang dilakukan baik pada binatang coba maupun pada manusia yang mendapatkan rendahnya kadar sitokin tertentu pada keadaan defiseinsi besi. Studi Bergman et al., (2004) pada penderita ADB dewasa mendapatkan kadar IL-2 yang lebih rendah kalau dibandingkan dengan orang normal sedang kadar sitokin lainnya seperti IL-6, IL-10, TNF alfa tidak berbeda bermakna dengan sitokin orang normal (Bergman et al., 2004). Penelitian di Malawi Afrika mendapatkan bahwa ADB berkaitan dengan produksi IFNγ yang lebih rendah. Juga ditemukan kadar IL-8 yang lebih rendah pada penderita ADB dibandingkan dengan penderita yang kadar besinya normal. Pada studi ini juga didapatkan adanya hubungan yang kuat antara ADB dan sel limfosit yang memproduksi IL-6 (Jason et al., 2001). Penelitian di Paris yang dikerjakan pada 53 penderita ADB dan 28 penderita dengan kadar besi normal sebagai kontrol, menemukan adanya perbedaan kadar IL-2 yang bermakna antara penderita ADB dan non-ADB. Kuvibidila pada penelitian dengan tikus mendapatkan kadar IL-12p40 dan IFN-γ yang lebih rendah pada tikus yang dibuat kekurangan besi dibandingkan dengan yang mendapat diet cukup besi dengan penurunan masing-masing 64% dan 66% serta p = < 0,05. Didapatkan juga korelasi yang positif antara kadar sitokin dengan indikator dari status besi (r 0,688, p = <0,05), (Kuvibidila et

Page 127: Penerbit - erepo.unud.ac.id

112

al., 2004). Penelitian kasus kontrol pada anak-anak juga menemukan sekresi IL-2 lebih rendah pada anak-anak dengan defisiensi besi dibandingkan dengan kontrol.

Penelitian mengenai efek dari anemia defisiensi besi pada fungsi imun dilakukan pada 32 orang penderita ADB dan 29 orang sehat sebagai kontrol. Dipelajari beda antara subset sel limfosit, aktivitas bakteriosidal dari netrofil, kadar IL-6 plasma, kadar dari imunoglobulin. Studi menyimpulkan bahwa baik respon humoral yang diwakili dengan pemeriksaan kadar IgG4, respon imun seluler dan juga respon imun non-spesifik serta aktivitas sitokin mengalami gangguan pada penderita ADB (Ekiz et al., 2005). Peneliti lain mendapatkan pada pasien dengan ADB terjadi penurunan kapasitas pagositosisnya sehingga diduga hal ini menyebabkan penderita ADB rentan terhadap timbulnya infeksi (Bergman et al., 2004). Pada anak dan dewasa, defisiensi besi akan menurunkan proporsi sel T dalam darah, meskipun jumlah total sel T bisa tetap ataupun berubah. Namun demikian, berdasarkan laporan Santos dan Falcao, angka absolut dan proporsi CD4+ dan CD8+ dapat menurun atau tetap tidak berubah pada defisiensi besi (Kuvibidila et al., 2002). Penelitian lainnya pada tikus, defisiensi besi menurunkan sel T total, sel T helper dan sitotoksik/supresor pada limpa.Tapi tidak merubah rasio sel T helper dan sitotoksik, seperti yang terlihat pada manusia.

Gangguan imun pada defisiensi besiMekanisme bagaimana defisiensi besi menggangu respon imun seluler dan non-

spesifik adalah belum seluruhnya diketahui, akan tetapi diduga bersifat multifaktorial. Termasuk antara lain: berkurangnya aktivitas enzim yang mengandung besi seperti enzim ribonukleotide reduktase, mieloperoksidase, berkurangnya produksi sitokin, berkurangnya jumlah sel T yang kompeten, dan kemungkinan adanya gangguan transduksi sinyal. Tahapan dari transduksi sinyal yang dipengaruhi besi masih perlu diteliti, akan tetapi aktivitas protein kinase C dan translokasinya pada membran plasma sel limfosit dan sel T lien diketahui terganggu. Hal ini ditemukan pada studi binatang maupun pada manusia. Demikian pula, pengikatan besi akan menurunkan produksi mRNA untuk protein kinase C. Pada awal proses aktivasi sel T, akan terjadi gangguan hidrolisis phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate (PIP2) pospolipase C (suatu enzim yang mengandung seng), dimana hasil akhir dari enzim ini adalah inositol 1,3,5-triphophate (IP3) dan diacylglycerol (DAG) yang akan meregulasi aktivitas protein kinase C. Baik aktivasi PKC dan hidrolisis membran fosfolipid sangat penting sebagai proses awal dari suatu sinyal transduksi yang akan menyebabkan terjadinya proses proliferasi sel T dan beberapa fungsi penting lainnya. Adanya gangguan aktivasi PKC dan hidrolisis membran fosfolipid akan menyebabkan gangguan respon imun pada mereka yang dengan defisiensi besi. Namun demikian defek pada protein kinase lainnya yang ikut terlibat pada proses pengaturan siklus mitosis sel belum sepenuhnya bisa diabaikan (Kuvibidila et al., 2002).

Meskipun peranan besi dalam proliferasi sel telah diketahui sejak lama, efek besi dalam respon imun pertama kali dijelaskan 25 tahun yang lalu. Walaupun tidak semuanya, banyak respon imun membutuhkan aktivasi dan proliferasi sel limfosit. Kejadian awal jalur aktivasi sel T yang dipengaruhi besi dimulai dari hidrolisis membran sel PIP2 (phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate) fosfolipase C segera setelah interaksi sel T dengan APC melalui reseptor spesifik. Reaksi enzimatis ini menghasilkan 2 produk akhir yaitu DAG (diacylglycerol) dan IP3 (inositol 1,3,5-triphophate) keduanya disebut

Page 128: Penerbit - erepo.unud.ac.id

113

‘second messenger’ yang berperanan dalam proses proliferasi sel T dan respon imun. Mekanisme yang pasti penurunan hidrolisis PIP2 defisiensi besi belum dapat dijelaskan, karena phospholipase C lebih merupakan zinc-dependent enzim. Diduga efek besi pada hidrolisis PIP2 secara tidak langsung, dimana defisiensi besi mengubah komposisi pospolipid membran sel dan atau menurunkan konsentrasi protein phospholipase C. Reduksi hidrolisis PIP2 secara pasti mempengaruhi kejadian yang dimodulasi DAG dan IP3 (Kuvibidila et al., 2003).

PKC (protein kinase C) suatu enzim yang juga terdapat pada limfosit, yang berperan secara esensial pada pertumbuhan dan diferensiasi sel. Pada sel nonproliferasi, kurang lebih 2/3 dari PKC berada bebas dalam sitosol dan inaktif, sedang sisanya 1/3 terikat pada membran dan dalam bentuk aktif. Aktivasi PKC diregulasi DAG, salah satu produk akhir dari hidrolisis PIP2 dan kalsium (bebas) sitosol. Konsentrasi kalsium sitosol diregulasi IP3, produk akhir kedua hidrolisis PIP2. Perubahan hidrolisis PIP2 akibat defisiensi besi akan mempengaruhi translokasi PKC dari sitosol ke membran sel mengikuti aktivasi sel T. Menurunnya aktivitas PKC dan atau translokasinya merupakan salah satu mekanisme akibat defisiensi besi pada proses fungsi dan aktivasi sel T. Penurunan aktivasi PKC juga mengurangi laju phosphorilasi berbagai macam growth factor, termasuk reseptor IL-2. Karena besi diperlukan untuk biosintesis deoxyribonucleotides ribonukleotide reduktase, maka in vivo defisiensi besi, in vitro kelasi besi dan removal transferin dari medium kultur akan menghasilkan penurunan sintesis DNA. Kuvibidila et al., pada studi binatang mendapatkan bahwa pada sel yang tetap berada pada fase G0/G1 prosentase anti-CD3 ± anti-CD28 antibody-treated spleen cell dari tikus defisiensi besi lebih tinggi dibandingkan dengan tikus normal tetap. Sebaliknya, prosentase lebih rendah ditemukan pada sel yang mengalami progresi masuk ke fase S (DNA synthesis) dan M (Mitosis) dibandingkan dengan kontrol. Hal ini juga menunjukkan bahwa besi diperlukan untuk biosintesis dan aktivasi dari certain cyclin-dependent kinase (cyclin A dan E) suatu faktor yang diperlukan untuk perkembangan sel melalui siklus sel. Kadar kinase seluler meningkat selama fase lanjut dari G1 dan sebelum mulai fase S. Ini menunjukkan bahwa besi mengatur sintesis DNA pada sel T teraktivasi, tidak hanya pada level fase S tetapi juga pada fase awal dari siklus sel (Kuvibidila et al., 2002).

Karenanya diduga besi diperlukan pada beberapa tingkatan proses jalur aktivasi sel T sebelum sintesis DNA yaitu mulai hidrolisis PIP2, aktivasi PKC, transduksi sinyal melalui jalur costimulatory (reseptor CD28) dan aktivasi dari cyclin-dependent kinases. Semua ini diperlukan untuk proliferasi dan fungsi sel limfosit T. Akan tetapi implikasi perubahan ini pada respon terhadap infeksi masih perlu dipelajari lebih jauh (Kuvibidila et al., 2003).

Besi adalah elemen yang penting dan banyak ditemukan dalam sistem biologi, maka tidak mengherankan bahwa hal itu erat terkait dalam banyak aspek kekebalan tubuh (respon imun). Pertanyaan kuncinya adalah: bagian yang mana dari proses imunitas ini yang terganggu dalam berbagai penyimpangan dalam homoeostasis besi seperti terlihat pada defisiensi zat besi atau kelebihan zat besi? Ada banyak literatur, dan bahkan sering bertentangan, pada topik tentang hubungan besi dengan imunitas ini dengan lebih banyak bukti yang diambil dari studi in vitro dan studi hewan percobaan dibandingkan dari pemeriksaan langsung pada manusia. Tabel 2 di bawah merangkum bukti ini dalam pengertian luas.

Page 129: Penerbit - erepo.unud.ac.id

114

3. Besi dan infeksiPeran utama dari sistem imun kita adalah untuk melindungi kita dari ancaman

kuman infeksi. Dari perspektif ini hampir semua sitokin yang diproduksi sebagai bagian dari respon imun alami atau adaptif akan terlibat baik secara langsung ataupun tak langsung. Ada sebagian dari sitokin dengan mudah dapat diketahui dengan percobaan binatang sedangkan lainnya masih perlu dipelajari lebih mendalam. Respon imun yang alami dimediasi juga sel yang sama yang berperan pada respon imun adaptif seperti sel makrofag, granulosit dan lainnya. Salah satu sel yang unik pada respon imun alami adalah sel NK yang dalam melakukan fungsinya hampir menyerupai sel T yaitu dengan perantaraan sitokin atau sitotoksik langsung, walupun dengan cara yang relatif beda dalam hal pengenalan antigen dan proses aktivasinya. Respon imun alami merupakan pertahanan lini pertama terhadap mikroorganisme akan tetapi respon ini hanya sementara dan agak terbatas reaksinya. Berbeda dengan respon adaptif yang biasanya muncul setelah 3 – 4 hari setelah infeksi dan dilakukan sel efektor seperti sel T dan imunoglobulin. Respon

Fungsi Besi insufisiensi Kelebihan zat besi

Jumlah limfosit Normal Normal T-sel: aktivasi dan proliferasi Penurunan Normal? B-sel (Normal) Normal CD4: CD8 rasio Normal Penurunan CD2 epitop ekspresi - (Peningkatan) * Uji kulit respon Penurunan Penurunan Mitogen respon Penurunan Penurunan Pematangan B-sel untuk memproduksi sel yang mensekresi Ig

Normal/Penurunan †

?

Limfosit sitotoksisitas , Normal? (Normal) Makrofag / monosit fagositosis Penurunan , Penurunan? Makrofag / monosit sitotoksisitas (Penurunan) Penurunan Pembunuh alami sel aktivitas - Penurunan Neutrofil fagositosis Normal Penurunan ‡ Neutrofil intraseluler pembunuhan Penurunan Penurunan ‡ Myeloperoxidase Penurunan - Superoksida (Normal) - Penghambatan pertumbuhan mikroba penyerapan besi (Transferin, laktoferin dan manusia serum) atau khelasi (DFX, aktif Hydroxypyridine dan CQ)

(Peningkatan) (Penurunan)

Perlindungan hambatan fisik, termasuk sel-sel jaringan dari oksidatif stres-terkait sitotoksisitas

- (Penurunan)

Variabel Anemiapada penyakit kronik

Anemia defisiensi besi Campuran

Serum besi Menurun Menurun Menurun Transferin Menurun sampai

normal Meningkat Menurun

Saturasi transferin Menurun Menurun Menurun Feritin Normal sampai

meningkat Menurun Menurun sampai

normal Soluble transferin reseptor

Normal Meningkat Normal sampai meningkat

Ratio soluble transferin receptor to log ferritin

Meningkat Normal Meningkat

Mekanisme Contoh keganasan Perdarahan (akut atau kronis) Keganasan gastrointestinal

Kanker pada kepala dan leher Kanker urogenital, Kanker serviks uteri

Perdarahan intra tumor Sarkoma Melanoma (bulky) Hepatoma Kanker ovarium, Kanker korteks adrenal

Peningkatan hemolisis/eritrofagositosis Keganasan-keganasan histiositik Limfoma histiositik

Penggantian sel induk eritroid sumsum tulang sel ganas

Leukemia Limfoma Mieloma Karsinoma payudara dan prostat

Tabel 2. Pengaruh zat besi pada berbagai fungsi kekebalan (McDermid et al., 2006)

?, Temuan bertentangan; -, tidak ada data; Simbol dalam kurung menunjukkan kesimpulan sementara, memerlukan konfirmasi, dan / atau beberapa laporan yang saling bertentangan ada; * Hanya di

hemokromatosis primer; † menurun pada hewan percobaan, tapi normal dalam studi klinis; ‡ hanya pada pasien thalassemia ditransfusikan.

Page 130: Penerbit - erepo.unud.ac.id

115

spesifik ini biasanya lebih persisten dan lebih cepat bereaksi pada paparan ulang (Kresno, 2001).

Respon terhadap beberapa tipe bakteri ekstraseluler memerlukan antibodi yang spesifik yang diproduksi sel limfosit B baik dengan bantuan sel T (helper T cell) maupun tanpa bantuan sel T. Akan tetapi untuk kebanyakan kuman intraseluler seperti virus, bakteri, protozoa dan jamur maka peran sel T sangat diperlukan. Diferensiasi dari respon sel T menjadi sel CD4 dan CD8 didasarkan pada aspek pengenalan terhadap antigen yang dipresentasikan molekul MHC yang berbeda. Molekul MHC klas I akan dikenal sel CD8 dan molekul MHC klas II akan dikenal sel CD4. Sel CD4 dan CD8 mempunyai fungsi sebagai mekanisme efektor yang sangat berbeda.

Sel CD4 dikenal sebagai sel T helper yang mempunyai kemampuan untuk merangsang pertumbuhan banyak sel hemopoeitik dengan memproduksi sitokin antara lain IL-2 sebagai growth factors sel T yang sangat diperlukan perannya pada kasus dengan infeksi kuman intraseluler. Sedang sel CD8 melaksanakan fungsinya sebagai sitotoksik sel yang tidak memerlukan sitokin tapi kontak sel satu dengan lainnya. Perlu diketahui perbedaan kedua hal ini tidaklah sesederhana itu. Masih banyak studi in vitro mendapatkan sel CD4 juga mempunyai kemampuan untuk melakukan fungsi sitotoksik demikian pula sel CD8 juga memproduksi sitokin seperti IFN γ dan TNF α dan β. Namun demikian masih cukup bermanfaat secara ilmiah untuk mengatakan bahwa fungsi CD4 sebagai cytokine-mediated sedang CD8 sebagai cell-mediated (Kresno, 2001; Abbas, 2005).

Sel CD4 mempunyai peran sentral pada hampir semua mikororganisme patogen. Dan CD4 dibedakan menjadi dua sub-divisi yaitu Th1 dan Th2 berdasarkan atas produksi sitokinnya dimana Th1 memproduksi IL-2, IFN γ sedang Th2 memproduksi IL-4, IL-5, IL-13 dan IL-10. Sitokin ini sangat penting perannya pada proses infeksi dari kuman yang melibatkan fungsi sel CD4. Akan tetapi kedua jenis sitokin ini (Th1 dan Th2) mempunyai fungsi yang berbeda dan mempunyai implikasi patologik yang berbeda pula dalam hal respon terhadap bahan patogen. Th2 menstimuli 3 jenis reaksi alergi seperti reaksi sel mast, sel eosinofil dan reaksi berdasarkan IgE pada kedua sel tersebut. Sitokin Th2 yang bertanggung jawab pada respon tersebut adalah IL-4 untuk produksi IgE, IL-5 untuk eosinofilia, dan kombinasi IL-3, IL-4 dan IL -10 untuk produksi sel mast. Sitokin yang diproduksi sel Th1 memicu respon imun yang berbeda. IL-2 merupakan sitokin Th1 yang dikenal sebagai growth factor untuk sel T disamping IFN γ. Yang penting pada respon ini adalah aktivasi makrofag IFN γ sehingga makrofag menjadi lebih aktif dalam hal presentasi antigen, proses fagositosis, ekspresi reseptor Fc dan produksi NO serta superoksida. Kesemua hal ini tentunya akan meningkatkan kemampuan makrofag untuk membunuh kuman intraseluler. Th1 juga menyebabkan reaksi inflamasi seluler yang kompleks seperti DTH. karena itu masing-masing subset dari sel Th akan memulai dan mengatur suatu rangkaian mekanisme yang coherent pada target dengan antigen atau patogen yang spesifik. Ada banyak bukti yang menyatakan ada subset ketiga dari Th yaitu Th 0 yaitu subset yang dapat memproduksi sitokin baik sitokin Th1 maupun Th2 dan subset ini mendominasi reaksi awal dari suatu reaksi imun. Pada manusia dan binatang populasi sel T CD8 umumnya mempunyai profil sitokin seperti sel Th1, namun juga dapat menunjukan profil sitokin Th2 (Coffman, 1999; Van der Meer, 2002).

Disamping kemampuan untuk merangsang subset spesifik dari respon sel efektor, sel Th1 dan sel Th2 juga menunjukkan fungsi yang saling menghambat antara masing-

Page 131: Penerbit - erepo.unud.ac.id

116

masing subset yang berlawanan dan mekanisme ini dikenal sebagai cross-regulation. Mekanisme ini dapat terjadi pada 2 tingkatan yang berbeda yaitu pada tingkat sel Th nya dan pada subset fungsi efektor spesifiknya. IFN γ yang merupakan produk utama dari Th1 merupakan inhibitor yang poten untuk sel Th2 (tapi bukan growth factor untuk Th1 seperti IL-2, karena hilangnya β chain dari reseptor IFN γ). Sebaliknya, sel Th2 memproduksi IL-4 dan IL-10 yang keduanya merupakan inhibitor poten terhadap produksi sitokin sel Th1. Karenanya IFN γ adalah inhibitor yang poten terhadap produksi IgE (IL-4-mediated IgE), eosinofil (IL-5-mediated eosinophil production) dan pembentukan granuloma, dimana IL-4 dan IL-10 merupakan inhibitor reaksi DTH dan reaksi aktivasi makrofag IFN γ. Mekanisme cross-regulation ini memegang peran sentral untuk memahami akibat yang terjadi akibat respon yang tidak adekuat dari sel T terhadap suatu patogen. Hal ini dapat dilihat pada ilustrasi akibat infeksi dengan kuman leishmania, dimana kuman ini umumnya hidup dan bereplikasi intra seluler terutama pada sel makrofag dan monosit. Ada dua jenis panyakit ini pada manusia yaitu cutaneous leishmaniasis, berupa lesi kulit dengan sedikit parasit hanya pada lokasi infeksi dan yang kedua adalah visceral leishmaniasis, berupa infeksi dengan jumlah parasit yang banyak pada organ visceral seperti liver dan lien dan penyakit ini fatal apabila tak mendapat pengobatan yang baik. Respon yang dominan pada cutaneous leishmaniasis adalah sel Th1 dengan sitokinnya sedangkan pada visceral leishmaniasis respon yang dominan adalah gambaran akibat produksi sitokin sel Th2. Gambaran dikotomi dari satu patogen dengan dua jenis patologik ini juga dapat dilihat pada studi binatang tikus, dimana tikus tersebut dibuat dengan teknik rekayasa sehingga masing jenis tikus tersebut berespon berbeda terhadap leishmania mayor. Pada salah satu jenis tikus timbul reaksi dengan gambaran khas suatu reaksi DTH dengan produksi antibodi yang rendah dan tanpa IgE. Sedang pada jenis lainnya terjadi reaksi lokal yang tidak efektif dan terjadi penyebaran ke organ visceral dan bahkan kematian dari binatang coba. Pada binatang ini terdeteksi antibodi yang tinggi termasuk IgE dan tidak menunjukan reaksi DTH. Hal ini menggambarkan perbedaan respon sel T akan menyebabkan perbedaan dari fungsi mekanisme efektor yang ditimbulkan baik sel Th1 maupun sel Th2, sehingga sebagai konsekuensinya akan timbul penyakit dengan patologik yang berbeda. Keseimbangan efek protektif dari sel Th1 khususnya IFN γ yang akan mengaktivasi makrofag sehingga menjadi lebih sakti dan efek kontra protektif dari sitokin sel Th2 seperti IL-4, IL-10 dan IL 13 merupakan gambaran umum dari respon tubuh terhadap banyak infeksi intra seluler termasuk bakteri, protozoa dan jamur (Coffman, 1999; Kresno, 2001).

Sitokin terpenting pada lingkungan mikrolokal dari reaksi inflamasi yang akan memulai pembentukan sel Th1 dari precursor Th 0 adalah IL-12 dan IL-12 adalah aktivator awal reaksi DTH. Sitokin makrofag-monosit ini juga stimulator yang baik untuk proliferasi sel natural killer yang selanjutnya memproduksi IFN γ. Sitokin ini akan menguatkan reaksi imun dan keradangan dengan aktifnya NK dan makrofag, yang kemudian akan memproduksi IL 12 lebih banyak lagi. Hasil akhirnya adalah sel Th 0 yang bertanggung jawab menjadi subset Th1. IFN γ, adalah promotor kuat dari pembentukan sel Th1, juga merupakan inhibitor utama dari sel Th 0 menjadi sel Th 2 (Clancy, 2000).

Interferon γ memiliki peranan sentral dan sangat penting dari seluruh fase respon imun dan inflamasi. Diproduksi hanya limfosit sub set Th1 dan sel NK. Sel Th 1 yang sudah committed dapat diidentifikasi dari produksi IL-2 nya, IFN γ, dan TNF β (juga dikenal dengan limfotoxin/LT α). Sebaliknya, jika sitokin disekitarnya yang dijumpai

Page 132: Penerbit - erepo.unud.ac.id

117

precursor Th 0 adalah IL-4 dan IL-13, maka sel Th 0 berkomitmen menjadi sel Th2. IL-4 adalah agonis utama (major/growth factors) subset limfosit Th2 dan promoter utama terhadap respon antibodi humoral dan antagonis utama dari pembentukan subset Th1. IL-4 memiliki efek yang poten terhadap karakteristik pertumbuhan dan diferensiasi limfosit B dan isotype switch promoter yang menginduksi diferensiasi selanjutnya dari sel B yang menproduksi Ig M untuk selanjutnya mensintesis IgG. IL- 4 juga dibutuhkan respon IgE terhadap parasit dan IgE antigen spesifik (alergi) atau immediate hyersensitivity (IH). IL-4 dan IL-13 memiliki asal keturunan dan homologi struktur yang sama yang terlihat dari redundansi dan aktifitas biologisnya yang saling tumpang tindih. Disamping itu IL-10 adalah juga sitokin counterregulation yang sangat penting, merupakan famili sitokin 4- α -helix dan 18-kD polipeptida yang diproduksi pada saat respon imun sedang berlangsung sel Th2 dan makrofag monosit yang aktif. Seperti IL-4, IL-10 merupakan antagonis penting lainnya dari respon DTH yang dibangun Th1, NK dan makrofag monosit. Sel Th2 selanjutnya dapat dikenali dari reaksinya dan produksinya terhadap beberapa produk sitokin seperti IL-4,-5,-10 dan -13. Fungsi dari kedua subset Th dan pasangan sitokinnya terpolarisasi dan dapat dilihat sebagai hubungan fungsi kontra regulasi. Respon Th1, memiliki efektivitas yang tinggi dalam sekejap melawan berbagai bentuk infeksi intraseluler, yang dapat menyebabkan kerusakan jaringan yang sangat luas jika dibiarkan berlangsung merajalela. Respon Th2 memiliki strategi melemahkan reaksi DTH yang sedang berlangsung dan secara simultan membuat respon antibodi spesifik untuk mencegah penyebaran infeksi. Kerjasama counterregulatory ini sangat penting, karena infeksi-infeksi tertentu memerlukan sitokin Th 1 untuk penyembuhan (tuberkulosis, lepra), tetapi infeksi yang lain (infeksi parasit) membutuhkan sitokin Th2 untuk terjadinya resolusi dan adanya sitokin Th 1 dengan level yang ekstrem akan merugikan. Defek dalam keseimbangan antara Th1 dan Th2 atau produksi sitokinnya dan tampilan reseptornya memiliki implikasi yang sangat penting terhadap manifestasi berbagai penyakit (Clancy, 2000; Kresno, 2001).

Penumpukan besi pada beberapa sel dan jaringan tubuh yang spesifik dapat meningkatkan terjadinya infeksi, neoplasia serta kejadian penyakit kardiovaskular, endokrin, neurodegeneratif dan ortopedi (Weinberg, 2008). Penemuan agen anti infeksi pada komponen putih telur yang dikenal dengan ovotransferin, dapat mensupresi mikroorganisme dengan spektrum yang luas dengan mengikat kompenen besi esensial mikrobial yang berfungsi sebagai faktor pertumbuhan (microbial growth essential iron), menyebabkan banyak dilakukannya penelitian tentang ketersediaan besi (iron avaibility) dan infeksi. Dalam beberapa dekade terakhir, ratusan penelitian klinis dan laboratories telah memberikan bukti tentang eksistensi besi dalam sistem pertahanan tubuh (Weinberg, 2005). Banyak studi binatang dan manusia yang menunjukkan adanya gangguan imunitas seluler dan imunitas non-spesifik lainnya pada defisiensi besi. Akan tetapi hubungan antara defisiensi besi dan infeksi masih belum jelas diketahui. Ada studi yang mendapatkan peningkatan infeksi pada penderita defisiensi bahkan ada yang sebaliknya dimana pemberian besi dapat meningkatkan angka infeksi. Sebuah telaah dari sebelas penelitian tentang pengaruh pemberian besi terhadap infeksi menemukan bahwa insiden malaria, pneumonia dan beberapa penyakit infeksi non-malaria cenderung meningkat pada defisiensi besi. Peningkatan ini juga terjadi pada wanita yang hamil. Namun kesimpulan-kesimpulan penelitian tersebut masih diragukan, karena banyak kelemahan dan tidak konsisten (Oppenheimer, 2001). Sebuah systematic review tentang

Page 133: Penerbit - erepo.unud.ac.id

118

pengaruh suplementasi besi terhadap insiden infeksi pada anak-anak menemukan bahwa pemberian besi tidak meyebabkan peningkatan insiden infeksi pada anak-anak. Penelitian eksperimental ensefalitis autoimun pada tikus menemukan kecenderungan terjadinya ensefalitis autoimun pada tikus yang mengalami defisiensi besi lebih rendah dibandingkan dari tikus tanpa defisiensi besi (0% berbanding 72%). Gejala klinik ensefalitis autoimun juga lebih berat pada tikus dengan kadar besi yang normal dibandingkan tikus dengan kadar besi yang rendah. Hal ini diduga karena terjadi gangguan perkembangan sel CD4+ pada defisiensi besi. Semua sel yang berhubungan dengan CD4+ akan berkurang akibat defisiensi besi tersebut. Keadaan tersebut akan membaik apabila kadar besinya dinaikkan (Grant et al., 2003). Penelitian tentang pengaruh suplementasi besi pada anak-anak yang terinfeksi dan tidak terinfeksi di Sri Langka menemukan bahwa terjadi penurunan morbiditas infeksi saluran nafas pada anak-anak yang diberikan suplemen besi. Peneliti menduga bahwa imunitas pada anak-anak yang mengalami defisiensi besi menurun sehingga morbiditasnya lebih tinggi (De Silva et al., 2003). Telaah terhadap penelitian-penelitian pada manusia maupun binatang tentang pengaruh defisiensi besi terhadap fungsi imunitas in vivo belum menghasilkan konsesus atau kesamaan pendapat. Masalahnya adalah hampir semua penelitian tidak dapat mengontrol secara baik defisiensi makronutrien dan mikronutrien yang ada bersama-sama dengan defisiensi besi dan nutrien-nutrien tersebut belum jelas pengaruhnya terhadap gangguan imunitas tubuh.

Suseptibilitas terhadap infeksi adalah sangat kompleks dan tergantung tidak saja pada kadar besi, tapi juga pada faktor tubuh, parasit dan lingkungan. Termasuk antara lain paparan mikroorganisme, adanya faktor defisiensi nutrisi lainnya, tipe populasi (bayi, anak-anak, wanita, laki dan orang tua), beratnya dan lamanya defisiensi, tipe dan dosis dari serta lamanya terapi besi dan adanya prakondisi lainnya. Tidak diragukan lagi bahwa faktor-faktor ini akan mempengaruhi suseptibilitas dan beratnya infeksi tanpa melihat kadar besinya. Defisiensi besi akan mempengaruhi kerentanan terhadap beberapa jenis infeksi, dan beratnya serta lamanya infeksi akan tergantung pada tubuh dan parasitnya (baik mikroorganisme intra maupun ekstraseluler) (Kuvibidila et al., 2002).

4. Besi dan aktivitas fagositosisBesi sangat penting untuk proliferasi kuman tetapi sebaliknya besi juga mempunyai

peranan yang penting dalam membunuh mikroorganisme ini. Hal ini berkaitan dengan fungsi fagositosis. Proses fagositosis melibatkan beberapa sistem antimikrobial dan satu diantaranya adalah oxygen-dependent dan menghasilkan oksigen radikal yang toksik. Segera setelah aktivasi, fagositosis dimulai dengan oksidasi glukosa melalui hexose monophosphate shunt. Akibat oksidasi ini akan menyebabkan terjadinya aktivasi transmembrane electron transport system yaitu NADPH oxidase enzyme. Sistem ini sangat kompleks. Aktivasi dari NADPH oxidase enzyme akan menyebabkan terjadinya transport elektron melewati membran plasma dan menghasilkan sejumlah superoxide (O2

-) dan H2O2 (Marx, 2002). Superoxide dan hidrogen peroxide, memiliki aktivitas antimikrobial yang sedang. Adanya komponen logam khususnya besi diperlukan dalam katalisasi untuk membentuk radikal hydroxyl (OH*). Hasil akhir dari pembentukan hampir sebagian besar toxic oxygen metabolite disebut dengan Fenton reaction (Kehrer, 2000; Marx, 2002): Fe2+ + H2O2 Fe3+ + OH- + OH*

Besi yang dibutuhkan pada reaksi ini, mungkin berasal dari plasma atau sel yang rusak bahkan berasal dari mikroorganisme. Pembentukan radikal oksigen pada akhirnya

Page 134: Penerbit - erepo.unud.ac.id

119

dapat membunuh mikroorgamisme maupun sel fagositositnya. Pembentukan radikal bebas tersebut dapat juga menyebabkan peroksidasi lipid pada membran monosit dan granulosit serta sel-sel disekitarnya. Jumlah besi yang berlebihan akan mengganggu fungsi granulosit (Marx, 2002; Beutler et al., 2003). Monosit atau makrofag menggunakan beberapa macam cara untuk mendapatkan besi. Cara tersebut antara lain transferrin mediated iron uptake, transmembrane uptake ferrous atau ferric iron, melalui reseptor laktoferrin, reseptor feritin atau melalui proses eritrofagositosis. Pada defisiensi besi, proliferasi dan deferensiasi dari monosit atau makrofag tidak banyak terpengaruh (Marx, 2002).

Fungsi polymorphonuclear granulocyte (PMN) terganggu akibat defisiensi besi terutama untuk membunuh kuman. Penurunan fungsi ini dapat diketahui dari penurunan aktivitas enzim mieloperoksidase dan penurunan konsumsi oksigen. Penurunan ini akan kembali normal setelah diberikan pengobatan besi. Kelebihan besi dapat menyebabkan gangguan fagositosis dan respon imunitas. Aktivitas netrofil berkurang, gangguan kemotaksis, gangguan fagositosis terhadap bakteri. Opsonisasi terhadap bakteri dan aktifitas komplemen juga berkurang (Beutler et al., 2003).

Kelebihan besi pada makrofag akan menyebabkan terjadinya hambatan terhadap proses yang melibatkan IFN-γ, seperti gangguan terhadap pembentukan interlekin proinflamasi TNFα, gangguan ekspresi dari MHC class II. Akibatnya akan terjadi penurunan kemampuan makrofag dalam proses fagositosis kuman intraseluler yang diperantarai IFN-γ (Beutler et al., 2003). Besi akan mengganggu pembetukan inducible-NO syntethase, sehingga jumlah NO menurun pada keadaan besi yang berlebihan. NO merupakan molekul yang penting bagi makrofag untuk melawan infeksi maupun tumor, sehingga proses fagositosisnya juga akan menurun pada keadaan kelebihan besi. Bila ada infeksi atau tumor maka akan terjadi peningkatan produksi IFN-γ akibat respon tubuh, selanjutnya akan terjadinya aktivasi makrofag untuk melawan kuman atau tumor tersebut. Tetapi jika kadar besi tinggi maka efek dari IFN-γ menurun akibat penurunan sintesis dari H2O2 dan NO. Akan tetapi karena efek sitokin proinflamasi yang disekresi akan meyebabkan molekul besi akan masuk kedalam sel dan terjadi proses penyimpanan serta pembentukan feritin. Karenanya kadar besi ekstra seluler akan menurun dan pada akhirnya akan meyebabkan aktivitas IFN-γ akan membaik kembali, sehingga tubuh bisa mengatasi infeksi yang ada. Berikut ini adalah gambar hubungan antara besi dengan makrofag (Weiss, 2002).

5. Metabolisme besi pada mikrobaBesi merupakan faktor pertumbuhan yang penting bagi bakteri patogen. Besi

diperlukan hampir sebagian besar mikroorganisme untuk beberapa proses metabolisme yang penting seperti replikasi kuman, transport elektron, glikolisis, sintesis DNA dan pertahanan terhadap reactive oxygen intermediates (ROI). Sistem pengambilan besi pada kuman, memungkinkan kuman tersebut untuk berkompetisi mendapat elemen penting seperti besi dari lingkungan (Schaible et al., 2004). Pada tubuh manusia banyak sel dan organ yang memiliki mekanisme spesifik untuk transport besi melalui membran sel. Sumber besi yang utama untuk produksi haem dan proliferasi sel adalah transferin. Protein transferin ini dapat membawa dua atom besi. Besi ini akan dihantarkan kepada sel yang membutuhkan besi secara fisiologis melalui reseptor transferin. Pada umumnya reseptor ini ditemukan pada permukaan eritroblas, yang bertanggung jawab atas terbentuknya hemoglobin. Sekarang telah diketahui variasi-variasi molekul besi di dalam tubuh (Marx, 2002).

Page 135: Penerbit - erepo.unud.ac.id

120

Mikroorganisme mempunyai beberapa cara untuk mengambil besi dari sekitarnya baik dari cairan tubuh fisiologis, saluran intestinal, saluran nafas, urogenital, kulit dan permukaan tubuh. Molekul yang berperan terhadap pengambilan besi tersebut dapat berupa reseptor, kanal yang lokasinya di bagian luar atau dalam membran sel mikroba dan siderophores yang memiliki afinitas yang tinggi terhadap molekul pengikat besi. Mekanisme kuman untuk memperoleh besi sangat komplek. Beberapa kuman menunjukkan adanya mekanisme pengambilan besi lebih dari satu dan pada saat yang sama. Gambar 1 menunjukkan kompleksitas dari sumber-sumber besi, sistem transport pada bakteri gram negatif. Membran luar dari bakteri ini tersusun lipid bilayer, tempat dari insersi protein. Molekul hidrofilik yang lebih kecil dari 700 Da dapat melewati pori-pori air pada priotein terinsersi. Kompleks besi pada umumnya berukuran lebih dari 700 Da sehingga memerlukan reseptor spesifik untuk dapat melewati membran tersebut (Marx, 2002).

Berdasarkan kemampuannya mengikat besi mikroba patogen dapat dibedakan menjadi 2 kelompok yaitu kelompok yang mengikat besi dari inang melalui reseptor yang dapat berikatan dengan transferin, lactoferin (Lf) atau hemoglobin; dan melalui molekul siderofor yang berukuran < 1kDa yang dapat memperoleh besi dari protein inang atau komponen besi lainnya. Patogen yang mendapatkan besi melalui mekanisme pertama adalah host spesific. Contoh, reseptor laktoferin mampu berikatan dengan Helicobacter pylori untuk mendapatkan besi secara langsung dari laktoferin gaster manusia (saturasi besi 10%) namun tidak pada laktoferin gaster pada sapi. Neisseria meningitidis mendapatkan besi dari transferin manusia (saturasi besi 30%) dan beberapa mamalia seperti simpanse tapi tidak dari transferin kera maupun non primata lain. Patogen tersebut dapat tumbuh dengan injeksi transferin manusia pada inokulum bakteri atau pada tikus transgenik yang mengekspresikan transferin manusia (Zarantonelli et al., 2007). Strain dari Hemophillus somnus membentuk reseptor untuk transferin sapi namun tidak pada transferin manusia. Patogen ini bersifat virulen pada sapi namun tidak pada manusia. Actinnobacillus pleuropneumonia mensintesis reseptor transferin yang spesifik untuk babi yang menyebabkan pneumonia yang serius pada babi.

Gambar 1. Akses mikroorganisme terhadap cadangan besi tubuh (Marx, 2002). Sumber-sumber besi tubuh yang dapat diperoleh mikroorganisme adalah di

dalam plasma, sel, saluran cerna dan permukaan tubuh. Transferin: transferrin; NTBI, non-transferrin-bound iron; BM, bone marrow; Hb, hemoglobin; RBC, red

blood cells; MPS, momonuclear phagocyte system.

Page 136: Penerbit - erepo.unud.ac.id

121

Sebaliknya patogen yang menggunakan siderofor untuk mendapatkan besi dapat bermultiplikasi pada spesies yang berbeda. Listeria monocytogenes didapatkan manusia melalui makanan yang kurang matang seperti ikan, mamalia maupun sayuran. Patogen ini tidak memproduksi siderofor-nya sendiri namun mendapatkan besi via ikatan reseptor dengan siderofor yang diproduksi mikroorganisme lain atau cathecol yang terdapat dalam lingkungan. Jadi dopamine atau norefinefrin yang dikeluarkan pada saat stres dapat berfungsi sebagai siderofor. Dari 500 komponen yang diketahui, iron binding ligands yang utama adalah yang mengandung cathecol, hydroxamates atau α-hydroxy carboxylates (Raymonds, 2004). Kompleks besi-siderofor dapat ditransportasikan ke sel mikrobial dan logam besi dari komplek protein-besi diekstraksikan pada permukaan sel yang kemudian akan digunakan mikroba tadi. Pada beberapa sistem, akuisisi besi membutuhkan reduksi besi dari bentuk feri pada permukaan sel selanjutnya diasimilasi dalam bentuk fero.

Pada tubuh inang mikroba dapat memperoleh besi dari sumber yang mengandung lingkungan biokimia yang berbeda sebagai sumber untuk ketersediaan besi. Sebagai contoh, Neisseria meningitidis hidup di dalam nasofaring dimana besi diperoleh melalui laktoferin. Di dalam darah dan cairan serebrospinal, transferin merupakan sumber dari besi. Patogen enterik seperti Shigella flexnerri menggunakan sidherophore aerobactein pada ruang ekstraseluler namun tidak pada intraseluler (Payne dan Mey, 2004). Candida albicans dalam bentuk ragi/yeast biasanya bersifat non patogen pada saluran gastrointestinal dan vagina. Akan tetapi bentuk hifa akan menginvasi jaringan sistemik. Tidak seperti bentuk yeast yang menggunakan siderofor, sel hifa melisis eritrosit dan memproduksi reseptor hemoglobin. Neisseria gonorrhoeae dapat mensintesis reseptor untuk transferin, laktoferin, dan hemoglobin. Pada saluran reproduksi pria, besi diperoleh melalui transferin dan laktoferin, namun hemoglobin secara normal tidak tersedia, jadi isolat dari saluran genetalia pria adalah hemoglobin negatif. Pada saluran genetalia perempuan, ketersediaan hemoglobin berhubungan dengan fase awal dari siklus menstruasi. Dari 65 isolat perempuan menstruasi, 14 diantaranya dapat berikatan dengan hemoglobin. Median waktu isolasi pada wanita yang positif sejak onset dari akhir siklus menstruasi adalah 12 hari. Sebanyak 51 isolat tidak menggunakan hemoglobin, median waktunya adalah 19 hari (p = 0,031).

Sumber besi lain yang potensial adalah feritin, protein berukuran 480 kDa. Setiap molekul feritin mengandung lebih dari 4500 atom besi. Pada kultur sel epitel yang di inokulasikan dengan Neisseria meningitidis, waktu paruh ferrtin menurun dari 20,1 jam menjadi 5,3 jam (Larson, 2004). Pengeluaran besi mendukung pertumbuhan bakteri. Pada pasien dengan cystic fibrosis, Burkholdeia cencepacia dapat memanfaatkan feritin inang sebagai sumber besi. Sekresi saluran nafas pada pasien cystic fibrosis mungkin mengandung lebih dari satu macam spesies bakteri. Pada koinfeksi Staphilococcus aureus dan Pseudomonas aeruginosa, sel yang lisis spesies sebelumnya merupakan sumber dari besi (Mashburn et al., 2005).

Patogen yang tumbuh dalam sel inang pada beberapa kasus dapat menyebabkan peningkatan besi sel inang. Ehrlichia chaffeensis yang dikultur pada sel premielositik lekemia manusia, dalam 24 jam inokulasi, bakteri dapak menginduksi tujuh kali transferin reseptor (TfR) sel inang. Hal yang sama terjadi pada macrophage cell line, inokulasi Coxiella burnetii menyebabkan upregulasi dari TfR inang. Sebanyak 2,5 kali peningkatan besi pada sel inang meningkatan tujuh kali akumulasi besi pada sel bakteri. Kemampuan beberapa patogen tertentu untuk memperoleh besi dari inang sangat terbatas, namun

Page 137: Penerbit - erepo.unud.ac.id

122

demikian patogen ini dapat menimbulkan penyakit pada inang dengan ketersediaan besi yang berlebihan. Patogen yang kurang dapat mengikat besi (iron impaired pathogens) membutuhkan peningkatan besi intra makrofag seperti Legionella pneumophilla dan Tropheryma whipelli. Bakteri lain seperti Capnocytophaga canimorsus, Vibrio vulnificuc dan Yersinia enterocolinica membutuhkan peningkatan kadar besi plasma untuk tumbuh. Sebagai contoh studi pada inokulasi V. vulnificus pada tikus dimana dalam keadaan normal 50% lethal dose adalah 10 juta sel bakteri, namun pada tikus yang diinjeksi dengan garam besi non toksik, 50% lethal dose hanya satu sel bakteri.

Saat pertumbuhan mikrobial lambat, sel mulai berdeferensiasi menjadi bentuk kista, spora dan beberapa bentuk morfologi lain untuk meningkatkan survival. Bentuk ini berbahaya bagi tubuh karena dapat membentuk biofilm (Weinberg, 2004). Pertumbuhan mikroba melambat dan menjadi resisten terhadap antibodi, fagositosis, dan antibiotik. Pembentukan biofilm ini membutuhkan sejumlah besi yang lebih banyak dari yang dibutuhkan untuk pertumbuhan vegetatif ini (Ojha et al., 2007).

Berbeda dengan jamur, protozoa dan bakteri, pertumbuhan virus sendiri tidak membutuhkan besi. Namun demikian, sel inang membutuhkan besi untuk mengkatalisasi sintesis dari partikel virus. Beberapa studi pada hewan dan manusia melaporkan peningkatan besi meningkatkan risiko dari infeksi virus. Lebih lanjut, pada penyakit imunodefisiensi, besi terakumulasi dalam makrofag, mikroglia, sel endotel, dan monosit. Pada sel yang terinfeksi Human immunodeficiency virus, peningkatan besi meningkatkan aktifitas reverse transcriptase sebesar 82%. Sebagai tambahan NEF protein dari HIV menyebabkan penurunan 92% ekspresi macrophage HFE protein yang menyebabkan peningkatan besi intra makrofag dan peningkatan sintesis virus (Drekesmith et al., 2005). Penelitian pada 158 pasien, peningkatan feritin berhubungan dengan peningkatan 1,67 kali angka mortalitas. Pada studi terhadap 1362 pasien HIV, odds ratio mortalitas dengan peningkatan saturasi besi transferin adalah 1,77 (p < 0,001), peningkatan feritin 1,40 (p = 0,014) dan kombinasi peningkatan status besi 2,20 (p = 0,016) (McDermid et al., 2007).

Infeksi HIV dapat menyebabkan perubahan paradoks dalam metabolisme besi dengan koeksistensi adanya anemia bersama feritin yang tinggi dan timbunan zat besi dimana hal ini memberi kesan tentang kelebihan zat besi. Banyak studi melaporkan status besi yang abnormal pada orang dengan infeksi HIV stadium lanjut, akan tetapi sulit untuk menentukan apakah perubahan yang terjadi mungkin disebabkan karena infeksi HIV itu sendiri, akibat infeksi oportunistik dan komplikasinya atau akibat perawatan misalnya transfusi darah atau karena AZT yang dapat merusak sumsum tulang (azidothymidine), yang mempengaruhi metabolisme besi pada infeksi HIV. Ada kemungkinan bahwa kelainannya mungkin telah dimulai pada awal infeksi serta mendahului perkembangan gejala klinis. Spada et al., (1998) menemukan bahwa, meskipun tingkat penurunan haematopoiesis (ditandai dengan zat besi serum dan hemoglobin menurun) adalah lebih besar dengan berlanjutnya penyakit, kelainan ini juga diamati pada awal proses penyakit.

Gangguan dalam metabolisme besi yang terjadi pada infeksi HIV dapat muncul sebagai hipoferemia, hipotransferinemia, saturasi transferin yang rendah atau tinggi dan hiperferitinaemia dikombinasikan dengan timbunan yang meningkat dari besi feritin serta atau haemosiderin di makrofag, mikroglia sel Kupffer, sel endotel dan miosit dari sumsum tulang, otak, otot, tulang dan kadang-kadang hati (Savarino et al., 1999). Penyebab yang pasti dari perubahan adalah sulit dan belum sepenuhnya dijelaskan, tetapi melihat besi penyimpanan di sumsum tulang sering meningkat, hal itu menunjukkan bahwa metabolisme

Page 138: Penerbit - erepo.unud.ac.id

123

besi di HIV dapat disebabkan adanya hambatan pelepasan besi fungsional dari RES (reticulo-endotheleal system). Dilaporkan bahwa hambatan pada RES dan kelebihan besi pada makrofag ditemukan pada 65% dari subyek AIDS, sementara simpanan besi yang kosong hanya didapatkan pada 16% dari subyek. Dalam sebuah studi diawal epidemi (1984 – 1987), 155 subjek direkrut untuk memeriksa darah perifer serta sumsum tulang. Mayoritas subyek mengalami kelebihan zat besi (93% pada mereka yang mendapat AZT dibandingkan dengan 65% pada sisanya), sedangkan hanya 2% mengalami defisiensi zat besi. Dengan demikian penurunan kadar besi serum mencerminkan gangguan metabolisme besi karena proses imunologis yang berubah ketimbang defisiensi zat besi sebenarnya. Hal ini didukung pengamatan bahwa defisiensi zat besi yang terjadi tidak dapat dikoreksi walaupun diberikan suplementasi besi oral (Kreuzer et al., 1997).

Transferin dan laktoferin sebagai sumber besiMikroorganisme yang menggunakan sistem transport transferin maupun laktoferin

dapat mengambil besi secara langsung dari plasma, seperti pada Haemophillus influenzae, Neisseria meningitidis dan Neisseriagonorrhoeae. Mekanisme internalisasi dari transferin-besi pada mikroba berbeda dengan proses pada mamalia (Marx, 2002). Diduga ada dua macam transferrin-binding protein pada mikroba, yaitu Tbp1 dan Tbp2. Transferrin-binding protein ini dapat mengikat molekul transferin-Fe3+. Tbp1 merupakan bagian dari protein lapisan membran luar dan Tbp2 merupakan lipoprotein pada lapisan membran dalam. Berbeda halnya dengan transferin reseptor pada mamalia, reseptor tansferrin pada mikroba tidak mengalami proses internalisasi. Setelah terjadinya ikatan antara transferin dengan Tbp1 maupun Tbp2, besi akan dilepaskan dan masuk kedalam periplasmic space melalui lubang (gate pore). Selanjutnya besi akan diikat ferric-binding protein dan dibawa masuk kedalam sitoplasma (Marx, 2002). Sistem transport untuk transferin maupun laktoferrin sangat spesifik dan sangat tergantung dari inang. Lapisan membran luar N. meningitidis dapat berikatan dengan transferin manusia tetapi tidak dapat berikatan dengan transferin kerbau atau sapi. Mikroba tetap dapat hidup di dalam inang apabila memiliki reseptor spesifik terhadap transferin. Transferin atau lactoferrin binding system akan menentukan lokasi dari infeksi. Kuman yang menggunakan transferin binding system untuk mengambil besi biasanya dijumpai di dalam plasma atau cairan serebrospinal. Sedangkan kuman yang menggunakan lactoferrin binding system biasanya terdapat pada permukaan mukosa seperti mukosa saluran nafas, gastrointestinal dan urogenital (Marx, 2002).

Heme dan hemoglobin sebagai sumber besiDalam tubuh manusia, hemoglobin yang berada di dalam eritrosit mengandung

besi paling banyak dibandingkan sumber besi lainnya di dalam tubuh dan berbagai kuman patogen mempunyai berbagai macam cara untuk mendapat besi dari eritrosit ini. Beberapa kuman dapat mengambil besi dari haem. Haem ini akan ditransportasikan menuju ke periplasma melalui haem-specific outer membrane receptor selanjutnya ke dalam sitoplasma. Beberapa bakteri dapat mengambil besi dari hemoglobin atau dari haem dan hemoglobin. Afinitas terhadap hemoglobin manusia lebih tinggi dibandingkan mamalia lainnya. Haptoglobulin dan haemopexin dapat bersifat bakteriostatik apabila tidak mempunyai besi (Marx, 2002). Strategi yang paling efektif dari kuman untuk mendapatkan besi adalah dengan merusak eritrosit dan mengambil besi dari hemoglobin. Cara ini terjadi pada Plasmodium sp. dan beberapa bakteri seperti Bartonella spp.

Page 139: Penerbit - erepo.unud.ac.id

124

SideroforBakteri dan jamur dapat memproduksi molekul yang disebut siderofor. Molekul ini

merupakan molekul dengan berat molekul rendah dan dapat mengadakan ikatan dengan besi. Disekresi kuman di lingkungannya dan dapat mengambil besi dari ligan, kemudian kompleks besi-siderophore kembali ke kuman. Siderophore merupakan substrat yang spesifik bagi outer dan inner membrane receptor. Beberapa contoh siderophore adalah ferrichrome, enterobactin atau enterochelin, staphyloferrin A, ferrioxamine. Pada bakteri gram negatif ferrichrome dapat berikatan dengan membran transporter yang disebut FhuA. Selanjutnya ferrichrome akan dihantarkan menuju ke sitoplasma. Pada keadaan besi inang yang sangat rendah, sintesis FhuA meningkat ratusan sampai ribuan kali. Sebaliknya pada jumlah besi yang berlebihan akan terjadi penurunan jumlah FhuA. Hal ini merupakan mekanisme pertahanan kuman untuk mencegah terjadinya kelebihan besi yang dapat merusak sel dan DNA. Secara skematis transpor besi melalui siderophore dapat digambarkan pada gambar 2 (Marx, 2002).

Gambar 2. Gambar skematik mekanisme pengambilan Fe2+dan Fe3+ pada bakteri gram negatif (Marx, 2002)

6. Pengaruh besi pada interaksi patogen dan tubuh manusiaDiantara semua nutrisi, besi memiliki peran yang sangat penting dalam memediasi

interaksi antara tubuh dan patogen. Pada hewan, bukti ini berasal dari keragaman metode mereka dalam penyerapan zat besi dan dari kemampuan mereka untuk mengurangi ketersedian besi bagi kuman patogen dengan menurunkan besi plasma selama APR (respon fase akut). Pada patogen, bukti terkuat berasal dari investasi genomik dalam sistem metabolismenya untuk akuisisi besi dan berbagai macam sistem tersebut sangat rendah konstanta pengikat besinya (mempunyai afinitas yang kuat untuk besi), yang memungkinkan mereka menjadi efektif walaupun dalam lingkungan dengan zat besi yang sangat rendah. Sekilas pada awalnya sangat mengherankan mengetahui bahwa besi terletak di pusat dari proses pertempuran dan persaingan antara tubuh dan patogen karena

Page 140: Penerbit - erepo.unud.ac.id

125

kita ketahui besi adalah unsur yang paling melimpah kedua di permukaan bumi. Ternyata penjelasannya terletak pada kombinasi dari kemampuan ekstrim dari potensi redoks (Fe2+) besi / besi (Fe3+) (yang membuatnya banyak digunakan dalam sistem ensimatik dan sinyal), dengan fakta bahwa zat besi lebih banyak berada dalam kondisi teroksidasi dan tidak dapat larut (McDermid et al., 2006).

Pada situasi klinik dimana terjadi gangguan keseimbangan besi akibat adanya infeksi, mengetahui mekanisme bagaimana kuman tersebut mendapatkan besi akan memudahkan kita mengerti perubahan yang bagaimana dari keseimbangan besi yang tidak menguntungkan bagi tubuh. Pemenuhan akan besi merupakan langkah yang penting pada perkembangan suatu patogen dan kerumitan antara mekanisme yang terlibat dalam proses pengambilan besi, pengeluaran dan ketersediaan baik untuk tubuh (inang) maupun patogen mencerminkan perjuangan yang sudah berlangsung lama untuk memperebutkan besi. Sistim enzim yang mengandung besi sangat esensial untuk keperluan respirasi sel, sintesis DNA dan mekanisme pemanfaatan radikal bebas bakteri akan tetapi dengan keberadaan proses inflamasi maka respon tubuh akan menarik besi sehingga mengurangi ketersediaanya. Protein yang mengikat besi yang ada dalam darah dapat menurunkan jumlah besi sampai 10-24. Bakteri bagaimanpun akan mengembangkan mekanismenya untuk mendapatkan besi dari transferin, feritin, dan hem melalui dua metode, yaitu: dengan membuat senyawa pengikat besi yang kuat (siderofor), yang akan mengambil besi dari besi yang terikat protein. Sedangkan metode lainnya dengan menangkap langsung besi dari protein dan hem pada mebran sel bakteri. Bakteri dari golongan enteric memproduksi enterocelin yang mempunyai daya ikat terhadap besi melebihi siderofor jenis apapun. Hem dan hemoprotein dapat juga dipakai secara langsung sebagai sumber besi oleh shigella, escherichia, yersinia, neisseria, dan hemophilus. Potensi reaksi redoks dan pH dari lingkungan lokal akan mengatur ikatan besi dengan transferin. Begitu pH menurun daya ikat transferin akan menurun juga, sehingga kapasitas keseluruhan dari transferin untuk mengikat besi akan meningkat. Hipoksia jaringan sering berakhir dengan timbulnya infeksi dan keberadaan bakteri akan dapat menginduksi perubahan pH dan potensi redoks dari jaringan yang bersangkutan akibat dari proses normal metabolisme bakteri, sehingga akan meningkatkan ketersediaan besi (Bullen et al., 2005).

Banyak bakteri enterik akan menunjukan virulensi yang meningkat pada lingkungan dimana didapatkan banyak besi. Dari studi in vivo bukti ini dapat dilihat pada kondisi kelebihan besi, hemolisis, dan pemberian suplementasi besi. Pemberian besi dekstran secara intramuskuler pada bayi-bayi Polinesia akan meningkatkan kejadian sepsis neonatorum karena kuman gram negatif dan kondisi ini akan menurun apabila suplementasi besi dihentikan. Pada situasi kelebihan besi contohnya pada hemokromatosis dapat ditemukan komplikasi bakterinia dengan yersinia dan vibrio. Transfusi darah simpan lebih dari 3 minggu akan mudah mengalami hemolisis sehingga meningkatkan kadar besi dan hal ini dapat menimbulkan komplikasi infeksi bakteri yersinia. Pada kondisi kelebihan besi atau hemolisis mekanisme yang mengatur metabolisme alur besi akan kewalahan sehingga akan menimbulkan keadaan bakterinia (Doherty, 2007).

Patogen intraseluler seperti Mycobacterium tuberculosis, Salmonella dan spesies Listeria berevolusi berusaha untuk menghindari sistim imun dari mamalia dengan bersembunyi di dalam makrofag pada fagosom. Kompetisi antara patogen dan tubuh untuk mengontrol lingkungan di dalam fagosom menjadi sangat penting dan salah satu komponen dari imun tubuh adalah dengan menarik besi. Mikrobakterium mendapatkan

Page 141: Penerbit - erepo.unud.ac.id

126

besi dari transferin, feritin, dan laktoferin pada parenkim paru dengan memproduksi asam salisilat dan sitrat dan juga siderofor yang disebut mycobactin (Ratledge et al., 2004). pH dan konsentrasi besi di dalam fagosom sangat penting untuk patogenitas mikrobaterial dan baik tubuh dan mikrobakterium mengembangkan mekanismenya masing-masing untuk melakukan adaptasi terhadap kondisi tersebut. NRAMP 1 adalah transforter logam yang tergantung pada pH, termasuk besi, dan secara eksklusif diekspresikan pada lisosom dan endosom dari monosit dan makrofag. Protein ini akan direkrut ke dalam membran fagosom dimana akan mengontrol lingkungan di dalam fagosom, berkompetisi secara langsung dengan senyawa yang mirip yang dipunyai mikrobakterium yang disebut MNTH. Pengurangan kehadiran besi merupakan mekanisme tubuh yang penting untuk membunuh kuman intraseluler dan variant dari NRAMP 1 pada manusia diketahui berasosiasi dengan ketahanan atau resistensi terhadap kuman intraseluler (Blackwell, 2001). IFN-γ merupakan sitokin yang penting untuk mengontrol infeksi intraseluler. Ia dapat mengaktivasi makrofag menjadi lebih matang dan aktif dan membuat fagosom menjadi lebih asam, ekspresi reseptor transferin pada membran fagosom menurun dan menghambat akses dari bakteri untuk mendapatkan besi dari transferin. Besi mempunyai efek penghambatan langsung terhadap aktifitas IFN-γ dan kelebihan besi pada makrofag akan menghambat fungsi makrofag yang diperantarai IFN-γ dan menstimulasi pertumbuhan mikrobakterium intrafagosom (Gomes et al., 2001). Pada kondisi kelebihan besi seperti pada talasemia dapat dijumpai peningkatan infeksi salmonella dan bakteri intraseluler lainnya. Inflamasi kronis dan infeksi dapat mempunyai efek yang besar pada metabolisme besi tubuh dan menentukan apakah hal ini merupakan penyebab atau akibat dari penyakit adalah sangat sulit. Pada pasien dengan HIV sumsum tulang yang mengandung banyak besi dihubungkan dengan kemungkinan peningkatan infeksi tuberkulosis. Informasi tentang status besi tubuh sebelum infeksi adalah sangat sulit untuk didapatkan dan baik kekurangan besi maupun kelebihan besi keduanya diketahui sebagai faktor resiko untuk timbulnya infeksi tuberkulosis pada manusia. Kelebihan besi kerena faktor diet merupakan temuan yang umum pada beberapa populasi Afrika dan pada penduduk Zimbabwe dan hal ini berasosiasi dengan peningkatan 3 – 5 kali resiko untuk timbulnya tuberkulosis. Polymorphism dari haptoglobin 2 – 2 dihubungkan dengan peningkatan besi pada makrofag dan juga berhubungan dengan peningkatan resiko kematian pada orang dewasa yang menderita tuberkulosis (Kavosve et al., 2000). Studi in vitro menunjukkan betapa pentingnya besi pada interaksi antara tubuh dan mikrobakterium tuberkulosis, namun masih terlalu sedikit data dari studi in vivo yang dapat menjelaskan bagaimana status besi pada tubuh akan mempengaruhi supsebilitas dan beratnya penyakit. Dari data yang ada menyatakan bahwa kelebihan besi akan meningkatkan progresi dari penyakit.

Inflamasi, hemolisis dan pemecahan hemoglobin pada makrofag dari sel RES selama serangan akut malaria akan meningkatkan stres oksidatif dan ketersediaan besi di dalam sel tersebut. Masih belum jelas seberapa lama kejadian ini akan berlangsung namun penimbunan besi pada sumsum tulang anak-anak yang menderita malaria kronis ternyata dijumpai bersamaan dengan kondisi eritropoisis yang kekurangan besi. Anemia yang dikaitkan dengan malaria yang asimtomatis mungkin diakibatkan karena terjadi redistribusi besi ke dalam bentuk simpanan karena pengaruh inflamasi dan hal ini disertai dengan berkurangnya produksi eritropoitin dan atau tidak responsifnya sumsum tulang. Banyak sel monosit dan makrofag penderita malaria mengandung hemozoin. Sel monosit dan makrofag yang banyak mengandung hemozoin merupakan faktor penting terjadinya

Page 142: Penerbit - erepo.unud.ac.id

127

imunosupresi pada infeksi malaria. Beratnya penyakit berhubungan dengan banyaknya kandungan hemozoin pada makrofag dan fagositosis, oksigen radikal, dan pembentukan NO akan terganggu (Verhoef et al., 2002). Dua puluh satu persen pasien anak-anak meninggal karena malaria di Kenya berhubungan dengan bakterimia dan 40% dari bakterimia ini terdiri dari kuman enterik. Gangguan metabolisme besi pada tubuh yang disebabkan malaria adanya peningkatan stres oksidatif yang akan merusak epitel usus sehingga terjadi translokasi bakteri disertai dengan adanya imunsupresi karena timbunan besi dalam makrofag semua ini berkontribusi terhadap terjadinya bakterimia.

Nampaknya besi merupakan regulator yang penting dalam proses interaksi antara tubuh dan patogen. Keseimbangan tubuh akan beradaptasi selama terjadinya defisiensi besi, kelebihan besi dan infeksi untuk menyeimbangkan antara kebutuhan dengan toksisitas dan ketersediaan besi untuk kuman. Pengetahuan tentang ini sangat diperlukan untuk dapat memprediksi respon tubuh terhadap gangguan homeostatsis besi tubuh. Keputusan untuk memberikan suplemen besi baik pada individu ataupun pada populasi yang lebih besar harus disertai dengan pertimbangan kemungkinan timbulnya morbiditas. Morbiditas ini mungkin tergantung dari beratnya defisiensi besi, dosis suplemen yang diberikan, adanya defisiensi nutrisi lainnya dan interaksi dengan nutrisi lainnya, kadar penekanan fungsi imun (imunsupresi), lingkungan dan jenis patogen, intensitas transmisi malaria, variabilitas genetik dari protein besi dan mekanisme kontrol dari stres oksidatif tubuh. Morbiditas yang timbul karena infeksi pada pemberian suplemen besi dapat sangat bervariasi baik diantara populasi maupun pada populasi yang bersangkutan (Doherty, 2007). Pada bayi dan anak yang menderita defisiensi besi mendapatkan manfaat dari suplementasi besi berupa perbaikan kemampuan konitif, dan juga pertumbuhannnya. Pada daerah dengan angka transmisi malaria yang tinggi dan defisiensi besi yang endemik, suplementasi pada seluruh populasi merupakan tindakan yang mengandung bahaya. Tantangannya adalah menciptakan strategi untuk memberikan suplemen hanya pada yang membutuhkan saja. Hal ini tentu menjadi sulit karena pemeriksaan yang rutin untuk mengetahui adanya defisiensi besi tidak tersedia pada setiap wilayah. Suplementasi besi yang bertujuan untuk mengobati mereka yang menderita ADB yang hidup di daerah endemik malaria harus tetap dilakukan, karena mereka mendapatkan manfaat yang lebih banyak dibandingakan dengan risiko terhadap kemungkinan menderita malaria. Pada anak dengan defisiensi besi tanpa anemia, pemberian suplemen besi pada saat terjadinya infeksi harus menjadi pertimbangan yang lebih hati-hati. Kecuali kalau respon imun tubuh sudah terganggu karena defisiensi besi yang berat, pemberian suplementasi besi jarang merupakan hal yang penting, disamping juga pengaruh besi ini tidak akan terlalu besar karena adanya hambatan terhadap penyerapan besi pada saluran cerna yang dimediasi inflamasi. Pada infeksi kuman intraseluler seperti tubekulosis atau inflamasi kronik atau HIV, keputusan untuk memberikan suplemen besi harus dipertimbangan secara individual karena keuntungan akan lebih banyak pada kuman dibandingkan pada tubuh inang. Namun demikian sampai saat ini belum ada studi yang menilai respon morbiditas pada kelompok populasi tersebut (Doherty, 2007).

Masih menjadi perdebatan bahwa mungkin terdapat nilai kisaran yang relatif sempit dari besi yang diperlukan untuk pertahanan inang secara optimal terhadap patogen ( McDermid et al., 2006). Argumen ini yang menunjukkan bagaimana efek merugikan pada tubuh akibat kekurangan atau kelebihan besi akan saling berkaitan dengan manfaat dan kerugian yang sama untuk patogen tertentu, serta bahwa keseimbangan ini akan berbeda

Page 143: Penerbit - erepo.unud.ac.id

128

pada setiap individu dan masing-masing patogen sesuai dengan karakteristik genetik tertentu mereka. Beberapa hal lain yang dapat dipelajari dari hubungan tersebut adalah: Pertama, bahwa tingkat yang optimal dari status besi untuk pertahanan inang kemungkinan akan berbeda dengan tingkat yang optimal untuk fungsi fisiologis besi lainnya, seperti eritropoiesis, kinerja atau fungsi kognitif. Hal ini mengarah pada kecendrungan bahwa suatu tingkat defisiensi zat besi (seperti yang terlihat di sebagian besar masyarakat miskin di negara berkembang) mungkin memiliki nilai adaptif dalam melindungi mereka dari penyakit menular, suatu pandangan yang dianggap menyesatkan para pendukung pemberian suplementasi besi massal. Ada banyak bukti yang mendukung pandangan yang masih kontroversial ini, dan beberapa pertimbangan peringatan dapat diperoleh dari sejumlah studi tentang program suplementasi zat besi. Kedua, bahwa kadar optimal status besi inang dapat berbeda tergantung pada patogen dan di berbagai lingkungan di mana patogen yang bersangkutan dapat berkembang. Misalnya, patogen usus Yersinia enterolytica tidak dapat bertahan hidup di lingkungan yang rendah zat besinya dalam plasma, namun Y. pestis telah berhasil memantapkan diri sebagai infeksi sistemik, dengan beradaptasi melalui evolusi dari sejumlah gen transportasi besinya sehingga mampu menangkap besi secara horisontal dari bakteri lainnya (Parkhill et al., 2001). Demikian pula, hanya varian tertentu dari Escherichia coli, yang bisa mengkolonisasi lingkungan besi sangat rendah disaluran kemih. Ketiga, karena patogen yang berbeda akan dapat berkembang biak pada konsentrasi besi yang berbeda, inang harus mampu mengkompromikan sistem metabolisme besinya didalam menyeleksi keseimbangan optimal yang dapat melindungi fungsi fisiologis sendiri sekaligus bertahan melawan berbagai kemungkinan infeksi. Keempat, bahwa variasi dari genom inang yang mempengaruhi metabolisme besi dapat mencapai kesetimbangan dalam populasi tersebut akibat penciptaan perlindungan yang seimbang terhadap organisme yang berbeda dan dapat menjadi merugikan tanpa kehadiran dari patogen infeksi tersebut. Selain itu, variasi ini mungkin memiliki konsekuensi yang berbeda tergantung pada kandungan besi yang ada dari diet dan faktor-faktor lain yang mempengaruhi status besi (misalnya infeksi cacing) (McDermid et al., 2006).

7. Pengurangan penyediaan besi sebagai mekanisme pertahanan tubuh (Iron Witholding Defense System)

Adanya invasi kuman akan menyebabkan inang mengurangi ketersediaan besi yang dibutuhkan kuman. Beberapa mekanisme pengurangan tersebut adalah peningkatan ekskresi besi endogen di urine, keringat, feses dan empedu; penurunan absorpsi besi eksogen di saluran cerna; penurunan besi plasma akibat perpindahan besi dari plasma ke dalam cadangan besi; adanya protein pengikat besi di tempat masuknya kuman; peningkatan sintesis host iron-binding protein; penekanan sintesis siderofor mikroba (Weinberg, 2007).

Semua cairan tubuh kecuali urin, adalah bebas dari besi yang tidak terikat. Diantaranya adalah transferin yaitu molekul yang bertanggung jawab terhadap pengikatan besi dalam plasma, limfa, dan cairan serebrospinal dimana laktoferin berfungsi dalam sekresi kelenjar eksokrin. Transferin memiliki fungsi lain yaitu dapat melepaskan besi yang diikatnya pada suasana yang asam sehingga dapat digunakan sel tubuh. Jadi transferin tidak mampu mengikat besi pada area dengan pH yang asam yang dapat disebabkan katabolisme mikroba yang menginvasi dan juga sel pertahanan tubuh. Namun demikian laktoferin dapat mengikat besi pada pH dibawah 3,5 (Weinberg, 2007). Pada infeksi berat,

Page 144: Penerbit - erepo.unud.ac.id

129

kadar saturasi transferin normal 25 – 30% ditekan sampai 5% dan hal ini bersama dengan respon imun lainnya melalui aktivasi sel Th1 maupun Th2 akan mempertahankan kadar besi seminimal mungkin sehingga mencegah pertumbuhan bakteri karena kekurangan besi. Th1 melalui interaksi sitokin IL-6 seperti pada invasi mikroba patogen ekstraselular dapat mengaktivasi terbentuknya hepsidin. Hepsidin akan menginaktivasi feroportin, sehingga menyebabkan terjadinya akumulasi besi dalam makrofag dan enterosit duodenal yang akhirnya menurunkan ketersediaan besi plasma (Ganz, 2006). Sebaliknya, saat terjadi invasi bakteri intraselular, interferon gama menekan ekspresi dari TfR-1 pada makrofag dan meningkatkan fungsi feroportin sehingga besi di dalam makrofag akan berkurang, meningktkan ekspresi DMT-1, heme oxygenase 1 dan lipokalin2 makrofag (Nairz, et al.,2008). Produksi sitokin Th2 (IL-4, 5, 10, dan 11) yang merangsang produksi antibodi yang mampu mengikat reseptor sel mikroba yang berfungsi untuk mengikat siderofilins, siderofores, atau hemoglobin. Demikian pula sekresi lipokalin, suatu senyawa pertahanan mukosa yang dapat mengikat siderofor mikroba (antara lain Cathecol siderophores dapat diikat lipokalin2 (siderokalin) (Flo et al., 2004). Akan tetapi beberapa siderofores resisten terhadap lipokalin seperti pyoverdin yang dibentuk Pseudomonas aeruginosa dan petrobactin yang disintesa Bacillus anthracis (Abergel et al., 2007).

Mekanisme pertahanan ini (iron withholding defense system) dapat tertekan pada kondisi dimana ketersediaan besi tubuh berlebihan akibat antara lain rusaknya sel inang yang mengandung besi (hemolisis), pemakaian siderofores yang dapat mensuplai mikroorganisme dengan besi. Analisis terhadap morbiditas dan mortalitas penyakit akibat kerja menunjukkan bahwa pekerja yang terekspos dengan debu terkontaminasi besi dan asap memiliki angka yang tinggi terhadap pneumonia, influenza dan bronchitis (Palmer et al.,1 997). Pada kasus pneumonia yang disebabkan Acenitobacter calcoacetikus, ditemukan peningkatan jumlah besi pada udara pabrik dan pada paru pekerja pabrik. Demikian pula pada perokok. Inhalasi besi pada pada asap tembakau merupakan predisposisi terhadap infeksi saluran pernafasan. Tembakau mengandung 84µg besi/gram. Sekitar 0,1% terdapat dalam asap rokok. Jadi pada satu bungkus rokok dapat di inhalasi 1,12µg/hari (Weinberg, 1999). Bila dibandingkan dengan yang bukan perokok, makrofag alveolar perokok mengandung 4-5 kali kandungan besi. Studi melaporkan angka kesakitan yang lebih tinggi pada perokok.

Peningkatan mendadak konsumsi besi dapat mempercepat perubahan dari infeksi laten menjadi infeksi akut. Pada 181 orang di daerah miskin Nigeria yang memulai konsumsi diet yang kaya besi, sebanyak 74 menderita malaria dalam 5 hari. Hal yang sama terjadi pada pasien kwashiorkor, kurangnya konsumsi protein menyebabkan penurunan kuantitas transferin sebanyak 90%. Saat penderita tersebut diberikan konsumsi besi sebelum restorasi protein, mereka sangat rentan terhadap infeksi stafilokokus. Pada penderita dewasa dengan tuberkulosis pulmonal di Zimbabwe, peningkatan diet besi berhubungan dengan peningkatan sebanyak 3,3 kali terjadinya infeksi aktif. Sama dengan angka morbiditas, risiko mortalitas pada tuberkulosis juga berhubungan dengan peningkatan diet besi (Gangaidzo et al., 2001). Anak sehat yang secara insidental mengkonsumsi besi berlebih memiliki risiko tinggi terjadinya infeksi. Patogen tersebut tampaknya bersifat laten dalam saluran gastrointestinal. Pada wabah Salmonella yang mengenai 200 bayi umur < 6 bulan di Amerika, sebanyak 75 kasus mendapatkan susu formula yang mengandung kandungan besi 22 kali lebih besar dari air susu ibu (Haddock et al.,1999).

Page 145: Penerbit - erepo.unud.ac.id

130

Injeksi besi secara signifikan menurunkan daya tahan terhadap infeksi. Studi di New Zealand mendapatkan peningkatan sebanyak 7 kali episode septikemia dan meningitis yang disebabkan non pathogenic strans dari E. coli dan bakteri lain yang terjadi satu minggu setelah injeksi. Sedangkan neonatus yang tidak diinjeksi tetap sehat. Kejadian ini secara sederhana dapat diatasi dengan menghentikan injeksi besi. Penelitian di New Guinea pada 200 bayi berusia dua bulan diinjeksi dengan 2g mg/kg besi dextran. Dalam 10 bulan, angka kejadian malaria, infeksi telinga bagian tengah dan pneumonia meningkat masing-masing 2,0; 2,3; dan 5,5 kali lipat dibandingkan pada bayi yang tidak mendapatkan injeksi. Pada 5813 penderita hemodialisis di Amerika, angka morbiditas dan mortalitas meningkat pada penderita yang mendapatkan lebih dari 100 mg besi dextran injeksi dalam periode 6 bulan (Feldman et al., 2002). Kematian sejumlah sel dalam jumlah yang banyak pada individu dengan kadar besi normal dapat menyebabkan penambahan kadar besi dalam cairan tubuh dengan konsekuensi peningkatan kejadian infeksi. Contohnya pada kondisi hemolitik, hepatitis dan mioablatif akibat kemoterapi. Hiperferemia yang terjadi pada fase demam dari bartonellosis dan juga pada fase akut terjadinya hepatitis menyebabkan peningkatan risiko infeksi salmonellosis sekunder. Resipien dari transplantasi sel atau jaringan mengalami kondisi mioablatif dengan pemberian kemoterapi seminggu sebelum dilakukan transplantasi. Angka saturasi besi transferin meningkat sampai 100% yang berakibat peningkatan risiko munculnya infeksi laten (Weiberg, 2008).

Penyakit fisiologis yang diakibatkan kondisi ketoasidosis meningkatkan kejadian infeksi jamur. Ketidakmampuan dari transferin untuk mengikat besi pada pH plasma yang menurun dibawah 7,4 menyebabkan patogen laten seperti Mucor mendapatkan besi dari plasma dan bermultiplikasi dalam suasana asam. Pasien dengan kelainan besi dengan dasar genetik memiliki peningkatan risiko terjadinya infeksi. Infeksi bakteri gram negatif mengalami peningkatan pada hemokromatosis (Khan et al.,2007). Tuberkulosis adalah prominen pada siderosis di Afrika. Pada talasemia dan anemia sel sabit, akan membutuhkan transfusi darah yang berulang sehingga menyebabkan beban besi yang berlebihan dan secara signifikan meningkatkan risiko terjadinya infeksi. Infeksi Klebsiela prominen pada thalasemia sedangkan pada sel sabit salmonela, osteomielitis dan pneumonia pneumokokal sering terjadi (Yu et al., 2007). Pada hemokromatosis terjadi mutasi homosigot pada gen C282Y dengan sintesis hepsidin yang rendah dengan konsekuensi kandungan besi makrofag yang rendah. Pada tuberkulosis, dan demam tipoid, mikroba tumbuh pada makrofag dengan kandungan besi tinggi. Jadi pada mutasi gen C282Y menyebabkan keuntungan berupa peningkatan survival pada penderita yang terpapar infeksi tersebut (Weinberg, 2008).

Karena banyaknya kondisi yang dapat menekan mekanisme pertahanan tersebut maka diperlukan usaha untuk melawannya. Untuk menurunkan risiko infeksi, pada semua penderita, tidak hanya pada penderita dengan penambahan beban besi, hendaknya mengadopsi praktek perilaku untuk meminimalisir penambahan besi tubuh. Hal ini termasuk menghindari asap tembakau, menurunkan konsumsi makanan yang mengandung besi serta suplemen besi dan daging (hem) serta meningkatkan konsumsi teh (iron chelatingphenolic) dan gandum (iron trapping phytates). Individu memahami perlunya mendonorkan darahnya secara rutin untuk menormalkan kadar besi dalam tubuh. Prosedur ini tidak hanya menurunkan risiko infeksi tetapi juga kanker, penyakit kardiovaskular dan endokrin, artritis, osteoporosis, dan penyakit neurodegeneratif (Flemming et al., 2002; Weinberg, 2007). Pada dekade terakhir, reduksi besi dan pemberian antivirus telah

Page 146: Penerbit - erepo.unud.ac.id

131

dilakukan pada penderita dengan hepatitis C kronik (Drakesmith dan Prentice, 2008). Pada penatalaksanaan penyakit infeksi, agen yang dapat menghambat akses mikroba untuk mendapatkan besi sedang diteliti. Deferoxamine (DFO) telah diuji sebagai obat tambahan pada pengobatan malaria namun keberhasilan masih sangat terbatas. Kemungkinan karena DFO sendiri merupakan siderofor dan dapat memicu patogen baik bakteri maupun jamur yang laten untuk menimbulkan infeksi yang serius. Beberapa pengikat besi non sidherophoric adalah deferiprone, deferasirox, apotransferrin, dan apolactoferrin telah diteliti sebagai agen anti infeksi (Weinberg, 2006).

Walaupun bukan sebagai pengikat besi, kloroquin memiliki efek anti infeksi dengan menghambat akses mikrobial terhadap besi. Obat ini meningkatkan pH endositik dari lisosom sehingga menghambat pelepasan besi dari komplek besi-transferin ke patogen intraseluler. Metabolism besi mikrobial dapat diganggu oleh galium yang memiliki sifat ionik yang identik dengan besi (Kaneko et al., 2007). Galium dapat diinternalisasi bakteria dan dapat menurunkan ambilan besi dan dapat menginaktifasi ensim. Antagonis metabolisme besi bakteri yang lain adalah bismuth yang digunakan untuk terapi infeksi Helycobacter pylori (Bland et al., 2004). Penelitian berlanjut untuk mengembangkan vaksin yang difokuskan pada protein yang digunakan bakteri untuk mengakuisisi besi inang. Kandidat yang potensial adalah TfR A suatu protein dari Neisseria meningitidis (Perkin-Balding et al., 2004). Hal ini didasari adanya peningkatan titer protein pada penderita yang mengalami penyembuhan dari infeksi dan tidak pada individu yang tidak terinfeksi.

Kemampuan mikroba untuk memperoleh besi dari inang untuk pertumbuhan adalah sangat penting sebagai komponen dari virulensi sedangkan kemampuan mempertahankan besi (iron withholding capability) dari inang adalah sangat penting untuk meningkatkan survival. Intervensi perilaku dan medis dapat dilakukan untuk memperkuat pertahanan besi inang (host iron withholding). Hal ini dapat digunakan sebagai tambahan atau bahkan sebagai pengganti jika terjadi penurunan efektivitas dari antibiotik (Weinberg, 2008).

8. Peranan beberapa protein yang mengikat besi terhadap infeksiSalah satu temuan yang sangat penting dalam hal interaksi antara respon imun dengan

metabolisme besi adalah klarifikasi dari beberapa gen yang terlibat dalam homeostasis besi dapat diekspresikan pada beberapa sel efektor dari sistem imunitas tubuh seperti sel makrofag dan netrofil. Dengan demikian bahwa peran dari sel imun dalam homeostasis besi sistemik tidak dapat dipungkiri lagi (Porto et al., 2007). Beberapa protein tersebut antara lain NRAMP 1, NRAMP 2, lipocalin, hepsidin dan haptoglobin.

NGAL (disebut juga Lipokalin-2 atau siderokalin)Lipokalin adalah suatu kelompok yang terdiri dari protein-protein pengikat ligan

dengan struktur yang berbentuk kaliks atau seperti cangkir, yang menutupi sisi pengikat ligan. NGAL-neutrophil gelatinase associated lipocalin, adalah suatu glikoprotein 21kDal yang pertama kali diisolasi Kjeldsen dkk. tahun 1993. Berbagai sinonim NGAL yaitu lipokalin 2, siderokalin, Lcn2, protein terkait α2-microglobulin atau lipokalin yang berhubungan dengan netrofil (pada tikus) dan 24p3 atau uterokalin (pada tikus). Meskipun lipokalin telah diketahui terlibat pada sekuestrasi dan transpor berbagai ligan, ligan alami dari NGAL sebelumnya tidak diketahui. Hal ini diubah Goetz dkk. yang memurnikan NGAL rekombinan dari strain tertentu E. coli dan menemukan strukturnya

Page 147: Penerbit - erepo.unud.ac.id

132

yang mengandung ferric siderofor bermuatan negatif dengan suatu konstanta disosiasi subnanomolar yang diekstraksi dari bakteri inangnya. Bentuk apo dari molekul ini dapat juga bertindak sebagai agen bakteriostatik poten dengan memerangkap besi. Struktur NGAL tidak diketahui dan salah satu pasangan interaksinya adalah matriks metaloproteinase, yang diduga merupakan aseptor besi dan dalam kompleks ini akan menurunkan degradasinya (Yan, 2001).

Penemuan bahwa NGAL merupakan salah satu protein yang sangat tinggi ekspresinya setelah cidera iskemia-reperfusi pada ginjal, dan prognostik kerusakan ginjal yang timbul mendahului sebelum peningkatan signifikan kreatinin (penanda tradisional kerusakan ginjal), menyebabkan peningkatan ketertarikan pada protein ini sebagai penanda kerusakan ginjal dan kemungkinan mempunyai potensi terapeutik. Devireddy dkk. menemukan reseptor yang menginternalisasi 24p3 dan internalisasi besi yang terikat pada 24p3 akan mencegah apoptosis. Sebaliknya, internalisasi bentuk apo dari 24p3 yang tidak mengandung besi akan menyebabkan efluks besi ke ekstraseluler dan apoptosis melalui protein pro-apoptosis (Bim). Pada manusia, reseptor megalin dapat mengikat siderokalin dan memperantarai ambilan intraselulernya. Stres oksidatif juga dapat memacu ekspresinya dan bersifat protektif terhadapnya (Devidery, 2005).

NGAL yang diberikan secara eksogen juga secara bermakna meningkatkan (up-regulasi) heme oksigenase-1, suatu agen protektif multifungsi yang telah terbukti dalam percobaan cidera ginjal akut. Bahan ini diduga bekerja dengan menghambat ambilan besi, merangsang pelepasan besi intraseluler, meningkatkan produksi antioksidan seperti biliverdin dan karbonmonoksida dan menginduksi protein pengatur siklus sel (p21). Karena aksi protektif multifungsinya, NGAL telah dipertimbangkan sebagai target terapi primer pada AKI karena iskemia. (Devajaran, 2006).

Studi struktural menunjukkan bahwa siderokalin cenderung terikat pada ligan tipe katekolat, dibandingkan siderofor yang berbasis karboksilat atau hidroksamat. Peran NGAL, sebagai agen pengikat siderofor, konsisten dengan yang diketahui selama ini bahwa produksi radikal spesies yang dipacu besi terlibat dalam berbagai penyakit ginjal dan penyakit lain. Adanya sifat siderokalin untuk mengurangi virulensi bakteri dengan terikat pada siderofor bakteri namun bakteri dapat menghindarinya dengan mensintesis siderofor yang tidak bisa diikat siderokalin. Hal ini membuat peran antibakteri dari siderokalin masih dipertanyakan. Selanjutnya, diduga peran utama siderokalin adalah memerangkap besi melalui pengikatan siderofor sehingga mencegah besi yang bebas yang dapat memproduksi radikal oksigen yang merusak. Konsisten dengan perannya sebagai pengikat besi, adalah ditemukannya fakta bahwa jaringan yang paling banyak mengekspresikan NGAL pada kondisi normal adalah sumsum tulang, tempat eritropoiesis. Goetz dkk. melaporkan pada saat inflamasi, konsentrasi NGAL meningkat mencapai 20 – 30 nM di serum, diduga adekuat untuk mengikat semua besi yang tersedia dengan membentuk kompleks ferric siderofor. Perubahan signifikan ekspresi NGAL juga telah ditemukan selama pengiriman sinyal yang diperantarai kinase pada penyakit kardiovaskuler dan kanker. Penemuannya pada kelainan ginjal dan bersama pengetahuan penting lainnya bahwa ligan utamnya adalah siderofor manusia yang belum diketahui, mengarahkan kita untuk mempertimbangkan peran sistem ini dalam serangkaian penyakit yang mempunyai karakteristik stres oksidatif dan inflamasi yang sama (Weinberg, 2008; Kell, 2009).

Page 148: Penerbit - erepo.unud.ac.id

133

HepsidinDi hepar dan tempat lain, berbagai aspek metabolisme besi diatur hepsidin, suatu

polipeptida yang baru ditemukan, tersusun dari 25 asam amino, yang berperan sebagai regulator negatif dari ekspor besi melalui internalisasi ferroportin. Hepsidin diproduksi dibawah regulasi suatu reseptor yang disebut hemojuvelin, dari suatu prekursor dengan 84 asam amino (pre-prohepsidin), dan pro-hepsidin dengan 60 asam amino, menghasilkan bentuk aktif yang hanya mengandung 25 asam amino dimana prekursor yang inaktif bukan merupakan suatu penanda yang berguna.

Anemia dan hipoksia, keduanya akan menekan produksi hepsidin, sesuai dengan produksi superoksida yang dipacu anoksia dimana lebih banyak besi diabsorbsi dari usus halus masuk ke sirkulasi. Secara umum, mekanisme umpan balik positif sebagai berikut: kondisi iskemia/anoksia akan mengubah distribusi besi, menyebabkan reaktivitas berbeda dengan produk-produk anoksia, yang akhirnya diikuti produksi radikal bebas. Hepsidin akan diproduksi berlebihan pad kondisi inflamasi, sehingga dianggap sebagai marker inflamasi fase awal. Ekspresi hepsidin dikontrol secara positif SMAD4, dan kehilangan SMAD4 di hepar berhubungan dengan penurunan dramatis ekspresi hepsidin di hepar dan peningkatan ekspresi berbagai gen di duodenum yang terlibat dalam absorbsi besi di usus halus, termasuk Dcytb, DMT1 dan ferroportin, menyebabkan kelebihan besi. STAT3 adalah efektor positif lain dari ekspresi hepsidin dan efeknya akan dihambat spesies oksigen reaktif, menggambarkan hubungan antara spesies oksigen reaktif dengan metabolisme besi. Regulasi dan metabolisme hepsidin dapat juga dilihat pada bagian lain dari buku ini.

Secara umum, terdapat suatu interaksi kompleks antara regulasi positif dan negatif serta distribusi besi yang disebabkan perubahan konsentrasi hepsidin, dimana pada beberapa kasus kondisi hipoksia dengan penurunan hepsidin, tampak lebih dominan dibandingkan inflamasi dengan peningkatan hepsidin, meskipun terdapat cadangan besi yang tinggi. Secara spesifik, penurunan hepsidin akan menyebabkan hipoferemia. Hepsidin juga diaktifkan p53 dan mungkin berperan dalam degradasi plak aterosklerotik. Beberapa efek hepsidin dihambat hipoksia, dipacu kondisi cadangan besi yang tinggi dan/atau inflamasi, peningkatan hepsidin menyebabkan internalisasi FPN, penurunan efluks Fe2+ dari sel perifer, menyebabkan hipoferremia yang diperantarai IL-6 (namun lebih banyak Fe(n) berada intraseluler) dan penurunan hepsidin menyebabkan hipoferemia ( Kell, 2009).

Hepsidin, yang awalnya diduga sebagai molekul antimikrobial yang berasal dari hati dan ternyata sekarang terbukti memainkan peran penting dalam metabolisme besi. Bahkan temuan terkini melaporkan hepsidin diekspresikan pada sel imun alami seperti makrofag dan netrofil. Kedua sel tersebut diketahui dapat bermigrasi dari darah ke tempat infeksi dan dengan mengekspresikan molekul hepsidin kedua sel tersebut membantu respon imun alami dalam mempertahankan tubuh dari invasi kuman patogen dengan mengurangi ketersediaan besi (Peyssonnaux et al., 2006). Ekspresi hepsidin sel mieloid nampaknya tergantung pada aktivasi TLR4 yang merupakan reseptor penting untuk LPS. Akan tetapi ekspresi hepsidin sel mieloid ini tidak dapat distimulasi besi. Hal ini menunjukkan adanya jalur sinyal yang berbeda untuk aktivasi hepsidin sebagai respon terhadap infeksi atau kelebihan besi (Peyssonnaux et al., 2006). Penjelasan lain tentang hepsidin dapat dilihat pada bab lainnya.

Page 149: Penerbit - erepo.unud.ac.id

134

Haptoglobin (Hp)Haptoglobin adalah protein fase akut yang positif disintesis terutama hepatosit (dan

juga dengan jumlah yang sedikit di epitel alveolar dan adiposit) sebagai respon terhadap induksi IL-6, IL-1 dan TNFa. Fungsi fisiologis haptoglobin selain untuk mengikat hemoglobin bebas dan memfasilitasi daur ulang melalui RES, terutama selama kondisi patologis dimana jumlah hemoglobin bebas diproduksi dalam jumlah banyak, termasuk malaria, penyakit sel sabit, toksin atau reaksi alergi, adalah juga sebagai antioksidan yang dilakukan dengan membuat kompleks Hp-hemoglobin yang kuat yang dapat mengurangi kerusakan jaringan akibat stres oksidatif yang ditimbulkan oksihemoglobin ekstraseluler yang spontan mengalami reaksi oksidasi-reduksi intramolekuler untuk menghasilkan methaemoglobin dan superoksida radikal yang dapat menyebabkan peroksidasi lipid dan akhirnya menyebabkan reaksi berantai radikal bebas. Lim et al., (1998) menunjukkan bahwa tikus yang gen Hp nya dihilangkan memperlihatkan derajat kerusakan yang lebih besar akibat dari stres oksidatif dan kerusakan oksidatif lebih besar pada DNA ginjal. Hemoglobin bebas terikat dengan cepat dan irreversible dengan Hp melalui ikatan yang kuat (kira-kira 1 × 10-15 Kd. mol/L). Akan tetapi nampaknya sesuai dengan studi terbaru yang menunjukkan bahwa, kecuali dalam kondisi patologis hemolisis, perannya dalam respon imun mungkin lebih penting daripada menghambat kerusakan hemoglobin akibat proses oksidatif. Hp memainkan peran beragam dalam respon imun dan peran imunologinya menurut McDermid et al., (2006) meliputi: ”(i) mencegah ketersediaan besi haem bagi patogen; (ii) efek potensial pada inflamasi melalui perubahan sintesis prostaglandin; (iii) bertindak sebagai faktor angiogenik serum, yang mempengaruhi perbaikan jaringan; (iv) aglutinasi antigen T4 Hp2-2 dan Hp2-1 tetapi tidak HP1-1; (v) mempengaruhi penyerapan besi makrofag melalui interaksi kompleks Hp-hemoglobin dengan reseptor CD163 dengan kekuatan 10 kali lipat lebih besar untuk [Hp2-2]-hemoglobin kompleks dibandingkan dengan varian lainnya Hp, dan (vi) penghambatan ikatan CD22 dengan sel endotel melalui aktivasi TNF alfa, suatu peran yang menunjukkan proses pergerakan peredaran sel limfosit B” .

Variasi genetik haptoglobin pada manusia Hp menentukan perbedaan fungsional fenotif Hp. Konsentrasi Hp bervariasi secara signifikan sesuai dengan fenotif, dengan HP1-1 ng memiliki konsentrasi tertinggi (0,57-2,27 g/l), Hp2-1 (0,44-1,83 g/l), diikuti Hp2-2 (0,38-1,50 g/l) dengan kadar terendah. Perbedaan fungsional, bersama-sama dengan konsentrasi plasma yang lebih tinggi, dan konstanta pengikat yang kuat membuat HP1-1 memilik kapasitas mengikat hemoglobin yang lebih tinggi. HP1-1 memberi respon imunitas yang lebih rendah, sedangkan Hp2-2 memberikan rekasi yang hyperimmune. Kompleks (Hp2-2)-hemoglobin menunjukkan afinitas 10 kali lipat lebih tinggi untuk reseptor CD163 pada makrofag dibandingkan kompleks (HP1-1)-hemoglobin. Adanya tempat ikatan reseptor yang multivalent pada kompleks (Hp2-2)-hemoglobin yang mungkin menyebabkan perbedaan dalam afinitas tersebut (Kristiansen et al., 2001). Secara keseluruhan, hal ini dapat menyebabkan pengambilan besi yang lebih besar makrofag pada individu dengan fenotip Hp2-2, dengan konsekuensi imunologi, individu ini mempunyai kemungkinan kerentanan yang tinggi terhadap organisme intraseluler. Perbedaan fungsional antara fenotif Hp dapat mempengaruhi status besi. Pria kaukasia yang sehat dengan fenotip Hp2-2 telah terbukti memiliki derajat akumulasi besi yang lebih tinggi dalam hepatosit dan sistem fagositiknya. Mengingat bukti yang bertentangan mengenai hubungan antara fenotif Hp dan status besi, kesimpulan yang kuat pada subyek

Page 150: Penerbit - erepo.unud.ac.id

135

sehat masih belum memungkinkan. Hal ini tentu tidak mengesampingkan kemungkinan perbedaan klinis yang signifikan dalam kondisi patologis (McDermid et al., 2006).

Berbagai kondisi klinis dikaitkan dengan fenotif dari Hp. Bukti yang ada menunjukkan bahwa berbagai fenotif dapat memberi manfaat pada kondisi klinis tertentu. Risiko infeksi awal HIV tampaknya tidak terpengaruh jenis fenotif Hp, karena tidak ada bukti bahwa frekuensi alel Hp berbeda antara kasus HIV pada populasi Afrika atau Kaukasia baik pada kasus maupun pada orang sehat. Ada bukti bahwa progresi infeksi HIV mungkin dipengaruhi. Terbatasnya bukti yang ada tidak memungkinkan untuk menarik kesimpulan yang tegas tentang peran fenotif Hp dan imunosupresi infeksi HIV (Quaye et al., 2000). Namun demikian beberapa sarjana berspekulasi bahwa kadar besi berlebihan, dikombinasikan dengan konsentrasi Hp yang lebih rendah dan berkurangnya antioksidan asam askorbat, yang akan meningkatkan kemungkinan stres oksidatif sehingga menyebabkan replikasi virus meningkat. Hal ini bisa menjelaskan dampak negatif pada Hp2-2 pada infeksi HIV. Sebuah studi kasus-kontrol di Italia juga melaporkan bahwa Hp2-2 fenotif dikaitkan dengan stadium penyakit yang lebih berat, serum feritin yang lebih tinggi dan konsentrasi sitrat yang lebih rendah dibandingkan dengan salah satu baik Hp2-1 maupun HP1-1. (Pugliese et al.,2002).

Banyaknya perbedaan fungsional, imunologi dan biokimia antara berbagai fenotif Hp memberikan indikasi kuat bahwa fenotif Hp dapat mempengaruhi kerentanan terhadap perkembangan TB, perjalanan klinis selama infeksi aktif dan kemungkinan TB yang berulang. Kerentanan yang lebih besar dan prognosis yang lebih buruk mungkin berhubungan dengan kemungkinan akumulasi besi yang banyak yang terkait dengan keberadaan fenotif Hp2-2. Peningkatan besi pada makrofag pada subyek Hp2-2 bisa mengurangi respon imun tubuh dan mendukung pertumbuhan bakteri. Peningkatan besi tempat lain bisa menyebabkan stres oksidatif dan timbulnya konsekuensi klinis yang terkait dengan proses ini. Keseimbangan antara produksi sitokin Th1 dan Th2 merupakan faktor penentu penting dari resistensi tubuh untuk TB. Gangguan pada keseimbangan ini yang lebih menguntungkan fungsi Th2 dapat mempengaruhi kemampuan tubuh untuk mengekspresikan respon imun protektif terhadap M. tuberculose. Mengingat bahwa Hp2-2 mempunyai konsentrasi serum terendah dan fenotif Hp mendukung fungsi Th1 (cell-mediated immunity), maka apabila penetrasi Hp2 yang dominan maka hal ini dapat dikaitkan dengan hasil yang negatif (McDermid et al., 2006).

Sampai saat ini, hanya terdapat sedikit sekali penelitian pada manusia yang dapat mendukung atau menolak adanya mekanisme dan hubungan antara kondisi klinis TB dan fenotif Hp2 ini. Sejumlah studi yang dilakukan di Rusia selama bertahun-tahun untuk meneliti peran Hp pada TB. Secara keseluruhan, tampak bahwa Hp2-2 dikaitkan dengan timbulnya infeksi TB, outcome yang lebih buruk, efek samping yang lebih besar dan pemulihan lebih lama, terjadi lebih sering endobronkitis, dan bronkial obstruksi dan penyebaran infeksi ke seluruh tubuh, dan lebih besar kemungkinan kekambuhan penyakit. (Ubaidullaev et al., 1998). Berbeda dengan studi Rusia, di Indonesia, tidak menemukan perbedaan dalam distribusi fenotif Hp antara subjek dengan penyakit TB dan kontrol sehat, juga tidak ditemukan hubungan antara fenotif dengan jumlah limfosit, reaktivitas kulit untuk tuberkulin atau tingkat penekanan. Hasil ini menunjukkan bahwa, pada populasi ini, fenotif Hp tidak dikaitkan dengan awal infeksi TB, tetapi dapat mempengaruhi mortalitas setelah diberikan obat anti tuberkulosis.

Page 151: Penerbit - erepo.unud.ac.id

136

NRAMP1NRAMP1 adalah transporter kation pada membran phagosome makrofag yang

mempengaruhi ketahanan terhadap patogen intraseluler. Studi menunjukkan bahwa immunocytochemical NRAMP1 secara eksklusif diekspresikan pada membran lisosomal dan endosomal makrofag, dan setelah proses fagositosis, NRAMP1 akan ditranslokasikan ke membran fagosom. Pada manusia, ekspresi gen NRAMP1 terdeteksi di limpa dan hati dan lebih banyak lagi pada paru-paru, namun ekspresi paling melimpah ditemukan pada sel polimorfonuklear (Yip et al., 2003).

Fungsi protein NRAMP1 pada manusia belum sepenuhnya bisa dijelaskan, tapi bukti-bukti untuk perannya telah didapatkan dari studi pada hewan. Jabado et al., (2003) mendapatkan bahwa NRAMP2, dan paralogue nya NRAMP1, berperan dalam transportasi besi. Telah terbukti secara in vitro bahwa NRAMP1 dapat bertindak sebagai transporter kation proton divalen. Bukti pertama bahwa NRAMP1 dapat berfungsi sebagai transporter kation divalen muncul dari studi menggunakan homologinya pada ragi yaitu SMF1, yang menunjukkan bahwa SMF1 bisa mengangkut Mn2+. Ada dua teori berkembang tentang karakteristik biokemis dari NRAMP1. Teori pertama berfokus pada hipotesis bahwa NRAMP1 berfungsi untuk meningkatkan Fe2+ intrafagosomal dalam rangka mengkatalisasi reaksi Haber-Weiss/Fenton, sehingga menghasilkan radikal hidroksil yang sangat toksik sebagai bentuk aktivitas bakterisidal dari tubuh. Teori alternatifnya adalah bahwa NRAMP1 berfungsi untuk mengurangi besi intra-phagosomal dan kation divalen lainnya. Logam divalen seperti Zn2+, Mn2+ dan Fe2+ adalah substrat untuk protein NRAMP, namun disisi lain mereka juga mikronutrien yang penting untuk patogen. Logam ini bertindak sebagai kofaktor dalam reaksi enzimatik, termasuk utnuk pertahanan antioksidan dari bakteri, sehingga pengurangan jumlah besi intrafagosome NRAMP1 bisa memiliki efek bakteriostatik baik yang sederhana maupun yang berspektrum luas. Pengurangan ini mungkin juga meningkatkan aktivitas bakterisidal makrofag dengan membuat patogen lebih sensitif terhadap senyawa radikal oksigen (Biggs et al., 2001). Disimpulkan bahwa NRAMP1, seperti juga NRAMP2, mengangkut logam divalen malaui proton gradien dan bertindak seperti pompa fagosomal. Pendapat ini didukung bukti in vitro menggunakan macrophage cell-line yang menunjukkan penurunan akumulasi besi intraseluler dan peningkatan pengeluaran besi dalam sel yang di transfected dengan alel resisten dibandingkan dengan alel yang sensitif (Mullero et al., 2002).

Pada manusia, varian polimorfik atau haplotype NRAMP1 dikaitkan dengan kerentanan atau ketahanan terhadap beberapa jenis infeksi dan kondisi seperti infeksi virus, infeksi bakteri, infeksi protozoa, penyakit atopik, penyakit autoimun, tipe I diabetes dan radang usus (McDermid et al., 2006).

Meskipun diketahui bahwa NRAMP1 mungkin memainkan peran dalam mengatur lingkungan mikro makrofag dan dengan demikian dampak potensial yang akan terjadi pada fungsi makrofag sebagai respon imun tubuh, akan tetapi hubungan antara sensitivitas terhadap infeksi HIV-1 dan polimorfisme NRAMP1 belum terlalu banyak dipelajari. Dalam studi kasus-kontrol berbasis populasi di Columbia, dilaporkan 4 genotif (SLC1-4) NRAMP1 yang masing-masing terkait dengan perubahan risiko yang signifikan terhadap infeksi HIV, sedangkan dua genotif lainnya (SLC6a dan SLC6b) tidak menunjukkan hubungan yang signifikan. Analisis regresi berganda dari efek gabungan dari empat polimorfisme tidak menunjukkan efek gabungan tambahan (McDermid et al., 2006).

Page 152: Penerbit - erepo.unud.ac.id

137

Sejumlah penelitian telah memberikan bukti bahwa faktor genetik merupakan faktor penentu penting dari kerentanan terhadap infeksi TB dan salah satu yang terbaik yang diketahui sejauh ini adalah NRAMP1. Penelitian pertama yang dilaporkan adalah studi kasus-kontrol berbasis rumah sakit di Gambia. Setelah dilakukan penyesuaian untuk etnis dan faktor terkait lainnya, asosiasi yang signifikan diamati dengan empat varian alelik, tiga di antaranya berada di linkage disequilibrium yang kuat. Dengan demikian, terlepas dari teori dasar yang kuat untuk memprediksi bahwa variasi NRAMP dapat mencerminkan faktor kerentanan terhadap infeksi TB, akan tetapi bukti-bukti yang ada sejauh ini masih lemah dukungan terhadap hal tersebut.

Daftar pustaka1. Abbas AK, and Lichtman AH. General properties of immune responses. In: Cellular

and molecular immunology. 5th ed ( updated ). Philadelphia, Elsevier Saunders 2005: 3- 15.

2. Abergel RJ, Wilson MK, Arceneaux JEL, Hoette TM, Strong RK, Byers BR, and Raymond RN. 2007. Anthrax pathogen evades the mammalian immune system through stealth siderophore production. Proc Natl Acad Sci USA;103:18479-503.

3. Abou-Raya A, el-Hallous D, and Fayed H. 2004. 8_Isoprostaglandin F2 alpha: a potential index of lipid peroxidation in systemic lupus erythematosus. Clin invest med;27:306-11.

4. Agarwal R. 2007. Non hematological Benefits of iron. Am J Nefrol;27:505-71.5. Agget PJ, Agostoni C, Axelsson, Bresson JL, Goulet O, Hernell O, et al. 2002.

Iron metabolism and requirements in early childhood: do we know enough? A commentary by the ESPGHAN Committee on Nutrition. J Pediatr Gastroenterol Nutr;34:337-45.

6. Allen RP, Barker PB, Wehrl F, Song HK, and Earley CJ. 2001. MRI measurement of brain iron in patients with restless legs syndrome. Neurology;56(2):263-65.

7. Andang’o PE, Osendarp SJ, Ayah R, West CE, Mwaniki DL, De Wolf CA, et al. 2007. Efficacy of iron-fortified whole maize flour on iron status of schoolchildren in Kenya: a randomized controlled trial. Lancet;369(9575):1799-1806.

8. Bach Kristensen M, Tesens I, Alstrup Jorgensen AB, Dal Thomsen A, Milman N, Hels O. 2005. A decrease iron status in young healthy women after long-term daily consumption of the recommended intake of fibre-rich wheat bread. Eur J Nutr;44(6):334-40.

9. Beard JL. 2001. Iron biology in immune function, muscle metabolism and neuronal functioning. J Nutr;131:568S-80S.

10. Bergan JJ, Schmid-Schonbein GW, Smith PDC, Nicolaides AN, Boisseau MR, and Eklof B. 2006. Mechanism of disease: chronic venous disease. Nem England journal of medicine;355:488-98.

11. Berger K, von Eckardstein A, Trenkwalder C, Rothdach A, Junker R, and Weiland SK. 2002. Iron metabolism and the risk of restless legs syndrome in an elderly general population: the MEMO-Study. J Neurol;249:1195-99.

12. Bergman M, Bessler H, Salman H, Siomin D, Straussberg R, and Djaldetti M. 2004. Invitro cytokine production in patients with iron deficiency anemia. Clin Immunology;113:340 44.

Page 153: Penerbit - erepo.unud.ac.id

138

13. Beutler E, Hoffbrand V, Cook JD. 2003. Iron deficiency and overload. Hematology:40-61.

14. Biebinger R, Zimmermann MB, Al-Hooti SN, Al-Hamed N, Al-Salem E, Zafar T, et al. 2009. Efficacy of wheat-based biscuits fortified with microcapsules containing ferrous sulfate and potassium iodate or a new hydrogen-reduced elemental iron: a randomized, double-blind, controlled trial in Kuwaiti women. Br J Nutr;102(9):1362-69.

15. Biggs TE, Baker ST, Botham MS, Dhital A, Barton CH, and Perry VH. 2001. Nramp1 modulates iron homoeostasis in vivo and in vitro: evidence for a role in cellular iron release involving de-acidification of intracellular vesicles.

16. Blackwell JM. 2001. Genetics and genomics in infectious disease susceptibility. Trends Mol Med;7:521-6.

17. Bland MV, Ismail S, Heineman JA, and Keenan JI. 2004. The action of bismuth against Helicobacter pylori mimics but is not caused by intracellular iron deprivation, Antimicrob. Agents Chemother;48:1983-88.

18. Breidbach T, Scory S, Krauth-Siegel RL, and Steverding D. 2002. Growth inhibition of bloodstream forms of Trypanosoma brucei by the iron chelator deferoxamine. Int J Parasitol;32:473-79.

19. Bridle K, Cheung TK, Murphy T, Walters M, Anderson G, and Fletcher LM. 2006. Hepcidin is down-regulated in alcoholic liver injury: implicatins for the pathogenesis of alcoholic liver disease. Alcohol clin exp res;30:106-12.

20. Brownlie T, Utermohlen V, Hinton PS, and Haas JD. 2004. Tissue iron deficiency without anemia impairs adaptation in endurance capacity after aerobic training in previously untrained women. Am J Clin Nutr;79:437-43.

21. Bullen JJ, Rogers HJ, Spalding PB, and Ward CG. 2005. Iron and infection: the heart of the matter. FEMS Immunol Med Microbiol;43:325-30.

22. Chattipakorn N, Kumfu S, Fucharoen S, and Chattipakorn S. 2011. Calcium Channels and Iron Uptake Into The Heart. World J Cardiol;3(7):215-18.

23. Clancy J. Delayed type hypersensitivity (DTH). In: Gilbert HF, editor. Basic concepts in immunology. Intl ed. Singapore: McGraw-Hill. 2000;125-37.

24. Clarke R. 2005. Homocysteine-lowering trials for prevention of heart disease and stroke. Semin vasc med;5:215-22.

25. Coffman RL. Cytokine in infectious diseases. In: Theze J, editor. The citokine network and immune functions. New York: Oxford University Press. 1999;285-92.

26. Cutolo M, and Otsa K. 2008. Review: vitamin D, immunity and lupus. Lupus;17:6-10.

27. Cuzzocrea S, Rossi A, Pisano B, Di Paola R, Genovese T, Patel NS, et al. 2003. Pyrrolidine dithiocarbamate attenuates the development of organ failure induced by zymosan in mice. Intensive care med;29:2016-25.

28. Dallman PR, Widdowson EM, and Dickerson JWT. Chemical composition of body. In: Comar CL, Bronner F, editors. Mineral metabolism: and advanced treastise volume 2 part A. Orlando: Academic Press, 1988:1-247.

29. Davey GK, Spencer EA, Appleby PN, Allen NE, Knox KH, and Key TJ. 2003. EPIC-Oxford: lifestyle characteristics and nutrient intakes in a cohort of 33 883 meat-eaters and 31546 non meat-eaters in the UK. Public Health Nutr;6(3):259-69.

Page 154: Penerbit - erepo.unud.ac.id

139

30. De Silva A, Atukorola S, Weerasinghe I, and Ahluwalia N. 2003. Iron supplementation improve iron status and reduces morbidity in children with or without upper respitratory tract infection: a randomized controlled study in Colombo, Sri Langka. Am J Clin Nutr;77:234-41.

31. Decker JM. 2004. Immunity rules. Overview of The Immune System.Immunology Tutorials. Available from: //F:\T20%CELL\Immunity%20Rules.htm. Last modified Jan.19,2004.

32. Departement of Health. Dietary Reference Values for food, Energy and Nutrients in the united Kingdom. Report on Health and Social Subjects, No. 41. London: HSMO, 1991.

33. Devarajan P. 2006. Update on mechanism of ischemic acute kidney injury. Journal of the American society of nephrology;17:1503-20.

34. Devireddy LR, Gazin C, Zhu X, and Green MR. 2005. A cell-surface receptor for lipocalin 24p3 selectively mediates apoptosis and iron uptake. Cell;123:1293-305.

35. Doherty CP. 2007. Host-pathogen interactions: the role of iron. J nutr;137:1341-44.

36. Doll R, and Hill AB. 2004. The mortality of doctors in relation to their smoking habits: a preliminary report 1954. BMJ;328:1529-33.

37. Dombrecht EJ, Cos P, Berghe Vanden D, Van Offel JF, Schuerwegh AJ, Birdts CH, et al. 2004. Selective in vitro antioxidant properties of biophosphonates. Biochem biophys res common;314:675-80.

38. Dombrecht EJ, De Tollenaere CB, Aerts K, Cos P, Schuerwegh AJ, Bridts CH, et al. 2006. Antioxidant effect of biophosphonates and simvastatin on chondrocyte lipid peroxidation. Biochem biophys res common;348:459-64.

39. Domellof M, Lonnerdal B, Abrams SA, and Hernell O. 2002. Iron absorption in breast-fed infants: effects of age, iron status, iron supplements, and complementary foods. Am J Clin Nutra;76:198-204.

40. Drake VJ. Iron. Linus Pauling Institute Micronutrient Research for Optimum Health. Oregon State University.Update August 2009.

41. Drakesmith H, and Prentice A. 2008. Viral infection and iron metabolism, Nature Rev. Microbiol;6:541-52.

42. Ekiz C, Agaoglu L, Karakas Z, Gurel N, and Yalcin I. 2005. The effect of iron deficiency anemia on the function of the immune system. The Hematology Journal;5:579-83.

43. Facchini FS, and Saylor KL. 2003. A Low-iron available, polyphenol-enriched, carbohydrate-restriched, diet to slow progression of diabetic nephropathy. Diabetes;52;1204-9.

44. Feldman R, Santenna J, Guo W, Furst H, Franklin E, Joffe, S. Marcus M, and Faisch G. 2002. Iron administration and clinical outcome in hemodialysis patients, J. Am. Soc. Nephrol;13:542-49.

45. Fidler MC, Davidsson L, Zeder C, and Hurrell RF. 2004. Erythorbic acid is a potent enhancer of nonheme-iron absorption. Am J Clin Nutr:79:99-120.

46. Finkel T. 2005. Radical medicine: treating ageing to cure disease. Nat rev mol cell boil;6:971-76.

47. Fischer R, Debbabi H, Dubarry M, Boyaka P, and Tome D. 2006. Regulation of physiological and pathological Th1 and Th2 responses by lactoferrin. Biochem Cell Biol; 84: 303-11.

Page 155: Penerbit - erepo.unud.ac.id

140

48. Flanagan PR. 1989. Mechanisms and regulation of intestinal uptake and transfer of iron. Acta Paediatr Scand Suppl;361:221-30.

49. Fleming DJ, Tucker KJ, Jacques PF, Dallal GE, Wilson PW, and Wood RJ. 2002. Dietary factors associated with the risk of high iron stores in the elderly Framingham Heart Study cohort. Am j clin nutr;76:1375-84.

50. Flo TH, Smith KD, Sato S, Rodriguez DS, Holmes MA, Strong RK, Akira S, and Anderson A. 2004. Lipocalin 2 mediates an innate immune response to bacterial infection by sequestering iron. Nature;432:917-21.

51. Friedmann B, Weller E, Mairbaurl H, Bartsch P. 2001. Effects of iron repletion on blood volume and performance capacity in young athletes. Med Sci Sports Exerc;33:741-46.

52. Galli SJ, Tsai M, and Piliponsky AM. 2008. The development of allergic inflammation. Nature;454:445-54.

53. Gangaidzo IT, Moyo VM, Mvundura E, Aggrey G, Murphee NL, Kunelo H, et al. 2001. Association of pulmonary tuberculosis with increased dietary iron, J Infec Dis;184:936-39.

54. Garry PJ, Hunt WC, Baumgartner RN. 2000. Effects of iron intake on iron stores in elderly men and women: Longitudinal and cross-sectional results. J Am Coll Nutr;19:262-9.

55. Germain RN. 2004. An innately interesting decade of research in immunology. Nat Med; 10:1307-20.

56. Ghosh K. 2006. Non hematological effect o f iron deficiency a perspective. Practtitionals secter;60:30-7.

57. Gomes MS, Boelaert JR, and Appelberg R. 2001. Role of iron in experimental Mycobacterium avium infection. J Clin Virol;20:117-22.

58. Gracia OP, Diaz M, Rosado JL, and Allen LH. 2003. Ascorbic acid from lime juice does not improve the iron status of iron-deficient women in rural Mexico. Am J Blin Nutr;78(2):267-73.

59. Grant SM, Wiesinger JA, Beard JL, and Cantorna MT. 2003. Iron-deficienct mice fail to develop autoimmune encephalomyelitis. J Nutr;133:2635-8.

60. Gray-Owen SD, and Schryvers AB. 1996. Bacterial transferin and lactoferrin receptors. Trends Microbiol;4:185-91.

61. Grinder-Pederson L, Bukhave K, Jensen M, Hojgaard L, and Hansen M. 2004. Calcium from milk or calcium-fortified foods does not inhibit nonheme-iron absorption from a whole diet consumed over a 4-day period. Am J Clin Nutr;80:404-09.

62. Gujja P, Rosing DR, Tripodi DJ, and Shizukuda Y. 2010. Iron Overload Cardiomyopathy, Better Understanding of an Increasing Disorder. J Am Coll Cardiol;56(13):1001-12.

63. Haddock RL, Cousins SN, and Guzman CC. 1999. Infant diet and salmonellosis. Am J Publ Health;81:997-1000.

64. Hallberg L, and Rossander-Hulten L.1991. Iron requirements in menstruating women. Am J Clin Nutr;54:1047-58.

65. Hallberg L, Hulten L, and Gramatkovski E. 1997. Iron absorption from the whole diet in men: How effective is the regulation of iron absorption? Am J Clin Nutr;66:347-56.

Page 156: Penerbit - erepo.unud.ac.id

141

66. Harvey LJ, Armah Cn, Dainty JR, Foxall RJ, John LD, Langford NJ, and Fairweather-Tait SJ. 2005. Impact of menstrual blood loss and diet on iron deficiency among women in the UK. Br J Nutr;94(4):557-564.

67. Hinton PS, Sinclair LM. 2007. Iron supplementation maintains ventilator threshold and improves energetic efficiency in iron-deficient non anemic athletes. Eur J Clin Nurt;61:30-39.

68. Huang X. 2003. Iron overload and its association with cancer risk in humans: evidence for iron as a carcinogenic metal. Mutat. Res;53:153-71.

69. Hunt JR, and Roughead ZK. 1999. Nonheme-iron absorption, fecal ferritin excretion, and blood indexes of iron status in women consuming controlled lactoovovegetarian diets for 8 wk. Am J Clin Nutr; 69:944-52.

70. Hurrell RF, Reddy M, and Cook JD. 1999. Inhibition of non-haem iron absorption in man by polyphenolic-containing beverages. Br j Nutr;81:289-95.

71. Hurrell RF. 2002. Fortification: overcoming technical and practical barriers. J Nutr;132(4 Suppl):806S-812S.

72. Jaakkola P, Mole DR, Tian YM, et al. 2001. Targeting of HIF-alpha to the von Hippel-Lindau ubiquitylation complex by O2-regulated prolyl hydroxylation. Science;292(5516):468-72.

73. Jabado N, Cuellar-Mata P, Grinstein S, and Gros P. 2003. Iron chelators modulate the fusogenic properties of Salmonella-containing phagosomes. Proc Natl Acad Sci USA;100:6127-32.

74. Jason J, Archibald LK, Nwanyanwu OC, Bell M, Jensen J, and Gunter E. 2001. The effect of iron defeciency on lymphocyte cytokine production and activation: preservation of hepatic iron but not all cost. Clin Exp Immunol;126:466-73.

75. Jehn ML, Guallar E, Clark JM, Couper D, Duncan BB, Ballantyne CM, et al. 2007. A prospective study of plasma ferritin level and incident diabetes: the Atheroslerosis Risk in Communities (ARIC) Study. Am J Epidemiol;165:1047-54.

76. Kaneko Y, Thoendal M, Olakanmi O, Britigan BE, and Singh PK. 2007. The transmition metal gallium disrupts Pseudomonas aeruginosa iron metabolism and has antimicrobial and antibiofilm activity. J Clin Invest;106.

77. Kasvosve I, Gomo ZA, Mvundura E, Moyo VM, Saungweme T, Khumalo H, et al. 2000. Haptoglobin polymorphism and mortality in patients with tuberculosis. Int J Tuberc Lung Dis; 4:771-5.

78. Kehrer JP. 2000.The harber-weiss reaction and mechanisms of toxicity. Toxicity;149:43-50.

79. Kell DB. 2009. Iron beleaving badly: inappropriate iron chelation as a major contributor to the aetrology of vascular and other progressive inflammatory and degenerative disease. DMC Medical Genomics;2:1-73.

80. Khan FA, Fisher MA, and Khakoo RA. 2007. Association of hemochromatosis with infectious disease: expanding spectrum, Internat. J Infec Dis;11;482-87.

81. Knox KS, and Baker JC. 2007. Genome-wide expression profiling of placentas in the p57Kip2 model pre-eclampsia. Mol hum reprod;13:251-63.

82. Kocyigit A, Armutcu F, Gurel A, and Ermis B. 2004. Aterations in plasma essential trace elements selenium, manganese, zinc, copper, and iron concentrations and the possible role of these elements on oxidative status patients with childhood asthma. Biological trace elements research;97:31-41.

Page 157: Penerbit - erepo.unud.ac.id

142

83. Kremastinos DT, and Farmakis D. 2011. Iron Overload Cardiomyopathy in Clinical Practice. Circulation;124:2253-63.

84. Kresno SB. Respon imun pada infeksi. In: Imunologi, Diagnosis dan Prosedur Laboratorium. 4th ed. Balai Penerbit FKUI Jakarta 2001;161- 86.

85. Kreuzer KA, and Rockstroh JK. 1997. Pathogenesis and pathophysiology of anaemia in HIV infection. Ann Haematol;75:179-87.

86. Kristiansen M, Graversen JH, Jacobsen C, et al. 2001. Identification of the haemoglobi scavenger receptor. Nature London;409:198-201.

87. Kruidenier L, Kuiper I, Lamers CB, and Verspaget HW. 2003. Intestinal oxidative damage in inflammatory bowel disease: semiquantification, location, and association with musical antioxidants. J pathol;201:28-36.

88. Kuvibidila S, and Baliga BS. 2002. Role of Iron in Immunity and Infection. CAB International: Nutrition and Immune Function:209-29.

89. Kuvibidila S, and Porretta C. 2003. Iron deficiency and in vitro iron chelation reduce the expression of cluster of differentiation molecule (CD) 28 but not CD3 receptors on murine thymocytes and spleen cells. British Journal of Nutrition;90:179-89.

90. Kuvibidila S, and Warrier RP. 2004. Differential effect of iron deficiency and underfeeding on serum levels of interleukin-10, interleukin-12p40, and interferon- γ in mice. Cytokine; 26(2):73-81.

91. Kuvibidila S, Warrier RP, and Baliga BS. 2003. An Overview of the Role of Iron in T cell Activation. The Journal of Trace Elements in Experimental Medicine;16:219-25.

92. Kuvibidila SR, Velez M, Yu L, Warrier RP, and Baliga BS. 2002. Differences in iron requirements by concanavalin A-treated and anti-CD3-treated murine splenic lymphocytes. Br J Nutr;88:67-72.

93. Larson JA, Houie HI, So M. 2004. Nesseria meningitides accelerates ferritin degradation in host epithelial cells to yield an essential iron source, Mol Microbiol;53; 807-20.

94. Lim SK, Kim H, Lim SK, et al. 1998. Increased susceptibility in Hp knockout mice during acute hemolysis. Blood;92:1870-77.

95. Lind T, Lonnerdal B, Persson LA, Stenlund H, Tennefors C, Hernell O. 2003. Effects of weaning cereals with different phytate contents on hemoglobin, iron stores, and serum zinc: a randomized intervention in infants from 6 to 12 mo of age. Am J Clin Nutr;78:168-75.

96. Lithgow GJ, Gill MS, Olsen A, and Sampayo JN. 2005. Pharmacological intervention in intervertebrate aging. Ageing res rev;27:213-23.

97. Maguire JJ, Davies JK, Dallman PR, and Packer L. 1982. Effects of Iron deficiency on iron sulphur proteins and bioenergetic functions of skeletal muscle mitochondria. Biochem Biophys Acta;679:210-20.

98. Margaill I, Plotkine M, and Lerouet D. 2005. Antioxidant strategies in the treatment of stroke. Free radical biology and medicine;39:429-43.

99. Marx JJM. 2002. Iron and infection: competition between host and microbes for a precious element. Best Practice & Research Clinical Haematology;15(2):411-26.

100. Mascitelli L, and Pezzetta F. 2005. High iron stores and cardiovascular disease in systemic lupus erythematosus. J intern med;258:584.

Page 158: Penerbit - erepo.unud.ac.id

143

101. Mashburn LM, Jett AK, Akins DE, and Whitely M. 2005. Staphylococcus aureus serves as an iron source for Pseudomonas aeruginosa during in vivo culture. J Bacteriol;187:556-66.

102. McCann JC, and Ames BN. 2007. An overview of evidence for a causal relation between iron deficiency during development and deficits in cognitive or behavioral function. Am J Clin Nutr;85(4):931-45.

103. McDermid JM, and Prentice AM. 2006. Iron and infection: effects of host iron status and the iron-regulatory genes haptoglobin and NRAMP1 (SLC11A1) on host-pathogen interactions in tuberculosis and HIV. Clin Sci (Lond);110:503-24.

104. McDermid JM, Jaye A, Van der Loeff MFS, Todd J, Bates C, et al. 2007. Elevated iron status strongly predicts mortality in West African adults with HIV infection. J Acquir Immune Defic Synd;46;498-507.

105. Messaris E, Antonakis PT, Memos N, Chatzigianni E, Leandros E, and Konstadoulakis MM. 2004. Deferoxamine administration in septic animals: improved survival and altered apoptotic gene expression. Int immunopharmacol;4:455-59.

106. Mulero V, Searle S, Blackwell JM and Brock JH. 2002. Solute carrier 11a1 (Slc11a1; formerly Nramp1) regulates metabolism and release of iron acquired by phagocytic, but not transferring-receptor-mediated, iron uptake. Biochem J;363:89-94

107. Murray-Kolb LE and beard JL.2007. iron treatment normalizes cognitive functioning in young women. Am J Clin Nutr; 85; 778-87

108. Mutti A, Corradi M, Goldoni M, Vettori MV, Bernard A, and Apostoli P. 2006. Exhaled metallic elements and serum pneumoproteins in asymptomatic smokers and patients with COPD or asthma. Chest;129:1288-97.

109. Nairz M, Fritsche G, Brunner P, Hantke K, and Weiss G. Interferon-ỳ limits the availability of iron for intramacrophage Samonella typhimurium. Eur J Immunol 2008.

110. National Institute for Clinical Excellence. Antenatal care, routine care for the healthy pregnant woman. London: Royal College of Obstetricians and Gynaecologists Press, 2008.

111. Nemeth E, Rivera S, Gabayan V, Keller C, Taudorf S, Pedersen BK, and Ganz T. 2004. IL-6 mediates hypoferremia of inflammation by inducing the synthesis of the iron regulatory hormone hepcidin. J Clin Invest;113:1271-76

112. O’Garra A, and Vieira P. 2004. Regulatory T cells and mechanisms of immune system control. Nat Med;10:801-5.

113. Ohlund I, Lind T, Hornell A, and Hernell O. 2008. Predictors of iron status in well-nourished 4-y-old children. Am J Clin Nutr;87(4):839-45.

114. Ojha A, and Hatfill CF. 2007. The role of iron in Mycobacterium smegmatis biofilm formation; the exochelin siderophore is essential in limiting iron conditions for biofilm formation but not for planktonic growth. Mol Microbiol;66;468-83.

115. Oppenheimer SJ. 2001. Iron and its relation to immunity and infectious disease. J Nutr; 131:616S-35S.

116. Oudit GY, and Moe G. 2007. Iron Overload Cardiomyopathy Associated With Iron Overload Conditions: Incidence, Pathophysiology, and Treatment. Cardiology Rounds;7 (3):1-6.

117. Palmer K, and Coggon D. 1997. Does occupational exposure to iron promote infection? Occupat Environ Med;54:529-34.

Page 159: Penerbit - erepo.unud.ac.id

144

118. Parkhill J, Wren BW, Thomson NR, et al. 2001. Genome sequence of Yersinia pestis, the causative agent of plague. Nature. London; 413:523-27.

119. Parsa CJ, Matsumoto A, Kim J, Riel RU, Pascal LS, Walton GB, et al. 2003. A novel protective effect of erythropoietin in the infracted heart. J clin invest;112:999-1007.

120. Payne SM, and Mey AR. In: Crosa JH, Mey AR, Payne SM, editors. Pathogenic Escherichia coli, Shigella, and salmonella. Iron Transport in Bacteria ASM Press Washington DC, 2004;199-218.

121. Perkins-Balding D, Ratliff-Griffen M, and Stojiljkovic I. 2004. Iron transport systems in nesseria meningitides. Microbiol Mol Biol Res;68:154-71.

122. Peterson JR, Sharma RV, and Davisson RL. 2006. Reactive oxygen species in the neuropathogenesis of hypertension. Curr hypertens rep;8:232-41.

123. Peyssonnaux C, Zinkernagel AS, Datta V, Lauth X, Johnson RS, and Nizet V. 2006. TLR4-dependent hepcidin expression by myeloid cells in response to bacterial pathogens. Blood; 107:3727-32.

124. Porto G, DeSouja M. 2007. Iron overload and immunity world Gastroenterol;21:4707-15.

125. Poulin JF, Sylvestre M, Champagne P, and Dion ML. 2003. Evidence for adequate thymic function but impaired naïve T-cell survival following HSCT. Blood;102:4600-7.

126. Pugliese A, Gennero L, Pescarmona GP, et al. 2002. Serum citrate levels, haptoglobin haplotypes and transferring receptor (CD71) in patients with HIV-1 infection. Infection; 30:86-89.

127. Quaye IK, Ekuban FA, Brandful JA, Gyan BA, Akanmori BD and Ankrah NA. 2000. Haptoglobin phenotypes in HIV-1-seropositive patients in Ghana: decreased risk for Hp0 individuals. Hum Hered;50:382-83.

128. Radtke AL, and O’Riordan MX. 2006. Intracellular innate resistance to bacterial pathogens. Cell Microbiol;8:1720-29.

129. Ratledge C. 2004. Iron, mycobacteria and tuberculosis. Tuberculosis (Edinb);84:110-30.

130. Raymond KN, and Deitz EA. Bioochemical and biophysical properties of siderophores. In: Crosa JH, Mey AR, Payne SM, editors. Iron Transport in Bacteria, ASM Press Washington DC, 2004.pp. 3–17.

131. Real-Fernandez JM, Lopez-Bermejo A, and Ricart W. 2005. Iron stores, blood donation, and insulin sensitivity and secretion. Clin Chem;51:1201-5.

132. Reddy MB, Hurrell RF, and Cook JD. 2006. Meat consumption in a varied diet marginally influences nonheme iron absorption in normal individuals. J Nutr;136(3):576-81.

133. Saiga H, Nishimura J, Kuwata H, Okuyama M, Matsumoto S, Sato S, et al. 2008. Lipocalin 2-dependent inhibition of mycobacterial growth in alveolar epithelium. J Immunol;181:8521-7.

134. Savarino A, Pescarmona GP, Boelaert JR. 1999. Iron metabolism and HIV infection: reciprocal interactions with potentially harmful consequences. Cell Bioche Funct;17: 279-87.

Page 160: Penerbit - erepo.unud.ac.id

145

135. Sazawal S, Black RE, Ramsan M, Chwaya HM, Stoltzfus RJ, Dutta A, et al. 2006. Effects of routine prophylactic supplementation with iron and folic acid on admission to hospital and mortality in preschool children in a high malaria transmission setting: community- based, randomised, placebo-controlled trial. Lancet;367:133-43.

136. Schaible UE, and Kaufmann SH. 2004. Iron and Microbial Infection. Nature;2:946-53.

137. Sloand JA, Shelly MA, Feigin A, Bernstein P, and Monk RD. A double-blind, placebo-controlled trial of intravenous iron dextran.

138. Spada C, Treitinger A, and Hoshikawa-Fujimura AY. 1998. HIV influence on hematopoiesis at the initial stage of infection. Eur J Haematol;61:255-60.

139. Suega K. 2009. Pengaruh peningkatan cadangan besi terhadap IL-2 dan IFN gamma plasma dan supernatan kultur limfosit pada penderita anemia defisiensi besi. Disertasi.

140. Swaminathan S, Fonseca VA, Alam MG, and Shah SV. 2007. The role of iron in diabetes and its complications. Diabetes Care;30(7):1926-33.

141. Takeda AL, Colquitt J, Clegg AJ, Jones J. 2007. Pegaptanib and ranibizumab for neo vascular age-related macular degeneration: a systematic review. Br J Ophthalmol; 91:1177-82.

142. Tetens I, Bendtsen KM, Henriksen M, Ersboll AK, and Milman N. 2007. The impact of a meat-versus a vegetable-based diet on iron status in women of childbearing age with small iron stores. Eur J Nutr;46(8):439-45.

143. Troesch B, Egli I, Zeder C, Hurrell RF, de PS, and Zimmermann MB. 2009. Optimization of a phytasecontaining micronutrient powder with low amounts of highly bioavailable iron for in-home fortification of complementary foods. Am J Clin Nutr;89(2):539-44.

144. Ubaidullaev AM, Tashpulatova FK, and Kazakov KS. 1998. Incidence and pattern of recurrent side effects in persons with different haptoglobin phenotypes during chemotherapy of pulmonary tuberculosis. Probl Tuberk; 23-24.

145. US Preventive Services Task Force. Screening for iron deficiency anemia-including iron supplementation for children and pregnant women. Available at http://www.ahrq.gov/clinic/uspstf/uspsiron.htm 2006.

146. Valenzuela C, Lopez de Romana D, Olivares M, Morales MS, and Pizarro F. 2009. Total iron and heme iron content and their distribution in beef meat and viscera. Biol Trace Elem Res.

147. Van der Meer JWM, and JanKulberg B. Defects in Host Defense Mechanism. In: Rubin RH, Young LS, editors. Clinical Approach to Infection in the Compromised Host. 4th ed. Kluwer Academic/Plenum Publishers New York 2002:5-47.

148. Verhoef H, West CE, Kraaijenhagen R, Nzyuko SM, King R, Mbandi MM, van Laatum S, Hogervorst R, Schep C, et al. 2002. Malarial anemia leads to adequately increased erythropoiesis in asymptomatic Kenyan children. Blood;100:3489-94.

149. Weinberg ED. 1999. The development of awareness of the carcinogenic hazard of inhaled iron. Oncol Res;11:109-13.

150. Weinberg ED. 2006. Therapeutic potential of iron chelation in diseases associated with iron mismanagemt. J Pharm Pharmacol;58:575-84.

151. Weinberg ED. 2007. Iron loading in humans: a risk factor for enhanced morbidity and mortality. J Nutr Environ Med;16:43-51.

Page 161: Penerbit - erepo.unud.ac.id

146

152. Weinberg ED. 2008. Survival advantage of the Hemochromatosis C282Y mutation. Persp Biol Med;51;98-102.

153. Weinberg ED. Iron withholding as a defense strategy. In: Hershko R, Gordeuk V and Weiss G, editors. Anemia of Chronic Disease. Taylor and Francis Group, Boca Raton 2005:255-80.

154. Weinberg, E.D. Iron loading and disease surveillance. Available from: www.gordonresearch.com. 2004.

155. Weiss G. 2005. Modification of iron regulation by the inflammatory response. Best Practice & Research Clinical Haematology;18:182-210.

156. Weiss, G. 2002. Iron and immunity: a double-edged sword. Eur J Clin Invest;32(1):70-8.

157. Wojas,-Pelc A, and Marcinkiewicz J. 2007. What is a role of hsemeoxygenase-I in prosias? Current concepts of pathogenesis. Int j exp pathol;88:95-102.

158. World Health Organization. Departement of Making Pregnancy Safer. WHO recommendations for the prevention of postpartum haemorrhage. Geneva: WHO, 2007.

159. World Health Organization. Iron Deficiency Anemia. Assesment, Prevention and Control. A guide for programme mangers. Geneva: WHO, 2001.

160. Yan L, Borregaard N, Kjeldsen L, and Moses MA. 2001. The high molecular weight urinary matrix metalloproteinase (MMP) activity is a complex of gelatinase B/MMP-9 and neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL). Modulation of MMP-9 activity by NGAL. J biol chem; 276:37258-65.

161. Yip SP, Leung KH, and Lin CK. 2003. Extent and distribution of linkage disequilibrium around the SLC11A1 locus. Genes Immun;4:212-221.

162. Yu VL, Hansen DS, Ko WC, Sagnineni A, Klugman KP, Von Gottberg A, et al. 2007. Virulence characteristics of Klebsiella and clinical manifestations of K. Pneumoniae bloodstream infections, Emerging Infec Dis;13;986-93.

163. Zamudio, S. 2007. High-altitude hypoxia and preeclampsia. Frontiers in bioscience;12:2967-77.

164. Zarantonelli ML, Szatanik M, Georgini D, Hong E, Huerra M, Guillou F, et al. 2007. Transgenic mice expressing human transferrin as a model for the study of meningococcal infection. Infec. Immun;75;5609-14.

165. Zimmermann MB, Winichagoon P, Gowachirapant S, Hess SY, Harrington M, Chavasit V, Lynch SR, and Hurrell RF. 2005. Comparison of the efficacy of wheat-based snacks fortified with ferrous sulfate, electrolytic iron, or hydrogen-reduced elemental iron: randomized, doubleblind, controlled trial in Thai women. Am J Clin Nutr;82(6):1276-82.

Page 162: Penerbit - erepo.unud.ac.id

147

BAB IIIGANGGUAN METABOLISME BESI

DEFISIENSI BESISejarah defisiensi besi

Telaah sejarah dari anemia defisiensi besi telah banyak dipublikasikan, namun hubungan jelas dari tanda dan gejala gangguan karena defisiensi besi baru muncul saat para dokter mengungkapkan patofisiologi yang mungkin dari “chlorosis”. Diambil dari bahasa Yunani “hijau”, chlorosis (Lee, 1998) dideskripsikan dokter-dokter dari abad 16 dan 17 sebagai penyakit yang terbanyak menyerang pada gadis remaja yang memiliki diet besi yang tidak seimbang dan kebutuhan besi yang tinggi karena peningkatan kehilangan besi dari menstruasi. (Costa et al., 2010). Karakteristik dari penyakit chlorosis ini terdiri dari kepucatan yang berwarna hijau, palpitasi, kesulitan bernapas, edema pergelangan kaki, dan kecenderungan untuk mengalami trombosis. Hipotesis menyebutkan penyebab yang mungkin adalah karena penggunaan korset ketat pada wanita muda yang berakibat menurunnya makanan yang masuk dan atau diperparah reflux esophagitis dengan kehilangan darah (Lee,1998). Keberadaan chlorosis ini bisa dilihat dari catatan sejarah yang ada sampai sat ini, seperti disebutkan William Shakespeare dalam kisah drama terkenalnya yaitu Romeo and Juliet. Demikan halnya pelukis terkenal dari Belanda Gerrad Dou, Jan Steen, Gabriel Matsu dan Frans van Mieries menggambarkan seorang wanita pucat bergaun bangsawan warna hijau sedang diperiksa seorang dokter pada abad ke 17 dimana judul dari lukisan tersebut adalah Doctor’s visit ( Costa et al., 2010).

Pada sekitar tahun 1800 barulah anemia, hipokromia, dan menurunnya kadar besi dalam darah ditemukan pada pasien dengan chlorosis. Kondisi dengan gambaran yang sesuai dengan chlorosis bisa disembuhkan dengan menambah konsentrasi penggunaan pil yang mengandung potassium karbonat dan ferris sulfat. Sekitar tahun 1920 – 1930 istilah anemia hipokromik baru digunakan untuk mendiskripsikan seorang wanita umur pertengahan dengan kehamilan yang multipel, diet yang kurang dan gangguan menstruasi. anemia hipokromik dibedakan dari chlorosis dengan kemunculannya pada wanita yang lebih tua, dan diasosiasikan dengan perubahan epitel yang signifikan, yang sekarang diketahui sebagai akibat sekunder dari defisiensi besi, termasuk perubahan pada kuku, lidah, dan lambung dan selanjutnya dikonfirmasi bahwa penyebab anemia hipokromik disebabkan karena defisiensi besi pada tahun 1932 Heath, Straus dan Castle (Costa et al., 2010).

Patofisiologis dari defisiensi besi1. Respon metabolik terhadap defisiensi besi

Defisiensi besi menyebabkan gangguan fungsi karena berkurangnya sintesis hemoglobin dan mioglobin dengan gangguan distribusi oksigen di perifer dan berkurangnya beberapa aktivitas ensim yang mengandung besi. Banyak proses biokimia dan metabolisme terutama metabolisme oksidatif akan terpengaruh sehingga akan menyebabkan fungsi fisiologis yang tidak optimal dan mengganggu kesehatan. Yang terpenting diantaranya adalah kapasitas kerja dan efisiensi reproduksi, perkembangan psikomotor dan kognitif, fungsi imun dan infeksi.

Page 163: Penerbit - erepo.unud.ac.id

148

2. Perkembangan timbulnya defisiensi besiPerkembangan timbulnya defisiensi besi melalui tiga tahap sesuai dengan timbulnya

efek sistemik pada simpanan besi, masalah suplai besi ke jaringan, dan akibat yang timbul karena gangguan fungsi. Dengan makin beratnya gangguan defisiensi besi simpanan besi akan makin menipis dan akan disertai dengan peningkatan risiko akibat gangguan fungsional tersebut. Penurunan simpanan besi akan diikuti dengan mobilisasi simpanan besi dari makrofag dan sel hepar, peningkatan penyerapan besi di saluran cerna, penurunan kadar feritin serum dan menghilangnya simpanan besi di sumsum tulang. Gangguan suplai besi ke jaringan akan menyebabkan penurunan kadar besi serum, penurunan yang progresif dari saturasi transferin dan peningkatan kadar transferin serum, peningkatan reseptor transferin di permukaan sel dan di dalam darah. Penurunan saturasi transferin dibawah 16% menunjukkan adanya eritropoiesis yang terganggu. Makin beratnya defisensi besi akan menyebabkan kadar hemoglobin akan rendah dan timbullah keadaan anemia (Hercberg et al., 1989).

Besi dan kapasitas kerja fisikKarena besi dibutuhkan untuk produksi energi oksidatif, maka anemia defisiensi

besi apapun sebabnya, akan mempengaruhi kapasitas fisik melalui dua mekanisme yang terpisah. Anemia akan mengurangi kapasitas transpor oksigen ke jaringan sehingga akan menganggu aktivitas aerobik sedangkan defisiensi besi sendiri akan menyebabkan penurunan kapasitas oksidari jaringan yang akan mempengaruhi daya tahan dan kemampuan fisik dari otot. Kedua hal ini akan menyebabkan penurunan kapasitas kerja dan dengan sendirinya membawa implikasi sosial dan ekonomi. Beberapa studi baik pada manusia maupun pada hewan meneliti hubungan antara defieinsi besi dengan kapasitas kerja. Haas dan Brownlie (2001) menelaah hubungan ini secara sistematik baik studi pada hewan (sembilan studi) maupun pada manusia (lima studi potong lintang dan 15 studi intervensi). Ada lima aspek dari kapasitas kerja yang diukur yaitu kapasitas aerobik, daya tahan, efisiensi energi, aktivitas voluntary dan produktivitas kerja.

Dari telaah ini dilaporkan bahwa hubungan antara kapasitas aerobik dengan kadar hemoglobin sangat proporsional dimana penurunan kadar hemoglobin akan diikuti dengan gangguan kapasitas aerobik. Pada kadar di bawah 7 mg/dl penurunan kapasitas aerobik akan makin tajam, menunjukkan bahwa kadar di bawah 7 mg/dl, kapasitas aerobik sudah tidak mampu dipertahankan. Pemberian suplemen besi pada tikus dengan defisiensi besi ternyata disertai dengan kembalinya kapasitas aerobik dan kadar hemoglobin setelah hari ketiga tapi kapasitas daya tahan dan ensim oksidatif otot kembali normal setelah hari kelima. Hal ini juga didukung pada studi plebotomi pada manusia dimana penurunan kadar Hb akan disertai dengan gangguan kapasitas aerobik yang proporsional. Demikian pula dengan studi lainnya mendapatkan penurunan kapasitas aerobik akibat adanya penurunan kadar Hb. Akan tetapi defisiensi besi tanpa anemia tidak disertai dengan gangguan kapasitas aerobik. Disamping itu kemampuan daya tahan juga dipengaruhi besi. Kapasitas daya tahan adalah lamanya seseorang mampu bertahan terhadap suatu beban kerja dan hal ini tergantung pada kemampuan hantaran oksigen dan kemampuan otot untuk menggunakan oksigen tersebut. Hal ini bisa diketahui dengan peningkatan intensitas latihan selama interval waktu tertentu dan dengan mengukur waktu terjadinya kelelahan atau bisa dilakukan dengan waktu yang lebih pendek tapi dengan beban kerja yang lebih besar (Hinton et al., 2000). Pada semua studi binatang didapatkan hubungan

Page 164: Penerbit - erepo.unud.ac.id

149

yang bermakna antara kadar Hb (< 12 mg/dl) dan kapasitas daya tahan. Kapasitas daya tahan berhubungan dengan konsentrasi sitokrom c dan korelasi ini menjadi lebih kuat apabila kadar sitokrom c berkurang. Hal ini mendukung pendapat bahwa gangguan kapasitas metabolisme oksidatif akan mempengaruhi daya tahan. Namun kapasitas daya tahan pada manusia sangat sulit diukur secara akurat karena kemampuan daya tahan juga sangat dipengaruhi motivasi seseorang. Hinton et al., (2000) melaporkan bahwa pemberian besi sebesar 20 mg sehari selama 6 minggu pada wanita dengan defisiensi besi tanpa anemia, diikuti dengan adanya peningkatan kapasitas daya tahan yang diukur dengan waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan jarak 15 km dalam tes ergometer bila dibandingkan dengan grup plasebo. Suplementasi besi meningkatkan kadar feritin serum secara bermakna pada grup terapi dibandingkan dengan grup plasebo (p < 0,05), namun pada kedua grup yang setelah diberikan latihan aerobik ternyata kapasitas daya tahan kedua grup baik plasebo maupun grup perlakuan menunjukkan perbaikan yang bermakna kalau dibandingkan dengan kapasitas daya tahan mereka pada saat basal.

Produktivitas kerja juga sudah diketahui dipengaruhi kadar besi dan anemia akan tetapi hal yang perlu diperhatikan adalah produktivitas kerja ini dipengaruhi banyak faktor seperti motivasi yang sangat besar yang dipengaruhi besarnya insentif yang ditawarkan, sehingga hal ini dapat mempengaruhi hasil studi. Pekerja yang lebih lemah tentu bisa berproduksi yang sama dengan pekerja yang lebih kuat walaupun dengan usaha yang lebih berat dan energi yang lebih banyak dikeluarkan. Jenis dari pekerjaan juga dapat mempengaruhi bagaimana mekanisme besi mempengaruhi produktivitas. Pekerjaan yang membutuhkan tenaga fisik akan dapat dipengaruhi anemia, sedangkan pekerjaan yang kurang keras (tidak membutuhkan banyak energi) akan membutuhkan lebih banyak ketahanan (endurance) dan mungkin akan dipengaruhi defisiensi besi. Pekerjaan yang membuthkan tenaga fisik yang besar dan dilakukan dalam waktu yang pendek lebih mudah diukur dibandingkan dengan pekerjaan dengan kebutuhan tenaga yang tidak terlalu besar tapi dilakukan dalam waktu lebih lama yang bisa dipengaruhi motivasi.

Studi potong lintang pada pekerja pabrik rokok melaporkan tingkat produktivitas yang tinggi ditemukan pada wanita dengan kadar Hb di atas 12 mg/dl dibandingkan dengan mereka yang kadar Hb nya di bawah 12 mg/dl dan pada pekerja pabrik dengan kadar Hb > 11 mg/dl dibandingkan dengan pekerja yang kadar Hb nya < 11 mg/dl. Pada studi acak buta ganda (Brutsaer et al., 2003), pemberian suplemen besi 20 mg sehari selama 6 minggu pada wanita yang menderita kekurangan besi (Hb >11 mg/dl; feritin serum < 12 ug/L) akan disertai dengan perbaikan yang bermakna dari ketahanan otot terhadap kelelahan dibandingkan dengan kelompok plasebo, akan tetapi tidak dijumpai adanya perbaikan dari status besinya. Pada studi acak lainnya, melaporkan bahwa pemberian suplemen besi memberikan efek bermakna pada mereka yang mempunyai kadar reseptor transferin basal > 8 mg/L. Hinton dan Sinclair (2007) memeriksa pengaruh suplemen besi 30 mg sehari selama 6 minggu dibandingkan dengan plasebo pada laki dengan defisiensi besi (Hb >13 mg/dl; serum feritin < 16 ug/L) dan wanita (Hb > 12 mg/dl; serum feritin < 16 ug/L) yang sebelumnya dilatih dengan latihan aerobik. Suplemen besi secara bermakna meningkatkan serum feritin (p < 0,01) dan kapasitas daya tahan (p < 0,01) dibandingkan dengan plasebo. Gera et al., (2007) secara sistematik menelaah beberapa studi acak buta ganda tentang pengaruh suplemen besi pada ketahanan fisik yang diukur melalui denyut jantung, ketahanan dalam melakukan treadmill, kadar laktat dalam darah atau konsumsi oksigen pada anak dan remaja. Pada analisis kelompok (pool) terlihat adanya pengaruh

Page 165: Penerbit - erepo.unud.ac.id

150

menguntungkan dari suplemen besi pada kadar laktat dalam darah dan ketahanan dalam treadmill. Namun temuan ini belum dianggap konklusif karena terbatasnya data dan adanya faktor lain yang seperti adanya penyakit dan sampel pada satu studi adalah para atlet yang telah mendapatkan porsi latihan sebulan sebelumnya sehingga hal ini mungkin akan memperbaiki performan fisiknya.

Bukti dari model hewan coba dan manusia menunjukkan bahwa kadar Hb yang rendah akan diikuti dengan berbagai gangguan dari kapasitas fisik namun batas yang jelas tidak dapat ditentukan dengan pasti karena adanya perbedaan dari spesies sampel, ketidak pastian analisis kadar Hb dan feritin, partisipan yang bervariasi, kesukaran dalam mengukur hasil studi dan dalam mengumpulkan data dari semua studi karena beragamnya sajian data dari masing-masing studi. Daerah abu-abunya adalah antara kadar Hb 11 – 12 mg/dl dan kadar serum feritin pada atau di bawah 16 – 20 ug/L. Karena tidak adanya data tentang respon terhadap dosis tertentu menyebabkan kesulitan dalam menarik batas yang jelas tentang ambang konsentrasi tersebut. Studi pada manusia manyatakan bahwa kadar Hb di bawah 11 mg/dl akan disertai dengan penurunan kapasitas aerobik walaupun tidak ditemukan nilai ambang yang pasti untuk timbulnya efek ini. Ada beberapa ketidakpastian dan kesulitan didalam menginterpretasikan data yang menghubungkan antara status besi dengan kapasitas kerja. Disamping faktor fisiologis, kapasitas kerja juga dipengaruhi faktor sosial, ekonomi dan motivasi kerja. Sebagian besar studi lapangan dilakukan pada populasi penduduk negara berkembang dimana sebagian besar populasi tersebut disertai dengan berbagai kekurangan dalam hal ekonomi, sosial dan nutrisi yang tentunya dapat mempengaruhi kapasitas kerja seseorang. Studi tersebut juga memakai berbagai kriteria diagnosis defisensi besi/anemia defisiensi besi yang berbeda, lama terapi dan dosis yang bervariasi, protokol tes yang berlainan dan besar sampel yang kecil pada sebagaian besar studi (Agarwal, 2007).

Patogenesis kelainan klinik akibat defisiensi besi1. Protein dan enzim pada ADB

Pada defisiensi besi, perubahan jumlah cadangan besi, besi hemoglobin, besi transpor, dan besi enzim dapat menjelaskan sebagian dari penemuan klinis yang diobservasi pada pasien. Saat saturasi transferin jatuh di bawah 16%, suplai besi ke sumsum tulang tidak mencukupi untuk produksi hemoglobin, yang memicu naiknya protoporphyrin hemoglobin bebas dan menurunnya kadar hemoglobin. Saat terjadi gangguan sintesis hemoglobin, maka setiap sel darah merah yang telah diproduksi membawa hemoglobin yang lebih sedikit. Dari studi yang dilakukan pada manusia sekitar tahun 60 – 70-an, dilaporkan bahwa jumlah besi yang didistribusikan ke sumsum tulang masih dalam kisaran yang normal walupun terjadi defisiensi besi dan elemen seluler dari sumsum tulang dapat menggunakan besi dengan sangat efisien selama terjadinya defisiensi besi. Ternyata daya hidup eritrosit (survival) berkurang mulai ringan sampai parah terlihat pada anemia defisiensi besi sebagai akibat destruksi limpa, hal ini menimbulkan dugaan bahwa besi eritroid digunakan kembali melalui jalur alternatif (Lee, 1998). Pada anemia defisiensi besi, besi plasma berkurang dengan cepat dan berkorelasi dengan kadar besi serum. Semua faktor ini berujung pada penurunan eritropoiesis parsial pada defisiensi besi dan kemudian timbulnya anemia (Beutler et al., 2006)

Penurunan kadar atau fungsi dari protein non-hemoglobin bertanggung jawab untuk banyak manifestasi klinis non-hematologis dari defisiensi besi kadarnya sesuai dengan

Page 166: Penerbit - erepo.unud.ac.id

151

beratnya anemia. Sebagai contohnya, besi adalah komponen utama dari mioglobin, sitokrom, katalase, dan peroksidase. Penurunan kadar protein dan aktivitas enzim ini diketemukan pada defisiensi besi yaitu untuk sitokrom c ditemukan pada otot dan usus halus, sitokrom oksidase pada mukosa mulut dan usus, myoglobin dan gliserfosfat-alfa oksidase pada otot, dan succinic dehidrogenase dan aconitase pada jaringan lain. Dipercaya bahwa semua ini dan banyak protein yang bergantung pada besi lainnya berkurang pada kondisi defisiensi besi (Lee, 1998; Costa 2010). Enzim yang tidak memerlukan atau mengandung besi juga mengalami penurunan aktivitas, seperti beberapa enzim glikolisis oksidatif (Beutler et al., 2006). Pengubahan tiroksin ke triiodotironine bergantung pada besi dan mengalami gangguan. pada defisiensi besi. Gangguan pada metabolisme katekolamine yang sepertinya disebabkan menurunnya kadar monoamide oksidase pada jaringan, berakibat pada kompartemen sel dan bermanifestasi sebagai tanda dan gejala yang sitemui pada praktek klinis sebagai konsekuensi dari defisiensi besi.

2. Sel epitel dan jaringan ototPada defisiensi besi, sel-sel epitel yang aktif berproliferasi pada mukosa saluran

pencernaan rawan untuk terjadinya abnormalitas histologis. Walaupun mekanisme yang mendasari hal ini belum jelas diketahui, namun banyak dilaporkan termasuk atrofi mukosa usus kecil, lambung, esophagus, lidah, dan mulut yang terjadi pada kasus dengan anemia defisiensi besi. Perubahan pada tulang tengkorak juga dijumpai pada anak-anak dengan defisiensi besi, namun signifikasi kliniknya masih belum jelas (Beutler et al., 2006, Costa et al., 2010).

Manifestasi klinis defisiensi besiManifestasi klinis dari anemia muncul sebagai akibat dari derajat hipoksia jaringan

dan mekanisme kompensasi yang diaktifkan saat munculnya penurunan kapasitas pembawa oksigen. Pada anemia kronis, volume intravaskuler keseluruhan tidak berubah; namun, terdapat redistribusi perfusi jaringan dari organ non-vital ke organ vital. Jaringan kutaneus sering mengalami vasokonstriksi, dengan karakteristik pucat dari anemia adalah konsekuensi dari efek ini. Pemeriksaan membran mukosa, konjungtiva, dasar kuku, dan lipatan telapak (jaringan dengan pigmentasi rendah) akan terlihat pucat.

Mekanisme kompensasi lainnya adalah peningkatan keluaran (cardiac output) jantung. Peningkatan keluaran jantung tidak akan terjadi sampai kadar hemoglobin menurun sampai di bawah 7 g/dL (Prchal, 2006). Tandanya meliputi takikardia, meningkatnya denyut arteri, dan terjadinya “flow mumurs”. Pada pasien dengan penyakit arteri koroner yang mendasari, gejala angina dapat terbentuk. Pada kasus dengan kardiomiopati yang mendahului diagnosis dari anemia, adanya peningkatan hiperaktivitas jantung dapat berujung pada gangguan pernapasan dan edema. Selain mekanisme-mekanisme kompensasi tersebut, hipoksia jaringan yang parah pada organ masih dapat terjadi dan berujung pada gejala lainnya, seperti intermittent claudication (hipoksia otot), kelelahan, dan kram perut. Namun, mekanisme patofisiologi yang mendasari perubahan-perubahan tersebut masih belum diketahui (Prchal, 2006).

1. Pengaruh pada sistem hemopoietikAbnormalitas pada sel darah yang paling awal terdeteksi pada anemia defisiensi

besi adalah anisositosis. Perbedaan ukuran pada sel-sel darah merah yang diukur dengan

Page 167: Penerbit - erepo.unud.ac.id

152

RDW dapat membedakan antara anemia defisiensi besi (RDW meningkat) dan talasemia minor (RDW normal). Terkadang anisositosis disertai dengan ovalositosis ringan (Beutler et al., 2006). Saat defisiensi total besi tubuh mencapai puncaknya, gambaran karakteristik dari hipokromia dan mikrositosis terbukti meningkat pada eritrosit. Penurunan jumlah hemoglobin pada setiap sel darah merah menimbulkan pucat di sentral, yang terlihat sebagai hipokromia. Pada kasus yang parah, poikilosit dengan ekor dan bentuk elips yang memanjang dapat terlihat, kondisi ini disebut bentuk pensil. Perubahan morfologis pada sumsum tulang bervariasi pada anemia defisiensi besi dan tidak berhubungan dengan tingkat keparahan anemia. Hiperplasia eritrosit dengan eritroblast dan normoblast kecil yang memiliki batas nukleus yang ireguler dapat terlihat. Penurunan atau tidak adanya besi hemosiderin pada sumsum tulang adalah karakteristik dari anemia defisiensi besi, yang diukur dengan pengecatan Prusia biru untuk mendeteksi besi pada makrofag sumsum tulang. Platelet count biasanya meningkat pada anemia defisiensi besi.Trombositosis mungkin adalah refleksi dari pendarahan yang sedang berlangsung (Beutler, 2006). Trombositopenia juga dapat dilihat pada anemia defisiensi besi. Umumnya kadar lekosit tidak terpengaruh namun neutropenia kadang ditemukan pada kasus anemia defisiensi besi (Lee, 1998). Pada kasus anemia defisiensi besi karena infeksi cacing tambang, umumnya dijumpai eosinofilia (Bakta et al., 1994).

2. Pengaruh pada saluran pencernaanStomatitis angularis, glossitis, koilonikia, disfagia dengan web postcricoid esofagus

dalam kaitannya dengan kekurangan zat besi dapat dijelaskan karena terjadi kekuranagn besi untuk proses proliferasi dan diferensiasi sel mukosa saluran makan bagian atas (Koshla et al., 1984). Pertanyaan yang lebih sulit untuk dijawab adalah apakah kekurangan zat besi dapat menyebabkan gastritis atrofik dan sindrom malabsorpsi. Beberapa bukti tampaknya justru menunjukkan bahwa kekurangan zat besi dapat disebabkan kondisi patologis tersebut bukan sebaliknya, kecuali dalam keadaan yang sangat jarang. Beberapa penelitian di India telah menunjukkan bahwa IRIDA (iron resisten in iron deficiency anemia) (Varma et al., 2001; Soood et al., 2003) adalah karena gejala penyakit celiac yang dianggap jarang di India. Salah satu presentasi klinis anemia defisiensi zat besi adalah perilaku makan abnormal atau pica yang dapat berupa makan tanah liat (geophagia), es (pagophagia), dan hal-hal serupa lainnya. Sebuah penelitian menunjukkan malabsorpsi D-xylose pada 7 dari 25 pasien kekurangan zat besi yang membaik dengan terapi besi parenteral dan kenaikan signifikan dari hemoglobinnya, dan hal ini membuktikan bahwa kekurangan zat besi per se dapat menyebabkan malabsorpsi. Pada pasien dengan anemia defisiensi besi, atrofi papil lingual disebutkan muncul pada 5 – 10 -% pasien (Uchida et al., 1998). Diduga bahwa perubahan pada lidah adalah juga karena defisiensi piridoksine. Pada defisiensi besi yang terkait dengan glossitis, papil filiform pada sepertiga anterior lidah mengalami atrofi terlebih dulu, diikuti dengan perubahan pada seluruh lidah. Glossitis dapat disembuhkan dengan terapi penggantian besi yang tepat, dan papil lidah akan muncul kembali secara klinis setelah beberapa minggu terapi. Angular stomatitis atau seilitis juga dapat dihubungkan dengan defisiensi besi. Ulkus atau fisura mulut adalah gejala karakteristik dari defisiensi besi. Namun ada pendapat bahwa seilitis juga disebabkan defisiensi nutrisi lainnya seperti piridoksin.

Pada tahun 1919 Peterson dan Kelly melaporkan adanya asosiasi antara disfagia dengan angular keilitis dan abnormalitas dari lidah pada pasien dengan anemia defisiensi

Page 168: Penerbit - erepo.unud.ac.id

153

besi. Keadaan yang sama juga dilaporkan Vinson tahun 1922, yang merujuk temuan sebelumnya Plummer, sehingga kondisi tersebut dikenal sebagai sindrom Peterson-Kelly atau Plummer-Vinson atau disebut juga disfagia sideropenik (Lee, 1998). Pasien rata-rata adalah wanita kaukasian pada usia antara 40 – 70 tahun, namun juga ada ditemukan pada usia yang lebih muda, serta umum pada negara berkembang seperti India. Disfagia yang terjadi umumnya progresif dan terbatas pada solid (Novacek, 2006). Gejala karakteristik meliputi disfagia post-cricoid, dan motilitas esophagus yang terganggu. Secara patologis didapatkan lesi berupa jaring seperti mukosa yang normal yang menutupi persambungan antara hipofaring dan esophagus. Pada biopsi dapat ditemukan epitel skuamus normal dengan jaringan ikat longgar dan tanda inflamasi. Dilaporkan juga adanya hubungan bentukan jaring ini dengan pertumbuhan dari kanker esophagus. Mekanisme yang pasti dari bentukan ini belum jelas diketahui. Walau didapatkan bersama-sama dengan defisiensi besi namun ternyata defisiensi besi tidak mutlak diperlukan dan bukan penyebab utama dari pembentukan jaring, Diduga jaring ini disebabkan hilangnya enzim yang bergantung pada besi di saluran pencernaan karena turnover sel yang tinggi, yang kemudian berujung pada degenerasi mukosa dan pembentukan jaring. Sarjana lainnya lebih cenderung menganggap bahwa jaring ini disebabkan faktor etiologi seperti predisposisi yang diwariskan, malnutrisi, dan proses autoimun (Jesner et al., 2003). Penanganan bentukan jaring ini memerlukan tindakan aktif seperti dilatasi mekanik (Novacek, 2006).

Gastritis telah ditemukan pada pasien dengan anemia defisiensi besi. Gastritis atropik dijumpai pada anemia defisiensi besi, namun polanya tidak spesifik dan juga dapat ditemui pada defisiensi nutrisi lainnya dan proses penuaan. Berkurangnya sekresi asam dapat ditemui pada anemia hipokromik dan kadang-kadang pada anemia pernicious. Pada kasus seperti ini, terapi replesi besi terkadang sub-optimal untuk mengobati anemia, dan kekurangan asam hidroklorik menyebabkan gangguan penyerapan besi. Hubungan antara anemia defisiensi besi dan anemia pernisiosa diketahui dengan observasi pasien dengan anemia defisiensi besi dan lesi gastrointestinal tanpa pendarahan kronis yang mengalami infeksi kronis Helicobacter pylori sebagai mekanisme penyebab yang menghubungkan adanya hubungan antara defisiensi besi dan gastritis autoimun (Herschko et al., 2007). Hal ini diperkuat dengan temuan bahwa terapi HP dengan antibiotika yang sesuai akan juga memperbaiki parameter besi pada pasien dengan anemia defisiensi besi (Chen dan Luo, 2007). Hal ini dimungkinkan karena antigen yang mirip antara H+K+-ATPase dan H. pylori akan menyebabkan imunitas terhadap auto-antigen yang berujung pada anemia pernisiosa.

3. Pengaruh pada kulit dan struktur penyanggaHilangnya rambut prematur, alopecia areata, rambut beruban, folikulitis, jerawat,

dan kurangnya pertumbuhan kuku telah dilaporkan sebagai akibat defisiensi besi dengan atau tanpa anemia. Koilonikia adalah salah satu gejala klinis terbaik yang dikenal sebagai akibat anemia kekurangan zat besi. Kuku adalah jaringan epitel dengan proliferasi cepat yang juga dapat menerima dampak dari defisiensi besi. Lesi karakteristik yang terlihat adalah koilonikia, munculnya cekungan pada permukaan kuku. Penipisan dan pendataran kuku dan rapuhnya kuku adalah pendahuluan dari proses terjadinya koilonikia. Tidak diketahui bagaiman defisiensi besi dapat menyebabkan kelainan tersebut, namun adanya koilonikia meningkatkan kecurigaan adanya defisiensi besi. Koilonikia tidak spesifik untuk anemia defisiensi besi dan dapat ditemui pada banyak penyakit sistemik atau

Page 169: Penerbit - erepo.unud.ac.id

154

genetik dan sebagai akibat dari luka lokal. Kelainan ini juga memiliki asosiasi dengan hemokromatosis dan autosomal dominan nail-patella sindrom (Fawcett et al., 2004). Kelainan ini juga ditemukan pada individu yang tinggal di daerah ketinggian walaupun tanpa defisiensi besi dan alkoholik serta penderita dengan gagal ginjal kronik kadang ditemukan dengan kelainan seperti ini (Udayakumaar et al., 2006).

Defisiensi besi juga dihubungkan dengan rambut rontok pada wanita. Namun datanya terbatas, dan studi cross-sectional pada wanita dengan defisiensi besi dan rambut rontok berujung pada hasil yang tidak konsisten. Efluvi telogen atau perubahan yang cepat dari anagen (fase pertumbuhan) ke telogen (fase istirahat), diduga sebagai dasar mekanisme terjadinya kerontokan rambut dan botak pada anemia defisensi besi. (Shapiro, 2007). Besi diperlukan sebagai kofaktor untuk aktivitas reduktasi ribonukleotid, suatu enzim yang mengontrol sintesis DNA dan diperlukan matriks sel rambut yang aktif membelah. Hal yang mungkin jika pada defisiensi besi enzim ini menjadi kurang aktif dan menjelaskan rontoknya rambut yang terihat. Walaupun hasil studi masih tidak konsisten tapi tetap dianjurkan pada wanita dengan kerontokan rambut dan kadar feritin yang rendah untuk diberikan besi, walaupun studi dengan desain yang bagus belum menunnjukkan hasil yang menjanjikan pada kasus dengan rambut rontok disertai anemia defisiensi besi (Olsen et al., 2005).

4. Pengaruh pada fungsi kardiovaskulerBeberapa studi non invasif seperti interval waktu sistolik telah menunjukkan adanya

gangguan disfungsi miokard lama kekurangan zat besi walaupun tidak disertai anemia yang dibuktikan dengan berkurangnya rasio PEP/LVET. Rasio ini normal kembali dalam beberapa hari setelah diberi terapi besi sebelum peningkatan kadar hemoglobin terdeteksi secara signifikan. Juga dilaporkan adanya depresi segmen ST yang abnormal pada tes treadmill penderita dengan anemia defisiensi besi dan tes ini kembali normal setelah terapi besi parenteral.

5. Pengaruh pada fungsi serebralFungsi kortikal yang buruk, rentang perhatian yang berkurang, kinerja skolastik

rendah di sekolah telah dilaporkan pada anemia defisiensi besi dan kelainan ini sebagian membaik setelah diberikan terapi penggantian besi. Depresi, gangguan ritme tidur dan kewaspadaan mental yang berkurang juga terjadi dalam kondisi ini. Diyakini bahwa pada bayi dengan defisiensi zat besi tidak semua parameter perkembangan kognitif dapat benar-benar terkoreksi, demikian pula berbagai domain pemulihan fungsi otak yang lebih tinggi menunjukkan hal yang sama. Maka tingkat proses pemulihan sering tergantung pada waktu tindakan dilakukan. Dilaporkan bahwa zat besi terkonsentrasi di berbagai bagian dari sistem saraf pusat orang dewasa seperti globus pallidus, substantia nigra, nukleus, accumbens akan tetapi terjadi perubahan pola distribusi besi di otak pada kelompok usia yang berbeda. Namun, sebagian besar daerah ini berhubungan dengan jalur dopaminergik dan jalur GABA minergik. Beberapa reseptor dopamin D1 dan D2 mengalami penurunan pada anemia defisiensi zat besi. Kecepatan konduksi saraf perifer juga meningkatkan setelah diberikan terapi besi. (Beard, 2001).

Page 170: Penerbit - erepo.unud.ac.id

155

6. Pengaruh pada fungsi ginjal dan metabolism obat Peran penting dari kelompok enzim oksidase sitokrom P450 dalam metabolisme

obat sudah sangat dikenal. Sehingga beberapa metabolisme obat dapat berubah pada defisiensi zat besi. Pada individu dengan anemia defisiensi besi mungkin ada beberapa alasan kenapa terjadi gangguan penanganan obat tubuh selain efeknya pada metabolisme besi. Penyerapan obat dari saluran pencernaan mungkin tertunda atau tidak lengkap. Peningkatan curah jantung dan redistribusi aliran darah ke berbagai organ terutama ke hati dapat mengubah konsentrasi obat yang mencapai lokasi untuk proses biotransformasi dan dapat mengubah volume distribusi obat yang dibuktikan dengan waktu paruh yang lebih panjang dan terkoreksi dengan terapi besi. Akhirnya kreatinin klirens yang abnormal karena kekurangan zat besi juga dapat mengubah ekskresi obat. Karena itu ada alasan-alasan teoritis bahwa setiap fase penanganan obat seperti metabolisme, penyerapan, distribusi dan ekskresi kemungkinan akan mengalami perubahan karena kekurangan besi tetapi dalam prakteknya tidak ada reaksi yang merugikan atau interaksi obat khusus yang disebabkan kekurangan zat besi pernah dilaporkan (Mehta et al., 1989).

7. Pengaruh pada fungsi muskuloskeletal Kelelahan dan penurunan kinerja akibat defisiensi zat besi dan perbaikannya

menyusul terapi besi telah dilaporkan dalam berbagai studi kasus kontrol. Temuan ini memiliki konsekuensi yang sangat besar dalam perekonomian nasional. Studi menunjukkan bahwa anemia akibat kekurangan zat besi cenderung mempengaruhi fungsi otot sedangkan defisiensi besi seluler cenderung mempengaruhi aktivitas yang memerlukan ketahanan.

8. Pengaruh pada fungsi kekebalan tubuhBanyak penelitian telah dilakukan tentang efek kekurangan zat besi terhadap

fungsi kekebalan tubuh. Kejadian klinis peningkatan furunkulosis, infeksi kandidiasis, infeksi saluran pernafasan bagian atas, tercatat ada hubungannya dengan kekurangan besi. Studi pada imunitas adaptif, proses fagositosis, aktivitas bakterisidal, imunitas humoral menunjukkan beberapa perubahan pada defisiensi besi. Namun, diketahui pula bahwa besi dibutuhkan untuk pertumbuhan berbagai mikroorganisme, karenanya pada anemia defisiensi besi yang terjadi pada sebuah komunitas dimana angka infeksi tertentu sangat tinggi, dapat juga menawarkan beberapa perlindungan terhadap infeksi yang ada seperti yang dibuktikan pada studi di Afrika dimana ditemukan peningkatan kejadian malaria apabila diberikan suplemen besi.

9. Pengaruh lainnya Kekurangan zat besi juga dikaitkan dengan kelainan dalam implantasi dan

pertumbuhan embrio yang dilihat pada hewan coba khususnya mengacu pada perkembangan paru-paru, jantung dan otak (Asworth et al., 2001), namun bagaimana implikasinya dalam pertumbuhan janin manusia dan perkembangan bayi perlu dikaji lebih dalam. Beberapa kondisi klinis lain menahan nafas pada bayi (breath holding spells) ( Mocan et al., 1999) dan kejang demam pada anak-anak banyak dikaitkan dengan kekurangan besi. Besi juga ditemukan mengganggu fungsi pembekuan darah terutama trombosit dan gangguan energi yang mengarah ke hiperglikemia serta sensitivitas insulin (Beard, 2001). Produksi hormon tiroid juga dapat terpengaruh akibat kekurangan zat besi.

Page 171: Penerbit - erepo.unud.ac.id

156

Pica adalah gangguan pola makan, dimana objek yang tidak mengandung nutrisi terus dimakan. Pica berasal dari kata Latin yang berarti magpie yaitu sejenis burung yang mengumpulkan segala jenis bahan yang bisa dipakai untuk membuat sarangnya. Keinginan untuk makan bahan yang tidak mengandung nutrisi seperti misalnya es, kotoran, lempung, garam, dan karton diantara bahan-bahan lainnya, dipertimbangkan sebagai manifestasi klasik dari defisiensi besi. Sangat mungkin bahwa pica adalah efek langsung dari defisiensi besi. Tulisan tentang pica ini sudah dikenal dulu sejak jaman Hippocrates dulu (Lee, 1998). Penyebab pica pada defisiensi besi tidak diketahui dengan pasti hanya bukti secara tidak langsung dari binatang dengan pica ditemukan bersamaan dengan defisiensi besi. Perubahan pada mukosa lidah dan mulut dapat menyebabkan rasa sakit, dan mungkin ini merupakan bagian dari penjelasan untuk pacophagia (mengkonsumsi es) adalah untuk efek analgesik dari es untuk mukosa mulut (Kettaneh et al., 2005). Geophagia (mengkonsumsi tanah atau lempung) dianggap sebagai sumber nutrien untuk defisiensi nutrisi, termasuk defisiensi besi terutama bisa ditemukan pada awal peradaban. Perbaikan kondisi pica dapat dilihat pada kasus dengan diberikannya suplementasi besi yang tepat (Kettaneh et al., 2005). Pengukuran obyektif terhadap perkerjaan dan konsumsi oksigen yang dilakukan pada beberapa kesempatan menunjukkan pada defisiensi besi terdapat penurunan kapasitas kerja. Laporan lain menunjukkan peningkatan parameter performa kerja dan konsumsi oksigen setelah diberikan suplemen besi pada pasien dengan defisiensi besi, baik dengan maupun tanpa adanya anemia. Defisiensi besi dapat menghambat fungsi imun dengan meningkatkan kemungkinan terkena infeksi (Beard, 2001; Ahluwalia et al., 2004).

Restless leg syndrome (RLS) adalah gangguan neurologis yang ditandai dengan keinginan yang sangat kuat untuk menggerakkan kaki dan merupakan penyebab utama dari kekurangan tidur. Kelainan ini pertama kali dilaporkan pada sekitar tahun 40 – 50-an, baru diketahui berhubungan dengan defisiensi besi hanya sekitar tahun 80-an dan Pemeriksaan MRI pada konsentrasi besi otak juga mengindikasikan bahwa insufisiensi besi di beberapa regio otak dapat terjadi pada pasien dengan RLS . Variasi umum intron dari BTBD9 pada kromosom 6p21.2 baru-baru ini ditemukan pada pasien yang menderita kelainan ini. Korelasi dari kadar feritin yang rendah dan sindrom ini sekarang telah dapat dijelaskan dengan baik (Steffanson et al., 2007).

Kekurangan zat besi dalam beberapa cara mengganggu banyak fungsi penting tubuh kita. Namun, zat besi yang berlebihan sama berbahayanya karena terbukti dalam kasus transfusional siderosisdan hemokromatosis angka morbiditas dan mortalitas akan meningkat. Dalam proses evolusi tubuh menusia seiring perubahan dan perkembangan teknologi telah ditemukan mekanisme regulasi yang sangat ketat mengingat tubuh sampai saat ini tidak diketahui mempunyai sistem ekskresi besi yang sempurna. Sebagai akibat adanya regulasi yang ketat dalam hal penyerapan besi di usus, keseimbangan besi lebih sering diarahkan kearah kekurangan besi dibandingkan kearah kelebihan besi. Studi Mehta et al., mendapatkan hampir 40% dari populasi sampel ditemukan dengan kondisi defisiensi besi. Hal yang hampir sama juga didapatkan pada studi lainnya. Fungsi penting dari besi dalam transferoksigen didalam metabolisme intermediate, dalam transpor elektron, dalam fosforilasioksidatif dan neurotransmisi membuat elemen gizi menjadi nutrien yang sangat penting dalam metabolisme manusia. Kekurangan zat besi tidak hanya menyebabkan anoksia anemia, tetapi juga menyebabkan disfungsi miokard dan gagal jantung. Hal ini menghasilkan suatu kondisi yang disebut anoksia histotoksik dengan

Page 172: Penerbit - erepo.unud.ac.id

157

menekan transpor elektron di mitokondria dan mempengaruhi efek kerja beberapa enzim penting seperti siklus asam trikarboksiklik. Pengaruh akibat anoksia karena defisiensi besi biasanya terjadi secara perlahan dan membutuhkan waktu berbulan-bulan bahkan tahun dan hal ini memungkinkan tubuh untuk melakukan adaptasi dan proses adaptasi yang tidak sempurna akan menyebabkan adanya gangguan pertumbuhan pada bayi, penurunan kemampuan mental, aktivitas kerja dan penurunan fungsi imunitas (Gosh, 2006).

Kondisi klinik yang dicegah atau disembuhkan dengan penanganan defisinesi besi. 1. Gangguan perkembangan intelektual pada anak

Sebagian besar studi observasional menemukan hubungan antara anemia defisiensi besi pada anak-anak dan perkembangan kognitif yang lambat, pencapaian yang buruk di sekolah, dan gangguan perilaku. Walaupun demikian, sulit untuk memisahkan efek anemia defisiensi besi dari deprivasi tipe lain, dan faktor-faktor rambang yang berkontribusi pada hubungan antara defisiensi besi dan defisit kognitif (Thomas et al., 2009). Pada anak-anak dengan anemia di bawah usia 2 tahun, hanya satu uji randomized double blind menemukan keuntungan yang signifikan dari suplementasi besi pada perkembangan kognitif. Walaupun demikian, 4 uji randomized double blind lain menemukan keuntungan signifikan suplementasi besi pada kognitif dan pencapaian di sekolah pada anak-anak di atas usia 2 tahun, sementara 2 studi lain tidak menunjukkan efek. Karena itu, studi sampai saat ini mengindikasikan perkembangan fungsi kognitif pada anak di atas usia 2 tahun, namun anak di bawah 2 tahun nampaknya lebih resisten terhadap perkembangan tersebut (MacCaan et al., 2007). Kajian sistematik terbaru dari 17 uji randomisasi menyimpulkan bahwa suplementasi besi secara sedang meningkatkan skor perkembangan mental pada anak di bawah usia 27 bulan. Beberapa mekanisme yang mungkin menghubungkan anemia defisiensi besi pada gangguan kognitif: anak dengan anemia cenderung kurang aktif di lingkungan dan kurang mengeksplorasi lingkungannya dibandingkan anak tanpa anemia, yang menyebabkan hambatan perkembangan. Konduksi impuls saraf auditorik dan optik ke otak telah ditemukan lebih lambat pada anak dengan anemia defisiensi besi. Efek ini dapat dihubungkan dengan perubahan mielinisasi saraf, yang diamati pada hewan dengan defisiensi besi. Sintesis neurotransmiter juga lebih sensitif pada defisiensi besi (Beard, 2001).

2. Toksisitas timahDefisiensi besi dapat meningkakan risiko keracunan timah pada anak-anak. Sejumlah

studi epidemiologis menemukan bahwa defisiensi besi berhubungan dengan peningkatan kadar timah dalam darah ada anak-anak. Defisiensi besi dan keracunan timah memiliki beberapa faktor risiko yang sama, namun defisiensi besi telah ditemukan meningkatkan absorpsi timah di intestinal pada manusia dan hewan. Walaupun demikian, penggunaan suplementasi besi pada keracunan timah harus disimpan untuk individu-individu dengan defisiensi besi murni atau individu dengan paparan timah berkelanjutan, seperti penghuni rumah yang mengandung timah (Wright, 1999).

3. Komplikasi kehamilanStudi-studi epidemiologis memberikan bukti kuat adanya hubungan antara anemia

berat pada wanita hamil dan luaran kehamilan buruk, seperti berat badan lahir rendah,

Page 173: Penerbit - erepo.unud.ac.id

158

kelahiran prematur, dan mortalitas maternal. Defisiensi besi dapat menjadi faktor kontributor mayor pada anemia berat, namun bukti bahwa anemia defisiensi besi merupakan faktor penyebab pada luaran kehamilan yang buruk masih kurang. Walaupun demikian, beberapa ahli menganggap bahwa mengendalikan anemia maternal merupakan bagian penting dari pemeliharaan kesehatan prenatal. Peningkatan hemoglobin, khususnya pada akhir kehamilan, juga dihubungkan dengan luaran kehamilan yang buruk, namun tidak ada bukti hubungan ini berhubungan dengan asupan besi tinggi atau suplementasi besi. Namun, peningkatan hemoglobin pada kehamilan lebih mungkin dijelaskan kondisi-kondisi yang mendasari seperti hipertensi yang diinduksi kehamilan atau preeklamsia, yang diketahui berkontribusi pada luaran kehamian yang buruk (Yip, 2000).

4. Gangguan fungsi imunBesi dibutuhkan sebagian besar agen infeksius, dan juga pejamu yang terinfeksi

untuk menghasilkan respon imun yang efektif. Besi yang cukup penting untuk beberapa fungsi imun, meliputi diferensiasi dan proliferasi limfosit T dan pembentukan ROS enzim-enzim bergantung besi, yang digunakan untuk membunuh patogen. Selama respon inflamasi akut, kadar besi serum menurun sedangkan kadar feritin (protein penyimpan besi) meningkat, menunjukkan bahwa pengambilan besi dari patogen merupakan respon pejamu yang penting terhadap infeksi. Walaupun besi memiliki fungsi penting pada respon imun, hubungan antara defisiensi besi dan kerentana terhadap infeksi, khususnya pada malaria, tetap kontroversi. Suplementasi besi dosis tinggi pada anak-anak di daerah tropik telah dihubungkan dengan peningkatan risiko malaria klinis dan infeksi lain seperti pneumonia. Studi-studi pada kultur sel dan hewan menunjukkan bahwa kelangsungan hidup agen infeksius yang menghabiskan siklus hidupnya dalam sel pejamu, seperti plasmodium (malaria) dan mikobakterium (tuberkulosis), dapat ditingkatkan dengan terapi besi. Uji klinis terkontrol dibutuhkan untuk menentukan penggunaan tepat suplementasi besi pada daerah-daerah dimana malaria sering dijumpai, seperti juga pada penyakit-penyakit infeksi seperti HIV, tuberkulosis dan tifoid (McDermid et al.,2006).

5. Restless legs syndromeRestless legs syndrome (RLS) merupkan gangguan gerakan neurologis yang sering

kali dihubungkan dengan gangguan tidur. Individu dengan RLS mengalami sensasi yang tidak menyenangkan disebabkan keinginan yang tidak tertahankan untuk menggerakkan kaki mereka. Sensasi ini lebih sering terjadi saat istirahat dan seringkali mengganggu tidur. RLS terjadi pada beberapa individu dengan defisiensi besi, dan beberapa pasien RLS menunjukkan manfaat dengan suplementasi besi. Satu studi menemukan bahwa kadar feritin lebih rendah dan kadar transferin lebih tinggi pada cairan serebrospinal individu dengan RLS dibandingkan dengan subjek kontrol, mengindikasikan bahwa konsentrasi besi yang rendah pada otak memiliki peran penting pada RLS. Pemeriksaan MRI pada konsentrasi besi otak juga mengindikasikan bahwa insufisiensi besi di beberapa regio otak dapat terjadi pada pasien dengan RLS. Mekanisme bagaimana konsentrasi besi rendah pada otak berkontribusi terhadap RLS tidak diketahui, namun mungkin berhubungan dengan fakta bahwa aktivitas enzim bergantung besi (tirosin hidroksilase) merupakan faktor yang membatasi sintesis neurotransmiter dopamin (Staffanson et al., 2007).

Page 174: Penerbit - erepo.unud.ac.id

159

Anemia akibat eritropoiesis yang kekurangan besi1. Anemia pada penyakit kronik (APK)Prevalensi

Anemia pada penyakit kronik merupakan anemia yang terbanyak kedua ditemukan setelah anemia defisiensi besi. Cash dan Sears (dikutip dari Means, 2009) dalam evaluasinya pada pasien-pasien anemia yang dirawat di rumah sakit selama 2 bulan, melaporkan 52% pasien anemia memenuhi kriteria untuk anemia penyakit kronik setelah menyingkirkan penyebab anemia lainnya seperti perdarahan aktif, hemolisis dan keganasan hematologi. Sindrom ini juga ditemukan pada 27% pasien artritis rematoid dan sekitar 58% pada semua pasien yang dirawat pada Departemen Rematologi. Jenis anemia ini dapat dicetuskan pada berbagai penyakit inflamasi, baik akut maupun kronik, seperti infeksi (infeksi bakteri, virus, jamur, atau parasit), penyakit autoimun, dan keganasan; sehingga sering juga disebut dengan istilah anemia pada inflamasi. (Weiss and Goodnough 2005). Namun anemia ini dapat juga terjadi pada kondisi non inflamasi seperti pada usia lanjut dan penyakit-penyakit yang berkaitan dengan proses penuaan seperti penyakit jantung kongestif. Pada proses penuaan terjadi reaksi inflamasi, yang ditandai peningkatan ringan dari penanda inflamasi seperti IL-6 dan CRP yang ditemukan pada kadar yang lebih tinggi pada pasien usia lanjut dengan anemia dibandingkan pasien usia lanjut tanpa anemia. Pada kondisi inflamasi akut, umumnya kondisi penyakit kritis di ruang perawatan intensif, anemia ini juga terjadi secara akut (dalam beberapa hari) sebagai akibat dari kondisi inflamasi dasarnya yang diperberat kehilangan darah atau destruksi sel darah merah akibat penyakit dasarnya atau proses iatrogenik (Ganz dan Nemeth, 2009). Demikian pula perlu untuk diingat bahwa sekitar 40% pasien dengan sindrom anemia ini tidak dijumpai dengan penyakit-penyakit yang selama ini diketahui terkait kuat dengan anemia pada penyakit kronik. Dan sepertiga diantara kasus tadi ternyata dijumpai dengan gangguan fungsi ginjal yang mana mekanisme patofisiologisnya juga menyerupai sindrom anemia penyakit kronik (Means,2009).

Ciri khas anemia pada penyakit kronik adalah gangguan homeostasis besi yaitu terjadi hipoferemia disertai peningkatan uptake dan retensi besi dalam sel sistem retikuloendotelial yang menimbulkan diversi besi dari sirkulasi ke dalam simpanan sistem retikuloendotelial dan menyebabkan keterbatasan penyediaan besi untuk sel-sel progenitor eritroid dan eritropoeisis yang mengalami restriksi besi (Weiss dan Goodnough, 2005). APK didefinisikan sebagai anemia yang disertai dengan kombinasi dari kedua hal tersebut yaitu hipoferemia dan peningkatan besi di dalam sel RES, dan tidak termasuk anemia yang disebabkan infiltrasi ke sumsum tulang, blood loss, hemolisis, insufisiensi ginjal, penyakit hati dan endokrinologi walaupun kondisi ini adalah kronik. Dari namanya APK merupakan penamaan yang kurang sempurna, sehingga banyak dikemukana nama alternatif seperti anemia karena inflamasi, cytokine-mediated anemia yang lebih mencerminkan patofisiologinya, anemia of defective iron reuse, hypoferremic anemia with reticuloendotheleal siderosis. Namun semua istilah tersebut jarang digunakan (Means, 2009).

Anemia pada penyakit kronik adalah anemia yang dijumpai pada penyakit kronik tertentu yang khas ditandai gangguan metabolisme besi, yaitu hipoferemia sehingga penyediaan besi yang dibutuhkan untuk sintesis hemoglobin berkurang tetapi cadangan besi sumsum tulang masih cukup. Anemia ini umumnya berderajat ringan-sedang dengan morfologi normokromik-normositer, namun dapat juga menjadi hipokromik-mikrositer

Page 175: Penerbit - erepo.unud.ac.id

160

dan menjadi berat seiring dengan memberatnya progresivitas penyakit, pada anemia yang berlangsung lebih lama atau anemia pada anak-anak yang membutuhkan besi lebih banyak untuk masa pertumbuhan. (Ganz dan Nemeth, 2009; Roy, 2010). Secara biokimia, anemia ini ditandai serum iron yang rendah, total iron binding capacity menurun, saturasi transferin menurun, namun cadangan besi masih baik. (Price dan Schrier, 2010).

Kondisi klinik yang terkait dengan APKJenis anemia ini dapat dicetuskan pada berbagai penyakit inflamasi, baik akut

maupun kronik, seperti infeksi (infeksi bakteri, virus, jamur, atau parasit), penyakit autoimun, dan keganasan; sehingga sering juga disebut dengan istilah anemia pada inflamasi (Weiss dan Goodnough, 2005; Roy, 2010). Namun anemia ini dapat juga terjadi pada kondisi non inflamasi seperti pada usia lanjut dan penyakit-penyakit yang berkaitan dengan proses penuaan seperti penyakit jantung kongestif. Pada proses penuaan terjadi reaksi inflamasi, yang ditandai peningkatan ringan dari penanda inflamasi seperti IL-6 dan CRP yang ditemukan pada kadar yang lebih tinggi pada pasien usia lanjut dengan anemia dibandingkan pasien usia lanjut tanpa anemia (Price dan Schrier, 2010). Pada kondisi inflamasi akut, umumnya kondisi penyakit kritis di ruang perawatan intensif, anemia ini juga terjadi secara akut (dalam beberapa hari) sebagai akibat dari kondisi inflamasi dasarnya yang diperberat kehilangan darah atau destruksi sel darah merah akibat penyakit dasarnya atau proses iatrogenik (Ganz dan Nemeth, 2009). Penyebab anemia pada penyakit kronik belum diketahui dengan pasti. Penyakit yang terkait (underlying disease) timbulnya anemia pada penyakit kronik adalah (Means, 2009):

Infeksi kronik: a. Infeksi paru : tuberkulosis paru, abses, empiema, pnemoniab. infeksi jamur kronikc. meningitisd. penyakit radang panggul kronike. osteomielitis kronikf. infeksi saluran kemih kronikg. kolitis kronikh. HIVi. endokarditis bakteri subakut

Inflamasi kronika. artritis rematoidb. lupus eritematosus sistemikc. inflammatory bowel diseased. sarkoidosise. vaskulitisf. thermal injury

Neoplasma ganasa. karsinoma: ginjal, hati, kolon, pankreas, uterus dan lain-lainb. limfoma maligna: Hodgkin dan non Hodgkinc. leukemiad. mieloma multipel

Page 176: Penerbit - erepo.unud.ac.id

161

Miscellanousa. penyakit hati alkoholikb. gagal jantung kongestifc. tromboplebitisd. penyakit jantung iskemike. idiopatik

Patofisiologis APK Besi dan penyakit kronik

Dalam homeostasis besi tubuh, diperlukan suatu sistem pengaturan dan keseimbangan yang baik untuk mencegah terjadinya kekurangan maupun kelebihan besi. Besi termasuk nutrien yang esensial tetapi mempunyai potensi toksik terhadap sel jika berada dalam bentuk bebas. Ketersediaan besi yang cukup sangat penting untuk berbagai proses metabolisme seperti transpor elektron, regulasi gen, pengikatan dan pengangkutan oksigen, regulasi dan diferensiasi dari pertumbuhan sel (Beard, 2001 ). Pertumbuhan tiap sel memerlukan besi kira kira 0,4-4,0 mikromol. Kebutuhan besi hampir sama untuk setiap sel hewan, tumbuh-tumbuhan maupun mikrorganisme. Besi sangat diperlukan bagi proliferasi bakteri, parasit dan sel neoplastik. Banyak penelitian menduga berkurangnya ketersediaan besi akan mengurangi kecenderungan terjadinya infeksi, menahan progresifitas pertumbuhan sel-sel ganas (Weinberg, 2004; Maccio et al., 2005). Laju eritropoisis biasanya dibatasi penyediaan besi ketika saturasi transferin serum jatuh di bawah 16%. Hal ini sering terjadi pada anemia pada penyakit kronik. Eritrosit menjadi mikrositosis dan hipokromik dan berkurangnya sideroblas sumsum tulang yang terjadi pada keterbatasan besi sumsum tulang. Hipoferemia sebagai hasil gangguan aliran besi dari sel ke dalam plasma. Semua sel yang normalnya berpartisipasi dalam penyediaan besi plasma terganggu. Penyerapan besi berkurang karena sel-sel mukosa intestinal gagal melepaskan besi ke plasma walaupun penerimaan besi intestinal normal. Hepatosit juga menyimpan besi dengan kemampuan berlipat. Dari semua sel yang terganggu, makrofag mengalami gangguan paling berat sedangkan makrofag adalah sumber besi utama plasma (Means, 2009).

Anemia pada penyakit kronik adalah bagian dari sistem pertahanan tubuh terhadap berbagai keadaan karena gangguan hemostasis besi akan menimbulkan hipoferemia, sebuah keadaan yang berguna bagi pertahanan tubuh dalam keadaan infeksi maupun keganasan. Semua mikroorganisme membutuhkan besi untuk tumbuh dan berproliferasi dan banyak mikroorganisme mempuntyai sideropore yaitu sistem pengekstaksi besi dari plasma. Berbagai sel-sel ganas mempunyai kemampuan yang mirip dengan mikroorganisme dalam mendapatkan besi untuk memastikan kecukupannya dalam pertumbuhannya. Rendahnya besi serum pada anemia pada penyakit kronik mengurangi nutrien esensial bagi sel-sel ganas yang sedang tumbuh atau berinvasi. Hipoferemia pada anemia pada penyakit kronik adalah bentuk nutritional immunity dimana keuntungan badan dalam membatasi pertumbuhan bakteri atau sel tumor berhubungan dengan diversi besi dari sel eritroid. Anemia ini adalah imbalan bagi pertahanan tubuh melawan sel tumor ganas dan infeksi. Hipoferemia adalah bagian respon tubuh terhadap infeksi, keganasan dan inflamasi bersamaan dengan manifestasi penyakit sistemik seperti anoreksia, penurunan berat badan dan inflamasi. Gangguan hemostasis besi yang menjadi ciri khas anemia pada penyakit kronik adalah terjadinya peningkatan uptake dan retensi besi dalam sel-sel

Page 177: Penerbit - erepo.unud.ac.id

162

sistem retikuloendotelial. Hal ini akan menimbulkan diversi besi dari sirkulasi kedalam bentuk simpanan besi dalam sel retikuloendotelial, penyediaan besi untuk sel progenitor eritroid akan berkurang, sehingga eritropoisis akan mengalami restriksi besi (Weiss dan Goodnough 2005). Anemia pada penyakit kronik biasanya normokromik normositer tetapi 30 – 40% adalah hipokromik mikrositer. Anemia biasanya ringan sampai sedang, jarang dibawah 8 Gr%. Kadar retikulosit rendah menunjukkan produksi sel darah merah menurun (Weiss dan Goodnough, 2005).

Evaluasi anemia pada penyakit kronik harus disertai penentuan status besi tubuh dalam rangka menyingkirkan anemia defisiensi besi (tabel 1). Anamnesis penyakit dasar yang menyebabkan anemia defisiensi besi terutama yang menimbulkan perdarahan kronik dan pola makan penting dilakukan. Perbedaan antara keduanya dapat ditentukan adanya defisiensi besi yang absolut pada anemia defisiensi besi tetapi anemia pada penyakit kronik menunjukkan patofisiologi yang multifaktorial. Kadar besi serum yang rendah pada anemia pada penyakit kronik akibat peningkatan simpanan besi dalam sistem retikuloendotelial. Penurunan saturasi transferin disebabkan menurunnya kadar besi serum tetapi pada anemia defisiensi besi disebabkan peningkatan jumlah transporter ion besi, transferin, sebagai kompensasi tubuh. Penentuan kadar soluble transferrin receptors berguna membedakan anemia pada penyakit kronik tersendiri atau anemia pada penyakit kronik disertai defisiensi besi. Rasio konsentrasi soluble transferin receptors dengan log kadar feritin juga sangat berguna. Menentukan persentase jumlah sel darah merah hipokromik atau kandungan hemoglobin retikulosit juga berguna mendeteksi eritropoisis restriksi besi pada anemia pada penyakit kronik (Weiss dan Goodnough, 2005). Feritin digunakan sebagai marker simpanan besi tubuh, pada kadar 15 ng% maka simpanan besi tubuh adalah kosong. Pada pasien akibat penyakit kronik, kadar feritin adalah normal atau meningkat yang menunjukkan peningkatan simpanan besi dan retensi besi dalam sistem retikuloendotelial sepanjang peningkatan kadar feritin berhubungan dengan aktivasi sistem imun (Fairbanks et al., 2001).

Fungsi Besi insufisiensi Kelebihan zat besi

Jumlah limfosit Normal Normal T-sel: aktivasi dan proliferasi Penurunan Normal? B-sel (Normal) Normal CD4: CD8 rasio Normal Penurunan CD2 epitop ekspresi - (Peningkatan) * Uji kulit respon Penurunan Penurunan Mitogen respon Penurunan Penurunan Pematangan B-sel untuk memproduksi sel yang mensekresi Ig

Normal/Penurunan †

?

Limfosit sitotoksisitas , Normal? (Normal) Makrofag / monosit fagositosis Penurunan , Penurunan? Makrofag / monosit sitotoksisitas (Penurunan) Penurunan Pembunuh alami sel aktivitas - Penurunan Neutrofil fagositosis Normal Penurunan ‡ Neutrofil intraseluler pembunuhan Penurunan Penurunan ‡ Myeloperoxidase Penurunan - Superoksida (Normal) - Penghambatan pertumbuhan mikroba penyerapan besi (Transferin, laktoferin dan manusia serum) atau khelasi (DFX, aktif Hydroxypyridine dan CQ)

(Peningkatan) (Penurunan)

Perlindungan hambatan fisik, termasuk sel-sel jaringan dari oksidatif stres-terkait sitotoksisitas

- (Penurunan)

Variabel Anemiapada penyakit kronik

Anemia defisiensi besi Campuran

Serum besi Menurun Menurun Menurun Transferin Menurun sampai

normal Meningkat Menurun

Saturasi transferin Menurun Menurun Menurun Feritin Normal sampai

meningkat Menurun Menurun sampai

normal Soluble transferin reseptor

Normal Meningkat Normal sampai meningkat

Ratio soluble transferin receptor to log ferritin

Meningkat Normal Meningkat

Mekanisme Contoh keganasan Perdarahan (akut atau kronis) Keganasan gastrointestinal

Kanker pada kepala dan leher Kanker urogenital, Kanker serviks uteri

Perdarahan intra tumor Sarkoma Melanoma (bulky) Hepatoma Kanker ovarium, Kanker korteks adrenal

Peningkatan hemolisis/eritrofagositosis Keganasan-keganasan histiositik Limfoma histiositik

Penggantian sel induk eritroid sumsum tulang sel ganas

Leukemia Limfoma Mieloma Karsinoma payudara dan prostat

Tabel 1. Perbedaan anemia pada penyakit kronik dengan anemia defisiensi besi serta kombinasi keduanya (Fairbanks et al., 2001).

Percobaan pada tikus yang diinjeksi sitokin proinflamasi terjadi anemia dan hipoferemia. Terjadinya kombinasi hipoferemia dan anemia ini dihubungkan dengan

Page 178: Penerbit - erepo.unud.ac.id

163

sintesis feritin yang diinduksi sitokin. Feritin adalah protein utama yang berhubungan dengan simpanan besi makrofag dan sel hepatosit. Pada keadaan inflamasi kronik, penerimaan besi makrofag paling banyak melalui eritropagositosis dan import besi ferrous transmembran protein DMT1 (Weiss dan Goodnough 2005).

Sistem imunitas padaAPKPatogenesis anemia pada penyakit kronik adalah immune driven, dimana sitokin dan

sel-sel sistem retikuloendotelial menginduksi perubahan-perubahan dalam homeostasis besi, proliferasi sel progenitor eritroid, produksi erotropoietin, masa hidup eritrosit, yang semuanya berkontribusi pada patogenesis anemia. Sel-sel tumor memproduksi sitokin proinflamasi dan radikal bebas yang merusak sel progenitor eritroid. Episode perdarahan dalam perjalanan penyakit dasar dan pemberian kemoterapi untuk penyakit dasarnya mempengaruhi kejadian anemia pada penyakit kronik (Weiss dan Goodnough 2005). Invasi suatu mikroorganisme, sel kanker yang sedang tumbuh, disregulasi autoimun akan mengaktivasi sel limfosit T (CD 3+) dan monosit. Sel-sel ini akan menginduksi mekanisme efektor imun yang memproduksi sitokin seperti interferon γ (dari sel T) dan TNF α, IL-1, IL-6 dan IL-10 dari monosit atau makrofag. IL-6 dan lipopolisakarida menstimulasi ekspresi hepatik hepsidin yang menghambat absorbsi besi duodenal. Interferon γ, lipopolisakarida, atau keduanya meningkatkan ekspresi DMT1 pada makrofag dan menstimulasi uptake ion ferous (Fe2+). Sitokin anti inflamasi yaitu IL-10 meningkatkan ekspresi reseptor transferin dan meningkatkan besi terikat transferin receptor mediated ke dalam sel monosit. Makrofag yang teraktivasi akan memfagositosis dan mendegradasi sel eritrosit yang tua untuk daur ulang besi, sebuah proses yang lebih jauh di TNF alpha melalui rusaknya membran eritrosit dan stimulasi pagositosis. Interferon gamma dan lipopolisakarida menurunkan ekspresi transporter besi, ferroportin makrofag sehingga menghambat ekspor besi dari makrofag, sebuah proses yang juga dipengaruhi hepsidin. Pada saat bersamaan, TNF α, IL-1, IL-6 dan IL-10 menginduksi ekspresi feritin dan menstimulasi penyimpanan dan retensi besi dalam makrofag.

Secara umum, mekanisme ini berujung pada penurunan konsentrasi besi dalam sirkulasi sehingga ketersediaan besi bagi sel eritroid terbatas. TNF α dan interferon γ menghambat produksi eritropoietin, pada ginjal. TNF α, interferon γ dan IL-1 menghambat secara langsung diferensiasi dan proliferasi sel progenitor eritroid. Jadi menurunnya ketersediaan besi dan menurunnya aktivitas biologis eritropoietin akan menghambat eritropoiesis dan menjadi anemia (Weiss dan Goodnough, 2005). Terdapat kesamaan patogenesis dan profil anemia pada penyakit kronik pada keadaan infeksi kronik, inflamasi kronik maupun keganasan. Suatu studi tentang hubungan hemoglobin dengan kadar sitokin proinflamasi dan mediator inflamasi seperti CRP pada pasien keganasan, didapatkan hasil bahwa hemoglobin terendah berhubungan bermakna dengan kadar tertinggi mediator inflamasi seperti sitokin proinflamasi IL-6, IL-1, TNF α, CRP dan fibrinogen. Analisa statistik menunjukkan hemoglobin berhubungan terbalik dengan kadar sitokin proinflamasi. Dan lebih jauh ternyata dari berbagai sitokin proinflamasi yang diteliti, hanya IL-6 yang disimpulkan sebagai faktor independen yang menentukan kadar hemoglobin (Maccio et al., 2005). Pada lupus eritematosus sistemik tidak didapatkan hubungan bermakna antara aktivitas penyakit pada berbagai organ dengan kadar IL-6 serum kecuali terjadinya anemia. Anemia memberat jika kadar IL-6 meningkat (Ripley, 2005).

Page 179: Penerbit - erepo.unud.ac.id

164

Hepsidin pada APKLocke et al., tahun 1932, menemukan bahwa kondisi infeksi berhubungan dengan

hipoferemia (kadar besi serum yang rendah), dimana penemuan ini memberikan penjelasan tentag fenomena yang umum dijumpai pada anemia yang terjadi pada kasus-kasus infeksi kronik. Cartwright dan Wintrobe, tahun 1952, menemukan bahwa hipoferemia pada anemia penyakit kronik disebabkan gangguan pelepasan besi dari sistem retikuloendotelial dan gangguan absorpsi besi di duodenum. Hipoferemia pada infeksi kronik merupakan salah satu mekanisme pertahanan tubuh terhadap mikroorganisme patogen dan sel-sel tumor. Studi-studi yang lain menghubungkan peran sitokin dengan kejadian anemia pada penyakit kronik, namun belum berhasil membuktikan peran sitokin pada gangguan homeostasis besi. Dengan ditemukannya hepsidin, barulah fenomena gangguan homeostasis besi pada anemia penyakit kronik ini berhasil dijelaskan (Andrews, 2004).

Gambar 1. Mekanisme kerja hepsidin pada anemia penyakit kronik (Weiss dan Goodnough, 2005)

Pada anemia penyakit kronik dijumpai produksi berlebihan dari hepsidin, dimana peningkatan produksi hepsidin yang terjadi, cukup untuk menimbulkan hipoferemia dan anemia. Kondisi hipoferemia sangat berhubungan dengan kejadian anemia, karena sebagian besar besi akan digunakan untuk eritropoiesis di sumsum tulang, sehingga penurunan kadar besi plasma akan mempengaruhi sintesis hemoglobin dan produksi eritrosit (Ganz dan Nemeth, 2009). Dari studi pada tikus ditemukan bahwa peningkatan kuat produksi hepsidin akan menimbulkan anemia hipokromik mikrositer berat, sedangkan peningkatan ringan produksi hepsidin hanya menimbulkan anemia ringan sampai sedang. Selain itu, studi pada tikus juga menunjukkan bahwa peningkatan hepsidin tidak hanya menyebabkan gangguan pelepasan besi ke plasma, namun juga menyebabkan penurunan repson eritropoietin, sesuai dengan patogenesis anemia penyakit kronik. Namun, hepsidin belum dilaporkan mampu menurunkan masa hidup eritrosit. (Ganz and Nemeth, 2009).

Page 180: Penerbit - erepo.unud.ac.id

165

Defisiensi besi fungsional pada anemia penyakit kronik dapat disertai defisiensi besi yang sebenarnya akibat kehilangan darah yang berlangsung kronik (Theurl et al., 2009). Perbedaan antara anemia penyakit kronik maupun bentuk kombinasi anemia penyakit kronik dan anemia defisiensi besi, sangat penting secara klinis, karena pemberian suplemen besi akan bermanfaat pada kombinasi anemia penyakit kronik dan anemia defisiensi besi, namun merugikan pada anemia penyakit kronik, khususnya individu dengan penyakit dasar infeksi atau keganasan.

Namun, membedakan antara anemia penyakit kronik maupun kombinasi anemia penyakit kronik dan anemia defisiensi besi sulit dilakukan, karena pada keduanya didapatkan penurunan kadar besi serum dan saturasi transferrin. Ferritin dapat digunakan sebagai penanda cadangan besi, dimana kadar ferritin serum yang rendah menandakan defisiensi besi, namun peningkatan ferritin selama inflamasi akibat pengaruh sitokin, telah menurunkan sensitivitas ferritin dalam membedakan anemia penyakit kronik dengan kombinasi anemia penyakit kronik dan anemia defisiensi besi. Selain itu, metode yang menjadi gold standard yaitu dengan pemeriksaan kadar besi di makrofag sumsum tulang, juga memiliki keterbatasan karena teknik yang invasif dan membutuhkan pengalaman serta keterampilan yang memadai untuk mendapatkan hasil yang akurat. ( Cheng et al., 2011).

Dengan ditemukannya hepsidin yang berperan dalam homeostasis besi dan sintesisnya dipengaruhi proses inflamasi dan cadangan besi tubuh, hepsidin dapat menjadi sarana diagnostik yang berguna untuk membedakan anemia penyakit kronik maupun kombinasi anemia penyakit kronik dan anemia defisiensi besi. Kadar hepsidin akan meningkat pada anemia penyakit kronik dan menurun pada kombinasi anemia penyakit kronik dan anemia defisiensi besi. Selain itu, hasil studi menunjukkan bahwa kadar IL-6 tidak berbeda bermakna antara anemia penyakit kronik dan kombinasi anemia defisiensi besi dan anemia penyakit kronik. Hal ini menunjukkan bahwa kebutuhan besi untuk eritropoiesis merupakan regulator yang lebih kuat untuk sintesis hepsidin dibandingkan inflamasi (Theurl et al., 2009).

Patogenesis Anemia Penyakit KronikPatogenesis anemia penyakit kronik melibatkan beberapa mekanisme, yaitu

pemendekan masa hidup eritrosit, gangguan produksi eritropoetin, penurunan respon sumsum tulang terhadap eritropoetin dan gangguan homeostasis besi seperti terlihat pada gambar 1.

1. Pemendekan masa hidup eritrositBukti-bukti tentang peningkatan degradasi eritrosit telah ditemukan pada hewan

dengan inflamasi kronik dan penyakit kronik, namun bukti ini hanya sedikit dipelajari pada kelompok pasien tertentu karena kesulitan dalam masalah teknis (Roy, 2010). Pemendekan masa hidup eritrosit selama proses inflamasi diduga akibat peningkatan eritrofagositosis serta kerusakan eritrosit yang diperantarai sitokin-sitokin dan radikal bebas (Weiss dan Goodnough, 2005).

2. Gangguan produksi eritropoetinPada anemia penyakit kronik, dijumpai penurunan produksi eritropoetin yang diduga

diinduksi sitokin, dimana TNF-α dan IFN-ɤ akan menghambat produksi eritropoetin di

Page 181: Penerbit - erepo.unud.ac.id

166

ginjal. (Weiss and Goodnough, 2005). Pada suatu studi dari 70 pasien dewasa dengan keganasan, termasuk keganasan hematologi, ditemukan hubungan terbalik antara derajat anemia dengan kadar Eritropoetin endogen yang diperiksa dengan metode immunoassay. (Adamson, 2008). Selain itu, juga ditemukan adanya pengaruh regulasi negatif dari hepsidin terhadap perkembangan prekursor eritroid in vitro (Roy, 2010).

3. Penurunan respon terhadap eritropoetinEritropoetin berperan mengatur proliferasi sel eritroid, dimana pada anemia

penyakit kronik, respon eritropoetin tidak adekuat untuk sebagian besar derajat anemia, namun tidak pada seluruh kondisi. Setelah terikat pada reseptornya, eritropoetin akan merangsang jalur transduksi signal dan selanjutnya mengaktifkan fosforilasi mitogen dan tirosin kinase, proses inilah yang dipengaruhi sitokin. Sitokin-sitokin TNF-α dan IL-1 secara langsung menghambat ekspresi eritropoetin in vitro, suatu kondisi yang kemungkinan disebabkan pembentukan spesies oksigen reaktif yang diperantarai sitokin, yang selanjutnya mempengaruhi afinitas dari faktor transkripisi yang diinduksi eritropoetin (Weiss dan Goodnough, 2005).

Penurunan respon terhadap eritropoetin juga berkaitan dengan efek sitokin proinflamasi yang menyebabkan down-regulation dari reseptor eritropoetin dan menghambat proliferasi dari sel induk eritroid, yaitu BFU-E (Burst-Forming Units-Erythroid) dan CFU-E (Colony-Forming Units-Erythroid). IFN-α, IFN-β, IFN-ɤ, TNF-α dan IL-1 akan menghambat pertumbuhan dari BFU-E dan CFU-E. IFN-ɤ merupakan inhibitor yang paling poten, yang dibuktikan dengan adanya korelasi negatif dengan kadar hemoglobin dan jumlah retikulosit. (Weiss dan Goodnough, 2005). Hambatan terhadap proliferasi sel induk eritroid bukan merupakan efek toksik langsung dari sitokin tetapi melalui efek pro-apoptotik dari sitokin. Hal ini ditunjukkan dengan kembali normalnya pertumbuhan sel induk eritroid setelah pemberian eritropoetin dosis tinggi pada percobaan menggunakan kultur sel sumsum tulang tikus dan manusia. Sel induk eritroid yang lebih sensitif terhadap kondisi ini adalah CFU-E dibandingkan dengan BFU-E. (Adamson, 2008).

4. Gangguan keseimbangan besiPada APK terjadi gangguan keseimbangan besi dimana akan terjadi hipoferemia

disertai dengan timbunan besi pada sel makrofag akibat produksi hepsidin yang meningkat yang diinduksi sitokin proinflamasi antara lain IL-6, seperti dijelaskan sebelumnya (Weiss dan Goodnough, 2005).

Diagnosis APK1. Karakteristik dan diagnosis APK

Karena APK muncul pada berbagai jenis penyakit seperti tertera di atas tidak mengeherankan manifestasi klinisnya akan sangat bervariasi, dan tidak jarang keluhan dan tanda penyakit primernya yang akan menutupi keluhan dari APK-nya. Namun demikian kadang justru keluhan anemianya yang muncul lebih awal dibandingkan penyakit dasarnya. Karakteristik dari APK antara lain anemia hipoproliferatif yang ringan sampai sedang yang muncul pada bulan 1 – 2 dari penyakitnya, hemoglobin jarang di bawah 8 gr/% bersifat normositer atau mikrositer ringan (MCV 75 – 80 fl) akan tetapi pada kasus yang berat anemianya dapat menjadi berat dengan morfologi hipokromik mikrositer pada

Page 182: Penerbit - erepo.unud.ac.id

167

sekitar 30% dari kasus (Gardner dan Benz, 2005). Didapatkan korelasi antara derajat anemia dengan beratnya penyakit dimana makin berat penyakit dasarnya makin berat anemia dan kadar serum besinya (Means, 2009). Besi serum menurun tetapi TIBC juga menurun dengan saturasi transferin sedikit menurun disertai dengan protoporfirin eritrosit meningkat tapi tidak setinggi seperti pada anemia defisiensi besi. Pemeriksaan protein fase akut seperti c-reactive protein, fibrinogen, seruloplasmin akan meningkat akan tetapi albumin, transferin ditemukan menurun. Serum feritin normal atau meningkat dan pada pengecatan dengan biru prusia, besi sumsum tulang normal atau meningkat. Masa hidup eritrosit akan sedikit menurun pada APK akan tetapi bukti bahwa respon kompensasi dari sumsum tulang tidak banyak didapatkan. Jumlah retikulosit biasanya normal bahkan kadang ditemukan menurun dan tidak dijumpai adanya hiperplasia eritroid pada sumsum tulang. Dari data ini mendukung dugaan bahwa anemia pada APK muncul akibat sumsum tulang gagal berespon terhadap penurunan masa hidup eritrosit.

Anemia penyakit kronik (APK) dapat timbul pada saat terjadi infeksi patogen baik bakteri, virus atau jamur. Bahkan dapat timbul timbul dalam kaitannya dengan penyakit autoimun seperti penyakit lupus eritematosus atau artritis rematoid. Juga dapat ditemukan sebagai akibat penyakit kronik dengan aktivitas inflamasi yang ringan sekalipun seperti pada kanker, penyakit ginjal kronik, atau penyakit jantung kongestif. APK umumnya digambarkan dengan anemia normokromik normositer namun dapat menjadi anemia hipokromik mikrositer apabila penyakit yang mendasarinya menjadi makin progresif. Tanda yang lain seperti gangguan distribusi besi yaitu serum besi dan saturasi yang rendah disertai dengan retensi besi pada sel makrofag yang diduga merupakan usaha tubuh untuk melindungi dari proliferasi kuman patogen yang membutuhkan besi. Presentasi klinik dari pasien dengan APK sangat bervariasi antara satu pasien dengan pasien lainnya dan hal ini diduga berhubungan dengan lamanya dan beratnya proses inflamasi yang terjadi pada penyakit yang mendasari APK atau terkait dengan bervariasinya respon proinflamasi yang ditentukan variasi ekspresi dari masing-masing sitokin yang menentukan respon inflamasi yang timbul. Disepakati bahwa variasi dari profil sitokin pada setiap penyakit tersebut akan menentukan variasi dari mekanisme yang mendasari proses eritropoiesis yang terjadi dan hal ini akan mempengaruhi presentasi klinik dari masing-masing APK (Roy, 2010).

Diagnosis APK utamanya adalah diagnosi per exclusionum yaitu dengan menyingkirkan faktor yang diduga menyebabkab hal tersebut dan ini sering kali sangat menyulitkan. Beberapa tes laboratorium secara teoritis membantu akan tetapi secara klinik tidak praktis dan tidak bermanfaat pada pemeriksaan secara masal. APK dapat timbul pada berbagai macam penyakit baik akut maupun kronik. Cara terbaik untuk mendiagnosis APK adalah dengan menemukan adanya anemia hipoproliferatif dengan indeks retikulosit yang rendah, dengan serum besi dan transferin yang rendah disertai dengan kadar feritin yang tinggi pada kondisi penyakit sistemik dan inflamasi. Penyebab anemia yang lain seperti hemolitik, anemia nutrisional atau sekuestrasi harus dapat disingkirkan. Keberadaan anemia defisiensi besi bersamaan dengan APK sangat perlu dipertimbangkan apabila pada penyakit sistemik dengan inflamasi ditemukan kadar serum feritin yang agak rendah atau normal (Gardner dan Benz, 2005).

Dalam praktek klinis diagnosis anemia pada inflamasi ditegakkan berdasarkan penyakit inflamasi sebagai penyakit dasar, manifestasi klinis dan laboratoris anemia pada inflamasi, serta dengan menyingkirkan penyakit ginjal kronis, penyakit hati kronis

Page 183: Penerbit - erepo.unud.ac.id

168

dan hipotiroidi. Dengan demikian diagnosis anemia pada inflamasi pada dasarnya merupakan diagnosis by-exclusion (Andrews, 2004). Akhir akhir ini diperiksa kadar hepsidin yang dapat memberikan informasi tambahan untuk mendiagnosis adanya APK dimana kadar hepsidin akan ditemukan meningkat pada APK. Sampai saat ini belum ada standar pemeriksaan yang baku untuk kadar hepsidin yang normal. Kadar hepsidin harus diinterpretasikan sesuia dengan kondisi fisiologis seseorang. Kadar hepsidin pada kisaran normal pada individu yang menderita anemia diinterpretasikan menjadi kadar yang tinggi karena kadar hepsidin pada anemia seharusnya rendah karena adanya hipoksia. Namun karena metode yang benar-benar akurat saat ini belum tersedia, sehingga masih dibutuhkan banyak studi untuk dapat menentukan kadar hepsidin pada berbagai penyakit sebelum guideline yang tepat bisa disepakati (Roy, 2010). Beberapa perkembangan terbaru untuk mendeteksi adanya proses maturasi eritroid masih perlu diteliti, seperti ditemukannya molekul GDF15 sebagai penanda biokemis adanya inefektif eritropoiesis, maka diduga penanda eritropoieis yang normal pun sepertinya ada, dan hal ini masih perlu dilakukan studi lebih lanjut.

2. Diagnosis adanya defisiensi besi pada APKMerupakan hal yang cukup rumit dan sulit untuk menentukan adanya defisiensi

besi pada seorang penderita APK. Karena masa hidup sel eritrosit yang cukup lama, kondisi kekeurangan besi harus terjadi dalam waktu yang cukup lama untuk bisa dideteksi dengan melihat perubahan dari indeks sel darah merah seperti adanya sel yang hipokromik dan mikrositer. Penggunaan marker biokimia seperti kadar besi serum, TIBC dan feritin banyak dipengaruhi respon fase akut sehingga interpretasinya menjadi tidak terlalu akurat. Pemeriksaan reseptor transferin merupakan pemeriksaan yang cukup baik untuk menentukan adanya defisiensi besi fungsional, apabila dikombinasikan dengan pemeriksaan serum feritin dengan menghitung rasio antara reseptor transferin terhadap log dari feritin (sTfR/log feritin ratio) akan meningkatkan sensitivitasnya. Disamping itu pemeriksaan kadar hemoglobin dalam retikulosit (CHr) juga bermanfaat dalam menentukan adanya defisiensi besi fungsional. Banyak pasien dengan APK juga mempunyai biomarker seperti adanya serum besi yang rendah, saturasi transferin yang rendah yang menyerupai anemia defisiensi besi, walaupun kadar feritin dapat dipakai sebagai pembeda dengan APK. Disamping itu adanya temuan CRP yang meningkat sebagai tanda adanya inflamasi akan membantu menegakkan adanya APK. Akan tetapi masalah akan menjadi sulit apabila kondisi defisiensi besi terjadi bersama-sama dengan APK. Semua marker yang dipakai untuk membedakan antara ADB dan APK tidak dengan jelas sekali bisa membedakan antara kondisi inflamasi dan non-inflamasi. Hal ini penting karena pada kondisi dimana ADB terjadi bersamaan dengan APK akan terjadi proses eritropoiesis yang relatif hipoproliferatif. Pada kondisi ini kadar serum reseptor transferin hanya meningkat sedikit bahkan tidak jarang masih dalam batas normal. Karenanya direkomendasikan pemakaian kadar pemisah yang berbeda dari indeks feritin (sTfR/log feritin) pada pasien yang kadar CRP-nya berbeda. Pada penderita dengan CRP tinggi dan feritin > 200 ug/L, feritin indeks lebih tepat jika dibandingkan dengan log dari sTfR/ferritin (Thomas, 2005).

Untuk mendiagnosis adanya defisiensi besi pada pasien pasien APK dapat digunakan pendekatan dengan menggabungkan antara indeks hematologis dengan marker biokemis dari metabolisme besi. Indeks hematologi yang dipakai adalah kandungan hemoglobin

Page 184: Penerbit - erepo.unud.ac.id

169

dalam sel retikulosit (CHr) dan hemoglobinisasi dari eritrosit (%HYPO). Harga normal (central 95% range) pada orang tanpa tanda dan laboratorium adanya anemia adalah 28 – 35 pg untuk CHr dan 1 – 5% untuk % HYPO (Thomas, 2002). Sedangkan indeks feritin merupakan marker yang terbaik dalam menentukan adanya defisiensi besi fungsional dimana kadar ≥3,2 menunjukkan defisiensi besi sedangakan kadar < 3,2 menunjukkan kecukupan besi. Namun demikian perlu diperhatikan apabila kadar CRP yang tinggi yang mencerminkan adanya proses inflamasi dimana kadar feritin akan meningkat walaupun cadangan besi tidak meningkat, maka indeks feritin akan menjadi lebih kecil dan ditetapkan indeks tersebut menjadi 2 (Thomas, 2002). Jenis pemeriksaan serum reseptor transferin perlu untuk dilakukan koreksi tergantung alat pemeriksanya. Rasio 0,8 dan 1,5 dengan Dede Behring asssay setara dengan 2,0 dan 3,2 dengan Roche Diagnostic Assay (Thomas, 2005).

169

ini kadar serum reseptor transferin hanya meningkat sedikit bahkan tidak jarang masih dalam batas normal. Karenanya direkomendasikan pemakaian kadar pemisah yang berbeda dari indeks feritin (sTfR/log feritin) pada pasien yang kadar CRP-nya berbeda. Pada penderita dengan CRP tinggi dan feritin > 200 ug/L, feritin indeks lebih tepat jika dibandingkan dengan log dari sTfR/ferritin (Thomas, 2005).

Untuk mendiagnosis adanya defisiensi besi pada pasien pasien APK dapat digunakan pendekatan dengan menggabungkan antara indeks hematologis dengan marker biokemis dari metabolisme besi. Indeks hematologi yang dipakai adalah kandungan hemoglobin dalam sel retikulosit (CHr) dan hemoglobinisasi dari eritrosit (%HYPO). Harga normal (central 95% range) pada orang tanpa tanda dan laboratorium adanya anemia adalah 28 – 35 pg untuk CHr dan 1 – 5% untuk % HYPO (Thomas, 2002). Sedangkan indeks feritin merupakan marker yang terbaik dalam menentukan adanya defisiensi besi fungsional dimana kadar Ó3,2 menunjukkan defisiensi besi sedangakan kadar < 3,2 menunjukkan kecukupan besi. Namun demikian perlu diperhatikan apabila kadar CRP yang tinggi yang mencerminkan adanya proses inflamasi dimana kadar feritin akan meningkat walaupun cadangan besi tidak meningkat, maka indeks feritin akan menjadi lebih kecil dan ditetapkan indeks tersebut menjadi 2 (Thomas, 2002). Jenis pemeriksaan serum reseptor transferin perlu untuk dilakukan koreksi tergantung alat pemeriksanya. Rasio 0,8 dan 1,5 dengan Dede Behring asssay setara dengan 2,0 dan 3,2 dengan Roche Diagnostic Assay (Thomas, 2005).

Gambar 2. Diagnostic plots untuk membantu mengetahui apakah ada komorbiditas antara ADB dan APK (Thomas, 2005).

Berdasarkan hal tersebut dibuatkan suatu diagnostic plot, yaitu suatu diagram

diagnosis untuk memisahkan pasien-pasien apakah dengan APK murni saja, APK dengan defisiensi besi, ADB saja ataukah pasien dengan defisiensi besi laten. Plot ini mengkombinasikan antara marker suplai besi untuk proses eritropoiesis ( sTfR/log ferritin ) dengan marker kebutuhan besi untuk eritropoiesis (CHr atau % HYPO) seperti terlihat pada gambar 2. Pasien dengan CHr > 28 pg adalah pasien yang tidak dengan defisiensi besi. Pada pasien tanpa inflamasi nilai indeks feritin > 3,2. Berdasarkan atas kedua nilai ini maka akan didapatkan 4 kuadran dalan diagnostic plot tersebut. Pada

Gambar 2. Diagnostic plots untuk membantu mengetahui apakah ada komorbiditas antara ADB dan APK (Thomas, 2005).

Berdasarkan hal tersebut dibuatkan suatu diagnostic plot, yaitu suatu diagram diagnosis untuk memisahkan pasien-pasien apakah dengan APK murni saja, APK dengan defisiensi besi, ADB saja ataukah pasien dengan defisiensi besi laten. Plot ini mengkombinasikan antara marker suplai besi untuk proses eritropoiesis (sTfR/log ferritin) dengan marker kebutuhan besi untuk eritropoiesis (CHr atau % HYPO) seperti terlihat pada gambar 2. Pasien dengan CHr > 28 pg adalah pasien yang tidak dengan defisiensi besi. Pada pasien tanpa inflamasi nilai indeks feritin > 3,2. Berdasarkan atas kedua nilai ini maka akan didapatkan 4 kuadran dalan diagnostic plot tersebut. Pada kuadran pertama merupakan pasien APK dengan suplai besi yang memadai. Disini termasuk pasien-pasien anemia dengan kanker, akut dan kronik inflamasi dan pasien PGK tanpa defisiensi besi. Pada kuadran kedua, suplai besi mungkin sudah mulai berkurang tetapi belum mengganggu proses eritropoiesis, proses hemoglobinisasi eritrosit masih normal. Pada kuadran ini terdapat penderita dengan defisiensi besi laten, pasien yang baru mengkonsumsi tablet besi, pasien dengan eritropoiesis hiperproliferatif akibat perdarahan akut, hemolisis atau pasien hamil pada trimester ketiga dengan peningkatan

Page 185: Penerbit - erepo.unud.ac.id

170

sTfR. Pada kuadran ketiga, merupakan tipikal untuk ADB, sedangkan pada kuadran keempat merupakan pasien pasien dengan kombinasi antara APK dengan defisiensi besi fungsional. Pada kuadran keempat juga dapat ditemukan pasien dengan talasemia beta trait. Diagnostic plot ini menunjukkan selektivitas yang baik untuk menilai status besi pada kondisi anemia seperti ADB yang klasik, anemia pada PGK, anemia pada kanker dan anemia pada infeksi dan inflamasi (Thomas, 2002; 2005).

Kegunaan dari diagram tersebut adalah untuk memilah pasien yang seharusnya mendapatkan suplemen oral, terapi epoietin ataukah kombinasi antara besi dan eritropoietin (gambar 3).

170

kuadran pertama merupakan pasien APK dengan suplai besi yang memadai. Disini termasuk pasien-pasien anemia dengan kanker, akut dan kronik inflamasi dan pasien PGK tanpa defisiensi besi. Pada kuadran kedua, suplai besi mungkin sudah mulai berkurang tetapi belum mengganggu proses eritropoiesis, proses hemoglobinisasi eritrosit masih normal. Pada kuadran ini terdapat penderita dengan defisiensi besi laten, pasien yang baru mengkonsumsi tablet besi, pasien dengan eritropoiesis hiperproliferatif akibat perdarahan akut, hemolisis atau pasien hamil pada trimester ketiga dengan peningkatan sTfR. Pada kuadran ketiga, merupakan tipikal untuk ADB, sedangkan pada kuadran keempat merupakan pasien pasien dengan kombinasi antara APK dengan defisiensi besi fungsional. Pada kuadran keempat juga dapat ditemukan pasien dengan talasemia beta trait. Diagnostic plot ini menunjukkan selektivitas yang baik untuk menilai status besi pada kondisi anemia seperti ADB yang klasik, anemia pada PGK, anemia pada kanker dan anemia pada infeksi dan inflamasi (Thomas, 2002; 2005).

Kegunaan dari diagram tersebut adalah untuk memilah pasien yang seharusnya mendapatkan suplemen oral, terapi epoietin ataukah kombinasi antara besi dan eritropoietin (gambar 3).

Gambar 3. Diagnostic plots untuk memilah pasien yang mendapatkan suplemen besi oral, EPO ataukah kombinasi keduanya (Thomas, 2005).

Pasien yang berada pada kuadran kedua dan ketiga sebaiknya mendapatkan

suplemen besi oral. Pasien ini apabila mendapat terapi besi yang adekuat maka dalam waktu 10 hari pasien kuadran ketiga akan pindah ke kuadran kedua dan dalam 4 minggu pindah ke kuadran satu (gambar 4). Demikian pula pasien pada kuadran satu dan empat disarankan untuk mendapatkan terapi eritropoietin, walaupun tetap perlu diperhatikan penanganan penyakit yang mendasarinya. Kebanyakan anemia pada penderita ini akan menghilang begitu penyakit primernya bisa diatasi sehingga terapi eritropoietin tidak diperlukan lagi. Respon eritropoiesis terhadap eritropoietin yang diberikan ditunjukkan dengan bergesernya data ke kuadran ke kanan. Peningkatan nilai CHr pada masing kuadran menandakan tidak adanya defisiensi besi dan sebaliknya penurunan nilai menunjukkan bahwa pasien tersebut tidak berespon. Pergerakan data dari kuadran satu atau empat ke kuadran tiga atau dua memberikan informasi bahwa pasien berespon terhadap eritropoietin tapi dengan akibat terjadinya defisiensi besi fungsional (Thomas,

Gambar 3. Diagnostic plots untuk memilah pasien yang mendapatkan suplemen besi oral, EPO ataukah kombinasi keduanya (Thomas, 2005).

Pasien yang berada pada kuadran kedua dan ketiga sebaiknya mendapatkan suplemen besi oral. Pasien ini apabila mendapat terapi besi yang adekuat maka dalam waktu 10 hari pasien kuadran ketiga akan pindah ke kuadran kedua dan dalam 4 minggu pindah ke kuadran satu (gambar 4). Demikian pula pasien pada kuadran satu dan empat disarankan untuk mendapatkan terapi eritropoietin, walaupun tetap perlu diperhatikan penanganan penyakit yang mendasarinya. Kebanyakan anemia pada penderita ini akan menghilang begitu penyakit primernya bisa diatasi sehingga terapi eritropoietin tidak diperlukan lagi. Respon eritropoiesis terhadap eritropoietin yang diberikan ditunjukkan dengan bergesernya data ke kuadran ke kanan. Peningkatan nilai CHr pada masing kuadran menandakan tidak adanya defisiensi besi dan sebaliknya penurunan nilai menunjukkan bahwa pasien tersebut tidak berespon. Pergerakan data dari kuadran satu atau empat ke kuadran tiga atau dua memberikan informasi bahwa pasien berespon terhadap eritropoietin tapi dengan akibat terjadinya defisiensi besi fungsional (Thomas, 2005). Hal ini sangat berguna untuk diagnostik dan evaluasi terhadap penggunaan r-HuEPO (recombinant erithropoietin).

Page 186: Penerbit - erepo.unud.ac.id

171

Pada studi dengan menggunakan tikus sebagai model didapatkan bahwa pada pasien dengan APK yang disertai dengan defisiensi besi mempunyai kadar hepsidin yang secara signifikant lebih rendah bila dibandingkan dengan kadar hepsidin pada pasien dengan APK saja. Pada pasien APK dengan defisiensi besi, penyerapan besi di duodenum masih terjadi, tidak demikian hal nya pada pasien dengan APK saja. Hepsidin yang beredar akan mempengaruhi transport besi dan pengaruh ini ternyata lebih nyata pada pasien APK yang disertai dengan defisiensi besi. Karenanya kadar hepsidin dapat digunakan untuk membantu membedakan antara APK dengan APK yang disertai dengan defisiensi besi (Theurl, 2009).

Seseorang diduga menderita APK disertai dengan defisiensi besi apabila ditemukan: 1) inflamasi kronik (kadar CRP tinggi); 2) kadar hemoglobin < 13 gr/dl untuk laki dewasa, < 12 gr/dl untuk wanita; 3) saturasi transferin rendah <20%, feritin serum antara 30 – 100 ng/ml dan rasio serum TfR/ log feritin >2 (Munoz, 2009). Anemia jenis ini sering dijumpai pada penderita dengan inflamasi kronik yang mengalami perdarahan kronik (Inflammatory bowel disease). Disamping itu pemeriksaan yang penting seperti kandungan hemoglobin dalam sel retikulosit (CHr) dan prosentase sel hipokromik (HYPO) juga sangat berguna untuk mendiagnosis penderita APK yang disertai dengan defiseinsi besi. Kedua jenis pemeriksaan ini merupakan indikator yang mengambarkan secara langsung kondisi defisiensi besi fungsional, berbeda dengan petanda biokemis lainnya yang hanya menggambarkan defisiensi besi fungsional secara tidak langsung. Nilai normal CHr dan HYPO masing-masing 28 pg dan 5%, namun jenis pemeriksaan ini hanya tersedia pada tempat tertentu saja.

Penatalaksanaan APKRasionalisasi pengobatan APK didasarkan pada dua hal yaitu anemia sendiri

merupakan hal berbahaya yang membutuhkan usaha kompensasi dari sistem kardiovaskuler untuk mempertahankan kebutuhan oksigen ke jaringan perifir, disamping itu anemia

171

2005). Hal ini sangat berguna untuk diagnostik dan evaluasi terhadap penggunaan r-HuEPO (recombinant erithropoietin).

Gambar 4. Diagnostic plots untuk penentuan terapi pada penderita APK (Thomas, 2005).

Pada studi dengan menggunakan tikus sebagai model didapatkan bahwa pada

pasien dengan APK yang disertai dengan defisiensi besi mempunyai kadar hepsidin yang secara signifikant lebih rendah bila dibandingkan dengan kadar hepsidin pada pasien dengan APK saja. Pada pasien APK dengan defisiensi besi, penyerapan besi di duodenum masih terjadi, tidak demikian hal nya pada pasien dengan APK saja. Hepsidin yang beredar akan mempengaruhi transport besi dan pengaruh ini ternyata lebih nyata pada pasien APK yang disertai dengan defisiensi besi. Karenanya kadar hepsidin dapat digunakan untuk membantu membedakan antara APK dengan APK yang disertai dengan defisiensi besi (Theurl, 2009).

Seseorang diduga menderita APK disertai dengan defisiensi besi apabila ditemukan : 1) inflamasi kronik (kadar CRP tinggi); 2) kadar hemoglobin < 13 gr/dl untuk laki dewasa, < 12 gr/dl untuk wanita; 3) saturasi transferin rendah <20%, feritin serum antara 30 – 100 ng/ml dan rasio serum TfR/ log feritin >2 (Munoz, 2009). Anemia jenis ini sering dijumpai pada penderita dengan inflamasi kronik yang mengalami perdarahan kronik (Inflammatory bowel disease). Disamping itu pemeriksaan yang penting seperti kandungan hemoglobin dalam sel retikulosit (CHr) dan prosentase sel hipokromik (HYPO) juga sangat berguna untuk mendiagnosis penderita APK yang disertai dengan defiseinsi besi. Kedua jenis pemeriksaan ini merupakan indikator yang mengambarkan secara langsung kondisi defisiensi besi fungsional, berbeda dengan petanda biokemis lainnya yang hanya menggambarkan defisiensi besi fungsional secara tidak langsung. Nilai normal CHr dan HYPO masing-masing 28 pg dan 5%, namun jenis pemeriksaan ini hanya tersedia pada tempat tertentu saja.

Gambar 4. Diagnostic plots untuk penentuan terapi pada penderita APK (Thomas, 2005).

Page 187: Penerbit - erepo.unud.ac.id

172

merupakan faktor yang memperburuk prognosis pada berbagai kondisi. Karenanya walaupun anemianya ringan sekalipun tetap mengharuskan tindakan perbaikan anemianya terutama pada penderita yang berumur tua, mereka-mereka yang juga disertai dengan faktor risiko tambahan seperti penyakit jantung koroner, penyakit paru, atau penyakit ginjal kronik (PGK), atau bahkan kombinasi dari semua penyakit tersebut. Pada penderita PGK dengan hemodialisis dan penderita kanker, peningkatan kadar hemoglobin 12 gr/dl biasanya akan diikuti dengan perbaikan kualitas hidup. Pada studi retrospektif dengan 100.000 pasien hemodialisis ditemukan kadar hemoglobin < 8 gr/dl akan mempunyai angka kematian yang dobel bila dibandingakn dengan kadar hemoglobin 10 atau 11 gr/dl. Hal ini sesuai dengan guideline tentang managemen anemia pada pasien kanker dan PGK yang merekomendasikan kadar hemoglobin sebesar 11 atau 12 gr/dl ( Rizzo, 2002).

Anemia ini sering tidak mendapat penangan yang memadai. Hal ini terlihat pada studi terhadap 200.000 pasien, dimana di sini hanya 30% dari pasien dengan PGK yang anemia mendapatkan terapi. Penting untuk diketahui bahwa APK apabila kadar hemoglobinnya rendah mencerminkan makin beratnya penyakit dasarnya. Namun demikian pernyataan yang mengatakan dengan perbaikan terhadap kadar hemoglobinnya akan memperbaiki penyakit dasarnya perlu untuk lebih dicermati dan sampai saat ini belum ada bukti yang mendukung (Weiss dan Goodnough, 2005). Apabila memungkinkan terapi terbaik pada APK adalah mengobati penyakit dasarnya akan tetapi tidak semua hal tersebut mudah untuk dilaksanakan seperti pada kasus dengan kanker sebagai penyakit dasarnya. Pada kondisi ini beberapa tindakan alternatif diperlukan seperti transfusi, pemberian hormon eritropoitin dan lainnya ( Roy, 2010).

1. TransfusiPemberian transfusi sudah sangat umum dikerjakan khususnya apabila kadar

hemoglobinnya < 8 gr/dl atau pada kondisi yang mengancam jiwa, terlebih disertai dengan kondisi komplikasi yang memperberat seperti adanya perdarahan. Transfusi sudah terbukti dapat meningkatakn survival penderita dengan infark miokard akut namun tindakan transfusi juga diserati dengan hal-hal yang memperberat seperti adanya gagal multi organ dan meningkatkan angka kematian terutama pada pasien yang dirawat dalam kondisi kritis. Karenanya dalam rekomendasi managemen transfusi pada pasien dengan PGK dan kanker tindakan transfusi tidak diberikan dalam waktu yang lama karena adanya risiko yang berhubungan dengan pemberian transfusi jangka lama yaitu adanya kondisi kelebihan besi (iron overload) dan adanya sensitisai imunologis terhadap antigen HLA.

2. Pemberian preparat besiPreparat besi oral sukar diserap karena adanya perubahan metabolisme akibat

pengaruh sitokin proinflamasi seperti Il-6, TNFa dan IL-1. Akibat pengaruh sitokin ini akan terjadi perubahan metabolisme besi dimana terjadi besi lebih banyak disimpan dalam sel RES. Disamping itu pemberian besi pada anemia penyakit kronik masih sangat kontroversial. Seperti diketahui besi juga diperlukan kuman untuk proses pertumbuhannya sehingga keberadaan besi akan memperberat kondisi infeksi yang sebelumnya sudah ada. Disamping itu ketersedian besi akan meningkatkan kemungkinan adanya reaksi oksidasi radikal yang dapat menyebabkan terjadinya kerusakan jaringan sehingga memperberat kondisi. Namun disisi lain pemberian besi juga bermanfaat seperti terlihat pada studi terhadap pemberian besi pada penderita dengan artritis rematoid

Page 188: Penerbit - erepo.unud.ac.id

173

dimana dapat dilihat adanya penghambatan pembentukan sitokin TNFa. Pada penderita dengsn IBD (inflammatory bowel disease) pemberian besi secara parenteral disertai dengan peningkatan kadar hemoglobin. Hal ini mungkin disebabkan adanya kekurangan besi absolut atau kekurangan besi fungsional yang tidak jarang ditemukan bersama-sama dengan APK. Disamping juga kondisi yang sama bisa disebabkan karena adanya peningkatan eritropoiesis yang dipicu akibat pemberian terapi eritropoietin, dimana hal ini akan diikuti dengan penurunan kadar saturasi tranferin dan feritin. Karenanya, pada pasien APK yang disertai dengan kekurangan besi baik fungsional maupun absolut pemberian besi merupakan tindakan yang direkomendasikan (Rizzo, 2002). Namun demikian pemberian besi pada APK tidak disarankan apabila pasien mempunyai kadar feritin yang tinggi, karena akan menimbulkan efek yang merugikan.

3. Pemberian hormon eritropoietinPenggunaan eritroietin pada pasien APK direkomendasikan pada penderita dengan

kanker yang sedang menjalani pengobatan kemoterapi, pada pasien dengan PGK dan pasien dengan HIV yang sedang mendapat obat antiretroviral. Efek terapi dari obat ini diduga dengan menghambat efek antiproliferatif dari sitokin proinflamasi, disamping efek peningkatan pembentukan protein heme pada sel progenitor eritrosit di sumsum tulang. Karenanya pada kondisi dimana kadar sitokin yang tinggi dan ketersediaan besi yang berkurang maka dapat diharapkan efek dari hormon ini akan berkurang. Disamping efek peningkatan kadar hemoglobin dan berkurangnya kebutuhan akan transfusi, beberapa data dari studi yang ada memperlihatkan adanya efek hormon ini terhadap penyakit dasarnya, khususnya pada pemakaian epoitin yang mempunyai efek tambahan seperti hambatan terhadap kaskade jalur signal pembentukan sitokin seperti TNFa, IL-10, IL-12, interferon gamma. Hal ini terlihat pada kasus rematoid artritis, dimana pemberian epoietin bersama dengan besi, disamping dapat meningkatkan kadar hemoglobin juga dapat meredakan aktivitas penyakitnya sendiri. Pada kasus-kasus anemia yang didasari adanya kanker ditemukan beberapa hasil yang kontroversi. Pada kasus dengan kanker mammae yang sudah metastase, ternyata obat ini ditemukan dengan tren adanya peningkatan mortalitas, demikian hal dengan pasien dengan kanker kepala leher. Dari data terkini menunjukkan bahwa pasien-pasien yang mendapat terapi epoietin sebaiknya kadar hemoglobin jangan melebihi 11 atau 12 gr/dl. Kadar yang terlalu tinggi ternyata diikuti dengan hasil yang kurang memadai. Sebelum terapi epoietin direncanakan maka keadaan kekurangan besi fungsional harus disingkirkan, karena kadar besi yang kurang akan menganggu respon obat ini. Untuk monitoring, kadar hemoglobin diperiksa setelah 4 minggu terapi dan selanjutnya setiap 2 – 4 minggu. Apabila peningkatan hemoglobin < 1 gr/dl, maka kadar besi perlu dievaluasi ulang dan pemberian besi perlu dipertimbangkan. Apabila respon kurang memadai dosis epoietin dapat dipertimbangkan dinaikkan 50%. Apabila tidak dijumpai respon yang memadai setelah 8 minggu pemberian epoietin maka pasien dianggap tidak berespon terhadap terapi (Weiss dan Goodnough, 2005). Data dari the Dialysis Patient’s Response to IV iron with elevated Feritin (DRIVE) trial, menunjukkan bahwa resistensi terhadap epoietin pada penderita dialisis disebabkan karena adanya kekurangan besi fungsional akibat adanya proses inflamasi. Dari studi ini juga didapatkan adanya molekul kecil penghambat hepsidin dan feroportin akan meningkatkan keberadaan besi yang dibutuhkan agar respon terhadap epoietin bisa berlangsung dengan baik. Pendekatan ini tentu akan memberi hasil yang lebih baik dalam penanganan pasien dengan APK

Page 189: Penerbit - erepo.unud.ac.id

174

dibandingkan dengan pemberian besi yang dapat memicu pula reaksi oksidatif (Roy, 2010; Adamson, 2008).

2. Anemia pada keganasanAnemia adalah salah satu aspek kelainan hematologis utama pada penderita

kanker. Anemia pada kanker mencakup seluruh kasus anemia yang ditemukan pada kasus keganasan, baik yang terjadi secara langsung akibat sifat biologis keganasan tersebut maupun akibat terapi terhadap keganasan tersebut. Yang dimaksud dengan keganasan (malignancy) ialah penyakit dengan kumpulan sel abnormal yang tidak dapat dikendalikan pertumbuhan dan proliferasinya akibat berbagai perubahan genetik dan pengaruh faktor lingkungan tertentu, serta memiliki kemampuan metastasis jauh. Secara umum keganasan dapat dibagi menjadi 2 golongan besar yaitu keganasan hematologis, yang terdiri dari keganasan mieloid dan limfoid, serta keganasan non hematologis yaitu penyakit-penyakit keganasan diluar dari keganasan hematologis. Terminologi solid tumor yaitu masa jaringan abnormal yang umumnya tidak mengandung cairan, sering digunakan untuk keganasan non hematologis meskipun sebenarnya tidak tepat, karena tidak semua solid tumor bersifat ganas seperti misalnya pada lipoma. Mengingat sifat-sifat biologis jaringan ganas, dapat dipahami bahwa penyakit keganasan dapat menyebabkan anemia melalui perdarahan akibat invasi tumor, hemolisis akibat pelepasan berbagai mediator inflamasi, serta penurunan produksi eritrosit. Dengan kata lain satu atau seluruh mekanisme etiopatogenesis anemia dapat terjadi pada penyakit keganasan (Dicato et al.,2010).

Prevalensi anemia pada keganasanSecara nasional insidens dan prevalens anemia pada keganasan di Indonesia belum

dipublikasikan. Studi ECAS tahun 2002 yang dilakukan pada 748 pusat studi di 24 negara di Eropa, meliputi 14.912 penderita, dimana 43,6% dari penderita adalah pria dan 56,4% wanita. Prevalensi total anemia pada awal studi ialah sebesar 39,3%, yang meliputi 35% kasus keganasan non hematologis dan 52,75% kasus keganasan hematologis. Pada studi ini kejadian anemia terbanyak ditemukan pada kasus leukemia yaitu pada 53 % dari kasus, diikuti limfoma/mieloma (52,6%), keganasan ginekologi (49,1%), keganasan gastrointestinal/kolorektal (38,9%) dan keganasan paru (37,6%) (Ludwig et al., 2004). Studi ACAS, yang juga merupakan survei prospektif, dilakukan tahun 2001 pada 694 penderita penyakit keganasan rawat jalan di divisi onkologi medik pada 24 rumah sakit di Australia. Prosentase penderita wanita pada penelitian ini sebesar 61,2%, sedangkan pria sebesar 38,9%. Prevalensi total anemia pada awal studi sebesar 35 %, yang terdiri dari kasus keganasan non hematologis sebesar 39,85 % dan 39 % pada keganasan hematologis. Terdapat 78 % kasus yang tergolong sebagai anemia ringan (Hb 10 – 11,9 g/dL) dan 22% kasus dengan anemia sedang – berat (Hb < 10 g/dL). Pada studi ACAS kejadian anemia terbanyak ditemukan pada keganasan ginekologi yaitu pada 65% dari kasus, diikuti berturut-turut keganasan urogenital (50%), keganasan paru (39%) serta keganasan gastrointestinal/kolorektal dan limfoma/mieloma, masing-masing pada 31 % kasus. Anemia terbanyak terjadi pada yang mendapatkan radioterapi yaitu pada 50 % kasus, diikuti berturut-turut kombinasi kemoradioterapi (44%), kemoterapi (36%), dan kemoradioterapi konkomitan (31%).

Prevalensi anemia pada keganasan non hematologis dalam penelitian yang dilakukan Mangatas et al., (2007) di RSUP Sanglah Denpasar adalah sebesar 33,33%

Page 190: Penerbit - erepo.unud.ac.id

175

yang sepintas tidak jauh berbeda dengan hasil penelitian ECAS (35%) dan ACAS (39,3%). Secara teoritis prevalensi anemia pada keganasan terutama ditentukan jenis dan derajat keganasan. Sebuah penelitian di Amerika Serikat menyebutkan bahwa 40% dari keganasan kolorektal derajat rendah mengalami anemia dan 80% dari seluruh jenis keganasan derajat IV mengalami anemia. Perbedaan hasil studi ini dalam hal prevalensi, proporsi pasien yang diterapi untuk anemia, juga modalitas terapi menggambarkan perkembangan akan pentingnya penanganan anemia pada pasien kanker (Aapro et al., 2008).

Patofisiologi anemia pada keganasan.Patofisiologi anemia pada keganasan ialah seperti patofisiologi anemia pada

umumnya. Penurunan jumlah eritrosit dan Hb menyebabkan penurunan kapasitas angkut oksigen yang menyebabkan hipoksia organ target dan berbagai mekanisme kompensasinya. Contoh dari mekanisme kompensasi anemia ialah meningkatnya denyut nadi, curah jantung dan aliran darah, vasodilatasi perifer serta menurunnya tekanan oksigen vena. Peningkatan produksi 2,3 bisfosfogliserat dalam eritrosit penderita anemia menyebabkan bergesernya kurva disosiasi Hb-oksigen yang mengakibatkan peningkatan pelepasan oksigen di jaringan. Peningkatan frekuensi pernafasan meningkatkan oksigenasi jaringan, terutama pada jaringan vital yang sensitif oksigen seperti jantung, otak dan ginjal. Terjadi reduksi pH pada kapiler organ-organ vital tersebut yang akan meningkatkan pelepasan oksigen dari Hb. Peningkatan produksi eritropoietin merupakan mekanisme kompensasi untuk meningkatkan produksi eritrosit. Karena produksi eritropoietin terutama ditentukan nilai ambang hipoksia, bukan jumlah absolut eritrosit, diperlukan penurunan kadar Hb yang bermakna untuk meningkatkan produksi eritropoietin di atas nilai normal. Lebarnya batas-batas kadar eritropoietin darah dapat menyebabkan peningkatan hormon ini tanpa terdeteksi (Birgegard et al.,2005).

Dari studi yang dilakukan Hohaus et al., (2010) disarankan agar dilakukan telaah kembali kontroversi yang terjadi yang terkait dengan hubungan antara tidak adekuatnya produksi eritropoietin dan penurunan penggunaan daur ulang besi akibat rendahnya produksi hepsidin dalam proses patogenesis anemia pada kanker. Diketahui bahwa kadar eritropoietin relatif lebih rendah dibandingkan dengan kadar anemia pada inflamasi dan penyakit infeksi akan tetapi kadar yang lebih bervariasi ditemukan pada anemia dengan kanker. Pada pasien dengan kanker padat dan limfoma, respon sumsum tulang terhadap eritropoietin menurun dan dianggap sebagai faktor yang berperan pada patogenesis terjadinya anemia pada keganasan. Erythroid burst-forming units and erythroid colony-forming units sumsum tulang terbukti menurun dan ini dikaitkan dengan efek sitokin proinflamasi seperti interferon gamma, IL-1, TNF alpha yang dijumpai pada pasien dengan anemia penyakit kronik (Weiss dan Goodnough, 2005). Dengan tehnik pemeriksaan yang lebih canggih ditemukan bahwa kadar eritropoietin serum penderita kanker lebih rendah bila dibandingkan dengan kadar eritropoietin pada pasien defisiensi besi dengan kadar hemoglobin yang sama (Theurl et al., 2009). Konsisten dengan temuan ini bahwa sitokin proinflamsi IL-1 dan TNF alpha dianggap bertanggung jawab terhadap rendahnya produksi eritropoietin ginjal pada pasien dengan anemia penyakit kronik, dimana IL-6 diketahui dapat merangsang produksi eritropoietin melalui mekanisme hipoksia.

Menariknya penderita kanker dengan anemia mampu merangsang peningkatan produksi eritropoietin sebagai respon terhadap hilangnya darah sehingga akan timbul

Page 191: Penerbit - erepo.unud.ac.id

176

kondisi defisiensi besi. Pada individu dengan anemia pada kanker akan didapatkan kombinasi antara APK dan defisiensi besi secara bersamaan dan disini akan ditemukan kadar hepsidin yang lebih rendah dan kadar eritropoietin yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan penderita APK saja, dan pada pasien kanker dengan anemia masih dapat dilihat adanya peningkatan penyerapan besi di usus dan mobilisasi besi daur ulang dari sel makrofag. Fenomena ini dapat diterangkan dengan laporan dari studi yang mendapatkan bahwa eritropoetin yang diproduksi untuk merangsang eritropoiesis dapat menurunkan atau menghambat produksi hepsidin in dose-dependent manner melalui penekanan sinyal STAT3 dan SMAD. Karenanya kebutuhan eritroid akan besi merupakan regulator yang lebih poten untuk produksi hepsidin dibandingkan rangsangan proses inflamasi (Theurl et al., 2009). Berdasarkan studi yang ada dan adanya temuan tersebut diperkirakan missing link pada pasien kanker dengan anemia adalah kapasitas peningkatan produksi eritropoietin yang akan menutupi efek hambatan dari hepsidin terhadap eritropoiesis sehingga disimpulkan eritropoetin mengalahkan hepsidin (Zucker, 2011).

Patogenesis anemia pada keganasan Patogenesis terjadinya anemia pada kanker adalah bisa secara langsung oleh

kankernya atau secara tidak langsung bahkan akibat terapi terhadap tumornya sendiri dapat menimbulkan anemia (Saba et al., 2002).

1. Anemia yang disebabkan langsung tumornya atau produknyaAnemia akibat efek langsung jaringan tumor pada tubuh, contohnya ialah anemia

pada keganasan hematologis. Beberapa kanker padat seperti kanker payudara dan prostat memproduksi jaringan desmoid atau reaksi fibrosis yang akan merusak ruang sumsum tulang dan matriks sinusoid. Hal ini akan mempengaruhi keluarnya sel matang dari sumsum tulang dan akan menunjukkan gambaran lekoeritroblastik di darah tepi. Dan beberapa anemia lainnya dapat dilihat seperti tabel 2 di bawah ini.

Fungsi Besi insufisiensi Kelebihan zat besi

Jumlah limfosit Normal Normal T-sel: aktivasi dan proliferasi Penurunan Normal? B-sel (Normal) Normal CD4: CD8 rasio Normal Penurunan CD2 epitop ekspresi - (Peningkatan) * Uji kulit respon Penurunan Penurunan Mitogen respon Penurunan Penurunan Pematangan B-sel untuk memproduksi sel yang mensekresi Ig

Normal/Penurunan †

?

Limfosit sitotoksisitas , Normal? (Normal) Makrofag / monosit fagositosis Penurunan , Penurunan? Makrofag / monosit sitotoksisitas (Penurunan) Penurunan Pembunuh alami sel aktivitas - Penurunan Neutrofil fagositosis Normal Penurunan ‡ Neutrofil intraseluler pembunuhan Penurunan Penurunan ‡ Myeloperoxidase Penurunan - Superoksida (Normal) - Penghambatan pertumbuhan mikroba penyerapan besi (Transferin, laktoferin dan manusia serum) atau khelasi (DFX, aktif Hydroxypyridine dan CQ)

(Peningkatan) (Penurunan)

Perlindungan hambatan fisik, termasuk sel-sel jaringan dari oksidatif stres-terkait sitotoksisitas

- (Penurunan)

Variabel Anemiapada penyakit kronik

Anemia defisiensi besi Campuran

Serum besi Menurun Menurun Menurun Transferin Menurun sampai

normal Meningkat Menurun

Saturasi transferin Menurun Menurun Menurun Feritin Normal sampai

meningkat Menurun Menurun sampai

normal Soluble transferin reseptor

Normal Meningkat Normal sampai meningkat

Ratio soluble transferin receptor to log ferritin

Meningkat Normal Meningkat

Mekanisme Contoh keganasan Perdarahan (akut atau kronis) Keganasan gastrointestinal

Kanker pada kepala dan leher Kanker urogenital, Kanker serviks uteri

Perdarahan intra tumor Sarkoma Melanoma (bulky) Hepatoma Kanker ovarium, Kanker korteks adrenal

Peningkatan hemolisis/eritrofagositosis Keganasan-keganasan histiositik Limfoma histiositik

Penggantian sel induk eritroid sumsum tulang sel ganas

Leukemia Limfoma Mieloma Karsinoma payudara dan prostat

Tabel 2. Anemia akibat langsung dari kankernya (Saba et al., 2002)

Anemia akibat pengaruh langsung juga termasuk kanker yang memproduksi substansi yang dilepaskan tumor ganas yang dapat memicu timbulnya anemia seperti

Page 192: Penerbit - erepo.unud.ac.id

177

adanya timbunan amiloid pada mieloma multipel sehingga dapat menggantikan jaringan sumsum tulang yang asli. Produksi antibodi pada lekemia limfositik kronik, limfoma dan kadang-kadang tumor padat lainnya dapat memincu timbulnya anemia hemolitik autoimun. Demikian halnya timbulnya anemia hemolitik mikroangipatik yang dapat ditemukan pada beberapa jenis tumor padat, akibat produksi faktor prokoagulan, seperti terlihat pada tabel 3 dibawah (Saba et al., 2002).

2. Anemia yang terjadi karena adanya proses inflamasi pada kankerLebih dari 50% kasus anemia pada keganasan disebabkan terjadinya inflamasi

akibat interaksi antara sel-sel tumor ganas dan sistem kekebalan tubuh (Saba, 2002), sedangkan sekitar 41% anemia pada inflamasi disebabkan keganasan non hematologis (Weiss & Goodnough, 2005). Diduga mekanisme yang mendasari terjadinya anemia pada inflamasi ialah aktivasi sel imun yang menyebabkan peningkatan ekspresi berbagai sitokin proinflamasi. Peningkatan berbagai sitokin tersebut selanjutnya akan menyebabkan: induksi keadaan hipoproliferatif pada sel progenitor eritrosit. Adanya peningkatan produksi protein hepsidin yang berakibat gangguan metabolisme dan retensi besi pada sistem retikuloendotelial, penurunan produksi eritropoietin, respons yang tidak adekuat terhadap eritropoietin dan pemendekan masa hidup (life span) atau masa beredar eritrosit dalam sirkulasi. Mekanisme kompensasi homeostasis selanjutnya diatur pada keseimbangan tertentu, dengan ambang nilai Hb yang lebih rendah sebagai isyarat untuk peningkataan produksi eritropoietin. Berikutnya kadar Hb akan ditentukan keseimbangan antara kekuatan faktor penghambat eritropoiesis dan kapasitas produksi eritropoietin, dimana yang disebut terakhir akan terus menurun pada penyakit keganasan ((Birgegard et al.,2005; Bohlius et al., 2006).

Anemia pada keganasan juga dapat terjadi pada saat persediaan besi tubuh masih mencukupi. Hal ini disebabkan retensi besi pada sistem retikuloendotelial akibat pengaruh berbagai sitokin proinflamasi. Keadaan ini disebut functional iron deficiency (FID) yang mencakup sampai separuh populasi anemia pada keganasan. Berdasarkan data tersebut, kadar feritin serum yang mencerminkan cadangan besi tubuh, serta nilai saturasi transferin yang mencerminkan kemampuan angkut zat besi, sebaiknya diperiksa secara rutin dalam kasus-kasus anemia pada keganasan. Telah diketahui bahwa pada pasien dengan penyakit inflamasi kronis, termasuk kanker, berkurangnya endogenous erythropoietin (EPO) sering menyebabkan terjadinya anemia. Akhir-akhir ini, diketahui bahwa inflamasi sering berkaitan dengan meningkatnya produksi dari peptide pengatur besi (hepsidin) hati. Hepsidin mengikat dan meyebabkan transporter besi (feroportin) menjadi tidak aktif, mengganggu baik penyerapan makanan yang mengandung besi dan akses ke penyimpanan besi. Penemuan ini secara kuat memberikan kemungkinan bahwa eritropoeisis dengan besi yang terbatas (iron restricted erythropoiesis) dapat terjadi meskipun terdapat cukup persediaan simpanan besi dan hal ini menjadi lebih umum dijumpai pada pasien dengan kanker dibandingkan dengan yang diduga sebelumnya.

177

Peningkatan hemolisis/eritrofagositosis Keganasan-keganasan histiositik Limfoma histiositik

Penggantian sel induk eritroid sumsum tulang sel ganas

Leukemia Limfoma Mieloma Karsinoma payudara dan prostat

Anemia akibat pengaruh langsung juga termasuk kanker yang memproduksi substansi yang dilepaskan tumor ganas yang dapat memicu timbulnya anemia seperti adanya timbunan amiloid pada mieloma multipel sehingga dapat menggantikan jaringan sumsum tulang yang asli. Produksi antibodi pada lekemia limfositik kronik, limfoma dan kadang-kadang tumor padat lainnya dapat memincu timbulnya anemia hemolitik autoimun. Demikian halnya timbulnya anemia hemolitik mikroangipatik yang dapat ditemukan pada beberapa jenis tumor padat, akibat produksi faktor prokoagulan, seperti terlihat pada tabel 3 dibawah (Saba et al., 2002).

Tabel 3. Anemia akibat produk dari kankernya (Saba et al., 2002). . Substansi Mekanisme Neoplasma Amiloid Penggantian sel induk Diskrasia sel plasma Antibodi Anemia hemolitik imun Leukemia limfositik kronis,

limfoma, adenokarsinoma Protein prokoagulan Anemia hemolitik

mikroangiopatik Keganasan gastrointestinal (musin), kanker prostat

2. Anemia yang terjadi karena adanya proses inflamasi pada kanker

Lebih dari 50% kasus anemia pada keganasan disebabkan terjadinya inflamasi

akibat interaksi antara sel-sel tumor ganas dan sistem kekebalan tubuh (Saba, 2002), sedangkan sekitar 41% anemia pada inflamasi disebabkan keganasan non hematologis (Weiss & Goodnough, 2005). Diduga mekanisme yang mendasari terjadinya anemia pada inflamasi ialah aktivasi sel imun yang menyebabkan peningkatan ekspresi berbagai sitokin proinflamasi. Peningkatan berbagai sitokin tersebut selanjutnya akan menyebabkan: induksi keadaan hipoproliferatif pada sel progenitor eritrosit. Adanya peningkatan produksi protein hepsidin yang berakibat gangguan metabolisme dan retensi besi pada sistem retikuloendotelial, penurunan produksi eritropoietin, respons yang tidak adekuat terhadap eritropoietin dan pemendekan masa hidup (life span) atau masa beredar eritrosit dalam sirkulasi. Mekanisme kompensasi homeostasis selanjutnya diatur pada keseimbangan tertentu, dengan ambang nilai Hb yang lebih rendah sebagai isyarat untuk peningkataan produksi eritropoietin. Berikutnya kadar Hb akan ditentukan keseimbangan antara kekuatan faktor penghambat eritropoiesis dan kapasitas produksi eritropoietin, dimana yang disebut terakhir akan terus menurun pada penyakit keganasan ((Birgegard et al.,2005; Bohlius et al., 2006).

Anemia pada keganasan juga dapat terjadi pada saat persediaan besi tubuh masih mencukupi. Hal ini disebabkan retensi besi pada sistem retikuloendotelial akibat pengaruh berbagai sitokin proinflamasi. Keadaan ini disebut functional iron deficiency (FID) yang mencakup sampai separuh populasi anemia pada keganasan. Berdasarkan data tersebut, kadar feritin serum yang mencerminkan cadangan besi tubuh, serta nilai saturasi transferin yang mencerminkan kemampuan angkut zat besi, sebaiknya diperiksa secara rutin dalam kasus-kasus anemia pada keganasan. Telah diketahui bahwa pada

Tabel 3. Anemia akibat produk dari kankernya (Saba et al., 2002).

Page 193: Penerbit - erepo.unud.ac.id

178

Anemia yang diinduksi kanker dan anemia akibat penyakit kronik merupakan akibat dari penyebab multipel dan interaksi yang terjadi antara faktor pro dan anti apoptosis akan menentukan selektifitas gangguan difierensiasi dan maturasi dari sel induk hematopoietik. Gangguan yang kecilpun akan mampu menggangu keseimbangan ini dan muncul dengan berbagai kelainan yang bervariasi tergantung letak kelainannya apakah muncul sebagai anemia, lekopenia atau trombositosis. GATA-1 dan 2, TNF alpha dan faktor lainnya adalah beberapa faktor yang dapat menggangu keseimbangan tersebut. TNF alpha akan menghambat produksi hemoglobin melalui hambatan terhadap GATA-1 dan hambatan ekspresi FOG-1, suatu melekul ko-aktivator dari GATA-1. GATA-1 adalah faktor transkripsi penting untuk eritroid dan TNF alpha adalah salah satu faktor penting pada anemia penyakit kronik. Disamping itu beberapa sitokin lainnya seperti IL-6, IL-1 dan IFn gamma juga dapat menghambat sel induk eritroid in vitro walau dengan hambatan yang lebih ringan (Dicato et al., 2010). Pada kondisi dengan keradangan apapun penyebabnya, IL-6 akan menginduksi produksi hepsidin hepar. Hepsidin ini akan menghambat penyerapan besi dan pengeluaran besi dari makrofag sehingga eritropoiesis akan kekurangan besi sehingga timbul anemia.

3. Anemia akibat terapi keganasanSeperti diketahui modalitas terapi untuk penderita kanker adalah pembedahan,

radioterapi dan kemoterapi, dan ketiga hal tersebut dapat menimbulkan anemia pada penderita dengan kanker terutama pada kanker stadium yang lanjut.

Beberapa jenis kemoterapi sitotoksik akan meyebabkan anemia dengan menggangu fungsi sumsum tulang. Kemoterapi jenis platinum yang berefek nefrotoksik dapat menyebabkan anemia melalui hambatan produksi eritropoietin sel peritubuler ginjal. Pada kanker paru dan kanker ginekologi frekuensi anemia ditemukan tinggi karena kemoterapi yang umum dipakai adalah berbasis platinum. Obat kemoterapi golongan tidak tergantung siklus seperti alkylating agents, misalnya siklofosfamid dan klorambusil dapat menyebabkan deplesi sel induk hematopoietik terutama pada pemberian dosis tinggi dalam waktu lama. Efek samping golongan topoisomerase II inhibitor, misalnya doksorubisin dan etoposid, serta berbagai alkylating agents ialah terjadinya mielodisplasia dan leukemia mielositik akut dengan akibat anemia. Golongan antrasiklin menyebabkan efek sitotoksik sekunder melalui kerusakan oksidatif pada sel induk hemopoietik, bahkan pada sel-sel darah yang telah matang (Saba, 2002; Zuckerman, 2002). Efek toksik obat ini biasanya bersifat akumulatif dan ini dihubungkan dengan peningkatan kejadian dengan bertambahnya siklus pemberian kemoterapi. ECAS melaporkan adanya peningkatan angka kejadian anemia dari 19,5% pada awal siklus menjadi 46,75 pada siklus kelima (Ludwig et al., 2004).

Pada radioterapi sering digunakan akselerator linear untuk memproduksi secara tak langsung ion sinar x. Radiasi yang dihasilkan sinar x tersebut akan menyebabkan terjadinya radiolisis H2O yang kemudian membangkitkan beberapa seri reaksi fisikokimiawi. Selanjutnya akan terjadi pelepasan radikal bebas yang dengan adanya oksigen akan merusak DNA sel tumor dan DNA sel normal tubuh. Jika jaringan sumsum tulang terkena radiasi secara luas, maka terjadi kerusakan sel induk hematopoietik dengan akibat anemia (Saba, 2002).

Anemia akibat pembedahan kasus keganasan digolongkan menjadi anemia pra pembedahan, anemia selama pembedahan, dan anemia pasca pembedahan. Anemia pra

Page 194: Penerbit - erepo.unud.ac.id

179

pembedahan dapat disebabkan perdarahan akut atau kronis, kekurangan zat besi akibat malnutrisi dan penyakit kronis penyerta, misalnya artritis rematoid. Anemia selama operasi dapat terjadi pada keadaan perdarahan yang hebat, tetapi hal ini jarang terjadi dan biasanya dapat segera ditangani sebelum terjadinya anemia yang bermakna. Penyebabnya dapat berupa gangguan koagulasi pada kejadian koagulasi intravaskular diseminata yang diinduksi trauma pembedahan. Pasca pembedahan, anemia dapat terjadi karena perdarahan gastrointestinal (stress ulcer), flebotomi yang sering, dan episode perdarahan yang tidak diterapi (Saba, 2002).

Pada kanker, sebagaimana penyakit ginjal, terdapat banyak penyebab lain disamping adanya kekurangan eritopoeitin dan seringkali multifaktorial dengan faktor yang sering berkontribusi meliputi pendarahan, malnutrisi, defisiensi besi, folat atau vitamin B 12, hemolisis, kemoterapi yang bersifat mielosupresif, radiasi terhadap sumsum tulang dan anemia pada penyakit kronis. Sebagai tambahan terhadap faktor-faktor tersebut, untuk keganasan sel B dan tumor solid yang secara luas mengenai sumsum tulang, gangguan terhadap interaksi normal antara hematopoietic progenitor cells, endotel dan connective tissue stromal cells pada microenvironment sumsum tulang merupakan hal yang penting. Pada pasien dengan secretory multiple myeloma, insufisiensi renal sangat sering dan biasanya merupakan faktor yang diabaikan dalam terjadinya anemia. Akhirnya, untuk pasien dengan mielodisplasia dan keganasan mieloid, sel induk (stem cell) hematopieik sendiri berkurang jumlahnya dan/atau disfungsional.

Diagnosis anemia pada keganasanGejala klinik

Manifestasi klinis anemia terdiri dari gejala dan tanda umum anemia, yang merupakan gambaran dari hipoksia dan mekanisme kompensasi tubuh, serta gejala dan tanda khas pada masing-masing anemia. Karena terjadinya anemia pada keganasan dapat meliputi seluruh mekanisme etiopatogenesis anemia, maka sebetulnya tidak ada gejala dan tanda yang betul-betul khas untuk anemia pada keganasan, termasuk pada keganasan non hematologis. Semua tanda khas anemia dibawah ini mungkin saja dijumpai. Seperti misalnya: disfagia, atrofi papil lidah, stomatitis angularis, telapak tangan warna jerami pada anemia defisiensi besi, gejala adanya defisiensi asam folat, adanya tanda anemia hemolitik seperti ikterus, hemoglobinuria, splenomegali dan juga tanda adanya perdarahan dan tanda-tanda infeksi pada anemia mieloptisik dan aplastik (Birgegard et al.,2005)..

Anemia sedang (hemoglobin < 10 g/dl) dapat mencetuskan gejala awal dari ischemic heart disease atau penyakit pernafasan serta berkontribusi terhadap lelah dan excertional intolerance. Gejala lain dapat berupa mual, depresi, gangguan fungsi kognitif dan dizziness. Laboratorium menunjukan anemia ringan sampai sedang (Hgb 7 sampai 12 g/dl) tanpa adanya retikulosit. Dengan gambaran normositik, normokrom. Iron studies menunjukan serum besi dan Total Iron Binding Capacity (TIBC) yang rendah. Saturasi transferin dapat normal atau rendah. Serum feritin biasanya meningkat walaupun mungkin tidak melebihi nilai referensi. Pemeriksaan sumsum tulang menunjukan hipoproliferasi dari sel darah merah, sesuai dengan kurangnya retikulosit pada darah tepi. Pewarnaan Prussian blue pada sumsum tulang memastikan adanya persediaan besi yang berlimpah pada makrofag. Untuk penegakan diagnosis anemia maka selain pendekatan etiopatogenesis secara klinis praktis dapat dilakukan kombinasi pendekatan morfologis dan biologis untuk menegakkan diagnosis anemia tersebut.

Page 195: Penerbit - erepo.unud.ac.id

180

Pengaruh anemia terhadap keganasan dapat menimbulkan penurunan oksigenasi dan fungsi organ, perburukan kualitas hidup, gangguan kognitif, meningkatkan mortalitas pasca bedah, meningkatkan perdarahan trombositopenik dan kebutuhan transfusi pasca kemoterapi. Telaah klinik pada 27 studi menyimpulkan bahwa anemia adalah faktor prognostik buruk dan prediktor mortalitas pada keganasan serta jelas menurunkan survival rates. Derajat anemia pada penyakit keganasan ditentukan ( Birgegard et al., 2005):1. jenis tumor 2. lamanya menderita keganasan3. derajat/stage penyakit 4. jenis dan intensitas terapi keganasan serta terapi anemia5. kadar hemoglobin sebelum terapi keganasan dimulai 6. keadaan penyerta, misalnya infeksi sekunder atau operasi terhadap penderita.

Studi klinik menunjukkan bahwa kadar Hb yang rendah mempunyai pengaruh yang bermakna pada hasil terapi terhadap kankernya termasuk survival. Namun bagaimana anemia dapat mempengaruhi efektifitas terapi dan survival belum sepenuhnya diketahui akan tetapi diduga melibatkan ketahanan seluler (cellular compromise) akibat gangguan oksigenasi tumor atau secara umum ketahanan dari pasiennya yaitu adanya penurunan kualitas hidup dan dosis kemoterapi yang bisa ditolerir. Hipoksia pada sel tumor terjadi apabila pertumbuhan tumor yang sangat cepat melebihi kemampuan lingkungannya (microvasculature) untuk mensuplai oksigen. Beberapa penelitian mendapatkan sel tumor lebih hipoksia kalau dibandingkan dengan sel sekitarnya (Khan et al., 2008). Oksigenasi sel tumor dipengaruhi aliran darah, mikrosirkulasi dan kadar Hb, sehingga meningkatkan kadar Hb akan memperbaiki oksigenasi tumor. Ada cukup bukti bahwa pasien dengan tmor yang hipoksia mempunyai kontrol lokal yang lebih jelek dan lebih sukar untuk disembuhkan dibandingkan dengan penderita tumor yang oksigenasi lebih baik (Hocker et al., 1996). Ada 3 penjelasan kenapa pasien dengan hipoksia pada sel tumornya mempunyai angka kematian yang lebih tinggi yaitu: 1) hipoksia akan menginduksi ekspresi VEGF (vascular endotheleal growth factor) yang akan menstimulasi proses angiogenesis sehingga sel tumor tumbuh lebih cepat dan mampu bermetastase, 2) proses ionisasi akan membentuk radikal bebas di dalam sel. Dengan adanya oksigen radikal bebas akan berinteraksi dengan DNA dan membran sel sehingga terjadi kematian sel tapi apabila sel mengalami hipoksia maka kerusakan sel tidak akan terjadi, 3) kondisi hipoksia akan menguntungkan pertumbuhan beberapa tumor yang resisten terhadap apoptosis dengan menurunnya potensi untuk penyembuhan atau pengendalian lokal (Khan et al., 2008).

Diagnosis anemia pada keganasanAnemia merupakan salah satu kelainan hematologis utama pada penyakit keganasan.

Istilah anemia pada keganasan mencakup seluruh kasus anemia yang ditemukan pada kasus keganasan, baik yang terjadi akibat sifat biologis keganasan tersebut maupun akibat terapi terhadap keganasan tersebut. Etiopatogenesis anemia secara umum meliputi penurunan produksi eritrosit, kehilangan massa eritrosit, serta akibat hemolisis. Anemia pada keganasan dapat diakibatkan satu maupun interaksi berbagai proses patologis tersebut dan anemia pada pasien kanker umumnya bersifat multifaktorial. Seperti misalnya anemia pada penekanan terhadap sel induk hematopoiesis akibat infiltrasi sel ganas,

Page 196: Penerbit - erepo.unud.ac.id

181

anemia akibat perdarahan karena invasi tumor, serta anemia akibat proses hemolisis saat terjadi interaksi antara tumor dengan sistem imun tubuh. Defisiensi nutrisi, gangguan fungsi ginjal, infeksi, dan proses inflamasi kronis yang terjadi pada keganasan juga berperan disini. Efek mielosupresif kemoterapi dan atau radioterapi sering menimbulkan dan memperberat anemia pada keganasan. Pada kebanyakan kasus terjadi kombinasi dari berbagai proses patologis tersebut. Dari sifat-sifat biologis jaringan ganas yang telah diuraikan, dapat dipahami bahwa penyakit keganasan dapat menyebabkan anemia melalui perdarahan akibat invasi tumor, hemolisis akibat pelepasan berbagai mediator inflamasi, serta penurunan produksi eritrosit. Dengan kata lain satu atau seluruh mekanisme etiopatogenesis anemia dapat terjadi pada penyakit keganasan (Dicato et al., 2010). Gambaran anemia pada kanker hampir mirip dengan karakteristik anemia penyakit kronik dan mekanisme yang sama juga terjadi pada pasien kanker. Lebih dari 50% kasus anemia pada keganasan disebabkan terjadinya inflamasi akibat interaksi antara sel-sel tumor ganas dan sistem kekebalan tubuh (Saba, 2002), sedangkan sekitar 41% anemia pada inflamasi disebabkan keganasan non hematologis (Weiss & Goodnough, 2005). Karena terjadinya anemia pada keganasan dapat meliputi seluruh mekanisme etiopatogenesis anemia, maka sebetulnya tidak ada gejala dan tanda yang betul-betul khas untuk anemia pada keganasan, termasuk pada keganasan non hematologis. Semua tanda khas anemia di bawah ini mungkin saja dijumpai, seperti disfagia, stomatitis angularis, hipertrofi lidah, ikterus, hemoglobinuria, splenomegali pada anemia hemolitik dan perdarahan dan tanda-tanda infeksi pada anemia mieloptisik dan aplastik.

Penatalaksanaan anemia pada kankerSeperti diketahui penatalaksanaan anemia ditujukan pada penyakit yang

mendasarinya disamping pengobatan yang spesifik tergantung pada jenis anemianya. Akan tetapi pada kondisi dimana penyebab yang berpotensi mengancam, seperti pendarahan dan jika terapi penyebab dasar tidak efektif dan pasien mengalami gejala atau komplikasi medis yang berkaitan dengan anemia, satu atau lebih modalitas terapi spesifik anemia yang tersedia harus dipertimbangkan seperti misalnya pemberian transfusi sel darah merah (tabel 4). Perlu juga dipertimbangkan, sesuai dengan gejala klinik yang ada, dilakukan koreksi terhadap defisiensi faktor yang terkait seperti defisiensi besi, asam folat dan B12. Komponen hemolitik yang terjadi juga perlu ditangani secara spesifik. Beberapa modalitas terapi untuk penanganan anemia pada kanker seperti terlihat pada tabel di bawah (Dicato et al., 2010; Ganz, 2010), sedang tujuan terapi adalah untuk mengurangi gejala anemia seperti sesak nafas dan kelelahan (fatigue).

182

Tabel 4. Terapi anemia pada kanker (Dicato et al., 2010).

Modalitas Indikasi Kondisi tipikal Risiko& Efek samping

Keuntungan spesifik

Tranfusi darah

Cardiac ischemia Kurangnya respon dengan terapi lain

Hgb < 10 g/dl Nyeri dada & Perubahan EKG

Infeksi Volume overload Reaksi tranfusi

Koreksi anemia secara cepat

Erythropoetin

Lelah, exertional intolerance

Hgb < 10 g/dl Gejala anemia, Balance against side effect in Hgb 10-12 g/d

Respon dalam beberapa minggu Rare red cell aplasia with someform of erythro-poeisis, memperburuk hasil pada beberapa kanker, meningkatnya kejadian tromboembolisme, mahal

Biasanya ditoleransi dengan baik

Besi (Oral/ parenteral)

Bersamaan dengan defisiensi besi Resisten terhadap eritropeitin

Dicurigai/terbukti defisiensi besi

Efek gastrointestinal (oral) Reaksi sistemik dan lokal (parenteral) Dapat menurunkan Resistensi terhadap infeksi ?

Tidak mahal Relatif aman

Hgb: Hemoglobin

1. Pemberian eritropoietin (Erythropoeisis–stimulating agents/ESA)

Saat ini tersedia 3 jenis ESA yaitu epoietin alpha, epoietin beta dan darbepoietin.

Bentuk pegylated dari epoetin sudah disetujui pada beberapa negara di Eropa. Pengobatan dengan epoetin dapat menurunkan kebutuhan akan transfusi pada penderita kanker karena epoetin dapat meningkatkan nilai hemoglobin pada kebanyakan pasien dengan kanker (Dicato et al., 2010). Suatu telaah sistematik dengan total 57 uji klinik acak yang melibatkan 9353 pasien kanker menunjukan bahwa pengobatan dengan ESA efektif dalam meningkatkan respon hematologi (didefinisikan sebagai perbaikan sebesar 2 g/dl) ketika dibandingkan dengan yang tidak mendapatkan terapi ESA dan mengurangi perlunya tranfusi darah sekitar 36%. Analisis dari 10 studi dengan ESA yang melibatkan 2226 pasien kanker yang menerima kemoterapi dan kadar hemoglobin kurang dari 12 g/dl telah menunjukkan pengurangan yang signifikan dari gejala kelelahan yang berkaitan dengan kanker dan satu meta analisis tahun 2009 yang melibatkan tujuh studi dengan 1326 orang pasien anemia pada kanker melaporkan adanya perubahan kualitas hidup yang signifikan pada kelompok ESA (Tonelli et al., 2009). Ketiga jenis ESA, yaitu epoeitin-Ŭ, epoeitin-ɓ dan darbepoeitin –Ŭ menunjukan efikasi dan keterbatasan yang sama. Data yang ada menunjukan bahwa ESA aman bila dipakai mengikuti petunjuk yang ada.

Tujuan dari terapi ESA pada pasien anemia simptomatik dengan keganasan yang menjalani kemoterapi sistemik adalah untuk memaksimalkan kualitas hidup dan mengurangi kebutuhan tranfusi darah dengan pemakaian ESA dosis terendah untuk mencapai target kadar hemoglobin. Guidelines internasional yang ada sedikit bervariasi dalam rekomendasi mereka tentang target kadar hemoglobin (Mikhael et al., 2007). Revisi ASH tahun 2010 dan NCCN tahun 2011 merekomendasikan hemoglobin dapat dinaikkan ke tingkat terendah yang masih ditoleransi tubuh (kadar yang cukup) yang

Tabel 4. Terapi anemia pada kanker (Dicato et al., 2010).

Page 197: Penerbit - erepo.unud.ac.id

182

1. Pemberian eritropoietin (Erythropoeisis–stimulating agents/ESA)Saat ini tersedia 3 jenis ESA yaitu epoietin alpha, epoietin beta dan darbepoietin.

Bentuk pegylated dari epoetin sudah disetujui pada beberapa negara di Eropa. Pengobatan dengan epoetin dapat menurunkan kebutuhan akan transfusi pada penderita kanker karena epoetin dapat meningkatkan nilai hemoglobin pada kebanyakan pasien dengan kanker (Dicato et al., 2010). Suatu telaah sistematik dengan total 57 uji klinik acak yang melibatkan 9353 pasien kanker menunjukan bahwa pengobatan dengan ESA efektif dalam meningkatkan respon hematologi (didefinisikan sebagai perbaikan sebesar 2 g/dl) ketika dibandingkan dengan yang tidak mendapatkan terapi ESA dan mengurangi perlunya tranfusi darah sekitar 36%. Analisis dari 10 studi dengan ESA yang melibatkan 2226 pasien kanker yang menerima kemoterapi dan kadar hemoglobin kurang dari 12 g/dl telah menunjukkan pengurangan yang signifikan dari gejala kelelahan yang berkaitan dengan kanker dan satu meta analisis tahun 2009 yang melibatkan tujuh studi dengan 1326 orang pasien anemia pada kanker melaporkan adanya perubahan kualitas hidup yang signifikan pada kelompok ESA (Tonelli et al., 2009). Ketiga jenis ESA, yaitu epoeitin-α, epoeitin-β dan darbepoeitin –α menunjukan efikasi dan keterbatasan yang sama. Data yang ada menunjukan bahwa ESA aman bila dipakai mengikuti petunjuk yang ada.

Tujuan dari terapi ESA pada pasien anemia simptomatik dengan keganasan yang menjalani kemoterapi sistemik adalah untuk memaksimalkan kualitas hidup dan mengurangi kebutuhan tranfusi darah dengan pemakaian ESA dosis terendah untuk mencapai target kadar hemoglobin. Guidelines internasional yang ada sedikit bervariasi dalam rekomendasi mereka tentang target kadar hemoglobin (Mikhael et al., 2007). Revisi ASH tahun 2010 dan NCCN tahun 2011 merekomendasikan hemoglobin dapat dinaikkan ke tingkat terendah yang masih ditoleransi tubuh (kadar yang cukup) yang diperlukan untuk menghindari tranfusi darah, yang dapat bervariasi tergantung dari pasien dan kondisi. The European Organization for Research and Treatment of Cancer (EORTC) guidlines update September 2007 merekomendasikan target 12 g/dl dari sebelumnya 12-13 g/dl (Aapro et al., 2008). Product monograph untuk epoitein-α dan darbepoeitin-α mengindikasikan target hemoglobin seharusnya tidak melebihi 12 g/dl dengan kenaikan tidak melebihi 1 g/dl setiap periode 2 minggu. Hemoglobin lebih dari 13 g/dl tidak direkomendasikan karena randomized clinical trial telah menunjukkan suatu efek negatif dalam overall survival pada kadar tersebut (Seindenfeld et al., 2006). Dosis optimal dan titrasi untuk pasien kanker yang mendapat kemoterapi telah terbukti dengan baik melalui penelitian dimana dosis awal epoetin alpha adalah 150 IU/kg subkutan 3 kali seminggu

182

Tabel 4. Terapi anemia pada kanker (Dicato et al., 2010).

Modalitas Indikasi Kondisi tipikal Risiko& Efek samping

Keuntungan spesifik

Tranfusi darah

Cardiac ischemia Kurangnya respon dengan terapi lain

Hgb < 10 g/dl Nyeri dada & Perubahan EKG

Infeksi Volume overload Reaksi tranfusi

Koreksi anemia secara cepat

Erythropoetin

Lelah, exertional intolerance

Hgb < 10 g/dl Gejala anemia, Balance against side effect in Hgb 10-12 g/d

Respon dalam beberapa minggu Rare red cell aplasia with someform of erythro-poeisis, memperburuk hasil pada beberapa kanker, meningkatnya kejadian tromboembolisme, mahal

Biasanya ditoleransi dengan baik

Besi (Oral/ parenteral)

Bersamaan dengan defisiensi besi Resisten terhadap eritropeitin

Dicurigai/terbukti defisiensi besi

Efek gastrointestinal (oral) Reaksi sistemik dan lokal (parenteral) Dapat menurunkan Resistensi terhadap infeksi ?

Tidak mahal Relatif aman

Hgb: Hemoglobin

1. Pemberian eritropoietin (Erythropoeisis–stimulating agents/ESA)

Saat ini tersedia 3 jenis ESA yaitu epoietin alpha, epoietin beta dan darbepoietin.

Bentuk pegylated dari epoetin sudah disetujui pada beberapa negara di Eropa. Pengobatan dengan epoetin dapat menurunkan kebutuhan akan transfusi pada penderita kanker karena epoetin dapat meningkatkan nilai hemoglobin pada kebanyakan pasien dengan kanker (Dicato et al., 2010). Suatu telaah sistematik dengan total 57 uji klinik acak yang melibatkan 9353 pasien kanker menunjukan bahwa pengobatan dengan ESA efektif dalam meningkatkan respon hematologi (didefinisikan sebagai perbaikan sebesar 2 g/dl) ketika dibandingkan dengan yang tidak mendapatkan terapi ESA dan mengurangi perlunya tranfusi darah sekitar 36%. Analisis dari 10 studi dengan ESA yang melibatkan 2226 pasien kanker yang menerima kemoterapi dan kadar hemoglobin kurang dari 12 g/dl telah menunjukkan pengurangan yang signifikan dari gejala kelelahan yang berkaitan dengan kanker dan satu meta analisis tahun 2009 yang melibatkan tujuh studi dengan 1326 orang pasien anemia pada kanker melaporkan adanya perubahan kualitas hidup yang signifikan pada kelompok ESA (Tonelli et al., 2009). Ketiga jenis ESA, yaitu epoeitin-Ŭ, epoeitin-ɓ dan darbepoeitin –Ŭ menunjukan efikasi dan keterbatasan yang sama. Data yang ada menunjukan bahwa ESA aman bila dipakai mengikuti petunjuk yang ada.

Tujuan dari terapi ESA pada pasien anemia simptomatik dengan keganasan yang menjalani kemoterapi sistemik adalah untuk memaksimalkan kualitas hidup dan mengurangi kebutuhan tranfusi darah dengan pemakaian ESA dosis terendah untuk mencapai target kadar hemoglobin. Guidelines internasional yang ada sedikit bervariasi dalam rekomendasi mereka tentang target kadar hemoglobin (Mikhael et al., 2007). Revisi ASH tahun 2010 dan NCCN tahun 2011 merekomendasikan hemoglobin dapat dinaikkan ke tingkat terendah yang masih ditoleransi tubuh (kadar yang cukup) yang

182

Tabel 4. Terapi anemia pada kanker (Dicato et al., 2010).

Modalitas Indikasi Kondisi tipikal Risiko& Efek samping

Keuntungan spesifik

Tranfusi darah

Cardiac ischemia Kurangnya respon dengan terapi lain

Hgb < 10 g/dl Nyeri dada & Perubahan EKG

Infeksi Volume overload Reaksi tranfusi

Koreksi anemia secara cepat

Erythropoetin

Lelah, exertional intolerance

Hgb < 10 g/dl Gejala anemia, Balance against side effect in Hgb 10-12 g/d

Respon dalam beberapa minggu Rare red cell aplasia with someform of erythro-poeisis, memperburuk hasil pada beberapa kanker, meningkatnya kejadian tromboembolisme, mahal

Biasanya ditoleransi dengan baik

Besi (Oral/ parenteral)

Bersamaan dengan defisiensi besi Resisten terhadap eritropeitin

Dicurigai/terbukti defisiensi besi

Efek gastrointestinal (oral) Reaksi sistemik dan lokal (parenteral) Dapat menurunkan Resistensi terhadap infeksi ?

Tidak mahal Relatif aman

Hgb: Hemoglobin

1. Pemberian eritropoietin (Erythropoeisis–stimulating agents/ESA)

Saat ini tersedia 3 jenis ESA yaitu epoietin alpha, epoietin beta dan darbepoietin.

Bentuk pegylated dari epoetin sudah disetujui pada beberapa negara di Eropa. Pengobatan dengan epoetin dapat menurunkan kebutuhan akan transfusi pada penderita kanker karena epoetin dapat meningkatkan nilai hemoglobin pada kebanyakan pasien dengan kanker (Dicato et al., 2010). Suatu telaah sistematik dengan total 57 uji klinik acak yang melibatkan 9353 pasien kanker menunjukan bahwa pengobatan dengan ESA efektif dalam meningkatkan respon hematologi (didefinisikan sebagai perbaikan sebesar 2 g/dl) ketika dibandingkan dengan yang tidak mendapatkan terapi ESA dan mengurangi perlunya tranfusi darah sekitar 36%. Analisis dari 10 studi dengan ESA yang melibatkan 2226 pasien kanker yang menerima kemoterapi dan kadar hemoglobin kurang dari 12 g/dl telah menunjukkan pengurangan yang signifikan dari gejala kelelahan yang berkaitan dengan kanker dan satu meta analisis tahun 2009 yang melibatkan tujuh studi dengan 1326 orang pasien anemia pada kanker melaporkan adanya perubahan kualitas hidup yang signifikan pada kelompok ESA (Tonelli et al., 2009). Ketiga jenis ESA, yaitu epoeitin-Ŭ, epoeitin-ɓ dan darbepoeitin –Ŭ menunjukan efikasi dan keterbatasan yang sama. Data yang ada menunjukan bahwa ESA aman bila dipakai mengikuti petunjuk yang ada.

Tujuan dari terapi ESA pada pasien anemia simptomatik dengan keganasan yang menjalani kemoterapi sistemik adalah untuk memaksimalkan kualitas hidup dan mengurangi kebutuhan tranfusi darah dengan pemakaian ESA dosis terendah untuk mencapai target kadar hemoglobin. Guidelines internasional yang ada sedikit bervariasi dalam rekomendasi mereka tentang target kadar hemoglobin (Mikhael et al., 2007). Revisi ASH tahun 2010 dan NCCN tahun 2011 merekomendasikan hemoglobin dapat dinaikkan ke tingkat terendah yang masih ditoleransi tubuh (kadar yang cukup) yang

Hgb: Hemoglobin

Page 198: Penerbit - erepo.unud.ac.id

183

atau 40.000 IU sekali seminggu dan darbepoetin 2,25 ug/kg subkutan sekali per minggu atau 500 ug subkutan setiap 3 minggu sekali (Mikhael et al., 2007)

Kadar hemoglobin saat memulai terapi ESA sedikit berbeda, NCCN 2011 merekomendasikan terapi ESA pada kadar Hgb di bawah 11 g/dl atau >2 g/dl di bawah kadar basal sedang EORTC merekomendasikan kadar hemoglobin 9 – 11 g/dl pada pasien kanker yang menerima kemoterapi atau radiokemoterapi berdasarkan gejala klinis yang berkaitan dengan anemia. Dapat juga dimulai pada pasien asimptomatik pada kadar hemoglobin 11 – 11,9 g/dl jika ingin mencegah penurunan hemoglobin lebih lanjut, dimana keputusan ini harus mempertimbangkan kadar hemoglobin masing masing individu sebelum kemoterapi atau pengobatan lain yang direncanakan. ESA tidak direkomendasikan untuk profilaksis anemia pada pasien dengan nilai hemoglobin normal sebelum menjalani kemoterapi dan/atau radioterapi. Untuk anemia pada pasein kanker yang tidak menjalani kemoterapi atau kemoradioterapi, EORTC (2007) menyatakan bahwa ESA dapat diberikan pada pasien tertentu dengan kadar hemoglobin 9-11 g/dl jika disertai dengan gejala klinis yang berkaitan dengan anemia dan penilaian yang cermat diperlukan dalam hal ini, namun pada negara-negara tertentu hal ini tidak disetujui sebagai indikasi pemberian ESA. ASH 2010 merekomendasikan ESA pada pasien anemia yang mendapatkan kemoterapi dengan kadar hemoglobin kurang dari 10 g/dl untuk mengurangi kebutuhan tranfusi darah dan rekomendasi memulai ESA pada kadar hemoglobin antara 10 – 12 g/d masih belum dapat dipastikan berdasar atas bukti-bukti yang ada. Pada pasien anemia yang tidak menerima kemoterapi mielosupresif direkomendasikan untuk tidak menggunakan ESA untuk terapi anemia sedangkan pada keganasan hematologi non myeloid seperti pada myeloma, limfoma non Hodgkins atau lekemia limfositik kronik disarankan untuk memulai terapi dengan kemoterapi dan/atau kortikosteroid dan mengamati hasil yang dicapai melalui penurunan beban tumor sebelum mempertimbangkan terapi epoetin (Rizzo et al., 2010).

Pemberian ulangan ESA direkomendasikan jika kemoterapi sistemik untuk penyakit keganasan diberikan kembali dan dijumpai juga adanya anemia yang memenuhi kriteria yang sama untuk memulai ESA seperti siklus kemoterapi sebelumnya. Pasien harus tidak memiliki riwayat efek samping dengan ESA sebelumnya dan disarankan kriteria untuk memulai, penyesuaian dosis dan penghentian ESA diterapkan seperti pada pertimbangan keputusan untuk memulai terapi ESA (Mikhael et al., 2007). Pemberian ESA telah terbukti dapat menurunkan kebutuhan akan transfusi pada pasien dengan kanker. Studi pada kanker payudara tahun 2001 melaporkan bahwa pasien yang mendapat epoetin alpha mendapatkan transfusi darah yang lebih rendah dari kelompok plasebo (24,7% versus 39,5%, p = 0,057) (Littlewood et al., 2001). Pasien dengan EPO mencapai kadar hemoglobin yang lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol. Hasil yang hampir sama ditemukan dengan darbepoetin yang diberikan pada penderita kanker paru pada studi acak buta ganda dimana pasien yang menerima darbepoetin memerlukan transfusi yang lebih sedikit dibandingkan dengan kelompok plasebo ( 27% versus 52%, 95% CI 14%-36%, p < 0,001). Telaah Cochrane tahun 2006 mengkonfirmasi hal tersebut dengan RR 0.64, 95%CI 0,36-0,68). Telaah yang sama melaporkan adanya kecendrungan perbaikan dari kualitas hidup pada pasien yang mendapat terapi ESA (Bohlius et al., 2006).

Page 199: Penerbit - erepo.unud.ac.id

184

2. Efek samping ESABeberapa tahun terakhir ini temuan efek samping dari penggunaan ESA mulai

mendapatkan perhatian. Muncul kekhawatiran bahwa pemakaian ESA akan diikuti dengan timbulnya antara lain kasus tromboemboli, peningkatan mortalitas dan progresi dari kankernya. FDA tahun 2007 mengeluarkan black box warning untuk recombinant EPOs terkait dengan adanya mortalitas yang lebih besar, kejadian kardiovaskuler yang serius, tromboemboli dan progresi tumor pada penggunaan untuk mencapai kadar hemoglobin >12 g/dl.

Resiko tromboemboliPeningkatan resiko tromboemboli sekarang jelas merupakan efek samping yang

signifikan dari penggunaan ESA. Meta-analysis Cochrane pada tahun 2006 yang melibatkan 9.353 pasien kanker dari 57 studi acak terkontrol dan meta-analysis lain melibatkan 8.172 pasien dari 38 studi menunjukkan bahwa terapi ESA meningkatkan resiko untuk kejadian tromboemboli (RR: 1,67; 95% CI: 1,35 - 2,06) dan (RR: 1,57; 95% CI: 1,31 - 1,87) (Bohlius et al., 2006; Tonelli et al., 2009). Penyebab mengapa kejadian tromboemboli meningkat pada pasien keganasan yang menerima ESA sangatlah kompleks, merupakan kombinasi dari banyak faktor risiko meliputi efek terapi kemoterapi, adanya metastase penyakit, imobilisasi dan insersi dari akses vena sentral (Mikhael et al., 2007).

MortalitasBukti secara keseluruhan tentang pengaruh EPO pada survival penderita kanker masih

belum jelas. Telaah sistemik pada 60 artikel yang melaporkan survival penderita kanker dalam kaitannya dengan anemia dan kadar hemoglobin, Caro et al., (2001) melaporkan peningkatan sekitar 65% dari angka RR untuk penderita kanker dengan anemia. Hal yang sama ditemukan pada pasien dengan lekemia limfositik kronik. Anemia yang ditemukan pada saat diagnosis merupakan faktor prognosis yang penting pada penderita limfoma maligna. Akan tetapi, dua studi acak terkontrol yang ingin melihat manfaat pemberian EPO dengan meningkatkan kadar hemoglobin, ternyata peningkatan kadar hemoglobin akibat terapi EPO disertai dengan penurunan survival. Penelitian yang pertama dilakukan pada 351 penderita dengan kanker kepala leher yang menjalani radioterapi menerima EPO atau plasebo untuk meningkatkan kadar hemoglobin >14 gr/dl pada wanita dan >15 gr/dl pada pria. Overall survival lebih rendah pada mereka yang mendapat EPO dibandingkan dengan yang mendapatkan plasebo (RR untuk kematian 1,39; 95%CI 1,05-1,84, p=0,02). Lebih banyak ditemukan hipotensi, kejadian tromboembolik pada yang mendapat terapi (11% vs 5%), lebih banyak pasien mati akibat kardiovaskuler pada yang mendapat terapi (5,5% vs 3%). Pada studi yang kedua melibatkan 939 pasien dengan kanker payudara metastase yang diacak untuk mendapatkan EPO atau plasebo. Penelitian ini dihentikan sebelum selesae karena angka kematian yang tinggi pada pasien yang mendapat EPO (41 pasien mati pada yang mendapat EPO dibandingkan dengan 16 kematian pada plasebo). Secara bermakna survival pada yang mendapat terapi lebih rendah dibandingkan dengan plasebo yang dihitung pada periode tahun pertama dari studi (p = 0,01) walaupun garis survival menyatu pada waktu bulan ke-19. Lagi-lagi, perbedaan ini disebabkan adanya kejadian tromboembolik dan progresi dari kankernya pada pasien yang mendapatkan terapi EPO. Temuan kedua studi ini diperkirakan terjadi karena faktor biologis yang berkaitan dengan kejadian tromboembolik dan stimulasi pertumbuhan tumor akibat efek dari EPO.

Page 200: Penerbit - erepo.unud.ac.id

185

Diduga dengan terkoreksinya hipoksia pada sel tumor akan mempercepat pertumbuhan tumor. Namun kejadian ini tidak ditemukan pada semua penelirian lainnya (Bohlius et al., 2006). Demikian pula halnya dengan empat dari studi klinik yang menjadi dasar bagi FDA untuk mengeluarkan peringatan tentang keamanan pemakaian EPO. Mortalitas yang lebih tinggi telah diamati pada pasien yang menerima EPO daripada pasien kontrol pada tumor kepala dan leher (ENHANCE study), tumor payudara (BREAST study) pasien menerima radiasi atau kemoterapi dan pada pasien kanker dengan anemia yang tidak menerima kemoterapi (EPO-CAN -20). Suatu meta analisis Cochrane dari semua studi tersebut menemukan bahwa pasien yang tidak menerima ESA memiliki survival time yang lebih panjang dibanding dengan yang menerima (Spivak et al., 2009).

Resiko kardiovaskuler dan strokeDi Amerika Serikat, para manufaktur obat telah memberikan peringatan bahwa

ESA dapat menyebabkan kematian dan efek samping serius yaitu masalah jantung termasuk serangan jantung, stroke, gagal jantung dan kematian yang lebih awal yang terjadi jika pasien menerima ESA pada kadar hemoglobin > 12 g/dl. Trial to Reduce Cardiovascular Events with Aranesp® Therapy (TREAT) study dengan 2012 pasien pada grup darbopoetin dan 2026 pasien pada grup kontrol mendapatkan kejadian stroke sebanyak 5% pada grup darbopoetin dan 2.6% pada grup kontrol (Pfeffer et al., 2009). Untuk resiko kardiovaskuler sendiri, hal ini masih menjadi kontroversial. Analisis data dari CHOI Rand Normal Hematocrit Study dilakukan Center for Biologics Evaluation and Research (CBER) dengan dua pendekatan untuk mengetahui kaitan resiko kardiovaskular dengan konsentrasi hemoglobin. Cara pertama dengan “static manner” dimana resiko adalah konstant untuk setiap pasien dengan kadar hemoglobin yang lebih rendah pada kedua studi tersebut berkaitan dengan resiko kardiovaskular yang lebih tinggi dan sebaliknya. Cara kedua dikenal dengan “dynamic analysis” dimana setiap interval antara pengukuran hemoglobin dilihat sebagai suatu resiko untuk efek samping dan setiap periode berkaitan dengan nilai hemoglobin tertentu dan suatu perubahan nilai dari hemoglobin sebelumnya yang ditentukan dengan regresi linier. Suatu landaian (slope) negatif dan positif hemoglobin diterapkan secara terpisah untuk Normal Hematocrit and CHOIR study. Hasilnya didapatkan adanya hubungan baik pada landaian (slope) negatif maupun positif dengan kejadian efek samping kardiovaskular, namun hubungan terkuat didapatkan antara landaian konsentrasi hemoglobin yang menurun dengan efek samping kardiovaskuler dibandingkan dengan pada landaian yang meningkat (Sing et al., 2006)

Meta analisis Tonelli et al., (2009) yang melibatkan 3.281 pasien kanker dengan anemia dari 14 studi mendapatkan hasil tidak ada perbedaan yang bermakna secara signifikan antara grup ESA dan kontrol untuk kejadian kardiovaskular dan hipertensi (RR 1,12, 95% CI 0,83-1,50, I2 = 0%; RR hipertensi 1,41, 95% CI 0,94-2,12, I2 = 0%) (19). Reduction of Events With Darbepoetin Alfa in Heart Failure (RED-HF) trial yang ditargetkan selesai pada tahun 2012 diharapkan dapat membantu memberikan jawabannya.

Progresifitas tumorRevisi FDA tahun 2007 mengidentifikasi progresi kanker/tingkat mortalitas tinggi

diantara pasien keganasan limfoid dan kanker paru yang mendapatkan terapi ESA dengan target hemoglobin > 12 g/dl. Para klinisi juga diperingatkan efek pemberian ESA kepada

Page 201: Penerbit - erepo.unud.ac.id

186

pasien yang berpotensi mendapatkan terapi mielosupresif kuratif dan untuk pasien yang menerima kemoterapi paliatif, dimana dihimbau untuk tidak memberi ESA jika kadar hemoglobin yang diperlukan untuk menghindari pemberian tranfusi darah telah tercapai. Namun hasil meta analisis mendapatkan hasil tidak adanya hubungan yang signifikan antara pemakaian ESA dengan progresifitas tumor (OR 1,01; 95% CI: 0,90-1,14). Erythropoietin (EPO) bukan suatu onkogen dan produksi konstitutif EPO tidak berkaitan dengan insiden kanker yang lebih tinggi, dan gen yang mengkode reseptor EPO bukanlah suatu onkogen. Rekombinan EPO tidak menstimulasi pertumbuhan tumor pada xenografted mouse tumor dan memiliki potensi efek positif pada terapi radiasi. Suatu studi retrospektif juga menunjukan EPO memperpanjang survival pada myelodysplastic syndrome (MDS) dan tidak mempercepat transformasi leukemik (Spivak et al., 2009). Hubungan antara kehadiran reseptor eritropoietin dan proliferasi tumor karena eritropoietin eksogen seperti ESA belum terbukti secara jelas, demikian pula fungsi reseptor eritropoietin belum diketahui dengan baik. Dari pandangan fisiologis, terdapat lebih banyak reseptor EPO pada sel eritroid dibandingkan dengan sel non eritroid atau sel tumor dan kekuatan ligan terhadap reseptor EPO pada sel selain eritroid lebih baik sehingga kompetisi untuk EPO hampir tidak ada pada konsentrasi plasma EPO selama kemoterapi. Fakta ini disamping argumen di atas menggugurkan postulat bahwa recombinat EPO mendukung pertumbuhan kanker (Mikhael et al., 2007).

3. Tranfusi darah Transfusi dengan sel darah merah akan memberikan peningkatan hemoglobin dan

hematokrit yang lebih cepat sehingga merupakan terapi yang ideal bagi yang memerlukan koreksi anemia yang cepat. Transfusi 1 kantong darah akan meningkatkan sekitar 1 gr/dl hemoglobin. Hasil dari beberapa studi tentang pengaruh transfusi terhadap mortalitas pada pasien yang kritis masih kontroversi. Studi pada 56 penderita kanker esofagus yang mendapatkan kemoradiasi menunjukkan bahwa pemberian transfusi darah akan diikuti dengan peningkatan overall survival (HR 0,26, 95% CI 0,09-0,75, p = 0,01) (Kader et al., 2007). Walaupun transfusi jelas dapat memberi manfaat, terdapat potensi berbahaya lain berkaitan dengan tranfusi darah. Kontaminasi darah meliputi berbagai virus dan parasit serta reaksi tranfusi lainnya meliputi reaksi tranfusi febril non hemolitik infeksi bakterial, reaksi hemolitik akut, anafilaksis, tranfusion-associated acute lung injury, volume overload, iron overload, delayed hemolytic reaction. Saat ini tranfusi darah belum terbukti aman sebagai alternatif untuk terapi ESA, karena studi perbandingan belum dilaksanakan dan berbeda dengan ESA, hanya sedikit yang diketahui tentang potensi efek samping untuk jangka panjang (Spivak et al., 2009; Calabrich et al., 2011). Belum banyak literatur yang membahas efektivitas penggunaan tranfusi darah sebagai modalitas terapi untuk mengkoreksi anemia pada pasien kanker sehingga hanya ada sedikit bukti yang kuat untuk mendukung efikasi dan keamanannya. Tujuan utama tranfusi adalah mengkoreksi dengan segera tanda dan gejala klinis yang ditimbulkan anemia. Konsensus secara umum bahwa tranfusi darah harus diberikan pada pasien dengan kondisi terminal ketika ada kehilangan darah akut atau perburukan kondisi kronis, ketika kadar hemoglobin dibawah 7 g/dl , pada pasien anemia dengan gejala pernafasan atau jantung atau pada pasien anemia karena kemoterapi namun pada kadar hemoglobin berapa dan nilai targetnya belum dapat ditentukan (Calabrich et al., 2011). Disisi lain, EORTC menyarankan pasien dengan

Page 202: Penerbit - erepo.unud.ac.id

187

kadar hemoglobin < 9 g/dl harus dievaluasi untuk mendapatkan tranfusi darah, sebagai tambahan dari ESA (Aapro et al., 2008).

Guidelines ASH/ASCO menyarankan tranfusi darah sebagai suatu pilihan untuk mengkoreksi anemia yang berkaitan dengan kemoterapi bila kadar hemoglobin < 10 g/dl atau pada pasien usia lanjut dengan kondisi kardiopulmoner yang terbatas, pasien dengan penyakit koroner atau angina simptomatik, pengurangan kapasitas kerja atau yang mengalami kesulitan melakukan aktivitas sehari-hari (Rizzo et al., 2010). Hasil dari sejumlah studi yang mengevaluasi dampak tranfusi terkait mortalitas pada pasien terminal masih menjadi perdebatan. Namun bagaimanapun terdapat bukti pada literatur bahwa tranfusi darah dapat memberikan dampak negatif pada perkembangan penyakit. Diketahui dari suatu studi retrospektif 70.542 pasien yang dirawat dengan kanker bahwa penggunaan tranfusi darah berkaitan dengan angka kejadian yang lebih tinggi dari tromboemboli arterial dan vena, sebagai tambahan dari meningkatnya resiko kematian namun hubungan sebab akibat tidak dapat disimpulkan karena studi ini bersifat retrospektif. Disamping itu transfusi yang berulang dapat menimbulkan kelebihan besi seperti pada kasus dengan transfusi multipel pada penderita sindrom mielodisplastik, akan tetapi hal ini lebih jarang ditemukan pada pasien dengan kanker padat karena transfusinya biasanya tidak melebihi waktu setahun (Dicato et al., 2010).

4. Pemberian preparat besiDefisiensi besi dapat terjadi dengan cepat pada penderita kanker karena blood loss

atau asupan atau penyerapan besi saluran pencernaan yang tidak cukup, juga adanya kegagalan fungsional karena retensi besi di makrofag dan menurunnya ketersediaan besi untuk eritropoeisis meskipun terdapat persediaan besi yang cukup pada sistem retikuloendotelial (Theurl et al., 2006). Protein fase akut hepsidin akhir-akhir ini dianggap sebagai penyebab utama dari kelainan metabolisme besi karena meyebabkan baik penurunan absorpsi besi di intestinal maupun pelepasan besi makrofag. Berbagai studi membuktikan bahwa kemoterapi meningkatkan produksi sitokin inflamasi, termasuk IL-6 yang dapat meningkatkan produksi hepsidin dan mengakibatkan penurunan jumlah besi yang bersirkulasi. Defisiensi besi pada pasien kanker biasanya memiliki ciri saturasi transferin (TfSat) yang rendah (< 20%) dan recitulocyte hemoglobin content (CHr) yang rendah (< 26 pg/cell). Serum feritin dapat meningkat secara palsu pada kanker karena suatu protein fase akut, namun bagaimanapun nilai serum feritin kurang dari 15 ng/ml sangat spesifik untuk mendiagnosis defisiensi besi namun memiliki sensitifitas yang rendah (Theurl et al., 2006). NCCN merekomendasikan suplemen besi pada semua pasien kanker yang memiliki defisiensi besi yang absolut yang ditentukan serum feritin < 30 ng/ml dan TfSat < 15% sebagaimana defisiensi besi relatif yang memiliki ciri khas serum feritin < 80 ng/ml dan TfSat < 20%. Rekomendasi ASCO dan ASH kurang spesifik mengenai pemakaian suplemen besi. Karena metabolisme besi yang tidak normal dan kepatuhan yang rendah terhadap suplemen besi oral, maka penggunaan suplemen besi intravena dalam bidang onkologi mendapatkan perhatian yang meningkat. Enam studi telah dipublikasikan mengenai manfaat penggunaan besi bersama dengan ESA pada pasien kanker dengan anemia yang membuktikan efektifitas kombinasi besi dan ESA, dimana pada semua studi ESA dan besi intravena ditoleransi dengan baik dengan tidak ada masalah keamanan (safety concern), termasuk juga risiko tromboembolisme dan infeksi

Page 203: Penerbit - erepo.unud.ac.id

188

(Auerbach et al., 2010). Masalah yang sering dituduhkan pada pemakaian besi parenteral adalah reaksi hipersensitifitas namun tiga analisis yang mengevaluasi laporan efek samping antara tahun 1997-2009 telah menunjukkan bahwa reaksi alergi dan anafilaksis bahkan jarang, dimana terutama berhubungan dengan sediaan iron dextran (Aapro et al., 2012), bahkan dengan low molecular weight iron dextrans (dari Eropa saja), angka reaksi anafilaksis secara bermakna lebih tinggi dibandingkan dengan iron sucrose atau sodium ferric gluconate (15,6 : 0,9: 0,4 per juta dengan dosis 100 mg besi secara ekuivalen). Perlu diperhatikan bahwa reaksi anafilaksis lebih banyak ditemukan di Amerika Utara dibanding dengan Eropa (12,6 versus 2,5 per juta) dimana hal ini mungkin berkaitan dengan dosis besi maksimum yang diperkenankan (125 versus 62,5 mg dikebanyakan negara Eropa (Aapro et al., 2012).

Keterbatasan penggunaan besi intravena dalam praktek secara klinis disebabkan interaksi besi dengan obat kemoterapi tertentu, khususnya anthracyclines dan palatinum besed therapy. Sedangkan kardiotoksisitas dari kemoterapi lainnya nampaknya berhubungan dengan faktor lain seperti off target inhibition of kinase atau berkurangnya produksi nitrit okside dibandingkan dengan interakasi besi. Studi klinis besi intravena pada pasien kanker yang ada saat ini melaporkan tidak ada tanda toksisitas obat berkaitan dengan besi dan hanya data non klinik yang tersedia. Sampai tersedia data pada manusia, harus dipertimbangkan pemberian yang terpisah untuk terapi kanker yang kardiotoksis dan besi intravena pada kunjungan pertama setelah pemberian obat kardiotoksik. Kemungkinan efek tumor progresif masih belum jelas hingga saat ini dan belum ada studi yang dipublikasi tentang hal tersebut (Aapro et al., 2012).

3. Anemia defisiensi besi (ADB)Defisiensi besi adalah masalah nutrisi yang paling sering ditemukan di dunia. Di

Amerika Serikat, defisiensi besi paling sering terjadi pada anak kecil (7%) dan wanita dewasa (9 – 16%). Anemia defisiensi besi (ADB) adalah anemia yang timbul akibat menurunnya jumlah besi total dalam tubuh (total iron content) sehingga cadangan besi (iron store) menjadi kosong dan penyediaan besi untuk eritropoesis berkurang. ADB diidentifikasi dengan nilai laboratorium besi yang abnormal, disertai dengan kadar hemoglobin yang rendah. Pasien dengan ADB mungkin asimptomatik, atau mempunyai tanda dan gejala seperti sakit kepala, fatique, takikardia, takipneu exertional dan pica (kondisi ngidam terhadap bahan yang secara umum tidak mengandung nutrisi seperti es, kapur atau tanah). Salah satu penyebab yang paling sering kejadian ADB pada orang Amerika dewasa adalah kehilangan darah, seperti yang teerjadi pada perdarahan saluran cerna, trauma, operasi atau perdarahan post partus. ADB dikaitkan dengan peningkatan resiko infeksi, menurunnya produktivitas kerja, gangguan perkembangan motorik dan kognitif pada anak-anak. Demikian pula ada kaitan antara kadar hemoglobin yang rendah dengan kelahiran prematur dan berat badan lahir yang rendah.

Prevalensi anemia defisiensi besi Anemia defisiensi besi merupakan anemia yang paling sering dijumpai baik dalam

praktek klinik maupun dalam studi lapangan. Di seluruh dunia didapatkan sekitar 2 juta penderita ADB. Prevalensi ADB bervariasi tergantung geografis, status sosial ekonomi dan umur. Prevalensi di negara maju jauh lebih rendah dibandingkan dengan negara berkembang, seperti terlihat pada tabel 5 di bawah ini (Baker, 2000).

Page 204: Penerbit - erepo.unud.ac.id

189

Laporan dari Indonesia menunjukkan angka yang cukup tinggi. Muhilal et al., dalam survei yang berkaitan dengan Survei Kesehatan Rumah Tangga 1992 mendapatkan prevalensi anemia pada wanita hamil sebesar 55%. Penelitian anemia ibu hamil di Bali pada tahun 1997 dengan total sampel sebesar 1.684 orang di seluruh Bali medapatkan prevalensi anemia sebesar 46,2%.

1. Individu dengan peningkatan risiko ADBBayi, remaja dan wanita hamil

Bayi cukup bulan memiliki cadangan besi yang umumnya cukup untuk bertahan selama 6 bulan. Kebutuhan besi yang tinggi disebabkan stabilnya kecepatan laju pertumbuhan pada periode ini. Remaja awal merupakan periode waktu lain dari pertumbuhan yang cepat. Pada wanita, kehilangan darah yang terjadi pada menstruasi menambah peningkatan kebutuhan besi pada masa remaja. Kebutuhan besi secara signifikan meningkat selama kehamilan karena peningkatan penggunaan besi fetus yang berkembang dan plasenta, juga karena ekspansi volume darah. (dikutip dari Drake, 2009).

Individu dengan kehilangan darah kronikPerdarahan kronik atau kehilangan darah akut dapat menyebabkan defisiensi besi.

Satu mililiter darah dengan konsentrasi hemoglobin 50 gram/liter mengandung 0,5mg besi. Kehilangan darah kronik dalam jumlah kecil dapat menyebabkan defisiensi besi. Penyebab tersering dari kehilangan darah kronis dan defisiensi besi di negara berkembang dalah infeksi parasit intestinal. Individu yang sering mendonasikan darahnya, umumnya

189

Prevalensi anemia defisiensi besi Anemia defisiensi besi merupakan anemia yang paling sering dijumpai baik

dalam praktek klinik maupun dalam studi lapangan. Di seluruh dunia didapatkan sekitar 2 juta penderita ADB. Prevalensi ADB bervariasi tergantung geografis, status sosial ekonomi dan umur. Prevalensi di negara maju jauh lebih rendah dibandingkan dengan negara berkembang, seperti terlihat pada tabel 5 di bawah ini (Baker, 2000).

Tabel 5. Prevalensi anemia defisiensi besi (Baker, 2000) National Helth and Nutrition Examination Survey (NHANES) III (Amerika Serikat) DEFISIENSI BESI Wanita berusia 20-49 tahun Wanita berusia 50-69 tahun Wanita berusia lebih dari 70 tahun Pria berusia 20-49 tahun Pria berusia 50-69 tahun Pria berusia lebih dari 70 tahun

11 % 5 % 7 %

< 1 % 2 % 4 %

ANEMIA DEFISIENSI BESI Wanita tidak hamil berusia 20-49 tahun Wanita berusia 50 tahun atau lebih Pria berusia 20-49 tahun Pria berusia 50 tahun atau lebih Wanita hamil Trimester pertama Trimester kedua Trimester ketiga

5 % 2 %

< 1 % Ò 2 %

9 %

14 % 37 %

United Nations Study of Developing Countries (estimasi) ANEMIA DEFISIENSI BESI Wanita dewasa Pria dewasa Wanita hamil

18 % 10 %

18 % -38 %

Laporan dari Indonesia menunjukkan angka yang cukup tinggi. Muhilal et al., dalam survei yang berkaitan dengan Survei Kesehatan Rumah Tangga 1992 mendapatkan prevalensi anemia pada wanita hamil sebesar 55%. Penelitian anemia ibu hamil di Bali pada tahun 1997 dengan total sampel sebesar 1.684 orang di seluruh Bali medapatkan prevalensi anemia sebesar 46,2%.

1.Individu dengan peningkatan risiko ADB

Bayi , remaja dan wanita hamil

Bayi cukup bulan memiliki cadangan besi yang umumnya cukup untuk bertahan

selama 6 bulan. Kebutuhan besi yang tinggi disebabkan stabilnya kecepatan laju pertumbuhan pada periode ini. Remaja awal merupakan periode waktu lain dari

Tabel 5. Prevalensi anemia defisiensi besi (Baker, 2000)

Page 205: Penerbit - erepo.unud.ac.id

190

wanita yang menstruasi membutuhkan peningkatan konsumsi besi untuk mencegah defisiensi karena setiap 500 ml darah yang disumbangkan mengandung 200 sampai 250 mg besi.

Individu dengan penyakit celiac dan infeksi Helicobacter pyloriPenyakit celiac (celiac sprue) merupakan kelainan autoimun yang diperkirakan

terjadi pada 1% populasi. Saat individu dengan penyakit celiac mengkonsumsi makanan atau produk yang mengandung gluten, respon sistem imun merusak vilus intestinal, yang dapat menyebabkan mlabsorpsi nutrient dan anemia defisiensi besi (Dewar et al., 2005). Infeksi H. pylori berhubungan dengan anemia defisiensi besi, khususnya pad anak-anak, walaupun tanpa adanya perdarahan gastrointestinal (Sherman et al., 2001).

Individu yang telah mengalami operasi pintas lambungBeberapa tipe operasi pintas lambung (gastric bypass) meningkatkan risiko defisiensi

besi dengan menyebabkan malabsorpsi besi, diantara nutrien lainnya (Bloomberg et al., 2005).

Individu yang vegetarianKarena besi dari tanaman kurang efisien diabsorpsi dibandingkan besi dari sumber

hewan, US Food and Nutrition Board (FNB) mengestimasi bahwa bioavailabilitas besi dari diet vegetarian hanya sebesar 10%, dan 18% dari diet campuran. Karena itu, recommended dietary allowance (RDA) untuk besi dari diet murni vegetarian harus disesuaikan ebagai berikut: 14 mg/hari untuk pria dewasa dan wanita postmenopause, 33 mg/hari untuk wanita premenopause, dan 26 mg/hari untuk remaja perempuan.

Individu dengan olahraga intensif regulerKehilangan besi harian lebih banyak ditemukan pada atlit yang terlibat dalam

latihan ketahanan intensif. Hal ini disebabkan peningkatan perdarahan mikroskopik dari traktus gastrointestinal atau peningkatan fragilitas dan hemolisis sel darah merah. Food and Nutrition Board (FNB) mengestimasi bahwa kebutuhan rata-rata harian besi dapat 30% lebih tinggi dibandingkan mereka dengan olahraga intensif reguler.

Disamping itu beberapa kondisi yang dapat berisiko untuk timbulnya ADB seperti terlihat pada tabel 6 berikut.

Tabel 6. Faktor risiko ADB di Amerika Serikat (Killip et al., 2007)

191

Disamping itu beberapa kondisi yang dapat berisiko untuk timbulnya ADB seperti terlihat pada tabel 6 berikut.

Tabel 6. Faktor risiko ADB di Amerika Serikat (Killip et al., 2007) Faktor risiko Statistik Kulit hitam Prevalensi pada wanita kulit putih:

7,1 persen; prevalensi pada wanita kulit hitam: 25,1 persen

Donor darah lebih dari dua unit per tahun pada wanita dan tiga unit per tahun pada pria

Tidak tersedia data statistik

Status sosial ekonomi yang rendah dan status post partum

Nol hingga enam bulan postpartum: OR 4,1; tujuh hingga12 bulan postpartum: OR 3,1

Etnis Meksiko yang tinggal di Amerika Serikat

OR 1,8

Obesitas pada anak dan dewasa BMI Ó 85% dan < 95% persentil BMI Ó 95% persentil

OR 2,0 (95% CI, 1,2 - 3,5) OR 2,3 (95% CI, 1,4 - 3,9)

Diet vegetarian 40 % vegan usia 19 - 50 tahun mengalami defisiensi besi

OR = odds ratio; BMI = body mass index (luas permukaan tubuh); CI = confidence interval

Patofisiologi anemia defisiensi besi

Terdapat dua pendekatan umum yang bisa digunakan untuk mengidentifikasi

penyebab anemia: pendekatan kinetik dan pendekatan morfologi. Pendekatan kinetik mengatakan anemia bisa terjadi karena 3 mekanisme: kehilangan darah, penurunan produksi sel darah merah dan peningkatan penghancuran sel darah merah. Pendekatan morfologi mengklasifikasi anemia berdasarkan ukuran sel darah merah, yang sering terkait dengan penyebabnya (Castro et.al.,2010)

1. Pendekatan kinetik

Di negara yang makmur seperti Amerika Serikat dan negara-negara Eropa barat,

kehilangan darah adalah penyebab tersering anemia. Sebagai contoh kehilangan darah yang hebat adalah perdarahan akibat trauma berat, hematemesis, melena, hemoptisis, menorrhagia berat dan gross hematuria. Penyebab ini biasanya mudah untuk didiagnosa. Kehilangan darah samar atau kehilangan darah yang tidak terlalu hebat biasanya terjadi pada perdarahan saluran cerna pada pria sedangkan pada wanita perdarahan saat melahirkan atau mengandung. Penyebab lainnya antara lain, menjadi donor darah berulang atau kehilangan darah setelah operasi yang tidak digantikan dengan transfusi.

Penurunan produksi sel darah merah bisa terjadi dari defisiensi besi sekunder dari diet rendah besi seperti gangguan absorbsi besi, namun penyebab ini agak jarang dan seharusnya dievaluasi setelah menyingkirkan kehilangan darah untuk mencegah terlewatkannya keganasan gastro intestinal. Gangguan absorbsi besi yang menyebabkan

Page 206: Penerbit - erepo.unud.ac.id

191

Patofisiologi anemia defisiensi besiTerdapat dua pendekatan umum yang bisa digunakan untuk mengidentifikasi

penyebab anemia: pendekatan kinetik dan pendekatan morfologi. Pendekatan kinetik mengatakan anemia bisa terjadi karena 3 mekanisme: kehilangan darah, penurunan produksi sel darah merah dan peningkatan penghancuran sel darah merah. Pendekatan morfologi mengklasifikasi anemia berdasarkan ukuran sel darah merah, yang sering terkait dengan penyebabnya (Castro et.al.,2010)

1. Pendekatan kinetikDi negara yang makmur seperti Amerika Serikat dan negara-negara Eropa barat,

kehilangan darah adalah penyebab tersering anemia. Sebagai contoh kehilangan darah yang hebat adalah perdarahan akibat trauma berat, hematemesis, melena, hemoptisis, menorrhagia berat dan gross hematuria. Penyebab ini biasanya mudah untuk didiagnosa. Kehilangan darah samar atau kehilangan darah yang tidak terlalu hebat biasanya terjadi pada perdarahan saluran cerna pada pria sedangkan pada wanita perdarahan saat melahirkan atau mengandung. Penyebab lainnya antara lain, menjadi donor darah berulang atau kehilangan darah setelah operasi yang tidak digantikan dengan transfusi.

Penurunan produksi sel darah merah bisa terjadi dari defisiensi besi sekunder dari diet rendah besi seperti gangguan absorbsi besi, namun penyebab ini agak jarang dan seharusnya dievaluasi setelah menyingkirkan kehilangan darah untuk mencegah terlewatkannya keganasan gastro intestinal. Gangguan absorbsi besi yang menyebabkan defisiensi besi telah dikaitkan dengan sejumlah penyakit seperti achlorhydria. Penelitian menunjukkan walaupun obat-obatan seperti penghambat pompa proton dapat menurunkan asam lambung, tidak ditemukannya kaitannya dengan kondisi klinis defisiensi besi. Penyebab gastro intestinal seperti penyakit celiac, gastritis atrophik, gastritis Helicobacter pylori bisa menyebabkan malabsorbsi dari besi dan harus dipertimbangkan setelah kehilangan darah disingkirkan, khususnya jika defisiensi tidak memberi respon dengan besi oral.

Celiac disease adalah penyakit autoimun dimana bagian permukaan epitel usus halus dirusak protein gluten yang disebut gliadin yang dapat ditemukan pada produk dari gandum meliputi barley, rye dan mungkin oat. Hal ini bisa terjadi pada bayi, khususnya mereka yang memiliki predisposisi secara genetik. Gejala celiac disease bisa bervariasi antara satu individu dengan individu lainnya. Gejala gastrointestinal meliputi nyeri perut dan distensi, konstipasi dan atau diare, intoleransi laktosa, mual dan muntah serta turunnya berat badan yang tidak dapat dijelaskan. Sistem imun tubuh bereaksi terhadap protein tepung di produk makanan menyebabkan inflamasi, hasilnya adalah atrofi dari vili usus halus yang fungsi utamanya adalah tempat absorbsi nutrien seperti besi, folat dan vitamin B 12.

191

Disamping itu beberapa kondisi yang dapat berisiko untuk timbulnya ADB seperti terlihat pada tabel 6 berikut.

Tabel 6. Faktor risiko ADB di Amerika Serikat (Killip et al., 2007) Faktor risiko Statistik Kulit hitam Prevalensi pada wanita kulit putih:

7,1 persen; prevalensi pada wanita kulit hitam: 25,1 persen

Donor darah lebih dari dua unit per tahun pada wanita dan tiga unit per tahun pada pria

Tidak tersedia data statistik

Status sosial ekonomi yang rendah dan status post partum

Nol hingga enam bulan postpartum: OR 4,1; tujuh hingga12 bulan postpartum: OR 3,1

Etnis Meksiko yang tinggal di Amerika Serikat

OR 1,8

Obesitas pada anak dan dewasa BMI Ó 85% dan < 95% persentil BMI Ó 95% persentil

OR 2,0 (95% CI, 1,2 - 3,5) OR 2,3 (95% CI, 1,4 - 3,9)

Diet vegetarian 40 % vegan usia 19 - 50 tahun mengalami defisiensi besi

OR = odds ratio; BMI = body mass index (luas permukaan tubuh); CI = confidence interval

Patofisiologi anemia defisiensi besi

Terdapat dua pendekatan umum yang bisa digunakan untuk mengidentifikasi

penyebab anemia: pendekatan kinetik dan pendekatan morfologi. Pendekatan kinetik mengatakan anemia bisa terjadi karena 3 mekanisme: kehilangan darah, penurunan produksi sel darah merah dan peningkatan penghancuran sel darah merah. Pendekatan morfologi mengklasifikasi anemia berdasarkan ukuran sel darah merah, yang sering terkait dengan penyebabnya (Castro et.al.,2010)

1. Pendekatan kinetik

Di negara yang makmur seperti Amerika Serikat dan negara-negara Eropa barat,

kehilangan darah adalah penyebab tersering anemia. Sebagai contoh kehilangan darah yang hebat adalah perdarahan akibat trauma berat, hematemesis, melena, hemoptisis, menorrhagia berat dan gross hematuria. Penyebab ini biasanya mudah untuk didiagnosa. Kehilangan darah samar atau kehilangan darah yang tidak terlalu hebat biasanya terjadi pada perdarahan saluran cerna pada pria sedangkan pada wanita perdarahan saat melahirkan atau mengandung. Penyebab lainnya antara lain, menjadi donor darah berulang atau kehilangan darah setelah operasi yang tidak digantikan dengan transfusi.

Penurunan produksi sel darah merah bisa terjadi dari defisiensi besi sekunder dari diet rendah besi seperti gangguan absorbsi besi, namun penyebab ini agak jarang dan seharusnya dievaluasi setelah menyingkirkan kehilangan darah untuk mencegah terlewatkannya keganasan gastro intestinal. Gangguan absorbsi besi yang menyebabkan

191

Disamping itu beberapa kondisi yang dapat berisiko untuk timbulnya ADB seperti terlihat pada tabel 6 berikut.

Tabel 6. Faktor risiko ADB di Amerika Serikat (Killip et al., 2007) Faktor risiko Statistik Kulit hitam Prevalensi pada wanita kulit putih:

7,1 persen; prevalensi pada wanita kulit hitam: 25,1 persen

Donor darah lebih dari dua unit per tahun pada wanita dan tiga unit per tahun pada pria

Tidak tersedia data statistik

Status sosial ekonomi yang rendah dan status post partum

Nol hingga enam bulan postpartum: OR 4,1; tujuh hingga12 bulan postpartum: OR 3,1

Etnis Meksiko yang tinggal di Amerika Serikat

OR 1,8

Obesitas pada anak dan dewasa BMI Ó 85% dan < 95% persentil BMI Ó 95% persentil

OR 2,0 (95% CI, 1,2 - 3,5) OR 2,3 (95% CI, 1,4 - 3,9)

Diet vegetarian 40 % vegan usia 19 - 50 tahun mengalami defisiensi besi

OR = odds ratio; BMI = body mass index (luas permukaan tubuh); CI = confidence interval

Patofisiologi anemia defisiensi besi

Terdapat dua pendekatan umum yang bisa digunakan untuk mengidentifikasi

penyebab anemia: pendekatan kinetik dan pendekatan morfologi. Pendekatan kinetik mengatakan anemia bisa terjadi karena 3 mekanisme: kehilangan darah, penurunan produksi sel darah merah dan peningkatan penghancuran sel darah merah. Pendekatan morfologi mengklasifikasi anemia berdasarkan ukuran sel darah merah, yang sering terkait dengan penyebabnya (Castro et.al.,2010)

1. Pendekatan kinetik

Di negara yang makmur seperti Amerika Serikat dan negara-negara Eropa barat,

kehilangan darah adalah penyebab tersering anemia. Sebagai contoh kehilangan darah yang hebat adalah perdarahan akibat trauma berat, hematemesis, melena, hemoptisis, menorrhagia berat dan gross hematuria. Penyebab ini biasanya mudah untuk didiagnosa. Kehilangan darah samar atau kehilangan darah yang tidak terlalu hebat biasanya terjadi pada perdarahan saluran cerna pada pria sedangkan pada wanita perdarahan saat melahirkan atau mengandung. Penyebab lainnya antara lain, menjadi donor darah berulang atau kehilangan darah setelah operasi yang tidak digantikan dengan transfusi.

Penurunan produksi sel darah merah bisa terjadi dari defisiensi besi sekunder dari diet rendah besi seperti gangguan absorbsi besi, namun penyebab ini agak jarang dan seharusnya dievaluasi setelah menyingkirkan kehilangan darah untuk mencegah terlewatkannya keganasan gastro intestinal. Gangguan absorbsi besi yang menyebabkan

Page 207: Penerbit - erepo.unud.ac.id

192

Belum diketahui dengan pasti apakah komponen kehilangan darah juga mempengaruhi timbunya ADB pada penyakit celiac ini, namun komponen dari anemia penyakit kronik (inflamasi) ditemukan pada sejumlah individu dengan penyakit celiac. Pada sebuah penelitan terhadap pasien ADB, kegagalan terapi besi oral ditemukan pada semua pasien celiac disease dan 70% pasien dengan gastritis atropic autoimun atau infeksi helicobacter pylori.

Pasien gagal ginjal kronis dengan terapi eritropoietin stimulating agent sering mengalami defisiensi besi. Respon pasien terhadap terapi eritropoietin mungkin tidak secara langsung menyebabkan penurunan produksi besi, tapi sering terjadi penurunan kadar besi secara tidak langsung, dimana kebutuhan besi untuk memproduksi sel darah merah pada mereka yang mendapat terapi eritropoietin, tidak bisa dipenuhi dengan hanya memobilisasi cadangan besi pasien saja. Sebagai tambahan mereka yang menjalani cuci darah kehilangan 2 gram besinya setiap tahun dari pemeriksaan darah yang berulang dan kehilangan darah karena mesin hemodialisa.

Akhirnya, penghancuran sel darah merah haruslah dipertimbangkan, penyebab hancurnya sel darah merah meliputi hemolisis intravaskular, dengan disertai hemoglobinuria yang bermakna dan nokturnal paroksismal hemoglobinuria (hemosiderinuria). Pasien jantung dengan katup buatan mungkin mengalami penghancuran sel darah merah sekunder terhadap malfungsi katupnya. Perdarahan intravaskular dan hemosiderosis paru juga sebagai penyebab yang mungkin (Castro et al., 2010).

2. Pendekatan morfologiPendekatan morfologi, juga dikenal sebagai pendekatan hapusan darah tepi, hitung

jenis manual, atau morfologi sel darah merah. Seperti disebutkan diawal, pendekatan morfologi melihat hapusan sel darah merah untuk menentukan penyebab dari anemia. Contoh darah diperiksa di bawah mikroskop untuk menilai ukuran, bentuk dan warna dari sel darah merah tersebut. Pemeriksaan ini tidak untuk diagnosa, tapi dapat menentukan pemeriksaan lanjutan apa yang perlu dikerjakan.

Tiga parameter biasanya diukur alat ukur otomatis, mean corpuscular volume (MCV), mean corpuscular hemoglobin (MCH) dan mean corpuscular hemoglobin concentration (MCHC). MCV mengukur volume dari sel darah merah, normalnya berada diantara 80 – 100 femtoliters (FL). Anemia makrositik biasanya diindikasikan jika nilai MCV lebih besar dari 100 – 115 FL. Anemia makrositik biasanya terlihat pada defisiensi vitamin B 12 atau folat pada pasien dengan penyalahgunaan alkohol, gagal hati dan hipotiroidisme. Defisiensi folat dan B 12 bisa memberikan kontribusi pada menurunnya nilai hemoglobin, dan harus diterapi juga bahkan pada anemia defisiensi besi demi mencapai eritropoiesis yang efisien. MCH adalah ukuran dari kandungan hemoglobin pada tiap sel darah merah, normalnya sel darah merah mengandung 27,5 – 33,2 pg hemoglobin per selnya. Mikrositik anemia ditandai dengan nilai MCH yang kurang dari 27,5 pg per sel dan ini sering ditemukan pada ADB. Makrositik anemia ditandai dengan nilai MCH yang lebih dari 33,2 pg. MCHC adalah ukuran hemoglobin per dL sel darah merah, normalnya sekitar 34 gram Hb per cc sel darah merah. Nilai MCH dan MCHC biasanya saling terkait satu sama lain, misalnya terdapat kadar hemoglobin yang tinggi pada sel darah merah yang besar dibandingkan sel darah merah kecil (Castro et al., 2010).

Jika hapusan darah tepi menunjukkan nilai MCV, MCH dan MCHC dalam batas normal, anemia ini disebut anemia normositik. Ini artinya sel darah merah tersebut tidak

Page 208: Penerbit - erepo.unud.ac.id

193

besar tapi juga tidak kecil, dan pasien itu tidak mengalami defisiensi B 12, folat atau besi yang dapat mengganggu eritropoiesis. Alat ukur darah otomatis juga dapat mengukur red blood cell distribution width (RDW) Pengukuran ini jadi bermakna jika keduanya, mikrositik dan makrositik anemia ditemukan pada seorang pasien, tapi kelainan ini tidak tampak pada hapusan darah tepi karena rata-rata lebar sel darah merahnya menunjukkan nilai yang normal. Bagaimanapun, RDW akan menunjukkan angka yang besar, artinya distribusi sel darah merahnya menunjukkan rentang yang lebar. Ini berarti terdapat baik sel darah merah yang besar maupun yang kecil, menunjukkan adanya defisiensi folat dan vitamin B 12 serta defisiensi besi juga. Tanpa RDW, gambaran yang yang tampak mungkin dikira normositik dan adanya defisiensi mungkin terlewatkan.

3. Kinetika besi dan timbulnya anemia Kebanyakan orang dewasa memiliki setidaknya 3.000 mg (45 mg/Kg) besi elemental

dalam tubuh mereka. Wanita umumnya memiliki tingkat yang lebih rendah dibandingkan laki-laki karena para wanita kehilangan zat besi selama menstruasi, kehamilan dan menyusui. Dari total kandungan besi tubuh, sekitar dua pertiga terkandung dalam protein heme (sebagian besar tergabung dalam hemoglobin eritrosit) dan sepertiga lainnya dalam bentuk penyimpanan besi feritin atau hemosiderin. Untuk menjaga kecukupan pasokan zat besi untuk sintesis heme, 20mg zat besi didaur ulang setiap hari, dari sel darah merah yang sudah tua yang difagosit sistem RES dn besi dipergunakan untuk membentuk sel-sel baru dalam sumsum tulang (eritrosit). Besi dari sel-sel tua yang difagosit makrofag akan ditransfer ke protein transferin untuk dikirim ke sumsum tulang. Sekitar 1 – 2 mg/hari zat besi tambahan diperlukan untuk menyeimbangkan kehilangan besi melalui urin, keringat dan tinja. Hormon hepsidin mengatur homeostasis besi dengan mengikat feroportin sehingga pelepasan besi dari enterosit dan makrofag dapat dihambat. Jika asupan makanan tidak memadai untuk menggantikan 1 – 2 mg/hari kehilangan besi dan/atau mengganti kerugian tambahan akibat adanya perdarahan maka kekurangan zat besi akan berkembang (Kemma, 2008).

Penting untuk diketahui bahwa simpanan besi akan berkurang sebelum eritropoiesis yang kekurangan zat besi terjadi. Karena itu, parameter laboratorium yang terkait dengan menipisnya simpanan zat besi biasanya muncul mendahului timbulnya anemia. Dibutuhkan sekitar tiga tahun dengan diet kekurangan berat besi (kurang dari 1 – 2 mg/hari diet besi X 1000 hari) atau perdarahan lebih banyak dari dua liter (0,4mg besi elemental per ml darah utuh), maka kedua hal tersebut akan menyebabkan habisnya besi simpanan (biasanya sekitar 1 gram zat besi dalam bentuk ferritin dan hemosiderin) (Alleyne, 2008). Berkurangnya simpanan besi tercermin dalam darah penurunan kadar feritin dan penurunan transferin. Dengan habisnya simpanan besi, ketersediaan besi untuk dibawa transferin untuk sel prekursor eritroid akan menyebabkan produksi heme berkurang dan demikian pula produksi hemoglobin. Hal ini tercermin dari penurunan jumlah sel darah merah dan MCV (mean corpuscular volume). Jumlah sel darah merah biasanya sudah menjadi abnormal sebelum MCV, yang biasanya tetap dalam kisaran normal sampai kadar hemoglobin menurun mencapai sekitar 10 g/dl. Selain itu, variasi distribusi ukuran sel darah merah meningkat karena kecil sel-sel kecil akibat kekurangan besi bercampur dengan sel normositik. Tanpa terapi, produksi eritrosit tetap tidak memadai dan anemia berkembang. Tidak jarang banyak pasien dengan anemia kekurangan zat besi memiliki indeks sel darah merah yang normal karena jumlah sel darah merah menjadi abnormal

Page 209: Penerbit - erepo.unud.ac.id

194

sebelum adanya banyak perubahan dalam morfologi. Dalam kondisi seperti ini, tes yang lebih khusus untuk mengetahui status zat besi mungkin diperlukan untuk mengkonfirmasi diagnosis anemia defisiensi besi (Cook, 2005).

Patogenesis anemia defisiensi besiAnemia defisiensi besi disebabkan karena meningkatnya kebutuhan besi, kehilangan

besi yang berlebihan, penurunan asupan atau akibat gangguan absorpsi seperti pada tabel 7 di bawah.

¶ Kebutuhan yang meningkat

- Masa pertumbuhan pada anak-anak atau remaja - Hamil - Laktasi - Multiparitas - Paska melahirkan - Pengobatan dengan eritropoietin

¶ Kehilangan besi karena kelainan saluran cerna - Polip/ kanker pada saluran cerna perdarahan kronis - Ulkus peptikum, menstruasi - Penggunaan NSAID - Inflammatory bowel disease - Kolitis ulseratif - Parasit di intestinal - Lesi vaskuler: angiodisplasia - Water melon stomach

- Meckel’s diverticulum - Donor darah Gangguan saluran cerna yang mengakibatkan gangguan penyerapan - Celiac disease - Bacterial overgrowth - Whipple’s disease - Limfa ektasi - Gastrektomi parsial dan total - Atropi gaster - Reseksi gaster atau bypass Gangguan saluran kemih dan kandungan - Menoragia - Hematuria - Gagal ginjal kronik Hemolisis intravaskuler - Katup buatan dan miksoma jantung - Paroxysmal nocturnal hemoglobinuria - Pelari maraton - Donor multipel Masukan yang tidak adekuat - Diet tidak adekuat - Kelompok ekonomi lemah - Diet vegetarian - Alkoholisme - Orang tua - Penduduk dengan risiko tinggi Obat-obatan yang menurunkan asam lambung atau afinitas besi - Faktor makanan - Tanin - Fitat dalam serat - Kalsium dalam susu - Teh - Kopi

Tabel 7. Penyebab defisiensi besi dan anemia defisiensi besi (Aspuru et al., 2011).

Page 210: Penerbit - erepo.unud.ac.id

195

Telah umum diketahui bahwa penyebab tersering anemia defisiensi besi pada laki-laki dewasa dan wanita paska menopause adalah perdarahan saluran cerna. Menurut Adamson (2001) adanya anemia defisiensi besi pada laki-laki dewasa menunjukkan adanya perdarahan saluran cerna, sampai terbukti lain. Studi terhadap 100 penderita anemia defisiensi besi menemukan 62% penderita dengan lesi gastrointestinal, sebanyak 58% diantaranya ditemukan sumber perdarahannya di saluran cerna bagian atas. Dan penelitian kohort terhadap 69 penderita anemia defisiensi besi yang berumur > 50 tahun selama 39 bulan dimana dilakukan evaluasi saluran cerna dengan endoskopi, kolonoskopi dan biopsi usus halus, ternyata hanya dapat mengidentifikasi penyebab anemia defisiensi besi sebanyak 60-90% saja. Banyak yang menyatakan bahwa penyebab anemia defisiensi besi pada wanita premenopause adalah karena kelainan menstruasi, tetapi ternyata hanya 12% dari 186 wanita premenopause yang diteliti ditemukan adanya kelainan di saluran cerna. Sehingga disarankan untuk tidak hanya memikirkan kelainan menstruasi saja sebagai penyebab anemia defisiensi besi pada wanita-wanita premenopause (Bini et al., 1998).

Kebutuhan besi laki-laki dewasa sangat rendah yaitu kira-kira 1 mg/hari dari diet untuk menjaga kesiembangan besi normal, sehingga defisiensi besi pada laki-laki dewasa sangat jarang disebabkan diet saja. Sekitar 5 – 10% penderita ADB dengan penyebab yang diduga berasal dari saluran cerna tidak ditemukan kelainannya setelah endoskopi dan kolonoskopi dikerjakan. Penjelasan yang mungkin adalah karena terlewatkannya kelainan. Hal ini terbukti pada pemeriksaan ulangan sekitar 25% ditemukan adanya lesi pada saluran cerna bagian atas. Beberapa kelainan yang jarang sangat sukar untuk diidentifikasi seperti lesi Cameron pada hernia hiatus, watermelon stomach. Demikian pula lesi penting kadang terlewatkan pada pemeriksaan kolonoskopi. Lesi pada usus halus terdeteksi sekitar 75% pada kasus dengan endoskopi dan kolonoskopi negatif, sehingga direkomendasikan untuk pemeriksaan usus halus pada kasus ADB yang persisten atau rekuren tetapi hasil endoskopi dan kolonoskopinya negatif ( Rockey, 2005). Penyebab ADB yang sangat jarang dan sukar diidentifikasi bervariasi tergantung umur penderita. Pada penderita muda dengan umur < 40 tahun penyebabnya antara lain termasuk tumor usus halus (limfoma, karsinoid, poliposis), divertikulum Meckel dan penyakit Crohn. Pada pasien dengan > 40 tahun sangat mungkin disebabkan kelainan vaskuler dan

¶ Kebutuhan yang meningkat

- Masa pertumbuhan pada anak-anak atau remaja - Hamil - Laktasi - Multiparitas - Paska melahirkan - Pengobatan dengan eritropoietin

¶ Kehilangan besi karena kelainan saluran cerna - Polip/ kanker pada saluran cerna perdarahan kronis - Ulkus peptikum, menstruasi - Penggunaan NSAID - Inflammatory bowel disease - Kolitis ulseratif - Parasit di intestinal - Lesi vaskuler: angiodisplasia - Water melon stomach

- Meckel’s diverticulum - Donor darah Gangguan saluran cerna yang mengakibatkan gangguan penyerapan - Celiac disease - Bacterial overgrowth - Whipple’s disease - Limfa ektasi - Gastrektomi parsial dan total - Atropi gaster - Reseksi gaster atau bypass Gangguan saluran kemih dan kandungan - Menoragia - Hematuria - Gagal ginjal kronik Hemolisis intravaskuler - Katup buatan dan miksoma jantung - Paroxysmal nocturnal hemoglobinuria - Pelari maraton - Donor multipel Masukan yang tidak adekuat - Diet tidak adekuat - Kelompok ekonomi lemah - Diet vegetarian - Alkoholisme - Orang tua - Penduduk dengan risiko tinggi Obat-obatan yang menurunkan asam lambung atau afinitas besi - Faktor makanan - Tanin - Fitat dalam serat - Kalsium dalam susu - Teh - Kopi

Page 211: Penerbit - erepo.unud.ac.id

196

kelainan usus halus yang disebabkan obat NSAID. Penyebab yang jarang lainnya seperti hemobilia, pankreatitis nekrotising, fistula enteroaortik (Raju et al., 2007). Akan tetapi walaupun sudah dilakukan pemeriksaan saluran carna yang berulang dan dengan seksama tetap pada beberapa kasus tidak ditemukan kelainan sebagai penyebab ADB (Rockey, 2005).

Pendekatan diagnosis anemia defisiensi besi1. Riwayat penyakit

Pasien harus dianamnesa berdasarkan semua riwayat penyakit yang terkait anemia seperti perdarahan saluran cerna, artritis rhematoid atau kondisi ginjal. Mereka juga harus ditanyakan untuk mengetahui jika anemianya akut, sub akut atau jangka panjang. Riwayat transfusi di masa lalu, penyakit hati, anggota keluarga yang mendapat suplemen besi, suplemen herbal, dan paparan bahan kimia toksik bisa menjadi petunjuk status besi pasien.

Onset anemia yang baru hampir selalu merupakan anemia yang didapat, sekunder dari kehilangan darah, riwayat masuk rumah sakit dan sebagainya. Riwayat medis bisa mengungkapkan hal-hal seperti perdarahan saluran cerna bagian atas akibat penggunaan NSAID atau alkohol. Dilain pihak, anemia yang diderita dalam jangka panjang seringkali terkait dengan adanya riwayat anemia dalam keluarga seperti hemoglobinopati atau serositosis herediter atau kondisi kronik lainnya seperti insufisiensi ginjal. Riwayat sosisal pasien seperti etnik dan negara asal pasien mungkin mengindikasikan talasemia atau hemoglobinopati lain yang biasa ditemukan pada pasien dari Mediteranian, Timur Tengah, Sub-Sahara Afrika dan Asia Tenggara.

2. Pemeriksaan fisikSaat memeriksa pasien, lihat tanda-tanda dari organ atau multi sistem yang terlibat.

Anemia berat yang mengakibatkan hipoxia, mungkin menyebabakan gejala seperti takikardia, dispnea, demam atau postural hipotensi. Juga lihat ada atau tidak adanya limfadenopati, hepatosplenomegali dan nyeri tulang khususnya di sternum. Nyeri tulang mungkin karena ekspansi yang signifikan dari sumsum tulang karena penyakit infiltratif seperti pada lekemia mieloid kronik atau lesi litik seperti pada mieloma multiple atau metastase kanker yang mungkin menekan sumsum tulang sehingga akan menekan eritropoiesis. Feses harus diperiksa untuk menemukan adanya darah samar. Diagnosis anemia defisiensi besi yang akurat memerlukan beberapa pemeriksaan laboratorium antara lain besi serum, TIBC, kadar feritin serum dan pengamatan langsung cadangan besi di sumsum tulang (Hillman dan Ault, 2002). Ada 3 komponen yang harus dibuktikan untuk menegakkan anemia defisiensi besi, yaitu: (1) adanya anemia, (2) adanya defisiensi besi dan, (3) adanya faktor penyebab defisiensi besi.

3. Pemeriksaan laboratoriumAnemia ditentukan baik secara klinis maupun laboratorium. Gejala umum anemia

yang sering ditemukan antara lain lemah, lesu, berdebar, mata berkunang, telinga mendenging dan penurunan kapasitas kerja. Sedangkan secara laboratorium umumnya diukur kadar hemoglobin dan hematokrit. Kriteria anemia yang dipakai secara luas termasuk di Indonesia adalah yang ditetapkan WHO tahun 1968. Menurut kriteria WHO tersebut seseorang dianggap menderita anemia jika anak berumur 6 bulan – 5 tahun kadar

Page 212: Penerbit - erepo.unud.ac.id

197

Hb < 11 g/dl, anak 6 – 14 tahun kadar Hb < 12 g/dl dan laki-laki dewasa Hb < 13 g/dl. Tetapi untuk alasan praktis maka kriteria anemia di klinik (di rumah sakit atau praktek klinik) pada umumnya yang disepakati adalah: (1) Hb < 10 g/dl, (2) hematokrit < 30%, dan (3) jumlah eritrosit < 2,8 juta/mm3.

Beberapa parameter yang bisa dipakai untuk menilai adanya defisiensi besi yaitu:

3.1. Indeks eritrosit dan hapusan darah tepi. Anisositosis, perubahan morfologi eritrosit yang pertama terjadi pada anemia

defisiensi besi. Dengan makin memberatnya defisiensi besi, indeks eritrosit seperti mean corpuscular volume (MCV), mean corpuscular hemoglobin (MCH) dan mean corpuscular hemoglobin concentration (MCHC) akan menurun. Besaran angka MCV dengan prediksi kemungkinan adanya ADB dapat dilihat pada tabel 8 di bawah. Sehingga pada hapusan darah tepi akan dijumpai gambaran eritrosit yang hipokromik mikrositer dan berbagai bentuk dan ukuran sel (anisocytosis dan poikilocytosis), yang menunjukkan adanya peningkatan eritropoesis yang tidak efektif sebagai respon terhadap rangsangan eritropoietin yang meningkat. Bila ditemukan adanya cigar cells atau pencil cells dapat dipastikan suatu anemia defisiensi besi (Hillman dan Ault, 2002). Distribusi sel darah merah (RDW = red cell distribution width) juga merupakan indikator yang sensitif untuk ADB, dimana peningkatan RDW menunjukkan heterogenitas ukuran volume sel darah merah dan pada pemeriksaan darah tepi akan sesuai dengan temuan anisositosis. Angka RDW yang meningkat bermakna dapat dipakai untuk mendiagnosis ADB dengan sensitivitas 81% dan spesifisitas 53,4%. RDW didapatkan berbanding terbalik dengan kadar hemoglobin pada ADB. Peningkatan angka RDW yang besar setelah pemberian tablet besi akan membantu mengkonfirmasi diagnosis ADB.

198

Peningkatan angka RDW yang besar setelah pemberian tablet besi akan membantu mengkonfirmasi diagnosis ADB.

Tabel 8. Beberapa parameter laboratorium ADB dengan rasio kemungkinan (Killip et al., 2007)

Dewasa dengan anemia* Dewasa lebih tua dari 65 tahun Tes Rasio

kemungkinanTes Rasio

kemungkinanMean corpuscular volume Mean corpuscular volume Kurang dari 70 ɛm3 (70 fL)

12,5 Kurang dari 75 ɛm3 8,82

70 sampai 74 ɛm3 (74 fL) 3,3 75 sampai 85 ɛm3 1,35 75sampai 79 ɛm3 (75 sampai 79 fL)

1,0 86 sampai 91 ɛm3 (86 sampai 91 fL)

0,64

80sampai 84 ɛm3 (80 sampai 84 fL)

0,91 92 sampai 95 ɛm3 (92 sampai 95 fL)

0,34

85sampai 89 ɛm3 (85 sampai 89 fL)

0,76 Lebih dari 95 fL 0,11

90 ɛm3 (90 fL) atau lebih 0,29

Feritin Feritin Kurang dari 15 ng per mL (15 mcg per L)

51,8 Kurang dari 19 ng per mL (19 mcg per L)

41,0

15 sampai 24 ng per mL (15 sampai 24 mcg per L )

8,8 19 sampai 45 ng per mL (19 sampai 45 mcg per L)

3,1

25 sampai 34 ng per mL (25 sampai 34 mcg per L )

2,5 46 sampai 100 ng per mL (46 sampai 100 mcg per L)

0,46

35 sampai 44 ng per mL (35 sampai 44 mcg per L )

1,8 Lebih dari 100 ng per mL 0,13

45 sampai 100 ng per mL (45 sampai 100 mcg per L )

0,54

Lebih dari 100 ng per mL 0,08

Saturasi transferin Saturasi transferin Kurang dari 5 persen 10,5 Kurang dari 5 persen 16,51 5 sampai 9 persen 2,5 5 sampai 8 persen 1,43 10 sampai 19 persen 0,81 Lebih dari 8 sampai 21

persen 0,57

20 sampai 29 persen 0,52 Lebih dari 21 persen 0,28 30 sampai 49 persen 0,43 50 persen atau lebih 0,15 *Hemoglobin kurang dari 13 g per dL [130 g per L] untuk laki-laki dan kurang dari 12 g per dL [120 g per L] untuk wanita

3.2. Besi serum, TIBC dan saturasi transferin (ST)

Besi serum menunjukkan jumlah besi yang diikat transferin. Kadarnya pada

orang normal 50 – 150 ug/dl. Bila kadar besi serum di bawah 50 ug/dl, sistim eritroid

Tabel 8. Beberapa parameter laboratorium ADB dengan rasio kemungkinan (Killip et al., 2007)

Page 213: Penerbit - erepo.unud.ac.id

198

3.2. Besi serum, TIBC dan saturasi transferin (ST)Besi serum menunjukkan jumlah besi yang diikat transferin. Kadarnya pada orang

normal 50 – 150 ug/dl. Bila kadar besi serum di bawah 50 ug/dl, sistim eritroid sumsum tulang tidak bisa meningkatkan produksinya di atas nilai basal. Kadar besi serum 10 – 15 gr/dl khas untuk defisiensi besi. Keterbatasan besi serum ini adalah karena nilainya yang bervariasi akibat pengaruh fisiologis dan patologis, maupun karena tehnik pemeriksaan. Besi serum juga mengalami variasi diurnal yaitu menurun pada sore dan malam hari dan meningkat pada pagi hari, juga menurun pada saat menstruasi, inflamasi akut maupun kronis, atau pada keganasan (Hillman dan Ault, 2002).

Saturasi transferin < 16% terutama jika disertai TIBC yang meningkat khas untuk defisiensi besi. Transferin adalah protein transpor utama yang mengikat dengan kuat 1 atau 2 molekul ferri (Fe3+) dan membawanya ke seluruh tubuh dalam plasma. Sebagian besar transferin diproduksi di hati. Total iron binding capacity (TIBC) dari transferin mengukur jumlah total dari besi yang bisa diikat di darah dan dibawa ke sumsum tulang, yang akan tergabung dengan membentuk hemoglobin, atau disimpan sebagian besar sebagai feritin. Ini bisa diukur secara langsung menggunakan metoda pengikatan besi. Teknik ini mengukur kapasitas pengikatan besi per desiliter plasma. TIBC juga bisa dikalkulasi dengan mengalikan hasil dari metode imunologi atau kimia dengan faktor konversi. TIBC (micro g Fe/dL) = Tf (mg protein/dL) x faktor konversi. Faktor konversi ini berkisar antara 1,40 – 1,49 (Castro et al., 2010).

3.3. Protoporfirin eritrosit Pengukuran protoporfirin bebas dalam eritrosit bisa juga digunakan untuk

mendeteksi defisiensi besi. Senyawa protoporfirin yang terdiri dari 4 senyawa pirol akan berikatan dengan besi membentuk heme dengan bantuan enzim heme synthetase. Sehingga pada keadaan-keadaan dengan kelainan sintesis heme termasuk defisiensi besi, kadar

198

Peningkatan angka RDW yang besar setelah pemberian tablet besi akan membantu mengkonfirmasi diagnosis ADB.

Tabel 8. Beberapa parameter laboratorium ADB dengan rasio kemungkinan (Killip et al., 2007)

Dewasa dengan anemia* Dewasa lebih tua dari 65 tahun Tes Rasio

kemungkinanTes Rasio

kemungkinanMean corpuscular volume Mean corpuscular volume Kurang dari 70 ɛm3 (70 fL)

12,5 Kurang dari 75 ɛm3 8,82

70 sampai 74 ɛm3 (74 fL) 3,3 75 sampai 85 ɛm3 1,35 75sampai 79 ɛm3 (75 sampai 79 fL)

1,0 86 sampai 91 ɛm3 (86 sampai 91 fL)

0,64

80sampai 84 ɛm3 (80 sampai 84 fL)

0,91 92 sampai 95 ɛm3 (92 sampai 95 fL)

0,34

85sampai 89 ɛm3 (85 sampai 89 fL)

0,76 Lebih dari 95 fL 0,11

90 ɛm3 (90 fL) atau lebih 0,29

Feritin Feritin Kurang dari 15 ng per mL (15 mcg per L)

51,8 Kurang dari 19 ng per mL (19 mcg per L)

41,0

15 sampai 24 ng per mL (15 sampai 24 mcg per L )

8,8 19 sampai 45 ng per mL (19 sampai 45 mcg per L)

3,1

25 sampai 34 ng per mL (25 sampai 34 mcg per L )

2,5 46 sampai 100 ng per mL (46 sampai 100 mcg per L)

0,46

35 sampai 44 ng per mL (35 sampai 44 mcg per L )

1,8 Lebih dari 100 ng per mL 0,13

45 sampai 100 ng per mL (45 sampai 100 mcg per L )

0,54

Lebih dari 100 ng per mL 0,08

Saturasi transferin Saturasi transferin Kurang dari 5 persen 10,5 Kurang dari 5 persen 16,51 5 sampai 9 persen 2,5 5 sampai 8 persen 1,43 10 sampai 19 persen 0,81 Lebih dari 8 sampai 21

persen 0,57

20 sampai 29 persen 0,52 Lebih dari 21 persen 0,28 30 sampai 49 persen 0,43 50 persen atau lebih 0,15 *Hemoglobin kurang dari 13 g per dL [130 g per L] untuk laki-laki dan kurang dari 12 g per dL [120 g per L] untuk wanita

3.2. Besi serum, TIBC dan saturasi transferin (ST)

Besi serum menunjukkan jumlah besi yang diikat transferin. Kadarnya pada

orang normal 50 – 150 ug/dl. Bila kadar besi serum di bawah 50 ug/dl, sistim eritroid

198

Peningkatan angka RDW yang besar setelah pemberian tablet besi akan membantu mengkonfirmasi diagnosis ADB.

Tabel 8. Beberapa parameter laboratorium ADB dengan rasio kemungkinan (Killip et al., 2007)

Dewasa dengan anemia* Dewasa lebih tua dari 65 tahun Tes Rasio

kemungkinanTes Rasio

kemungkinanMean corpuscular volume Mean corpuscular volume Kurang dari 70 ɛm3 (70 fL)

12,5 Kurang dari 75 ɛm3 8,82

70 sampai 74 ɛm3 (74 fL) 3,3 75 sampai 85 ɛm3 1,35 75sampai 79 ɛm3 (75 sampai 79 fL)

1,0 86 sampai 91 ɛm3 (86 sampai 91 fL)

0,64

80sampai 84 ɛm3 (80 sampai 84 fL)

0,91 92 sampai 95 ɛm3 (92 sampai 95 fL)

0,34

85sampai 89 ɛm3 (85 sampai 89 fL)

0,76 Lebih dari 95 fL 0,11

90 ɛm3 (90 fL) atau lebih 0,29

Feritin Feritin Kurang dari 15 ng per mL (15 mcg per L)

51,8 Kurang dari 19 ng per mL (19 mcg per L)

41,0

15 sampai 24 ng per mL (15 sampai 24 mcg per L )

8,8 19 sampai 45 ng per mL (19 sampai 45 mcg per L)

3,1

25 sampai 34 ng per mL (25 sampai 34 mcg per L )

2,5 46 sampai 100 ng per mL (46 sampai 100 mcg per L)

0,46

35 sampai 44 ng per mL (35 sampai 44 mcg per L )

1,8 Lebih dari 100 ng per mL 0,13

45 sampai 100 ng per mL (45 sampai 100 mcg per L )

0,54

Lebih dari 100 ng per mL 0,08

Saturasi transferin Saturasi transferin Kurang dari 5 persen 10,5 Kurang dari 5 persen 16,51 5 sampai 9 persen 2,5 5 sampai 8 persen 1,43 10 sampai 19 persen 0,81 Lebih dari 8 sampai 21

persen 0,57

20 sampai 29 persen 0,52 Lebih dari 21 persen 0,28 30 sampai 49 persen 0,43 50 persen atau lebih 0,15 *Hemoglobin kurang dari 13 g per dL [130 g per L] untuk laki-laki dan kurang dari 12 g per dL [120 g per L] untuk wanita

3.2. Besi serum, TIBC dan saturasi transferin (ST)

Besi serum menunjukkan jumlah besi yang diikat transferin. Kadarnya pada

orang normal 50 – 150 ug/dl. Bila kadar besi serum di bawah 50 ug/dl, sistim eritroid

Page 214: Penerbit - erepo.unud.ac.id

199

protoporfirin bebas akan meningkat karena terjadi ketidakseimbangan antara asupan besi dengan produksi protoporfirin mitokondria. Kadar protoporfirin normal rata-rata 30 ug/dl dan kadarnya meningkat dengan cepat > 100 ug/dl pada anemia defisiensi besi (Hillman dan Ault, 2002). Pemeriksaan protoporfirin bebas untuk mendeteksi defisiensi besi sensitifitasnya rendah, yaitu hanya 61% dengan spesifisitas 95%. Pemeriksaan protoforfirin seng (zinc protoporphyrin) juga merupakan salah satu pemeriksaan untuk diagnosis ADB. Seng akan diserap dalam jumlah yang banyak karena terjadi peningkatan ekspresi DMT1, dan seng ini akan digabungkan dengan protoporfirin yang akan membentuk cincin protoporfirn, sehingga terjadi peningkatan protoprofirn seng pada ADB. Pemeriksaan ini cukup sensitif tapi tidak spesifik karena pemeriksaan seng protoporfirn meningkat juga pada inflamasi, keracunan timbal, APK dan hemoglobinopati (Zimmermann, 2008).

3.4. Reseptor transferinPemeriksaan reseptor transferin serum mulai dikenalkan sebagai alat diagnosis

defisiensi besi non-invasive yang sensitifitasnya tinggi. Semua sel memiliki reseptor transferin pada permukaannya yang akan menangkap kompleks transferin besi (Andrews, 1999). Reseptor transferin serum cerminan dari reseptor sel yang sintesisnya akan sangat meningkat pada defisiensi besi. Kadar reseptor transferin serum selain meningkat pada anemia defisiensi besi juga meningkat pada anemia dengan peningkatan eritropoesis seperti anemia megaloblastik, thalassemia, anemia sel sickle dan anemia hemolitik otoimun, tetapi kadar reseptor transferin serum ini tidak dipengaruhi inflamasi akut ataupun kronik. Bila hemolisis dan megaloblastosis bisa disingkirkan, pemeriksaan reseptor transferin bermanfaat untuk mendiagnosis defisiensi besi dengan senstifitas 92% dan spesifisitas 84% (Mast, 2001), tetapi bila dikombinasi dengan pemeriksaan feritin, nilai sensitifitas dan spesifisitasnya menjadi lebih tinggi. Dengan pemeriksaan ELISA kadar normal reseptor transferin 5-9 ug/L (Hillman dan Ault, 2002). Pemeriksaan reseptor transferin belum dilakukan standarisasi sehinggga menhambat penggunanannya di klinik (Wish, 2006).

3.5. Serum feritinKelebihan besi yang tidak dimanfaatkan lagi sel akan diikat apoferitin menjadi

kompleks besi simpanan yang disebut dengan feritin (Adamson, 2001). Feritin terutama ditemukan di intraseluler yang disintesis ribosom bebas, dan sebagian kecil ditemukan pula di dalam plasma yang disintesis retikulum endoplasma. Feritin serum tersebut berada dalam keseimbangan dengan besi simpanan tubuh dan telah terbukti mempunyai korelasi diantara keduanya. Sehingga pemeriksaan feritin serum digunakan untuk mengevaluasi cadangan besi tubuh total karena memberikan estimasi yang paling sesuai (Goddard, 2000). Pada kadar feritin antara 15-500 ug/L, tiap 1 ug/L sebanding dengan kira-kira 8 – 10 mg cadangan besi. Disamping lebih kuantitatif, feritin serum juga lebih dapat diterima penderita karena tidak invasive.

Nilai normal feritin bervariasi sesuai umur dan jenis kelamin. Laki-laki umumnya lebih tinggi nilainya dibandingkan wanita, tetapi setelah menopause nilainya meningkat mendekati nilai laki-laki dewasa (Adamson, 2001). Penyimpanan besi tergantung dari umur, jenis kelamin, tingkat pertumbuhan dan keseimbangan antara absorpsi dan kehilangan besi. Terdapat hubungan kuantitas langsung antara konsentrasi serum feritin dan jumlah cadangan/penyimpanan besi. Serum feritin diukur secara klinis di plasma

Page 215: Penerbit - erepo.unud.ac.id

200

menggunakan apoferitin, suatu molekul yang tidak mengandung besi. Serum feritin kemudian diasumsikan sebesar 1 ng per mL apoferitin di plasma. Setiap ng feritin mengandung 10 mg besi. Karenanya, pria dewasa dengan plasma feritin 50 ng/ml memiliki simpanan besi sekitar 500 mg. Rentang normal serum feritin berkisar antara 20 – 300 ng/mL. Serum feritin juga bertindak sebagai reaktan fase akut. Pada keadaan infeksi atau inflamasi, serum feritin biasanya mengalami peningkatan palsu. Pada kondisi tidak ada infeksi atau inflamasi, maka kadar feritin yang tinggi mencerminkan adanya kelebihan besi.

Titik pemilah feritin untuk menyatakan defisiensi besi berbeda-beda diantara para penulis. Seorang penderita defisiensi besi tanpa komplikasi nilai feritin serumnya rata-rata 3 – 6 ug/L sangat jarang > 12 ug/L, bahkan Forley dan Foland (1990) menyatakan pada kadar feritin serum < 12 ng/L menunjukkan cadangan besi tubuh sudah habis, sedangkan Adamson (2001) menggunakan kadar feritin serum < 15 ug/L untuk menyatakan cadangan besi tubuh sudah habis. Tetapi menurut Hillman dan Ault (2002) bila simpanan besi sudah habis feritin serum akan menurun mencapai kadar < 15 – 20 ug/L dan Mast (2001) mendapatkan sensitfitas 25% dan spesifisitas 98%, tetapi sensitifitas dan spesifisitasnya menjadi 92% dan 98% bila nilai pemilahnya ≤ 30 ug/L. Rasio kemungkinan (RK) adalah kemungkinan untuk menderita penyakit dengan menggabungkan nilai sensitivitas dan spesifisitas. Tabel 9 di bawah menggambarkan beberapa angka RK berdasarkan kadar feritin serum yang berbeda.

Tabel 9. Rasio kemungkinan untuk diagnosis ADB berdasarkan kadar feritin (Guyatt et al., 1992)

201

Tabel 9. Rasio kemungkinan untuk diagnosis ADB berdasarkan kadar feritin (Guyatt et al., 1992) Feritin serum RK 95% CI >100 ug/l 0,08 0,07- 0,09 45< 100 ug/l 0,54 0,48- 0,60 35< 45 ug/l 1,83 1,47- 2,19 25< 35 ug/l 2,54 2,11- 2,97 15< 25 ug/l 8,83 7,22-10,44 < 15 ug/l 51,85 41,53-62,27 RK, Rasio kemungkinan; CI, confidence interval

Kelemahan pemeriksaan feritin ini adalah karena feritin merupakan salah satu protein fase akut yang kadarnya akan segera meningkat sebagai respon tubuh yang tidak spesifik terhadap pengaruh sistemik dari infeksi, inflamasi, penyakit hati dan kaganasan. Pada penyakit hati feritin serum meningkat karena terjadi gangguan klirens dan akibat pelepasan feritin dari sel-sel hati yang mengalami kerusakan. Peningkatan feritin serum yang tidak tepat pada keganasan terutama keganasan hematologi, terjadi karena sintesis langsung sel-sel ganas tersebut, pengaruh reaksi inflamasi, pelepasan dari sel-sel yang rusak terutama setelah menjalani kemoterapi, atau akibat terjadinya gangguan fungsi hati sehingga klirens feritin terganggu. Untuk daerah-daerah tropis seperti di Indonesia defisiensi besi sering disertai dengan faktor-faktor pengganggu yang dapat menaikkan kadar feritin serum tersebut, sehingga pada keadaan-keadaan demikian walaupun terdapat defisiensi besi nilai feritin bisa normal, atau nilainya dibawah 50 – 60 ug/L atau bahkan 100 ug/L. Sehingga Guyatt et al. (1992) menganjurkan untuk daerah-daerah tropik menggunakan titik pemilah feritin serum < 15 ug/L.

3.6. Cadangan besi sumsum tulang Pengecatan besi dari aspirasi sumsum tulang dengan pengecatan Prussian blue

atau Pearls’stain merupakan langkah diagnostik untuk memastikan cadangan besi tubuh. Tidak ditemukannya besi yang tercat (hemosiderin) di sitoplasma sel-sel retikuloendotelial memastikan diagnosis defisiensi besi tanpa memerlukan tes laboratorium yang lain. Pengecatan besi sumsum tulang dievaluasi dengan menggunakan skala gradasi 0 – +4 yang telah terbukti mempunyai korelasi (tabel dibawah) dengan jumlah besi yang tersedia untuk eritropoesis. Pengecatan besi sumsum tulang dengan Prussian blue dapat juga memberikan informasi tentang asupan besi untuk prekursor eritroid. Normalnya 40-60% prekursor sel darah merah yang sedang berkembang memiliki granula besi yang terlihat di sitoplasmanya (sideroblas) yang menunjukkan kelebihan besi yang tidak dipakai. Jumlah sideroblas sumsum tulang menurun dengan cepat bila asupan besi ke sumsum tulang menurun (Adamson, 2001).

Pada sumsum tulang normal gradasinya dari +1 sampai +3. Beberapa penulis ada yang menggunakan gradasi 0 sampai +6 seperti pada tabel 10 di bawah (Gale et al., 1963).

RK, Rasio kemungkinan; CI, confidence interval

Kelemahan pemeriksaan feritin ini adalah karena feritin merupakan salah satu protein fase akut yang kadarnya akan segera meningkat sebagai respon tubuh yang tidak spesifik terhadap pengaruh sistemik dari infeksi, inflamasi, penyakit hati dan kaganasan. Pada penyakit hati feritin serum meningkat karena terjadi gangguan klirens dan akibat pelepasan feritin dari sel-sel hati yang mengalami kerusakan. Peningkatan feritin serum yang tidak tepat pada keganasan terutama keganasan hematologi, terjadi karena sintesis langsung sel-sel ganas tersebut, pengaruh reaksi inflamasi, pelepasan dari sel-sel yang rusak terutama setelah menjalani kemoterapi, atau akibat terjadinya gangguan fungsi hati sehingga klirens feritin terganggu. Untuk daerah-daerah tropis seperti di Indonesia defisiensi besi sering disertai dengan faktor-faktor pengganggu yang dapat menaikkan kadar feritin serum tersebut, sehingga pada keadaan-keadaan demikian walaupun terdapat defisiensi besi nilai feritin bisa normal, atau nilainya dibawah 50 – 60 ug/L atau bahkan 100 ug/L. Sehingga Guyatt et al. (1992) menganjurkan untuk daerah-daerah tropik menggunakan titik pemilah feritin serum < 15 ug/L.

Page 216: Penerbit - erepo.unud.ac.id

201

3.6. Cadangan besi sumsum tulangPengecatan besi dari aspirasi sumsum tulang dengan pengecatan Prussian blue atau

Pearls’stain merupakan langkah diagnostik untuk memastikan cadangan besi tubuh. Tidak ditemukannya besi yang tercat (hemosiderin) di sitoplasma sel-sel retikuloendotelial memastikan diagnosis defisiensi besi tanpa memerlukan tes laboratorium yang lain. Pengecatan besi sumsum tulang dievaluasi dengan menggunakan skala gradasi 0 – +4 yang telah terbukti mempunyai korelasi (tabel dibawah) dengan jumlah besi yang tersedia untuk eritropoesis. Pengecatan besi sumsum tulang dengan Prussian blue dapat juga memberikan informasi tentang asupan besi untuk prekursor eritroid. Normalnya 40-60% prekursor sel darah merah yang sedang berkembang memiliki granula besi yang terlihat di sitoplasmanya (sideroblas) yang menunjukkan kelebihan besi yang tidak dipakai. Jumlah sideroblas sumsum tulang menurun dengan cepat bila asupan besi ke sumsum tulang menurun (Adamson, 2001).

Pada sumsum tulang normal gradasinya dari +1 sampai +3. Beberapa penulis ada yang menggunakan gradasi 0 sampai +6 seperti pada tabel 10 di bawah (Gale et al., 1963).

202

Tabel 10. Kriteria gradasi pengecatan besi dari aspirasi sumsum tulang (Gale et al., 1963) Gradasi (ug/g) Kriteria

0 (42 + 23) Tidak ditemukan granula besi +1 (130+50) Granula partikel besi kecil pada sel-sel retikulum, menggunakan

oli imersi +2 (223+75) Granula besi kecil-kecil beberapa terlihat dengan lensa kekuatan

rendah +3 (406+131) Banyak granula besi kecil-kecil pada semua partikel sumsum

tulang +4 (762+247) Granula lebih banyak/besar dengan kecendrungan menumpuk di

dalam rumpun/kelompok +5 (1618+464) Padat, kelompok besar +6 (3681+1400) Kelompok besar dan besi ekstraseluler, sehingga mengaburkan

detail sumsum tulang Pengukuran status besi tubuh secara tidak langsung di satu sisi memiliki keuntungan

karena lebih mudah dan lebih nyaman serta lebih bisa diterima penderita, tetapi di sisi lain masing-masing memiliki kekurangan dalam hal sensitifitas dan spesifisitas, sehingga dianjurkan untuk menggunakan lebih dari satu kombinasi parameter yang ada seperti terlihat pada tabel 11 di bawah untuk meningkatkan akurasinya. Tabel 11. Pemeriksaan laboratorium pada ADB (Hilman dan Ault., 2002)

Deplesi Cadangan Besi

Eritropoesis kurang besi Anemia defisiensi besi

Hemoglobin

Normal Penurunan ringan Penurunan bermakna (mikrositik/hipokromik)

Cadangan besi S I (µg/dL) TIBC (µg/dL) Saturasi (%) Feritin (µg/L) Sideroblas (%) Protoporfirin (µg/dL RBC)

<100 mg (0-1 +) Normal

360 –390 20-30 <20

40-60 30

0 <60

>390 <15 <12 <10

>100

0 <40 >410 <10 <12 <10 >200

4. Gejala klinik anemia defisiensi besi

Gejala klinik anemia defisiensi sangat bervariasi tergantung berat ringannya dan

lama tidaknya penyakit tersebut diderita. Tidak jarang pasien dengan ADB yang ringan biasanya asimtomatik. Secara umum presentasi klinik ADB dapat dibagi menjadi gejala umum anemia (sindrom anemia) seperti lemah, mata berkunang, telinga mendenging, dan lain-lain, yang timbul secara perlahan-lahan, gejala khas akibat defisiensi besi antara lain disfagia, stomatitis angularis, dan kuku sendok (koilonychia) dan gejala penyakit dasar yang menyebabkan anemia defisiensi besi seperti gejala penyakit cacing tambang, gejala kanker kolon dan lain-lain. Apabila anemia bertambah berat, keluhan yang timbul biasanya tidak spesifik antara lain fatigue, pucat, dan sesak pada saat aktivitas. Pada pemeriksaan fisik akan ditemukan takikardia, konjungtiva pucat,

Tabel 10. Kriteria gradasi pengecatan besi dari aspirasi sumsum tulang (Gale et al., 1963)

202

Tabel 10. Kriteria gradasi pengecatan besi dari aspirasi sumsum tulang (Gale et al., 1963) Gradasi (ug/g) Kriteria

0 (42 + 23) Tidak ditemukan granula besi +1 (130+50) Granula partikel besi kecil pada sel-sel retikulum, menggunakan

oli imersi +2 (223+75) Granula besi kecil-kecil beberapa terlihat dengan lensa kekuatan

rendah +3 (406+131) Banyak granula besi kecil-kecil pada semua partikel sumsum

tulang +4 (762+247) Granula lebih banyak/besar dengan kecendrungan menumpuk di

dalam rumpun/kelompok +5 (1618+464) Padat, kelompok besar +6 (3681+1400) Kelompok besar dan besi ekstraseluler, sehingga mengaburkan

detail sumsum tulang Pengukuran status besi tubuh secara tidak langsung di satu sisi memiliki keuntungan

karena lebih mudah dan lebih nyaman serta lebih bisa diterima penderita, tetapi di sisi lain masing-masing memiliki kekurangan dalam hal sensitifitas dan spesifisitas, sehingga dianjurkan untuk menggunakan lebih dari satu kombinasi parameter yang ada seperti terlihat pada tabel 11 di bawah untuk meningkatkan akurasinya. Tabel 11. Pemeriksaan laboratorium pada ADB (Hilman dan Ault., 2002)

Deplesi Cadangan Besi

Eritropoesis kurang besi Anemia defisiensi besi

Hemoglobin

Normal Penurunan ringan Penurunan bermakna (mikrositik/hipokromik)

Cadangan besi S I (µg/dL) TIBC (µg/dL) Saturasi (%) Feritin (µg/L) Sideroblas (%) Protoporfirin (µg/dL RBC)

<100 mg (0-1 +) Normal

360 –390 20-30 <20

40-60 30

0 <60

>390 <15 <12 <10

>100

0 <40 >410 <10 <12 <10 >200

4. Gejala klinik anemia defisiensi besi

Gejala klinik anemia defisiensi sangat bervariasi tergantung berat ringannya dan

lama tidaknya penyakit tersebut diderita. Tidak jarang pasien dengan ADB yang ringan biasanya asimtomatik. Secara umum presentasi klinik ADB dapat dibagi menjadi gejala umum anemia (sindrom anemia) seperti lemah, mata berkunang, telinga mendenging, dan lain-lain, yang timbul secara perlahan-lahan, gejala khas akibat defisiensi besi antara lain disfagia, stomatitis angularis, dan kuku sendok (koilonychia) dan gejala penyakit dasar yang menyebabkan anemia defisiensi besi seperti gejala penyakit cacing tambang, gejala kanker kolon dan lain-lain. Apabila anemia bertambah berat, keluhan yang timbul biasanya tidak spesifik antara lain fatigue, pucat, dan sesak pada saat aktivitas. Pada pemeriksaan fisik akan ditemukan takikardia, konjungtiva pucat,

Pengukuran status besi tubuh secara tidak langsung di satu sisi memiliki keuntungan karena lebih mudah dan lebih nyaman serta lebih bisa diterima penderita, tetapi di sisi lain masing-masing memiliki kekurangan dalam hal sensitifitas dan spesifisitas, sehingga dianjurkan untuk menggunakan lebih dari satu kombinasi parameter yang ada seperti terlihat pada tabel 11 di bawah untuk meningkatkan akurasinya.

Tabel 11. Pemeriksaan laboratorium pada ADB (Hilman dan Ault., 2002)

Page 217: Penerbit - erepo.unud.ac.id

202

4. Gejala klinik anemia defisiensi besi Gejala klinik anemia defisiensi sangat bervariasi tergantung berat ringannya dan

lama tidaknya penyakit tersebut diderita. Tidak jarang pasien dengan ADB yang ringan biasanya asimtomatik. Secara umum presentasi klinik ADB dapat dibagi menjadi gejala umum anemia (sindrom anemia) seperti lemah, mata berkunang, telinga mendenging, dan lain-lain, yang timbul secara perlahan-lahan, gejala khas akibat defisiensi besi antara lain disfagia, stomatitis angularis, dan kuku sendok (koilonychia) dan gejala penyakit dasar yang menyebabkan anemia defisiensi besi seperti gejala penyakit cacing tambang, gejala kanker kolon dan lain-lain. Apabila anemia bertambah berat, keluhan yang timbul biasanya tidak spesifik antara lain fatigue, pucat, dan sesak pada saat aktivitas. Pada pemeriksaan fisik akan ditemukan takikardia, konjungtiva pucat, koilonikia, glositis, stomatitis dan temuan yang menyerupai gagal jantung. Perubahan tingkah laku seperti pica yaitu perubahan sikap dimana pasien yang bersangkutan suka mengkonsumsi barang yang tidak bernilai gizi seperti tanah liat, es dan lainnya dan keluhan restless leg syndrome yang mungkin juga dapat ditemukan (Ekbom et al., 2009). Keluhan Plummer-Vinson atau Peterson-Kelly syndrome yaitu adanya trias anemia hipokromik mikrositer, stomatitis dan nyeri pada saat menelan juga dapat ditemukan pada pasien ADB.

Diagnosis anemia defisiensi besiSeperti diketahui tidak ada satupun jenis pemeriksaan secara tidak langsung untuk

menentukan diagnosis ADB dapat memprediksi 100% kebenaran diagnosisnya, karena itu sangat diharapkan dalam meningkatkan akurasi diagnosis dipilih beberapa jenis pemeriksaan yang dapat saling melengkapi. Salah satu kriteria yang dapat dipakai untuk menegakkan diagnosis anemia defisiensi besi adalah kriteria Kerlin et al., yaitu anemia hipokromik mikrositer dari hapusan darah tepi atau MCV < 80 fl dan MCHC < 31%, dengan :a. 2 dari 3 parameter di bawah ini :

1. Besi serum < 50 ug/dl 2. TIBC > 350 ug/dl3. Saturasi transferin < 15%atau

b. Serum feritin < 20 ug/dl atauc. Pengecatan sumsum tulang dengan Prussian blue (Perls’ stain) menunjukkan cadangan

besi (butir-butir hemosiderin) negatif ataud. Dengan pemberian sulfas ferosus 3 x 200 mg/hari (atau preparat besi lain yang setara)

selama 4 minggu disertai kenaikan kadar hemoglobin > 2 gr/dl.

202

Tabel 10. Kriteria gradasi pengecatan besi dari aspirasi sumsum tulang (Gale et al., 1963) Gradasi (ug/g) Kriteria

0 (42 + 23) Tidak ditemukan granula besi +1 (130+50) Granula partikel besi kecil pada sel-sel retikulum, menggunakan

oli imersi +2 (223+75) Granula besi kecil-kecil beberapa terlihat dengan lensa kekuatan

rendah +3 (406+131) Banyak granula besi kecil-kecil pada semua partikel sumsum

tulang +4 (762+247) Granula lebih banyak/besar dengan kecendrungan menumpuk di

dalam rumpun/kelompok +5 (1618+464) Padat, kelompok besar +6 (3681+1400) Kelompok besar dan besi ekstraseluler, sehingga mengaburkan

detail sumsum tulang Pengukuran status besi tubuh secara tidak langsung di satu sisi memiliki keuntungan

karena lebih mudah dan lebih nyaman serta lebih bisa diterima penderita, tetapi di sisi lain masing-masing memiliki kekurangan dalam hal sensitifitas dan spesifisitas, sehingga dianjurkan untuk menggunakan lebih dari satu kombinasi parameter yang ada seperti terlihat pada tabel 11 di bawah untuk meningkatkan akurasinya. Tabel 11. Pemeriksaan laboratorium pada ADB (Hilman dan Ault., 2002)

Deplesi Cadangan Besi

Eritropoesis kurang besi Anemia defisiensi besi

Hemoglobin

Normal Penurunan ringan Penurunan bermakna (mikrositik/hipokromik)

Cadangan besi S I (µg/dL) TIBC (µg/dL) Saturasi (%) Feritin (µg/L) Sideroblas (%) Protoporfirin (µg/dL RBC)

<100 mg (0-1 +) Normal

360 –390 20-30 <20

40-60 30

0 <60

>390 <15 <12 <10

>100

0 <40 >410 <10 <12 <10 >200

4. Gejala klinik anemia defisiensi besi

Gejala klinik anemia defisiensi sangat bervariasi tergantung berat ringannya dan

lama tidaknya penyakit tersebut diderita. Tidak jarang pasien dengan ADB yang ringan biasanya asimtomatik. Secara umum presentasi klinik ADB dapat dibagi menjadi gejala umum anemia (sindrom anemia) seperti lemah, mata berkunang, telinga mendenging, dan lain-lain, yang timbul secara perlahan-lahan, gejala khas akibat defisiensi besi antara lain disfagia, stomatitis angularis, dan kuku sendok (koilonychia) dan gejala penyakit dasar yang menyebabkan anemia defisiensi besi seperti gejala penyakit cacing tambang, gejala kanker kolon dan lain-lain. Apabila anemia bertambah berat, keluhan yang timbul biasanya tidak spesifik antara lain fatigue, pucat, dan sesak pada saat aktivitas. Pada pemeriksaan fisik akan ditemukan takikardia, konjungtiva pucat,

202

Tabel 10. Kriteria gradasi pengecatan besi dari aspirasi sumsum tulang (Gale et al., 1963) Gradasi (ug/g) Kriteria

0 (42 + 23) Tidak ditemukan granula besi +1 (130+50) Granula partikel besi kecil pada sel-sel retikulum, menggunakan

oli imersi +2 (223+75) Granula besi kecil-kecil beberapa terlihat dengan lensa kekuatan

rendah +3 (406+131) Banyak granula besi kecil-kecil pada semua partikel sumsum

tulang +4 (762+247) Granula lebih banyak/besar dengan kecendrungan menumpuk di

dalam rumpun/kelompok +5 (1618+464) Padat, kelompok besar +6 (3681+1400) Kelompok besar dan besi ekstraseluler, sehingga mengaburkan

detail sumsum tulang Pengukuran status besi tubuh secara tidak langsung di satu sisi memiliki keuntungan

karena lebih mudah dan lebih nyaman serta lebih bisa diterima penderita, tetapi di sisi lain masing-masing memiliki kekurangan dalam hal sensitifitas dan spesifisitas, sehingga dianjurkan untuk menggunakan lebih dari satu kombinasi parameter yang ada seperti terlihat pada tabel 11 di bawah untuk meningkatkan akurasinya. Tabel 11. Pemeriksaan laboratorium pada ADB (Hilman dan Ault., 2002)

Deplesi Cadangan Besi

Eritropoesis kurang besi Anemia defisiensi besi

Hemoglobin

Normal Penurunan ringan Penurunan bermakna (mikrositik/hipokromik)

Cadangan besi S I (µg/dL) TIBC (µg/dL) Saturasi (%) Feritin (µg/L) Sideroblas (%) Protoporfirin (µg/dL RBC)

<100 mg (0-1 +) Normal

360 –390 20-30 <20

40-60 30

0 <60

>390 <15 <12 <10

>100

0 <40 >410 <10 <12 <10 >200

4. Gejala klinik anemia defisiensi besi

Gejala klinik anemia defisiensi sangat bervariasi tergantung berat ringannya dan

lama tidaknya penyakit tersebut diderita. Tidak jarang pasien dengan ADB yang ringan biasanya asimtomatik. Secara umum presentasi klinik ADB dapat dibagi menjadi gejala umum anemia (sindrom anemia) seperti lemah, mata berkunang, telinga mendenging, dan lain-lain, yang timbul secara perlahan-lahan, gejala khas akibat defisiensi besi antara lain disfagia, stomatitis angularis, dan kuku sendok (koilonychia) dan gejala penyakit dasar yang menyebabkan anemia defisiensi besi seperti gejala penyakit cacing tambang, gejala kanker kolon dan lain-lain. Apabila anemia bertambah berat, keluhan yang timbul biasanya tidak spesifik antara lain fatigue, pucat, dan sesak pada saat aktivitas. Pada pemeriksaan fisik akan ditemukan takikardia, konjungtiva pucat,

Page 218: Penerbit - erepo.unud.ac.id

203

Penatalaksanaan anemia defisiensi besiSetelah diagnosis ADB ditegakkan dan penyebab yang mendasarinya ditangani,

langkah berikutnya adalah pemulihan simpanan besi. Dengan asumsi penyerapan rata-rata 10% dari besi dalam bentuk obat, kebutuhan zat besi elemental harian adalah 10 mg pada anak-anak, laki-laki dewasa dan wanita paska menopause (dapat menyediakan 1 mg besi untuk tubuh), 20 mg pada wanita yang tidak hamil dan 30 mg pada wanita hamil. Tentu saja, pasien yang menderita malabsorbsi seperti mereka yang telah menjalani operasi lambung, memerlukan lebih banyak besi. Jika riwayat diet menunjukkan adanya kekurangan, pasien harus didorong untuk meningkatkan diet mereka dengan makanan yang kaya zat besi heme seperti daging merah (hemoglobin dan mioglobin) atau hati. Besi non-heme yang lazim ada dalam sereal, kuning telur, dan sayuran berdaun hijau, tidak efisien untuk diserap. Vitamin C dikenal dapat meningkatkan penyerapan zat besi dan dapat ditambahkan dalam diet dengan penambahan buah jeruk. Sebaliknya, teh dan kopi menghambat penyerapan zat besi sehingga pasien kekurangan zat besi harus menunggu 1 – 2 jam setelah makan sebelum minum teh atau alternatifnya menghilangkan teh dari diet mereka. Manajemen optimal mungkin memerlukan rujukan ke seorang ahli diet atau ahli gizi untuk penilaian gizi yang lebih intensif dan disertai dengan konseling. Sementara peninjauan makanan dan konseling adalah penting, diet saja biasanya tidak memadai sebagai sumber zat besi pengganti pada kebanyakan pasien yang mengalami anemia defisiensi zat besi (Alleyne et al., 2008).

Prinsip dasar penatalaksanaan ADB terdiri dari pemberian besi untuk mengisi kekurangan besi, pengobatan terhadap penyakit dasar, tindakan untuk mengatasi keadaan darurat. Pemilihan terapi ADB mempertimbangkan beberapa faktor. Penatalaksanaan ADB yang simtomatik atau dengan gangguan hemodinamik memerlukan transfusi sel darah merah. Sedangkan pada penderita yang lebih muda, memiliki daya adaptasi yang cukup baik terhadap keadaan anemia tersebut, terapi yang diberikan dapat bersifat lebih konservatif. Adapun indikasi dilakukan transfusi adalah apabila gejala anemia yang sangat simtomatik, seperti anemia dengan kelainan hemodinamik, penderita dengan perencanaan operasi segera, juga penderita hamil dengan kadar Hb < 7 g/dL pada dua minggu terakhir masa kehamilannya (Adamson, 2001).

Pada sebagian besar penderita ADB, diberikan terapi besi oral, dan hampir seluruhnya menunjukkan perbaikan klinik dan laboratorik yang baik. Pada umumnya semua sediaan besi dapat diabsorpsi dengan baik di saluran cerna Preparat besi yang beredar sangat bervariasi mulai dari garam besi yang sederhana sampai sediaan besi yang komplek. Sasaran terapi penggantian besi pada pasien dengan kehilangan darah adalah untuk mengganti defisit besi. Defisit besi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan pada tabel 12 di bawah. Pertama, hitung defisit hemoglobin dengan mengurangi jumlah hemoglobin saat ini dari sasaran 14g/dL. Kedua, hitung defisit hemoglobin total tubuh dalam gram dengan mengalikan volume darah normal 65 mg/kg. Sebagai contoh, pria dewasa 70 kg akan memiliki 4.550 ml atau 45 dL volume darah. Jika saat ini hemoglobinnya 10g/dL maka defisit hemoglobinnya adalah 4 g/dL dan total defisit hemoglobinnya adalah 180 g. Terdapat 3,3 mg besi untuk setiap gram hemoglobin di darah. Terakhir, kalikan total defisit hemoglobin dengan 3,3 mg untuk menghitung defisit besi sehingga total defisit besi adalah 594 mg (Castro et al., 2010)

Page 219: Penerbit - erepo.unud.ac.id

204

1. Terapi besi oralTablet besi umumnya mengandung salah satu dari tiga garam besi yaitu besi sulfat,

besi glukonat, dan besi fumarate. Penting untuk disadari, bagaimanapun, bahwa tablet garam sulfat mengandung dua kali jumlah besi dalam tablet dari dua garam lainnya, meskipun perbedaan berat molekul dari senyawa yang bersangkutan mengaburkan fakta ini. Karena itu, satu tablet sulfas ferosus akan memberikan jumlah elemental yang sama dengan dua tablet besi glukonat atau dua tablet besi fumarat. Pemilihan formula jenis suplemen besi juga merupakan hal yang membingungkan. Besi oral dapat diberikan sebagai tablet ataupun larutan. Diantara bentuk-bentuk tablet oral, ada tablet salut non-enterik, tablet salut enterik dan tablet lepas lambat. Tablet besi salut non-enterik yang paling sering digunakan sebagai pengobatan awal karena biaya yang lebih rendah. Tablet lepas lambat dan salut enterik dianjurkan karena mereka lebih dapat ditolerir dibandingkan dengan tablet salut non-enterik. Namun kedua bentuk tadi kurang efektif karena mengandung jumlah zat besi yang lebih sedikit dan kandungan besinya tidak dapat dilepaskan dalam duodenum, yaitu di tempat di mana besi paling banyak diserap. Bahkan, pasien yang tidak berhasil diobati dengan tablet besi salut enterik dan tablet lepas lambat masih dapat diperbaiki dengan pemberian tablet besi salut non-enterik (Aleyne et al., 2008).

Ada banyak variabel yang dapat meningkatkan atau menghambat penyerapan tablet besi. Perbedaan dalam kapasitas penyerapan besi kemungkinan besar ditentukan tingkat keasaman dalam duodenum dan jejunum yang dibutuhkan untuk kelarutan besi. Untuk besi yang dilepaskan di luar tempat tadi, lingkungan basa akan mengurangi penyerapan. Idealnya, pasien jangan minum tablet besi dalam waktu 1 – 2 jam setelah minum antasida. Penghambatan penyerapan zat besi obat lain yang mengurangi asam lambung seperti H2 blocker mungkin bahkan akan berlangsung lebih lama. Penyerapan juga terhambat bila diminum bersama-sama dengan tetrasiklin, susu, dan bahan yang mengandung fosfat, minuman berkarbonasi seperti minuman ringan. Bahkan garam kalsium, fosfor dan magnesium yang terkandung dalam tablet multivitamin akan mengganggu penyerapan besi elemental. Karenanya tablet multivitamin tidak direkomendasikan sebagai terapi tunggal untuk anemia kekurangan zat besi. Pemberian tablet besi direkomendasikan diantara waktu makan atau sebelum tidur, untuk menghindari efek basa dari makanan dan untuk mengambil keuntungan dari produksi asam lambung yang mencapai puncaknya saat larut malam (Stang et al., 2005).

Preparat besi yang dipilih haruslah berdasarkan biaya, efektivitas dan profil efek samping. Dosis harian suplemen besi yang direkomendasikan untuk pengobatan ADB pada pria dewasa adalah 150 – 200 mg per hari. Formula besi yang tersedia saat ini diuraikan pada tabel 13 di bawah. Preparat yang paling banyak tersedia adalah ferous sulfat dengan sediaan 200mg mengandung 66 mg besi elemental. Pemberian ferous sulfat dengan tujuan terapi pengganti pada ADB diberikan dengan dosis 300 mg perhari

204

pengganti pada kebanyakan pasien yang mengalami anemia defisiensi zat besi (Alleyne et al., 2008).

Prinsip dasar penatalaksanaan ADB terdiri dari pemberian besi untuk mengisi kekurangan besi, pengobatan terhadap penyakit dasar, tindakan untuk mengatasi keadaan darurat. Pemilihan terapi ADB mempertimbangkan beberapa faktor. Penatalaksanaan ADB yang simtomatik atau dengan gangguan hemodinamik memerlukan transfusi sel darah merah. Sedangkan pada penderita yang lebih muda, memiliki daya adaptasi yang cukup baik terhadap keadaan anemia tersebut, terapi yang diberikan dapat bersifat lebih konservatif. Adapun indikasi dilakukan transfusi adalah apabila gejala anemia yang sangat simtomatik, seperti anemia dengan kelainan hemodinamik, penderita dengan perencanaan operasi segera, juga penderita hamil dengan kadar Hb < 7 g/dL pada dua minggu terakhir masa kehamilannya (Adamson, 2001).

Pada sebagian besar penderita ADB, diberikan terapi besi oral, dan hampir seluruhnya menunjukkan perbaikan klinik dan laboratorik yang baik. Pada umumnya semua sediaan besi dapat diabsorpsi dengan baik di saluran cerna Preparat besi yang beredar sangat bervariasi mulai dari garam besi yang sederhana sampai sediaan besi yang komplek. Sasaran terapi penggantian besi pada pasien dengan kehilangan darah adalah untuk mengganti defisit besi. Defisit besi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan pada tabel 12 di bawah. Pertama, hitung defisit hemoglobin dengan mengurangi jumlah hemoglobin saat ini dari sasaran 14g/dL. Kedua, hitung defisit hemoglobin total tubuh dalam gram dengan mengalikan volume darah normal 65 mg/kg. Sebagai contoh, pria dewasa 70 kg akan memiliki 4.550 ml atau 45 dL volume darah. Jika saat ini hemoglobinnya 10g/dL maka defisit hemoglobinnya adalah 4 g/dL dan total defisit hemoglobinnya adalah 180 g. Terdapat 3,3 mg besi untuk setiap gram hemoglobin di darah. Terakhir, kalikan total defisit hemoglobin dengan 3,3 mg untuk menghitung defisit besi sehingga total defisit besi adalah 594 mg (Castro et al., 2010)

Tabel 12. Persamaan untuk menghitung defisit besi (Castro et al., 2010)

Defisit hemoglobin (g/dL) = target hemoglobin of 14 g/dL – kadar hemoglobin Volume darah normal (mL) = 65 mL/kg 1.000 mL = 10 dL Defisit besi (mg) = defisit hemoglobin x 3,3 mg iron

1. Terapi besi oral Tablet besi umumnya mengandung salah satu dari tiga garam besi yaitu besi

sulfat, besi glukonat, dan besi fumarate. Penting untuk disadari, bagaimanapun, bahwa tablet garam sulfat mengandung dua kali jumlah besi dalam tablet dari dua garam lainnya, meskipun perbedaan berat molekul dari senyawa yang bersangkutan mengaburkan fakta ini. Karena itu, satu tablet sulfas ferosus akan memberikan jumlah elemental yang sama dengan dua tablet besi glukonat atau dua tablet besi fumarat. Pemilihan formula jenis suplemen besi juga merupakan hal yang membingungkan. Besi oral dapat diberikan sebagai tablet ataupun larutan. Diantara bentuk-bentuk tablet oral, ada tablet salut non-enterik, tablet salut enterik dan tablet lepas lambat. Tablet besi salut non-enterik yang paling sering digunakan sebagai pengobatan awal karena biaya yang lebih rendah. Tablet lepas lambat dan salut enterik dianjurkan karena mereka lebih dapat ditolerir dibandingkan dengan tablet salut non-enterik. Namun kedua bentuk

Tabel 12. Persamaan untuk menghitung defisit besi (Castro et al., 2010)

Page 220: Penerbit - erepo.unud.ac.id

205

dibagi dalam 3 atau 4 dosis dan akan menyebabkan terjadinya absorpsi besi sebanyak 50 mg perhari. Keadaan ini akan menyebabkan terjadinya peningkatan produksi eritrosit 2 – 3 kali lipat bila sumsum tulang dan rangsangan eritropoitin dalam keadaan normal. Target terapi ADB adalah tidak hanya memperbaiki anemianya, tetapi juga meningkatkan cadangan besi tubuh paling sedikit mencapai ½ - 1 g. Untuk mencapai hal ini penderita ADB perlu diberikan besi 6 – 12 bulan (Adamson, 2001). Preparat lainnya seperti ferous glukonat, ferous fumarat atau bentuk komplek besi polimaltosa (KBP). Pada umumnya sediaan ini lebih mahal, namun memiliki kelebihan tertentu. Ferous fumarat merupakan bentuk garam dari besi. Setiap 325 mg sediaannya mengandung 106 mg besi elemental. Sedangkan ferous glukonat tersedia dalam sediaan 325 mg yang mengandung besi elemental 30mg. Bentuk preparat besi komplek besi (III)-hidroksida polimaltosa (KBP), adalah formula besi dimana masing-masing partikelnya terikat pada suatu polimer karbohidrat (polimaltosa). Sehingga hal ini mengakibatkan bentuknya tidak dirusak dalam saluran cerna, juga mencegah interaksi antara besi dengan makanan dan menjamin bioavailabilitas zat besi. Kemiripan strukturnya dengan feritin mengakibatkan sediaan ini lebih mudah diabsorbsi secara alami dan tidak mengalami proses oksidatif di saluran cerna. Sediaannya 100 mg mengandung 100 mg KBP. Terdapat pertimbangan diet seperti juga pertimbangan formula yang harus diingat saat merekomendasikan suplemen besi oral dan memberikan konseling yang baik pada pasien.

Saat memberikan besi oral, paling baik adalah saat perut kosong, hal ini karena garam besi terikat dengan makanan di perut dan mengganggu penyerapannya sebagai tambahan, besi diserap terbaik dalam kondisi lingkungan asam. Besi harus dipisahkan 2 – 4 jam dari makan, khususnya makanan yang kaya serat seperti sereal, semua antasida, kopi, teh atau susu serta antibiotika quinolone (Alleyne et al., 2008). Data menyebutkan bahwa diperkirakan sebanyak 10 – 20% pemberian besi oral akan disertai dengan gangguan nyeri perut, mual, muntah, diare atau konstipasi. Gejala ini biasanya timbul 30 – 60 menit setelah terapi, kadang-kadang bisa timbul dalam 2 – 3 hari setelah terapi. Efek samping ini berhubungan dengan dosis, makin tinggi dosis kemungkinan terjadinya keluhan di atas makin besar (Adamson, 2001).

Besi diserap di duodenum dan jejunum proximal, karena itu formula besi enteric coated (salut lapis), tidak akan terserap sampai jauh ke dalam saluran cerna. Jika pasien mengeluh rasa tidak nyaman di perut karena suplemen besi, lebih baik suplemen besi diberikan bersama makan atau makanan ringan dalam jumlah kecil. Hal ini akan mengurangi absorbsi, tetapi paling tidak, tidak akan melewati lokasi absorbsi seperti pada formula besi enteric coated (Aleyne et al., 2008).

206

– 4 jam dari makan, khususnya makanan yang kaya serat seperti sereal, semua antasida, kopi, teh atau susu serta antibiotika quinolone (Alleyne et al., 2008). Data menyebutkan bahwa diperkirakan sebanyak 10 – 20% pemberian besi oral akan disertai dengan gangguan nyeri perut, mual, muntah, diare atau konstipasi. Gejala ini biasanya timbul 30 – 60 menit setelah terapi, kadang-kadang bisa timbul dalam 2 – 3 hari setelah terapi. Efek samping ini berhubungan dengan dosis, makin tinggi dosis kemungkinan terjadinya keluhan di atas makin besar (Adamson, 2001).

Besi diserap di duodenum dan jejunum proximal, karena itu formula besi enteric coated (salut lapis), tidak akan terserap sampai jauh ke dalam saluran cerna. Jika pasien mengeluh rasa tidak nyaman di perut karena suplemen besi, lebih baik suplemen besi diberikan bersama makan atau makanan ringan dalam jumlah kecil. Hal ini akan mengurangi absorbsi, tetapi paling tidak, tidak akan melewati lokasi absorbsi seperti pada formula besi enteric coated (Aleyne et al., 2008).

Tabel 13. Formula besi oral yang tersedia (Aleyne et al., 2008). Formulasi Merek Besi elemental

(%) Bentuk sediaan

Besi karbonil Feosol with Carbonyl Iron, Ferracap, Ferralet 90, Icar, Iron Chews

100 Tablet, Tablet kunyah, Larutan

Ferric ammonium citrate

Iron Citrate 18 Kapsul

Bisglisinat ferosus Bluebonnet Chelated Iron Albion, Amino acid, Celate Ferrocel

20 Kapsul, tablet

Fumarate ferosus Ferro Sequels time release tablets, Nephro Fer, Ferretts, Replparenterala

33 Tablet, Tablet kunyah

Gluconat ferosus Fergon, Floradix

12 Tablet

Sulfate ferosus Feosol with ferrous Sulfate

20 Larutan oral, tablet, enteric coated dan film coated tablets

Sulfate ferosus (kering)

Feratab, Slow FE

30 Kapsul, tablet, extended release tablets

Hemeiron polypeptide

Proferrin ES, Proferrin, Forte

100 Kapsul

Komplek besi polisakarida

Niferex, Niferex 150, ferrex 150

100 Kapsul, larutan, film coated tablets

Tabel 13. Formula besi oral yang tersedia (Aleyne et al., 2008).

Page 221: Penerbit - erepo.unud.ac.id

206

Pendekatan umum untuk kekurangan zat besi pada orang dewasa terdiri dari dosis harian 150 – 200 mg besi elemental. Hal ini memerlukan resep satu tablet besi sulfat 3 kali sehari karena masing-masing tablet besi sulfat mengandung sekitar 60 mg besi elemental. Dengan asumsi bahwa 10% dari besi diserap, konsentrasi hemoglobin sepenuhnya dapat diperbaiki setelah 4 minggu pada pasien dengan anemia yang moderat dan defisiensi zat besi tanpa komplikasi (sekitar 500 – 800 mg zat besi, cukup untuk 500 hingga 800 mL packed red cells, atau cukup untuk meningkatkan hemoglobin darah keseluruhan 2 – 3 g/dL). Untuk memenuhi simpanan zat besi, beberapa ahli merekomendasikan pemberian tablet besi ini selama beberapa bulan. Sayangnya, pendekatan ini sering gagal. Sekitar 20 persen pasien mengalami ketidaknyamanan pada saluran pencernaan ketika diberikan 180 mg besi elemental per hari, dan 30 persen pasien dapat menghentikan sendiri pengobatannya. Hambatan utama terhadap sukses terapi besi oral berhubungan dengan dosis, efek samping pada saluran pencernaan bagian atas seperti mual dan nyeri epigastrium yang terjadi sekitar satu jam setelah konsumsi obat. Efek samping yang lain seperti sembelit dan diare tidak berhubungan dengan dosis dan mudah diatasi dengan obat simtomatik saja (misalnya magnesium sitrat untuk sembelit). Jika seorang pasien dengan cepat menjadi sembelit atau mual akibat dosis yang biasa 150 – 200 mg besi elemental per hari, maka dilakukan pengurangan dosis atau perubahan dari jenis garam besi yang diberikan (dan karenanya kandungan besi elemental per tablet). Tindakan ini sebagian besar melibatkan pengurangan dosis dengan memperpanjang interval dosis. Manuver ini akan memungkinkan penderita yang mengalami keluhan untuk masih mencoba untuk melanjutkan terapi oral dan menghindari terapi parenteral (Beutler,2003).

206

– 4 jam dari makan, khususnya makanan yang kaya serat seperti sereal, semua antasida, kopi, teh atau susu serta antibiotika quinolone (Alleyne et al., 2008). Data menyebutkan bahwa diperkirakan sebanyak 10 – 20% pemberian besi oral akan disertai dengan gangguan nyeri perut, mual, muntah, diare atau konstipasi. Gejala ini biasanya timbul 30 – 60 menit setelah terapi, kadang-kadang bisa timbul dalam 2 – 3 hari setelah terapi. Efek samping ini berhubungan dengan dosis, makin tinggi dosis kemungkinan terjadinya keluhan di atas makin besar (Adamson, 2001).

Besi diserap di duodenum dan jejunum proximal, karena itu formula besi enteric coated (salut lapis), tidak akan terserap sampai jauh ke dalam saluran cerna. Jika pasien mengeluh rasa tidak nyaman di perut karena suplemen besi, lebih baik suplemen besi diberikan bersama makan atau makanan ringan dalam jumlah kecil. Hal ini akan mengurangi absorbsi, tetapi paling tidak, tidak akan melewati lokasi absorbsi seperti pada formula besi enteric coated (Aleyne et al., 2008).

Tabel 13. Formula besi oral yang tersedia (Aleyne et al., 2008). Formulasi Merek Besi elemental

(%) Bentuk sediaan

Besi karbonil Feosol with Carbonyl Iron, Ferracap, Ferralet 90, Icar, Iron Chews

100 Tablet, Tablet kunyah, Larutan

Ferric ammonium citrate

Iron Citrate 18 Kapsul

Bisglisinat ferosus Bluebonnet Chelated Iron Albion, Amino acid, Celate Ferrocel

20 Kapsul, tablet

Fumarate ferosus Ferro Sequels time release tablets, Nephro Fer, Ferretts, Replparenterala

33 Tablet, Tablet kunyah

Gluconat ferosus Fergon, Floradix

12 Tablet

Sulfate ferosus Feosol with ferrous Sulfate

20 Larutan oral, tablet, enteric coated dan film coated tablets

Sulfate ferosus (kering)

Feratab, Slow FE

30 Kapsul, tablet, extended release tablets

Hemeiron polypeptide

Proferrin ES, Proferrin, Forte

100 Kapsul

Komplek besi polisakarida

Niferex, Niferex 150, ferrex 150

100 Kapsul, larutan, film coated tablets

206

– 4 jam dari makan, khususnya makanan yang kaya serat seperti sereal, semua antasida, kopi, teh atau susu serta antibiotika quinolone (Alleyne et al., 2008). Data menyebutkan bahwa diperkirakan sebanyak 10 – 20% pemberian besi oral akan disertai dengan gangguan nyeri perut, mual, muntah, diare atau konstipasi. Gejala ini biasanya timbul 30 – 60 menit setelah terapi, kadang-kadang bisa timbul dalam 2 – 3 hari setelah terapi. Efek samping ini berhubungan dengan dosis, makin tinggi dosis kemungkinan terjadinya keluhan di atas makin besar (Adamson, 2001).

Besi diserap di duodenum dan jejunum proximal, karena itu formula besi enteric coated (salut lapis), tidak akan terserap sampai jauh ke dalam saluran cerna. Jika pasien mengeluh rasa tidak nyaman di perut karena suplemen besi, lebih baik suplemen besi diberikan bersama makan atau makanan ringan dalam jumlah kecil. Hal ini akan mengurangi absorbsi, tetapi paling tidak, tidak akan melewati lokasi absorbsi seperti pada formula besi enteric coated (Aleyne et al., 2008).

Tabel 13. Formula besi oral yang tersedia (Aleyne et al., 2008). Formulasi Merek Besi elemental

(%) Bentuk sediaan

Besi karbonil Feosol with Carbonyl Iron, Ferracap, Ferralet 90, Icar, Iron Chews

100 Tablet, Tablet kunyah, Larutan

Ferric ammonium citrate

Iron Citrate 18 Kapsul

Bisglisinat ferosus Bluebonnet Chelated Iron Albion, Amino acid, Celate Ferrocel

20 Kapsul, tablet

Fumarate ferosus Ferro Sequels time release tablets, Nephro Fer, Ferretts, Replparenterala

33 Tablet, Tablet kunyah

Gluconat ferosus Fergon, Floradix

12 Tablet

Sulfate ferosus Feosol with ferrous Sulfate

20 Larutan oral, tablet, enteric coated dan film coated tablets

Sulfate ferosus (kering)

Feratab, Slow FE

30 Kapsul, tablet, extended release tablets

Hemeiron polypeptide

Proferrin ES, Proferrin, Forte

100 Kapsul

Komplek besi polisakarida

Niferex, Niferex 150, ferrex 150

100 Kapsul, larutan, film coated tablets

Page 222: Penerbit - erepo.unud.ac.id

207

Di beberapa pusat, tes untuk mengetahui kapasitas penyerapan zat besi oral dilakukan untuk mengetahui adanya kecurigaan malabsorpsi pada pasien anemia defisiensi besi. Kadar serum besi puasa dibandingkan dengan kadar besi yang diukur 1 – 2 jam setelah konsumsi oral 324 mg besi sulfat (66 mg besi elemental). Jika besi serum meningkat lebih dari 100 ug/dl dari kadar besi basal maka proses penyerapan besi dianggap memadai (Cook, 2005).

Pasien diberitahu bahwa respon terapi yang baik yaitu diharapkan akan merasa lebih baik dalam beberapa hari setelah pengobatan. Setelah pemberian suplemen besi oral, retikulosit akan mencapai puncak dalam 7 – 10 hari pada pasien dengan anemia sedang sampai berat. Pada anemia ringan, hanya sedikit atau tidak ada puncak peningkatan retikulosit yang terlihat. Setelah sekitar 1 – 2 minggu, kadar hemoglobin akan mulai meningkat. Hemoglobin diharapkan meningkat 2 g/dL setelah 3 minggu pengobatan dimulai. Sasaran terapi adalah mengurangi defisit besi sebesar 50% dalam 1 bulan dan dalam 6 – 8 minggu kadar hemoglobin akan mencapai normal.

Efek samping sangat sering terjadi pada pemberian suplemen besi oral. Mual, konstipasi, rasa tidak nyaman di epigastrium dan muntah telah dilaporkan pada 10 – 20% pasien yang mendapatkan besi oral. Bahwa besi diserap lebih baik saat perut kosong, namun minum obat ini disertai dengan makanan, akan mengurangi rasa tidak enak di perut yang diakibatkannya walaupun akan ada gangguan penyerapan besi pada tingkat tertentu. Sebagai tambahan, pasien harus meningkatkan secara perlahan-lahan dosisnya dari 1 tablet sampai menjadi 3 tablet perhari sesuai yang direkomendasikan. Tentu pasien dapat berkonsultasi dengan dokternya soal mengganti tablet besi dengan dosis yang lebih kecil kandungan besinya atau mereka bisa meminta mengganti bentuk tablet dengan cairan untuk mempermudah mengatur dosisnya (Castro et al., 2010). Respon terhadap terapi besi oral yang diberikan sangat tergantung dari absorpsi besi dan rangsangan eritropoitin. Retikulosit umumnya mulai meningkat pada hari keempat sampai ketujuh setelah terapi besi. Tidak adanya respon menunjukkan adanya beberapa kemungkinan seperti diagnosis salah, dosis besi yang kurang, kepatuhan penderita kurang, masih ada perdarahan yang cukup banyak atau adanya peyakit lain bersama-sama ADB (Beutler,2003).

2. Strategi pemberian dosis bersiklus Ketika melakukan penyesuaian jenis regimen suplemen zat besi, harus diingat

bahwa menurunkan dosis harian membutuhkan durasi pengobatan yang lebih lama. Misalnya, beralih dari besi sulfat ke besi glukonat akan menggandakan lamanya pengobatan. Jika hubungan penting antara dosis dan durasi penggantian jenis tablet besi tidak sepenuhnya dipertimbangkan, evaluasi setelah empat minggu mungkin tidak terlalu tepat atau bahkan menyesatkan. Alih-alih memfokuskan penangan pada durasi terapi, total dosis estimasi besi elemental dapat digunakan untuk memandu terapi, dan penggantian dapat diberikan dalam suatu siklus. Menurut pendekatan ini, pasien harus menentukan sendiri jenis penatalaksanaanya dalam hal jenis suplemen dan lama waktu pengobatan yang bisa mereka toleransi. Jumlah besi elemental yang diserap di dalam usus biasanya tidak konstan. Penyerapan dapat sangat bervariasi tergantung pada beberapa faktor seperti kadar hemoglobin dan simpanan besi tubuh. Jumlah besi yang diserap akan menurun apabila kekurangan zat besi sudah terkoreksi. Karena itu, tidak mungkin untuk memprediksi persentase yang terlalu tepat dari besi yang akan diserap untuk setiap individu, tetapi sekitar 10% – 20% dari dosis tablet besi oral akan diserap pada saat

Page 223: Penerbit - erepo.unud.ac.id

208

memulai terapi. Dengan demikian dalam kajian ini, rata-rata diperkirakan 10% dari dosis besi oral akan digunakan untuk memperkirakan dosis total yang dibutuhkan untuk terapi pengganti besi.

Berdasarkan perkiraan bahwa penyerapan besi sekitar 10%, maka setidaknya 5000 mg besi elemental oral (diberikan di sini sebagai 1 siklus terapi) harus diresepkan untuk mendapatkan penyerapan sekitar 500 mg. Perkiraan jumlah tablet yang diperlukan untuk mencapai dosis ini berbeda tergantung dari jenis tablet besi yang diberikan. Untuk besi sulfat, satu siklus terdiri dari 75 pil atau tiga pil setiap hari selama 25 hari untuk total sekitar 5000 mg besi per siklus. Diantara pasien dengan anemia sedang, siklus tunggal 5000 mg cukup memadai untuk koreksi anemia dan pengganti simpanan besi secara parsial, yang dibuktikan dengan peningkatan kadar serum ferritin. Jika anemia tidak terlalu parah dan tidak ada komplikasi seperti kehilangan darah yang sedang berlangsung atau enteropati, pemberian suplemen besi tambahan mungkin tidak diperlukan untuk koreksi anemianya. Penilaian ulang tentang kondisi anemia setelah selesainya siklus pertama 5000 mg harus dilakukan untuk menentukan apakah suplementasi besi tambahan diperlukan. Diantara pasien dengan anemia yang lebih berat, perkiraan dosis alternatif dapat dibuat berdasarkan kadar hemoglobin (tabel 14 di bawah). Jika seorang pasien diketahui memiliki defisit besi yang saat ini sedang berlangsung (misalnya menoragia), dosis pemeliharaan dapat disesuaikan dengan kebutuhan. Hal penting dari strategi dosis bersiklus ini adalah bahwa dilakukan integrasi diantara beberapa faktor termasuk penyebab anemia defisiensi besi, defisit besi total, bentuk sediaan tablet besi, dan lama waktu pengobatan untuk pelaksanaan rencana terapi individual (Cook et al., 2003).

209

Tabel 14. Perkiraan dosis penggantian besi bersiklus (Aleyne et al., 2008).

A. Perkiraan dosis total besi elemental oral untuk koreksi anemia. Tambahan siklus dosis mungkin diperlukan untuk mengisi simpanan besi.

Hemoglobin (gr/dl) Dosis total besi elemental (mg)*

> 11 5.000

9-11 10.000

< 9 15.000 B. Penghitungan berdasarkan volume darah total dan hematokrit

Total defisit besi = defisit simpanan besi + defisit besi dalam hemoglobin Defisit simpanan besi = 500 – 1.000 mg Defisit besi hemoglobin = berat badan (lb) x (Hb target – Hb aktual) Hb target 14 gr/dl Perkiraan penggantian dosis besi elemental (mg) = 10 x defisit besi total

*Penyerapan besi diperkirakan 10%, BB 60 kg

3. Besi parenteral Indikasi utama pemberian besi parenteral adalah perdarahan yang tidak

terkontrol, intoleransi, malabsorpsi dan kepatuhan terhadap besi oral yang rendah. Apabila satu atau dua jam setelah pemberian sulfas ferosus 60 mg, terjadi peningkatan besi serum kurang dari 100 ɛg% dari besi sebelumnya pada saat puasa maka secara sederhana dapat disimpulkan terjadi malabsorpsi besi. Pemberian besi secara parenteral dapat dilakukan dengan dua cara yaitu pemberian besi sekaligus dengan menghitung kebutuhan besi dan cadangan besi dan yang lainnya adalah pemberian besi dalam dosis kecil dan berulang-ulang. Jumlah besi yang dibutuhkan adalah BB (kg) X 2,3 X [15 – Hb penderita (g/dL)] + 500 atau 1.000 mg untuk cadangan besi (Beutler, 2003).

Terapi dengan besi parenteral harus dipertimbangkan jika pasien gagal dengan besi oral. Beberapa penyabab dari kegagalan terapi oral antara lain diagnosa yang salah, supresi sumsum tulang, disertai defisiensi folat dan B 12, tidak patuh minum obat, malabsorpsi dari suplemen besi oral karena masalah saluran cerna seperti celiac disease atau karena formula seperti tablet enteric coated, atau defisit besi yang melebihi dari besi yang diserap. Yang menarik, respon hematologi pada besi parenteral tidak lebih cepat dari respon besi oral (Castro et al., 2010).

Kasus lain dimana besi parenteral adalah pilihan yaitu pada pasien yang mendapatkan eritropoietin stimulating agent, seperti pasien PGK dan kanker, karena eritropoietin stimulating agent membutuhkan besi dalam jumlah yang signifikan untuk proses eritropoiesis. Sebagai tambahan pasien dengan hemodialisis rutin membutuhkan jumlah besi yang lebih tinggi karena seringnya kehilangan darah pada mesin hemodialisis dan ketidakmampuan sebagian besar pasien ini untuk memanfaatkan besi oral. Terapi besi parenteral juga dibutuhkan pada pasien dengan inflamatory bowel disease dan defisiensi besi yang tidak dapat mentolerir besi oral.

*Penyerapan besi diperkirakan 10%, BB 60 kg

Tabel 14. Perkiraan dosis penggantian besi bersiklus (Aleyne et al., 2008).

3. Besi parenteral Indikasi utama pemberian besi parenteral adalah perdarahan yang tidak terkontrol,

intoleransi, malabsorpsi dan kepatuhan terhadap besi oral yang rendah. Apabila satu atau dua jam setelah pemberian sulfas ferosus 60 mg, terjadi peningkatan besi serum kurang dari 100 μg% dari besi sebelumnya pada saat puasa maka secara sederhana dapat

Page 224: Penerbit - erepo.unud.ac.id

209

disimpulkan terjadi malabsorpsi besi. Pemberian besi secara parenteral dapat dilakukan dengan dua cara yaitu pemberian besi sekaligus dengan menghitung kebutuhan besi dan cadangan besi dan yang lainnya adalah pemberian besi dalam dosis kecil dan berulang-ulang. Jumlah besi yang dibutuhkan adalah BB (kg) X 2,3 X [15 – Hb penderita (g/dL)] + 500 atau 1.000 mg untuk cadangan besi (Beutler, 2003).

Terapi dengan besi parenteral harus dipertimbangkan jika pasien gagal dengan besi oral. Beberapa penyabab dari kegagalan terapi oral antara lain diagnosa yang salah, supresi sumsum tulang, disertai defisiensi folat dan B 12, tidak patuh minum obat, malabsorpsi dari suplemen besi oral karena masalah saluran cerna seperti celiac disease atau karena formula seperti tablet enteric coated, atau defisit besi yang melebihi dari besi yang diserap. Yang menarik, respon hematologi pada besi parenteral tidak lebih cepat dari respon besi oral (Castro et al., 2010).

Kasus lain dimana besi parenteral adalah pilihan yaitu pada pasien yang mendapatkan eritropoietin stimulating agent, seperti pasien PGK dan kanker, karena eritropoietin stimulating agent membutuhkan besi dalam jumlah yang signifikan untuk proses eritropoiesis. Sebagai tambahan pasien dengan hemodialisis rutin membutuhkan jumlah besi yang lebih tinggi karena seringnya kehilangan darah pada mesin hemodialisis dan ketidakmampuan sebagian besar pasien ini untuk memanfaatkan besi oral. Terapi besi parenteral juga dibutuhkan pada pasien dengan inflamatory bowel disease dan defisiensi besi yang tidak dapat mentolerir besi oral.

Data yang dikeluarkan FDA pada 2006, melaporkan adverse drug effect (ADE) yang terkait dengan besi dextran, besi sukrosa dan sodium ferric gluconate complex antara 2001 – 2003. Dari 30.063.800 dosis yang diberikan terdapat 11 kematian dan 1.141 ADE, atau sekitar 38 kasus per sejuta. Iron dextran, Iron sucrose dan sodium ferric gluconate complex dikaitkan dengan setidaknya 1 kematian. Disimpulkan resiko ADE, baik yang mengancam nyawa maupun tidak, masih lebih rendah apabila menggunakan formula sediaan parenteral yang tidak mengandung dextran karena dextran mempunyai berat molekul yang lebih berat yang dikaitkan dengan lebih banyak ADE yang mengancam nyawa.

Insiden ADE mengancam nyawa pada dextran dengan berat molekul tinggi adalah 11,3 per sejuta dosis (Chertow et al., 2006). Karena itu dextran dengan berat molekul tinggi tidak akan direkomendasikan. Angka absolut ADE mengancam nyawa dapat dilihat dalam tabel 15 dibawah. Ferumoxytol disetujui pada Juni 2009 karena itu tidak masuk dalam penelitian FDA.

210

Data yang dikeluarkan FDA pada 2006, melaporkan adverse drug effect (ADE) yang terkait dengan besi dextran, besi sukrosa dan sodium ferric gluconate complex antara 2001 – 2003. Dari 30.063.800 dosis yang diberikan terdapat 11 kematian dan 1.141 ADE, atau sekitar 38 kasus per sejuta. Iron dextran, Iron sucrose dan sodium ferric gluconate complex dikaitkan dengan setidaknya 1 kematian. Disimpulkan resiko ADE, baik yang mengancam nyawa maupun tidak, masih lebih rendah apabila menggunakan formula sediaan parenteral yang tidak mengandung dextran karena dextran mempunyai berat molekul yang lebih berat yang dikaitkan dengan lebih banyak ADE yang mengancam nyawa.

Insiden ADE mengancam nyawa pada dextran dengan berat molekul tinggi adalah 11,3 per sejuta dosis (Chertow et al., 2006). Karena itu dextran dengan berat molekul tinggi tidak akan direkomendasikan. Angka absolut ADE mengancam nyawa dapat dilihat dalam tabel 15 dibawah. Ferumoxytol disetujui pada Juni 2009 karena itu tidak masuk dalam penelitian FDA.

Tabel 15. Angka absolut ADE yang mengancam nyawa untuk formula besi parenteral

Besi parenteral Angka reaksi hipersensitivitas yang berat

Dextran berat molekul rendah 0,7% Besi sukrose < 0,1% Sodium ferric Gluconate Complex 0,1% Ferumoxytol 0,2%

ADE, adverse drug effect

Pada suatu uji klinik dari 1.726 pasien yang mendapat ferumoxytol, terdapat 3 laporan reaksi hipersensitif serius, atau 0,2%. Namun, penelitian terkini yang membandingkan bagian strukur fisikokimia dari ferumoxytol dengan besi dextran dengan berat molekul rendah, besi sukrose dan sodium ferric gluconate menunjukkan ferumoxytol mungkin mengandung lebih sedikit besi bebas dibandingkan preparat besi parenteral lainnya (Balakrishnan et al., 2009). Iron Dextran

Besi dextran adalah salah satu preparat besi injeksi yang paling tua yang ada di

pasaran. Diijinkan untuk pemberian secara intramuskular atau intarvena pada pasien yang gagal atau tidak dapat mentolerir besi oral. Setiap milimeternya mengandung 50 mg besi elemental sebagai kompleks besi dextran (ferri hidroksida and dextran). Biasanya dosis ditentukan diagnosa penyakit dan indikasi. Besi yang dibutuhkan bisa dihitung dan dapat diberikan sampai 2 mL (memberikan 50 mg besi elemental per mL) per harinya sampai jumlah yang dibutuhkan tercapai. Pasien dengan ADB yang kondisinya kronis seperti pada pasien CKD mungkin membutuhkan penyimpanan besi untuk diisi ulang dengan besi dalam dosis lebih kecil namun pemberian lebih sering. Iron dextran diberikan secara parenteral perlahan dengan kecepatan tidak melebihi 1 mL per menit. Dosis harian maksimal harusnya tidak melebihi 2 mL per hari untuk iron dextran yang tidak diencerkan (Infed, 2009).

Setelah injeksi, sel dari retikuloendothelial sistem akan memisahkan kompleks tersebut menjadi besi dan dextran. Dextran kemudian dimetabolisme atau diekskresikan dan besi segera terikat dengan protein yang tersedia untuk menjadi bentuk fisiologisnya sebagai hemosiderin atau feritin dan atau yang lebih sedikit transferrin. Besi ini akan

Tabel 15. Angka absolut ADE yang mengancam nyawa untuk formula besi parenteral

ADE, adverse drug effect

Pada suatu uji klinik dari 1.726 pasien yang mendapat ferumoxytol, terdapat 3 laporan reaksi hipersensitif serius, atau 0,2%. Namun, penelitian terkini yang membandingkan bagian strukur fisikokimia dari ferumoxytol dengan besi dextran dengan berat molekul

Page 225: Penerbit - erepo.unud.ac.id

210

rendah, besi sukrose dan sodium ferric gluconate menunjukkan ferumoxytol mungkin mengandung lebih sedikit besi bebas dibandingkan preparat besi parenteral lainnya (Balakrishnan et al., 2009).

Iron DextranBesi dextran adalah salah satu preparat besi injeksi yang paling tua yang ada di

pasaran. Diijinkan untuk pemberian secara intramuskular atau intarvena pada pasien yang gagal atau tidak dapat mentolerir besi oral. Setiap milimeternya mengandung 50 mg besi elemental sebagai kompleks besi dextran (ferri hidroksida and dextran). Biasanya dosis ditentukan diagnosa penyakit dan indikasi. Besi yang dibutuhkan bisa dihitung dan dapat diberikan sampai 2 mL (memberikan 50 mg besi elemental per mL) per harinya sampai jumlah yang dibutuhkan tercapai. Pasien dengan ADB yang kondisinya kronis seperti pada pasien CKD mungkin membutuhkan penyimpanan besi untuk diisi ulang dengan besi dalam dosis lebih kecil namun pemberian lebih sering. Iron dextran diberikan secara parenteral perlahan dengan kecepatan tidak melebihi 1 mL per menit. Dosis harian maksimal harusnya tidak melebihi 2 mL per hari untuk iron dextran yang tidak diencerkan (Infed, 2009).

Setelah injeksi, sel dari retikuloendothelial sistem akan memisahkan kompleks tersebut menjadi besi dan dextran. Dextran kemudian dimetabolisme atau diekskresikan dan besi segera terikat dengan protein yang tersedia untuk menjadi bentuk fisiologisnya sebagai hemosiderin atau feritin dan atau yang lebih sedikit transferrin. Besi ini akan mengisi hemoglobin dan cadangan besi. Walaupun besi elemental terikat membentuk feritin di tubuh sebagai besi fisiologis, serum feritin tidak akan mencapai puncak sampai sekitar 7 – 9 hari dan perlahan-lahan kembali ke kadar basal setelah 3 minggu. Namun demikian, respon terapi dapat dilihat dalam beberapa hari.

ADE dari pemberian iron dextran sering kali timbul lambat antara 1 – 2 hari dan mereda dalam 3 – 4 hari. Reaksi yang sering dilaporkan meliputi, artralgia, sakit punggung, menggigil, pusing, demam sedang sampai tinggi, sakit kepala, malaise, mialgia, mual dan muntah (Infed, 2009). Pemberian parenteral dalam dosis yang besar dikaitkan dengan peningkatan insiden reaksi ini. Seperti diketahui, iron dextran dapat menyebabkan reaksi hipersensitif yang mengancam nyawa. Karenanya disarankan untuk melakukan tes dosis terlebih dahulu sebelum pemberian dosis terapi yang pertama.

Injeksi Iron SucroseInjeksi iron sucrose digunakan untuk mengganti cadangan besi pada pasien gagal

ginjal baik yang tergantung maupun tidak dengan hemodialisa. Iron sucrose harus diberikan secara parenteral dan tidak bisa diberikan secara intramuskular. Karena itu pada pasien yang akses venanya sulit didapat, besiron dextran mungkin lebih menyenangkan.

Dosis rendah sampai dengan 200 mg iron sucrose mungkin diberikan secara bolus 2-5 menit, sementara dosis lebih dari 200 mg harus diencerkan dalam 250 mL Nacl 0.9% dan diberikan perlahan lewat infus. Pasien dengan tekanan darah rendah atau pasien dengan pengalaman reaksi pada tetesan cepat mungkin lebih baik dengan dosis 100 – 200 mg yang diencerkan dalam NaCl 0,9% diberikan selama lebih dari 15 menit untuk mencegah hipotensi dan menghindari gejala yang timbul. Prosedur berikut mungkin digunakan, misalnya untuk mengganti 1000 mg besi dengan menggunakan iron sucrose: 100 mg diberikan setiap sesi dialisis sebanyak 10 dosis, 200 mg diberikan pada 5 kesempatan

Page 226: Penerbit - erepo.unud.ac.id

211

berbeda dalam 14 hari, 500 mg perlahan diberikan pada hari 1 dan 14 dan 300 mg, 300 mg kemudian 400 mg infus besi setiap 14 hari. Data farmakokinetik menunjukkan pada pemberian 100 mg iron sucrose, besi segera diambil oleh sumsum tulang, hati dan lien. Kemudian akan diikuti dimana, besi yang diinjeksikan ditemukan dalam sel darah merah yang bersirkulasi, dengan kadar maksimal di sel darah merah didapatkan dalam 2 – 4 minggu.

ADE dengan iron sucrose adalah sama dengan produk besi injeksi lainnya, meliputi nyeri di tempat suntikan, sakit kepala, gangguan pengecapan, distres saluran cerna dan arthralgia. Iron sucrose memiliki profil keamanan yang lebih baik, karenanya tes dosis tidak dibutuhkan pada produk ini. Jika reaksi hipersensitif terjadi, permberian ulang tidak disarankan (Venofer, 2008).

Sodium Ferric GluconateKompleks sodium ferric gluconate adalah komplek mikromolekul yang stabil.

Setiap ampul mengandung 62,5 mg elemental besi per 5 mL larutan sebagai garam sodium dari ion ferric carbohidrat complex. Dengan dosis 125 atau 62,5 mg, dari penelitian menunjukkan sekitar 80% besi yang terikat diantarkan ke transferin sebagai ion mononuclear dalam 24 jam setelah pemberian. Rata-rata puncak transferrin tidak melebihi 100% dan kembali mendekati kadar basal dalam 40 jam setelah pemberian. Sodium ferric gluconate complex disetujui untuk digunakan pada orang dewasa dan anak-anak lebih dari 6 tahun dengan ADB yang menjalani hemodialisa dan mendapatkan terapi eritropoietin stimulating agent.

Untuk orang dewasa yang menjalani hemodialisa dan mendapat terapi ertropoietin stimulating agent, pemberian total 1 gram sodium ferric gluconate mungkin dibutuhan untuk memperoleh respon yang baik. Ini harus diberikan dalam dosis 125 mg sebanyak 8 kali pemberian berturut-turut. Dapat diberikan bolus injeksi perlahan dengan kecepatan tidak lebih dari 12 mg permenit atau diincerkan dan diberikan lewat infus dalam 1 jam atau lebih. Tes dosis sebanyak 2 mL sebaiknya dilakukan walau saat ini sudah jarang dilakukan.

Reaksi hipersensitifitas serius berpotensi terjadi dengan sodium ferric gluconate, seperti yang terjadi pada komplek besi karbohidrat lain. Seperti telah disebutkan sebelumnya, penelitian menunjukkan ADE yang mengancam nyawa terjadi sekitar 0,1% pada pasien yang mendapat sodium ferric gluconate complex. Flushing dan hipotensi adalah efek merugikan yang mungkin terjadi selama hemodialisa dan ini memperberat kejadian hipotensi yang terjadi selama proses hemodialisa. Untuk mengurangi efek yang merugikan, hindari pemberian yang terlalu cepat. Dosis lebih dari 125 mg dapat menyebabkan kejadian yang merugikan (Ferrlecit, 2006).

FerumoxytolFerumoxytol adalah besi injeksi paling akhir yang disetujui FDA. Ini juga

diindikasikan untuk pengobatan ADB pada pasien dewasa dengan PGK. Ferumoxytol adalah besi oksida super para-magnetic yang diselaputi cangkang karbohidrat. Cangkang karbohidrat ini membantu mengisolasi besi bioaktif sampai kompleks ini memasuki sistem retikuloendotelial, makrofag, lien dan sumsum tulang dimana besi akan dilepaskan. Besi kemudian ditransfer ke plasma transferin untuk bergabung membentuk hemoglobin atau dirubah menjadi feritin untuk penyimpanan. Ferumoxytol diberikan dengan dosis

Page 227: Penerbit - erepo.unud.ac.id

212

510 mg injeksi parenteral dilanjutkan dengan injeksi 510 mg kedua pada 3 – 8 hari kemudian. Tiap injeksi 510 mg diberikan bolus dengan kecepatan 1 ml perdetik (30 mg per detik) (Feraheme, 2009). Sama seperti preparat besi injeksi lainnya, ferumoxytol dapat menyebabkan reaksi anafilaksis serius dan reaksi hipersensitivitas lainnya, karena itu, monitor pasien untuk tanda dan gejala hipersensitivitas setidaknya selama 30 menit, harus dilakukan. Tes dosis tidak diperlukan, namun direkomendasikan ferumoxytol hanya diberikan jika petugas dan peralatan untuk mengatasi reaksi tersebut tersedia. Hipotensi dilaporkan pada 1,9% pasien dalam suatu penelitan klinis terhadap ferumoxytol, 3 pasien diantaranya dengan reaksi hipotensi serius. Untuk meminimalkan kejadian hipotensi, pada pasien dengan hemodialisa, pemberiannya sebaiknya dilakukan 1 jam setelah hemodialisa selesai dan tekanaan darah stabil. ADE lainnya meliputi reaksi di tempat injeksi, diare, mual, pusing dan konstipasi.

Karena formulanya yang unik, ferumoxytol dapat mempengaruhi kemampuan diagnostik dari Magnetic Resonance Immaging (MRI) selama 3 bulan. Pabrik obat merekomendasikan penggunaan T - 1 atau proton density weighted MR pulse sequence jika MRI dibutuhkan, dilakukan dalam waktu 3 bulan setelah pemberian ferumoxytol. Ferumoxytol bagaimanapun tidak mempengaruhi x ray, computed tomography, positron emission tomography, single photon emission computed tomography, ultrasound atau nuclear medicine imaging. Saat memilih produk besi parenteral, rute pemberian, total besi yang dibutuhkan, kenyamanan pasien dan akses ke pelayanan kesehatan haruslah menjadi pertimbangan. Produk iron dextran bersifat unik dalam hal dapat diberikan intramuskuler dan dosis total infusnya, namun produk ini membawa resiko ADE mengancam nyawa yang paling tinggi. Produk besi yang lebih baru seperti iron sucrose dan sodium ferric gluconate memiliki profil keamanan yang lebih baik dan karena itu lebih dipilih untuk pasien yang menjalani hemodialisa. Namun kelemahannya harus diberikan dalam dosis yang lebih kecil, yang mana mungkin kurang memadai pada pasien PGK non-hemodialisa dan pasien dialisa peritoneal yang membutuhkan dosis besi pengganti yang lebih besar. Ferumoxytol mungkin lebih dipilih dalam kondisi ini, karena dapat diberikan dalam dosis yang lebih besar dengan cara injeksi parenteral cepat dan hanya membutuhkan 2 kali kunjungan klinik.

Mengevaluasi laboratorium secara rutin untuk menilai respon hematologi atau tetap adanya defisiensi besi dan untuk mencegah overload besi adalah hal yang penting pada pasien yang mendapat terapi besi. Data hemoglobin/hematokrit, saturasi transferin dan feritin diperiksa untuk evaluasi 1 bulan setelah injeksi dilakukan. Hindari memeriksa kadar besi dalam 24 jam setelah pemberian ferumoxytol karena mungkin akan mendapatkan nilai besi serum dan transferin yang salah karena turut terukur juga besi dalam kompleks ferumoxytol (Feraheme, 2009; Castro et al., 2010).

4. Transfusi darahTransfusi darah mungkin diperlukan pada pasien dengan ADB jika pasien mengalami

perdarahan aktif dan jika tidak stabil secara hemodinamik atau jika pasien menunjukkan tanda dan gejala kekurangan oksigen yang berat. Banyak institusi dan rumah sakit memberikan penuntun, kapan transfusi dibutuhkan. Setiap kantung PRC mengandung 200 – 250 mg besi dan diharapkan dapat menaikkan kadar Hb sekitar 1 g/dL.

Reaksi merugikan akibat transfusi adalah jarang, namun hal ini dapat mengancam nyawa. Kelebihan cairan mungkin terjadi, khususnya pada pasien yang mengalami

Page 228: Penerbit - erepo.unud.ac.id

213

gangguan ginjal atau gagal jantung kongestif atau pasien yang mendapat transfusi multipel. Pengobatan biasanya melibatkan diuretik parenteral, seperti 20 – 40 mg furosemide yang bisa diberikan sebagai profilaksis pada kasus yang berisiko untuk kelebihan cairan atau diberikan diantara dua kantung PRC yang ditransfusikan. Reaksi transfusi hemolitik akut adalah kejadian yang mengancam nyawa, terjadi terutama karena incompatibilitas ABO. Hemolisis intravaskular terjadi dan mungkin diawali dengan nyeri punggung, demam, sesak nafas, menggigil dan hipotensi. Reaksi transfusi hemolitik akut haruslah dibedakan dengan yang lebih sering terjadi berupa reaksi transfusi demam non-hemolitik dan reaksi rigor-chill, yang mana walaupun tidak menyenangkan namun tidaklah serius. Reaksi transfusi demam non-hemolitik dapat diobati dengan acetaminophen dan diphenhidramin.

Komplikasi penyakit infeksi, seperti infeksi bakteri dan virus, jarang terjadi dalam praktek saat ini karena metode skrining dan teknik aseptik yang tepat. Bagaimanapun virus seperti HIV dan hepatitis dapat ditransmisikan dari donor ke penerima darah. Infeksi bakteri mungkin terjadi karena metoda serupa atau karena kontaminasi saat mengambil atau menyimpan darah yang didonorkan. Reaksi merugikan lain yang juga mungkin terjadi adalah acute lung injury akibat transfusi, graft versus host disease, reaksi alergi dan anafilaksis (Castro et al., 2010).

4. Anemia defisiensi besi pada populasi spesifikAnemia defisiensi besi pada orang tua

Anemia adalah kelainan hematologi yang paling menonjol pada orang tua, dan bukan merupakan respon fisiologis karena bertambahnya umur. Prevalensi secara keseluruhan pada populasi orang tua di Inggris adalah 20,1% pada laki dan 13,7% pada wanita. Penyebab anemia adalah beragam dan diduga APK merupakan penyebab tersering, namun ADB juga cukup sering ditemukan dan membutuhkan pemeriksaan lebih lanjut. Pada satu studi dijumpai lebih dari ¼ pasien yang masuk ke ruangan perawatan akut untuk orang tua adalah APK (35%) dan ADB (15%). Kriteria anemia menurut WHO adalah kadar hemoglobin < 13 gr/dl pada laki dan < 12 gr/dl pada wanita. Ada banyak variasi dari batas bawah untuk penentuan anemia pada bernagai studi (< 10 – 11,5 gr/dl untuk wanita dan < 12,5 – 13,8 gr/dl untuk laki) dan mungkin batas paling bawah dari angka rujukan yang dipakai untuk mendefinisikan anemia. Dengan bertambahnya umur akan terjadi penurunan yang progresif dari kapasitas fisiologis dari hemopoiesis sumsum tulang. Namun demikian, pada pasien tua dengan hemoglobin < 12 gr/dl atau hematokrit < 36% dapat diperkirakan terjadi gangguan yang menyebabkan adanya anemia. Pada satu studi dilaporkan bahwa anemia, yang dibuat berdasarkan kriteria WHO akan diikuti dengan peningkatan angka kematian terutama pada umur 85 tahun atau lebih. Di Amerika ADB ditemukan sekitar 4% pada orang tua, sekitar 3,5 – 5,3% di Inggris. (Mukopradhyay et al., 2002).

1. Pemeriksaan laboratoriumFeritin serum merupakan tes non-invasif yang bisa dipakai untuk mendiagnosis ADB

pada semua populasi. Akan tetapi pada pasien tua hal ini harus diinterpretasikan dengan lebih hati-hati karena feritin serum cendrung akan meningkat dengan bertambahnya umur. Pada salah satu studi yang melibatkan individu-individu sehat berumur 85 tahun, feritin serum pada laki ditemukan sebesar 130 ug/l dan wanita 98 ug/l dan tidak didapatkan

Page 229: Penerbit - erepo.unud.ac.id

214

perbedaan yang bermakna diantara mereka. Pada kadar feritin serum yang rendah hampir pasti disebabkan ADB akan tetapi kadar yang normal atau sedikit meningkat dapat dijumpai pada pasien defisiensi besi bersamaan dengan adanya inflamasi, keganasan atau penyakit hati. Pada individu dewasa, kadar feritin serum < 12 ug/l adalah diagnosis untuk ADB. Akan tetapi pada pasien anemia yang berumur 65 tahun, diagnosis ADB lebih mungkin apabila kadar feritin serum sekitar 45 ug/l. Hal ini didukung studi yang dilakukan pada kelompok orang tua (umur rerata antara 79 – 82 tahun), dimana 84% peserta dengan kadar serum feritin 12 – 45 ug/l ditemukan dengan pengecatan besi di sumsum tulang yang negatif. Diduga bahwa pada orang tua eritropoiesis yang kekurangan besi sudah terjadi pada serum feritin sekitar 75 ug/l (Guyatt et al.,1992). Kemungkinan ADB akan sangat kecil apabila feritin serum > 100 ug/l.

Pada kondisi yang lebih kompleks, diperlukan tes lainnya seperti kadar besi serum yang rendah < 10 umol/l dan peningkatan TIBC > 70 umol/l serta saturasi transferin yang rendah < 15%. Namun perlu diperhatikan kadar besi serum dan transferin akan menurun pada orang tua, disamping adanya variasi diurnal dari kadar besi serum. Pemeriksaan transferin reseptor serum dapat dipakai untuk membedakan antara ADB dengan APK dimana sTfR biasanya meningkat pada ADB dan tetap normal pada APK. Sayang sekali tes ini cukup mahal dan belum terbukti bermanfaat pada orang tua. Hanya pada satu studi yang mendapatkan adanya peningkatan kadar sTfR pada pasien ADB yang berusia lanjut. Pengecatan besi pada preparat sumsum tulang merupakan standar diagnosis ADB tapi karena terlalu invasif terutama pada pasien tua tindakan ini digantikan dengan pemeriksaan yang lebih mudah seperti serum feritin dan lainnya (Castro et.al.,2010).

2. Penyebab anemia defisiensi besi pada orang tuaApabila riwayat perdarahan tidak dijumpai, ADB pada orang tua kadang dikaitkan

dengan diet tapi tersering sebagai akibat perdarahan yang tersembunyi pada saluran makan. Penyebab tersering termasuk diantaranya penggunaan NSAID, polip atau kanker kolon, kanker gaster, angiodisplasia dan penyakit inflamasi pada usus (inflammatory bowel disease). Penyebab jarang lainnya yaitu coeliac disease, akibat gastrektomi, telengiektasis pada usus, limfoma, leiomioma dan tumor lainnya. Pada studi 100 pasien dengan ADB yang dikerjakan pemeriksaan gastroenterologi, ditemukan 37% dengan lesi saluran cerna bagian atas dan 26% dengan perdarahan dari kolon. Setengah dari lesi saluran cerna bagian atas adalah penderita peptik ulser dan 41% dari lesi di kolon adalah kanker kolon.

Pemeriksaan saluran cernaEvaluasi saluran cerna seyogianya dilengkapi kecuali pada kasus dimana ditemukan

adanya riwayat perdarahan yang berasal dari tempat lainnya. Pada pasien usia lanjut dibandingkan dengan endoskopi, kolonoskopi merupakan pemeriksaan yang lebih penting dilakukan untuk menemukan penyebab ADB. Biopsi pada usus halus dikerjakan pada saat endoskopi untuk menyingkirkan adanya coeliac disease walaupun pada subyek orang tua. Pada serial 656 pasien yang menjalani kolonoskopi untuk berbagai indikasi, kolonoskopi merupakan tindakan yang cukup aman pada orang tua (umur rerata 77 tahun). Subyek yang lebih tua menderita adenoma lebih banyak (6% vs 2%) dan lebih banyak ditemukan divertikulitis (31% vs 18%) dibandingkan dengan pasien dengan umur lebih muda. Polip adenoma yang jinak ditemukan dengan jumlah yang hampir sama antara kelompok tua

Page 230: Penerbit - erepo.unud.ac.id

215

dan kelompok dengan umur lebih muda. Apabila fasilitas kolonoskopi tidak tersedia maka pemeriksaan enema barium dengan kontras dobel dapat dipergunakan. Pada kasus dengan kecurigaan pada rektum maka tindakan sigmoidoskopi dapat dilakukan. Ditemukan dua kelainan patologis baik pada saluran cerna bagian atas maupun bawah pada salah satu studi pasien ADB umur tua dengan insiden yang cukup tinggi yaitu 16%. Masalah penting yang perlu diperhatikan adalah pada batas kadar hemoglobin berapa tindakan ini aman dilakukan. Lesi saluran cerna dapat ditemukan pada lebih dari 80% pasien tua dengan ADB dan hemoglobin < 10 gr/dl dan dua pertiga dari kasus tersebut mempunyai penyebab yang dapat diobati. Studi terbaru menyatakan bahwa pada orang tua dengan defisiensi besi (feritin serum < 50 ug/l) harus melakukan pemeriksaan gastrointestinal tidak peduli berapapun kadar hemoglobinnya. Disini ditemukan lesi saluran cerna bagian atas sebesar 49% dari 96 pasien yang kadar feritin serumnya < 50 ug/l dan hemoglobin 13 gr/dl pada laki atau < 12 gr/dl pada wanita. Lesi di kolon ditemukan 32% pada grup pasien tersebut. Sebagai perbandingan 56% dari 55 pasien yang tidak menderita anemia tapi mengalami defisiensi besi mempunyai lesi pada saluran cerna bagian atas dan 16% dengan kelainan pada kolonnya. Akan tetapi tidak didapatkan perbedaan yang bermakna antara kedua kelompok tersebut untuk kejadian kanker kolon. Dari studi ini disimpulkan ada cukup bukti untuk melakukan pemeriksaan saluran cerna pada pasien tua dengan ADB yang kadar hemoglobinnya < 13 gr/dl pada laki dan < 12 gr/dl pada wanita (Mukopradhyay et al., 2002).

3. Penatalaksanaan anemia defisiensi besi pada orang tuaPengobatan penyakit dasarnya akan mencegah berlanjutnya kehilangan darah.

Namun semua penderita ADB harus mendapat tablet besi untuk koreksi anemianya dan mengisi cadangan besinya. Hal ini dapat dilakukan dengan pemberian tablet besi. Sulfas ferosus 200 mg 3 x sehari merupakan pilihan yang paling murah walaupun glukonas dan fumarat ferus adalah pilihan alternatif lainnya yang cukup efektif. Ketidak patuhan terhadap obat merupakan hal yang umum dan mudah dideteksi dengan menanyakan apakah kotorannya berwarna hitam. Pengobatan jangka panjang dengan regimen sehari sekali dapat menghindari kegagalan pengobatan karena ketidakpatuhan akibat efek samping obat pada saluran cerna. Ada kecenderungan untuk menggunakan tablet lepas lambat sebagai terapi utama pada penderita ADB. Hal ini kurang diterima karena tablet lepas lambat akan gagal memberikan efek terapi karena gangguan penyerapannya pada duodenum dan jejunum bagian atas. Jumlah retikulosit meningkat hari 3 – 4 setelah pemberian tablet besi dan mencapai puncaknya pada hari ke-10. Pemulihan dari kondisi ADB akan terlihat dengan meningkatnya populasi sel normositik menggantikan sel yang mikrositik sebagai akibatnya distribusi ukuran volume sel darah merah yang biasanya meningkat (> 15%) pada ADB akan lebih meningkat yang mencerminkan adanya proses eritropoiesis yang aktif. Kadar hemoglobin harus meningkat minimal 2 gr/dl setelah 3-4 minggu. Kurangnya respon ini mencerminkan adanya ketidak patuhan, kehilangan darah yang masih berlangsung, diagnosis yang salah dan adanya malabsorbsi. Untuk mengisi cadangan besi tubuh tablet besi diberikan sampai minimal 3 bulan setelah kadar hemoglobin normal (Mukopradhyay et al., 2002).

Pemberian besi parenteral hanya dipertimbangkan apabila terjadi intoleransi terhadap minimal dua jenis formula besi oral atau terjadi ketidakpatuhan serta keluhan adanya gangguan penyerapan. Ada banyak sedian besi parenteral antara lain besi sukrose

Page 231: Penerbit - erepo.unud.ac.id

216

(iron dextran) yang diberikan dengan injeksi intavena yang lambat atau lewat infus. Preparat lainnya adalah besi sorbitol yang diberikan melalui injeksi intramuskuler dan tidak bisa diberikan secara intravena. Reaksi syok anafilaksis merupakan salah satu reaksi yang sering ditemukan pada pemberian besi parenteral. Jenis terapi ini cukup berbahaya dan cukup mahal akan tetapi peningkatan kadar hemoglobin juga tidak terjadi dalam waktu yang lebih cepat kalau dibandingkan dengan pemberian besi oral. Pemberian total dosis dari iron dextran dapat diberikan dengan sekaligus akan tetapi sering menimbulkan keluhan artralgia. Pemberian metilprednisolon sebelum dan setelah total dosis iron dextran dapat mengurangi dan meminimalisasi efek samping (Auerbach et al.,1998).

Penanganan defisiensi besi yang laten pada orang tua (kadar feritin serum rendah dengan kadar hemoglobin normal) bisa membahayakan dan sampai saat ini belum ada bukti yang jelas bahwa pemberian tablet besi bermanfaat. Seperti diketahui besi merupakan senyawa yang berbahaya dimana kelebihan besi akan disertai dengan peningkatan produksi radikal bebas dan resiko yang timbul akibat peningkatan ini. Kerusakan akibat radikal bebas biasanya disebabkan radikal hidroksil yang diproduksi in vivo dari reduksi hidrogen feroksida keberadaan besi (Fenton Reaction). Peningkatan besi tubuh akan diikuti dengan peningkatan risiko timbulnya kanker. Akumulasi besi yang bebas pada plak dan neurofibrillary dapat ditemukan pada penderita Alzheimer’s, yang diduga sebagai penyebab kerusakan saraf pada penderita tersebut. Besi juga merupakan senyawa oksidan yang poten untuk LDL kolesterol dan proses oksidatif ini akan meningkatkan efek aterogenik dari LDL ini. Satu studi pada laki umur pertengahan menyimpulkan bahwa kadar cadangan besi yang tinggi merupakan faktor risiko terjadinya infark miokardium terutama pada mereka yang kadar kolesterol LDLnya lebih besar dari 5 mmol/l. Studi yang lain mendapatkan adanya hubungan antara peningkatan besi serum dan infark miokard akut yang fatal akan tetapi tidak bisa menunjukkan adanya hubungan antara risiko tersebut dengan besi dalam makanan ataupun pemberian tablet besi. Hemokromatisis herediter merupakan hal yang tidak jarang ditemukan pada golongan kaukasian dan untuk mencegah kerusakan organ, mereka-mereka ini memproteksi diri dengan menghindari asupan besi yang berlebihan.

Transfusi darahPeran dari transfusi darah merah pada pasien ADB pada umur tua merupakan

hal yang masih banyak diperdebatkan. Tindakan ini merupakan usaha yang mahal dan berbahaya. Namun demikian usaha ini dapat dibenarkan pada pasien tua apabila anemianya sangat berat dan terapi penyakit dasarnya masih belum bisa dilakukan. ADB umumnya merupakan kondisi yang kronik sehingga tidak memerlukan tindakan yang emergensi untuk koreksinya dengan melakukan transfusi. Banyak pasien ADB dengan kronik anemia adalah asimtomatik walaupun kadar hemoglobinnya sudah sekitar 8 gr/dl. Bahkan guideline yang dikeluarkan the British Society of Gastroenterology tidak merekomendasikan transfusi sebagai salah satu terapi pada ADB. Akan tetapi tindakan transfusi banyak dilakukan pada pasien dengan ADB. Hal ini terlihat pada studi pada 263 penderita ADB yang dirawat di rumah sakit mendapatkan transfusi darah merah sebanyak 19%, dimana hampir seperempat diantaranya tidak semestinya diberikan transfusi. Studi lain melaporkan masih cukup banyak penderita ADB dengan kadar hemoglobin > 10 gr/dl mendapatkan transfusi. Pada anemia yang kronik, transfusi hanya dibenarkan apabila yang bersangkutan tidak memberikan respon pada terapi oral dan gejala anemia yang

Page 232: Penerbit - erepo.unud.ac.id

217

sangat menonjol. Pada kasus tersebut antara lain keluhan kardiovaskuler yang berat (angina pektoris, infark miokard akut, gagal jantung kongestif), kadar hemoglobin < 9 gr/dl dengan disertai keluhan dan riwayat kelainan jantung, hematokrit yang < 26% atau hemoglobin < 9 gr/dl pada saat persiapan operasi, hemoglobin < 9 gr/dl sebelum kemoterapi dan hemoglobin < 8 gr/dl pada pasien dengan gagal ginal kronik. Yang lebih penting adalah menemukan penyakit dasarnya dan mengobatinya. The British Society of Haematology (2001) merekomendasikan penggunaan transfusi darah merah pada pasien dengan anemia kronik termasuk diantaranya ADB adalah apabila anemianya mengancam nyawa. Pada pasien ADB yang patuh pada terapi besi oral dan tidak disertai dengan komorbiditas seperti diatas akan tetapi membutuhkan transfusi yang berulang maka perlu dilakukan pemeriksaan lanjutan seperti radiologi pada saluran cerna, enteroskopi, angiografi mesenterika, bahkan kalau perlu dilakukan laparatomi dengan transiluminasi usus (Mukhopadhayay et al., 2002).

Anemia defisiensi besi pada wanita hamil Data anemia dari The World Health Organization mengestimasi prevalensi 14%

berdasarkan analisis regresi. Data terbaru menunjukkan prevalensi ADB pada wanita hamil di negara industri sebanyak 17,4%, sedangkan insiden ADB di negara berkembang meningkat secara signifikan sampai 56%. Walaupun suplementasi besi oral secara luas digunakan untuk terapi ADB, tidak semua pasien memiki respon adekuat terhadap terapi besi oral. Hal ini disebabkan beberapa faktor meliputi efek samping dari besi oral yang mengarah pada kepatuhan yang buruk dan kurangnya efikasi. Efek samping, predominan gangguan gastrointestinal, terjadi pada sejumlah besar pasien yang menerima preparat besi oral.

1. Pemeriksaan laboratoriumDefisiensi besi dapat diklasifikasikan sebagai DB berat bila feritin serum dibawah

20 – 30 µgr/l, DB ringan sedang apabila kadar feritin 70 – 100 ug/l. kadar feritin dianggap sebagai penanda pengganti untuk DB. Walaupun demikian, feritin serum merupakan reaktan fase akut dan dapat meningkat pada kasus-kasus infeksi atau inflamasi, karena itu tes penanda inflamasi secara bersamaan disarankan pada kasus-kasus anemia dengan peningkatan feritin untuk menyingkirkan penyebab reaktif. DB umumnya tidak terjadi apabila kadar feritin diatas 100 µg/l (Goddard et al., 2000). Walaupun studi cadangan besi di sumsum tulang umumnya dianggap sebagai penanda definitif defisiensi besi, hal tersebut tetap merupakan prosedur yang invasif dan tidak praktis untuk diaplikasikan pada sebagian besar pasien. Pengukuran reseptor transferin terlarut (sTfR) dan feritin serum merupakan alat untuk diagnosis ADB yang adekuat. Walaupun demikian, reseptor transferin bukan merupakan tes yang terstandarisasi dengan baik, yang dapat dilakukan secara andal dengan presisi tinggi di sebagian besar laboratorium di seluruh dunia.

Sementara itu, kadar feritin merupakan tes yang otomatis dan mudah dilakukan di sebagian besar laboratorium di seluruh dunia; walaupun demikian penggunaannya dibatasi pada kasus-kasus inflamasi atau infeksi karena dianggap dipengaruhi respon fase akut dan karenanya secara negatif mempengaruhi nilainya pada interpretasi klinis hasil tes. Tes laboratorium yang umumnya tersedia untuk menentukan status besi, contohnya, besi serum, transferin, total iron-binding capacity (TIBC), saturasi transferin dan feritin digunakan secara luas di seluruh dunia secara praktis klinis.

Page 233: Penerbit - erepo.unud.ac.id

218

Studi terbaru mendemonstrasikan bahwa kadar hepsidin berkurang pada defisiensi besi. Pengukuran kadar hepsidin darah atau urin dapat dicapai dengan spektrometri massa dan immunoassay di serum, plasma dan urin. Walaupun demikian, kegunaan diagnostik hepsidin serum pada defisiensi besi belum ditentukan dalam aplikasi klinis. Walaupun demikian, estimasi hepsidin nampaknya merupakan tes yang berpotensi akurat yang mencerminkan status besi yang sesungguhnya dengan limitasi yang lebih sedikit (Nemetz et al., 2009).

Secara keseluruhan, teknologi baru seperti tes retikulosit hipokromik dan hemoglobin retikulosit, sTfR, dan hepsidin menurut laporan telah dikembangkan dengan sensitifitas, spesifisitas, reprodusibilits dan efektifitas biaya yang lebih tinggi. Hal ini dapat dijadikan alat skrining yang dapat diandalkan untuk defisiensi besi di masa yang akan datang. Tentu tidak akan ada artinya bila tidak ada data spesifik mengenai perbedaan penanda-penanda tersebut pada populasi hamil versus non hamil. Walaupun demikian, pada prinsipnya tidak ada perbedaan esensial yang terjadi dalam metabolisme besi pada populasi hamil versus non-hamil kecuali untuk peningkatan kebutuhan besi pada wanita hamil (Khalafallah et al., 2012).

Metabolisme besi pada kehamilan. Selama kehamilan, hepsidin fetus mengendalikan transfer besi plasenta dari plasma

maternal ke sirkulasi fetal. Saat konsentrasi hepsidin rendah, besi memasuki plasma dengan kecepatan tinggi. Saat konsentrasi hepsidin tinggi, ferroportin diinternalisasi, dan besi terperangkap dalam enterosit, makrofag, dan hepatosit. Kebutuhan harian besi eksternal relatif kecil yaitu antara 1 sampai 8 mg per hari. Walaupun demikian, lebih banyak besi eksternal dibutuhkan untuk menyeimbangkan peningkatan kebutuhan besi khususnya kebutuhan fisiologis selama pertumbuhan, kehamilan dan laktasi. Peningkatan kebutuhan besi yang signifikan ini dibutuhkan untuk perkembangan fetus dan plasenta, disamping kebutuhan tambahan untuk mendukung volume darah ibu. Demikian pula, wanita hamil merupakan individu yang kehilangan besi selama dan setelah persalinan. Total kehilangan besi yang berhubungan dengan kehamilan dan laktasi mendekati 1000 mg. Karena itu, kebutuhan diet harian yang direkomendasikan untuk besi pada kehamilan adalah 27 mg dibandingkan 8 mg pada populasi dewasa yang tidak hamil. Laktasi membutuhkan kebutuhan diet harian sebanyak 10 mg (National Academy of Science, 2001).

Strategi terkini untuk menilai defisiensi besi selama kehamilan.Hitung darah lengkap dan nilai MCV yang memungkinkan diagnosis anemia

mikrositik dianggap sebagai alat skrining yang baik untuk ADB. Walaupun demikian, di wilayah dimana hemoglobinopati cukup sering dijumpai dan hal ini dihubungkan dengan adanya mikrositosis, studi besi khususnya kadar feritin tetap menjadi penanda untuk ADB. Berdasarkan kadar ferritin, defisiensi besi(DB) dapat diklasifikasikan sebagai DB berat bila kadar feritin < 30 µgr/dl atau DB ringan-sedang bila feritin < 1.000 µgr/dl dan > 30 µgr/dl (terdapat rentang normal yang lebar antara 20 dan 464 tergantung laboratorium dan metode yang digunakan). Pada kasus-kasus dimana feritin meningkat > 100 µgr/l bersamaan dengan anemia, kausa lain dari anemia harus dicari. Tes komplementer lain pada studi besi seperti besi serum, kapasitas pengikatan besi dan saturasi transferin berguna dalam mengkonfirmasi diagnosis ADB (Khalafallah et al., 2012).

Page 234: Penerbit - erepo.unud.ac.id

219

Defisiensi besi (DB) pada wanitaDefisiensi besi nutrisional merupakan gangguan defisiensi yang paling sering

dijumpai di dunia, mempengaruhi lebih dari dua juta manusia di seluruh dunia, dengan risiko khusus pada wanita hamil. Data dari World Health Organization menunjukkan bahwa ADB pada kehamilan merupakan masalah signifikan di seluruh dunia dengan prevalensi sekitar 14% pada wanita hamil di negara industri sampai sekitar 56% di negara berkembang (WHO, 1992). Lebih jauh lagi, ADB tidak hanya mempengaruhi sejumlah besar wanita dan anak-anak di negara berkembang, namun juga dipertimbangkan sebagai satu-satunya defisiensi nutrien yang juga secara signifikan prevalensi di dunia yang sudah maju. Jumlah pasien dengan DB dan ADB sangat banyak yaitu lebih dari 2 miliar manusia, hampir 30% populasi dunia, dengan prevalensi yang bervariasi, dan variasi dari distribusi dan faktor-faktor yang berkontribusi di berbagai bagian dunia yang berbeda. Defisiensi besi mempengaruhi lebih banyak wanita dibandingkan kondisi-kondisi lain, sehingga dianggap suatu epidemi krisis kesehatan publik. Umumnya bermanifestasi tidak terlalu nyata dan harus dipertimbangkan sebagai penyakit kronik dengan progresifitas lambat yang seringkali diremehkan dan tidak diterapi walaupun beberapa peringatan dan kewaspadaan telah dikampanyekan WHO (1992).

Prevalensi ADB yang tinggi pada wanita memiliki konsekuensi kesehatan yang substansial dengan bahaya sosioekonomi, meliputi hasil kehamilan yang buruk, gangguan penampilan kognitif, dan penurunan kapasitas kerja dan serta produktivitas (Zimmermann et al., 2007). Karena pentingnya dan konsekuensi anemia defisiensi besi, khususnya pada wanita di usia produktif, beberapa konferensi internasional tentang nutrisi telah mengangkat masalah ini dengan tujuan mengurangi prevalensi defisiensi besi pada wanita usia produktif namun tanpa keberhasilan yang berarti. Dan tetap terdapat kekurangan data mengenai efeknya pada kesejahteraan pasien baik pada ibu maupun pada janinnya (Goddard et al., 2000).

Definisi anemia pada wanita hamil dan tidak hamil.Anemia pada kehamilan umumnya didefinisikan sebagai Hb < 11 gr/dl atau < 11

gr/dl pada beberapa pedoman praktis klinis dengan sedikit variasi berdasarkan trimester kehamilan. Walaupun demikian, kadar hemoglobin < 10 gr/dl mengindikasikan anemia pada berbagai stadium kehamilan dimana investigasi dan terapi harus segera dimulai karena potensi konsekuensi serius untuk ibu dan bayinya, dengan peningkatan risiko retardasi pertumbuhan intrauterin dan kelahiran prematur. Sementara itu, anemia pada wanita usia reproduktif didefinisikan sebagai Hb < 12 gr/dl atau di beberapa studi < 11 gr/dl. Hal ini disebabkan karena perbedaan spesifik dari populasi atau alat pemeriksaan yang dipakai (Khalafallah et al., 2012).

2. Penyebab anemia defisiensi besi pada ibu hamilKehamilan adalah kondisi fisiologis dan biasanya tidak mempunyai efek pada

kesehatan secara keseluruhan pada wanita hamil tersebut. Namun demikian pada kehamilan terjadi perubahan hemodinamik, hormonal dan status hematologis. Perubahan ini dianggap respon alami dari tubuh dalam beradaptasi, dimana peningkatan volume darah total dan kondisi hemostasis akan membantu tubuh mengatasi proses perdarahan pada saat persalinan. Peningkatan ini akan didapatkan lebih rendah pada wanita hamil yang menderita anemia defisiensi besi dan ketidakmampuan peningkatan volume darah ini

Page 235: Penerbit - erepo.unud.ac.id

220

akan menutupi penurunan kadar hemoglobin yang sebenarnya sudah terjadi pada penderita ini. Demikian pula kehamilan akan memicu peningkatan MCV sekitar 2 – 3 fl dan hal ini juga dapat menutupi temuan mikrositik yang merupakan penanda penting untuk anemia defisiensi besi. Penyebab anemia mikrositik lain seperti sindroma talasemia, anemia karena penyakit kronik cukup jarang dijumpai pada kehamilan. Anemia defisiensi besi pada kehamilan antara lain disebabkan masukan diet yang kurang, kehilangan besi akibat perdarahan mentruasi, adanya kehamilan sebelumnya dimana jumlah kehamilan sangat menentukan kejadian anemia, adanya gangguan penyerapan besi di usus, kehilangan besi akibat infeksi cacing tambang atau malaria dan adanya peningkatan kebutuhan besi selama kehamilan. Penyerapan besi selama kehamilan akan ditentukan banyaknya kandungan besi pada makanan yang dikonsumsi, komposisi makanan (bioavailabilitasnya) dan perubahan penyerapan besi yang terjadi selama kehamilan. Kebutuhan besi akan meningkat selama kehamilan kalau dibandingkan dengan wanita tidak hamil, terutama pada trimester ketiga dimana jumlah total kebutuhan besinya sekitar 840 mg merupakan kebutuhan tertinggi selama siklus hidup kita. Walaupun relatif menurun pada trimester pertama karena tidak adanya menstruasi, akan tetapi memasuki trimester selanjutnya akan terjadi peningkatan kebutuhan besi sekitar > 10 mg/hari. Jumlah ini tentu sangat melampaui kemampuan penyerapan maksimal besi untuk memenuhi kebutuhan besi pada kehamilan trimester tiga. karena itu wanita yang akan hamil sebaiknya mempunyai cadangan besi > 300 mg kalau kebutuhan akan besi selama kehamilan tidak bisa dipenuhi masukan besi dari luar, dan hal ini nampaknya tidak bisa dipenuhi sebagian besar wanita usia subur di negara yang sedang berkembang (Khalafallah et al., 2012).

3. Penatalaksanaan anemia defisiensi besi pada ibu hamilSuplemen besi semasa kehamilan

Disamping rekomendasi WHO untuk memberikan vitamin dan besi pada masa prenatal, berbagai studi yang dilakukan menunjukkan hasil yang tidak mendukung adanya kaitan antara intervensi dengan suplemen besi dan pengaruhnya pada bayi. Analisis Cochrane dan beberapa studi lainnya juga menemukan belum cukup bukti bahwa intervensi tablet besi pada masa prenatal memberikan manfaat seperti yang diharapkan. Studi terhadap manusia dan hewan menunjukkan ketiadaan hasil yang signifikan. Pada studi ini, skor untuk neonatal neurobehavioral, banyaknya angka kematian janin, kelahiran bayi berat badan rendah, ditemukan tidak berbeda bermakna antara monyet yang diberikan besi dibandingkan dengan monyet yang dibuat kekurangan besi (Golub et al., 2006). Ketidaksesuaian hasil studi ini dalam hal manfaat terapi suplemen besi sangat mungkin disebabkan karena ketidaktahuan akan peran dari anemia karena inflamasi terutama pada negara sedang berkembang. Hal ini dipertegas hasil studi di Malawi yang menunjukkan peran penting anemia inflamasi dalam patogenesis anemia selama kehamilan. Peneliti ini menemukan kadar CRP meningkat pada 54% wanita hamil tanpa defisiensi nutrisi dan 73,5% pada wanita dengan anemia tanpa kelainan metabolisme besi. Ini terjadi dengan pembatasan absorpsi suplemen besi, pertukaran besi kepada bentuk penyetoran, membatasi penggunaan besi dan membatasi penggunaan besi ibu janin.

Namun demikian, pemberian suplemen besi pada wanita hamil dengan anemia terbukti memberikan hasil positif yaitu adanya peningkatan kadar hemoglobin ibu hamil. Hal ini juga memberi manfaat pada bayi yang lahir dari ibu yang diberikan suplemen besi akan mempunyai kadar serum ferritin yang tinggi, peningkatan skor Apgar dan

Page 236: Penerbit - erepo.unud.ac.id

221

ukuran tubuh yang lebih baik dibanding dengan kontrol. Studi lain mendapatkan kadar hemoglobin, kadar besi, dan feritin pada bayi-bayi yang lahir dari ibu yang anemia, lebih rendah dan ditemukan korelasi yang linier dengan kadar hemoglobin dan feritin ibunya (Kumar et al., 2008).

Terapi anemia defisiensi besi pada kehamilanPreparat besi oral

Terapi besi oral merupakan terapi yang paling banyak diresepkan untuk anemia defisiensi besi, namun, banyak hal yang dapat mencegah keberhasilan suplementasi besi oral dalam menangani ADB. Sebagai contoh, banyak pasien tidak berespon secara adekuat pada terapi besi oral karena kesulitan yang berhubungan dengan mencerna tablet dan efek sampingnya. Efek samping memainkan peranan penting pada tingkat kepatuhan minum obat. Dan lagi, adanya penyakit saluran cerna dapat mempengaruhi absorbsi besi dan karenanya meminimalkan keuntungan terapi besi oral (Kumar et al., 2005). Efek samping terapi besi oral meliputi gangguan gastrointestinal yang meliputi nyeri kolik, mual, muntah, diare dan/atau konstipasi, dan terjadi pada kurang lebih 50% pasien yang menerima preparat besi.

Lebih jauh lagi, besi oral yang paling banyak diresepkan terutama terdiri dari garam fero. Garam fero ditandai dengan laju absorbsi yang rendah dan bervariasi. Absorbsinya dapat dihambat dengan mencerna makanan tertentu sebagaimana akibat kerusakan mukosa luminal. Karena itu, komponen feri diperkenalkan untuk menghindari rintangan-rintangan tersebut. Akan tetapi komponen tersebut umumya kurang larut dan memiliki bioavailabilitas buruk. Dosis besi sulfat oral yang biasanya direkomendasikan untuk terapi defisiensi besi adalah minimal 80mg besi elemental per hari, yang ekuivalen dengan 250 mg tablet besi sulfat. Absorbsi besi membutuhkan medium asam, karena itu absorbsinya dapat menurun karena asupan antasid atau inhibitor pompa proton dan antagonis reseptor histamin. Gangguan absorbsi besi dapat terjadi dengan asupan beberapa obat, yang karena itu meminimalkan keuntungan yang diterima dari terapi besi oral. Tantangan terbesar dalam manajemen ADB berhubungan dengan tolerabilitas dan efek samping terapi besi dalam bentuknya yang berbeda-beda. Karena itu, sangat penting untuk menentukan bentuk yang paling tepat dan dosis besi sebagaimna juga dosis terapi dengan tujuan untuk mencapai keberhasilan replesi cadangan besi. Walaupun besi oral digunakan secara luas di seluruh dunia, efektivitas besi oral sangat dipengaruhi kurangnya absorbsi, kepatuhan minum obat yang buruk, efek samping yang meningkat (sampai 56%) dan diskontinuitas terapi (sampai 20%). Pada kehamilan yang normalnya disertai dengan keluhan mual-mual, maka besi parenteral dilihat sebagai pilihan yang menarik untuk terapi ADB dan lebih popular karena adanya preparat besi intravena baru dengan efek samping yang lebih baik bila dibandingkan dengan sediaan yang lama, yang memungkinkan besi dosis tinggi untuk diberikan secara cepat dalam satu kali terapi (Auerbach et al., 2007; Khlafallah et al., 2012).

Di masa lalu, besi intravena banyak dihubungkan dengan efek samping yang tidak diinginkan dan terkadang serius dan karenanya penggunaannya agak terbatas. Walaupun demikian, di tahun-tahun terakhir, kompleks besi tipe II dan III yang baru telah dikembangkan, dimana dapat ditoleransi lebih baik dan dapat digunakan untuk mengisi dengan cepat cadangan besi. Walaupun banyak ditemukan bukti-bukti preparat baru yang aman, untuk kehamilan maupun di populasi umum, besi intravena tetap belum banyak

Page 237: Penerbit - erepo.unud.ac.id

222

digunakan karena pertimbangan mengenai tolerabilitas preparat besi intravena terdahulu. Ulasan mengenai infus besi dekstran pada 481 pasien laki dan wanita menunjukkan bahwa sekitar 25% pasien mengalami efek samping ringan, yang hilang dengan sendirinya. Namun, sekitar 2% mengalami reaksi alergi berat dan sekitar 0,6% dengan reaksi anafilaktik. Sebagian besar reaksi ini terjadi segera pada saat tes awal dilakukan.

Besi glukonas diketahui memiliki reaksi lebih lambat dan karenanya dosis coba tidak direkomendasikan dengan hanya 3,3 kejadian alergi per satu juta dosis per tahun dilaporkan dengan penggunaan besi glukonas. Tidak ada reaksi mengancam nyawa yang dilaporkan sebagai hasil infus besi glukonas. Di sisi lain, terjadi 31 fatalitas di antara 196 reaksi alergi/anafilaksis, yang dilaporkan untuk besi dekstran (Faich et al., 1999).

Tingginya insiden reaksi efek samping terhadap besi dekstran, termasuk reaksi yang serius telah membatasi penggunaannya pada kehamilan. Walaupun pemberian besi glukonas dianggap aman, secara teori tetap dianggap tidak praktis karena membutuhkan infus multipel dengan hambatan teknis terutama pada daerah dengan sumber dan daya sistem kesehatan yang terbatas sebagaimana juga menyangkut kepatuhan pasien. Bentuk terbaru dari besi intravena telah dikembangkan dan tersedia sehingga memungkinkan dokter untuk secara aman memberikan dosis besi yang lebih tinggi dengan terapi dosis tunggal (Khalafallah et al., 2012).

Preparat besi parenteralBesi parenteral, termasuk besi sukrosa, dilibatkan dalam uji acak terkontrol dengan

tujuan untuk melihat perbaikan efektivitas besi intravena tunggal atau kombinasi dengan besi oral, dibandingkan hanya besi oral, berdasarkan atas kadar Hb. Dosis besi sukrosa parenteral tunggal dilaporkan berhubungan dengan peningkatan insiden trombosis. Sebaliknya, 6 dosis kecil besi sukrosa intravena diberikan dalam periode 3 minggu dilaporkan tanpa kejadian trombosis, dan juga pemberian besi sukrosa intravena diberikan dalam dosis 5 kali sehari pada 45 wanita hamil, juga ditoleransi dengan baik. Pada studi pertama yang menggunakan besi sukrosa intravena, tidak ada perbedaan kadar Hb yang signifikan pada semua pengukuran pada hari ke 8, 15, 21 dan 30 dan saat persalinan antara besi sukrosa intravena atau besi sulfat oral. Sebaliknya, pada uji lain, dengan 6 dosis kecil besi sukrosa, terdapat perbedaan kadar Hb yang signifikan yang lebih baik pada kelompok besi sukrosa intravena yang diukur pada minggu 2 dan 4 dan saat persalinan. Akan tetapi, dalam kedua uji tersebut membutuhkan usaha yang sangat besar dari pasien untuk datang ke rumah sakit untuk menerima 6 kali infus dalam periode waktu yang singkat dan sebagaimana juga butuh usaha ekstra dari rumah sakit ( Al et al., 2005).

Preparat besi yang lebih lama seperti pemberian besi polimaltosa intravena menunjukkan profil keamanan yang tinggi dalam terapi ADB di populasi umum dan wanita hamil tanpa memerlukan dosis maksimal. Dosis total besi polimaltosa parenteral dihitung berdasarkan berat badan pasien dan kadar Hb awal dengan referensi sesuai pedoman produk sebagai berikut:

dosis besi dalam mg (50 mg per 1 mL) = berat badan dalam kg (maksimal 90) x target Hb (120 gr/dl) – Hb aktual dalam gr/dl x faktor konstanta (0,24) + depot

besi.

Page 238: Penerbit - erepo.unud.ac.id

223

Infus besi polimaltosa menunjukkan efikasi dan profil keamanan yang baik selama kehamilan dalam uji terbesar yang pernah dilaporkan. Pada studi ini, dua ratus wanita hamil caucasian, usia 18 tahun ke atas didiagnosis dengan ADB sedang berdasarkan kadar Hb ≤ 11 gr/dl dan cadangan besi rendah dengan kadar feritin serum < 30 µgr/l. Kelompok perlakuan membutuhkan infus intravena besi polimaltosa tunggal dalam 1 minggu setelah perjanjian klinik antenatal, biasanya setelah gestasi 12 minggu, dilanjutkan dengan terapi pemeliharaan besi oral. Besi parenteral diberikan selama trimester ke-2 dan ke-3 saja. Kelompok terapi oral terdiri dari besi sulfat tablet 250 mg (besi elemental 80 mg) diminum setiap hari dalam dua hari setelah perjanjian klinik sampai persalinan. Pada awal studi, tidak ada perbedaan yang signifikan antara asupan besi dari diet dengan asupan suplemen antara kedua kelompok berdasarkan kuesioner yang dirancang khusus. Partisipan diikuti selama kehamilan dan setelah melahirkan dengan median periode 32 bulan (rentang 26 – 42). Status besi dan hemoglobin ditentukan pada saat awal studi sebagai data dasar, kemudian sebelum persalinan dan setelahnya 4 minggu setelah persalinan. Seperti yang dilaporkan, saat persalinan proporsi wanita dengan feritin yang lebih rendah dari normal adalah 79% untuk wanita yang diterapi dengan besi oral dibandingkan dengan 4,5% wanita yang menerima besi parenteral (p < 0,001). Prosentase wanita saat persalinan dengan kadar Hb < 11 gr/dl adalah 29% pada kelompok besi oral versus 16% pada kelompok besi parenteral (p = 0,04) (Khalafallah et al., 2012).

Dalam data yang tidak diterbitkan yang dikumpulkan sebagai studi lanjutan dari uji sebelumnya, terdapat perbaikan signifikan pada kesehatan secara umum pada wanita-wanita yang menerima besi polimaltosa parenteral versus besi oral (p < 0,001). Durasi menyusui lebih lama (p = 0,04) pada wanita yang menerima besi polimaltosa versus besi oral. Wanita-wanita dengan status besi yang lebih baik lebih sedikit yang merasa sedih ( p = 0,005) dan lebih sedikit menderita depresi klinis setelah melahirkan (p = 0,003). Hal ini mengindikasikan bahwa status besi dan Hb layak dipertimbangkan sebagai penanda untuk penilaian kesejahteraan wanita, tidak hanya selama kehamilan namun juga selama periode setelah melahirkan. Namun demikian, studi lebih lanjut dibutuhkan untuk mengkonfirmasi dan memperkuat penemuan ini (Khalafallah et al., 2012).

Laporan terbaru mendemonstrasikan kemudahan pemberian infus cepat besi polimaltosa selama 2 jam. Akan tetapi tetap diperlukan tes dosis besi polimaltosa (100mg terlebih dulu selama 30 menit, dan premedikasi dengan antihistamin dan/atau steroid dosis rendah direkomendasikan sebelum terapi besi untuk mendapatkan toleransi pasien yang lebih baik. Meta-analisis terbaru yang komprehensif dan ulasan Reveiz et al. (2011) berdasarkan atas literatur antara 1970 sampai saat ini mengenai berbagai terapi yang berbeda pada pasien ADB dengan kehamilan menunjukkan kekurangan kualitas studi yang baik untuk menilai efek terapi terhadap maternal dan juga terhadap neonatus, khususnya manfaat dari terapi terhadap pasien dan juga terhadap bayi-bayinya. Para peneliti menyimpulkan tidak ditemukan bukti ilmiah yang kuat untuk merekomendasikan pemberian terapi pada wanita hamil dengan ADB yang ringan mengingat adanya beberapa efek samping yang tidak diinginkan. Dilaporkan juga bahwa tidak ditemukan perbaikan klinik terhadap ibu dan bayinya walaupun ditemukan perbaikan parameter laboratorium yang nyata pada pasien ADB dengan kehamilan yang diterapi.

Page 239: Penerbit - erepo.unud.ac.id

224

Terapi pada periode paska persalinanDalam uji randomisasi untuk menilai keamanan dan efikasi karboksimaltosa feri

untuk terapi ADB paska persalinan, 227 wanita diberikan karboksimaltosa feri parenteral dengan dosis maksimal 1000 mg (sampai dosis 3 minggu sekali) versus 117 wanita yang menerima fero sulfat oral 100 mg dua kali sehari. Karboksimaltosa feri intravena sama efektifnya dengan fero sulfat oral tanpa perbedaan yang signifikan secara statistik antar kelompok walaupun dengan periode terapi yang lebih pendek dan total dosis besi yang lebih rendah (rerata 1,3 g besi parenteral versus 16,8 g besi oral). Pada kelompok besi karboksimaltosa peningkatan kadar feritin secara signifikan lebih besar dibandingkan fero sulfat (p < 0,001) yang mengindikasikan keberhasilan replesi cadangan besi dan eritropoesis (Breymann et al., 2008).

Pada studi multisenter acak terkontrol, 291 wanita segera setelah melahirkan dengan hemoglobin ≤ 10 gr/dl diacak untuk menerima 1000 mg besi karboksimaltosa (143 wanita), diulang setiap minggu sampai dosis pengganti yang dikalkulasi (dosis maksimum 2,5 mg), atau fero sulfat (148 wanita) 325 mg oral 3 kali sehari untuk 6 minggu (dosis total 40,9 g). Wanita yang diterapi dengan feri karboksimaltosa mencapai hemoglobin > 12 gr/dl dalam periode waktu yang lebih singkat dengan hemoglobin bertahan > 12 gr/dl pada hari 42. Lebih jauh lagi, peningkatan hemoglobin ≥ 3 gr/dl secara signifikan lebih cepat pada kelompok besi parenteral dibandingkan kelompok oral dalam mencapai kadar feritin serum yang lebih tinggi. Efek samping yang berhubungan dengan obat terjadi lebih jarang pada feri karboksimaltosa (Seid et al., 2008).

Uji terandomisai fase III meneliti 174 wanita yang menerima feri karboksimaltosa dengan rerata dosis total 1,4 g versus 178 wanita yang menerima 325 mg fero sulfat 3 kali sehari selama 6 minggu (dosis total 40,9 g). Pasien yang menerima feri karboksimaltosa mencapai peningkatan hemoglobin > 2 gr/dl lebih cepat dibandingkan kelompok besi oral (7 hari dibandingkan 14 hari di kelompok besi oral, p < 0,001). Kelompok besi parenteral secara signifikan mencapai peningkatan hemoglobin > 3gr/dl pada semua waktu (86,3% dibandingkan dengan 60,4% pada kelompok besi oral, p > 0,001), dan lebih mungkin mencapai hemoglobin > 12 gr/dl (90,5% dibandingkan dengan 68,6%, p < 0,001). Sementara itu, tidak didapatkan reaksi efek samping obat yang serius pada kedua kelompok (Van Wyck et al., 2007).

Pada studi multisenter lain Goodnough et al., (2009) juga mendapatkan bahwa pemberian karboksimaltosa pada wanita hamil akan diikuti dengan perbaikan dari hasil terapi. Secara keseluruhan, preparat besi intravena baru menggambarkan revolusi medis dalam manajemen anemia defisiensi besi untuk replesi besi yang efektif, cepat dan aman. Hal ini menggambarkan secara positif terapi ADB pada populasi yang berbeda dimana pemberian terapi besi intravena tunggal dosis tinggi dapat mengisi cadangan besi dengan efektif dan karenanya memperbaiki hasil penanganan ADB secara subjektif dan objektif.

Transfusi darahPada kasus-kasus ADB berat, transfusi darah merupakan pendekatan yang efisien

untuk memperbaiki anemia, terutama jika pasien tidak merespon pada terapi besi oral atau apabila koreksi cepat anemia secara klinis dibutuhkan. Walaupun terdapat kekurangan data mengenai pemakaian transfusi darah selama kehamilan, uji terbaru yang meneliti terapi ADB dengan besi oral versus besi parenteral pada kehamilan mendemonstrasikan bahwa tidak satupun dari kedua kelompok subyek penelitian yang diterapi menerima transfusi

Page 240: Penerbit - erepo.unud.ac.id

225

darah untuk koreksi anemia selama kehamilan. Namun demikian ada dua pasien (0,9%) pada kelompok besi oral menerima transfusi darah pada periode postpartum (Khalafallah et al., 2012).

Akhir-akhir ini, ada perkembangan formula baru besi intravena yang menawarkan dosis lebih tinggi dengan injeksi tunggal sehingga memberikan kesempatan bagi para dokter untuk menangani ADB dengan lebih efektif, cepat dan aman, dan sekaligus menghidari penggunaan transfusi darah dengan segala bahayanya. Terdapat peningkatan jumlah penelitian dengan bukti yang mendukung keamanan dan efikasi besi parenteral pada penderita ADB. Terdapat juga peningkatan bukti inadekuasi besi oral dalam hal efek samping, kurangnya kepatuhan pasien dan juga kurangnya absorbsi dan efek yang lambat dan seringkali menimbulkan efek yang tidak kosisten pada pasien dengan ADB (Al et al., 2005)

Kebutuhan yang esensial pada berbagai situasi klinis adalah kebutuhan untuk dosis yang aman, efektif, dan frekuensi yang lebih jarang untuk mencapai hasil klinis yang optimal. Tujuan utama dari strategi tersebut meliputi pengurangan biaya secara keseluruhan, bebas dari sistem kesehatan yang di luar tanggungan, memperbaiki kenyamanan pasien, memperbaiki kepatuhan minum obat, menjaga akses vena, dan mengurangi transfusi darah (Isbister et al., 2011). Hal ini pada akhirnya akan mengurangi kebutuhan untuk transfusi darah, khususnya pada kasus dimana persediaan terbatas. Demikian halnya, beberapa preparat besi yang baru seperti koarboksimaltosa feri dan besi isomaltosida tidak memerlukan dosis coba dan karenanya, mempermudah aplikasi besi intravena dalam pola yang efektif dari sisi waktu dan biaya. Hal ini tentunya akan meningkatkan penggunaan besi intravena dalam praktis klinis (Khalafallah et al., 2012). WHO menyadari masalah ADB pada populasi umum sebagai defisiensi nutrisi yang paling merugikan di seluruh dunia pada abad ke-21 ini, terutama para wanita yang memiliki risiko tinggi tersendiri. Masalah tersebut, bila diabaikan dan tidak ditangani secara tepat, dapat memberikan efek yang buruk pada seluruh populasi dengan konsekuensi yang serius. Karena itu, penggunaan besi intravena harus dipertimbangkan sebagai pilihan terapi yang efektif, cepat dan aman pada beberapa situasi klinis. Besi intravena semakin meningkat penggunaannya untuk menghindari atau menurunkan kebutuhan transfusi darah atau untuk replesi cadangan besi yang cepat dan efektif. Pilihan terapi ADB harus mempertimbangkan formulasi besi intravena yang akhir-akhir ini dikembangkan, yang dianggap sebagai tonggak terapi ADB.

Anemia defisiensi besi pada bayi dan anakPertumbuhan janin membutuhkan persediaan besi yang cukup tinggi yang diambil

melalui saluran darah ibu melewati transferrin-receptor mediated endositosis. Kebutuhan yang tinggi akan besi menyebabkan penurunan atau kehilangan besi pada ibu yang hamil dan akan menyebabkan anemia dan dapat menimbulkan risiko terhadap janin. Kandungan besi yang rendah dalam ASI dan penyapihan mengakibatkan bayi yang lahir sukar mendapatkan kembali kebutuhan besinya. Risiko defisiensi besi meningkat bagi anak usia pertumbuhan terutama di negara kurang berkembang karena kebutuhan anak usia berkembang yang 10x lebih tinggi dibanding kebutuhan dewasa disamping masukan besi pada bayi-bayi di negara berkembang mengandung lebih sedikit besi (Shaw et al., 2011). Masa kanak-kanak merupakan periode pertumbuhan otak yang memerlukan kandungan besi yang maksimal. Kandungan besi dibutuhkan untuk beberapa fungsi penting otak.

Page 241: Penerbit - erepo.unud.ac.id

226

Defisiensi besi pada fase pertumbuhan otak usia kanak-kanak menjadi penyebab ganguan kognitif pada perkembangan selanjutnya (Hay et al., 2004). Defisiensi besi juga dapat menurunkan kapasitas kerja individu. Studi yang dilakukan di China mendapatkan, anak-anak sekolah yang menderita defisiensi besi yang berat mempunyai kapasitas aerobik dan aktivitas fisik yang rendah. Dalam studi yang lain, menunjukkan meningkatan kapasitas kerja individu setelah pengobatan penyakit infeksi seperti schistosomiasis dan cacing tambang (Wang et al., 2009).

1. Pemeriksaan laboratoriumPrevalensi defisiensi besi dan anemia defisiensi besi pada anak

Sampai saat ini, belum ada data statistik nasional untuk prevalensi defisiensi besi dan anemia defisiensi besi pada bayi berusia di bawah 12 bulan. Hay et al. (2004) melakukan suatu studi kohort pada 284 bayi Norwegia cukup bulan dan menemukan prevalensi defisiensi besi pada bayi berusia 6 bulan sebesar 4% dan meningkat sebesar 12% pada usia 12 bulan, prevalensi defisiensi besi dan anemia defisiensi besi diantara anak-anak berusia 1 – 3 tahun di Amerika Serikat, tercantum pada tabel 16. Prevalensi total anemia, dan kemungkinan defisiensi besi dan anemia defisiensi besi pada bayi dan anak-anak, telah menurun sejak tahun 1970-an. Meskipun belum terbukti langsung, penurunan ini diduga akibat penggunaan susu formula dan makanan bayi yang diperkaya dengan besi; yang disediakan Special Supplemental Program for Women, Infants and Children (WIC) sejak awal tahun 1970-an dan penurunan penggunaan susu sapi pada bayi (Cusick et al., 2008). Meskipun demikian, defisiensi besi masih merupakan hal yang umum dijumpai dan ditemukan sebesar 6,6 – 15,2% pada anak-anak, tergantung etnisitas dan status sosioekonomi. Prevalensi anemia defisiensi besi sebesar 0,9 – 4,4%, tergantung ras/etnisitas dan status sosioekonomi, namun hanya mencakup sekitar 40% dari kasus anemia yang ditemukan pada anak-anak ( tabel 16) (Centers for Disease Control and Prevention, 2008).

227

anak-anak, telah menurun sejak tahun 1970-an. Meskipun belum terbukti langsung, penurunan ini diduga akibat penggunaan susu formula dan makanan bayi yang diperkaya dengan besi; yang disediakan Special Supplemental Program for Women, Infants and Children (WIC) sejak awal tahun 1970-an dan penurunan penggunaan susu sapi pada bayi (Cusick et al., 2008). Meskipun demikian, defisiensi besi masih merupakan hal yang umum dijumpai dan ditemukan sebesar 6,6 – 15,2% pada anak-anak, tergantung etnisitas dan status sosioekonomi. Prevalensi anemia defisiensi besi sebesar 0,9 – 4,4%, tergantung ras/etnisitas dan status sosioekonomi, namun hanya mencakup sekitar 40% dari kasus anemia yang ditemukan pada anak-anak ( tabel 16) (Centers for Disease Control and Prevention, 2008). Tabel 16. Defisiensi besi, anemia defisiensi besi dan anemia pada anak-anak (CDC, 2008) Populasi yang diambil sampel (jumlah)

Proporsi pada populasi anak-anak US, %(SE)

Defisiensi besi, %(SE)

Anemia defisiensi besi, % (SE)

Semua anemia, % (SE)

Populasi US secara umum (672)

9,2 (1,3) 2,1 (0,6) 5,1 (0,8)

Di atas garis kemiskinan (355)

66,4 (2,9) 8,9 (1,7) 2,2 (0,8) 4,6 (1,1)

Di bawah garis kemiskinan (268)

33,6 (2,9) 8,6 (1,6) 2,3 (1,2) 6,2 (1,3)

Termasuk WIC (360)

44,4 (3,2) 10,7 (2,1) 3,1 (1,2) 6,6 (1,4)

Kulit putih non-hispanik

58,0 (3,8) 7,3 (1,9) 2,0 (0,8) 4,6 (1,2)

Kulit hitam non-hispanik

14,1 (2,1) 6,6 (1,8) 1,6 (0,9) 8,3 (1,9)

Meksikan Amerikan

15,0 (2,2) 13,9 (3,1) 0,9 (0,7) 3,2 (1,2)

Etnis lain 13,0 (2,7) 15,2 (4,7) 4,4 (2,7) 5,5 (2,7) Defisiensi besi dan perkembangan saraf

Hubungan antara kondisi DB/ADB dan perkembangan selanjutnya dari sistem

saraf anak-anak telah menjadi subyek pada berbagai studi (Lozoff et al., 2006; McCann et al., 2007; Carlson et al., 2009). Hasil studi yang lebih besar telah menunjukkan adanya hubungan antara anemia defisiensi besi pada bayi dan defisit kognitif di kemudian hari. Lozoff et al., (2006) telah melaporkan ditemukannya defisit kognitif 1 – 2 dekade setelah defisiensi besi yang terjadi pada masa bayi. Namun, sulit untuk menentukan hubungan sebab akibat disebabkan banyaknya variabel pengganggu dan kesulitan untuk mendesain studi acak yang luas untuk menemukan perbedaan-perbedaan kecil yang potensil terjadi. Data dari sistem Cochrane Database, yang mempelajari apakah terapi anemia defisiensi besi akan memperbaiki perkembangan psikomotor, menyebutkan bahwa hal ini belum dapat disimpulkan namun bukti yang masuk akal (hanya 2 studi acak) menunjukkan perbaikan jika lama terapi diperpanjang selama > 30 hari.

Tabel 16. Defisiensi besi, anemia defisiensi besi dan anemia pada anak-anak (CDC, 2008)

Page 242: Penerbit - erepo.unud.ac.id

227

Defisiensi besi dan perkembangan sarafHubungan antara kondisi DB/ADB dan perkembangan selanjutnya dari sistem saraf

anak-anak telah menjadi subyek pada berbagai studi (Lozoff et al., 2006; McCann et al., 2007; Carlson et al., 2009). Hasil studi yang lebih besar telah menunjukkan adanya hubungan antara anemia defisiensi besi pada bayi dan defisit kognitif di kemudian hari. Lozoff et al., (2006) telah melaporkan ditemukannya defisit kognitif 1 – 2 dekade setelah defisiensi besi yang terjadi pada masa bayi. Namun, sulit untuk menentukan hubungan sebab akibat disebabkan banyaknya variabel pengganggu dan kesulitan untuk mendesain studi acak yang luas untuk menemukan perbedaan-perbedaan kecil yang potensil terjadi. Data dari sistem Cochrane Database, yang mempelajari apakah terapi anemia defisiensi besi akan memperbaiki perkembangan psikomotor, menyebutkan bahwa hal ini belum dapat disimpulkan namun bukti yang masuk akal (hanya 2 studi acak) menunjukkan perbaikan jika lama terapi diperpanjang selama > 30 hari.

McCann dan Ames (2007) menemukan bukti adanya hubungan sebab akibat antara defisiensi besi/anemia defisiensi besi dan defisit pada fungsi kognitif dan perilaku, dimana bukti-bukti ini lebih kuat pada kondisi defisiensi besi dibandingkan anemia defisiensi besi. Diketahui bahwa besi penting untuk perkembangan sistem saraf yang normal pada sejumlah studi pada hewan. Defisiensi besi mempengaruhi metabolisme energi saraf, metabolisme neurotransmitter, myelinasi dan fungsi memori. Penemuan ini dapat menjelaskan penemuan-penemuan pada bayi terkait kondisi defisiensi besi (Carlson et al., 2009). Dengan demikian, dengan melihat besi sebagai nutrien yang paling sering mengalami defisiensi di seluruh dunia, penting untuk mengurangi terjadinya defisiensi besi dan anemia defisiensi besi pada bayi dan anak-anak, meskipun hubungan antara kondisi defisiensi besi/anemia defisiensi besi dengan perkembangan sistem saraf, belum sepenuhnya diketahui dengan pasti.

Diagnosis anemia defisiensi besi pada anakStatus besi bersifat kontinu. Pada satu sisi sebagai anemia defisiensi besi,

dan pada sisi lain sebagai kelebihan besi. Defisiensi besi dan anemia defisiensi besi menunjukkan adanya ketidakseimbangan antara kebutuhan besi dan besi yang tersedia, yang menyebabkan defisiensi dari cadangan besi yang digunakan dan diikuti perubahan parameter laboratorium seperti konsentrasi Hb, MCHC, MCV, kadar Hb di retikulosit/reticulocyte Hb concentration (CHr), total iron-binding capacity, saturasi transferin, kadar feritin serum dan kadar transferrin receptor 1 (TfR1) di serum, seperti terlihat pada tabel 17.

228

McCann dan Ames (2007) menemukan bukti adanya hubungan sebab akibat antara defisiensi besi/anemia defisiensi besi dan defisit pada fungsi kognitif dan perilaku, dimana bukti-bukti ini lebih kuat pada kondisi defisiensi besi dibandingkan anemia defisiensi besi. Diketahui bahwa besi penting untuk perkembangan sistem saraf yang normal pada sejumlah studi pada hewan. Defisiensi besi mempengaruhi metabolisme energi saraf, metabolisme neurotransmitter, myelinasi dan fungsi memori. Penemuan ini dapat menjelaskan penemuan-penemuan pada bayi terkait kondisi defisiensi besi (Carlson et al., 2009). Dengan demikian, dengan melihat besi sebagai nutrien yang paling sering mengalami defisiensi di seluruh dunia, penting untuk mengurangi terjadinya defisiensi besi dan anemia defisiensi besi pada bayi dan anak-anak, meskipun hubungan antara kondisi defisiensi besi/anemia defisiensi besi dengan perkembangan sistem saraf, belum sepenuhnya diketahui dengan pasti. Diagnosis anemia defisiensi besi pada anak

Status besi bersifat kontinu. Pada satu sisi sebagai anemia defisiensi besi, dan

pada sisi lain sebagai kelebihan besi. Defisiensi besi dan anemia defisiensi besi menunjukkan adanya ketidakseimbangan antara kebutuhan besi dan besi yang tersedia, yang menyebabkan defisiensi dari cadangan besi yang digunakan dan diikuti perubahan parameter laboratorium seperti konsentrasi Hb, MCHC, MCV, kadar Hb di retikulosit/reticulocyte Hb concentration (CHr), total iron-binding capacity, saturasi transferin, kadar feritin serum dan kadar transferrin receptor 1 (TfR1) di serum, seperti terlihat pada tabel 17. Tabel 17. Spektrum status besi Parameter Defisiensi besi

tanpa anemia Anemia defisiensi besi

Kelebihan besi

Feritin serum Ź ŹŹ ŷ Saturasi transferrin Ź Ź ŷŷ TfR1 ŷŷ ŷŷŷ Ź CHr Ź Ź Normal Hb Normal Ź Normal MCV Normal Ź Normal

Pada anak dengan defisiensi besi, begitu kadar Hb turun sebesar 2 SD di bawah nilai rata-rata untuk usia dan jenis kelamin yang sesuai diagnosis ADB dapat ditegakkan, sedangkan untuk bayi berusia 12 bulan, ADB ditegakkan apabila kadar Hb 11 mg/dL (Centers for Disease Control and Prevention, 2008; Cusick et al., 2008). Tidak ada pengukuran tunggal yang tersedia untuk menentukan status besi pada anak. Setelah diagnosis anemia defisiensi besi ditegakkan, pengukuran konsentrasi Hb berguna untuk menilai respon pengobatan. Dalam menentukan status besi individu, diharapkan menggunakan pemeriksaan sesedikit mungkin yang mencerminkan status besi yang akurat. Serum feritin merupakan parameter yang sensitif untuk menilai cadangan besi pada individu yang sehat. Pengukuran feritin telah tersedia luas dalam praktek klinik dan pada anak-anak digunakan nilai cut off 10 ug/L. Karena feritin merupakan reaktan fase akut, konsentrasinya akan meningkat pada kondisi inflamasi kronik, infeksi, keganasan atau penyakit liver, dan pengukuran simultan dari C-reactive protein (CRP) diperlukan untuk mengetahui adanya inflamasi. Meskipun Brugnara dkk. menemukan konsentrasi serum feritin kurang akurat dibandingkan CHr atau konsentrasi

Tabel 17. Spektrum status besi

Pada anak dengan defisiensi besi, begitu kadar Hb turun sebesar 2 SD di bawah nilai rata-rata untuk usia dan jenis kelamin yang sesuai diagnosis ADB dapat ditegakkan,

Page 243: Penerbit - erepo.unud.ac.id

228

sedangkan untuk bayi berusia 12 bulan, ADB ditegakkan apabila kadar Hb 11 mg/dL (Centers for Disease Control and Prevention, 2008; Cusick et al., 2008). Tidak ada pengukuran tunggal yang tersedia untuk menentukan status besi pada anak. Setelah diagnosis anemia defisiensi besi ditegakkan, pengukuran konsentrasi Hb berguna untuk menilai respon pengobatan. Dalam menentukan status besi individu, diharapkan menggunakan pemeriksaan sesedikit mungkin yang mencerminkan status besi yang akurat. Serum feritin merupakan parameter yang sensitif untuk menilai cadangan besi pada individu yang sehat. Pengukuran feritin telah tersedia luas dalam praktek klinik dan pada anak-anak digunakan nilai cut off 10 ug/L. Karena feritin merupakan reaktan fase akut, konsentrasinya akan meningkat pada kondisi inflamasi kronik, infeksi, keganasan atau penyakit liver, dan pengukuran simultan dari C-reactive protein (CRP) diperlukan untuk mengetahui adanya inflamasi. Meskipun Brugnara dkk. menemukan konsentrasi serum feritin kurang akurat dibandingkan CHr atau konsentrasi TfR1 dalam menentukan status besi pada anak-anak, kombinasi konsentrasi serum feritin dengan CRP saat ini telah tersedia untuk menentukan status besi dan merupakan uji skrining yang baik jika kadar CRP tidak meningkat.

CHr dan konsentrasi TfR1 tidak dipengaruhi inflamasi (infeksi), keganasan, atau anemia penyakit kronik, sehingga lebih disukai sebagai penanda status besi. Saat ini, hanya pemeriksaan CHr yang tersedia untuk anak-anak dan telah divalidasi penggunaannya pada anak-anak namun nilai standarnya belum dapat ditentukan (Ullrich et al., 2005). Pemeriksaan CHr mencerminkan pengukuran besi yang tersedia untuk kebutuhan sel yang baru dilepaskan dari sumsum tulang. Kadar CHr yang rendah merupakan prediktor terkuat adanya defisiensi besi pada anak-anak (Ullrich et al., 2005) dan merupakan alat diagnosis defisiensi besi yang lebih menjanjikan apabila telah tersedia secara luas di kemudian hari.

TfR1 adalah pengukuran status besi untuk mendeteksi defisiensi besi pada tingkat seluler. TfR1 ditemukan pada membran sel dan memperantarai transfer besi ke dalam sel. Jika suplai besi tidak adekuat, terjadi peningkatan TfR1 yang memungkinkan sel untuk berkompetisi lebih efektif mengikat besi, akibatnya ditemukan lebih banyak TfR1 di sirkulasi. Peningkatan konsentrasi TfR1 serum ditemukan pada defisiensi besi/anemia defisiensi besi, meskipun pada dewasa TfR1 tidak akan meningkat di serum sampai cadangan besi benar-benar habis. Pemeriksaan TfR1 telah tersedia secara luas, dan nilai standarnya untuk bayi dan anak-anak, belum dapat ditentukan. Dengan demikian, untuk mendiagnosis anemia defisiensi besi, serangkaian tes berikut ini dapat digunakan pada waktu bersamaan (ketika digabung dengan konsentrasi Hb < 11 g/dL) : 1) pemeriksaan feritin serum dan CRP; atau 2) pemeriksaan CHr; sedangkan untuk diagnosis defisiensi besi tanpa anemia, dilakukan dengan mengukur 1) feritin serum dan CRP, atau 2) CHr. Pendekatan lain untuk diagnosis anemia defisiensi besi pada anak-anak dengan anemia ringan (Hb 10 – 11 g/dL) adalah dengan memantau respon terhadap pemberian suplementasi besi, khususnya jika riwayat diet menunjukkan kondisi defisiensi besi. Peningkatan Hb1 g/dL setelah 1 bulan terapi suplementasi menunjukkan diagnosis anemia defisiensi besi. Pendekatan ini hanya digunakan jika suplementasi besi adekuat, besi diabsorbsi dengan adekuat, dan kepatuhan pasien terjamin. Meskipun hanya 40% dari kasus-kasus anemia yang ditemukan pada usia 12 bulan, merupakan suatu anemia defisiensi besi, perhatian khusus harus dilakukan untuk menegakkan diagnosis anemia defisiensi besi dengan menggunakan uji skrining yang telah disebutkan sebelumnya (Baker et al., 2010).

Page 244: Penerbit - erepo.unud.ac.id

229

2. Penyebab anemia defisiensi besi pada bayi dan anakUmumnya anemia disebabkan karena kehilangan darah atau diet yang kandungan

besinya rendah yang terjadi dalam waktu yang lama, khususnya pada periode tertentu dalam hidup dimana kebutuhan akan besi sangat tinggi seperti pada masa anak-anak dan kehamilan. Faktor nutrisi merupakan salah satu faktor penting sebagai penyebab anemia defisiensi besi pada bayi dan anak. Penyebab utama dari kekurangan besi pada anak-anak adalah cadangan besi pada saat lahir yang rendah (bayi lahir prematur, adanya perdarahan perinatal, bayi kembar, pemotongan tali pusat yang terlalu dini), adanya suplai besi dari makanan yang kurang (diet yang kandungan atau bioavailabilitas besinya rendah), adanya peningkatan kebutuhan karena adanya pertumbuhan dan kehilangan besi melalui perdarahan saluran cerna atau diare. Kebutuhan besi untuk anak normalnya tidak akan terpenuhi dari makanannya saja yang terutama terdiri dari susu apalagi susu yang berasal dari hewan, dimana besi yang terkandung dalam susu hewan lebih sulit diserap dibandingkan dengan besi yang ada dalam air susu ibu. Bayi-bayi yang diberi susu hewan sejak awal kehidupan dan mereka yang diberi susu tanpa fortifikasi besi akan mempunyai risiko tinggi untuk menderita defisiensi besi. Dan hal ini menjadi lebih berat apabila cadangan besi bayi pada saat lahir sangat rendah akibat ibu si bayi menderita anemia saat hamil atau adanya pemotongan tali pusat yang terlalu dini. Sehingga ada dugaan bahwa penyebab anemia defisiensi besi pada bayi dan anak dimulai pada awal kehidupan intra uterin. Cadangan besi fisiologis (0,5 gr/ kg pada bayi yang lahir normal) akan terbentuk selama tiga bulan terakhir dari kehamilan dan bersama-sama dengan kandungan besi dalam air susu ibu akan dapat memenuhi kebutuhan normal bayi dalam 6 bulan pertama kehidupannya. Karenanya prematuritas akan menyebabkan cadangan besi menjadi berkurang karena hilangnya waktu untuk penyimpanan besi. Penyapihan yang terlau dini tanpa diikuti dengan pemberian tambahan besi pada bayi juga akan menyebabkan timbulnya anemia defisiensi besi pada bayi dan anak. Disamping itu adanya pola pemberian makanan yang salah terutama pada saat penyapihan dimana air susu ibu yang kandungan besinya mudah diserap digantikan dengan makanan yang tidak cukup mengandung besi serta dengan bioavailabilitas yang jelek juga menyumbangkan terjadinya anemia. Salah satu contoh adalah pemberian susu yang berasal dari sapi (cow’s milk) walaupun kandungan besinya jumlahnya sama akan tetapi lebih sukar untuk diserap di usus. Namun demikian beberapa faktor lain seperti kemampuan ekonomi yang rendah, sanitasi yang jelek. pelayanan kesehatan yang tidak tersedia dengan memadai dan beberapa hambatan kultural serta hubungan ibu dan anak yang tidak baik, merupakan hal-hal yang patut untuk mendapat perhatian. Adanya perdarahan saluran cerna akan menurunkan cadangan besi dan dapat menimbulkan penyakit esophageal reflux, intorelansi terhadap susu dan investasi parasit atau cacing pada saluran cerna. Cacing tambang dapat menyebabkan kehilangan darah yang cukup banyak. Cacing perut dan Giardia lamblia juga dapat menyebabkan perdarahan (Baker et al., 2010).

3. Penatalaksanaan anemia defisiensi besi pada anakPreparat besi Oral

Terapi besi oral termasuk terapi yang efektif aman nyaman dan murah serta diterima dengan baik. Dosis diberikan sekitar 6 mg/kg berat badan besi elemental yang dapat dibagi 2 – 3 kali sehari. Pada salah satu studi dosis awal diberikan 3 mg/kg berat badan dan dapat dinaikkan menjadi 6 mg/kg berat badan apabila dosis awal bisa ditoleransi dengan baik

Page 245: Penerbit - erepo.unud.ac.id

230

anak. Sebaiknya diberikan pada saat perut kosong atau diantara waktu makan sehingga dapat meningkatkan penyerapan. Dosis yang lebih tinggi dari ini tidak direkomendasikan karena tidak memberi manfaat yang lebih namun dengan menambah efek samping. Kepatuhan minum obat pada bulan pertama merupakan hal yang penting karena mayoritas penyerapan terjadi pada periode ini. Pemberian ini dapat dilanjutkan minimal 2 – 3 bulan setelah kadar Hb normal yang tujuannya untuk mengisi cadangan besi tubuh (Shah et al., 2000). Beberapa formula besi dengan berbagai kandungan besi elemental (tabel 18) dapat dijumpai antara lain berupa tablet, kapsul, drop, sirup, tablet lapis gula, tablet salut lepas lambat dan tablet kunyah. Formula dalam bentuk tablet dan tablet lapis gula adalah yang paling murah dan mengalami disintegrasi yang baik di lambung akan tetapi dengan berjalannya waktu formula ini mudah mengalami oksidasi pada cuaca dengan kelembaban yang tinggi sehingga formula ini akan kehilangan efikasinya. Sedangkan bentuk tablet salut harganya lebih mahal bahkan bentuk ini hanya mengalami disintegrasi yang tidak sempurna apabila tercampur dengan cairan lambung. Alasan dari pembuatan tablet lepas lambat ini adalah penyerapan besi tergantung pada banyaknya besi di duodenum dan jejunum dimana efek samping pada saluran cerna berhubungan langsung dengan tingginya dosis. Karena itu dengan formula lepas lambat diharapkan akan ada pelepasan besi dalam jumlah lebih kecil pada saat tertentu dibandingkan dengan formula tablet biasa sehingga hal ini dapat mengurangi efek samping. Bentuk sirup biasanya lebih mahal dan mengalami kerusakan pada saat penyimpanan. Bentuk ini berguna pada pasien bayi dan anak akan tetapi sering memberi perubahan warna pada gigi dan lidah pasien (Gupte et al., 2001).

231

formula ini akan kehilangan efikasinya. Sedangkan bentuk tablet salut harganya lebih mahal bahkan bentuk ini hanya mengalami disintegrasi yang tidak sempurna apabila tercampur dengan cairan lambung. Alasan dari pembuatan tablet lepas lambat ini adalah penyerapan besi tergantung pada banyaknya besi di duodenum dan jejunum dimana efek samping pada saluran cerna berhubungan langsung dengan tingginya dosis. Karena itu dengan formula lepas lambat diharapkan akan ada pelepasan besi dalam jumlah lebih kecil pada saat tertentu dibandingkan dengan formula tablet biasa sehingga hal ini dapat mengurangi efek samping. Bentuk sirup biasanya lebih mahal dan mengalami kerusakan pada saat penyimpanan. Bentuk ini berguna pada pasien bayi dan anak akan tetapi sering memberi perubahan warna pada gigi dan lidah pasien (Gupte et al., 2001).

Tabel 18. Prosentase dari besi elemental pada beberapa formula garam besi (Gupte et al., 2001).

Garam besi Prosentase besi elemental Ferrous sulphate, anhydrous 37 Ferrous sulphate 20 Ferrous fumarate 33 Ferrous gluconate 12 Ferrous fructose 25 Ferrous succinate 23 Ferrous lactate 19 Ferrous carbonate 16 Ferrous glycine citrate 23 Iron choline 12 Ferric sulphate 27 Ferric ammonium citrate 18 Colloidal iron 50

Respon terapi Aktivitas eritropoisis setelah pemberian besi berhubungan dengan beratnya

anemia. Respon yang positif apabila ada peningkatan kadar Hb 0,1 g/dl setiap hari yang dimulai pada hari keempat setelah pemberian tablet besi (tabel 19)

Tabel 19. Respon tubuh setelah pemberian tablet besi (Schwartz, dikutip : Gupte et al., 2001) Waktu setelah pemberian besi Respon

12 – 24 jam 36 – 48 jam 48 – 72 jam 4 – 30 hari 1 – 3 bulan

Penggantian dari enzim besi intraseluler, perbaikan subyektif, berkurangnya iritabilitas, peningkatan nafsu makan. Respon awal dari sumsum tulang, hiperplasia eritroid Puncak retikulositosis pada hari 5 – 7 Peningkatan hemoglobin Pengisian cadangan besi

Tabel 18. Prosentase dari besi elemental pada beberapa formula garam besi (Gupte et al., 2001).

Respon terapiAktivitas eritropoisis setelah pemberian besi berhubungan dengan beratnya anemia.

Respon yang positif apabila ada peningkatan kadar Hb 0,1 g/dl setiap hari yang dimulai pada hari keempat setelah pemberian tablet besi (tabel 19)

Page 246: Penerbit - erepo.unud.ac.id

231

Pica dan pagophagia dan gejala yang tidak spesifik lainnya akan menghilang dalam waktu satu minggu. Lesi yang melibatkan epitel terutama lidah dan kuku adalah sangat responsif terhadap terapi. Setelah 1 – 2 minggu terapi papila lidah mulai kelihatan. Dalam waktu 3 bulan lidah biasanya sudah normal sedangkan koilonikia menghilang dalam waktu 3 – 6 bulan (Schwartz, dikutip: Gupte et al., 2001).

Preparat besi parenteral Terapi ini biasanya lebih mahal dan lebih berbahaya walaupun dengan kecepatan

respon yang sama. Penghitungan dosis besi total adalah sebagai berikut :

Dosis total besi elemental (mg) = berat badan anak (kg) x defisit Hb (g/dl) x 4.

Pada pemberian intramuskuler kompleks besi dekstran dan besi sorbitol diinjeksikan pada wilayah otot pantat pada kuadran atas dengan dosis sekitar 1,5 mg (0,03 ml)/kg/dosis. Pada pemberian intravena pada preparat tertentu dibutuhkan tes sensitifitas dengan dosis kecil sebelum pemberian dosis terapi. Efek samping dapat berupa nyeri lokal pada suntikan, kemerahan, panas, mual muntah, artralgia dan anafilaksis. Tanda-tanda limpadenitis dan mialgia dapat merupakan efek samping yang timbul kemudian.

Transfusi darahTransfusi darah hanya diberikan apabila kondisi anemia sangat berat atau ada

superinfeksi sehingga dapat menggangu terapi oral. Tidak diperlukan trasfusi apabila hanya menginginkan respon yang cepat. Tindakan transfusi juga diikuti dengan kondisi yang berisiko seperti kelebihan cairan dan transmisi kuman. Secara umum pada anak dengan anemia berat dengan hemoglobin < 4 g/dl transfusi sel darah merah hanya diberikan dengan dosis 2 – 3 ml/ kg berat badan (Gupte et al., 2001).

Pencegahan defisiensi besi dan anemia defisiensi besi pada bayi dan anakBayi prematur (usia kehamilan < 37 minggu) yang mendapat ASI, sebaiknya

menerima suplemen besi 2 mg/kg/hari sejak usia 1 bulan sampai usia 12 bulan (American Academy of Pediatrics, 2008). Hal ini dicapai dengan pemberian preparat besi atau makanan yang dilengkapi dengan besi. Perkecualian terhadap pemberian suplemen besi ini adalah bayi prematur yang menerima transfusi berulang selama perawatan di RS yang mungkin tidak membutuhkan suplementasi besi. Bayi yang lahir cukup bulan biasanya mempunyai cadangan besi yang cukup sampai usia 4 – 6 bulan. Bayi yang lahir cukup

231

formula ini akan kehilangan efikasinya. Sedangkan bentuk tablet salut harganya lebih mahal bahkan bentuk ini hanya mengalami disintegrasi yang tidak sempurna apabila tercampur dengan cairan lambung. Alasan dari pembuatan tablet lepas lambat ini adalah penyerapan besi tergantung pada banyaknya besi di duodenum dan jejunum dimana efek samping pada saluran cerna berhubungan langsung dengan tingginya dosis. Karena itu dengan formula lepas lambat diharapkan akan ada pelepasan besi dalam jumlah lebih kecil pada saat tertentu dibandingkan dengan formula tablet biasa sehingga hal ini dapat mengurangi efek samping. Bentuk sirup biasanya lebih mahal dan mengalami kerusakan pada saat penyimpanan. Bentuk ini berguna pada pasien bayi dan anak akan tetapi sering memberi perubahan warna pada gigi dan lidah pasien (Gupte et al., 2001).

Tabel 18. Prosentase dari besi elemental pada beberapa formula garam besi (Gupte et al., 2001).

Garam besi Prosentase besi elemental Ferrous sulphate, anhydrous 37 Ferrous sulphate 20 Ferrous fumarate 33 Ferrous gluconate 12 Ferrous fructose 25 Ferrous succinate 23 Ferrous lactate 19 Ferrous carbonate 16 Ferrous glycine citrate 23 Iron choline 12 Ferric sulphate 27 Ferric ammonium citrate 18 Colloidal iron 50

Respon terapi Aktivitas eritropoisis setelah pemberian besi berhubungan dengan beratnya

anemia. Respon yang positif apabila ada peningkatan kadar Hb 0,1 g/dl setiap hari yang dimulai pada hari keempat setelah pemberian tablet besi (tabel 19)

Tabel 19. Respon tubuh setelah pemberian tablet besi (Schwartz, dikutip : Gupte et al., 2001) Waktu setelah pemberian besi Respon

12 – 24 jam 36 – 48 jam 48 – 72 jam 4 – 30 hari 1 – 3 bulan

Penggantian dari enzim besi intraseluler, perbaikan subyektif, berkurangnya iritabilitas, peningkatan nafsu makan. Respon awal dari sumsum tulang, hiperplasia eritroid Puncak retikulositosis pada hari 5 – 7 Peningkatan hemoglobin Pengisian cadangan besi

Tabel 19. Respon tubuh setelah pemberian tablet besi (Schwartz, dikutip : Gupte et al., 2001)

Page 247: Penerbit - erepo.unud.ac.id

232

bulan mempunyai konsentrasi Hb dan volume darah yang tinggi sesuai berat badannya, serta akan mengalami penurunan fisiologis dari volume darah dan konsentrasi Hb selama bulan-bulan pertama kehidupan. Fakta ini menimbulkan pendapat bahwa bayi yang mendapat ASI membutuhkan besi yang sangat sedikit, dan diduga bahwa jumlah sedikit besi dalam ASI sudah cukup untuk bayi yang mendapat ASI eksklusif. WHO menganjurkan ASI eksklusif sampai usia 6 bulan, sedangkan American Academy of Pediatrics (AAP) menganjurkkan ASI eksklusif selama minimal 4 bulan namun dianjurkan sampai 6 bulan. ASI eksklusif selama lebih dari 6 bulan berhubungan dengan peningkatan risiko ADB pada usia 9 bulan (Meinzen-Derr et al., 2006). Rekomendasi pemberian ASI eksklusif selama 6 bulan, tidak berlaku untuk bayi yang lahir dengan cadangan besi lebih rendah (bayi dengan berat badan lahir rendah, bayi dari ibu diabetes). Pada studi buta ganda, Friel et al., (2003) menemukan bahwa bayi dengan ASI eksklusif yang mendapat suplementasi besi antara usia 1 – 6 bulan, mempunyai konsentrasi Hb dan MCV yang lebih tinggi pada usia 6 bulan dibandingkan kelompok yang tidak mendapat suplementasi besi. Suplementasi besi juga memperbaiki ketajaman visus dan perkembangan psikomotor pada usia 13 bulan. Dengan demikian, direkomendasikan bahwa bayi dengan ASI eksklusif sebaiknya mendapat suplementasi besi 1 mg/kg/hari, yang dimulai pada usia 4 bulan dan dilanjutkan sampai dapat diberikan makanan tambahan yang mengandung besi. Untuk bayi yang mendapat sebagian ASI, dianjurkan mulai usia 4 bulan mendapat suplementasi besi 1 mg/kg/hari.

Untuk bayi cukup bulan dengan susu formula, kadar besi yang ditambahkan pada susu formula untuk mencegah defisiensi besi, masih merupakan hal yang kontroversial. Selama lebih dari 25 tahun, jumlah besi 12 mg/L telah menjadi jumlah standar penambahan besi pada susu formula bayi cukup bulan di Amerika Serikat, hal ini konsisten dengan pedoman tentang besi yang ditambahkan pada susu formula (minimal 10 mg/L). Jumlah besi 12 mg/L ditentukan dengan menghitung total kebutuhan besi untuk anak berusia 0 – 12 bulan, berdasarkan perkiraan rata-rata berat badan lahir dan perkiraan penambahan berat badan pada tahun pertama. Perhitungan ini juga memperkirakan bahwa susu formula merupakan satu-satunya sumber besi selama periode ini. Belum terdapat studi yang menemukan penurunan kurva pertumbuhan pada bayi yang mendapat susu formula dengan kadar besi lebih tinggi (Iannotti et al., 2006). Terkait risiko infeksi, terdapat laporan yang bervariasi tentang penurunan insiden, peningkatan insiden dan insiden infeksi yang menetap. Namun studi oleh Gera dapat menyimpulkan bahwa pemberian suplementasi besi tidak mempunyai efek berbahaya pada insiden penyakit infeksi pada anak-anak, meskipun dapat berefek ringan untuk meningkatkan risiko diare. Singhal et al., (2000) yang mempelajari pemberian besi 12 mg/L pada susu formula bayi, tidak menemukan adanya efek samping berbahaya untuk kesehatan (infeksi, gejala gastrointestinal, atau morbiditas umum) pada bayi yang lebih tua dan anak-anak yang mengkonsumsi susu formula dengan kadar besi tinggi.

Kebutuhan besi untuk anak-anak sebesar 7 mg/hari dan defisiensi besi/anemia defisiensi besi dapat dicegah dengan pemberian makanan kaya zat besi dibandingkan pemberian suplementasi besi. Makanan yang dimaksud meliputi sumber besi dari heme (seperti daging merah), sumber besi dari nonheme (seperti legumes, sereal mengandung besi), serta makanan mengandung vitamin C, yang berperan dalam absorpsi besi. Makanan mengandung pitat (ditemukan di kedelai) akan mengurangi absorpsi besi. Di negara berkembang, kebutuhan besi untuk bayi yang lebih tua dan anak-anak dipenuhi

Page 248: Penerbit - erepo.unud.ac.id

233

dengan fortifikasi besi pada berbagai makanan, seperti tepung jagung, saus kedelai, saus ikan dan nasi. Namun, dijumpai berbagai kendala teknis dan praktis untuk keberhasilan program fortifikasi pada anak-anak, khususnya dalam menentukan jenis makanan yang akan mendapat fortifikasi besi. Fortifikasi besi secara umum pada semua usia masih problematik, disebabkan efek samping yang mungkin terjadi pada anak-anak yang lebih tua dan dewasa. Di Amerika Serikat, fortifikasi susu formula dan sereal bayi telah diikuti penurunan insiden ADB. Sebagai alternatif untuk anak-anak yang tidak makan makanan mengandung besi dengan jumlah cukup, telah tersedia suplemen besi dalam bentuk preparat besi sulfat tetes dan tablet besi kunyah atau sebagai komponen multivitamin. Kendala untuk pemberian suplementasi besi yang adekuat meliputi: 1) kurangnya edukasi untuk pasien dan pendamping, 2) kepatuhan yang kurang akibat efek samping seperti mual, muntah, konstipasi, rasa tidak nyaman di lambung dan pewarnaan gigi, 3) biaya, 4) program suplementasi nutrisi saat ini tidak menyediakan suplemen besi, dan 5) risiko kelebihan besi (Chen et al., 2005; Baker et al., 2010).

Skrining untuk defisiensi besi dan anemia defisiensi besi pada anak AAP (American Academy of Pedriatic) menyarankan bahwa skrining umum dari

anemia sebaiknya dilakukan dengan penentuan kadar Hb saat berusia 1 tahun. Skrining umum ini sebaiknya juga mencakup penentuan faktor risiko terkait DB/ADB seperti: riwayat prematuritas atau berat badan lahir rendah, paparan dengan timah, ASI eksklusif melebihi usia 4 bulan tanpa suplementasi besi, dan mendapat susu murni atau makanan tambahan yang tidak diperkaya dengan besi. Faktor risiko tambahan meliputi: gangguan pola makan, pertumbuhan yang buruk, nutrisi inadekuat yang umumnya ditemukan pada bayi dengan kebutuhan khusus untuk mendapat pelayanan kesehatan seperti pada bayi dengan status sosioekonomi rendah (Cusick et al., 2008; CDC, 2002). Jika ditemukan faktor risiko untuk defisiensi besi dan anemia defisiensi besi, termasuk asupan besi yang tidak adekuat berdasarkan riwayat diet, maka dapat dilakukan skrining pada setiap golongan usia. Diketahui bahwa skrining anemia dengan penentuan Hb tidak menentukan apakah seorang anak mengalami defisiensi besi ataupun anemia defisiensi besi. Di Amerika Serikat, 60% kasus anemia tidak disebabkan defisiensi besi dan sebagian besar anak-anak dengan defisiensi besi tidak mengalami anemia. Dengan demikian, untuk bayi dengan kadar Hb < 11 gr/dL atau ditemukan dengan faktor risiko untuk mengalami defisiensi besi atau anemia defisiensi besi seperti yang telah disebutkan sebelumnya, sebaiknya dilakukan pemeriksaan serum feritin dan CRP atau kadar CHr sebagai tambahan disamping kadar Hb untuk meningkatkan sensitivitas dan spesifitas diagnosis. AAP, WHO, dan the European Society for Pediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition juga mendukung penggunaan pemeriksaan TfR1 untuk uji skrining jika metode ini telah divalidasi dan nilai normalnya untuk bayi dan anak-anak telah ditentukan (Baker et al., 2010).

Meskipun dibutuhkan studi lebih lanjut untuk mendapatkan dukungan bukti yang lebih baik, namun bukti yang ada mendukung rekomendasi berikut ini (Baker et al., 2010)1. Bayi yang sehat dan cukup bulan mempunyai besi yang cukup selama minimal 4 bulan

pertama kehidupan. ASI mengandung sangat sedikit besi. Bayi dengan ASI eksklusif akan mengalami peningkatan risiko defisiensi besi setelah berusia di atas 4 bulan. Sehingga, mulai usia 4 bulan, bayi dengan ASI sebaiknya mendapat suplementasi dengan besi oral 1 mg/kg/hari sampai dapat diberikan makanan tambahan yang

Page 249: Penerbit - erepo.unud.ac.id

234

mengandung besi. Bayi yang mendapat ASI sebagian dan tidak mendapat makanan tambahan yang mengandung besi, dianjurkan mulai usia 4 bulan, diberikan suplemen besi 1 mg/kg/hari Untuk bayi dengan susu formula, kebutuhan besi selama 12 bulan pertama kehidupan dapat dicapai dengan susu formula standar untuk bayi (kandungan besi 10 – 12 mg/L) dan pemberian makanan tambahan mengandung besi setelah usia 4 – 6 bulan termasuk sereal yang difortifikasi dengan besi. Susu murni sebaiknya tidak digunakan sebelum berusia 12 bulan. Asupan besi antara usia 6 – 12 bulan, sebaiknya 11 mg/hari. Ketika bayi diberikan makanan tambahan, daging merah dan sayuran dengan kandungan besi tinggi sebaiknya diberikan lebih awal. Untuk meningkatkan asupan besi, suplemen besi cair dapat diberikan jika kebutuhan besi tidak dapat dipenuhi dari susu formula dan makanan tambahan. Semua bayi prematur sebaiknya mendapat asupan besi 2 mg/kg/hari sampai usia 12 bulan, dimana kebutuhan besi dapat dipenuhi dari susu formula yang diperkaya dengan besi. Bayi prematur yang mendapat ASI sebaiknya mendapat suplemen besi 2 mg/kg/hari mulai usia 1 bulan dan dilanjutkan sampai bayi mampu diberikan susu formula yang diperkaya dengan besi atau mulai dapat mengkonsumsi makanan tambahan yang memberikan suplai besi 2 mg/kg/hari. Perkecualian untuk kondisi ini adalah bayi dengan peningkatan beban besi akibat transfusi darah berulang.

2. Anak berusia 1 – 3 tahun sebaiknya mendapat asupan besi 7 mg/hari yang paling baik dicapai dengan daging merah, sereal yang difortifikasi dengan besi, sayuran mengandung besi dan buah dengan vitamin C, yang dapat memperkuat absorpsi besi. Untuk anak-anak yang tidak mendapat asupan besi seperti ini, suplemen cair dapat ditambahkan untuk anak-anak berusia 12 – 36 bulan dan multivitamin kunyah dapat diberikan untuk anak-anak berusia 3 tahun atau lebih.

3. Skrining umum anemia sebaiknya dilakukan sekitar usia 12 bulan dengan menentukan konsentrasi Hb dan faktor risiko terkait defisiensi besi/anemia defisiensi besi. Faktor risiko yang dimaksud meliputi status sosioekonomi rendah, riwayat prematuritas atau berat badan lahir rendah, paparan dengan timah, ASI eksklusif di atas usia 4 bulan tanpa suplementasi besi dan pemberian susu murni atau makanan tambahan yang tidak mengandung sereal yang difortifikasi dengan besi atau makanan yang kaya besi. Faktor risiko lain meliputi problem saat makan, pertumbuhan yang buruk, dan nutrisi yang tidak adekuat yang umumnya dijumpai pada bayi dengan kebutuhan perawatan kesehatan khusus. Untuk bayi dan anak berusia 1 – 3 tahun, skrining tambahan dapat dikerjakan kapan saja jika terdapat risiko untuk mengalami defisiensi besi/anemia defisiensi besi termasuk asupan besi dari diet yang tidak adekuat.

Anemia defisiensi besi dan penyakit menular1. Cacing tambang.

Infeksi cacing tambang pada manusia disebabkan infeksi parasit cacing nematode Necator americanus dan Ancylostoma duodenale dan hal ini ditularkan melalui kontak pada tanah yang terkontaminasi. Infeksi ini merupakan salah satu infeksi kronik dengan perkiraan jumlah kasus sebanyak 740 juta di daerah pedesaan di negara tropik dan subtropik. Karena infeksi cacing tambang terjadi terutama pada daerah-daerah yang miskin sehingga hanya ditemukan pada daerah tertentu saja. Infeksi cacing tambang juga berkontribusi terhadap lambatnya perkembangan ekonomi di Amerika bagian selatan terutama pada awal abad ke-20, namun saat ini infeksi cacing tambang lebih banyak

Page 250: Penerbit - erepo.unud.ac.id

235

terjadi pada populasi penduduk di negara tropik, dan akibat yang ditimbulkannya kalau ditinjau dari aspek disabilitas hidup melebihi infeksi yang disebabkan tripanosomiasis, dengue, penyakit chagas, sistosomiasis dan penyakit lepra. Jumlah penderita terbanyak dijumpai di Asia, diikuti sub-sahara Afrika. Di Cina berdasarkan pemeriksaan feses antara 1988 dan 1992 didapatkan sekitar 190 juta penduduk terinfeksi, dan N.americanus lebih banyak ditemukan dibandingkan dengan A.duodenale yang lebih terbatas pada wilayah tertentu. Disamping kedua jenis cacing ini didapatkan juga jenis yang lain tapi jarang menyerang manusia antara lain A.ceylanicum yang menginfeksi anjing dan kucing, A.caninum yang umumnya menyerang anjing dapat menyebabkan enteritis eosinofilik pada manusia di wilayah Australia timur dan A.braziliense yang dapat menyebabkan cutaneus larva migrans (Hotez et al., 2004).

Penyakit akibat cacing tambang apabila parasit dewasa menyerang usus dan menyebabkan kehilangan darah lewat saluran cerna. Istilah penyakit cacing tambang awalnya ditujukan pada anemia defisiensi besi yang disebabkan infeksi cacing yang berat. Kehilangan darah terjadi apabila cacing ini menempelkan diri mereka pada mukosa dan submukosa usus dan akan mengisap jaringan usus dan darah. Rusaknya kapiler dan arteriol tidak saja secara mekanis akan tetapi juga secara kemikal melalui enzim hidrolitik. Untuk menjamin aliran darah parasit yang dewasa juga mengeluarkan agen anti koagulasi. Akibat utama yang ditimbulkan adalah akibat dari hilangnya darah secara kronik dan juga hipoalbuminemia. Anemia defisiensi besi akhirnya akan timbul apabila jumlah hilangnya darah dan protein melebihi asupan nutrisi individu yang bersangkutan. Tergantung pada staus cadangan besi individu yang bersangkutan, jumlah infeksi cacing ini sekitar 40 – 160 cacing akan menyebabkan kadar hemoglobin < 11gr/dl. Namun studi lain mendapatkan hubungan antara anemia dengan jumlah cacing yang lebih sedikit (Olsen et al., 1998). Derajat anemia juga ditentukan jenis cacingnya dimana infeksi A. duodenale akan mengakibatkan kehilangan darah lebih banyak kalau dibandingakn dengan infeksi N. americanus. Studi di Zanzibar melaporkan infeksi N. americanus akan diikuti dengan hipoferemia sebesar 33,1% tapi kalau disertai dengan A. duodenale maka ditemukan hipoferemia sebesar 58,9% (Stolzfus et al., 1997). Sebagain besar tanda klinik dari infeksi kronik cacing ini mencerminkan gejala dan tanda anemia defisiensi besi disertai dengan edema pada muka dan ekstremitas bawah. Kulit penderita menjadi berlemak dan berwarna agak pucat kenuningan. Selain anemia hipokromik mikrositer tanda yang dominan pada infeksi cacing ini adalah eosinofilia dan mencapai puncaknya pada minggu 5 – 9 setelah onset infeksinya. Pasien dengan infeksi ringan biasanya asimtomatik, tapi pasien dengan infeksi berat juga mengeluh gangguan nyeri perut yang berulang, nausea, sesak nafas, berdebar, pada saat aktivitas, nyeri kaki, sakit kepala, fatigue dan impoten (Anyaeze et al., 2003).

Anemia defisiensi besi karena kehilangan darah yang kronis disebabkan infeksi cacing tambang mempunyai morbiditas jangka panjang. Wanita dewasa dan anak-anak usia muda paling berisiko mendapat infeksi ini yang menjurus kepada anemia defisiensi besi. Infeksi cacing tambang menyebabkan kehilangan besi extra-corporeal melalui defekasi dan pengobatan infeksi ini menunjukkan peningkatan signifikan dari kadar haemoglobin. Studi di China (propinsi Hainan) mendapatkan bahwa ternyata bahwa umur tidak terlalu banyak menentukan variasi insiden anemia defisiensi besi diantara infeksi cacing. Hal ini disebabkan karena tidak adanya pengaruh respon imunitas terhadap infeksi parasit sehingga temuan ini mendukung konsep bahwa infeksi parasit lebih mempengaruhi

Page 251: Penerbit - erepo.unud.ac.id

236

kapasitas kerja pada kelompok individu yang masih sangat produktif (Betthany et al., 2002). Sekresi koagulases parasit akan menyebabkan kehilangan darah melewati feses. Sebagai contoh A. duodenale bisa menyebabkan kehilangan darah sekitar 0,25 ml per parasit setiap hari (Stuketke et al., 2003). Jumlah cacing sebanyak 40 – 160 (tergantung status cadangan besi) sudah dapat menyebabkan anemia defisiensi besi (Hotez et al., 2004). Ancylostoma duodenale menyebabkan kehilangan darah yang lebih banyak dibanding Necator americanus. Infeksi cacing tambang mencapai puncaknya ketika individu mencapai mencapai umur dewasa muda. Ini mempunyai implikasi yang tinggi terhadap kelompok wanita hamil, wanita usia subur dan anak muda untuk menderita anemia defisiensi besi akibat infeksi cacing tambang karena cadangan besinya yang rendah akibat ketidakseimbangan antara masukan dan kebutuhan. Dalam studi acak terkontrol bagi wanita hamil di Sri Lanka, angka kematian anak baru lahir dan kematian bayi pada kelompok yang menerima mebendazole adalah rendah secara signifikan dibanding kontrol (RR 0,55; 95% CI 0,4-0,77). Demikian pula halnya dengan kelahiran bayi-bayi dengan berat badan lahir rendah (RR 0,47;CI 0,32 –0,71). Studi di Uganda yang dilakukan pada populasi dengan 40% diantaranya penderita anemia, ternyata tidak ditemukan efek albendazole terhadap anemia pada ibu hamil, walaupun dijumpai adanya tendensi ke arah respon yang lebih baik pada mereka yang menderita infeksi cacing yang berat dengan OR 0,45; CI 0,21-0,98 (Crompton, 2000). Berbagai studi dilakukan untuk melihat adanya perbaikan fungsi kognitif melalu pengobatan anti parasit terhadap anak-anak. Walau masih ada penyebab lainnya akan tetapi salah satu penyebab terjadinya gangguan kognitif tersebut diduga melalui anemia defisiensi besi. Hasil-hasil studi yang ada menunjukkan inkonsistensi antara positif dan juga negatif. Pada studi meta analisis yang mempelajari efek terapi anti parasit terhadap fungsi kognitif, menyimpulkan bahwa hubungan antara kedua hal tersebut tidak dapat ditentukan dengan jelas, walaupun studi ini banyak dikritik karena antara lain status infeksi tidak ditentukan pada awal studi sehingga hal ini akan mempengaruhi analisis hasil studi (Shaw et al., 2011).

2. SkistosomiasisBeberapa studi potong lintang melaporkan adanya kaitan antara 3 jenis skistomiasis

yang penting dengan kejadian anemia. Karena banyaknya kejadian infeksi parasit terjadi bersama-sama dengan defisiensi nutrisi, maka diperlukan studi dengan desain yang lebih baik untuk mengetahui dengan lebih pasti hubungan tersebut. Sebuah studi dengan desain yang baik mendapatkan hasil yang berbanding terbalik antara intensitas S. japonicum dan kadar hemoglobin dan infeksi S. haematobium terhadap risiko anemia diantara anak muda dan dewasa (Friedmen et al., 2005).

Kebanyakkan percobaan menunjukkan bahwa terapi dengan praziquanta dan albendazole ataupun metrifonate memberikan efek positif pada penyembuhan infeksi skistomiasis dan infeksi cacing tambang lainnya yang ditandai dengan peningkatan kadar hemoglobin. Terapi secara kombinasi ini tentu menyebabkan kesulitan untuk melihat efek terapi anti skistomiasis sendiri terhadap perbaikan kadar hemoglobinnya, walaupun sebagian ahli berpendapat bahwa perbaikan kadar hemoglobin sebagian disebabkan akibat terapi anti parasit terhadap skistomiasis. Studi di Leyte, Pilipina menunjukkan perbaikan kadar hemoglobin setelah diberikan terapi untuk S. Japonicum selama 6 bulan, dengan tingkat efektivitas sekitar 1,1 g/dL dimana kadar peningkatan hemoglobin pada laki-laki lebih tinggi daripada wanita (McGarvey et al., 1996).

Page 252: Penerbit - erepo.unud.ac.id

237

3. TrikurisInfeksi T.trichiura atau whipworm mempunyai prevalensi 95% terutama pada daerah

endemis. Walaupun infeksi dengan intensitas sedang biasanya asimtomatik tapi infeksi dengan intensitas yang tinggi dan Trichuris Dysentry Syndrome (TDS) ditemukan terkait dengan anemia dan gangguan pertumbuhan. Patomekanismenya meliputi konsumsi darah parasit terutama pada infeksi berat, lesi kronis dengan pendarahan atau penurunan asupan mikronutrien akibat anoreksia melalui sekresi TNF-alpha karena respon terhadap infeksi. Infeksi trikuris tanpa TDS ternyata tidak diikuti dengan adanya perdarahan usus yang signifikan (Stephenson et al., 2000).

4. Sindrom disentri bakteriInfeksi Shigellosis atau Enteroinvasive Escherichia coli akan menyebabkan disentri

yang akan berlanjut menjadi anemia defisiensi besi diantara bayi dan anak-anak di negara-negara berkembang karena pada anak ini sering terjadi infeksi berulang disertai dengan infeksi lainnya yang memudahkan terjadinya anemia. Belum ada laporan yang pasti tentang adanya kehilangan darah akibat disentri (Shaw et al., 2011).

5. Helicobacter pyloriInfeksi Helicobacter terbanyak ditemukan pada negara sedang berkembang dimana

infeksi ini didapatkan pada masa anak-anak. Studi pada kelompok orang dewasa dan anak-anak menunjukan H. pylori sebagai faktor menyebab anemia defisiensi besi. H. pylori menetralkan dan menurunkan sekresi asam lambung sehingga mengakibatkan hipoklorhidria. Hipoklorhidria adalah kondisi dimana asam lambung tidak dapat diproduksi dan mengakibatkan inflamasi kronis pada saluran pencernaan. H.pylori menjadi faktor penyebab melalui dua hypothesis; penurunan absorbsi besi karena hipoklorhidria dan persaingan antara H. pylori dan tubuh akan kebutuhan untuk besi (Cardenaz et al., 2006).

6. MalariaMalaria, secara klinis maupun yang asimptomatik, merupakan penyumbang terbesar

untuk terjadinya anemia di negara berkembang. Walaupun penyebab terbesar anemia pada malaria adalah proses hemolisis akan tetapi anemia inflamasi juga berperan mengubah pola penyerapan dan distribusi besi dalam tubuh. Studi di Indonesia de Mast et al., menemukan bahwa anak-anak yang menderita malaria asimptomatik dengan P. falciparum atau P. vivax mempunyai kadar hemoglobin rendah (12,2 gr/dl vs 14,4 gr/dl) dan konsentrasi serum hepsidin yang tinggi (5,2 nM vs 3,1 nM) (p < 0,05) bila dibandingkan dengan anak yang tidak menderita malaria. Ini membuktikan konsep bahwa penimbunan zat besi yang berkepanjangan yang akan menjadi besi simpanan akibat proses inflamasi yang disebabkan malaria. Malaria ini menyebabkan angka morbiditas dan mortilitas ibu yang tinggi, terutamanya di kawasan sub-Saharan Afrika. Wanita lebih cenderung terkena P. falciparum ketika hamil dan menyebabkan risiko penyakit dan kematian baik pada ibu maupun bayi yang tinggi. Pada daerah dengan angka infeksi yang tinggi diperkirakan seperempat wanita terbukti terinfeksi malaria pada waktu melahirkan. Juga sering ditemukan anemia yang berat pada ibu dan bayi-bayi dengan berat lahir rendah. Badan Kesehatan Sedunia (WHO) merekomendasikan pengobatan pencegahan yang periodik sewaktu hamil (intermitten prophylactic treatment) untuk mengurangi risiko malaria

Page 253: Penerbit - erepo.unud.ac.id

238

selama hamil. Sulfadoxine pyrimethamine diberikan pada trimester kedua dan ketiga untuk menurunkan frekuensi parasitemia pada plasenta dan darah perifer. Tindakan ini terbukti dapat meningkatkan kadar hemoglobin ibu dan mengurangi prevalensi anemia (Shaw et al., 2011)..

Konsumsi zat besi diduga dapat meningkatkan risiko timbulnya penyakit yang terkait dengan malaria sehingga dapat meningkatkan morbiditas dan mortalitas. Suatu studi di Tanzania menunjukan adanya parasitemia pada plasenta ibu hamil yang mengkonsumi zat besi yang berlebihan. Keadaan ini meninggikan risiko anemia untuk bayi tersebut. Suatu studi acak plasebo terkontrol di Zanzibar, suatu kawasan dengan angka transmisi P. falciparum yang tinggi, menunjukkan anak-anak yang menerima zat besi dan folat mempunyai risiko kematian 15% lebih tinggi. Anak-anak yang menerima besi dan asam folat mempunyai risiko 16% (p = 0,02) lebih tinggi untuk menderita malaria dan risiko 70% lebih tinggi menderita malaria cerebral (p = 0,02). Studi lain di Kenya menunjukkan malaria klinis lebih rendah frekuensinya pada anak-anak yang menderita defisiensi zat besi (Nyakeriga et al., 2004). Padahal di Papua New Guinea, suplementasi zat besi meninggikan prevalensi untuk terjadinya parasitemia dan splenomegali pada bayi. Secara keseluruhan, temuan ini mengemukan bahwa suplementasi besi akan menyebabkan mereka-mereka yang hidup di daerah endemis malaria akan berisiko mendapatkan infeksi lain yang terkait dengan malaria. Keberagaman hasil studi ini sebagaian disebabkan adanya efek dari kadar besi pada awal studi, imunitas penderita, atau intensitas pengawasan dinas kesehatan di wilayah yang bersangkutan. Karena itu, untuk mengurangi risiko dan meningkatkan angka kesembuhan, lebih banyak studi yang perlu dilakukan.

KELEBIHAN BESI (IRON OVERLOAD)Kelebihan besi sistemik

Kelebihan besi dapat terjadi apabila tubuh menerima besi yang berlebihan yang berasal dari asupan yang berlebihan karena adanya gangguan penyerapan besi dan bisa juga akibat transfusi yang berulang. Darah mengandung besi sehingga setiap kali mendapat transfusi maka akan ada tambahan besi masuk kedalam tubuh. Tubuh manusia tidak mempunyai sistem pengeluaran besi yang baik. Pengeluaran besi hanya terjadi lewat pengelupasan epitel saluran cerna dan saluran genital, dan pada saat menstruasi pada wanita muda. Timbunan besi ini akan menimbulkan kerusakan pada organ di mana besi itu tertimbun. Pada kondisis normal simpanan besi pada tubuh adalah sekitar 3 – 4 gram saja. Pada saat tubuh menerima transfusi darah maka akan ada tambahan sekitar 200 – 250 mg untuk setiap kantong darah dan hal ini akan menambah simpanan besi tubuh. Sehingga mereka yang mendapatkan transfusi darah minimal 2 kantong sebulan, maka dalam setahun tubuhnya akan mendapatkan tambahan besi sebesar 5 – 6 gram. Besi yang tidak segera dipergunakan untuk membuat sel darah merah, akan disimpan pada 3 organ penting yaitu hati, lien dan sumsum tulang. Akan tetapi apabila jumlah besi dalam tubuh melebihi jumlah normal besi disimpan tidak saja pada ketiga organ tadi tapi bisa pada organ lainnya seperti pankreas, persendian, kulit, kelenjar pituitari, kelenjar adrenal, kelenjar tiroid, organ kelamin dan jantung. Timbunan ini sekaligus dapat merusak organ yang bersangkutan.

Ketika terdapat dalam jumlah yang berlebihan, besi memberikan ancaman kepada sel dan jaringan sehingga keseimbangannya perlu dikontrol secara ketat. Toksisitas besi sebagian besar berdasarkan pada kemampuannya mengkatalisasi zat radikal, yang

Page 254: Penerbit - erepo.unud.ac.id

239

menyerang, merusak makro molekul selular dan menyebabkan kematian sel dan kerusakan jaringan. Kelainan penumpukan besi pada hati juga dihubungkan dengan perkembangan kanker hepatoseluler. Kelainan akibat kelebihan besi biasanya mengakibatkan kerusakan organ yang berat, progresif dan irreversible bahkan sebelum muncul gejala klinis tertentu. Empat kelompok besar sel yang berperan menentukan jumlah dan distribusi besi dalam tubuh adalah sel-sel epitel duodenal (berperan dalam penyerapan besi dari makanan); sel prekursor eritroid (berperan dalam penggunaan zat besi); makrofag (berperan dalam penyimpanan dan penggunaan kembali zat besi); sel-sel hepatosit (berperan dalam penyimpanan besi dan regulasi endokrin). Tiap kelompok sel ini berperan penting dalam keseimbangan siklus besi (Fleming et al., 2012).

Pada kondisi patologis dengan kelebihan besi, besi secara bertahap memenuhi kapasitas ikatan besi dengan transferin (iron binding capacity of transferrin) dan membentuk redoxs-active, low-molecular weight chelates yang juga disebut sebagai LIP. Besi yang tidak terikat pada transferin pada akhirnya masuk ke jaringan dengan mekanisme yang masih belum diketahui pasti, menghasilkan kerusakan sel dan jaringan Kelebihan besi merusak sel dengan mengkatalisasi terbentuknya reactive oxygen species dalam jumlah yang melebihi kapasitas antioksidan sel. Reactive oxygen species ini menyebabkan peroksidasi lemak, oksidasi asam amino dengan konsekuensi dihasilkannya ikatan silang antar protein, fragmentasi protein dan kerusakan DNA. Pada sebagian besar pasien, kelebihan besi terjadi sebagai akibat dari ambilan NTBI (Non-transferin bound iron) dari sirkulasi. Plebotomi terapeutik akan mengeluarkan kelebihan besi dari tubuh. Kelator besi tidak saja mengeluarkan besi dari tubuh namun juga memangsa dan mengikat besi yang labil untuk mencegah terbentuknya reactive oxygen species. Suplementasi vitamin C sebaiknya dihindari pada pasien dengan kelebihan besi karena dapat meningkatkan pembentukan reactive oxygen species dan memicu kerusakan jaringan kecuali diberikan bersamaan dengan kelasi besi (Herscko, 2010).

Beberapa penyakit yang dapat ditimbulkan kelebihan besi secara garis besar dapat dibagi menjadi kelainan yang bersifat herediter (primer) yang biasanya terkait dengan kelainan genetik, kelebihan besi akibat sekunder yang biasanya terkait dengan transfusi berulang dan yang ketiga kelebihan besi karena sebab lainnya (tabel 20 di bawah)

Table 20. Diagnosis differential kelebihan besi pada manusia (Swinkels et al., 2006) Hemokromarosis Herediter HFE-terkait HH (tipe 1)

C282Y homozygosity C282Y/H63D compound heterozygosity

Non-HFE-terkait HH Type 2A HJV varian Type 2B hepsidin varian Type 3 TfR varian Type 4 feroportin varian

Lainnya HHCS Defesiensi heme oxygenase Kelebihan besi neonatal Aceruloplasminemia Congenital atransferrinemia or hypotransferrinemia DMT1 varian

Kelebihan besi sekunder Anemia Iron-loading

Eritropoesis Tidak Efektif Sindrom Talasemia Anemia sideroblastik Sindrom Mielodisplastik Diseritropoesis Kongenital

Peningkatan Eritropoesis Anemia Hemolitik Kronik

Kelebihan besi parenteral (termasuk transfusi berulang) Lainnya Sindrom metabolik

Obesitas Hipertensi Resistensi insulin

Penyakit hati kronik Hepatitis Penyalahgunaan alkohol Steatohepatitis Nonalkoholik Porphyria cutanea tarda

Kelebihan besi di Afrika sub-Sahara

Table 20. Diagnosis differential kelebihan besi pada manusia (Swinkels et al., 2006)

Page 255: Penerbit - erepo.unud.ac.id

240

1. Kelebihan besi sistemik primer: Hemokromatosis herediter (HH)Penyakit kelebihan besi dapat bersifat primer (keturunan) atau sekunder (didapat).

Gangguan sekunder memiliki kesamaan yaitu kenyataan bahwa semua pasien adalah dengan anemia (tabel 20). Ketika anemia disertai dengan peningkatan aktivitas eritroid dan/atau eritropoiesis yang tidak efektif, misalnya dalam kasus talasemia dan anemia sideroblastik, anemia diseritopoetik bawaan, dan beberapa gangguan mielodisplastik, terdapat peningkatan penyerapan besi dari diet karena kebutuhan besi yang lebih tinggi untuk sintesis hemoglobin. Pasien-pasien ini menjadi kelebihan besi bahkan tanpa transfusi eritrosit. Jika transfusi diperlukan, maka akan terjadi tambahan zat besi tubuh yang berlebihan (Beutler et al., 2003).

Prevalensi HH di Amerika adalah 1 per 200 – 500 individu, umumnya berasal dari keturunan Eropa. Frekuensi dari mutan C282Y 5,4% dan H63D sebesar 13,5%. Prevalensi homosigot C282Y diperkirakan sebesar 0,26% sedang homosigot H63D 1,89%. Untuk kombinasi heterosigositas diduga sekitar 1,97%, dimana status karier didapatkan sebesar 10%.

Pasien dengan HH bisa asimtomatik atau datang dengan keluhan gangguan organ secara umum. Keluhan akibat HH biasanya mulai sekitar umur 30 – 50 tahun, akan tetapi juga bisa muncul pada umur yang lebih muda, sekitar 75% pasien tanpa keluhan dan ketahuan pada saat dijumpai hasil feritin yang tinggi atau setelah skrining pada keluarga yang menderita HH. Keluhan awal berupa kelemahan umum (74%), impotensi (45%), dan artralgia (44%). Gejala klinis awal kelebihan besi biasanya terjadi pada orang dewasa dan sering tidak spesifik dan tidak jelas. Pada stadium lanjut, manifestasi penyakit mungkin termasuk artropati, diabetes melitus, hipogonadisme endokrinopati lainnya, sirosis hati, kardiomiopati, pigmentasi kulit, dan pasien sirosis, kanker hati (Wojcik et al., 2002).

Penyebab utama hemokromatosis biasanya berasal dari kelainan-kelainan yang diturunkan dari protein yang terlibat dalam transport besi dan hal lain yang dapat menyebabkan kelebihan absorpsi zat besi dari saluran pencernaan. Penyakit ini pertama

Table 20. Diagnosis differential kelebihan besi pada manusia (Swinkels et al., 2006) Hemokromarosis Herediter HFE-terkait HH (tipe 1)

C282Y homozygosity C282Y/H63D compound heterozygosity

Non-HFE-terkait HH Type 2A HJV varian Type 2B hepsidin varian Type 3 TfR varian Type 4 feroportin varian

Lainnya HHCS Defesiensi heme oxygenase Kelebihan besi neonatal Aceruloplasminemia Congenital atransferrinemia or hypotransferrinemia DMT1 varian

Kelebihan besi sekunder Anemia Iron-loading

Eritropoesis Tidak Efektif Sindrom Talasemia Anemia sideroblastik Sindrom Mielodisplastik Diseritropoesis Kongenital

Peningkatan Eritropoesis Anemia Hemolitik Kronik

Kelebihan besi parenteral (termasuk transfusi berulang) Lainnya Sindrom metabolik

Obesitas Hipertensi Resistensi insulin

Penyakit hati kronik Hepatitis Penyalahgunaan alkohol Steatohepatitis Nonalkoholik Porphyria cutanea tarda

Kelebihan besi di Afrika sub-Sahara

Table 20. Diagnosis differential kelebihan besi pada manusia (Swinkels et al., 2006) Hemokromarosis Herediter HFE-terkait HH (tipe 1)

C282Y homozygosity C282Y/H63D compound heterozygosity

Non-HFE-terkait HH Type 2A HJV varian Type 2B hepsidin varian Type 3 TfR varian Type 4 feroportin varian

Lainnya HHCS Defesiensi heme oxygenase Kelebihan besi neonatal Aceruloplasminemia Congenital atransferrinemia or hypotransferrinemia DMT1 varian

Kelebihan besi sekunder Anemia Iron-loading

Eritropoesis Tidak Efektif Sindrom Talasemia Anemia sideroblastik Sindrom Mielodisplastik Diseritropoesis Kongenital

Peningkatan Eritropoesis Anemia Hemolitik Kronik

Kelebihan besi parenteral (termasuk transfusi berulang) Lainnya Sindrom metabolik

Obesitas Hipertensi Resistensi insulin

Penyakit hati kronik Hepatitis Penyalahgunaan alkohol Steatohepatitis Nonalkoholik Porphyria cutanea tarda

Kelebihan besi di Afrika sub-Sahara

Page 256: Penerbit - erepo.unud.ac.id

241

kali diketahui pada akhir abad ke-19 oleh von Recklinghausen, tetapi juga Trousseau dan Troisier. Adalah von Recklinghausen yang awalnya memperkenalkan istilah hemokromatosis. Pada tahun 1935, Sheldon menulis suatu tinjauan dimana hemokromatosis dianggap sebagai penyakit yang sangat langka sebagai akibat kelebihan jumlah besi tubuh dan kegagalan organ disebabkan karena toksisitas besi. Pada tahun 1980, prevalensi yang lebih tinggi diduga terjadi, mungkin karena ketersediaan pemeriksaan serum besi yang luas, kapasitas pengikatan besi, dan tes feritin pada waktu itu sehingga penyakit ini lebih dikenal. Pada 1970-an, hemokromatosis diakui sebagai gangguan resesif autosomal yang terkait dengan kromosom 6 rantai pendek, berisi gen yang mengkode HLA-A. Pada tahun 1996 Feder et al. mengidentifikasi gen hemokromatosis (HFE) (sebelumnya disebut HLA-H gen). Para penulis mengaitkan bentuk yang paling umum dari hemokromatosis herediter (HH) dengan kelainan homozigositas untuk variasi urutan C282Y dari gen ini. HH terkait HFE ditandai dengan peningkatan penyerapan zat besi untuk cadangan besi tubuh, yang menyebabkan deposisi besi dalam parenkim organ seperti hati dan pankreas. Identifikasi gen HFE adalah awal dari kemajuan pesat dalam pemahaman homeostasis besi. Seperti juga diketahui bahwa entitas genetik lain dapat menyebabkan gambaran klinis identik dengan gen HFE yang cacat. Disisi lain, beberapa kelainan gen ini dikaitkan dengan penyakit kelebihan besi dengan gejala klinik dan biokimia yang berbeda. Sejumlah besar gen dimana urutan variannya berhubungan dengan kelebihan zat besi mempersulit pendekatan diagnostik. Sehingga hal ini menyebabkan penelusuran yang tidak perlu dilakukan pada individu dengan berbagai kesamaan dengan kondisi herediter tersebut, seperti hepatitis, konsumsi alkohol yang berlebihan, sindrom metabolik (intoleransi glukosa, obesitas, hipertensi), dan bentuk sekunder kelebihan zat besi. Hemokromatosis herediter (HH) merupakan kelainan autosomal resesif dimana penyerapan yang tinggi dari besi dalam makanan pada akhirnya menyebabkan penumpukan besi pada sel jaringan parenkimal dan kerusakan organ yang berat (Fleming dan Sly 2002).

HH merupakan kelainan genetik heterogenus. Kebanyakan kasus memiliki mutasi pada gen HFE, yang terletak pada kromosom 6p dan mengkode suatu atypical major histocompatinility complex (MHC) class 1 type molecule (Feder et al., 1996). Kebanyakan pasien HH bersifat homozigot untuk suatu pengganti C282Y atau heterozigot campuran untuk mutasi C282Y atau H63D. Penyakit ini lebih sering dijumpai pada populasi keturunan Eropa Utara (Northern Europe ancestry) dengan prevalensi yang dilaporkan 1:300. Menariknya pengaruh dari genotif homozigot C282Y tampaknya jauh lebih kecil, mengindikasikan bahwa homozigot untuk mutasi HFE sendiri tidaklah cukup untuk menyebabkan HH. Namun demikian, HFE -/- dan binatang percobaan yang terkena mutasi yang berkaitan dengan gen tersebut memberikan gambaran fenotif seperti kelebihan besi pada HH. Pengubah genetik sebagaimana faktor lingkungan (seperti konsumsi alkohol) dapat berkontribusi dalam derajat kelebihan besi. Akhir-akhir ini ditunjukkan dengan biopsi hati dari pasien HH dengan mutasi HFE bahwa ekspresi mRNA hepsidin adalah rendah, meskipun terjadi kelebihan besi pada hepar. Hasil yang sama ditunjukkan HFE-/-

mencit (Muckenthaler et al., 2003). Hasil ini menyatakan secara tidak langsung bahwa kelainan primer HFE yang menyebabkan kelebihan besi sebenarnya dapat berasal dari jalur signal dari hepsidin. Harus juga dicermati bahwa kombinasi kelainan hepsidin dan mutasi HFE keduanya menyebabkan kelebihan besi pada manusia dan mencit, menambahkan kemungkinan bahwa hepsidin bekerja sebagai suatu pengubah dari fenotif hemokromatosis. Bersama-sama, penemuan ini memberikan suatu bukti adanya poros

Page 257: Penerbit - erepo.unud.ac.id

242

HFE- hepsidin. Saat ini diketahui ada 5 bentuk utama dari HH, masing-masing disebabkan variasi urutan pada gen yang berbeda (Swinkels et al., 2006).

Hemokromatosis klasik: GenHFEVarian urutan C282Y mungkin berasal dari nenek moyang Celtic di Eropa Utara

sekitar 2000 tahun yang lalu. Penyebaran cepat varian urutan C282Y ini kemudian telah menyebabkan HH menjadi salah satu kelainan bawaan yang paling umum di populasi keturunan Kaukasia Eropa Utara. Sampai saat ini, bukti-bukti masih kurang tentang adanya varian urutan HFE yang memberi perlindungan terhadap timbulnya anemia (defisiensi zat besi). Sebuah hipotesis alternatif didasarkan pada efek perlindungan terhadap beberapa agen patologi. Hal ini berhubungan dengan protein HFE sendiri sebagai reseptor permukaan sel untuk beberapa agen infeksi atau defisiensi zat besi relatif yang terjadi pada makrofag dengan adanya varian urutan C282Y, dan menawarkan kemungkinan perlindungan terhadap banyak spesies bakteri yang berkembang biak terutama pada makrofag yang kaya besi, seperti Mycobacterium tuberculosis dan Yersinia pestis. Teori ini tetap mesti diuji baik pada tingkat molekuler maupun studi epidemiologi (Moalem et al., 2004).

Selama beberapa tahun terakhir, pemahaman tentang prevalensi klinis C282Y-homozigot HH telah mengalami revisi. Berbeda dengan sebagian besar penelitian sebelumnya, survey baru-baru menemukan bahwa sebagian C282Y homozigot tidak memiliki gejala penyakit. Penetrasi yang tidak lengkap dari varian urutan C282Y menimbulkan pertanyaan tentang efektivitas biaya skrining untuk penduduk secara keseluruhan. Sebaliknya, deteksi kasus awal dengan sekrening pada keluarga yang menderita HH meningkatkan kesadaran terhadap penyakit ini dan cenderung memiliki pengaruh yang signifikan.

Genotip HFE selain homosigositas C282Y jarang menyebabkan kelebihan zat besi yang signifikan secara klinis. Heterosigot C282Y biasanya tidak berkembang menjadi kelebihan besi kecuali mereka memiliki kondisi yang memungkinkan seperti faktor lingkungan (alkohol, virus, penyakit hati) atau varian bentuk gen lainnya. Karier C282Y ini tidak hanya memiliki peningkatan saturasi transferin yang berarti dan konsentrasi feritin yang lebih tinggi dibandingkan dengan wild type yang lainnya, tetapi juga memiliki konsentrasi besi yang tidak terikat transferin (NTBI) yang tinggi. NTBI dianggap sebagai bentuk potensial toksik dari besi yang bertanggung jawab atas kerusakan jaringan pada kasus kelebihan zat besi. Konsentrasi plasma NTBI, sangat berkorelasi dengan saturasi transferin pada pasien HH (Jacob et al., 2005). Studi kasus-kontrol tentang hubungan genotipe heterosigot C282Y dengan penyakit, belum secara konsisten mendukung heterosigositas sebagai faktor risiko untuk diabetes, artritis, kanker, penyakit hati, dan penyakit kardiovaskular.

Kelompok kedua dari varian genotip HFE yaitu heterosigot untuk C282Y danH63D dimana kelompok ini digambarkan sebagai yang berisiko lebih tinggi untuk berkembang menjadi kelebihan zat besi, tetapi pada umumnya lebih ringan dibandingkan bentuk homosigot C282Y. Namun, fakta menunjukkan kondisi ini sagat langka. Varian ketiga dari kelainan gen HFE ini adalah varian urutan S65C, dengan frekuensi alel serendah 1,6% -2,0%, ditemukan berpengaruh kecil pada indeks besi serum, terutama ketika berkombinasi dengan varian genotipe HFE lainnya, seperti C282Ydan H63D. Namun, sampai saat ini tidak ada data meyakinkan tentang S65C yang berhubungan dengan HH. Karena itu,

Page 258: Penerbit - erepo.unud.ac.id

243

belum ada bukti yang cukup untuk memasukkan tes S65C untuk mengkonfirmasi adanya HH pada pasien dengan peningkatan indeks besi serum. Varian urutan lainnya dari HFE relevansi klinisnya jarang terjadi, dan kebanyakan adalah bersifat individual (Swinkles et.al., 2006).

Secara umum fungsi molekul protein HFE adalah terkait dengan reseptor transferin 1 (TfR1) pada sel kripte duodenum yang merupakan sensor besi total tubuh, bertujuan memprogram ekspresi transporter besi pada sel-sel vili. Variasi urutan dari molekul HFE terbukti menyebabkan konsentrasi yang rendah dari hepsidin, yang mendukung dugaan bahwa HFE terlibat dalam regulasi ekspresi hepsidin. Karena sintesis hepsidin terbatas pada sel-sel hati, hal ini menjadi bukti kuat bahwa HFE dalam hati dan atau makrofag menimbulkan efek pada sel-sel hati dan tidak dalam sel kripte. Memang, dari data yang tersedia menunjukkan bahwa HFE/TfR1 dan reseptor transferin 2 (TfR2) terlibat dalam jalur sensor besi hepatosit untuk mengontrol sintesis hepsidin. Belum diketahui secara persis bagaimana HFE dapat merasakan (senses) kadar besi tubuh. Namun demikian, dengan mengendalikan konsentrasi serum hepsidin, HFE tampaknya terlibat dalam mempertahankan homeostasis besi tubuh dimana diketahui bahwa fungsi hepsidin dalam regulasi besi dengan menghambat fungsi feroportin, eksportir trans membran utama besi pada enterosit dan makrofag. Model ini sesuai dengan hipotesis bahwa peningkatan besi pada pasien HH berasal dari pelepasan besi yang berlebihan tidak hanya dari enterosit tetapi juga dari hepatosit dan makrofag. Baru-baru ini, De Almeida et al. (2005) mendapatkan bahwa bahwa HFE mengkode molekul yang memiliki beberapa fungsi imunitas. Hal ini membuktikan bahwa protein yang mempengaruhi metabolisme besi dan juga secara jelas mempengaruhi fungsi kekebalan.

Hemokromatosis JuvenileHemokromatosis Juvenile hampir menyerupai hemokromatosis dewasa, akan tetapi

manifestasi klinis berkembang lebih awal karena penyerapan besi usus lebih tinggi dan tingkat akumulasi besi lebih cepat. Individu dengan fenotipe juvenile lebih cenderung muncul dengan kardiomiopati dan atau penyakit endokrin, meskipun sirosis hati juga merupakan bagian dari gejala (Swinkels et al., 2006).

1. Hemokromatosis Juvenile disebabkan kekurangan HJV Juvenile Hemochromatosis (JH) memiliki ciri khas penimbunan besi yang berat pada

awal masa kehidupan, yang biasanya menyebabkan gejala klinis sebelum usia 30 tahun (Camaschella et al., 2002). Hipogonadotropik hipogonadisme dan keterlibatan jantung merupakan gambaran penting dari gejala klinis. Berbeda dengan HFE yang berkaitan dengan HH, yang nampaknya lebih berat pada laki-laki, JH sama-sama mempengaruhi baik laki-laki maupun wanita. Dua genetik lokus yang berbeda terlibat dalam patogenesis JH.Yang pertama adalah kromosom 1q dan terdapat pada sebagian besar kasus JH yang dilaporkan. Yang kedua adalah yang tidak berhubungan dengan 1q dan berkaitan dengan sejumlah kecil pasien. Analisis hubungan mengungkapkan bahwa bentuk yang tidak berhubungan dengan 1q dari JH itu karena mutasi pada gen HAMP, yang mengkode hepsidin. Pendekatan serupa akhir-akhir ini mengarahkan pada penemuan mutasi gen baru yang masih belum diketahui fungsinya, dinamakan hemojuvelin yang berkaitan dengan JH (Papanikoloau et al., 2004). Level hepsidin urin menurun pada 1q yang berkaitan dengan JH meskipun terjadi kelebihan besi yang berat, hal ini menandakan

Page 259: Penerbit - erepo.unud.ac.id

244

bahwa hemojuvelin mungkin lebih berperan sebagai modulator dari ekspresi hepsidin daripada sebagai reseptor hepsidin.

Bersama-sama, penekanan jalur hepsidin jelas merupakan suatu kejadian patogenik yang umum menyebabkan kelebihan besi pada semua jenis HH yang telah digambarkan di atas. Derajat berat dari fenotif kelebihan besi berkaitan dengan derajat gangguan pada produksi hepsidin. JH menampilkan fenotif yang lebih berat dan tampilan gejala klinis yang lebih awal dengan ciri khas baik tidak adanya 1q secara lengkap (1q unlinked form) maupun hambatan yang sangat besar (1q linked form) dalam ekspresi hepsidin. Disisi lain, HFE yang berkaitan dengan HH menampilkan suatu fenotif yang kurang berat dengan gejala klinis yang lebih lambat, berkaitan dengan hanya sebagaian defisiensi hepsidin (Papanikoloau et al., 2004).

Gen yang menyebabkan hemokromatosis juvenile baru-baru ini diidentifikasi yaitu gen HJV (hemochromatosis tipe 2 (juvenil); juga dikenal sebagai HFE2) yang mengkode protein yang disebut hemojuvelin (HJV), dan dijumpai dalam jumlah yang banyak pada otot rangka dan dalam jumlah sedikit di hati. Sampai saat ini, sekitar 25 urutan varian yang berbeda telah terdeteksi dalam kluster gen HJV pada ekson 3 dan 4. Temuan hepsidin konsentrasi rendah dan bahkan tidak terukur pada pasien pembawa varian urutan gen HJV menunjukkan bahwa protein tersebut terkait dengan hepsidin dan bukan komponen dari jalur yang berbeda (Papanikolau et al., 2004). Hubungan antara HJV dan sintesis hepsidin didukung beberapa laporan terbaru. Ada 2 bentuk protein HJV yaitu HJV yang melekat pada membran sel melaui protein GPI, yang dapat berinteraksi dengan reseptor transmembran neogenin untuk menginduksi sintesis hepsidin dalam hati, dan bentuk HJV yang terlarut (sHJV) yaitu bentuk yang beredar dalam plasma yang berasal dari otot rangka yang dapat berfungsi sebagai antagonis yang menghambat sintesis hepsidin. Ada hipotesis bahwa jumlah sHJV yang larut diatur oleh peningkatan pasokan besi ke otot atau tekanan oksigen pada sirkulasi. Pengikatan sHJV ke reseptor neogenin dalam hepatosit diduga untuk menghambat mRNA hepsidin melalui jalur yang belum teridentifikasi. Jalur ini memerlukan konfirmasi eksperimental lebih lanjut, namun jika dikonfirmasi sHJV bisa menjadi biomarker yang berguna pada gangguan metabolisme besi (Lin et al., 2005).

2. Hemokromatosis Juvenile yang disebabkan defisiensi hepsidinGen yang pertama kali diidentifikasi pada hemokromatosis juvenile adalah peptide

antimikroba hepsidin (Hepsidin antimicrobial peptide = HAMP), yang mengkode hepsidin. Identifikasi gen HAMP sebagai penanggung jawab atas subset dari hemokromatosis juvenil secara konklusif mendukung peranan hepsidin pada metabolisme besi manusia. Data penelitian terbaru tentang akumulasi besi pada organ dari tikus dengan gangguan gen SMAD4 di hati, menunjukkan bahwa masih banyak yang belum diketahui mengenai faktor-faktor dan kondisi yang terlibat dalam regulasi hepsidin. Dalam studi terakhir, ditemukan bahwa sinyal BMP (bone morphogenetic protein) yang terlibat dalam berbagai proses pertumbuhan juga menginduksi sintesis hepsidin, dan membutuhkan SMAD4 yang diketahui sebagai suatu gen supresor tumor untuk mengaktifkan transkripsi promoter hepsidin (Wang et al., 2005).

3. Hemokromatosis yang disebabkan defisiensi TfR2 Bentuk lain yang jarang dari HH telah dijabarkan dan dikaitkan dengan mutasi

gen TfR2. Fungsi TfR2 masih diteliti lebih lanjut. Kemungkinan molekul ini terlibat

Page 260: Penerbit - erepo.unud.ac.id

245

dalam pengaturan besi seluler dalam hal pengambilan besi. Gen yang mengkode reseptor transferin 2 (TfR2) telah diketahui sejak tahun 1999. Protein ini memiliki tingkat homologi yang besar dengan reseptor transferin klasik (TfR1) namun ditemukan terutama di hati dan di precursor erythroid. Dibandingkan dengan TfR1, TfR2 mengikat transferin diferric dengan afinitas yang 30 kali lipat lebih rendah. Genetik hemokromatosis yang terkait dengan variasi urutan gen TFR2 adalah langka dan tampaknya, lebih banyak dijumpai pada keluarga yang berasal dari Eropa Selatan, terutama dari Italia dan Portugal, serta Jepang. Diduga bahwa pada hepatosit ikatan HFE/TfR1 dan HFE/TfR2 berujung pada jalur yang sama atau konvergen pada sinyal hepsidin. Pada hipotesis ini,TfR2 dianggap sebagai sensor saturasi transferin plasma pada jalur sinyal yang mengontrol sintesis hepsidin. Hal ini sejalan dengan konsentrasi hepsidin yang rendah yang ditemukan pada pasien yang membawa varian TfR2, dan fenotip HH lebih parah ketika HFE dan varian TfR2 muncul bersamaan. Secara umum, komplikasi klinis, pola penyimpanan besi di hati, dan respon terhadap plebotomi identik antara kelainan dengan HH yang disebabkan gangguan HFE dan HH yang disebabkan gangguan TfR2. Akan tetapi onset HH yang terkait TfR2, umumnya agak muncul pada awal kehidupan dewasa (Camaschella et al., 2005).

Penyakit feroportin: Gen SLC40A1Feroportin 1 adalah protein yang terlibat dalam proses pengeluaran besi dari sel

enterosit atau makrofag. Variasi urutan dari gen SLC40A1 (solute carrier family 40, member 1) (sebelumnya disebut SLC11A3), yang mengkode feroportin, telah terbukti terkait dengan kelebihan besi herediter. Protein feroportin, diperkirakan memiliki beberapa domain transmembran, ditemukan terutama di sel Kupffer, makrofag limpa, di membran basolateral enterosit, dan dalam jumlah sedikit pada hepatosit, dimana ia memainkan peran pentingnya dalam eksportir besi. Ekspor ini tampaknya diatur secara ketat oleh hepsidin baik untuk mencegah kekurangan besi atau kelebihan besi. Hepsidin terlihat mengikat feroportin pada sel epitel dan makrofag dan menginduksi proses internalisasi sehingga terjadi degradasi feroportin (Nemeth et al., 2004).

Penyakit feroportin memiliki ciri khas dibandingkan dengan hemokromatosis klasik yaitu penderita berumur lebih muda umumnya muncul dengan hyperferitinemia dan saturasi transferin yang normal atau sedikit meningkat. Perkembangan kelebihan zat besi hati terjadi secara progresif dan secara histologis akumulasi besi terutama di makrofag hati (Kupffer sel). Biasanya, penyakit ini lebih ringan dibandingkan hemokromatosis klasik. Penurunan pengeluaran besi menyebabkan pasien ini mengalami retensi besi, terutama di makrofag. Karena besi terakumulasi dalam makrofag dengan toksisitas yang rendah, pasien jarang berkembang menjadi komplikasi klinis yang berat. Penemuan konsentrasi hepsidin urine yang tinggi pada pasien karier varian 162delVal mungkin menjelaskan internalisasi dan degradasi alel trans nonmutated, yang menurunkan penyerapan besi di usus (Papanikolauo et al., 2005).

Di sisi lain, pasien yang membawa urutan varian lainnya (Y64N, N144D, N144H, C326Y, dan C326S), akumulasi besinya terjadi dalam hepatosit; pasien ini kebanyakan berkembang dengan tanda-tanda klinis seperti kerusakan pada hemokromatosis klasik. Secara khusus, pasien dengan varian feroportin yang menghambat total sensitivitas hepsidin (Y64N dan C326S) menunjukkan fenotipe lebih berat, dengan predominan kelebihan besi pada hepatosit. Disfungsi terjadi kurang parah pada pasien pembawa N144D dan varian

Page 261: Penerbit - erepo.unud.ac.id

246

N144H, dimana sensitivitas hepsidin terhadap feroportin hanya sebagian terhalang dan akumulasi besi terjadi baik di hepatosit maupun makrofag.

Diagnosis penyakit feroportin adalah kompleks karena memerlukan berbagai pemeriksaan untuk mengeksklusi kondisi yang menyebabkan hiperferitinemia. Penyakit feroportin dapat diduga pada kondisi dengan familial hyperferritinemia atau dalam kasus sporadis dimana ditemukan feritin yang tinggi tanpa diketahui penyebab sekundernya, seperti infeksi, sindrom metabolik, inflamasi, dan keganasan. Diagnosis diferensial juga harus mencakup sindrom familial hyperferritinemia cataractcongenital (HHCS), yang merupakan penyakit langka tanpa kelebihan besi tetapi dengan konsentrasi feritin tinggi; aceruloplasminemia, dengan manifestasi dominan berupa gejala neurologis, dan peningkatan kejadian sindrom metabolik pada obesitas, hipertensi, resisten insulin, atau dislipidemik. Sampai saat ini, pengalaman pengobatan penyakit feroportin masih terbatas. Alternatifnya, terapi kelasi mungkin dapat dipertimbangkan pada kasus-kasus dengan kelebihan zat besi pada parenkim dan toleransi rendah terhadap plebotomi (Swinkels et al., 2006).

Hemokromatosis neonatalHemokromatosis neonatal adalah bentuk klinis yang berat dari kelebihan besi

sistemik terkait dengan kegagalan fungsi hati sejak lahir. Berlawanan dengan bentuk hemokromatosis lainnya, pada kelainan ini, kerusakan hepatoseluler bersifat primer sedang kelebihan besi yang terjadi bersifat sekunder. Walaupun bersifat sekunder namun kelebihan besi ini tetap berperan menyebabkan kerusakan jaringan. Kelainan ini sebagian besar diperantarai alloimmune yaitu terjadi reaksi antara IgG ibu transplasental dengan antigen liver janin. Pengobatan dengan postnatal exchange transfusion dan imunoglobulin dapat menurunkan kebutuhan transplantasi hati. Pemberian immunoglobulin pada ibu dengan kehamilan berisiko juga dapat menunjukkan hasil yang baik. Gangguan mieloproliferatif pada janin, infeksi virus tertentu dan mutasi pada AKRD1 atau DGUOK adalah beberapa penyebab kerusakan hepar yang dapat muncul sebagai hemokromatosis neonatal (Rand, 2009).

2. Kelebihan besi sistemik sekunder (transfusional/secondary iron overload)Kelompok gangguan ini adalah bentuk sekunder kelebihan besi termasuk

diantaranya iron-loading anemia. Sebagian besar ditandai eritropoiesis inefektif yaitu apoptosis precursor erythroid, kegagalan maturasi eritroid dan ekspansi eritropoiesis sekunder. Hepsidin ditekan kadarnya melalui molekul sinyal yang berkaitan dengan proses diatas. Penurunan kadar hepsidin tetap terjadi walaupun ada kelebihan besi. Transfusi eritrosit sangat berperan dalam meningkatkan beban besi pada pasien dengan penyakit ini (Brittenheim, 2011)

Kelebihan besi sekunder terjadi sebagai akibat dari tranfusi darah yang berulang, yang sering dilakukan sebagai terapi pada berbagai jenis anemia. Setiap mililiter dari sel darah merah yang ditranfusikan akan menambah sekitar 1 mg besi kedalam organ penerima. Sebagai tambahan, anemia yang berkaitan dengan eritropoeisis yang tidak efektif mencetuskan penyerapan besi yang tidak sesuai dari saluran gastrointestinal. Sehingga, pasien yang mendapatkan transfusi besi yang sering pada akhirnya akan mengalami kelebihan besi yang akan bertambah berat bila ditambah dengan eritropoeisis yang tidak efektif, seperti pada talasemia, sideroblastik anemia atau anemia hemolitik,

Page 262: Penerbit - erepo.unud.ac.id

247

anemia diseritropoeitik kongenital atau sindrom mielodisplastik. Pada tranfusi darah yang berulang, besi terutama tertimbun pada retikuloendotelial makrofag dan tetap tidak merusak. Namun, besi juga secara progresif berdistribusi ke sel parenkim dan menjadi toksik, menyebabkan kerusakan jaringan. Kelebihan besi sekunder diterapi dengan kelasi besi diantaranya dengan menggunakan deferrioksamine.

Kebanyakan kelainan genetik yang terkait dengan kelebihan besi sekunder adalah talasemia mayor. Tranfusi dan reabsorpsi besi pada gastrointestinal pada pasien talasemia mayor menyebabkan kelebihan besi yang dini dan berat. Pasien dengan talasemia intermedia tidak memerlukan tranfusi darah namun penumpukan besi sebagai hasil dari absorpsi besi yang meningkat. Kelebihan besi bermanifestasi pada hampir semua jaringan namun terutama tertimbun pada retikuloendotelial makrofag di limpa, hati dan sumsum tulang serta pada jaringan parenkim, terutama pada hepatosit dan kelenjar endokrin.

Selama dekade pertama kehidupan, pasien dengan kelebihan besi mengalami gagal pertumbuhan karena gangguan sintesis dari insulin–like growth factor (IGF1) di hati, resistensi terhadap hormon pertumbuhan dan disfungsi tiroid. Pada dekade kedua kehidupan, gangguan toleransi glukosa, hipoparatiroidisme dan terlambatnya pubertas karena hipoganadisme menjadi lebih jelas. Penumpukan besi pada sel pankreas interstitial menyebabkan penumpukan kolagen yang berlebihan dan gagalnya mikrosirkulasi, yang pada akhirnya menyebabkan defisiensi insulin. Penekanan sekresi hormon tiroid merupakan akibat dari penumpukan besi pada kelenjar paratiroid, yang dipicu oleh adanya resorpsi tulang akibat eritropoeisis yang meningkat. Kelenjar pituitari anterior khususnya lebih sensitif bahkan terhadap penumpukan besi yang sedang saja dapat menimbulkan defisiensi gonadotropin. Selama dekade ketiga dan keempat kehidupan, penyakit tulang dan jantung menjadi lebih meningkat pada pasien usia lanjut. Osteoporosis menjadi lebih sering pada pasien hipogonad dan kadar besi yang meningkat pada proses mineralisasi menjadi isu yang masih diperdebatkan. Pada pasien dengan disfungsi jantung yang signifikan, penumpukan besi meliputi area yang luas pada sel fiber miokard. Akan tetapi pada otopsi dijumpai fibrosis yang relatif ringan dimana hal ini memberikan kesan bahwa bahkan kardiomiopati yang lanjutpun dapat berpeluang untuk kembali ke kondisi awal (reversible). Dosis tinggi pemberian desferioksamin intravena dapat dengan cepat memperbaiki progresifitas dari gagal jantung dan aritmia (Papanikolaou et al., 2004).

Talasemia Di seluruh dunia, 15 juta penduduk menunjukkan gejala klinis talasemia α atau

talasemia β. Kelebihan besi adalah penyebab utama bentuk talasemia berat baik dengan atau tanpa transfusi darah reguler. Saat ini talasemia ditatalaksana dengan chelating agent namun dimasa datang transferin dan hepsidin eksogen serta agonis hepsidin dapat menjadi pilihan terapi yang efektif (Hershko, 2010)

Anemia sideroblastik kongenitalAnemia sideroblastik adalah bentuk kelainan akibat gangguan sintesis heme baik

primer (kongenital dan diwariskan) maupun sekunder. Kelainannya bisa dalam bentuk simtomatik dan asimtomatik. Gambaran penyakit yang klasik disebabkan mutasi gen yang diperlukan dalam produksi precursor heme. Zat besi yang tidak gabungkan dengan cincin protoporfirin IX terakumulasi dalam mitochondria membentuk cincin sideroblas. Beberapa bentuk kongenital kelainan ini hanya dapat sebagian saja dikoreksi (misalnya

Page 263: Penerbit - erepo.unud.ac.id

248

dengan piridoksin). Kelebihan besi ditangani dengan flebotomi, kelasi besi atau kombinasi keduanya.

Anemia diseritropoietik kongenitalAnemia diseritropoietik kongenital adalah beragam bentuk kelainan yang disebabkan

gangguan produksi eritrosit dan seringkali disertai dengan hemolisis ringan. Beberapa bentuk telah teridentifikasi. Kelainan ini ditandai anemia makrositer atau normositer dengan hitung retikulost yang rendah sejak lahir. Diagnosis ditegakkan berdasarkan morfologi eritroblas. Anemia yang terjadi ditangani dengan transfusi darah berulang. Kelebihan besi dapat diterapi dengan kelasi besi (Renella, 2009).

Sindrom Mielodisplastik dan Anemia AplastikSindrom mielodisplastik adalah kelainan kongenital maupun didapat yang ditandai

eritropoiesis inefektif dan sitopenia perifer berkaitan erat dengan kelebihan besi khususnya dipicu transfusi eritrosit multipel (Mahesh, 2008).

3. Diagnosis gangguan kelebihan besi sistemikGejala dan tanda kelebihan besi tidak terlalu sensitif dan spesifik, sehingga diagnosis

dini kelebihan besi perlu dipertimbangkan saat dokter menghadapi pasien dengan kelelahan kronis, nyeri sendi, impotensi, osteoporosis dan diabetes. Sistem skoring untuk mengidentifikasi pasien dengan risiko tinggi akan kelebihan besi pada tempat tempat layanan kesehatan primer saat ini perlu untuk dipertimbangkan.

Pemeriksaan penapis termasuk diantaranya kadar serum feritin dan saturasi transferin. Feritin diatas 200 ng per milliliter (449 pmol per liter) pada wanita atau 300 ng per milliliter (674 pmol per liter) pada pria tanpa tanda peradangan dan saturasi transferin diatas 45% pada wanita atau 50% pada pria, memerlukan pemeriksaan tambahan (McLaren, 2003). Peningkatan kadar feritin tanpa kelebihan besi dapat terlihat pada proses inflamasi akut atau kronik, penyakit autoimmun, keganasan, insufisiensi renal kronis, hepatopati dan sindrom metabolik. Pada keadaan keadaan diatas saturasi transferin biasanya normal atau menurun. Namun begitu peningkatan konsentrasi feritin tanpa peningkatan saturasi transferin tidak serta merta menyingkirkan adanya gangguan kelebihan besi, karena kombinasi gambaran ini dapat terlihat pula pada penurunan fungsi feroportin akibat mutasi dan pada aceruloplasminemia. Makna penting penentuan penyebab mutasi feroportin masih controversial hingga kini karena konsekuensi patologik dan terapinya masih tidak jelas. Mutasi pada elemen rantai pendek mRNA feritin menyebabkan sindrom hyperferitinemia dan katarak namun tanpa kelebihan besi (Fleming et al., 2012). Mengetahui telah terjadinya kelebihan besi pada pasien talasemia yang tidak menerima transfusi darah tidaklah mudah, karena pada konteks ini serum feritin tidak secara akurat dapat mencerminkan kadar besi jaringan. Kecurigaan yang kuat pada hal ini akan kemudian menuntun kepada kepada pemeriksaan kandungan besi hati setiap 1 sampai 2 tahun pada pasien dengan talasemia intemedia.

Diagnosis molekuler kelebihan besi sistemik akibat HHGabungan pemeriksaan konsentrasi besi serum, konsentrasi transferin, atau

kapasitas total pengikat besi (dan perhitungan saturasi transferin) dan konsentrasi feritin memberikan penilaian awal yang sederhana dan dapat diandalkan tentang konsentrasi besi

Page 264: Penerbit - erepo.unud.ac.id

249

tubuh. Apabila hiperferitinemia dan/atau peningkatan saturasi transferin telah ditemukan penyebabnya, pemeriksaan penyebab peningkatan besi serum harus disingkirkan. Diantaranya adalah beberapa penyakit, seperti penyakit hati dan penyakit yang merupakan bagian dari sindrom metabolik: diabetes mellitus (resistensi insulin), obesitas, hipertensi, dan hiperlipidemia. Obesitas, misalnya, cenderung untuk meningkatkan feritin, dan saturasi transferin membantu dalam diagnosis kelebihan zat besi dan asal-usulnya. Normal atau peningkatan ringan saturasi transferin dengan diikuti dengan peningkatan konsentrasi feritin serum akan menuntun kita pada dugaan adanya HHCS, aceruloplasminemia, atau penyakit feroportin.

Ketika kelebihan zat besi diduga dan penyebab sekunder telah disingkirkan, diagnosis penyebab herediter dari hemokromatosis harus dipertimbangkan. Saat ini, biopsi hati digunakan untuk penilaian adanya fibrosis/sirosis akibat toksisitas besi atau untuk mengidentifikasi penyakit hati lain yang mungkin terjadi bersamaan. Penentuan konsentrasi besi di hati dengan Magnetic Resonance Imaging semakin diakui sebagai alat diagnostik yang penting pada pasien dengan peningkatan indeks besi serum dan mungkin berguna untuk menjelaskan kelebihan zat besi pada pasien tanpa genotipe yang khas untuk kelainan HFE. Teknologi ini sekarang tersedia pada beberapa pusat medis dan mungkin meningkatkan akurasi diagnostik dan memungkinkan penilaian yang lebih dapat dipercaya dan merupakan pemeriksaan yang noninvasif untuk mengethaui kadar besi hati, dengan catatan bahwa digunakan perangkat lunak yang tepat dan terkalibrasi dengan benar.

Kecurigaan adanya cacat herediter yang non-HFE perlu dipertimbangkan pada kasus-kasus dengan kelebihan besi tanpa adanya homosigositas C282Y pada gen HFE. Sebuah kasus yang berat (kasus berat pada usia relatif muda ) menunjukkan adanya bentuk-bentuk varian dari hepsidin atau HJV, sedangkan saturasi transferin yang normal atau hanya meningkat sedikit lebih mungkin adalah suatu penyakit feroportin. Pengukuran hepsidin urine dapat membantu mengetahui diagnosis diferensial dari kelainan HH herediter non-HFE, dimana hepsidin menjadi sangat rendah dengan adanya HJV dan varian sequens HAMP, kadar yang rendah pada kasus homosigositas untuk varian urutan TFR2, dan mungkin kadarnya meningkat pada penyakit feroportin (tabel 21). Pada pasien dengan genotipe yang berisiko, skrining keluarga harus dilakukan dengan penilaian indeks besi dan pengujian genetik.

250

biopsi hati digunakan untuk penilaian adanya fibrosis/sirosis akibat toksisitas besi atau untuk mengidentifikasi penyakit hati lain yang mungkin terjadi bersamaan. Penentuan konsentrasi besi di hati dengan Magnetic Resonance Imaging semakin diakui sebagai alat diagnostik yang penting pada pasien dengan peningkatan indeks besi serum dan mungkin berguna untuk menjelaskan kelebihan zat besi pada pasien tanpa genotipe yang khas untuk kelainan HFE. Teknologi ini sekarang tersedia pada beberapa pusat medis dan mungkin meningkatkan akurasi diagnostik dan memungkinkan penilaian yang lebih dapat dipercaya dan merupakan pemeriksaan yang noninvasif untuk mengethaui kadar besi hati, dengan catatan bahwa digunakan perangkat lunak yang tepat dan terkalibrasi dengan benar.

Kecurigaan adanya cacat herediter yang non-HFE perlu dipertimbangkan pada kasus-kasus dengan kelebihan besi tanpa adanya homosigositas C282Y pada gen HFE. Sebuah kasus yang berat (kasus berat pada usia relatif muda ) menunjukkan adanya bentuk-bentuk varian dari hepsidin atau HJV, sedangkan saturasi transferin yang normal atau hanya meningkat sedikit lebih mungkin adalah suatu penyakit feroportin. Pengukuran hepsidin urine dapat membantu mengetahui diagnosis diferensial dari kelainan HH herediter non-HFE, dimana hepsidin menjadi sangat rendah dengan adanya HJV dan varian sequens HAMP, kadar yang rendah pada kasus homosigositas untuk varian urutan TFR2, dan mungkin kadarnya meningkat pada penyakit feroportin (tabel 21). Pada pasien dengan genotipe yang berisiko, skrining keluarga harus dilakukan dengan penilaian indeks besi dan pengujian genetik.

Tabel 21. Konsentrasi hepsidin pada beberapa penyakit (Fleming et.al.,2012)

Hepsidin meningkat Hepsidin menurun Simpanan besi yang tinggi Eritropoesis yang meningkat

dan/atau tidak efektif Anemia penyakit kronik Defesiensi besi Penyakit feroportin Juvenil klasik dan HH TfR2

Identifikasi efek molekuler yang mendasari timbulnya penyakit penting

diketahui untuk konseling genetik dan antisipasi perjalanan klinis penyakit. Apapun defek yang mendasarinya, plebotomi terapeutik diindikasikan pada pasien hemokromatosis dengan saturasi transferin tinggi dan kadar feritin serum lebih dari 1000 ng per milliliter (2247 pmol per liter) tanpa anemia. Plebotomi juga dapat dipertimbangkan pada pasien dengan kadar feritin meningkat namun dibawah batas ini. Penentuan tingkat keparahan penyakit dan pemantauan respon terapi dilakukan dengan kombinasi beberapa tes: kadar feritin serum, MRI untuk menilai konsentrasi besi liver dan jantung, dan pada keadaan tertentu biopsi hati. Pengukuran kadar hepsidin suatu saat dapat dipakai dalam diagnosis kelebihan besi, pemantauan pasien ataupun keduanya. Kajian atas hal ini telah dibuat namun belum diterima secara luas (Fleming et al., 2012).

Manifestasi klinik kelebihan besi sistemik

Penderita dengan hemokromatosis mungkin asimtomatis atau dapat dengan

keluhan yang tidak spesifik dan sesuai dengan organ dimana kelebihan besi tersebut dominan. Keluhan dari penyakit ini muncul mulai umur 30 – 50 tahun walaupun bisa ditemukan pada umur yang lebih muda. Sebagian besar (75%) pasien tidak ada keluhan

Tabel 21. Konsentrasi hepsidin pada beberapa penyakit (Fleming et.al.,2012)

Identifikasi efek molekuler yang mendasari timbulnya penyakit penting diketahui untuk konseling genetik dan antisipasi perjalanan klinis penyakit. Apapun defek yang mendasarinya, plebotomi terapeutik diindikasikan pada pasien hemokromatosis dengan saturasi transferin tinggi dan kadar feritin serum lebih dari 1000 ng per milliliter (2247 pmol per liter) tanpa anemia. Plebotomi juga dapat dipertimbangkan pada pasien dengan kadar feritin meningkat namun dibawah batas ini. Penentuan tingkat keparahan penyakit dan pemantauan respon terapi dilakukan dengan kombinasi beberapa tes: kadar feritin

Page 265: Penerbit - erepo.unud.ac.id

250

serum, MRI untuk menilai konsentrasi besi liver dan jantung, dan pada keadaan tertentu biopsi hati. Pengukuran kadar hepsidin suatu saat dapat dipakai dalam diagnosis kelebihan besi, pemantauan pasien ataupun keduanya. Kajian atas hal ini telah dibuat namun belum diterima secara luas (Fleming et al., 2012).

Manifestasi klinik kelebihan besi sistemikPenderita dengan hemokromatosis mungkin asimtomatis atau dapat dengan

keluhan yang tidak spesifik dan sesuai dengan organ dimana kelebihan besi tersebut dominan. Keluhan dari penyakit ini muncul mulai umur 30 – 50 tahun walaupun bisa ditemukan pada umur yang lebih muda. Sebagian besar (75%) pasien tidak ada keluhan dan ditemukan karena adanya peningkatan serum besi pada pemeriksaan kimia rutin atau karena pemeriksaan skrining karena ada salah satu keluarga yang diduga menderita penyakit ini. Gejala awal termasuk kelelahan (74%), impoten (45%) dan artralgia (44%). Kelelahan dan artralgia merupakan keluhan yang banyak membawa pasien mencari pengobatan. Sedangkan tanda yang sering dijumpai adalah hepatomegali (13%), perubahan warna kulit dan artritis (CDC, 2006). Manifestasi klinik yang sering dijumpai termasuk diantaranya: penyakit hati (13%) (hepatomegali, sirosis hati), hiperpigmentasi kulit atau skin bronzing (70%), dibetes mellitus (48%), artropati, amenore, impoten, hipogonagism, kardiomiopati.

Sirosis hati disebabkan timbunan besi yang progresif pada parensim hati dan merupakan manifestasi yang paling sering ditemukan pada pasien dengan hemokromatosis. Sirosis akan diikuti dengan kejadian trasformasi menjadi kanker hati beberapa tahun kemudian dengan risiko > 200 kali dibandingkan populasi normal. Peningkatan fibrosis juga ditemukan pada pasien dengan NASH (non-alcoholic steatohepatitis) yang mempunyai mutasi C282Y (Bronkovsky et al., 1999). Kombinasi dari timbunan besi dan melanin akan menyebabkan hiperpigmentasi kulit yang merupakan tanda khas pada penyakit ini. Adanya trias yang klasik yaitu kencing manis, sirosis hati dan pigmentasi kulit merupakan tanda khas pada stadium lanjut apabila jumlah total kandungan besi tubuh > 20 gram (5 kali normal). Artropati terjadi akibat timbunan besi pada persendian MCP (metacarpophalangeal), terutama pada MCP kedua dan ketiga. Sendi yang sering terkena adalah MCP, lutut, kaki, pergelangan tangan, punggung dan leher. Manifestasi yang tidak kalah pentingnya dan berisiko adalah kardiomiopati baik disertai dengan gagal jantung dan aritmia maupun tidak, sering ditemukan pada pasien yang lebih muda. Disamping itu osteoporosis dan osteopenia dan rambut rontok juga ditemukan pada pasien dengan hemokromatosis (Valenti et al., 2009).

4. Penatalaksanaan kelebihan besi sistemikPembedahan

Pembedahan digunakan pada 2 kondisi yaitu pada penyakit hati stadium terminal dan artropati yang berat. Pada kondisi penyakit hati yang tidak berespon dengan kelator besi maka transplantasi hati ortotopik menjadi satu-satunya pilihan (Khanna et al., 1999). Trasplantasi hati juga dilakukan pada pasien dengan kanker hati dimana persaratan operasi harus dipenuhi antara lain tumornya tunggal dengan ukuran < 5 cm. Demikian juga pembedahan artroplasti untuk kerusakan sendi yang sudah sangat perah dapat dipertimbangkan disamping pemberian terapi medikamentosa.

Page 266: Penerbit - erepo.unud.ac.id

251

PlebotomiTujuan terapi pada pasien dengan kelebihan besi adalah mengambil besi sebelum

timbunan besi tersebut dapat menimbulkan kerusakan jaringan yang irreversible. Karena kehidupan yang normal dapat diharapkan apabila kelebihan besi dapat dilakukan pada fase awal maka kewaspadaan klinik dan dignosis awal menjadi hal sangat penting.

Plebotomi dikerjakan untuk mengeluarkan timbunan besi dari dalam tubuh dan tindakan ini masih merupakan tindakan yang direkomendasikan untuk hemokromatosis herediter dan harus dikerjakan dengan cara yang disesuaikan pada masing individu. AASLD merekomendasikan penggunaan plebotomi secara reguler sampai timbunan besi tubuh normal. Plebotomi reguler dilanjutkan sepanjang hidup dan frekuensinya disesuikan dengan kadar serum feritin). Pada induksi awal plebotomi dilakukan setiap minggu dan volume darah yang diambil sekitar 7 ml/berat badan (tidak melebihi 550 ml darah sekali plebotomi). Efikasi dari tindakan ini dimonitor dengan memeriksa kadar feritin setiap bulan dan kadar sekitar 300 ug/L pada laki dan 200 ug/L pada wanita merupakan batas yang diinginkan. Kadar Hb diperiksa pada saat sebelum melakukan plebotomi dan nilai acuannya sekitar 12 – 13 gr/dl. Selanjutnya evaluasi kadar feritin dievaluasi setiap 2 bulan sekali sampai mencapai kadar 50 ug/l. Pada fase pemeliharaan, plebotomi dilakukan sekali dalam 2 – 4 bulan. Satu studi menyatakan bahwa plebotomi dapat mengurangi fibrosis hati dan hasil terapi tergantung pada stadium dari penyakitnya. Diantara pasien-pasien dengan hasil biopsi positif fibrosis, tindakan plebotomi diikuti dengan perbaikan fibrosisnya pada 13 – 50% dimana respon terbaik pada mereka yang derajat fibrosisnya paling ringan. Pada penderita sirosis hati stadium awal, plebotomi dapat mengendalikan penyakitnya minimal menghambat progresi fibrosisnya (Falize et al., 2006). Tindakan plebotomi relatif aman dan efisien dan dengan plebotomi terapetik dapat dikeluarkan sejumlah 500 ml darah setiap minggu (setara dengan 200 – 250 mg besi), dan hal ini dilakukan secara teratur sampai kadar feritin < 50 ug/L atau kadar saturasi transferin < 50%. Kebanyakan pasien membutuhkan plebotomi rumatan sekali dalam 2 – 3 bulan. Hindari tindakan plebotomi yang berlebihan sehingga tidak terjadi dehidrasi dan hipovolemia (Duchini et al., 2011).

Tidak seperti pasien dengan hemokromatosis herediter, pada kasus dengan kelebihan besi akibat transfusi darah berulang maka tindakan plebotomi terapeutik tidak bisa dilakukan karena pada dasarnya pasien-pasien tersebut memang sudah anemia. Pada pasien yang telah mendapat transfusi melebihi 75 unit darah, lebih dari 50% pasien mempunyai timbunan besi pada otot jantungnya, sehingga mereka yang sudah mendapatkan transfusi > 100 ml/kg berat badan harus sudah dilakuan evaluasi kemungkinan adanya timbunan besi yang berlebihan (Jensen et al., 2003).

Terapi dengan kelasi besiPada penderita hemokromatosis yang disertai dengan penyakit jantung, anemia,

dan akses pembuluh darah yang sulit, maka terapi dengan kelasi besi menjadi pilihan. Dari aspek perspektif tindakan ini terdiri dari penghambatan penyerapan besi di saluran cerna, pengikatan besi (iron chelator), suplemetasi hepsidin dan feroportin. Pada kasus dengan defisiensi hepsidin terapi terbaik adalah dengan suplementasi hepsidin.

Deferasirox (Exjade) adalah kelator besi oral yang harus diminum sekali sehari dapat diberikan sebagai tambahan plebotomi atau diberikan tersendiri apabila tindakan plebotomi tidak dapat dikerjakan. Deferasirox sangat efektif untuk mengeluarkan besi pada hati dan selama terapi deferasirox fungsi ginjal harus selalu diawasi. Dalam satu

Page 267: Penerbit - erepo.unud.ac.id

252

studi, dosis 100 mg/kg dapat menurunkan secara bermakna kadar besi pada hati dan jantung, namun pada pankreas deferasirox tidak terlalu efektif. Deferasirox diberikan sekali sehari 5 hari seminggu (Nick et al., 2009). Deferoxamine diberikan dalam bentuk injeksi intra vena atau subkutan dengan dosis sekitar 25 – 40 mg/kg berat badan. Injeksi intravena diberikan minimal dalam 8 – 10 jam sehari dan diulang setiap malam selama 5 hari seminggu. Efektivitas yang sama dapat diharapkan dengan pemberian dua kali sehari secara subkutan. Efek sampingnya dapat berupa reaksi inflamasi pada tempat suntuikan, gangguan mata dan telinga, gangguan pertumbuhan tulang, reaksi alergi bahkan bisa timbul rekasi anafilaksis. Sedangkan defeprone adalah kelator besi oral yang diberikan 3 kali sehari dengan dosis total 75 mg/kg/hari. Agranulositosis, netropenia, artralgia, gangguan saluran cerna, peningkatan ensim hati adalah efek samping obat ini. Timbunan besi pada jantung lebih baik diberikan deferiprone dibandingkan dengan deferoxamine (Duchini et al., 2011). Terapi kelasi besi dapat dilihat pada bagian lain dari buku ini.

Terapi masa datangSaat ini terapi utama untuk kelebihan besi sistemik adalah plebotomi pada pasien

tanpa anemia (dapat diaplikasikan pada sebagian besar kasus hemokromatosis herediter) dan kelasi pada pasien kelebihan besi dengan anemia. Plebotomi, walau tidak begitu mahal dan dapat diterima umum, akan memperkuat rendahnya hepsidin yang menjadi penyebab penyakit dasarnya serta meningkatkan absorbsi besi. Karena absorbsi besi dan logam divalen lain dari makanan memerlukan transporter yang sama (DMT1), maka sangat dimungkinkan terjadinya gangguan keseimbangan kadar logam lain ini pada pasien yang menjalani plebotomi. Disisi lain kelasi besi belum terlalu banyak digunakan di seluruh dunia karena prosedur tindakan yang kurang nyaman, biaya yang mahal, memerlukan pemantauan ketat dan dampak yang tidak baik dalam jangka panjang. Agen kelasi besi yang baru dan modalitas terapi baru lainnya seperti transferin eksogen, hepsidin eksogen, analog hepsidin, dan agonis sinyal hepsidin dapat menyediakan pilihan terapi yang efektif atas penyakit ini (Fleming et al., 2012).

5. Prognosis pasien dengan kelebihan besi sistemikKecurigaan awal sangat membantu menegakkan diagnosis dini dari hemokromatosis

klinik. Deteksi dini dan terapi yang adekuat akan menjamin kesempatan hidup normal pasien dengan hemokromatosis. Faktor terpenting pada saat awal terapi adalah ada tidaknya fibrosis hati. Pasien tanpa fibrosis hati masih mungkin memperoleh masa harapan hidup normal dengan terapi plebotomi. Plebotomi adekuat merupakan faktor utama dari survival pasien dengan hemokromatosis sehingga terapi dini dengan plebotomi diperlukan untuk mempertahankan kadar besi yang rendah akan mencegah kerusakan organ. Apabila tidak diterapi pasien dengan hemokromatosis akan meninggal karena sirosis hati, diabetes, hepatoma atau penyakit jantung. Komplikasi potensial dari hemokromatosis adalah: sirosis hati, hepatoma, penyakit jantung kongestif, aritmia, dibetes mellitus, hipogonadism, impoten, artropati, disfungsi tiroid, sepsis. Mortalitas diperkirakan sekitar 1,7 per 10.000 kematian. Angka kematian lebih tinggi pada bayi dan dewasa tua > 50 tahun, dan lebih tinggi pada pria dibandingkan wanita (Yang et al., 1998).

Page 268: Penerbit - erepo.unud.ac.id

253

Kelebihan besi lokal (localized iron overload)Berbeda dengan kelebihan besi sistemik dimana terjadi peningkatan saturasi

transferrin, serum feritin dan besi jaringan yang meningkat dengan hematokrit normal, pada kelebihan besi lokal maka sebagaian besar status besi sistemik tidak terpengaruh.

1. Besi dan susunan saraf pusat Besi berperan penting dalam mielinasi, perkembangan neuroektodermal, serta

sintesis dan sekresi sejumlah neuromodulator dan enzim yang penting untuk fungsi neuron, glia, dan mikroglia. Besi memfasilitasi mielinasi sebagai bagian penting pada biosintesis lipid dan kolesterol. Selain untuk mielinasi normal, besi dibutuhkan untuk fungsi sitokrom c oksidase. Enzim yang tergantung akan besi tersebut terlibat dalam fosforilasi oksidatif dan merupakan penanda aktivitas metabolik yang dapat dihitung. Besi merupakan persyaratan untuk sintesis neurotransmiter. Besi yang bergabung dengan heme merupakan tulang punggung rantai transpor elektron mitokondria dan diperlukan untuk metabolisme seluler (Whitall dan Richardson, 2006).

Tubuh memiliki empat siklus besi yaitu siklus sistemik (mencakup usus, sumsum tulang, hati), siklus sistem saraf pusat (retina dan otak), siklus plasenta, dan siklus testikular (Vassilev et al., 2005). Transferrin merupakan protein plasma primer yang mengikat ion diferik dan membawanya ke sel melalui endositosis yang dimediasi reseptor transferrin. Seruloplasmin adalah feroksidase yang diperlukan untuk oksidasi Fe2+ menjadi Fe3+ sebelum berikatan dengan transferin. DMT1 (divalent metal-ion transporter 1) adalah transporter besi Fe2+ di membran apikal sel epitel terpolarisasi dan membran endosomal sebagian besar sel (Texel et al., 2012).

Untuk memasuki sistem saraf pusat, besi harus melewati salah satu dari dua membran: sawar darah-otak atau interface darah-cairan serebrospinalis-otak. Transferrin diferik berikatan dengan transferrin receptor 1 (TfR1) di sawar darah-otak, dan besi diendositosis ke dalam sel endotel kapiler otak. Besi dalam bentuk Fe2+ keluar dari sel melalui feroportin yang diekspresikan di sel endotel, neuron, oligodendrosit, astrosit, pleksus koroid, dan sel ependim di sawar darah-otak. Setelah proses transport, besi dioksidasi oleh seruloplasmin astrosit atau ceruloplasmin yang disekresi atau feroksidase nonspesifik lainnya. Banyaknya ekspresi TfR1 di seluruh sistem saraf pusat khususnya pada neuron menunjukkan bahwa neuron dapat memperoleh besi melalui jalur endositosis klasik transferrin/TfR1 (Madsen dan Gitlin, 2007). Besi terakumulasi pada otak normal yang mengalami penuaan dan dalam jumlah yang lebih besar pada beberapa gangguan neurologis. Jika terdapat besi ekstrasel berlebih seperti pada hemokromatosis, kapasitas pembawa besi dari transferrin serum akan meningkat. Peningkatan kapasitas tersebut serta peningkatan laju transportasi besi menyeberangi sawar darah-otak menyebabkan akumulasi besi dalam sel otak.

Penyakit Alzheimer Penyakit Alzheimer adalah penyakit degeneratif progresif dengan perburukan

bertahap pada memori, kognitif, perilaku, dan kemampuan melakukan aktivitas kehidupan sehari-hari. Bukti peningkatan kadar logam di otak seperti besi dan tembaga dihubungkan dengan penyakit Alzheimer. Plak amiloid-β (Aβ) di otak merupakan ciri khas patologi penyakit ini, berasal dari pembelahan protein prekursor amiloid (amyloid precursor protein, APP). Deposisi agregat fibrilar Aβ di parenkim otak yang disebabkan produksi

Page 269: Penerbit - erepo.unud.ac.id

254

Aβ berlebih, gangguan klirens, atau keduanya, merupakan dugaan untuk menjelaskan penyebab penyakit Alzheimer. APP memiliki lokasi ikatan di domain terminal-amino dan di domain Aβ untuk tembaga dan besi. Tingginya kadar besi dapat berinteraksi dengan peptida Aβ yang menyebabkan reduksi oksigen molekuler menjadi superoksid dan terakhir menjadi H2O2 melalui reduksi besi. Telah dibuktikan pula bahwa ekspresi berlebih fragmen terminal karboksil pada APP (Aβ) secara bermakna menurunkan kadar tembaga dan besi pada otak tikus transgenik. Hal ini membuktikan peran APP dan Aβ dalam regulasi fisiologis logam pada penyakit Alzheimer (Maynard et al., 2002).

Selain itu, ekspresi berlebih melanotransferrin juga telah dilaporkan pada penyakit Alzheimer. Karena melanotransferrin yang dimurnikan dapat mengikat besi, ia diduga juga sebagai protein lain yang dapat terlibat dalam transportasi besi. Peran besi dalam patogenesis penyakit Alzheimer diduga berhubungan dengan peningkatan stres oksidatif yang dimediasi besi bebas. Transferin, feritin, dan iron regulatory protein 2 juga dihubungkan dengan neurodegenerasi pada penyakit Alzheimer. Iron regulatory protein 2 bertanggung jawab pada gangguan homeostasis besi di otak dan dekompartementalisasi besi dan proses oksidatif secara keseluruhan yang menunjukkan suatu penyakit Alzheimer (Kim et al., 2001).

Ataksia Friedreich Ataksia Friedreich adalah penyakit neurodegeneratif autosom resesif yang

ditunjukkan oleh adanya atrofi degeneratif kolumna posterior korda spinalis yang diikuti dengan traktus spinosereberalis dan traktus motorik kortikospinalis yang menyebabkan ataksia progresif, hilangnya memori, dan kelemahan otot. Kondisi ini juga dihubungkan dengan skoliosis, deformitas kaki, dan penyakit jantung serta adanya manifestasi oftalmik. Ataksia Friedreich telah diketahui sebagai suatu penyakit dengan gangguan berupa berulangnya trinukleotida, dan gangguan protein yang mengkode molekul yang disebut frataksin. Frataksin adalah protein mitokondria yang terbukti berperan dalam transport besi mitokondria dan transport besi-sulfur. Mutasi pada gen frataksin bertanggungjawab atas terjadinya ataksia Friedreich, yaitu bentuk tersering ataksia yang diturunkan. Frataksin diperlukan untuk eksport normal besi mitokondria (iron-sulfur cluster). Manifestasi neurologis dan kardiak dari ataksia Friedreich adalah hasil dari proses kerusakan mitokondria yang diperantarai besi. Kadar besi serum pada pasien ini normal (Richardson, 2010). Kadar besi yang tinggi di mitokondria dapat bereaksi dengan superoksid (O2

-) dan H2O2 untuk menghasilkan radikal hidroksil (.OH) yang dapat mengoksidasi komponen seluler, merusak kompleks rantai respirasi, dan menyebabkan cedera sel dan akhirnya kematian sel. Sel otak dan jantung sangat tergantung pada metabolisme aerobik dan lebih rentan terhadap pembentukan radikal bebas di mitokondria. Efek terapi dengan antioksidan koenzim Q dan vitamin E pada penderita ataksia Friedreich saat ini sedang diteliti, dan studi pendahuluan menunjukkan hasil yang menjanjikan (Lodi et al., 2001).

Penyakit ParkinsonPenyakit Parkinson adalah penyakit progresif yang bermanifes sebagai tremor saat

istirahat, bradikinesia, abnormalitas cara jalan, rigiditas, disfungsi postural, dan hilangnya keseimbangan. Selama bertahun-tahun, ilmuwan berusaha menemukan hubungan antara besi di substansia nigra dengan patofisiologi penyakit Parkinson. Besi telah terbukti bertanggung jawab pada degenerasi neuron dopamin nigrostriata pada penyakit ini,

Page 270: Penerbit - erepo.unud.ac.id

255

dengan kemampuannya menghasilkan ROS toksik dan menyebabkan peroksidasi lipid. Deposit besi pada neuron yang mengalami degenerasi di substansia nigra dan di badan Lewy dapat merusak fungsi sistem ekstrapiramidal dan psikomotor. Adanya pigmen neuromelanin di substansia nigra penderita Parkinson juga dapat menyebabkan akumulasi besi karena neuromelanin dapat berfungsi seperti feritin dan besi penyimpan. Ekspresi berlebih reseptor laktoferin (protein yang mengikat besi secara reversibel) pada neuron dan pembuluh mikro di regio degenerasi neuronal pada jaringan otak yang terserang Parkinson menunjukkan bahwa mungkin terdapat hubungan dengan kelebihan kandungan besi di regio otak yang terserang. Semua mekanisme tersebut menunjukkan bahwa gangguan homeostasis dan metabolisme pada Parkinson terjadi pada beberapa tingkat, seperti ambilan besi, penyimpanan, metabolisme intrasel, pelepasan, serta kendali paska transkripsi. Dengan demikian gangguan homeostasis besi dapat menjadi kondisi yang “baik” dimana besi bebas melalui pembentukan ROS, dapat menyebabkan kerusakan jaringan yang permanen (Sadrzadeh dan Saffari, 2004).

Neurodegenerasi tipe I dengan akumulasi besi di otak Neurodegenerasi tipe I dengan akumulasi besi di otak (NBIA-1 = neurodegeneration

with blood iron acumulation) yang sebelumnya dikenal dengan sindrom Hallervorden-Spatz atau neurodegenerasi yang berhubungan dengan pantothenat kinase. NBIA-1 merupakan penyakit neurodegeneratif yang jarang dan diketahui secara genetik, bercirikan disfungsi ekstrapiramidal dan perburukan mental. Besi terutama terakumulasi di globus pallidus dan pars retikularis substansia nigra yang terlihat berupa deposit besi berpigmen coklat. Kontras MRI menunjukkan sinyal tinggi yang berlokasi sentral di globus pallidus, disebut mata harimau (eye of the tiger) yang khas pada NBIA-1. Pada sebagian besar NBIA, penderita biasanya tampak dengan gejala klinis gangguan gerak ekstrapiramidal yang progresif. Mutasi pada panthotenate kinase-associated neurodegeneration gene (PANK2) adalah yang bertanggungjawab untuk sebagian besar kasus dan mutasi pada gen baru pantotenat kinase PANK2 ini diperkirakan sebagai penyebab akumulasi sistein, yang mengikat besi dan menyebabkan stres oksidatif pada globus pallidus kaya besi. Pasien dengan penyakit ini menunjukkan pola timbunan besi pada globus pallidus yang dapat teridentifikasi dengan MRI.

Mutasi pada PLA2G6, FA2H, ATP13A2,dan DCAF17, menyebabkan bentuk lain NBIA yang autosomal resesif. Mutasi pada daerah coding dari rantai ringan feritin menyebabkan suatu kelainan autosomal dominan ditandai timbunan pada globus pallidus dengan disfungsi ekstrapiramidal onset lambat (neuroferitinopati). Status besi sistemik tidak terpengaruh. Aseruloplasminemia dapat dimasukkan dalam kelompok kelainan ini namun tetap berbeda dari NBIA lain karena status besi sistemik juga ikut terpengaruh. Pengertian atas akumulasi besi secara lokal, pada kelainan ini, akan memberi pandangan yang berbeda terhadap kelainan neurodegenerative lain dengan kelebihan besi pada otak (misal: penyakit parkinson). Beberapa pasien NBIA menunjukkan hasil yang baik dengan kelasi besi ((Texel et al., 2012).

Sklerosis multipel Sklerosis multipel adalah kondisi neuroinflamasi dimana oligodendrosit dan

produknya yaitu mielin, merupakan target serangan sel mononuklear. Dengan menggunakan metode pengecatan imunohistokimia dan histokimia, ditemukan konsentrasi feritin dan

Page 271: Penerbit - erepo.unud.ac.id

256

besi yang tinggi pada oligodendrosit. Pada kondisi stres seperti hipoksia, oligodendrosit dapat meningkatkan sintesis feritin. Feritin mampu menyediakan elemen (misalnya besi bebas) dengan cara melepas besi, melalui proses oksidatif dapat menyebabkan cedera sel. Dalam satu studi, lima spesimen otopsi dari penderita sklerosis multipel menunjukkan reaksi besi yang positif pada potongan yang mengelilingi plak terdemielinisasi. Diperkirakan bahwa reaksi positif yang ditemukan di dalam pembuluh darah pada gray matter di dekat area demielinasi juga mungkin disebabkan darah yang mengalami ekstravasasi. Berlawanan dengan temuan terakhir, pemeriksaan mikroskopik bahan otopsi dari penderita sklerosis multipel (32 blok parafin yang mengandung plak terdemielinasi) gagal mendeteksi besi di dalam atau di sekitar area demielinasi. Yang jelas, dibutuhkan lebih banyak studi untuk memastikan apakah akumulasi besi di dalam atau di sekitar plak sklerosis multipel merupakan penyebab primer kerusakan jaringan atau akibat dari kerusakan yang disebabkan hal lain (yang dapat menyebabkan dekompartementalisasi besi (Sadrzadeh dan Saffari, 2004).

Penyakit Serebrovaskuler Perdarahan intraserebral adalah bentuk stroke yang umum dan sering berakibat fatal.

Hematoma di dalam parenkim otak menyebabkan runtutan kejadian yang dapat menjadi pencetus kelainan otak sekunder. Defisit neurologis berat dapat terjadi pada pasien yang selamat dari tersebut. Berlebihnya kadar besi serta peningkatan kadar transferin, reseptor transferin, dan feritin di otak telah dilaporkan pada subyek tersebut, menunjukkan peran besi dalam outcome perdarahan intraserebral. Besi dapat mengeksaserbasi kerusakan yang disebabkan stroke iskemik dengan cara membentuk ROS dan menyebabkan peroksidasi lipid. Berlebihnya kadar besi terbukti memiliki sejumlah efek terhadap ukuran infark setelah terjadinya oklusi arteri serebri media. Hal ini menambah stres oksidatif yang terjadi pada episode iskemik yang difasilitasi kelebihan besi yang mengganggu sawar darah-otak (Mehta et al., 2004).

AseruloplasminemiaAseruloplasminemia adalah penyakit yang disebabkan oleh kelainan genetik,

dengan gejala blefarospasme, degenerasi retina, diabetes melitus, dan neurodegenerasi. Tidak adanya seruloplasmin plasma dalam sirkulasi terkait mutasi pada gen Cp. Seruloplasmin adalah α2-globulin 132 kd yang berikatan dengan tembaga (6 – 8 atom tembaga per molekul seruloplasmin) dan mengandung sekitar 95% tembaga total dalam plasma. Seruloplasmin terlibat dalam sebagian besar reaksi redoks di plasma. Ia dapat bekerja sebagai antioksidan dan pro-oksidan. Seruloplasmin juga memiliki aktivitas ferroksidase sehingga dapat mengoksidasi besi fero menjadi besi feri dan memfasilitasi ambilan besi bebas transferrin. Selain itu, pada aseruloplasminemia, kadar feritin serum meningkat, terdapat anemia ringan, kadar besi serum rendah, dan terjadi kelebihan besi yang menonjol di hepar. Yang menarik, deposisi besi lebih banyak terdeteksi di astrosit dibanding di neuron. Demensia dan ataksia serebelar akibat akumulasi besi di ganglia basalis otak juga ditemukan pada aseruloplasminemia. Lebih lanjut, akibat yang mungkin terjadi dari peningkatan kadar besi di otak pada penderita aseruloplasminemia adalah pembentukan ROS dan peroksidasi lipid yang dapat menyebabkan cedera jaringan dan kematian sel neuron di otak (Miyajima et al., 2003).

Page 272: Penerbit - erepo.unud.ac.id

257

Penyakit otak lainnyaSelain kondisi yang dijelaskan pada bagian sebelumnya, terdapat beberapa

kondisi lain dimana ditemukan deposit besi di otak. Pada kasus tipe khusus ensefalopati hepatoserebral, deposisi besi ditemukan di girus sentral, girus temporalis superior, girus oksipitotemporal lateral, dan girus temporal media pada lobus oksipital. Belum diketahui apakah akumulasi besi pada kasus tersebut merupakan penyebab primer cedera jaringan atau akibat penginduksi lain pada jaringan. ALS (Amyotrophic lateral sclerosis) adalah penyakit lain dimana peningkatan reaksi oksidatif yang dimediasi besi terbukti berhubungan dengan kerusakan jaringan pada penyakit tersebut. ALS adalah salah satu penyakit neurodegeneratif yang paling banyak, disertai degenerasi neuron kortikal dan neuron motorik spinalis. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, stres oksidatif yang dimediasi besi terbukti sebagai salah satu dari banyak faktor yang terlibat dalam patogenesis ALS.

Kondisi lain seperti neuroferrinopati, penyakit Huntington, dan palsy supranuklear progresif juga terbukti disertai peningkatan kadar besi di otak. Karena besi mungkin memiliki peran sentral dalam patogenesis penyakit yang telah disebutkan sebelumnya, cukup beralasan untuk berpikir bahwa besi sendiri merupakan penanda yang potensial untuk penyakit tersebut. Lebih lanjut, satu studi yang menarik menunjukkan bahwa besi bebas di serum (tidak terikat protein) dapat digunakan sebagai penanda untuk mengidentifikasi neonatus yang mungkin akan mengalami neurodisabilitas. Hal tersebut cukup beralasan dan merupakan pendekatan yang relatif mudah untuk mulai mencari penanda yang lebih baik untuk diagnosis penyakit tersebut secara laboratoris.

Meskipun penyakit-penyakit tersebut memiliki ciri khas sendiri sendiri, mereka memiliki satu kesamaan: akumulasi besi di otak. Peningkatan kadar besi di otak yang kaya oksigen dan asam lemak, menjadi lingkungan yang ideal untuk terjadinya stres oksidatif dan kerusakan jaringan yang mungkin ireversibel. Jika proses besi dan/atau oksidatif benar terlibat dalam patogenesis penyakit neurodegeneratif, pendekatan seperti terapi kelasi besi dan suplemen antioksidan dapat membantu memperlambat proses degeneratif atau memperbaiki cedera jaringan otak. Studi terbaru memperkenalkan agen baru yang poten, VK-28 (5-[4(2-hidroksietil) piperazin-1-ilmetil]-kuinolin-8-ol), suatu agen yang dapat melewati sawar darah-otak dan menghambat peroksidasi lipid membran mitokondria yang diinduksi besi, serta dapat memproteksi neuron. Yang jelas, dibutuhkan lebih banyak studi untuk pengertian yang lebih baik mengenai peran besi dalam patogenesis penyakit neurologis dan untuk merancang agen terapeutik untuk tatalaksana yang lebih efektif serta perbaikan penyakit tersebut (Sadrzadeh danSaffari, 2004).

2. Besi dan kankerPeranan stres oksidatif pada karsinogenesis telah dipelajari berabad-abad yag lalu.

Fakta yang patut digarisbawahi yaitu mutasi dan aktivasi persisten jalur sinyal proliferasi saling bekerja sama. Mutasi tertentu pada onkogen menyebabkan terjadinya jalur sinyal baru untuk proliferasi sel terus menerus, dan peningkatan proliferasi ini dapat meningkatkan laju mutasi. Hipotesis lain yang potensial adalah adanya ‘fenotipe mutator’, yang mana inaktivasi gen penyangga menyebabkan laju mutasi yang lebih tinggi, menyebabkan gen mutator merupakan target pertama. Akhir-akhir ini diketahui adanya gangguan epigenetik selama karsinogenesis yaitu modifikasi histon (asetilasi dan metilasi) dan metilasi dari CpG regio promoter. Walaupun belum ada data yang meyakinkan yang berkaitan dengan

Page 273: Penerbit - erepo.unud.ac.id

258

stres oksidatif dan gangguan epigenetik, dipercaya bahwa interaksi semacam tersebut yaitu adanya hubungan antara stres oksidatif dan karsinogenesis dan banyaknya keterlibatan mekanisme penghambatan gen supresor saat karsinogenesis. Seperti misalnya, sel mungkin menggunakan oksidasi DNA yang terkontrol dengan lysine-specific demethylase (LSDI), homolog nuklir dari amin oksidase, untuk memetilasi regio promoter gen responsif estrogen. Regulasi redoks merupakan mekanisme kunci untuk mengadaptasi berbagai stres termasuk stres oksidatif. Laporan terbaru mengatakan bahwa antagonis tioredoksin TBP-2 (yang dikenal sebagai vitamin D3 upregulated protein-1) regulasinya menurun pada kanker (diantaranya Adult T cell leukemia, kanker lambung, dan kanker ginjal yang diinduksi Fe-NTA). Mekanisme inaktivasi adalah metilasi regio promoter. TBP-2 diekspresikan dalam jumlah besar pada melanoma non metastasis dibandingkan melanoma yang bermetastasis. Hilangnya TBP-2 menguntungkan bagi sel kanker karena dapat memfasilitasi jalur glikolitik melalui peningkatan aktivitas enzimatis tioredoksin, yang memfasilitasi pertumbuhan sel kanker pada lingkungan kurang oksigen sehingga membentuk masa yang besar (Toyokuni, 2009).

Kaitan lain antara besi dan kanker berkenaan dengan protein dari keluarga metaloreduktase yaitu six transmembrane epithelial antigen of the prostate (STEAP). Keluarga multigen ini diantaranya STEAP1, STEAP2, STEAP3, dan STEAP4 (Steap 1 – 4 pada tikus). STEAP1, STEAP2 dan STEAP3 terutama terekspresi pada tumor prostat. Kloning posisional mengidentifikasi STEAP3 sebagai gen yang bertanggung jawab untuk terjadinya anemia defisiensi besi pada tikus yaitu melalui pembentukan feri dan kupri reduktase yang diperlukan untuk penghantaran besi yang efisien. Anggota keluarga STEAP bergabung dengan reseptor transferin 1 (TfR 1) pada membran sel, dan ekspresi ektopik STEAP2, STEAP3 atau STEAP4 meningkatkan ambilan besi seluler. Dipercaya bahwa protein transmembran ini mereduksi besi feri yang dihantarkan melalui endosom transferin ke besi fero, selanjutnya memfasilitasi keluaran besi dari endosom ke sitosol melalui transporter metal divalen 1 (DMT 1). Peningkatan ekspresi STEAP 2 dan STEAP3 pada kanker berkaitan dengan kemampuannya untuk menyediakan besi pada sel kanker (Torti dan Torti, 2011).

Kanker bukan hanya terdiri dari sel kanker saja, akan tetapi kanker berada pada lingkungan mikro yang terdiri dari stroma, sel endotel dan sel inflamasi termasuk makrofag. Bukti terbaru menunjukkan bahwa sel pada lingkungan mikro menyediakan besi pada sel tumor melalui makrofag M2 yang mengekspresikan feroportin dan menurunkan regulasi feritin dan oksigenase heme, sehingga dapat menyebabkan terlepasnya besi. Dari studi in vitro, makrofag M2 menyebabkan proliferasi sel tumor. Pada lingkungan mikro tumor dan protein metabolisme besi yaitu feritin juga mempengaruhi proses angiogenesis untuk merekrut pembuluh darah guna menunjang pertumbuhan tumor. Feritin merupakan protein multi subunit, yang awalnya dikenal hanya karena peran intraselulernya pada penyimpanan besi dan detoksifikasi. Protein ini juga ditemukan pada kompartemen ekstraseluler yang peranannya masih belum jelas. Feritin dapat berikatan dengan reseptor spesifik permukaan sel termasuk diantaranya TfR1, dan berpotensi memiliki fungsi untuk penghantaran besi. Feritin berikatan dan menghambat aktivitas high-molecular-weight kininogen (HKa), protein antiangiogenik endogen yang menginduksi apoptosis sel endotel sehingga dari hal tersebut diduga feritin dapat memfasilitasi pembentukan pembuluh darah baru (angiogenesis). Namun seberapa jauh feritin berperan pada lingkungan mikro tumor membantu angiogenesis masih belum pasti (Torti dan Torti, 2011).

Page 274: Penerbit - erepo.unud.ac.id

259

Peran besi pada karsinogenesisBesi merupakan elemen penting yang berpartisipasi pada sejumlah proses biologis

dan seluler seperti pembentukan ATP pada rantai transfer elektron, transpor oksigen hemoglobin dan sintesis DNA juga siklus perkembangan dan pertumbuhan. Namun besi juga memiliki efek toksik langsung sehingga uptake besi harus diregulasi ketat pada tubuh manusia.

Besi dapat menjadi karsinogen melalui tiga cara. Pertama, ion feri direduksi superoksid dan produk fero direoksidasi peroksid untuk membentuk ion feri dan menghasilkan radikal hidroksil. Spesies oksigen reaktif seperti radikal hidroksil, jika dihasilkan dekat dengan DNA, dapat mengganggu sel normal dengan mengakibatkan mutasi titik, cross-linking DNA dan putusnya rantai DNA. Sehingga sudah sewajarnya jika putusnya rantai DNA tunggal dan ganda dapat dicegah dengan pengikat besi atau pemakan (scavenger) radikal bebas. Radikal oksigen bebas dapat menyebabkan perubahan konformasi membran inti dan sitoplasma dengan menginduksi terjadinya peroksidasi lipid. Perubahan tersebut dapat memodulasi sinyal transduksi dan mengaktivasi protein kinase dan faktor pertumbuhan dan reseptornya termasuk onkogen. Kedua, sebagai tambahan pada inisiasi proses kanker, besi dapat mempercepat pertumbuhan sel neoplasma dengan cara menekan pertahanan tubuh. Jika berlebihan, besi dapat mencegah aktivitas limfosit CD4. Mekanisme ketiga, besi dapat bersifat karsinogen karena fungsinya sebagai nutrisi penting pada multiplikasi sel tumor. Sel normal dan neoplastik memiliki kebutuhan kualitatif yang sama terhadap besi namun proliferasi yang tidak terkontrol sel tumor menyebabkan peningkatan kebutuhan dan berbagai jenis pasokan besi. Pada tahun 1972, Holley seperti yang dikutip Weinberg mengusulkan suatu hipotesis bahwa perubahan penting pada sel maligna adalah perubahan pada permukaan membran sel yang menyebabkan konsentrasi nutrien di dalam sel yang selanjutnya meregulasi pertumbuhan sel. Perbedaan laju pertumbuhan pada berbagai jenis kanker berkaitan dengan perubahan konsentrasi nutrien intraseluler sehingga dimungkinkan m pertumbuhan sel maligna pada fase G1 siklus sel dengan membatasi ambilan dari nutrien penting.

Namun demikian Galaris dan Evngelou (2002) menyatakan bahwa ada dua jalur terjadinya kanker yaitu melalui kerusakan DNA baik akibat langsung radikal bebas maupun secara tidak langsung melalui hambatan perbaikan DNA dan mekanisme kedua melalui pengaruh sinyal transduksi terhadap regulator transkripsi redoks. Beberapa studi epidemiologi melaporkan adanya hubungan antara donasi darah dengan rendahnya risiko untuk kanker (Kato et al., 2007) dan (Zacharsky et al., 2008) mendapatkan bahwa individu yang melakukan plebotomi setiap 6 bulan setelah 4,5 tahun kemudian mempunyai risiko untuk menderita kanker lebih rendah dibandingkan dengan mereka yang tidak melakukan plebotomi (HR 0,65, CI 0,43-0,97 dengan p = 0,036).

Kanker saluran cernaSel epitel saluran cerna secara terus menerus melakukan pembelahan dimana sel

ini secara konstan akan terepapar dengan besi hem dari makanan yang dikonsumsi. Pada tikus dengan faktor transkripsi untuk hem CDX2 nya dihambat akan ditemukan tumbuhnya polip pada kolon dan ekspresi CDX2 yang rendah sering didapatkan pada kanker kolon yang tidak berdiferensiasi (poorly differentiated). Sebaliknya pada ekspresi yang berlebihan dari CDX2 ini akan memicu metaplasia saluran cerna (Hinoi et al., 2005). Diketahui bahwa akan terjadi perubahan regulasi CDX2 akibat stimulasi besi intraseluler.

Page 275: Penerbit - erepo.unud.ac.id

260

Kelebihan besi pada penduduk Afrika yang sering mengkonsumsi bir tradisional lokal merupakan faktor risiko terjadinya kanker esofagus walau hal masih dipertanyakan. Dari data epidemiologi yang ada masih diperdebatkan apakah peningkatan simpanan besi akan meningkatkan kanker kolon. Pembentukan ROS yang diinduksi besi dari studi in vitro pada sel tumor kolon diduga menginduksi perubahan awal dari proses karsinogenesis. Pemberian diet dengan tinggi besi merangsang pembentukan tumor sehingga diduga besi dapat mempercepat pertumbuhan tumor akan tetapi dari studi ini diketahui bahwa besi sendiri, tidak mampu menginisiasi proses karsinogenesis. Analisis penanda tumor pada epitel kolon tidak ditemukan adanya penanda biokimia dari ROS, walaupun dijumpai adanya tanda-tanda peningkatan proliferasi, sehingga peningkatan besi dalam diet dapat mempercepat karsinigenesis melalui mekanisme yang tidak melibatkan stres oksidatif (Ilsley et al., 2004). WCRF (the World Cancer Research Fund) melakukan telaah untuk membuktikan adanya hubungan antara diet besi dan kanker kolorektal (WCRF, 2007). Dari 4 penelitian yang ditelaah, semua mendapatkan adanya peningkatan risiko untuk kanker kolorektal pada mereka yang mengkonsumsi besi yang tinggi kalau dibandingkan dengan mereka yang mengkonsumsi besi yang sedikit. Namun hubungan tersebut hanya bermakna secara statistik pada 2 studi saja, sehingga disimpulkan bahwa hubungan antara diet besi masih belum terlalu kuat untuk mengatakan bahwa diet besi sebagai kausa dari kanker kolorektal.

HepatomaData dari 5.000 pasien yang menjalani transplantasi hati, kelebihan besi diketahui

berhubungan dengan hepatoma, sehingga hal ini mendukung dugaan bahwa peran besi sebagai karsinogenik atau ko-karsinogenik pada pasien-pasien dengan penyakit hati kronik. Hepatoma dilaporkan pada hemokromatosis herediter walaupun belum menunjukkan adanya tanda sirosis hati (Hiatt et al., 2007). Demikian pula pada pasien dengan kelebihan besi akibat diet besi yang berlebihan seperti peminum bir tradisional di Afrika Sub-Sahara, juga ditemukan dengan risiko hepatoma. Pemberian aflatoksin B bersama dengan besi akan mempercepat timbulnya hepatoma sehingga dianggap bahwa besi dan aflatoksin bersinergi dalam pertumbuhan hepatoma pada tikus percobaan. Terdapat hubungan antara peningkatan saturasi transferin dengan insiden sirosis hati dan hepatoma terutama pada pasien peminum alkohol.

Kelebihan besi yang berat mungkin secara langsung berkaitan dengan epigenetic silencing gen yang merupakan tanda hkas dari hepatoma dan perubahan pola metilasi DNA mungkin berguna untuk sebagai penanda deteksi dini pada hepatoma. Hepatitis C kronik mungkin berkaitan dengan peningkatan timbunan besi pada sel hati. Tikus yang dibuat menderita hepatitis C kronik dan diberi diet dengan besi tinggi akan timbul hepatoma pada 45% kasus dibandingkan dengan 0% pada tikus yang tidak dibuat menderita hepatitis C kronik dan juga 0% pada tikus dengan hepatitis C kronik tapi diberi diet normal (Furutani et al., 2006).

Adenokarsinoma pankreasAnalisis mutasi C282Y dan H63D gen HFE pada pasien dengan pakreatitis kronik

dan adenokarsinoma pankreas menunjukkan tidak adanya perbedaan yang bermakna dalam hal heterosigositas pada masing-masing mutasi baik pada pasien alkoholik, idiopatik pankreatitis ataupun adenokarsinoma pankreas dibandingkan dengan kontrolnya (Hucl et al., 2007).

Page 276: Penerbit - erepo.unud.ac.id

261

Kanker payudaraPada studi kohort terhadap 5.000 wanita di Kanada, tidak ditemukan hubungan

antara konsumsi besi atau hem dengan risiko kanker payudara pada wanita yang mengkonsumsi alkohol atau pernah memakai oral pil atau tablet sulih hormon. Akan tetapi analisis polimorfisme enzim yang terlibat dalam menghilangkan atau mentralisir ROS menunjukkan adanya peningkatan risiko kanker payudara pada wanita yang mempunyai gen yang mempunyai potensi menghasilkan ROS yang tinggi dan mengkonsumsi diet besi yang tinggi (Hong et al., 2007).

Jenis kanker lainnyaDalam kondisi normal TfR2 hanya diekspresikan terbatas pada hati dan usus halus

akan tetapi dapat dijumpai pada sel yang berasal dari kanker ovarium, kanker kolon dan glioblastoma. Peningkatan kadar besi menurunkan kadar TfR2 pada beberapa sel akan tetapi pada sel lainnya besi akan menurunkan membran TfR2 tapi tidak total TfR2. Penurunan besi akan meningkatkan ekspresi TfR2 dan hal ini menimbulkan dugaan bahwa penurunan besi pada sel kanker sebagai sebab peningkatan ekspresi TfR2, walaupun efek langsung dari TfR2 terhadap sel kanker masih perlu ditentukan. Kecepatan metastase dari kanker sel squamus kepala leher (HNSCC= head and neck squamous cell carcinoma) sudah diketahui berhubungan dengan MMP-9 (matrix metalloproteinase-9). Terapi pada cell lines dari kanker leher sel squamus (OM-2 dan HN-22) dengan feri amonium sulfat akan meningkatkan tidak saja RNA tapi juga ekspresi protein MMP-9. Induksi MMP-9 diperantarai faktor transkripsiAP-1 (activated protein-1) yang sebelumnya diaktivasi sinyal ERK1/2 dan Akt (Kaomongkolgit et al., 2008) karenanya kemungkinan besi akan mempengaruhi pertumbuhan dari kanker kepala leher sel squamus.

Anemia dengan kelebihan besi Telah lama diketahui bahwa kelebihan besi banyak dihubungkan dengan proses

transfusi darah merah dalam jumlah ynag banyak dan berulang. Pada kelebihan besi yang tidak ada kaitannya dengan transfusi darah yang berulang, banyak dijumpai pada kasus hemokromatosis yang herediter dimana hal ini disebabkan adanya kelainan genetik seperti kelainan gen HFE dengan berbagai mutasinya (Andrew, 2008). Tidak demikian halnya dengan kelainan lain yaitu kelompok gangguan eritroid yang menunjukkan gambaran eritropoiesis yang tidak efektif (inefektif) tapi tidak didukung kelainan gen yang sama walaupun dengan gambaran penotipe yang hampir mirip dengan hemokromatosis yaitu adanya kelebihan besi pada jaringan. Tapi di sini ditemukan anemia dan kondisi eritropoiesisnya sendiri menyebabkan terjadinya timbunan besi pada jaringan (Tanno, 2010).

1. Penyakit yang terkait dengan anemia dan kelebihan besiAnemia dengan kelebihan besi ditemukan bila dalam tubuh seseorang didapatkan

besi dalam jumlah yang sedikit dan berlebihan pada waktu yang bersamaan sehingga disini didapatkan anemia bersama-sama dengan iron overload. Kondisi ini disebabkan beberapa keadaan akibat komplikasi atau terapi dari suatu penyakit. Pasien-pasien ini mempunyai kandungan besi yang tinggi akibat transfusi yang berulang, adanya gangguan eritropoiesis (ineffective erythropoiesis) dan hemolitik kronik seperti terlihat pada tabel 22 (Iron disorders institute, 2010). Dengan demikian besi yang berasal dari transfusi

Page 277: Penerbit - erepo.unud.ac.id

262

dan pemecahan SDM (sel darah merah) akan tertimbun dalam tubuh karena tubuh tidak mempunyai sistem pengeluaran besi yang memadai. Hal ini dapat menyebabkan kondisi klinik yang menyerupai hemokromatosis namun dengan kelainan genetik yang berbeda. Tidak jarang keadaan ini dipercepat pemasukan besi dari luar yang berlebihan karena peningktan konsumsi makanan yang mengandung banyak besi. Dan berbeda dengan hemokromatosis herediter yang membutuhkan waktu bertahun-tahun, anemia dengan kelebihan besi dapat ditemukan dalam waktu yang lebih singkat. Seperti pada kasus transfusional siderosis dapat timbul apabila jumlah transfusi yang diberikan sudah melebihi 20 unit darah (satu unit darah transfusi mengandung sekitar 250 mg besi).

263

adanya gangguan eritropoiesis (ineffective erythropoiesis) dan hemolitik kronik seperti terlihat pada tabel 22 (Iron disorders institute, 2010). Dengan demikian besi yang berasal dari transfusi dan pemecahan SDM (sel darah merah) akan tertimbun dalam tubuh karena tubuh tidak mempunyai sistem pengeluaran besi yang memadai. Hal ini dapat menyebabkan kondisi klinik yang menyerupai hemokromatosis namun dengan kelainan genetik yang berbeda. Tidak jarang keadaan ini dipercepat pemasukan besi dari luar yang berlebihan karena peningktan konsumsi makanan yang mengandung banyak besi. Dan berbeda dengan hemokromatosis herediter yang membutuhkan waktu bertahun-tahun, anemia dengan kelebihan besi dapat ditemukan dalam waktu yang lebih singkat. Seperti pada kasus transfusional siderosis dapat timbul apabila jumlah transfusi yang diberikan sudah melebihi 20 unit darah (satu unit darah transfusi mengandung sekitar 250 mg besi). Tabel 22. Penyebab dan mekanisme terjadinya iron overload (Iron disorders institute, 2010). Kondisi Penyebab dan mekanisme terjadinya iron overload Anemia sideroblastik Mutasi kromosom X,

kelebihan besi akibat eritropoiesis inefektif Penyebab didapat: karena toksin, medikasi,

defisiensi nutrisi, alkoholisme, sindrom mielodisplastik(MDS)

kelebihan besi akibat hemolitik kronik Talasemia Penyebab : keturunan

kelebihan besi akibat eritropoiesis inefektif dan transfusi darah berulang

CDA II Penyebab : keturunan (congenital dyserythropoietic anemia) Kebihan besi akibat hemolitik kronik dan eritropoiesis

inefektif Ensimopati sel darah merah Penyebab : keturunan (Glucose-6 phosphate dehydrogenase) Kelebihan besi akibat hemolitik kronik (Pyruvate kinase deficiency) Kelebihan besi akibat hemolitik kronik dan

transfusi darah berulang Penyakit sel sabit Penyebab : keturunan (Sickel cell disease) Kelebihan besi akibat transfusi darah berulang Hemolitik anemia autoimun Penyebab : autoimun dan idiopatik

Kelebihan besi akibat transfusi darah berulang Sindrom mielodisplastik Penyebab: gangguan sel induk

Kelebihan besi akibat transfusi darah berulang Anemia aplastik Penyebab: gangguan sel induk

Kelebihan besi akibat transfusi darah berulang Atransferrienemia Penyebab : keturunan atau hypotransferrienemia Kelebihan besi akibat rendah atau tidak adanya

transferin Aceruloplasminemia Penyebab : keturunan atau hypoceruloplasminemia Kelebihan besi akibat rendah atau tidak adanya

seruloplasmin

Tabel 22. Penyebab dan mekanisme terjadinya iron overload (Iron disorders institute, 2010).

2. Patogenesis kelebihan besi pada eritropoiesis inefektifEritropoiesis inefektif (EI) adalah sekelompok kelainan eritroid dimana produksi

eritrosit yang lebih sedikit dibandingkan dengan yang seharusnya berdasar dari jumlah sel eritroblas yang ada pada sumsum tulang. Sebagai akibatnya terjadi ketidakseimbangan antara besi yang dimasukan ke dalam sel eritroblas dengan yang dikeluarkan melalui sel eritrosit matang yang beredar di sirkulasi. Pengetahuan ini didapat dari studi kinetik

Page 278: Penerbit - erepo.unud.ac.id

263

besi dimana pada studi ini dapat dibedakan pola penggunaan besi pada berbagai kelainan seperti anemia aplastik, perdarahan, hemolisis dan EI sendiri. Akhir-akhir ini dengan kemajuan tehnologi telah mulai diketahui adanya mekanisme seluler dan molekuler yang diduga terlibat pada kondisi yang menyebabkan gangguan eritroid.

Produksi eritrosit ditentukan oleh adanya keadaan hipoksia yaitu berkurangnya penyediaan oksigen kepada jaringan perifer, dimana kondisi ini akan memicu produksi hormon eritropoietin sel peri tubuler ginjal. Eritropoietin ini akan merangsang sel induk eritroblas untuk memproduksi eritrosit melalui proses proliferasi dan diferensiasi selama beberapa hari. Selama proses ini akan dibutuhkan banyak molekul besi untuk mencukupi kebutuhan produksi eritrosit. Sumber besi didapat dari besi yang diangkut melalui protein transferin, dimana besi ini didapatkan dari 3 sumber yaitu besi yang diserap dari duodenum, besi simpanan dan besi yang berasal dari proses penghancuran sel eritrosit yang sudah tua (senescent). Pada akhir proses pembentukan eritrosit dimana kebutuhan besi sudah terpenuhi karena produksi hemoglobin berhenti maka pengambilan besi sel juga akan berhenti, maka reseptor transferin akan dilepaskan dari dinding retikulosit dan akan beredar di darah menjadi yang kita kenal sebagai soluble transferrin receptors, yang merupakan petanda akhir dari proses diferensiasi eritroid (Tanno et al., 2010)

Respon eritroid terhadap hipoksia merupakan hal yang penting untuk bisa memahami patofisiologi eritropoiesis inefektif. Pada anemia dengan eritropoiesis inefektif terjadi ketidakseimbangan antara antara produksi eritrosit dan kondisi anemia walaupun pada keadaan ini masih tetap dijumpai adanya hipoksia dan peningkatan kadar eritropoietin. Sehingga di sini ditemukan kadar yang tetap tinggi dari eritropoietin disertai dengan sumsum tulang yang hiperseluler tapi anemia di darah tepi. Keadaan ini yang berlangsung terus menerus akan menyebabkan ekspansi eritroblas yang berlebihan karena rangsangan yang terus menerus akibat anemia dan hipoksia disertai dengan kadar eritropoietin yang tetap tinggi, sehingga dapat ditemukan adanya eritropoiesis ekstra meduler.

Beberapa penyakit yang bisa menyebabkan eritropoiesis inefektif adalah sindrom talasemia, anemia sideroplastik (baik kongenital maupun yang didapat), anemia diseritropoietik (Tanno et al., 2010). Pada talasemia terjadi gangguan pada pembentukan rantai beta atau alfa sehingga ketidakseimbangan ini akan menyebabkan apoptosis selama proses pematangan dan diferensiasi sel eritrosit didalam sumsum tulang. Dan kelebihan timbunan besi menjadi gejala yang menonjol pada sindrom talasemia walupun tidak disertai dengan adanya riwayat transfusi darah merah yang berlebihan. Pada anemia sideroblastik ditemukan akumulasi besi di mitokondria yang berbetuk cincin (ring) sehingga menyebabkan eritropoiesis yang tidak efektif. Pada kelompok anemia diseritropoietik berbeda dengan kedua hal tersebut dimana tidak ditemukannya gangguan rantai globin dan timbunan besi di mitokondria, akan tetapi defisiensi ensim piruvat kinase akan menyebabkan glikolisis yang terganggu sehingga terjadi apoptosis dan hemolisis di darah tepi. Pada anemia pernisiosa, sperositosis dan anemia sel sikel juga bisa ditemukan adanya eritropoiesis inefektif akan tetapi timbunan besi tidak secara konsisten dijumpai. Pada orang dewasa normal produksi eritrosit sekitar 200 miliar sehari, dimana setiap eritrosit mengandung sekitar 300 juta molekul hemoglobin. Maka akan dibutuhkan kurang lebih 2 x 1020 molekul besi (sekitar 20 mg besi) untuk memenuhi kebutuhan akan produksi eritrosit harian karena dalam setiap molekul hemoglobin yang terdiri dari empat rantai globin mengikat 4 molekul besi. Dan kebutuhan akan besi ini akan terpenuhi plasma transferin yang mendapatkan besinya dari 3 sumber yaitu besi makanan, besi

Page 279: Penerbit - erepo.unud.ac.id

264

simpanan dan besi dari eritrosit yang difagosit. Pada individu normal sumber besi utama dari plasma transferin adalah berasal dari eritrosit yang difagosit sel makrofag dan dalam kondisi yang stabil suplai ini cukup untuk memenuhi kebutuhan produksi eritrosit harian. Eritrosit yang difagosit makrofag akan melepaskan besinya melalui feroportin, suatu protein pada membran basalis yang berfungsi sebagai iron channel protein. Hal inilah yang menjadikan feroportin sebagai elemen yang penting yang mengatur muatan besi pada plasma transferin yang selanjutnya akan membawa besi kepada sel yang paling membutuhkan besi yaitu sel eritroblas di sumsum tulang. Akan tetapi ekspresi feroportin pada membran sel dipengaruhi protein hepsidin, yang akan mengikat feroportin dan akan di endositosis dan akhirnya didegradasi sehingga ekspresinya di permukaan membran basalis akan menurun (Nemeth, 2004) karenanya, hepsidin dianggap sebagai protein utama yang mengatur siklus besi yang berasal dari eritrosit yang difagosit. Kadar hepsidin dalam darah ditentukan banyak faktor dan kadarnya dalam darah sangat bervariasi. Pada anemia defisiensi besi kadar hepsidin ditemukan menurun akan tetapi pada anemia yang disertai dengan eritropoiesis inefektif penurunan kadar hepsidin tidak terlalu bermakna (Kemma, 2008).

Penyerapan besi biasanya diatur dan dikoordinasikan antara simpanan besi, inflamasi, hipoksia dan kebutuhan untuk eritropoiesis (Munoz, 2009). Disamping mekanisme fisiologis yang bekerja untuk mengatur kebutuhan besi untuk eritropoiesis, diperkirakan ada peran dari mekanisme patologis yang terjadi akibat proses eritropoiesis inefektif, yang ikut berperan mengatur keseimbangan besi. Hal ini didukung temuan adanya akumulasi besi yang unik sampai kadar yang toksik pada penderita dengan EI. GDF 15 (growth differentiator factor 15) merupakan sitokin yang diperkirakan berperan sebagai molekul pengatur besi pada keadaan patologis dimana sitokin diduga dapat menekan ekspresi hormon hepsidin.

Selama bertahun tahun parameter besi dalam plasma diselidiki sebagai mekanisme yang memberi sinyal diantara eritropoiesis dan regulasi besi. Sampai akhir-akhir ini didapatkan adanya korelasi dari ekspresi hepsidin dengan kadar saturasi transferin. Korelasi ini dapat dilihat pada anemia defisiensi besi dimana penurunan saturasi transferin diikuti ekspresi hepsidin yang rendah, akan tetapi pada eritropoiesis inefektif penurunan ekspresi hepsidin nampaknya bukan disebabkan penurunan kadar saturasi transferin karena saturasi transferin pada kondisi ini hampir mencapai 100%. Disamping peningkatan saturasi transferin dijumpai juga peningkatan turn-over dari besi plasma karena peningkatan kebutuhan akan besi untuk eritropoiesis pada eritropoiesis inefektif. Pada eritropoiesis ditemukan pula proses daur ulang dari besi eritroblas sumsum tulang, namun hal ini belum dapat menjelaskan adanya temuan penekanan kadar hepsidin pada penderita dengan eritropoiesis inefektif. Sudah diketahui bahwa hipoksia dapat menekan produksi hepsidin pada sel hepar, dan efek ini tidak tergantung pada kadar simpanan besi (Kemma, 2008). Pada pasien dengan eritropoiesis inefektif yang biasanya anemia, hipoksia akan memainkan perannya pada regulasi besi. Data pada hewan coba mendukung adanya penekanan produksi hepsidin oleh hipoksia. Pada hipoksia respon seluler diperantarai HIF/vHL (hypoxia inducible factor/van Hipple-Lindau), yang pada anemia defisiensi besi dan hipoksia ensim hidroksiprolil akan memodulasi HIF 1alpha dimana molekul ini akan mengalami translokasi ke inti sel dan bekerja sama dengan HIF 1 beta. Molekul heterodimer ini akan mengikat elemen promoter untuk terjadinya transkripsi gen..

Page 280: Penerbit - erepo.unud.ac.id

265

Pada studi in vitro ditemukan bahwa kadar eritropoietin yang tinggi akan menghambat ekspresi hepsidin melalui mekanisme yang melibatkan faktor transkripsi (C/EBPa) pada regio promoter hepsidin. Walaupun kontribusi efek langsung maupun tidak langsung dari hormon eritropoietin terhadap regulasi kadar hepsidin masih menjadi perdebatan, kadar eritropoietin yang tinggi merupakan bagian sentral dari peningkatan kebutuhan sel eritroid akan besi baik pada pada eritropoiesis efektif maupun yang inefektif (Tanno et al., 2010).

Molekul yang dilepaskan eritroblas yang diduga menyebabkan kelebihan besiPada proses eritropoiesis di sumsum tulang manusia terlibat banyak mekanisme

termasuk diantaranya mekanisme yang memungkinkan terjadi komunikasi antara kebutuhan besi untuk jaringan yang jauh. Sampai saat ini para ilmuwan belum menemukan jawaban yang memuaskan. Salah satu pendekatan yang berbasis pada pola genomik berhasil mengidentifikasi molekul yang dilepaskan eritroblas yang dapat berfungsi sebagai sinyal untuk regulasi besi yaitu GDF15 dan TWSG1. Pada serum penderita talasemia mengandung faktor yang dapat menekan ekspresi hepsidin pada sel hepar. Berdasar atas temuan awal bahwa sinyal tranduksi SMAD4 ikut terlibat pada proses regulasi gen hepsidin, dengan menggunakan pendekatan profiling transkripsi selama proses eritropoiesis dapat ditemukan pada serum penderita talasemia ditemukan sebuah molekul protein yang merupakan anggota superfamily TGF-beta (transforming growth factors beta) yang dinamakan GDF 15 dengan jumlah yang tinggi. Selanjutnya GDF 15 diselidiki lebih dalam dan dianggap sebagai molekul yang meregulasi kadar besi eritroid pada kondisi patologis. Pada studi dengan menggunakan kultur sel hepar manusia baik GDF rekombinan maupun GDF 15 dari serum penderita talasemia terlihat menghambat ekspresi hepsidin. Demikian pula pada pasien dengan anemia diseritropoietik juga ditemukan kadar GDF 15 yang tinggi dan adanya penekanan ekspresi hepsidin yang disertai dengan kelebihan besi. Kadar GDF 15 yang tinggi ditemukan pula pada refraktori anemia dengan cincin sideroblastik. Produksi dari GDF 15 dapat dirangsang senyawa yang dapat mereduksi potensial membran dari eritroblas. Data ini mendukung konsep bahwa GDF 15 diproduksi eritroblas yang diapoptosis (pada proses eritropoiesis inefektif) dan GDF 15 berperan terhadap adanya timbunan besi pada jaringan ekstra eritroid (Ramirez, 2009).

Namun diakui bahwa belum banyak bukti yang ada untuk mendukung GDF 15 berperan pada regulasi besi diluar kasus eritropoiesis inefektif. Pada studi hewan coba dijumpai peningkatan kadar GDF 15 sebagai respon terhadap penurunan besi akibat pemberian kelasi besi sedang pada manusia terlihat hal yang sama akibat pemberian deferoksamin. Peningkatan GDF 15 tidak melalui aktivasi sinyal HIF, sehingga hal ini melibatkan jalur lainnya. Studi lain mendapatkan peningkatan GDF 15 pada penderita anemia defisiensi besi, namun yang lainnya melaporkan hasil yang tidak konsisten. Studi in vivo pada proses eritropoiesis fisiologis dipelajari hubungan antara kadar GDF15 dengan kadar hepsidin pada individu dengan transplantasi sumsum tulang. Kadar GDF 15 pre dan pos transplantasi diukur bersama dengan kadar beberapa faktor yang diduga ikut mempengaruhi kadar hepsidin. Setelah tindakan ternyata kadar GDF 15 secara bermakna berkorelasi negatif dengan petanda eritropoietik seperti sTFR, kadar retikulosit tapi tidak dengan kadar GDF 15. Penelitian yang hampir sama pada pemberian hormon eritrpoietin atau tindakan venaseksi, ditemukan penurunan bermakna dari kadar hepsidin, akan tetapi

Page 281: Penerbit - erepo.unud.ac.id

266

kadar GDF 15 dan sTFR yang tidak berubah. Dari temuan ini disimpulkan bahwa kadar GDF 15 tidak berperan pada proses eritropoieis yang fisiologis dan normal, sebaliknya mendukung konsep bahwa GDF 15 berperan pada penekanan ekspresi hepsidin dan adanya timbunan besi yang terjadi pada kasus-kasus dengan eritropoiesis inefektif ( Tanno et al., 2010).

Disamping itu eritroblas juga mengeluarkan molekul lain yang diduga berperan pada ekspresi hepsidin yaitu twisted granulation (TWSG1). Molekul ini ternyata ikut meregulasi kadar hepsidin melalui mekanisme yang sama dengan sHJV, yaitu berikatan dengan protein BMP sehingga proses fosforilasi protein SMAD tidak terjadi akibat hambatan ikatan BMP dengan ko-reseptor nya yaitu HJV. Rangkaian reaksi ini akan menghambat ekspresi hepsidin. TWSG 1 adalah molekul kecil yang kaya akan sistein yang bekerja dengan menghambat ikatan BMP dengan koreseptornya HJV, sehingga TWSG 1 bersifat menyerupai sHJV sebagai antogonis protein BMP. Pada studi in vitro pada sel hepar manusia, TWSG 1 terbukti mengganggu proses aktivasi ekspresi hepsidin melalui hambatan terhadap protein BMP sehingga fosforilasi protein sinyal transduksi SMAD4 terhambat. Karenanya TWSG 1 yang disekresi eritroblas pada proses apoptosis diduga ikut berperan untuk terjadinya timbunan besi pada eritropoiesis inefektif. Sayang sampai saat ini belum ditemukan pemeriksaan yang dapat mendeteksi TWSG 1 pada darah manusia (Tanno, 2010).

Kelasi besiObat kelasi besi yang ideal adalah mempunyai selektivitas terhadap ion feri, yaitu

bentuk molekul besi yang stabil baik dalam plasma maupun pada saat disimpan, efektif secara oral, terlarut baik dalam air atau lemak sehingga memungkinkan mudah masuk ke jaringan, murah terjangkau dan tidak toksik. Persaratan ideal ini sangat sukar untuk dipenuhi obat yang saat ini tersedia. Sampai saat ini ada 3 jenis obat kelasi besi yang sudah cukup banyak diuji kegunaannya dan juga aspek keamanannya. Ketiga jenis obat tersebut adalah deferoxamine, deferiprone, deferasirox (tabel 23). Ketiga senyawa tersebut mempunyai berat molekul yang berbeda, dimana berat molekul yang tinggi pada deferoxamine (600 datons) membuat obat ini sukar diserap secara oral dan karena ukurannya dan kelarutannya yang sulit pada lemak maka obat ini harus diberikan secara parenteral. Sebaliknya deferiprone dan deferasirox mempunyai molekul yang kecil dan sangat efektif secara oral. Deferoxamine adalah berbentuk heksadentat sehingga satu molekul deferoxamine mampu mengikat keseluruhan 6 tempat ikatan besi feri sehingga dapat mencegah aksi katalitik dari besi yang dapat memproduksi ROS yang toksik terhadap sel. Akan tetapi obat yang lain seperti deferiprone adalah bidentat yang artinya dia hanya mengikat 2 tempat ikatan besi feri sehingga dibutuhkan 3 molekul deferiprone untuk mengikat keenam tempat ikatan pada satu molekul besi feri. Demikian halnya dengan deferasirox yang merupakan pengikat besi tridentat, akan membutuhkan 2 molekul deferasirox untuk satu molekul feri. Secara teoritis, pada dosis suboptimal, bidentat dan tridentat akan membentuk kompleks dengan besi yang tidak komplit dan hal ini bukannya melindungi akan tetapi justru akan membantu pembentukan toksisitas besi. Namun demikian efek paradoks ini sampai saat ini belum pernah ditemukan baik pada studi binatang maupun pada uji klinik. Disamping itu, waktu paruh obat dalam plasma juga merupakan hal yang penting karena dengan paparan yang lebih lama pada plasma obat ini akan menawarkan keuntungan yang lebih karena akan dapat mengikat

Page 282: Penerbit - erepo.unud.ac.id

267

lebih banyak besi yang tidak terikat dengan transferin (NTBI) yang merupakan fraksi besi dengan berat molekulnya rendah dan bertanggung jawab pada sebagian besar kerusakan jaringan yang terjadi. Kompleks besi dengan kelator ini akan dikeluarkan melalui saluran kencing apabila kompleks tersebut terlarut dalam air seperti kompleks deferoxamine dan deferiprone sedangkan kompleks deferasirox karena larut dalam lemak akan dikeluarkan lewat kotoran, atau apabila besi diikat langsung pada sel hepar (deferoxamine) akan dikeluarkan melalui saluran empedu kemudian lewat kotoran. Perbedaan ini mempunyai pengaruh praktis dimana besi yang dikeluarkan deferasirox tidak bisa dideteksi melalui pemeriksaan urin. Demikian pula pada gangguan fungsi ginjal atau obstruksi saluran empedu akan terjadi gangguan ekskresi dari obat lainnya (Herscko, 2006).

268

plasma obat ini akan menawarkan keuntungan yang lebih karena akan dapat mengikat lebih banyak besi yang tidak terikat dengan transferin (NTBI) yang merupakan fraksi besi dengan berat molekulnya rendah dan bertanggung jawab pada sebagian besar kerusakan jaringan yang terjadi. Kompleks besi dengan kelator ini akan dikeluarkan melalui saluran kencing apabila kompleks tersebut terlarut dalam air seperti kompleks deferoxamine dan deferiprone sedangkan kompleks deferasirox karena larut dalam lemak akan dikeluarkan lewat kotoran, atau apabila besi diikat langsung pada sel hepar (deferoxamine) akan dikeluarkan melalui saluran empedu kemudian lewat kotoran. Perbedaan ini mempunyai pengaruh praktis dimana besi yang dikeluarkan deferasirox tidak bisa dideteksi melalui pemeriksaan urin. Demikian pula pada gangguan fungsi ginjal atau obstruksi saluran empedu akan terjadi gangguan ekskresi dari obat lainnya (Herscko, 2006). Tabel 23. Perbandingan antara ketiga obat kelasi besi (Herscko, 2006).

Senyawa Deferoxamine Deferiprone Deferasirox

Berat molekul 657 daltons 139 daltons 373 daltons Properti daya ikat Heksadentat Bidentat Tridentat Dosis (mg/kg/hr) 30 – 50

s.c atau i.v. 75 – 100 oral 3x/hr, 8-12 jam 5 hari/minggu

20 – 30 oral 1x sehari

Waktu paruh 20 – 30 mnt 3 – 4 jam 12 – 16 jam Ekskresi urin dan feses urin feses Efek samping toksisitas pada mata

telinga,ggn pertumbuhan, reaksi lokal,alergi

keluhan sal.cerna artralgia,agranulositosis netropenia

keluhan sal.cerna toksisitas mata dan telinga, peningkatan ringan kreatinin

1. Patofisiologi kelasi besi

Di akhir masa hidupnya, sel darah merah yang ditransfusikan akan difagosit

makrofag retikuloendotelial di hati, sumsum tulang, dan limpa. Hemoglobin akan dicerna, dan besi dilepas dari heme kemudian dilepas ke dalam sitosol. Pada awal perjalanan transfusi jangka panjang, sebagian besar besi tambahan ini dapat disimpan di dalam makrofag retikuloendotelial. Secara bertahap, batas kapasitas makrofag untuk mempertahankan besi akan menyebabkan pelepasan kelebihan besi ke dalam plasma. Transferin mengikat besi yang dilepas, dengan peningkatan konsentrasi besi plasma dan saturasi transferin. Jika saturasi transferin meningkat, hepatosit direkrut untuk menjadi lokasi penyimpanan kelebihan besi. Dengan transfusi kontinyu, makrofag dan hepatosit tidak lagi dapat menampung semua kelebihan besi. Besi kemudian memasuki plasma dalam jumlah yang melebihi kapasitas transpor transferin dalam sirkulasi. Akibatnya, besi yang tidak terikat transferin muncul dalam plasma sebagai bermacam-macam kompleks besi heterogen yang tampaknya menjadi mediator utama kerusakan jaringan ekstrahepatik pada kelebihan besi akibat transfusi (Breuer et al., 2000). Besi plasma yang tidak terikat transferin (NTBI) memasuki sel spesifik, khususnya hepatosit, kardiomiosit, sel hipofisis anterior, dan sel beta pankreas. Dalam sel tersebut, akumulasi besi menyebabkan pembentukan spesies oksigen reaktif yang menyebabkan kerusakan lipid, protein, DNA, dan organel subsel, mencakup lisosom dan mitokondria. Cedera ini dapat menyebabkan disfungsi sel, apoptosis, dan nekrosis.

Tabel 23. Perbandingan antara ketiga obat kelasi besi (Herscko, 2006).

1. Patofisiologi kelasi besiDi akhir masa hidupnya, sel darah merah yang ditransfusikan akan difagosit makrofag

retikuloendotelial di hati, sumsum tulang, dan limpa. Hemoglobin akan dicerna, dan besi dilepas dari heme kemudian dilepas ke dalam sitosol. Pada awal perjalanan transfusi jangka panjang, sebagian besar besi tambahan ini dapat disimpan di dalam makrofag retikuloendotelial. Secara bertahap, batas kapasitas makrofag untuk mempertahankan besi akan menyebabkan pelepasan kelebihan besi ke dalam plasma. Transferin mengikat besi yang dilepas, dengan peningkatan konsentrasi besi plasma dan saturasi transferin. Jika saturasi transferin meningkat, hepatosit direkrut untuk menjadi lokasi penyimpanan kelebihan besi. Dengan transfusi kontinyu, makrofag dan hepatosit tidak lagi dapat menampung semua kelebihan besi. Besi kemudian memasuki plasma dalam jumlah yang melebihi kapasitas transpor transferin dalam sirkulasi. Akibatnya, besi yang tidak terikat transferin muncul dalam plasma sebagai bermacam-macam kompleks besi heterogen yang tampaknya menjadi mediator utama kerusakan jaringan ekstrahepatik pada kelebihan besi akibat transfusi (Breuer et al., 2000). Besi plasma yang tidak terikat transferin (NTBI) memasuki sel spesifik, khususnya hepatosit, kardiomiosit, sel hipofisis anterior, dan sel beta pankreas. Dalam sel tersebut, akumulasi besi menyebabkan pembentukan spesies oksigen reaktif yang menyebabkan kerusakan lipid, protein, DNA, dan organel subsel, mencakup lisosom dan mitokondria. Cedera ini dapat menyebabkan disfungsi sel, apoptosis, dan nekrosis.

Terapi dengan agen kelator yang membentuk kompleks dengan besi dan menyebabkan ekskresi dapat membersihkan besi NTBI (besi yang tidak terikat transferin) dan mempertahankan atau mengembalikan besi tubuh ke kadar yang aman. Dua agen

Page 283: Penerbit - erepo.unud.ac.id

268

kelator besi disetujui untuk digunakan di Amerika Utara: deferoksamin mesilat parenteral dan deferasiroks oral.

Deferoksamin adalah siderofor (senyawa pengikat besi) yang dihasilkan bakteri Streptomyces pilosus. Agen ini hanya sedikit diabsorpsi setelah pemberian oral dan dibuang dengan cepat sehingga diberlukan pemberian secara subkutan atau intravena. Satu molekul deferoksamin mengikat satu atom besi membentuk kompleks feroksamin yang bersifat inert secara metabolik. Besi plasma yang mengalami ikatan dengan deferoksamin terutama dieliminasi di ginjal. Hepatosit secara efisien dapat juga mengambil deferoksamin, yang kemudian melakukan ikatan terhadap besi hepatoseluler, dimana deferoksamin diekskresikan ke dalam cairan empedu. Di dalam sel, deferoksamin terlokalisasi di lisosom dimana ia menginduksi autofagi feritin sitosolik. Degradasi feritin sitosolik di lisosom melepaskan besi yang terikat dengan deferoksamin, dan besi yang mengalami pengikatan ini kemudian dibuang dari sel (DeDemenico et al., 2009).

Berlawanan dengan deferoksamin, kelasi besi sintetik deferasiroks diserap dengan baik dari saluran cerna dan dibuang dari sirkulasi secara perlahan. Dua molekul deferasiroks dibutuhkan untuk mengikat satu atom besi. Seperti deferoksamin, deferasiroks membentuk kompleks dengan besi plasma, namun kompleks deferasiroks-besi terutama dieliminasi melalui jalur hepatobilier. Hepatosit dengan mudah mengambil deferasiroks, yang melakukan pengikatan terhadap besi hepatoseluler. Kompleks deferasiroks-besi kemudian diekskresi ke cairan empedu. Di dalam sel, deferasiroks melakukan pengikatan besi sitosolik yang menyebabkan degradasi feritin proteasom (DeDemenico et al., 2009). Kelator besi ketiga, agen oral sintetik deferipron masih belum disetujui penggunaannya di Amerika Serikat atau Kanada. Di Eropa dan sejumlah negara lain, agen ini disetujui khususnya untuk pasien talasemia mayor jika deferoksamin menjadi kontra indikasi atau inadekuat (tabel 23).

2. Peran dan penggunaan klinis kelasi besiPenggunaan terapi deferoksamin mendahului penggunaan studi acak dengan kontrol

untuk memastikan efikasi terapi medis. Hanya satu studi acak kecil yang membandingkan deferoksamin dengan plasebo; studi ini melibatkan 20 anak dengan talasemia beta. Setelah rerata 5,8 tahun terapi dengan deferoksamin intramuskuler, rerata konsentrasi besi di hepar adalah 25,9 mg/g jaringan hati (berat kering) pada grup deferoksamin dan 42,2 mg/g pada grup kontrol. Pada umur 14 tahun, satu kematian terjadi di grup deferoksamin dan enam kematian terjadi di grup kontrol. Studi observasional telah meneliti efek deferoksamin dalam tatalaksana kelebihan besi akibat transfusi. Satu studi melibatkan 977 anak dengan talasemia mayor yang tergantung pada transfusi yang berhasil bertahan melewati usia 10 tahun. Survival selanjutnya diperiksa berdasarkan kohort kelahiran selama 5 tahun yang dimulai di awal tahun 1960; deferoksamin diperkenalkan pada tahun 1975. Survival rate meningkat secara progresif setiap kohort 5 tahun dan secara bermakna lebih tinggi pada anak yang lahir setelah tahun 1975 dibanding kohort sebelumnya.

Deferasiroks telah dibandingkan dengan deferoksamin dalam beberapa studi jangka pendek yang disponsori Novartis. Dalam studi terbesar, 586 anak dengan talasemia beta secara acak diberi salah satu agen tersebut, dosis disesuaikan dengan kadar besi dalam hati. Primary end point adalah persentase subyek dengan konsentrasi besi hepar yang bertahan atau menurun dalam 1 tahun; end point tercapai pada 52,9% pasien yang diberi deferasiroks dan pada 66,4% pasien yang diberi deferoksamin. Hasil ini, yang tidak

Page 284: Penerbit - erepo.unud.ac.id

269

memenuhi target non-inferioritas, berhubungan dengan dosis deferasiroks yang relatif terlalu rendah. Konsentrasi besi total dalam hati menurun dengan rerata 2,4 mg/g berat kering pada grup deferasiroks dan 2,9 mg/g pada grup deferoksamin. Belum ada studi yang berhasil memastikan efektivitas jangka panjang deferasiroks dalam mencegah toksisitas organ ataupun memperbaiki survival (Capellini et al., 2006). Deferiprone juga telah dibandingkan dengan deferoksamin pada sejumlah studi acak kecil. Seperti pada kasus deferasiroks, belum ada studi jangka panjang yang dilakukan untuk mengevaluasi efek deferiprone terhadap fungsi organ ataupun survival. Terapi kelasi besi harus dipertimbangkan pada pasien yang membutuhkan transfusi sel darah merah jangka panjang. Pasien tersebut mencakup pasien anemia sel sabit, sindrom mielodisplastik, talasemia mayor, anemia Diamond-Blackfan, anemia aplastik, dan bentuk anemia dapatan ataupun anemia refrakter. Terdapat beberapa alternatif selain kelasi besi pada sejumlah pasien. Beberapa penyakit dasar yang membutuhkan transfusi dapat disembuhkan dengan transplantasi sel punca hematopoietik. Pada sejumlah pasien dengan penyakit sel sabit, transfusi exchange dapat mengurangi atau menghindari kebutuhan akan kelator. Kadang plebotomi dapat menjadi pilihan untuk membuang kelebihan besi pada penyembuhan atau remisi dari anemia refrakter. Terapi kelasi sendiri kadang dapat menurunkan atau mengeliminasi kebutuhan transfusi pada pasien mielodisplasia atau mielofibrosis. Terapi ini mungkin tidak dibutuhkan pada pasien mielodisplasia atau anemia refrakter dapatan lain yang memiliki perkiraan survival kurang dari 1 tahun (Gattermann et al., 2008). Kecuali grup tersebut, terapi kelasi besi diindikasikan pada hampir semua pasien yang membutuhkan transfusi sel darah merah jangka panjang. Terapi ini menjadi kontra indikasi pada pasien yang hipersensitif terhadap agen atau eksipien (senyawa inert) pada formulasi kelasi besi, dan kondisi ini membutuhkan tatalaksana khusus pada pasien dengan penyakit ginjal berat atau anuria. Kelator harus dihindari atau digunakan dengan hati-hati pada pasien hamil atau menyusui (Britterham et al., 2011).

Idealnya, terapi ini harus dimulai sebagai profilaksis, sebelum terjadi akumulasi besi yang bermakna secara klinis. Terapi harus dimulai jika pasien mendapat 10 – 20 kali transfusi sel darah merah. Pasien yang telah menjalani transfusi berulang tanpa pengikatan yang cukup juga dapat berhasil diterapi, namun mereka mungkin akan membutuhkan regimen yang lebih intensif. Evaluasi pasien sebelum inisiasi atau penyesuaian terapi meliputi karakterisasi rinci penyakit dasar, dengan dokumentasi menyeluruh mengenai riwayat transfusi dan penggunaan kelator sebelumnya; penentuan kandungan besi dalam tubuh dengan pemeriksaan kadar besi hepar dan konsentrasi feritin serum; perkiraan laju masuknya besi melalui transfusi; dan pemeriksaan deposit besi di jantung. Beratnya disfungsi hati, jantung, atau endokrin yang diinduksi besi harus dipastikan, dan pada anak dan remaja, pertumbuhan dan maturitas juga harus dinilai. Evaluasi nutrisi dengan koreksi terhadap defisiensi yang terjadi juga direkomendasikan.

Di Amerika Serikat dan Kanada, pilihan kelasi besi untuk kelebihan besi akibat transfusi adalah deferoksamin parenteral atau deferasiroks oral. Keputusan paling baik diambil bersama pasien, dan bersama orang tua jika pasien masih anak-anak. Meskipun kekurangan data efektivitas jangka panjang, sebagian besar pasien sekarang memilih deferasiroks karena kemudahan penggunaan secara oral. Deferasiroks lebih dipilih untuk terapi profilaksis atau rumatan. Deferoksamin yang telah terbukti mengembalikan penyakit jantung yang diinduksi besi dan meningkatkan survival jangka panjang, dapat menjadi indikasi jika deferasiroks tidak efektif pada pasien tertentu, dan agen ini dapat dipilih untuk

Page 285: Penerbit - erepo.unud.ac.id

270

kelebihan besi yang berat, terutama dengan keterlibatan jantung. Sebaliknya, deferasiroks dapat menjadi pilihan yang lebih baik pada pasien yang tidak mampu mentoleransi infus deferoksamin subkutan. Deferasiroks juga dapat diganti dengan deferoksamin setelah besi dibuang dari jantung. Deferiprone tersedia di Amerika Serikat biasanya dikombinasi dengan deferoksamin, pada pasien gagal jantung yang diinduksi besi atau yang berisiko tinggi mengalami gagal jantung.

Deferoksamin diberikan secara subkutan atau intravena, biasanya dengan pompa portabel, selama 8 – 10 jam setiap hari, 5 – 7 hari per minggu. Pemberian subkutan lebih dipilih kecuali pada pasien dengan deposit besi yang berat di jantung, deferoksamin intravena kontinyu direkomendasikan pada pasien tersebut. Deferasiroks diberikan secara oral sekali sehari, dan deferiprone diberikan secara oral tiga kali sehari. Dosis agen kelasi besi ditentukan berdasarkan tiga faktor prinsip: ada atau tidaknya kelebihan besi di jantung, laju masuknya besi melalui transfusi, dan beban besi tubuh. Secara singkat, jika terdapat kelebihan besi di jantung, membersihkan jantung dari kelebihan besi menjadi tujuan terapi yang penting. Jika tidak ada kelebihan besi di jantung, tujuan jangka panjang adalah untuk mempertahankan besi dalam tubuh pada kadar yang memungkinkan penyimpanan yang aman sambil menghindari toksisitas obat ini. Semakin cepat laju masuknya besi melalui transfusi, semakin besar pula dosis obat yang akan dibutuhkan untuk mengendalikan akumulasi besi (Britteham, 2011). Dalam terapi, harus dilakukan pemeriksaan untuk pemantauan toksisitas obat sesuai potensi adverse effect agen yang akan digunakan. Pada pasien yang mendapat deferoksamin, pemeriksaan tersebut meliputi pemeriksaan fungsi pendengaran dan penglihatan setiap tahun. Pada pasien yang mendapat deferasiroks, pemeriksaan kadar kreatinin serum, aminotransferase serum, dan bilirubin serta darah lengkap harus dilakukan setiap bulan. Pada pasien yang mendapat deferiprone, pemeriksaan darah lengkap setiap minggu dan aminotransferase serum setiap bulan harus dilakukan.

Efektivitas terapi paling baik dipantau dengan pemeriksaan periodik terhadap konsentrasi besi jantung menggunakan magnetic resonance imaging (MRI) terhadap fungsi jantung, dan konsentrasi besi di hati, serta melalui pemeriksaan terhadap laju masuknya besi melalui transfusi sekali atau dua kali setahun, sesuai beratnya kelebihan besi. Penyesuaian dosis dapat dilakukan berdasarkan pedoman yang ada. Konsentrasi feritin serum biasanya diperiksa minimal setiap 3 bulan sekali. Fungsi hati, jantung, dan endokrin harus diperiksa pada awal terapi dan diulang secara periodik bersama status gizi, dan pertumbuhan serta maturasi pada anak dan remaja harus dipantau (Britteham, 2011) .

Pada tahun 2006, di Amerika Serikat, biaya tahunan untuk penggunaan deferoksamin sebagai kelator besi diperkirakan berkisar antara $6.824 – $29.209, ditambah $9.286 untuk infus, dan perkiraan biaya setiap tahun untuk deferasiroks berkisar antara $24.404 – $ 53.095 dimana biaya yang sebenarnya disesuaikan dengan dosis dan berat badan (Delea et al., 2007). Pemberian obat ini akan dibutuhkan selama transfusi berlanjut dan akan menjadi seumur hidup pada sebagian besar pasien.

3. Kelasi besi pada kanker Pengikatan besi berperan pada pengobatan kanker dengan target pada enzim yang

terlibat dalam tahapan sintesis DNA yaitu ribonucleotide reductase (RR). Enzim ini memediasi konversi keempat ribonukleotida menjadi deoksiribonukleotida, menyediakan

Page 286: Penerbit - erepo.unud.ac.id

271

prekursor yang diperlukan untuk sintesis DNA. RR terdiri dari dua subunit yaitu R1 dan R2. R1 bertanggung jawab pada ikatan ribonukleotida dan faktor alosterik. Besi penting pada aktivitas katalisis RR dan menstabilisasi radikal tirosil yang berlokasi dalam subunit R2, sehingga besi merupakan target nyata bagi obat kemoterapi. RR meningkat regulasinya pada sel kanker, memfasilitasi produksi deoksiribonukleotida untuk replikasi DNA dan pembelahan sel. Sehingga pengurangan besi dari sel kanker yang cepat berkembang dengan menggunakan pengikat besi dapat mengurangi prekuror DNA yang berguna untuk replikasi sel kanker (Kalinowsky et al., 2005).

Aktivitas anti proliferasi dan lipofilisitasPengikat dengan lipofilisitas yang tinggi secara teori memiliki keuntungan

dibandingkan dengan ligan yang kurang larut lemak karena dapat memasuki sel dengan mudah dan selanjutnya mengurangi besi dari simpanan besi intraseluler yang diperlukan untuk penggabungan besi dengan subunit R2. Ligan ini dapat berinteraksi langsung dengan pusat besi hidrofobik RR. Bukti-bukti terdahulu menunjukkan peningkatan aktivitas antiproliferasi dengan peningkatan hidrofobisitas pengikat besi. Kecenderungan ini disebabkan kemampuan ligan lipofilik untuk melewati membran dan mengakses simpanan besi intraseluler yang penting untuk proliferasi seluler (Kalinowsky et al., 2005).

Aktivitas antiproliferasi dan redoksAgen pengikat besi dengan aktivitas antiproliferasi tinggi tidak hanya mampu

pengikat besi tapi juga menurunkan ketersediaan besi pada LIP dan meningkatkan aktivitas redoksnya. Contoh ligan tipe ini antara lain tiosemicarbazone seperti triapine dan beberapa aroylhydrazone seperti klas 2-pyridylketone isonicotinoyl hydrazone (PKIH). Ligan yang mampu berikatan dengan Fe2+ dan Fe3+ yang memiliki efek potensial pada siklus redoks. Pengikat besi yang mengandung donor atom ‘lunak’, seperti nitrogen, memiliki potensi redoks yang lebih rendah dan inti besi dapat dikurangi secara enzimatik pada kondisi biologis. Fe2+ yang dihasilkan dapat mengkatalisasi radikal oksigen, selanjutnya terjadi kerusakan oksidatif dan kematian sel. Sebaliknya kelompok ‘keras’ seperti hidroksamat oksigen dari siderofor heksadentat, DFO (deferoksamin), memiliki afinitas lebih besar terhadap Fe3+ dibandingkan dengan Fe2+. Dengan ligan heksadentat tersebut koordinasi bulat terokupasi, mencegah akses langsung hidrogen peroksida atau oksigen dengan pusat besi kompleks. Sebaliknya kompleks bidentat dan tridentat secara kinetik labil dan mampu untuk membentuk kompleks disosiasi secara parsial, masing-masing membentuk kompleks 2:1 dan 1:1. Kompleks parsial ini menyebabkan kation permukaan terekspos dan sebagai konsekuensinya dapat memfasilitasi produksi spesies radikal yang rusak. Properti tersebut menyebabkan pengikat besi dapat memulai aktivitas redoks ion logam itu, memproduksi ROS dan selanjutnya menyebabkan kematian sel. Aktivitas anti redoks dari kelasi besi menawarkan bentuk pengobatan alternatif pada pengobatan kanker yang resisten terhadap kemoterapi standar (Kalinowsky et al., 2005).

Beberapa penelitian memeriksa efek pengikatan besi pada p53 dan target turunannya p21CIP1/WAF1 dan GADD45. Data dari penelitian ini menunjukkan peningkatan ekspresi protein p53 setelah pengikatan, walaupun aktivitas ikatan p53-DNA tidak tercapai secara langsung. Pada sistem bebas sel p53 hadir sebagai subjek bagi regulasi redoks. Oksidan atau pengikat logam mengganggu konformasi p53 dan penurunan aktivitas ikatan DNA

Page 287: Penerbit - erepo.unud.ac.id

272

pada lisat. Sebaliknya pada sistem sel penuh menunjukkan bahwa pengikat besi, 1,10-phenanthroline, dapat menginduksi aktivitas transaktivasional p53 juga spesifik sekuens ikatan DNA pada kondisi tergantung dosis. Pengikat besi ini menginduksi ekspresi beberapa gen target p53 yang telah diketahui termasuk p21WAF1/CIP1 dan mdm-2, tapi tidak Bax, GADD45 atau proliferating cell nuclear antigen (PCNA). Peningkatan aktivitas p53 yang diinduksi 1,10-phenanthroline tidak diakibatkan peningkatan mRNA atau kadar protein p53. Peningkatan aktivitas p53 kemungkinan disebabkan peningkatan konversi p53 laten terhadap bentuk ikatan DNA aktif. Penelitian terbaru menunjukkan beberapa mekanisme yang terlibat pada peningkatan aktivitas p53 transkripsional setelah pengikatan besi (Le et al., 2002).

Suksesnya kelasi besi sebagai agen anti tumor yang potensial ditandai dengan masuknya uji klinis Triapine saja atau kombinasi dengan kemoterapi konvensional pada fase I dan II. Hasil terbaru menunjukkan agen ini berhasil menurunkan jumlah sel darah putih sebesar 50% pada pasien leukemia. Seri lain kelator yaitu klas PIH menyebabkan pertumbuhan ligan yang sangat permeable terhadap 2hydroxy1napthylaldehyde isonicotinoyl hydrazone. Komponen ini menunjukkan efektivitas kelasi besi dan aktivitas antitumor yang lebih kuat dibandingkan DFO. Sejumlah penelitian dilakukan untuk memeriksa peran besi pada regulasi siklus sel dalam rangka memahami efek kelator besi pada proliferasi seluler dan menghasilkan ligan yang lebih efektif (Yu et al., 2007).

Telah dihasilkan komponen dengan aktivitas anti tumor seperti deferrioxamine (desferal atau desferrioxamine) dan dexrazoxane (ICFR-187) jika dikombinasi dengan doxorubicin yang ditargetkan pada metabolisme besi. Pengikat besi dexrazoxane (ICRF-187), derivat EDTA yang bersifat siklik terhadap permeabel sel, telah disetujui Food and Drug Administration unuk menurunkan insiden dan keparahan kardiomiopati yang diinduksi doxorubicin pada wanita dengan kanker payudara metastase yang teah mendapatkan doxorubicin dengan dosis kumulatif 300 mg/m2, namun tidak memiliki aktivitas anti tumor jika diberikan tunggal. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa desferrioxamine mampu untuk menghambat pertumbuhan tumor payudara tanpa intervensi tumorisidal doxorubicin. Namun pendeknya waktu paruh dan kurangnya permeabilitas membran membatasi penggunaan desferrioxamine sebagai agen anti tumor (Rao et al., 2009).

4. Kelasi besi pada penyakit neurodegeneratifBeberapa penyakit neurodegeneratif dihubungkan dengan gangguan metabolisme

besi di sistem saraf pusat. Tingginya konsentrasi besi sering ditemukan pada penyakit Parkinson dan Alzheimer. Pada kondisi tersebut, stres oksidatif yang diinduksi besi, bersama dengan gangguan kapasitas antioksidan menyebabkan kematian neuron dan neurodegenerasi. Peningkatan akumulasi besi di otak yang kaya akan oksigen dan asam lemak menjadi lingkungan yang ideal untuk stres oksidatif dan kerusakan jaringan yang tidak dapat diperbaiki. Karena besi dan proses oksidatif terlibat dalam patogenesis penyakit neurodegeneratif, pendekatan terapi kelasi besi dapat membantu memperlambat proses degeneratif ataupun memperbaiki kerusakan jaringan otak (Sadrzadeh et al., 2004).

Pada penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer dan Parkinson, mentarget besi intrasel merupakan mekanisme yang diketahui dengan baik untuk menginduksi berhentinya siklus sel dan apoptosis. Penggunaan obat kelasi besi ini akan memperlambat proses degenerasi atau memperbaiki cedera jaringan otak melalui cara tersebut. Pada

Page 288: Penerbit - erepo.unud.ac.id

273

Alzheimer, obat ini melemahkan kejadian neuropatologi akibat stres oksidatif dalam spektrum luas, juga translasi APP (amyloid precursor protein), pembentukan Aβ, serta pembentukan plak amiloid dan NFT (neurofibrillary tangles). Obat pengikat besi juga akan menstabilkan HIF-1 yang nantinya akan mentransaktivasi ekspresi gen protektif seperti vascular endothelial growth factor (VEGF), eritropoietin, aldolase, dan p21. Selain itu, penggunaan pengikat besi pada Alzheimer juga berhubungan dengan kemampuan agen tersebut untuk menghentikan reaktivasi siklus sel anomali pada neuron yang mengalami degenerasi paska mitosis (Brittenhem,2011).

5. Efek samping kelasi besi Rasa tidak nyaman atau nyeri di lokasi infus subkutan terjadi pada hampir semua

pasien yang mendapat deferoksamin subkutan, dan sejumlah pasien mengalami indurasi atau eritema. Gejala tersebut sering dapat dikurangi dengan penggunaan krim anestetik atau glukokortikoid. Toksisitas pada mata dan telinga yang berhubungan dengan deferoksamin juga telah dilaporkan, dan dalam satu seri yang melibatkan 89 pasien yang diterapi dengan agen ini, 13 mengalami kebutaan, tuli, atau keduanya. Studi selanjutnya menunjukkan insiden toksisitas yang jauh lebih rendah, dan risiko ini dapat diminimalkan dengan cara tidak melebihi dosis 50 mg/kg BB pada pasien dengan kelebihan besi dan dengan cara menurunkan dosis jika konsentrasi besi di hati mendekati normal. Meskipun terapi dengan deferoksamin dapat mengurangi komplikasi endokrin akibat kelebihan besi, misalnya keterlambatan pubertas, deferoksamin sendiri dapat mengganggu pertumbuhan akibat displasia tulang. Untuk meminimalkan efek ini, dosis deferoksamin pada anak kecil tidak boleh melebihi 25 – 30 mg/kg. Dalam studi deferasiroks, gangguan saluran cerna terjadi pada sekitar 15% pasien, kemerahan pada 11%, dan peningkatan kadar kreatinin serum pada 38%. Angka yang serupa ditemukan pada studi selanjutnya. Pada Januari 2010, berdasarkan studi post-marketing, FDA mengharuskan adanya perubahan informasi peresepan untuk deferasiroks. Informasi baru menyatakan bahwa obat tersebut dapat menyebabkan gangguan atau gagal ginjal dan hati yang berpotensi fatal, serta perdarahan saluran cerna. Efek ini dilaporkan terjadi lebih sering pada pasien yang berusia lebih tua dan pada pasien sindrom mielodisplastik risiko tinggi, trombositopenia, atau gangguan ginjal atau hati sebagai penyakit dasar (Capellini et al., 2006).

Efek samping yang paling sering dari deferiprone adalah diare dan efek di saluran cerna, artropati (meliputi artritis berat dengan disabilitas yang bermakna secara klinis), peningkatan kadar enzim hati serum, dan progresi fibrosis hati yang berhubungan dengan peningkatan kelebihan besi atau hepatitis C. Sedang efek yang paling membahayakan adalah agranulositosis (insiden 1,1%) dan netropenia (insiden 4,9%); direkomendasikan untuk memeriksan hitung netrofil setiap minggu. Abnormalitas neurologis dilaporkan pada penggunaan deferiprone dengan dosis yang lebih tinggi dari yang direkomendasikan (Brittenhem,2011).

Pedoman dan implikasi klinik kelasi besiPedoman dan konsensus mengenai tatalaksana penyakit sel sabit, talasemia, anemia

Diamond-Blackfan, anemia aplastik, dan sindrom mielodisplastik, semua mencakup rekomendasi terapi kelasi besi untuk kelebihan besi akibat transfusi. Semua pedoman tersebut secara umum sesuai dengan pendekatan tersebut, meskipun terdapat variasi dalam rekomendasi secara individual sesuai tahun publikasi dan penyakit yang mendasari.

Page 289: Penerbit - erepo.unud.ac.id

274

Misalnya, pedoman kelator besi pada talasemia biasanya menyarankan pemeriksaan kadar feritin serum sebagai cara yang bermanfaat untuk pemantauan kelebihan besi, sedangkan pedoman untuk tatalaksana penyakit sel sabit menekankan bahwa kadar feritin dapat berubah akibat adanya penyakit hati dan inflamasi. Pedoman tatalaksana talasemia oleh Italian Society of Hematology menyarankan deferoksamin sebagai terapi lini pertama dibanding obat lainnya, sedangkan sebagian besar pedoman lain tidak menyatakan pilihan tertentu (Brittenham, 2011).

Kemampuan deferoxamine untuk mencegah kerusakan jantung dan organ vital lainnya dan manfaatnya dalam penanganan kelebihan besi akibat transfusi berulang sudah diakui. Keterbatasan deferoxamine adalah dari sisi ketidaknyamanan pada saat pemberiannya sehingga mengurangi kepatuhan pasien. Tersedianya beberapa obat kelasi besi oral yang efektif akan sangat menguntungkan sehingga akan meningkatkan kualitas hidup pasien yang membutuhkan kelasi besi. Beberapa permasalahan yang masih mengganjal adalah apakah obat oral bisa dipergunakan sebagai obat lini pertama ataukah obat oral ini hanya ditawarkan sebagai obat lini kedua untuk pasien yang gagal dengan terapi sebelumnya baik karena efek samping maupun karena ketidakpatuhan dan apakah obat-obat ini dapat digunakan sebagai obat kombinasi.

Untuk menjawab permasalahan ini tentu diperlukan bukti yang kuat tentang pengaruh masing pilihan terapi terhadap mortalitas dan morboditas termasuk tolerabilitasnya. Sampai saat ini bukti tentang hal tersebut masih belum tersedia dengan cukup sehingga dibutuhkan studi lebih lanjut. Untuk keperluan praktik klinis, minimal yang dapat dilakukan adalah meningkatan kepatuhan pada terapi awal dan penggantian hanya dilakukan apabila setelah dilakukan penilaian memang terjadi kegagalan terhadap terapi sebelumnya.

Pada pilihan lainnya semua pasien kalau memungkinkan diberikan obat oral karena lebih nyaman sehingga kepatuhan lebih bisa diharapkan dan rasanya akan lebih disukai semua pasien. Untuk mendukung ini diperlukan bukti pendukung bahwa memang obat oral lebih baik atau minimal sama dengan obat yang sebelumnya sudah ada yaitu deferoxamine.

Kompromi yang mungkin bisa dilakukan adalah mengkombinasikan antara obat oral dengan dosis deferoxamine yang terbatas. Keuntungan terbesar dari pendekatan ini adalah tidak meninggalkan obat lama yang notabene masih efektif dan aman, namun disisi lain mengurangi ketidaknyamanan karena teknik pemberiannya yang rumit dengan menambahkan obat oral yang efektif. Kombinasi ini menawarkan fleksibilitas yang cukup besar sesuai dengan pilihan pasien. Kombinasi obat sudah banyak dilakukan pada beberapa penyakit lainnya dan terbukti cukup efektif baik dari aspek efikasi maupun analisis biaya. Hal ini sepertinya sudah banyak dilakukan para klinisi dalam merawat pasien-pasien dengan talasemia (Herscko, 2006).

Ada beberapa hal yang belum pasti terkait pendekatan optimal untuk terapi kelator besi ini. Pertama, berbagai kombinasi biner agen ini diperiksa dengan penggunaan off-label, baik pemberian secara sinkron atau sekuensial. Manfaat klinis terapi kombinasi saat ini belum jelas, karena tidak ada bukti superioritas kombinasi spesifik dibanding satu agen tunggal. Kedua, MRI yang dilakukan untuk mengevaluasi kandungan besi di hati, jantung, dan organ lain telah menjadi metode pilihan untuk memandu terapi, namun metode terkalibrasi saat ini belum tersedia. Studi deferasiroks selama 1 tahun yang melibatkan pasien dengan berbagai jenis anemia menggunakan pendekatan

Page 290: Penerbit - erepo.unud.ac.id

275

alternatif; peneliti menggunakan laju masuknya besi melalui transfusi sebagai dasar penentuan dosis awal, dan nantinya menyesuaikan dosis berdasarkan pemeriksaan kadar feritin serum dan penanda keamanan. Efikasi jangka panjang strategi ini masih belum pasti (Capellini et al., 2006). Ketiga, pada pasien dengan sindrom mielodisplastik yang menjalani transfusi jangka panjang dan pada mereka yang diharapkan mencapai survival lebih panjang, terapi kelasi besi sesuai untuk digunakan. Pada pasien secara individu, manfaat terapi tersebut bervariasi oleh karena adanya morbiditas akibat jenis obatnya, prognosis yang bervariasi karena penyakit dasar berbeda, serta periode latensi antara onset transfusi dengan terjadinya manifestasi klinis kelebihan besi. Data dari studi acak prospektif mengenai manfaat klinis masih terbatas dimana morbiditas dan mortalitas yang menurun dengan penggunaan obat ini pada pasien tersebut. Keempat, terdapat bukti yang menunjukkan bahwa kelebihan besi berhubungan dengan lebih rendahnya kejadian kardiomiopati, endokrinopati, dan kondisi lain pada pasien talasemia. Mungkin terdapat keterlibatan efek kondisi inflamasi sistemik pada penanganan besi pada pasien anemia sel sabit, juga perbedaan kecepatan dan durasi transfusi serta usia pertama kali dimulainya transfusi jangka panjang, serta beratnya eritropoiesis yang inefektif, dan absorpsi besi di saluran cerna. Masih belum jelas apakah data tersebut dapat menjadi dasar yang cukup untuk merekomendasikan nilai ambang besi tubuh yang lebih tinggi untuk memulai terapi kelasi besi pada pasien anemia sel sabit, terutama terkait potensi risiko penyakit hati yang diinduksi besi. Terakhir, masih belum dapat dipastikan mengenai konsentrasi besi yang optimal di hati untuk meminimalkan risiko progresi fibrosis hati menjadi sirosis dan komplikasi akhirnya yaitu karsinoma hepatoseluler (Brittenham, 2011).

Daftar pustaka1. Aapro M, Osterborg A, Gascon P, Ludwig H, and Beguin Y. 2012. Prevalence and

management of cancer related anemia, iron deficiency and he specific role of i.v. iron. Annals of Oncology;23:1954-62.

2. Aapro MT, and Link, H. 2008. Update on EORTC Guidelines and Anemia management with erythropoiesis-stimulating agents. The Oncologist;13(supll3):33-36. Available from: http//www.TheOncologist.alphamedpress.org Accessed on 10th August 2012.

3. Adamson JW. Iron deficiency and other hypoproliferative anemias. In: Braunwald E, Fauci AS, Kasper DL, Hauser SL, Longo Dl, Jameson JL, editors. Harrison’s Principles of Internal Medicine. 15th ed. 2001. New York: McGraw-Hill; 660-5.

4. Adamson JW. 2008. The anemia of inflammation/malignancy: mechanisms and management. American Society of Hematology;159-65.

5. Agarwal R. 2007. Non hematological Benefits of iron. Am J Nefrol;27:505-71.6. Ahluwalia, N, Sun, J, Krause, D, Mastro, A, and Handte, G. 2004. Immune function

is impaired in iron-deficient, homebound, older women. Am J Clin Nutr;79:516-21.

7. AL RA, Unlubilgin E, Kandemir O, Yalvac S, Cakir L, and Haberal A. 2005. Intravenous versus oral iron for treatment of anemia in pregnancy: a randomized trial. Obstetrics and Gynecology;106(6):1335-40.

8. Aleyne M, Home, MK, and Miller JL. 2008. Individualized treatment for iron deficiency anemia in adults. Am J Med;121(11):943-8.

Page 291: Penerbit - erepo.unud.ac.id

276

9. American Academy of Pediatrics, Committee on Nutrition. Nutritional needs of the premature infant. In: Kleinman RE, editor. Pediatric Nutrition Handbook. 6th ed. 2008. Elk Grove Village, IL: American Academy of Pediatrics;pp.79-112.

10. Andrews NC. Anemia of inflammation: the cytokine-hepcidin link. 2004. The Journal of Clinical Investigation;113(9):1251-53.

11. Andrews NC. 2008. Forging a field: the golden age of iron biology. Blood;112(2):218-30.

12. Andrews NC. 1999. Disorder of iron metabolisme. N Eng J Med;341:1986-95.13. Anyaeze CM. 2003. Reducing burden of hook-worm disease in the management of

upper abdominal pain in the tropics. Trop Doct;33:174-5.14. Ashworth CJ, and Autipatis C. 2001. Micronutrient programming of development

throughout gestation. Reproduction;122:527-35. 15. Aspuru K, Villa C, Bermejo F, Herrero P, and Lopez SG. 2011. Optimal management

of iron deficiency anemia due to poor dietary intake. International Journal of General Medicine;4:741-50.

16. Auerbach M, Ballard H, and Glaspy J. 2007. Clinical uupdate: intravenous iron for anaemia. Lancet; 369:502-1504.

17. Auerbach M, Silbesrstein PT, Webb RT, Averyanova S, Ciuleanu TE.. 2010. Darbepoetin alfa 300 or 500 lg once every 3 weeks with or without intravenous iron in patients with chemotherapy induced anemia. American Journal of Hematology;85:655-63.

18. Auerbach MM, Chaudhry M, Goldman H, and Ballard H. 1998. Value of methylprednisolone in prevention of the arthralgiamyalgia syndrome associated with the total dose infusion of iron dextran: a double blind randomized trial. J Lab Clin Med;131:257-60.

19. Baker RD, and Greer FR. 2010. Clinical Report-Diagnosis and Prevention of Iron Deficiency and Iron Deficiency Anemia in infants and young children (0-3) years. Pediatric;126:1040-50.

20. Baker WF. 2000. Iron deficiency in pregnancy, obstetrics and gynecology. Hematology/Oncology Clinics of North America;14:1-20.

21. Bakta IM, and Budhianto FX. 1994. Hookworm anemia in the adult population of Jagapati village, Bali, Indonesia. The southeast asian journal of tropical pathology;14:603-09.

22. Balakrishnan VS, et al. 2009. Physiochemical properties of ferumoxytol, a new intravenous iron preparation. European Journal of Clinical Investigation;36:489-96.

23. Beard JL. 2001. Iron biology in immune function, muscle metabolism and neuronal functioning. J Nutr;131(2S-2):568S-579S.

24. Bethony J, Chen J, Lin S, 2002. Emerging patterns of hookworm infection in Hainan Province, People’s Republic of China. Clinical Infectious Diseases;35(11):1336-44.

25. Beutler E. Disorders of iron metabolism. In: Lichtman MA, Kipps TJ, Kaushansky K, Beutler E, Seligsohn U, and Prchal JT, editors. William hematology. 7 ed. 2006. New York: McGraw-Hill;511-53.

26. Beutler E, Hoffbrand AV, and Cook JD. 2003. Iron deficiency and overload. Hematology Am Soc Hematol Educ Program:40-61.

Page 292: Penerbit - erepo.unud.ac.id

277

27. Birgegard G, Aapro MS, Bockemeyer C, Dicato M, Drings P, Hornedo J, Krzakowski M, Ludwig H, Pecorelli S, Schmoll H, Scheneider M, Schrijvers D, Sasha D, Van Belle S, 2005. Cancer Related Anemia: Pathogenesis, Prevalence and Treatment. Oncology 68(suppl 1):3-11.

28. Bini EJ, Micale PL, and Weinshel EH. 1998. Evaluation of the gastrointestinal tract in premenopausal women with iron deficiency anemia. Am J Med;105:281-6.

29. Bloomberg RD, Fleishman A, Nalle JE, Herron DM, and Kini S. 2005. Nutritional deficiencies following bariatric surgery: what have we learned? Obes Surg;15(2):145-54.

30. Bohlius J, Weingart O, Trelle S, and Engert A. 2006. Cancer-related anemia and recombinant human erythropoietin-an update overview. Nat Clin Pract Oncol.;3:152-64.

31. Bohlius J, Wilson J, Seidenfeld J, et al. 2006. Recombinant human erythropoietins and cancer patients: update meta-analysis of 57 studies including 9353 patients. J Natl Cancer Inst;98:708-14.

32. Bonkovsky HL, Jawaid Q, Tortorelli K, LeClair P, Cobb J, Lambrecht RW, et al. 1999. Non-alcoholic steatohepatitis and iron: increased prevalence of mutations of the HFE gene in iron-alcoholic steatohepatitis. J Hepatol;31(3):421-9.

33. Breymann C, Gliga F, Bejenariu C, and Strizhova N. 2008. Comparative efficacy and safety of intravenous ferric carboxymaltose in the treatment of postpartum iron deficiency anemia. International Journal of Gynecology and Obstetrics;101(1):67–73.

34. Brittenhem GM. 2011. Iron Chelating Therapy for Transfusional Iron Overload. N Engl J Med;364:146-56.

35. Brutsaert TD, Hernandez-Cordero S, Rivera J, Viola T, Hughes G, and Haas JD. 2003. Iron supplementation improves progressive fatigue resistance during dynamic knee extensor exercise in iron-depleted, nonanemic women. Am J Clin Nutr; 77(2):441-48.

36. Calabrich A, and Kartz A. 2011. Management of Anemia in Cancer Patients. Future Oncology;7:507-17.

37. Camaschella C, Roetto A, and de Cobbi M. 2002.Genetic hemochromatosis: genes and mutations associated with iron overloading. Best Pract Res Clin Hematol; 15: 261-76.

38. Camaschella C. 2005. Understanding iron homeostasis through genetic analysis of hemochromatosis and related disorders. Blood;106:3710-7.

39. Cappellini MD, Cohen A, Piga A, et al. 2006. A phase 3 study of deferasirox (ICL670), a once-daily oral iron chelator, in patients with beta-thalassemia. Blood;107:3455-62.

40. Cardenas VM, Mulla ZD, Ortiz M, and Graham DY. 2006. Iron deficiency and Helicobacter pylori infection in the United States. American Journal of Epidemiology;163(2):127-34.

41. Caro JJ, Salas M, Ward A, and Goss G. 2001. Anemia as an independent prognostic factor for survival in patients with cancer: a systemic, qualitative review. Cancer; 91:2214-21.

42. Castro RS, Irwin C, Mariarty–Suggs C. Diagnosis and Management of Iron Deficiency Anemia. California Journal of Health System Pharmacy 2010,March-April:5-12.

Page 293: Penerbit - erepo.unud.ac.id

278

43. Centers for Disease Control and Prevention, National Center for Health Statistics. National Health and Nutrition Examination Survey. 2008. Available at: www.cdc.gov/nchs/nhanes.htm.Accessed September 29.

44. Chen J, Zhao X, Zhang X, et al. 2005. Studies on the effectiveness of NaFeEDTA-fortified soy sauce in controlling iron deficiency: a population-based intervention trial. Food Nutr Bull;26(2):177-86.

45. Chen LH, and Lou HS. 2007. Effects of H pylori therapy on erythrocytic and iron parameters in iron deficiency anemia patients with H pylori-positive chronic gastristis. World journal of gastroenterology;13:5380-83.

46. Cheng PP, Jiao XY, Wang XH, Lin JH, Cai YM. 2011. Hepcidin expression in anemia of chronic disease and concomitant iron-deficiency anemia. Clin Exp Med;11:33-42.

47. Cherfow GM, Mason PD, Vaage-Nilsen O, and Ahlmen J. 2006. Update on adserve drug events associated with parental iron. Nephrol Dial Transplant;21:378.

48. Cook JD. 2005. Diagnosis and management of iron-deficiency anaemia. Best Pract Res Clin Haematol;18:319-32.

49. Cook JD, Flowers CH, and Skikne BS. 2003. The quantitative assessment of body iron. Blood;101:3359-64.

50. Costa DB, and Drews RE. Peripheral Effect of Iron Deficiency. In: Yehuda S, Mastrofsky DI, editors. Nutritional and Health : Iron Deficiency and Overload. Humana Press,Springe LLC 2010,pp. 159-80.

51. Crompton DWT. 2000. The public health importance of hookworm disease. Parasitology; 121:S39–S50.

52. Cusick SE, Mei Z, Freedman DS, et al. 2008. Unexplained decline in the prevalence of anemia among US children and women between 1988-1994 and 1999-2002. Am J Clin Nutr;88:1611-17.

53. Delea TE, Edelsberg J, Sofrygin O. 2007. Consequences and costs of noncompliance with iron chelation therapy in patients with transfusion-dependent thalassemia: a literature review. Transfusion 47:1919-29.

54. De Almeida SF, Carvalho IF, Cardoso CS, Cordeiro JV, Azevedo FE, Neefjes J, et al. 2005. HFE crosstalks with the MHC class I antigen presentation pathway. Blood;106:971-7.

55. De Domenico I, Ward DM, Kaplan J. Specific iron chelators determine the route of ferritin degradation. Blood 2009;114:4546-4551

56. Dewar DH, and Ciclitira PJ. 2005. Clinical features and diagnosis of celiac disease. Gastroenterology;128(4 Suppl 1):S19-24.

57. Dicato M, Plawny L, and Diederich M. Anemia in cancer. Annals of oncology 2010; 21 supp 7:167-72. Available from: http//www.annonc.oxfordjournals.org/ Accesed on 24th October 2012.

58. Drake VJ. Micronutrient research for optimum health. Linus Pauling Institute,Oregon University. Update August 2009.

59. Duchini A. Hemochromatosis. Medscape reference, update 2011. Available from:// emedicine.medscape.com/article/177216.

60. Ekbom K, and Ulfberg J. 2009. Restless legs syndrome. J Intern Med;266:419-31.

Page 294: Penerbit - erepo.unud.ac.id

279

61. Faich G, Strobos J, and Matzke GR. 1999. Sodium ferric gluconate complex in sucrose: safer intravenous iron therapy than iron dextrans. Amenican Journal of Kidbey Diseases;33(3):464-597.

62. Falize L, Guillygomarc’h A, Perrin M, Laine F, Guyader D, Brissot P, et al. 2006. Reversibility of hepatic fibrosis in treated genetic hemochromatosis: a study of 36 cases. Hepatology;44(2):472-7.

63. Fawcett RS, Linford S, and Stulberg DL. 2004. Nail abnormalities: clues to systemic disease. American family physician;69:1417-24.

64. Feder JN, Gnirke A, Thomas W, Tsuchihasshi Z, Ruddy DA, Basava A, et al. 1996. A Novel MHC class i-like gene is mutated in patients with hereditary haemochromatosis. Nat Genet;13:399-408.

65. Feraheme® [package insert]. Lexington, MA. AMAG Pharmaceuticals Inc; 2009.66. Ferrlecit ® [package insert]. Corona, CA: Watson Pharma, Inc; 2006.67. Fleming RE, and Sly WS. 2002. Mechanisms of iron accumulation in hereditary

hemocrromatosis. Annu Rev Physiol;64:663-80.68. Fleming RE, and Premponka. 2012. Mechanisms of disease: Iron Overload in

Human Disease. N Engl J M;366:348-59.69. Forley PC, and Foland J. 1990. Iron deficiency anemia: How to diagnose and

correct. Postgraduate Medicine;87(2):89-96.70. Friedman JF, Kanzaria HK, and McGarvey ST. 2005. Human schistosomiasis and

anemia: the relationship and potential mechanism. Trend in Parasitology;21(8):386-92.

71. Friel JK, Aziz K, Andrews WL, Harding SV, Courage ML, and Adams RJ. 2003. A double-masked, randomized control trial of iron supplementation in early infancy in healthy term breast-fed infants. J Pediatr;143(5):582-86.

72. Furutani T, Hino K, Okuda M, et al. 2006. Hepatic iron overload induces hepatocellular carcinoma in transgenic mice expressing the hepatitis C virus polyprotein. Gastroenterology;130:2087-98.

73. Gale E, Torrence J, Bothwell T. 1963. Quantitative estimation of total iron stores in human bone marrow. J clin Inves;42: 1076-82.

74. Ganz T, and Nemeth E. 2009. Iron sequestration and anemia of inflammation. Semin Hematol;46(4):387-93.

75. Ganz T, and Nemeth E. 2009. The Role of Hepcidin in Iron Metabolism. Acta Haematologica;122:78-86.

76. Gardner LB, and Benz EJ. 2005. Anemia of Chronic Disease. In: Hoffman R, Benz EJ, Shatill SJ, Furie B, Cohen HJ, Silberstein LE, McGlare P,editors. Hematology: Basic Principles and Practice. Elsevier Chirchill Livingstone, Philadelphia;pp. 580-88.

77. Gattermann N.2008. Overview of guidelines on iron chelation therapy in patients with myelodysplastic syndromes and transfusional iron overload. Int J Hematol 88:24-29.

78. Gera T, and Sachdev HP. 2002. Effect of iron supplementation on incidence of infectious illness in children: systematic review. BMJ;325(7373):1142.

79. Ghosh K. 2006. Non hematological effect o f iron deficiency a perspective. Practtitionals secter;60:30-7.

Page 295: Penerbit - erepo.unud.ac.id

280

80. Goddard AF, McIntryre AS, and Scott BB. 2000. Guidelines for the management of iron deficiency anemia. Gut;46(iv)1-5.

81. Golub MS, Hogrefe CE, Tarantal AF, et al. 2006. Diet-induced iron deficiency anemia and pregnancy outcomes in rhesus monkeys. American Journal of Clinical Nutrition;83(3):647-56.

82. Goodnough LT, Van Wyck DB, Mangione A, Morrison J, Hadley PE, and Jehle JA. 2009. Large-dose intravenous ferric carboxymaltose injection for iron deficiency anemia in heavy uterine bleeding: a randomized, controlled trial. Transfusion; 49:12 2719-28.

83. Gupte S, Gupta RK, and Gupta R. 2001. Iron deficiency anemia: Management and Prevention in Children. JK Scienee;3:160-65.

84. Guyatt GH, Oxman AD, Ali M, Willan A, McIlroy W, and Patterson C. 1992. Laboratory diagnosis of iron-deficiency anemia: an overview. J Gen Intern Med;7:145-53.

85. Haas JD, and Brownlie IVT. Iron Deficiency and Reduced Work Capacity: A Critical Review of the Research to Determine a Causal Relationship. J Nutr 2001;131:676-90. Available from: http//www. jn.nutrition.org. Accessed on 22th March 2012.

86. Hay G, Sandstad B, Whitelaw A, and Borch-Iohnsen B. 2004. Iron status in a group of Norwegian children aged 6-24 months. Acta Paediatrica, International Journal of Paediatrics;93(5):592-98.

87. Hercberg S, and Galan P. 1989. Biochemical effects of iron deprivation. Acta Paediatr Scand suppl;361:63–70.

88. Hershko C. 2006. Oral iron chelators: new opportunities and new dilemmas. Hematologica;91(10):1307-12.

89. Hershko C. 2010. Pathogenesis and management of iron toxicity in thalassemia. Ann N Y Acad Sci;1202:1-9.

90. Hershko C, Patz J, and Ronson A. 2007. The anemia of achylia gastric revisited. Blood cells, molecules & disease;39:178-83.

91. Hiatt T, Trotter JF, and Kam I. 2007. Hepatocellular carcinoma in a noncirrhotic patient with hereditary hemochromatosis. Am J Med Sci;334:228–30.

92. Hilman RS, and Ault KA. 2002. Hematology in Clinical Practce. A Guide to Diagnosis and Management. New York: Mc Graw-Hill:pp. 51-61.

93. Hinton PS, Giordano C, Brownlie T, Haas JD. 2000. Iron supplementation improves endurance after training in iron-depleted, nonanemic women. J Appl Physiol;88:1103-11.

94. Hinton PS, and Sinclair LM. 2007. Iron supplementation maintains ventilator threshold and improves energetic efficiency in iron-deficient nonanemic athletes. Eur J Clin Nurt;61:30-39.

95. Ho CH, Chau WK, Hsu HC. 2005. Predictive risk factors and prevalence of malignancy in patients with IDA in Taiwan. Am J Hematol;78:108.

96. Hohaus S, Massini G, Giachelia M, et al. 2010. Anemia in Hodgkin’s lymphoma: The role of interleukin-6 and hepcidin. J Clin Oncol;28:2538-43.

97. Hong CC, Ambrosone CB, Ahn J, et al. 2007. Genetic variability in iron-related oxidative stress pathways (Nrf2, NQ01, NOS3, and HO-1), iron intake, and risk of postmenopausal breast cancer. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev;16:1784-94.

Page 296: Penerbit - erepo.unud.ac.id

281

98. Hotez PJ, Brooker S, Bethany JM, Battazzi ME, Loukas A, and Xiao S. 2004. Hookworm Infections. N Engl Journal M;351:799-807.

99. Hucl T, Kylanpaa-Back ML, Witt H, et al. 2007. HFE genotypes in patients with chronic pancreatitis and pancreatic adenocarcinoma. Genet Med;9:479-483.

100. Iannotti LL, Tielsch JM, Black MM, and Black RE. 2006. Iron supplementation in early childhood: health benefits and risks. Am J Clin Nutr;84(6):1261-76.

101. Ilsley JN, Belinsky GS, Guda K, et al. 2004 Dietary iron promotes azoxymethane-induced colon tumors in mice. Nutr Cancer;49:162-69.

102. Infed® [package insert]. Morristown, NJ: Watson Pharma, Inc; 2009.103. Iron Disorders Institute 2010. Iron oveload with anemia. Clinical Evaluation and

Management Practical. Available from:http//www.irondisorders.org.104. Jacobs EM, Hendriks JC, Van Tits BL, Evans PJ, Breuer W, Liu DY, et al. 2005.

Results of an international round robin for the quantification of serum non-transferrin-bound iron: need for defining standardization and a clinically relevant isoform. Anal Biochem;341:241-50.

105. Jensen PD, Jensen FT, Christensen T, et al. 2003. Evaluation of myocardial iron by magnetic resonance imaging during iron chelation therapy with deferrioxamine: indication of close relation between myocardial iron content and chelatable iron pool. Blood;101(11):4632-9.

106. Kader A, Lim J, Berthelet E, et al. 2007. Prognostic significance of blood transfusions in patients with esophageal cancer treated with combined chemoradiotherapy. Am J Clin Oncol;30:492-97.

107. Kalafallah DA, and Dennis PE. 2012. Iron Deficiency Anemia in Pregnancy and Postpartum: Patho physiology and effct of Oral versus Intravenous Iron Therapy. Hindawi Publishing Corporation;1-10

108. Kalinowski DS, and Richardson DR. 2005. The evolution of iron chelators for the treatment of iron overload disease and cancer. Pharmacol Rev;57:547–83.

109. Kaomongkolgit R, Cheepsunthorn P, Pavasant P, and Sanchavanakit, N. 2008. Iron increases MMP-9 expression through activation of AP-1 via ERK/Akt pathway in human head and neck squamous carcinoma cells. Oral Oncol;44:587-94.

110. Kato J, Miyanishi K, and Kobune M. 2007. Long-term phlebotomy with low-iron diet therapy lowers risk of development of hepatocellular carcinoma from chronic hepatitis C. J Gastroenterol;42:830–6.

111. Kemna EHJM, Kartikasari AER, van Tits LJH, Pickkers P, Tjalsma H, and Swinkels DW. 2008. Regulation of hepcidin: insights frombiochemical analyses on human serum samples. Blood Cells, Molecules, and Diseases;40:339–46.

112. Kemna EH, Tjalsma H, Willems HL, and Swinkels DW. 2008. Hepcidin: from discovery to differential diagnosis. Haematologica;93:90-97.

113. Kettaneh A, Eclache V, Fain O, Sontag C, Uzan M, Carbillon L, et al. 2005. Pica and food craving in patients with iron-deficiency anemia: A case-control study in France. The American Journal of Medicine;118:185-88.

114. Khan FA, Shukla AN, and Joshi SC. 2008. Anaemia and cancer treatment: a conceptual change. Singapore Med;49(10):759-64.

115. Khanna A, Jain A, Eghtesad B, et al. 1999. Liver transplantation for metabolic liver disease. Surg Clin North Am. Feb;79(1):153-62,ix.

Page 297: Penerbit - erepo.unud.ac.id

282

116. Killip S, Bennet JM, and Chambres MD. 2007. Iron Deficiency Anemia. Am Fam Physician;75:671-8.

117. Kim DK, Seo MY, Lim SW, et al. 2001. Serum melanotransferrin, p97 as a biochemical marker of Alzheimer’s disease. Neuropsychopharmacology;25:84-90.

118. Kumar A, Jain S, Singh NP, and Singh T. 2005. Oral versus high dose parenteral iron supplementation in pregnancy. International Journal of Gynecology and Obstetrics;89(1):7-13.

119. Kumar A, Rai AK, Basu S, Dash D, and Singh JS. 2008. Cord blood and breast milk iron status in maternal anemia. Pediatrics;12(4):e673-e77.

120. Le NTV, and Richardson DR. 2002. The role of iron in cell cycle progression and the proliferation of neoplastic cells. Biochimica et Biophysica Acta;1603:31–46.

121. Lee GR. Iron deficiency and iron-deficiency anemia. In: Lee GR, Foerster J, Lukens J, Paraskevas F, Greer JP, and Rodgers GM, editors. Wintrobe’s Clinical Hematology 10th ed. 1998. Baltimore, Maryland: Williams and Wilkins; pp. 979-1010.

122. Lin L, Goldberg YP, and Ganz T. 2005. Competitive regulation of hepcidin mRNA by soluble and cell-associated hemojuvelin. Blood;106:2884-9.

123. Littlewood TJ, Baretta E, Nortier JW, et al. 2001. Effects of erythropoietin alfa on hematologic parameters and quality of life in cancer patients receiving non-platinum chemotherapy: results of a randomized, double-blind, placebo controlled trial. J Clin Oncol;19:2865-74.

124. Lodi R, Hart PE, Rajagopolan B, et al. 2001. Antioxidant treatment improves in vivo cardiac and skeletal muscle bioenergetics in patients with Friedreich’s. Ann Neurol;49:590-96.

125. Lozoff B, Jimenez E, and Smith JB. 2006. Double burden of iron deficiency in infancy and low socioeconomic status: a longitudinal analysis of cognitive test scores to age 19 years. Arch Pediator Adolesc Med;160(11):1108-13.

126. Ludwig H, Belle S, Barrett-Lee, et al. 2004. The European Cancer Anemia Survey (ECAS): a large multionational, prospective survey defining prevalence. Incidence and treatment of anemia in cancer patients. Eur J Cancer;40:2293-2306.

127. Madsen E, and Gitlin JD. 2007. Copper and iron disorders of the brain. Annu Rev Neurosci;30:317-37.

128. Mahesh S, Ginzburg Y, and Verma A. 2008. Iron overload in Myelodysplastic syndromes. Leuk Lymphoma;49:427-38.

129. Mangatas SHM, dan Bakta M. Prevalensi dan karakteristik anemia pada keganasan non hematologi di RSUP Sanglah 2007. (Karya Akhir/Thesis).

130. Mast A. 2001. Peripheral blood test in iron deficiency anemia diagnosis. Bloodline reviews;1:1-6.

131. Maynard CJ, Cappai R, Volitakis I, et al. 2002. Overexpression of Alzheimer’s disease amyloid-beta opposes the age-dependent elevations of brain copper and iron. J Biol Chem;277:44670-76.

132. McCann JC, and Ames BN. 2007. An overview of evidence for a causal relation between iron deficiency during development and deficits in cognitive or behavioral function. Am J Clin Nutr;85(4):931-45.

Page 298: Penerbit - erepo.unud.ac.id

283

133. McGarvey ST, Aligui G, Graham KK, Peters P, Richard Olds G, and Olveda R. 1996. Schistosomiasis japonica and childhood nutritional status in northeastern Leyte, the Philippines: a randomized trial praziquantel versus placebo. American Journal of Tropical Medicine and Hygiene;54(5)498-502.

134. McLaren CE, Barton JC, Adams PC, et al. 2003. Hemochromatosis and iron Overload Screening (HEIRS) study design for an evaluation of 100,000 primary care based adults. Am J Med Sci;352:53-62.

135. Means RT. Anemia secondary to Chronic Disease and Systemic Disorders. In: Greer JP, Foerster J, Lukens JN, editors. Wintrobe’s Clinical hematology. 12th ed. Lippincott Williams &wilkin 2009;p.1182-88.

136. Mehta BC, and Thatte S. 1989. Mental alertness improves with iron therapy in iron deficiency anemia before hemoglobin rise. Indian J Hematol;7:7-9.

137. Meinzen-Derr JK, Guerrero ML, Altaye M, Ortega-Gallegos H, Ruiz-Palacios GM, and Morrow AL. 2006. Risk of infant anemia is associated with exclusive breast-feeding and maternal anemia in a Mexican cohort. J Nutr;136(2):452-58.

138. Mikhael J, Melosky B, Cripps J, Rayson D, and Kouroukis CT. 2007. Canadian supportive care recommendation for the management of anemia in patients with cancer. Current Oncology;14:1-9.

139. Miyajima H.2003. Aceruloplasminemia, an iron metabolic disorder. Neuropathology. 23:345-50.

140. Moalem S, Weinberg ED, and Percy ME. 2004. Hemochromatosis and the enigma of misplaced iron: implications for infectious disease and survival. Biometals;17:135-9.

141. Mu˜noz M, Villar I, and Garc´ıa-Erce JA. 2009. An update on iron physiology. World Journal of Gastroenterology;15: 4617-26.

142. Muckenthaler M, Roy CN, Custodio AO, et al. Regulatory defects in liver and intestine implicated abnormal hepcidin and Cybrd1 expression in mouse hemochromatosis. Nat Genet May 2003;34(1):102-7.(Medline).

143. Mukhopadyay D, and Mohanaruban K. 2002. Iron deficiency anemia in older people: Investigation management and treatment. Age and ageing;31:87-91.

144. Nemeth E, and Ganz T. 2009. The role of hepcidin in iron metabolism. Acta Haematologica.;122(2-3):78-86.

145. Nemeth E, Rivera S, Gabayan V, Keller C, Taudorf S, Pedersen BK, et al. 2004. IL-6 mediates hypoferremia of inflammation by inducing the synthesis of the iron regulatory hormone hepcidin. The Journal of Clinical Investigation;113(9):1271-76.

146. Nemeth E, Tuttle MS, and Powelson J. 2004. Hepcidin regulates cellular iron efflux by binding to ferroportin and inducing its internalization. Science;306:2090-93.

147. Nick H, Allegrini PR, Fozard L, Junker U, Rojkjaer L, Salie R, et al. 2009. Deferasirox reduces iron overload in a murine model of juvenile hemochromatosis. Exp Biol Med (Maywood);234(5):492-503.[Medline]

148. Novacek G. 2006. Plummer-vinson syndrome. Ophanet journal of rare disease;1:36.

149. Nyakeriga AM, Troye-Blomberg M, Dorfman JR, et al. 2004. Iron deficiency and malaria among children living on the coast of Kenya. Journal of Infectious Disease;190(3):439-47.

Page 299: Penerbit - erepo.unud.ac.id

284

150. Olsen A, Magnussen P, Ouma JH, Andreassen J, and Friis H. 1998. The contribution of hookworm and other parasitic infections to haemoglobin and iron status among children and adults in western Kenya. Trans R Soc Trop Med Hyg;92:643-9.

151. Olsen EA, Messenger AG, Shapiro J, Bergfeld WF, Hordinsky MK, Robert JL, et al. 2005. Evaluation and treatment of male and female pattern hair loss. Journal of the American Academy of Dermatology;52:301-11.

152. Papanikolaou G, Tzilianos M, Christakis Jl, Bogdanos D, Tsimirika K, Macfrlane J, et al. 2005. Hepcidin in iron overload disorders. Blood;105;4103-5.

153. Papanikolaou GF, Samuels ME, Ludwig EH, MacDonald ML, Franchini PL, Dube MP, et al. 2004. Mutations in HFE2 couse iron overload in chromosome 1Q-linked juvenile hemochromatosis. Nat Genet;36:77-82.

154. Pfeffer MA, Burdmann EA, Chao YC, Cooper ME, Zeeuw DD, et al. 2009. A trial of darbepoetin alfa in type 2 diabetes and chronic kidney disease. NEMJ;361(21):2019-32.

155. Prchal JT. 2006. Clinical manifestation of erythrocyte disorders. In: Lichtman MA, editor. Williams hematology. In: Lichtman MA, Kipps TJ, Kaushansky K, Beutler E, Seligsohn U, and Prchal JT, editors. Williams hematology vol 7[1], pp.411-418. New York: McGraw-Hill.

156. Raju GS, Gerson L, Das A, and Lewis, B. 2007. American Gastroenterological Association (AGA) Institute technical review on obscure gastrointestinal bleeding. Gastroenterology;133:1697-1717.

157. Rand EB, Karpen SJ, Kelly S, et al. 2009. Treatment of neonatal hemochromatosis with exchange transfusion and intravenous immunoglobulin. J Pediatr;155:566-71.

158. Ramirez JM, Schaad O, Durual S. 2009. “Growth differentiation factor 15 production is necessary for normal erythroid differentiation and is increased in refractory anaemia with ring-sideroblasts,” British Journal of Haematology, 144: 251–62.

159. Renella R, and Wood WG. 2009. The congenital dyserythropoietic anemias. Hematol oncol Clin North Am;23:283-306.

160. Reveiz L, Gyte GM, Cuervo LG, and Casasbuenas A. 2011. Treatments for iron-deficiency anemia in pregnancy,” Cochrane Database of Systematic Reviews;10, Article ID CD003094.

161. Ripley BJ, Goncalves B, Isenberg DA, Latchman DS, and Rahman A. 2005. Raised levels of interleukin 6 in systemic lupus erythematosus correlate with anaemia. Ann Rheum Dis;64:849-53.

162. Rizzo JD, Lichtin AE, Woolf SH, et al. 2002. Use of epoetin in patients with cancer: evidence-based clinical practice guidelines of the American Society of Clinical Oncology and the American Society of Hematology. J Clin Oncol;20:4083-107.

163. Rizzo JD, Brouwers M, Hurley P, Scidenfield, Arcasoy MO, et al. 2010. American Society of Hematology/American Society of Clinical Oncology clinical practice guidelines update on the use of epotein and darbepoetin in adult patients with cancer. Blood journal;116:4045-59.

164. Rockey DC. 2005. Occult gastrointestinal bleeding. Gastroenterol Clin North Am;34:699-718.

165. Roy CN. 2010. Anemia of inflammation. American Society of Hematology;276-80.

Page 300: Penerbit - erepo.unud.ac.id

285

166. Saba H, 2002. Anemia in Cancer Patients: Introduction and Overview. J. Cancer Control 5(Suppl 2):1814-8

167. Sadrzadeh SMH, and Saffari Y. 2004. Iron and brain disorders. Am J Clin Pathol;121(Suppl 1):S64-S70.

168. Seid MH, Derman RJ, Baker JB, Banach W, Goldberg C, and Rogers R. 2008. Ferric carboxymaltose injection in the treatment of postpartum iron deficiency anemia: a randomized controlled clinical trial. American Journal of Obstetrics and Gynecology;199(4):435.e1–435.e7.

169. Seidenfeld J, Piper M, Bohlius J, et al. 2006. Comparative effectiveness of epoetin and darbepoeitin for managing anemia in patients undergoing cancer treatment. Comparative effectiveness review no.3. Rockville, MD: Agency for healthcare research and quality; may 2006. Available from: http//effectivehealthcare.ahrq.gov/reports/final.cfm. Accessed on 11th September 2011.

170. Shah N, Lokeshwar MR, and Bardekar SB. 2000. Iron deficiency in India. In: Gupte S, editor. Recent Advances in Pediatrics. 7ed. New Delhi; Jaypee Brothers:1-21.

171. Shapiro, J. 2007. Clinical practice. Hair loss in women. New England Journal Medicine;357:1620-30.

172. Shaw JG, and Friedman J. 2011. Iron Deficiency Anemia : Form in Infections Disease in Lesser Developed countries. Hindawi Publishing Corporation;1-10.

173. Sherman PM, and Macarthur C. 2001. Current controversies associated with Helicobacter pylori infection in the pediatric population. Front Biosci;6:E187-192.

174. Singh AK, Szczech L, Tang KL, Barnhart H, Sapp S, Wolfson M, et al. 2006. Correction of anemia with epoetin alfa in chronic kidney disease. New England Journal of Medicine;355:2085-98.

175. Singhal A, Morley R, Abbott R, Fairweather-Tait S, Stephenson T, and Lucas A. 2000. Clinical safety of iron-fortified formulas. Pediatrics;105(3). Available at: www.pediatrics.org/cgi/content/full/105/3/e38

176. Sood A, Midha V, Sood N, and Malhotra V. 2003. Adult celiac disease in northern India. Indian J Gastroentrol;22:124-6.

177. Spivak JL, Gascon P, and Ludwig H. 2009. Anemia management in oncology and hematology. The Oncology;14(supll I):43-56.

178. Stang J. In: Story M, editor. Guidelines for Adolescent Nutrition Services: 2005.179. Stefansson H, Rye DB, Hicks A, Petursson H, Ingason A, Thorgeirsson TE, et al.

2007. A genetic risk factor for periodic limb movements in sleep. New England journal of medicine;357:639-47.

180. Steketee RW. 2003. Pregnancy, nutrition and parasitic disease. Journal of Nutrition;133(5):1661S-67S.

181. Stephenson LS, Holland CV, and Cooper ES. 2000. The public health significance of Trichuris trichiura. Parasitology;121:S73-S95.

182. Stoltzfus RJ, Chwaya HM, Tielsch JM,Schulze KJ, Albonico M, and Savioli L. 1997. Epidemiology of iron deficiency anemia in Zanzibari schoolchildren: the importance of hook-worms. Am J Clin Nutr;65:153-9.

183. Swinkels D, Jansen MCH, Bermans J, and Marx JJM. 2006. Hereditary Hemochromatosis: Genetic Complexity and New Diagnostic Approaches. Clin Chemistry;52:950-56.

Page 301: Penerbit - erepo.unud.ac.id

286

184. Tanno S, and Miller JL. 2010. Iron Loading and Overloading due to Ineffective Erythropoiesis. Hindawi Publishing Corporation:1-8

185. Tanno T, Noel P, and Miller JL. 2010. Growth differentiation factor 15 in erythroid health and disease. Curr Opin Hematol;17:184-190.

186. Texel SJ, Xu X, Pin S, and Harris ZL. Neuropathology and iron: central nervous system iron homeostasis. In: Anderson GJ, McLaren GD, editors. Iron physiology and pathophysiology in humans. New York: Springer Science+Bussness Media. 2012. pp:455-72.

187. Theurl I, Aigner E, Theurl M, Nairz M, Seifert M, Schroll A, et al. 2009. Regulation of iron homeostasis in anemia of chronic disease and iron deficiency anemia: diagnostic and therapeutic implications, Blood;113(21):5277-86. Available from: http//www.bloodjournal.hematologylibrary.org. accessed on 20th Desember 2011.

188. Theurl I, Mattle V, Seifert M, Mariani M, Marth C, and Weiss G. 2006. Dysregulated monocytr iron homeostasis and erythropoietin formation in patients with anemia of chroni disease. Blood;107:4142-48.

189. Thomas DG, Grant SL, and Aubuchon-Endsley NL. 2009. The role of iron in neurocognitive development. Dev Neuropsychol;34(2):196-222.

190. Thomas L, and Thomas C. 2002. Biochemical markers and hematologic indices in the diagnosis of functional iron deficiency. Clin Chem;48:1066-76.

191. Thomas C, and Thomas L. 2005. Anemia of chronic disease: pathophysiolgy and laboratory diagnosis. Lab Hematol;11:14-23.

192. Tonelli M, Hemmelgarn B, Reiman T, Manns B, Reaume MN, et al. 2009. Benefits and Harms of Erytropoiesis-stimulating agents for anemia related to cancer; a meta-analysis. Canadian Medical Association Journal;11:62-71.

193. Torti SV, and Torti FM. 2011. Ironing out cancer. Cancer Res;71:1511-14.194. Toyokuni S. 2009. Role of iron in carcinogenesis: Cancer as a ferrotoxic disease.

Cancer Sci;100(1):9-16.195. Uchida T, Matsuno M, Ide M, and Kawachi Y. 1998. The frequency and development

of tisuue iron deficiency in 6 iron deficiency anemia patients with plummer-vinson syndrome. Rinsho Ketsueki;39:1099-1102.

196. Udayakumar P, Balasubramanain S, Ramalingam KS, Lakshmi C, Srinivas CR, and Mathew AC. 2006. Cutaneous manifestations in patients with chronic renal failure on hemodialysis. Indian journal of dermatology, venereology, leprology;72:119-25.

197. Ullrich C, Wu A, Armsby C, et al. 2005. Screening healthy infants for iron deficiency using reticulocyte hemoglobin content. JAMA;294(8):924-30.

198. Valenti L, Varenna M, Fracanzani AL. Rossi V, Fargion S, and Sinigaglia L. 2009. Association between iron overload and osteoporosis in patients with hereditary hemocromatosis. Osteoporosis Int;20(4):549-55.(Medline).

199. Van Wyck DB, Martens MG, Seid MH, Baker JB, and Mangione A. 2007.Intravenous ferric carboxymaltose compared with oral iron in the treatment of postpartum anemia: a randomized controlled trial. Obstetrics and Gynecology;110:2(I):267–278.

200. Varma S, Malhotra P, Kochhar R, Varma N, Kumari S, Jain S. 2001. Celiac diseases presenting as iron deficiency anaemia in northern India. Indian J Gastrol;20:234-6.

Page 302: Penerbit - erepo.unud.ac.id

287

201. Vassiliev V, Harris ZL, and Zatta P. 2005. Ceruloplasmin in neurodegenerative disease. Brain Res Brain Res Rev;49:633-40.

202. Venofer® [package insert]. Shirley, NY: Amercan Regent, Inc;2008.203. Wang RH, Li C, Xu X, Zheng Y, Xiao C, Zerfas P. 2005. A role of SMAD4 in iron

metabolism through positive regulation of hepcidin expression. Cell Metab;2:399–409.

204. Wang J, Hou JS, and Ning ZX. 2009. Physical performance of migrant schoolchildren with marginal and severe iron deficiency in the suburbs of Beijing. Biomedical and Environmental Sciences;22(4):333-39.

205. Weinber ED. 2004. Iron loading and disease surveillance. Available from: www.gordonresearch.com.

206. Weiss G, and Lawrence TG. 2005. Anemia of chronic disease. N Engl J Med;352:1011-23. Available from: http//www.nejm.org. Accessed on 20th July 2012.

207. Whitnall M, and Richardson DR. 2006. Iron: a new target for pharmacological intervention intervention in neurodegenerative disease. Semin Pediatr Neurol;13:186-97.

208. Wish JB. 2006. Assessing iron status: beyond serum ferritin and transferring saturation. Clin J Am Soc Nephrol;1(1):S4-S8.

209. Wojcik JP, Speechley MR, Kertesz AE, Chakrabarti S, and Adams PC. 2002. Natural history of C282Y homozygotes for hemocromatosis. Can J Gastroenterol;16:297-302.

210. Wright RO. 1999. The role of iron therapy in childhood plumbism. Curr Opin Pediatr.;11(3):255-58.

211. Yang Q, McDonnell SM, Khoury MJ, Cono J, and Parrish RG. 1998. Hemochromatosis-associated mortality in the United States from 1979 to 1992: an analysis of Multiple-Cause Mortality Data. Ann Intern Med;129(11):946-53. (Medline).

212. Yip R. 2000. Significance of an abnormally low or high hemoglobin concentration during pregnancy: special consideration of iron nutrition. Am J Clin Nutr;72(1S):272S-279S.

213. Yu Y, Kovacevic Z, and Richardson DR. 2007. Turning cell cycle regulation with an iron key. Cell Cycle;6:1982-94.

214. Zarychanski R, and Houston DS. 2008. Anemia of Chronic Disease: A harmful disorder or an adaftive beneficial response ? CMAJ;179:333-37.

215. Zimmermann MB 2008. Methods to assess iron and iodine status. Br J Nutr;99(3):S2-S9.

216. Zucker S. 2011. The swinging pendulum of the anemia of cancer: erythropoietin trumps hepcidin. Jounal of Clinical Oncology;29(2):e42.

Page 303: Penerbit - erepo.unud.ac.id

288

BAB IVPEMERIKSAAN LABORATORIUM UNTUK

MENDIAGNOSIS GANGGUAN METABOLISME BESI

Pemeriksaan laboratorium sangat membantu dalam mendiagnosis dan penatalaksana-an dari gangguan metabolisme besi. Nilai acuan untuk pemeriksaan-pemeriksaan tersebut telah disediakan, tetapi dapat bervariasi dari laboratorium satu dengan lainnya. Untuk itu sebelum membuat keputusan klinis, diharapkan untuk menyesuaikan dengan nilai acuan pada laboratorium yang bersangkutan. Rentang dari nilai acuan sering disebut sebagai “rentang normal”. Namun kedua hal tersebut tidak selalu sama. Nilai referensi didasarkan pada studi populasi yang merupakan nilai rata-rata dari parameter yang diperiksa dalam suatu populasi, ditambah atau dikurangi dua standar deviasi. Sehingga hasil seseorang pasien yang berada dalam rentang referensi masih dapat mengindikasikan hasil yang abnormal. Sebagai contoh, beberapa laboratorium melaporkan saturasi besi sekitar 10% berada dalam rentang referensi. Hasil ini mencerminkan bahwa hasil yang didapat dari populasi yang diperiksa dimana di dalamnya mencakup beberapa pasien dengan kekurangan besi ikut dalam populasi yang digunakan untuk menetapkan rentang referensi tadi (Worwood, 2010).

Interpretasi hasil pemeriksaan pada darah lengkapPemeriksaan sel darah merah ditentukan dengan tiga nilai kuantitatif yaitu volume

dari packed red cells atau hematokrit (Hct), kadar hemoglobin (Hb) dan jumlah sel darah merah per unit volume. Disamping itu juga ada pemeriksaan indeks eritrosit yang terdiri dari MCV (Mean Corpuscular Volume), MCH (Mean Corpuscular Hemoglobin) dan MCHC (Mean Corpuscular Hemoglobin Concentration) yang menggambarkan karakteristik dari populasi sel darah merah secara kualitatif (Perkins, 2009).

1. Jumlah eritrositPenghitungan jumlah sel secara manual terbukti tidak akurat dan pemakaian

alat automatis memberikan hasil yang jauh lebih baik dengan presisi dimana koefisien variasinya <1% dibandingkan dengan manual dengan koefisien variasi sekitar 11% (Koenn et al., 2001). Jumlah eritrosit atau sel darah merah diukur langsung menggunakan impedansi listrik atau metodologi sinar laser-pencar. Sangat sedikit situasi klinis dengan peningkatan atau penurunan palsu dari jumlah sel darah merah total (SDM). Jumlah sel darah merah menurun pada anemia. Hal ini dapat membantu untuk membedakan anemia karena kekurangan zat besi atau talasemia pada pasien dengan anemia mikrositik. Pada anemia defisiensi besi, jumlah sel darah merah menurun secara proporsional dengan penurunan konsentrasi hemoglobin sedangkan pada talasemia jumlah sel darah merah mungkin normal atau meningkat relatif terhadap derajat anemia seperti yang ditunjukkan kadar hemoglobin. Sebuah rumus untuk memisahkan talasemia dari defisiensi zat besi, yaitu Mean Corpuscular Volume (MCV) dibagi dengan SDM; nilai > 13 menunjukkan kekurangan zat besi sedangkan nilai < 13 menunjukkan talasemia.

Mikrositosis yang berlebihan, autoaglutinasi, in vitro hemolisis, dan pembekuan dapat mengakibatkan SDM rendah. Krioglobulinemia, giant trombosit, jumlah lekosit > 100.000/uL dapat menyebabkan SDM tinggi (Perkins, 2009).

Page 304: Penerbit - erepo.unud.ac.id

289

Rentang referensi : 3,8 – 5,2 x 1012 /liter (Wanita) dan 4,4 – 5,9 x 1012 /liter (Pria)

2. Hematokrit (Hct)Hematokrit adalah proporsi dari volume sel darah merah terhadap volume darah.

Hematokrit dapat ditentukan langsung dengan sentrifugasi namun kini ditentukan dengan menggunakan sebuah analisa hematologi otomatis yaitu berupa nilai yang dihitung berdasarkan jumlah sel darah merah dan ukuran rata-rata sel darah merah. (Hct = jumlah SDM/volume SDM). Pemeriksaan otomatis tidak tergantung pada sentrifugasi, dimana kesalahan terjadi pada pemeriksaan darah penderita polisitemia atau pada tekanan osmotik plasma yang abnormal. Pada kondisi ini maka pemeriksaan dilakukan dengan manual, karena pemeriksaan manual telah terbukti cukup akurat dan sederhana. Bila dihitung, setiap kondisi yang mengarah pada kesalahan SDM atau MCV akan menyebabkan hasil hematokrit yang tidak akurat. Perbedaan dari nilai “sesungguhnya” biasanya cukup kecil sehingga tidak signifikan secara klinis. Namun, hematokrit menjadi penentu anemia yang kurang kuat dibandingkan dengan hemoglobin. Sumber kesalahan pada tehnik manual biasanya berasal dari konsentrasi antikoagulan yang tidak memadai, sampel yang buruk, dan sentrifugasi yang kurang. Krioglobulinemia, giant trombosit, peningkatan lekosit atau hiperglikemia berat dapat meningkatkan hematokrit, tapi bersifat spuria. Autoaglutinasi, sampel yang membeku, mikrositosis berat atau sperositosis sering menahan lebih banyak volume darah karena kekakuan sel sehingga menurunkan hematokrit dan bersifat spuria. Hematokrit menurun pada anemia dan hematokrit meningkat pada polisitemia primer dan sekunder. Pemeriksaan manual mempunyai presisi dengan koefisien variasi 2% dimana tehnik otomatis presisinya dengan koefisien variasi kurang dari 1% (Koenn et al., 2001).

Rentang referensi : 36 – 45% (Wanita) dan 42 – 51% (Pria)

3. HemoglobinHemoglobin merupakan protein yang berwarna sehingga memungkinkan untuk

diperiksa dengan berbagai teknik kolorimetrik dan spektrofotometrik. Hemoglobin mengisi lebih dari 90% sel darah merah dan dalam darah didapatkan bermacam variasi dari hemoglobin seperti oksihemoglobin, methemoglobin, karboksihemoglobin dan komponen lainnya. Semua senyawa ini akan dikonversikan menjadi sianmethemoglobin setelah ditambahkan larutan Drabkin yang mengandung kalium ferisianida dan kalium sianida. Di Amerika Serikat, hemoglobin dilaporkan dalam gram per desiliter. Koleksi sampel yang tidak benar atau kelainan spesimen dimana terjadi pengenceran serta turbiditas yang tinggi yang akan menyebabkan lisisnya SDM dapat menghasilkan nilai hemoglobin yang tidak sesungguhnya. Disamping itu lipidemia, hiperproteinemia, lekositosis atau krioglobulinemia dapat menyebabkan peningkatan hemoglobin yang tidak sesungguhnya. Sampel yang menggumpal menyebabkan penurunan palsu dari hemoglobin.

Rentang referensi : 12-15 g/dL (Wanita) dan 14–17 g/dL (Pria).

Page 305: Penerbit - erepo.unud.ac.id

290

4. Pemeriksaan indeks eritrosit (Mean Corpuscular Volume (MCV), Mean Corpuscular Hemoglobin (MCH) dan Mean Corpuscular Hemoglobin Concentration (MCHC)

Pemeriksaan ketiga MCV, MCH dan MCHC merupakan pemeriksaan untuk mengetahui ukuran, kandungan dan konsentrasi hemoglobin. MCV merupakan indeks sel darah merah yang sangat bermanfaat. Anemia berdasarkan MCV diklasifikasikan sebagai makrositik (MCV meningkat), normositik (MCV normal), atau mikrositik (MCV menurun). MCV ditentukan dengan histogram dari distribusi ukuran sel darah merah berdasarkan impedansi listrik, yang dihasilkan penghitung sel otomatis. Rata-rata histogram dari distribusi sel darah merah adalah MCV (Worwood, 2010). (Koefisien variasi atau deviasi standar dari distribusi ukuran adalah Red Cell Distribution Width (RDW). MCV bisa diukur langsung dengan mesin otomatis atau dihitung dengan memakai rumus (Vajpayee et al., 2011).

MCV dalam fl (femtoliter) = (Hct (L/L) dibagi SDM (x 1012/l)) x 1000

Anemia mikrositik paling umum adalah anemia karena kekurangan zat besi. Penyebab lain adanya mikrositosis adalah sindrom talasemia, dan beberapa gangguan sintesa heme, seperti penyakit keturunan anemia sideroblastik dan gangguan sintesa heme yang didapat seperti keracunan timbal. Anemia akibat adanya peradangan juga dapat mikrositik. Anemia akibat peradangan atau penyakit kronis muncul sebagai anemia normositik. Penyebab umum anemia normositik lainnya adalah pada beberapa pasien dengan hipotiroidisme, dan anemia yang berhubungan dengan gagal ginjal kronik. Anemia karena kekurangan vitamin B12 atau folat biasanya makrositik. Makrositik anemia sendiri, atau dalam hubungan dengan leukopenia atau trombositopenia mungkin menandakan keberadaan sebuah mielodisplastik sindrom (Elgethany et al., 2011).

MCV merupakan alat penting dalam klasifikasi inisial anemia dan membantu menentukan strategi biaya yang efektif untuk mengevaluasi etiologi dari anemia. Sebagai contoh, adanya mikrositosis mengarahkan untuk pemeriksaan zat besi sebagai evaluasi awal. Karena defisiensi vitamin B12 jarang terjadi pada keadaan mikrositosis. Namun penting untuk diingat bahwa penyebab anemia mungkin multifaktorial dan MCV mungkin tidak mengikuti pola khas pada semua pasien dengan anemia. Dan MCV seperti juga MCH dan MCHC menggambarkan nilai rerata dan mungkin tidak secara adekuat mecerminkan perubahan SDM apabila populasi SDM mengalami percampuran seperti SDM dimorfik pada anemia sideroblastik atau kombinasi anemia defisiensi besi (MCV dan MCH rendah) dengan anemia megaloblastik (MCV tinggi). Peningkatan RDW akan memberi petunjuk adanya populasi dobel dan pemeriksaan hapusan darah tepi akan membantu menegakan diagnosis (Perkins, 2009).

Rentang referensi : 80 – 96 femtoliters (fl) (Vajpayee et.al., 2011)

Pemeriksaan MCV berguna pada beberapa kondisi di bawah ini.• Makrositosis (MCV >96 fl) dikaitkan dengan kekurangan vitamin B12 dan/atau

kekurangan folat. Anemia sekunder terhadap mielodysplasia biasanya makrositik dan terkait dengan trombositopenia atau lekopenia. Jarang, anemia hemolitik dikaitkan dengan makrositosis akibat peningkatan retikulosit.

Page 306: Penerbit - erepo.unud.ac.id

291

• Normositosis (MCV antara 80 – 96 fl) paling sering dikaitkan dengan anemia penyakit kronis atau peradangan, tetapi dapat dilihat pada hipotiroidisme, penyakit ginjal kronis, kekurangan zat besi tahap awal, dan bahkan kadang pada vitamin B12 dan kekurangan folat.

• Mikrositosis (MCV < 80 fl) paling sering dikaitkan dengan defisiensi besi atau sindrom talasemia.

• MCV dapat diinterpretasikan dalam kontek indek sel darah merah lain, termasuk RDW.

Perlu diketahui sepertiga populasi manula akan mempunyai nilai MCV yang tinggi tanpa bisa diketahui penyebabnya dan MCV dapat meningkat palsu apabila terjadi aglutinasi SDM (seperti pada cold agglutini disease atau paraproteiemia) dan pada hiperglikemia berat (> 600 mg/dl) dimana SDM akan menjadi bengkak (Ryan, 2010).

MCH dan MCHC dapat menggambarkan nilai rerata kandungan hemoglobin dari SDM dengan cara yang sedikit berbeda. MCH mencerminkan rerata berat kandungan hemoglobin pada setiap SDM, MCHC menunjukan nilai rerata berat kandungan hemoglobin per unit volume dari SDM. Walaupun MCH dapat dipakai untuk menetukan apakan suatu anemia itu hipo, normo ataukah hiperkromik, akan tetapi perlu dilihat nilai MCV-nya, karena volume sel (MCV) akan mempengaruhi kandungan hemoglobin dalam setiap SDM, sehingga MCH dapat meningkat atau menurun bersama-sama dengan nilai MCV. Maka dari itu penentuan hipokromasia lebih baik ditentukan dengan nilai MCHC (Ryan, 2010).

MCHC dan MCH secara klinik tidak terlalu berperan dalam menentukan jenis anemia tidak sebaik MCV dan RDW. Namun MCH dan MCHC digunakan untuk mengontrol kualitas laboratorium karena MCHC seperti yang diukur dengan multichannel anlyzer merupakan variabel yang stabil. MCH atau MCHC yang rendah dapat menjadi indikator untuk melihat indeks sel darah merah dan pemeriksaan zat besi untuk menghindari misdiagnosis defisiensi zat besi. MCH atau MCHC menurun atau meningkat palsu apabila akurasi pemeriksaan hematokrit dan hemoglobin terganggu karena MCHC dan MCH dihitung dari kedua parameter tersebut. Sebagai contoh dapat dilihat pada kasus dengan hiperlipidemia dimana akan terjadi peningkatan palsu dari hemoglobin dan akan juga secara palsu menaikkan nilai MCH (Perkins, 2009). MCH dan MCHC tidak ukur langsung tapi dihitung dengan rumus sebagai berikut :

MCH = Hb (gr/dl)/SDM (106/uL)MCHC = Hb (gr/dl)/Hct (L/L).

5. Red Cell Distribution Width (RDW)RDW mengkuantifikasikan variasi ukuran sel darah merah atau anisositosis.

Tergantung pada jenis alat analyzer yang dipakai RDW bisa disajikan dalam nilai koefisien variasi (persentase) atau standar deviasi (RDW-CV atau RDW-SD). RDW-SD disajikan dalam ukuran femtoliter berasal dari histogram distribusi ukuran sel darah merah yang diukur dengan menghitung lebar (fl) dari ukuran distribusi SDM pada ketinggian 20% dari grafik hitogram, sehingga parameter ini tidak dipengaruhi rerata ukuran SDM (rerata MCV) sedang RDW-CV dihitung dari standar deviasi dan MCV dengan formula: RDW-CV (%) = 1 SD dari volume SDM/MCV X 100%. RDW-CV secara matematik dipengaruhi ukuran rerata SDM (MCV) (Valpayee et al., 2011). Peningkatan nilai RDW

Page 307: Penerbit - erepo.unud.ac.id

292

menggambarkan anisositosis (berbagai ukuran) dan atau ada 2 populasi SDM. Secara umum, RDW yang tinggi dikaitkan dengan anemia defisiensi dari B12, folat atau besi. Peningkatan RDW dapat menjadi indikator awal kekurangan zat besi, B12 atau folat, bahkan sebelum anemianya muncul. Anemia akibat dari talasemia, penyakit kronis atau peradangan lebih sering memiliki RDW normal. Seperti pada banyak parameter laboratorium lain, banyak pengecualian untuk pedoman umum ini dan RDW harus diinterpretasikan sebagai bagian dari hitung darah lengkap.

Rentang referensi : 11,6-14,6% (koefisien variasi) atau 39-46 fl.

Pemeriksaan RDW berguna pada kondisi berikut ini (Ryan, 2010; Perkins, 2009):• RDW normal dan menurunnya MCV berhubungan dengan talasemia• RDW normal dan MCV yang normal berhubungan dengan anemia akibat peradangan

atau penyakit kronis• RDW normal dan peningkatan MCV dikaitkan dengan anemia aplastik atau penyakit

hati• RDW tinggi dan menurunnya MCV dikaitkan dengan defisiensi zat besi atau anemia

mikroangiopati• RDW tinggi dan MCV normal dihubungkan dengan tranfusi, awal dari defisiensi besi,

B12, atau asam folat, beberapa gangguan mielodisplastik atau mieloproliferatif• RDW tinggi dan peningkatan MCV dikaitkan dengan defisiensi folat, B12, anemia

hemolitik, kemoterapi dan sindrom mielodisplastik

6. Pemeriksaan retikulositRetikulosit adalah sel darah merah yang masih muda yang ada di perifer, yang

telah dilepaskan dari sumsum tulang dan dikeluarkan intinya tetapi masih mengandung sisa ribosom. Pemeriksaan jumlah retikulosit digunakan untuk meramalkan derajat efektivitas dari proses eritropoiesis yang dapat dilaporkan dalam jumlah retikulosit absolut atau persentase. Persentase retikulosit disesuaikan dengan derajat anemia karena kalau tidak akan didapatkan angka jumlah retikulosit yang tinggi semu dan dengan alat automatic analyzer dapat diperiksa angka absolut dari retikulosit. Jumlah retikulosit yang dinyatakan sebagai persentase harus dikoreksi pada anemia, yaitu merupakan jumlah retikulosit per satuan volume darah dibagi dengan jumlah eritrosit. Pada pasien dengan anemia tanpa peningkatan produksi sel darah merah pada sumsum tulang, persentase retikulosit meningkat sejalan dengan memburuknya anemia. Akan tetapi baik angka persentase maupun absolut dipengaruhi lamanya proses maturasi retikulosit di perifer. Dalam kondisi normal rerata pematangan retikulosit adalah sekitar sehari namun dalam kondisi stress erythropoiesis karena stimulasi hormon eritropoietin maka retikulosit akan dilepaskan ke darah tepi dalam bentuk yang sangat muda sehingga membutuhkan waktu pematangan yang lebih lama (Means et al., 2009).

Formula untuk mengkoreksi persenatase retikulosit adalah sebagai berikut:Persentase retikulosit yang terkoreksi = persentase retikulosit x

(hematokrit yang dihitung/hematokrit normal)

Page 308: Penerbit - erepo.unud.ac.id

293

Jumlah retikulosit absolut dapat digunakan sebagai petanda eritropoesis dalam sumsum tulang. Anemia dapat dikategorikan secara umum yaitu dimana sumsum tulang akan merespons adanya anemia dengan peningkatan produksi sumsum tulang akan sel darah merah disertai peningkatan jumlah retikulosit, atau dimana sumsum tulang gagal merespon secara tepat (anemia hipoproliferatif). Peningkatan retikulosit terlihat pada kehilangan darah akut atau hemolisis ketika pasien dengan gizi baik dan kecukupan cadangan besi, B12 dan folat dan adanya respon eritropoietin yang cukup. Sumsum tulang mungkin gagal untuk merespon karena kekurangan salah satu faktor atau karena masalah intrinsik di sumsum tulang itu sendiri termasuk proses sumsum infiltratif seperti penyakit metastasis tulang yang melibatkan sumsum atau kelainan seperti mielodisplastik sindrom. Anemia kekurangan zat besi adalah anemia hipoproliferatif. Persentase retikulosit biasanya dilaporkan laboratorium dengan memberikan jumlah retikulosit yang dihitung secara manual, sedangkan jumlah retikulosit absolut dilaporkan dengan metode otomatis yang akurat. Jumlah retikulosit dapat digunakan sebagai indikator awal pasien memiliki cadangan sumsum untuk mengatasi perdarahan dan sebagai indikator awal dari respon terhadap terapi seperti penggantian besi melalui intravena (Mast et al., 2002). Beberapa mesin otomatis lainya dapat memberikan gambaran adanya retikulosit prematur (IRF= immature reticulocyte fraction) yaitu suatu parameter laboratorium yang memberikan informasi pengukuran kandungan RNA pada sel retikulosit secara kuantitatif. Sel retikulosit muda akan mengandung RNA yang lebih banyak dibandingkan dengan retikulosit tua.

Jenis pemeriksaan retikulosit yang lain yaitu indeks dari produksi retikulosit (RPI = reticulocyte production index) yang merupakan perhitungan yang akan mengurangi pengaruh dari pelepasan sel retikulsit yang terlalu prematur. Pada proses ini jumlah retikulosit sudah dilakukan koreksi terhadap tingkat prematuritas retikulosit dan derajat dari anemianya. Peningkatan RPI > 3 dapat dijumpai pada kondisi anemia hemolitik, perdarahan dan pada respon sumsum tulang terhadap terapi, sedangkan RPI yang rendah < 2 ditemukan pada anemia aplastik, proses eritropoiesis yang tidak efektif seperti pada anemia megaloblastik (Piva et al., 2010).

Formula untuk menghitung RPI = retikulosit persentase (yang sudah terkoreksi)/lamanya waktu pematangan dalam hari (secara umum dianggap rerata lama

waktu pematangan retikulosit adalah 2 hari)

Perlu diketahui lamanya waktu pematangan tergantung pada jumlah hematokrit dimana pada hematikrit 45 maka faktor koreksinya adalah 1; hematokrit 35 faktor koreksinya 1,5; hematokrit 25 faktor koreksinya 2 dan faktor koreksinya 2,5 pada kadar hematokrit 15 (Means et al., 2009).

Rentang referensi : 25.000 – 85.000/mikroliter (absolut)0,5 – 1,5 % (persentase)

Jumlah retikulosit mencerminkan tingkat produktivitas sumsum tulang dalam proses pembentukan sel darah merah (Hoffman et al., 2009)• Meningkat sebagai respons terhadap anemia akut atau kronik ketika cukup

tersedianya zat besi, B12, folat, cadangan gizi dan respon eritropoietin

Page 309: Penerbit - erepo.unud.ac.id

294

• Tidak ada peningkatan pada anemia defisiensi zat besi, B12, atau folat• Tidak meningkat pada anemia karena penyakit ginjal kronis• Tidak ada peningkatan pada anemia akibat peradangan• Tidak ada peningkatan pada anemia akibat proses infiltrasi sumsum seperti tumor

metastatik• Tidak ada peningkatan pada anemia akibat mielodisplasia atau kemoterapi• Meningkat pada respon terhadap pengobatan yang efektif dengan zat besi intravena,

agen yang merangsang eritropoiesis, atau keduanya

7. Pemeriksaan kandungan hemoglobin pada retikulosit (Reticulocyte Hemoglobin Content (CHr)/Reticulocyte Hemoglobin Equivalent (RET-He/RET-Hb)

Pemeriksaan CHr dan RET-He/RET-Hb adalah pengukuran kandungan hemoglobin dalam retikulosit yang hanya dapat dikerjakan dengan automated hematology anlyzer. Metode yang digunakan adalah flow-cytometry. Kedua parameter ini mengukur kadar hemoglobin per sel dengan pemancaran cahaya sudut akan tetapi kedua hal tersebut bukan parameter yang identik. Pengukuran CHr memberikan gambaran sesungguhnya dari ketersediaan besi untuk sintesa hemoglobin dalam SDM selama periode 3 – 4 hari sebelumnya (Briggs et al., 2012), karena retikulosit yang beredar dalam darah perifer sebagai retikulosit hanya 24 – 48 jam setelah diproduksi sumsum tulang. Pasien masih mungkin memiliki penyimpanan zat besi yang memadai akan tetapi mengalami defisiensi besi untuk eritropoiesis (defisiensi besi fungsional) dan parameter ini sangat berguna sebagai prediktor ADB yang kuat pada anak (Brugara et al., 2006). Ukuran tradisional status zat besi, yaitu feritin, zat besi, dan saturasi transferin mungkin sulit untuk diinterpretasikan dalam keadaan peradangan akut. Penurunan CHr dipengaruhi peradangan. Kandungan hemoglobin pada retikulosit memberikan informasi paling awal terjadinya defisiensi besi fungsional (Mast et al., 2002).

Rentang referensi : 26 – 32 pikograms (pg)

Pemeriksaan kandungan hemoglobin pada retikulosit sangat bermanfaat pada skenario di bawah ini (Ryan, 2010) :• CHr < 26 pg konsisten dengan defisiensi zat besi untuk eritropoesis• CHr memiliki sensitivitas dan spesifisitas yang baik untuk mendiagnosis defisiensi zat

besi fungsional pada kondisi klinik yang kompleks dibandingkan dengan pengukuran zat besi secara tradisional seperti feritin, serum zat besi, iron binding capacity, dan saturasi transferin

• CHr memberikan respon terhadap pemberian agen yang dapat merangsang eritropoesis atau pemberian zat besi intravena selama 48 – 96 jam

• Mungkin sebagai prediktor yang lebih baik untuk cadangan besi sumsum tulang bila dibandingkan dengan parameter besi lainnya

• Sebagai prediktor yang sensitif adanya ADB pada bayi dan anak sebelum anemianya sendiri muncul.

Page 310: Penerbit - erepo.unud.ac.id

295

Pemeriksaan biokimia serum/plasma 1. Protein pengikat besi dalam serum/plasma

Semua metode untuk pemeriksaan protein plasma seperti feritin dan transferin didasarkan pada prinsip reaksi imunologis antara antigen (Ag) dan antibodi (Ab). Setelah penambahan antiserum yang sesuai, reaksi ini menyebabkan pembentukan kompleks imun antara antigen (protein yang akan diperiksa) dengan antibodi: Ag + Ab = AgAb (Ag = antigen, Ab = antibodi, AgAb = kompleks imun). Antibodi yang digunakan harus memiliki spesifisitas dan afinitas tinggi untuk antigen tersebut. Ada perbedaan antara antibodi poliklonal yang merupakan campuran dari beberapa jenis sel yang berbeda, dengan antibodi monoklonal yang berasal dari satu jenis sel. Antibodi monoklonal dihasilkan prosedur yang dipublikasikan Köhler dan Milstein, dan identik dalam hal spesifisitas antigen dan perilaku pengikat antigen. Kompleks antigen-antibodi yang awalnya terbentuk tidak dapat diketahui secara langsung jika konsentrasi antigen sangat rendah. Dalam kasus ini, baik antigen maupun antibodi harus dilabel untuk memungkinkan pengukuran kadarnya. Label tersebut misalnya dapat berupa enzim, isotop radioaktif, atau cat fluoresent. Metode tidak langsung ini (tabel 1) terutama sesuai untuk mengetahui konsentrasi antigen yang sangat rendah, seperti pada feritin. Dengan konsentrasi antigen yang lebih tinggi, reaksi awal antara antigen dengan antibodi dapat diikuti aglutinasi atau presipitasi sebagai reaksi sekunder. Hasil dapat diukur secara langsung dan sering dapat dilihat. Metode langsung (tabel 2) terutama sesuai untuk memeriksa konsentrasi antigen yang lebih tinggi, misalnya transferin. Metode imunokimia yang digunakan untuk pemeriksaan bahan sampel pada laboratorium rutin dapat dibagi menjadi metode tidak langsung (dengan menggunakan penanda) atau metode langsung. Pemberian penanda (label) memungkinkan pengukuran otomatis terhadap reaksi imun primer. Radioimmunoassay diperkenalkan pada tahun 1958 oleh Berson dan Yalow. Immunoassay enzim, immunoassay fluoresens, dan immunoassay luminesens kemudian bermunculan karena perkembangan logis untuk menghindari kerugian terkait penggunaan bahan radioaktif pada pemakaian radioimmunoassay (Wick et al., 2003).

296

¶ Mungkin sebagai prediktor yang lebih baik untuk cadangan besi sumsum tulang bila dibandingkan dengan parameter besi lainnya

¶ Sebagai prediktor yang sensitif adanya ADB pada bayi dan anak sebelum anemianya sendiri muncul.

Pemeriksaan biokimia serum/plasma 1.Protein pengikat besi dalam serum/plasma

Semua metode untuk pemeriksaan protein plasma seperti feritin dan transferin

didasarkan pada prinsip reaksi imunologis antara antigen (Ag) dan antibodi (Ab). Setelah penambahan antiserum yang sesuai, reaksi ini menyebabkan pembentukan kompleks imun antara antigen (protein yang akan diperiksa) dengan antibodi: Ag + Ab = AgAb (Ag = antigen, Ab = antibodi, AgAb = kompleks imun). Antibodi yang digunakan harus memiliki spesifisitas dan afinitas tinggi untuk antigen tersebut. Ada perbedaan antara antibodi poliklonal yang merupakan campuran dari beberapa jenis sel yang berbeda, dengan antibodi monoklonal yang berasal dari satu jenis sel. Antibodi monoklonal dihasilkan prosedur yang dipublikasikan Köhler dan Milstein, dan identik dalam hal spesifisitas antigen dan perilaku pengikat antigen. Kompleks antigen-antibodi yang awalnya terbentuk tidak dapat diketahui secara langsung jika konsentrasi antigen sangat rendah. Dalam kasus ini, baik antigen maupun antibodi harus dilabel untuk memungkinkan pengukuran kadarnya. Label tersebut misalnya dapat berupa enzim, isotop radioaktif, atau cat fluoresent. Metode tidak langsung ini (tabel 1) terutama sesuai untuk mengetahui konsentrasi antigen yang sangat rendah, seperti pada feritin. Dengan konsentrasi antigen yang lebih tinggi, reaksi awal antara antigen dengan antibodi dapat diikuti aglutinasi atau presipitasi sebagai reaksi sekunder. Hasil dapat diukur secara langsung dan sering dapat dilihat. Metode langsung (tabel 2) terutama sesuai untuk memeriksa konsentrasi antigen yang lebih tinggi, misalnya transferin. Metode imunokimia yang digunakan untuk pemeriksaan bahan sampel pada laboratorium rutin dapat dibagi menjadi metode tidak langsung (dengan menggunakan penanda) atau metode langsung. Pemberian penanda (label) memungkinkan pengukuran otomatis terhadap reaksi imun primer. Radioimmunoassay diperkenalkan pada tahun 1958 oleh Berson dan Yalow. Immunoassay enzim, immunoassay fluoresens, dan immunoassay luminesens kemudian bermunculan karena perkembangan logis untuk menghindari kerugian terkait penggunaan bahan radioaktif pada pemakaian radioimmunoassay (Wick et al., 2003).

Tabel 1. Pengukuran tidak langsung terhadap reaksi imun primer setelah pelabelan Penanda Assay

Enzim Enzyme immunoassay (EIA) Isotop radioaktif Radioimmunoassay (RIA) Cat fluoresent Fluorescence immunoassay (FIA) Senyawa penghasil luminesens Luminescence immunoassay (LIA)

Seperti diketahui, dua konsentrasi antigen yang berbeda dapat memberikan

sinyal yang sama saat diukur. Hal ini menyebabkan hasil yang tidak tepat. Karena itu immunoassay kuantitatif harus dilakukan di bawah titik ekuivalen. Metode konvensional

Tabel 1. Pengukuran tidak langsung terhadap reaksi imun primer setelah pelabelan

Seperti diketahui, dua konsentrasi antigen yang berbeda dapat memberikan sinyal yang sama saat diukur. Hal ini menyebabkan hasil yang tidak tepat. Karena itu immunoassay kuantitatif harus dilakukan di bawah titik ekuivalen. Metode konvensional untuk menentukan apakah sinyal berada pada bagian asendens (kelebihan antibodi) atau desendens (kelebihan antigen) adalah dengan cara mengulang pemeriksaan dengan sampel yang telah diencerkan. Kemungkinan lain adalah dengan menambahkan antigen atau antiserum ke campuran reaksi. Analyzer otomatis modern dapat mengeliminasi sumber kesalahan dengan cara menjalankan fungsi ceknya (check function) (karakterisasi dan pengenceran kembali secara otomatis terhadap sampel). Sebagian besar pabrik pembuat

Page 311: Penerbit - erepo.unud.ac.id

296

reagen imunokimia akan mencantumkan kisaran konsentrasi dimana tidak akan ada masalah walaupun kelebihan antigen terjadi, yaitu tidak ditemukan efek hook dosis tinggi.

297

untuk menentukan apakah sinyal berada pada bagian asendens (kelebihan antibodi) atau desendens (kelebihan antigen) adalah dengan cara mengulang pemeriksaan dengan sampel yang telah diencerkan. Kemungkinan lain adalah dengan menambahkan antigen atau antiserum ke campuran reaksi. Analyzer otomatis modern dapat mengeliminasi sumber kesalahan dengan cara menjalankan fungsi ceknya (check function) (karakterisasi dan pengenceran kembali secara otomatis terhadap sampel). Sebagian besar pabrik pembuat reagen imunokimia akan mencantumkan kisaran konsentrasi dimana tidak akan ada masalah walaupun kelebihan antigen terjadi, yaitu tidak ditemukan efek hook dosis tinggi.

Tabel 2. Metode pengukuran langsung Penanda Assay Pengukuran presipitat dalam larutan Turbidimetric immunoassay

Nephelometric immunoassay Pengukuran aglutinasi partikel terbungkus Latex immunoagglutination assays Presipitat dalam gel Radial immunodiffusion 2. Pemeriksaan serum feritin

Feritin yang dapat terdeteksi dalam darah sebanding dengan cadangan besi

dalam tubuh, sehingga dapat mewakili suatu indeks dari jumlah cadangan besi, dan feritin dapat dijumpai di plasma dalam jumlah yang sngat sedikit sehingga pemeriksaannya menjadi hal yang pentiing untuk mengetahui diagnosis dari gangguan metabolisme besi (Bull, 2010). Feritin bukanlah merupakan molekul yang sama dan seragam. Feritin merupakan kombinasi dari berbagai rantai protein sebagai isoferitin yang bervariasi. Isoferitin ini terbentuk dari dua subunit, subunit tipe H (heavy) dan L (light). Untuk evaluasi klinis cadangan besi tubuh melalui pemeriksaan feritin, antibodi feritin harus memiliki spesifisitas untuk isoferitin kaya L dari jaringan cadangan besi seperti sumsum tulang, hati, limpa. Sedangkan reaktivitasnya dengan isoferitin kaya H (misalnya dari otot jantung) harus serendah mungkin. Diantara semua metode immunoassay yang tanpa penanda, uji aglutinasi latex-enhanced yang paling tepat untuk deteksi konsentrasi feritin plasma yang sangat rendah. Diantara immunoassay dengan penandaan, EIA, LIA, FIA, dan RIA yang banyak digunakan.

Feritin dalam plasma/serum harus diperiksa dalam kisaran konsentrasi yang sangat rendah (0,2-7 x 1012 mol/L). Sehingga diperlukan metode yang cukup sensitif. Dalam beberapa tahun terakhir, sensitivitas metode langsung (turbidimetri, nefelometri) mengalami perbaikan cukup bermakna. Seiring dengan berkembangnya metode, otomatisasi berbagai metode imunokimia langsung dan tidak langsung juga berhasil dicapai. Saat ini belum ada metode acuan untuk pemeriksaan feritin. Persyaratan untuk standarisasi pemeriksaan feritin yang seragam adalah preparasi feritin yang baik menggunakan kandungaan tinggi dar isoferitin basa ( L-isoferitin).

Penentuan kisaran acuan untuk mengetahui konsentrasi feritin pada orang yang sehat secara klinis sangat sulit, karena cadangan besi sangat tergantung pada usia dan jenis kelamin, dan karena sejumlah individu dari populasi normal akan menderita defisiensi besi yang laten. Hal ini yang membatasi manfaat memilih grup acuan, seperti misalnya pendonor darah rutin, atau orang-orang di wajib militer, atau bahkan pemilihan staf wanita muda di rumah sakit. Angka kisaran di bawah (tabel 3) ini telah dikompilasi dari beberapa studi dengan populasi studi yang normal yang telah

Tabel 2. Metode pengukuran langsung

2. Pemeriksaan serum feritinFeritin yang dapat terdeteksi dalam darah sebanding dengan cadangan besi dalam

tubuh, sehingga dapat mewakili suatu indeks dari jumlah cadangan besi, dan feritin dapat dijumpai di plasma dalam jumlah yang sngat sedikit sehingga pemeriksaannya menjadi hal yang pentiing untuk mengetahui diagnosis dari gangguan metabolisme besi (Bull, 2010). Feritin bukanlah merupakan molekul yang sama dan seragam. Feritin merupakan kombinasi dari berbagai rantai protein sebagai isoferitin yang bervariasi. Isoferitin ini terbentuk dari dua subunit, subunit tipe H (heavy) dan L (light). Untuk evaluasi klinis cadangan besi tubuh melalui pemeriksaan feritin, antibodi feritin harus memiliki spesifisitas untuk isoferitin kaya L dari jaringan cadangan besi seperti sumsum tulang, hati, limpa. Sedangkan reaktivitasnya dengan isoferitin kaya H (misalnya dari otot jantung) harus serendah mungkin. Diantara semua metode immunoassay yang tanpa penanda, uji aglutinasi latex-enhanced yang paling tepat untuk deteksi konsentrasi feritin plasma yang sangat rendah. Diantara immunoassay dengan penandaan, EIA, LIA, FIA, dan RIA yang banyak digunakan.

Feritin dalam plasma/serum harus diperiksa dalam kisaran konsentrasi yang sangat rendah (0,2-7 x 1012 mol/L). Sehingga diperlukan metode yang cukup sensitif. Dalam beberapa tahun terakhir, sensitivitas metode langsung (turbidimetri, nefelometri) mengalami perbaikan cukup bermakna. Seiring dengan berkembangnya metode, otomatisasi berbagai metode imunokimia langsung dan tidak langsung juga berhasil dicapai. Saat ini belum ada metode acuan untuk pemeriksaan feritin. Persyaratan untuk standarisasi pemeriksaan feritin yang seragam adalah preparasi feritin yang baik menggunakan kandungaan tinggi dar isoferitin basa ( L-isoferitin).

Penentuan kisaran acuan untuk mengetahui konsentrasi feritin pada orang yang sehat secara klinis sangat sulit, karena cadangan besi sangat tergantung pada usia dan jenis kelamin, dan karena sejumlah individu dari populasi normal akan menderita defisiensi besi yang laten. Hal ini yang membatasi manfaat memilih grup acuan, seperti misalnya pendonor darah rutin, atau orang-orang di wajib militer, atau bahkan pemilihan staf wanita muda di rumah sakit. Angka kisaran di bawah (tabel 3) ini telah dikompilasi dari beberapa studi dengan populasi studi yang normal yang telah didefinisikan dengan tingkat kepastian yang tinggi. Secara khusus, penderita anemia defisiensi besi dan infeksi (dari pemeriksaan fisik, hasil laboratorium) dieksklusi.

Page 312: Penerbit - erepo.unud.ac.id

297

298

didefinisikan dengan tingkat kepastian yang tinggi. Secara khusus, penderita anemia defisiensi besi dan infeksi (dari pemeriksaan fisik, hasil laboratorium) dieksklusi.

Tabel 3. Konsentrasi feritin pada orang sehat: (Lotz et al., 1999)

Anak-anak dan remaja Pria Wanita <50 tahun Wanita >50 tahun

15-150 ng/mL 30-400 ng/mL 15-150 ng/mL Pendekatan dengan interval acuan untuk pria

¶ Bayi awalnya memiliki cadangan besi penuh yang digunakan sampai beberapa minggu pertama.

¶ Kisaran acuan secara statistik mencakup 95% grup populasi yang sehat secara klinis. Kisaran tersebut tidak merepresentasikan norma ideal.

Beberapa buku juga melaporkan nilai acuan yang sedikit berbeda, seperti dari Davkota (2012) menyatakan nilai acuan untuk serum feritin berkisar antara 23 – 336 ng/ml (laki) dan 11 – 306 ng/ml (wanita). Kemaknaan klinis pemeriksaan feritin

Konsentrasi feritin dalam serum atau plasma mencerminkan cadangan besi total

dalam tubuh. Feritin adalah protein cadangan besi yang paling penting yang larut dalam air sementara hemosiderin yang tidak larut dalam air, secara kuantitatif dan biologis kurang penting, mengandung sekitar 15 – 20% dari total besi dalam tubuh. Feritin terdapat di hampir semua sel dan jaringan dimana konsentrasi yang tinggi khususnya ditemukan di hati, limpa, dan sumsum tulang. Feritin dalam lisosom akan dikonversikan menjadi hemosiderin oleh enzim lisosom melalui degradasi pada protein cangkangnya. Sebaliknya feritin yang didegradasi di sitosol akan melepaskan kandungan besinya secara komplit (Koorts dan Viljoen, 2007).

Ditemukan hubungan langsung untuk orang dewasa sehat antara konsentrasi feritin plasma dengan jumlah cadangan besi yang tersedia dalam tubuh. Studi komparatif dengan plebotomi dan pemeriksaan histokimia terhadap aspirat sumsum tulang menunjukkan bahwa pada defisiensi besi dan pada timbunan besi primer atau sekunder, feritin memberi informasi akurat mengenai cadangan besi yang tersedia bagi tubuh untuk sintesis hemoglobin. Jika lebih banyak besi yang disuplai dibanding besi yang dapat disimpan sebagai feritin, besi akan dideposit sebagai hemosiderin di dalam sel sistem retikuloendotelial. Tidak seperti feritin, hemosiderin tidak larut air, dan sangat sulit untuk memobilisasi kandungan besinya.

Feritin, protein penyimpan besi, dibentuk di dalam sel sebagai respon terhadap konsentrasi besi intrasel. Jika konsentrasi besi intrasel tinggi, feritin akan disintesis dalam jumlah besar. Jika konsentrasi besi intrasel rendah, maka feritin yang disintesis juga sedikit. Feritin dalam jumlah kecil yang dihasilkan akan disekresikan sel ke dalam aliran darah. Korelasi langsung terjadi jika konsentrasi feritin serum dalam kisaran 12 – 200 µg/l (1 ng/mL = 1 µg/L feritin serum, setara dengan 10 mg cadangan besi).

Feritin serum merupakan indikator yang baik untuk cadangan besi, namun tidak memberi informasi mengenai kompartemen fungsional, yaitu jumlah besi yang sebenarnya tersedia untuk eritropoiesis. Kadar feritin yang rendah hanya menunjukkan

Tabel 3. Konsentrasi feritin pada orang sehat: (Lotz et al., 1999)

• Bayi awalnya memiliki cadangan besi penuh yang digunakan sampai beberapa minggu pertama.

• Kisaran acuan secara statistik mencakup 95% grup populasi yang sehat secara klinis. Kisaran tersebut tidak merepresentasikan norma ideal.

Beberapa buku juga melaporkan nilai acuan yang sedikit berbeda, seperti dari Davkota (2012) menyatakan nilai acuan untuk serum feritin berkisar antara 23 – 336 ng/ml (laki) dan 11 – 306 ng/ml (wanita).

Kemaknaan klinis pemeriksaan feritinKonsentrasi feritin dalam serum atau plasma mencerminkan cadangan besi total

dalam tubuh. Feritin adalah protein cadangan besi yang paling penting yang larut dalam air sementara hemosiderin yang tidak larut dalam air, secara kuantitatif dan biologis kurang penting, mengandung sekitar 15 – 20% dari total besi dalam tubuh. Feritin terdapat di hampir semua sel dan jaringan dimana konsentrasi yang tinggi khususnya ditemukan di hati, limpa, dan sumsum tulang. Feritin dalam lisosom akan dikonversikan menjadi hemosiderin oleh enzim lisosom melalui degradasi pada protein cangkangnya. Sebaliknya feritin yang didegradasi di sitosol akan melepaskan kandungan besinya secara komplit (Koorts dan Viljoen, 2007).

Ditemukan hubungan langsung untuk orang dewasa sehat antara konsentrasi feritin plasma dengan jumlah cadangan besi yang tersedia dalam tubuh. Studi komparatif dengan plebotomi dan pemeriksaan histokimia terhadap aspirat sumsum tulang menunjukkan bahwa pada defisiensi besi dan pada timbunan besi primer atau sekunder, feritin memberi informasi akurat mengenai cadangan besi yang tersedia bagi tubuh untuk sintesis hemoglobin. Jika lebih banyak besi yang disuplai dibanding besi yang dapat disimpan sebagai feritin, besi akan dideposit sebagai hemosiderin di dalam sel sistem retikuloendotelial. Tidak seperti feritin, hemosiderin tidak larut air, dan sangat sulit untuk memobilisasi kandungan besinya.

Feritin, protein penyimpan besi, dibentuk di dalam sel sebagai respon terhadap konsentrasi besi intrasel. Jika konsentrasi besi intrasel tinggi, feritin akan disintesis dalam jumlah besar. Jika konsentrasi besi intrasel rendah, maka feritin yang disintesis juga sedikit. Feritin dalam jumlah kecil yang dihasilkan akan disekresikan sel ke dalam aliran darah. Korelasi langsung terjadi jika konsentrasi feritin serum dalam kisaran 12 – 200 µg/l (1 ng/mL = 1 µg/L feritin serum, setara dengan 10 mg cadangan besi).

Feritin serum merupakan indikator yang baik untuk cadangan besi, namun tidak memberi informasi mengenai kompartemen fungsional, yaitu jumlah besi yang sebenarnya tersedia untuk eritropoiesis. Kadar feritin yang rendah hanya menunjukkan bahwa pasien berisiko mengalami defisiensi besi. Kadar feritin yang meningkat dapat dijumpai pada penyakit hati akut maupun kronik, infeksi dan inflamasi, alkoholisme, keganasan,

Page 313: Penerbit - erepo.unud.ac.id

298

hipertiroidisme, infark jantung, hemokromatosis (Wlliamson et al., 2011). Kadar feritin serum yang normal atau meningkat dapat ditemukan pada pasien dengan defisiensi besi apabila kondisi tersebut disertai dengan adanya infeksi, inflamasi akut atau kronis, dan tumor ganas. Hal ini dikarenakan adanya fakta bahwa feritin adalah protein fase akut, sintesisnya akan meningkat pada kondisi seperti infeksi atau inflamasi. Akibatnya adalah peningkatan feritin serum yang tidak sesuai dengan jumlah cadangan besi yang tersedia. Pada pasien dengan kadar feritin dalam kisaran normal yang disertai dengan peningkatan CRP = C Reactive Protein (indikator terbaik reaksi fase akut) defisiensi cadangan besi belum dapat disingkirkan.

Keterbatasan pemeriksaan feritin dalam penentuan defisiensi besi

299

bahwa pasien berisiko mengalami defisiensi besi. Kadar feritin yang meningkat dapat dijumpai pada penyakit hati akut maupun kronik, infeksi dan inflamasi, alkoholisme, keganasan, hipertiroidisme, infark jantung, hemokromatosis (Wlliamson et al., 2011). Kadar feritin serum yang normal atau meningkat dapat ditemukan pada pasien dengan defisiensi besi apabila kondisi tersebut disertai dengan adanya infeksi, inflamasi akut atau kronis, dan tumor ganas. Hal ini dikarenakan adanya fakta bahwa feritin adalah protein fase akut, sintesisnya akan meningkat pada kondisi seperti infeksi atau inflamasi. Akibatnya adalah peningkatan feritin serum yang tidak sesuai dengan jumlah cadangan besi yang tersedia. Pada pasien dengan kadar feritin dalam kisaran normal yang disertai dengan peningkatan CRP = C Reactive Protein (indikator terbaik reaksi fase akut) defisiensi cadangan besi belum dapat disingkirkan. Keterbatasan pemeriksaan feritin dalam penentuan defisiensi besi

Pada anak kecil, remaja dalam masa pertumbuhan, atlit, donor darah, wanita hamil kadar feritin serum rendah atau perbatasan rendah, tidak dapat mewakili berat ringannya defisiensi besi. Peningkatan feritin serum yang tidak sesuai dengan cadangan besi ditemukan pada pasien dengan: ¶ Infeksi, inflamasi akut dan kronik, tumor ganas ¶ Kerusakan parenkim hati, misalnya hepatitis viral akut atau hepatitis

alkoholik akut dan kronik, sirosis hati ¶ Pasien dialisis ¶ Sindroma mielodisplastik (MDS) ¶ Pemberian besi parenteral

Pemeriksaan feritin terutama bermanfaat dalam mendiagnosis gangguan metabolisme besi, dalam pemantauan terapi besi, untuk pemeriksaan cadangan besi pada kelompok risiko tinggi, dan dalam diagnosis banding anemia (tabel 3). Indikasi pemeriksaan feritin adalah (Williamson et al., 2011) :

¶ Untuk memprediksi dan monitor defisiensi besi ¶ Untuk monitoring respon terapi atau kepatuhan terhadap terapi ¶ Untuk membedakan defisiensi besi dengan penyakit kronik sebagai

penyebab anemia ¶ Untuk monitor status besi pada pasien dengan penyakit ginjal dengan

ataupun tanpa dialisis ¶ Untuk melakukan studi status besi dan respon terhadap pemberian

suplemen besi pada populasi ¶ Untuk mendeteksi dan monitor respon terhadap terapi kelasi besi pada

kasus dengan kelebihan besi (iron overload) Dalam praktek klinis, konsentrasi feritin mencerminkan banyaknya cadangan besi, khususnya pada awal terapi. Defisiensi cadangan besi di sistem retikuloendotelial (RES) dapat dideteksi pada stadium awal. Kadar 20 ng/mL terbukti sebagai batasan klinis yang sesuai untuk menentukan adanya defisiensi besi prelaten. Kadar di bawah itu menunjukkan habisnya sisa cadangan besi yang dapat dimobilisasi untuk sintesis hemoglobin. Penurunan sampai <12 ng/ml disebut defisiensi besi laten. Kedua batas tadi tidak memerlukan konfirmasi laboratorium lebih lanjut, meskipun hitung sel darah secara morfologis masih normal. Hal tersebut merupakan indikasi untuk segera

Pemeriksaan feritin terutama bermanfaat dalam mendiagnosis gangguan metabolisme besi, dalam pemantauan terapi besi, untuk pemeriksaan cadangan besi pada kelompok risiko tinggi, dan dalam diagnosis banding anemia (tabel 3). Indikasi pemeriksaan feritin adalah (Williamson et al., 2011) :• Untuk memprediksi dan monitor defisiensi besi• Untuk monitoring respon terapi atau kepatuhan terhadap terapi• Untuk membedakan defisiensi besi dengan penyakit kronik sebagai penyebab anemia• Untuk monitor status besi pada pasien dengan penyakit ginjal dengan ataupun tanpa

dialisis• Untuk melakukan studi status besi dan respon terhadap pemberian suplemen besi pada

populasi• Untuk mendeteksi dan monitor respon terhadap terapi kelasi besi pada kasus dengan

kelebihan besi (iron overload)

Dalam praktek klinis, konsentrasi feritin mencerminkan banyaknya cadangan besi, khususnya pada awal terapi. Defisiensi cadangan besi di sistem retikuloendotelial (RES) dapat dideteksi pada stadium awal. Kadar 20 ng/mL terbukti sebagai batasan klinis yang sesuai untuk menentukan adanya defisiensi besi prelaten. Kadar di bawah itu menunjukkan habisnya sisa cadangan besi yang dapat dimobilisasi untuk sintesis hemoglobin. Penurunan sampai <12 ng/ml disebut defisiensi besi laten. Kedua batas tadi tidak memerlukan konfirmasi laboratorium lebih lanjut, meskipun hitung sel darah secara morfologis masih normal. Hal tersebut merupakan indikasi untuk segera memberikan terapi, meskipun penyebab defisiensi besi masih harus dicari. Jika penurunan konsentrasi feritin disertai anemia hipokromik mikrositer, maka pasien dikatakan menderita defisiensi besi yang bermanifes.

Page 314: Penerbit - erepo.unud.ac.id

299

Jika kadar feritin meningkat dan gangguan distribusi besi dapat disingkirkan dengan pemeriksaan sTfR atau saturasi transferin dan/atau CRP dan juga melalui pemeriksaan laju endap darah dan hitung sel darah dapat menyingkirkan adanya penyakit lain, peningkatan kadar feritin tersebut menunjukkan adanya timbunan besi pada tubuh. Kadar feritin 400 ng/ml dipakai sebagai batasan bahwa sudah terjadi kelebihan besi. Saturasi transferin meningkat secara masif (> 45%) pada kasus-kasus tersebut. Jika tidak ada bukti adanya penyakit lain, harus dicurigai adanya hemokromatosis primer atau sekunder. Diagnosis banding harus dicari berdasarkan anamnesis, deteksi biologi molekuler, mungkin dibantu dengan biopsi hati, pungsi sumsum tulang, atau MRI. Diagnosis hemokromatosis primer membutuhkan pemeriksaan lebih lanjut untuk kemungkinan adanya lesi organik.

Peningkatan feritin bersifat ambigu, dan ditemukan pada sejumlah penyakit inflamasi, keganasan, dan adanya kerusakan parenkim hati. Peningkatan kadar feritin juga ditemukan pada sejumlah anemia yang muncul akibat berbagai sebab. Terapi besi oral atau khususnya parenteral yang baru juga dapat menyebabkan peningkatan kadar feritin. Peningkatan konsentrasi feritin ini biasanya disebabkan gangguan distribusi, dan diagnosis banding dapat diketahui dengan pemeriksaan konsentrasi transferin dan saturasi transferin. Pada semua proses tersebut, kadar transferin menurun atau normal rendah (< 200 mg/dL). Saturasi transferin rendah sampai normal (< 15%), dan ditemukan adanya anemia hipokromik yang dapat didiagnosis berdasarkan pemeriksaan darah rutin.

300

memberikan terapi, meskipun penyebab defisiensi besi masih harus dicari. Jika penurunan konsentrasi feritin disertai anemia hipokromik mikrositer, maka pasien dikatakan menderita defisiensi besi yang bermanifes.

Jika kadar feritin meningkat dan gangguan distribusi besi dapat disingkirkan dengan pemeriksaan sTfR atau saturasi transferin dan/atau CRP dan juga melalui pemeriksaan laju endap darah dan hitung sel darah dapat menyingkirkan adanya penyakit lain, peningkatan kadar feritin tersebut menunjukkan adanya timbunan besi pada tubuh. Kadar feritin 400 ng/ml dipakai sebagai batasan bahwa sudah terjadi kelebihan besi. Saturasi transferin meningkat secara masif (> 45%) pada kasus-kasus tersebut. Jika tidak ada bukti adanya penyakit lain, harus dicurigai adanya hemokromatosis primer atau sekunder. Diagnosis banding harus dicari berdasarkan anamnesis, deteksi biologi molekuler, mungkin dibantu dengan biopsi hati, pungsi sumsum tulang, atau MRI. Diagnosis hemokromatosis primer membutuhkan pemeriksaan lebih lanjut untuk kemungkinan adanya lesi organik.

Peningkatan feritin bersifat ambigu, dan ditemukan pada sejumlah penyakit inflamasi, keganasan, dan adanya kerusakan parenkim hati. Peningkatan kadar feritin juga ditemukan pada sejumlah anemia yang muncul akibat berbagai sebab. Terapi besi oral atau khususnya parenteral yang baru juga dapat menyebabkan peningkatan kadar feritin. Peningkatan konsentrasi feritin ini biasanya disebabkan gangguan distribusi, dan diagnosis banding dapat diketahui dengan pemeriksaan konsentrasi transferin dan saturasi transferin. Pada semua proses tersebut, kadar transferin menurun atau normal rendah (< 200 mg/dL). Saturasi transferin rendah sampai normal (< 15%), dan ditemukan adanya anemia hipokromik yang dapat didiagnosis berdasarkan pemeriksaan darah rutin.

Tabel 3. Konsentrasi feritin pada orang sehat dan pada pasien dengan defisiensi besi dan kelebihan besi (Wick et al., 2003)

Kisaran acuan pada pria dan wanita > 50 tahun Kisaran acuan pada wanita < 50 tahun

30 – 400 ng/mL = 30 – 400 µg/L15-150 ng/mL = 15-150 µg/L

Defisiensi besi prelaten (defisiensi cadangan besi)

<20 ng/mL

Defisiensi besi laten dan manifes (anemia defisiensi besi)

<12 ng/mL

Kelebihan besi representatif >400 ng/mL

3. Pemeriksaan serum transferin Transferin merupakan plasma protein untuk transportasi zat besi. Indeks dari

senyawa transferin yang ditemukan dalam darah adalah kapasitas pengikatan besinya (iron-binding capacity) yaitu ukuran untuk menyatakan kapasitas transferin utnuk mengikat besi didalam darah. Kapasitas total dari transferin dalam mengikat besi (TIBC = total iron-binding capacity) adalah metode pemeriksaan kadar transferin secara tidak langsung. Konsentrasi transferin berkorelasi dengan kapasitas pengikat total serum besi (TIBC), namun demikian korelasinya tidak selamanya linear akan tetapi tergantung luas tidaknya kisaran acuan nilai transferin. Hubungan antara transferin dan TIBC akan mengalami perubahan pada individu dengan kondisi klinik yang dapat mempengaruhi kapasitas daya ikat transferin atau protin pengikat besi lainnya. Perlu diketahui TIBC

Tabel 3. Konsentrasi feritin pada orang sehat dan pada pasien dengan defisiensi besi dan kelebihan besi (Wick et al., 2003)

3. Pemeriksaan serum transferinTransferin merupakan plasma protein untuk transportasi zat besi. Indeks dari

senyawa transferin yang ditemukan dalam darah adalah kapasitas pengikatan besinya (iron-binding capacity) yaitu ukuran untuk menyatakan kapasitas transferin utnuk mengikat besi didalam darah. Kapasitas total dari transferin dalam mengikat besi (TIBC = total iron-binding capacity) adalah metode pemeriksaan kadar transferin secara tidak langsung. Konsentrasi transferin berkorelasi dengan kapasitas pengikat total serum besi (TIBC), namun demikian korelasinya tidak selamanya linear akan tetapi tergantung luas tidaknya kisaran acuan nilai transferin. Hubungan antara transferin dan TIBC akan mengalami perubahan pada individu dengan kondisi klinik yang dapat mempengaruhi kapasitas daya ikat transferin atau protin pengikat besi lainnya. Perlu diketahui TIBC jangan dikacaukan dengan UIBC (unsaturated iron-binding capacity), yang merupakan komponen setelah TIBC dikurangi dengan besi serum. UIBC ini diukur dengan metode menggunakan besi radioaktif atau dengan spektrofotometer. Hasil penjumlahan antara UIBC dan besi plasma adalah TIBC (Beutler, 2010). Pengukuran TIBC secara langsung

Page 315: Penerbit - erepo.unud.ac.id

300

juga dapat dilakukan. Untuk mendiagnosa defisiensi zat besi, transferin dan TIBC dapat digunakan bergantian.

Dalam keadaan normal sekitar sepertiga dari transferin akan tersaturasi besi. Sebagian transferin dalam tubuh terdapat dalam serum/plasma, sedangkan sisanya terdapat di ekstravaskuler. Protein tersebut mampu mengangkut dua ion trivalen per molekul. Sebesar 30 – 40% kapasitas ikatan maksimalnya digunakan pada kondisi fisiologis. Transferin bukan merupakan molekul yang seragam. Ia merupakan kelompok dengan berbagai isoform transferin. Saat ini telah diketahui sekitar 20 isotransferin pada manusia. Semua memiliki kapasitas pengikat besi dan karakteristik imunologis yang serupa. Oleh karena itu, membedakan antara berbagai isoform tidak memiliki nilai klinis untuk penilaian metabolisme besi. Karena teknis pemeriksaan transferin di laboratorium rutin relatif sederhana, pemeriksaan transferin dalam serum/plasma telah menggantikan pemeriksaan TIBC dan UIBC. Transferin disintesis terutama di hati. Pada individu yang sehat dengan defisiensi zat besi, kadar transferin dalam serum meningkat akibat adanya peningkatan sintesis. Hasil yang tinggi dapat dilihat pada kehamilan dan selama pemberian hormon estrogen dan kontrasepsi oral. Penurunan serum transferin dapat dilihat pada penyakit hati kronis, malnutrisi, dan kehilangan protein. Penting untuk dicatat bahwa transferin menurun dalam keganasan dan dalam peradangan akut dan kronis. Pemeriksaan trasferin dapat digunakan untuk menilai status nutrisi, dan hasil tes dapat dipengaruhi adanya transfusi (Coyne, 2006).

Saat ini belum ada metode acuan untuk pemeriksaan transferin. Karena konsentrasi transferin yang relatif tinggi (25 – 45 mmol/L), tersedia metode presipitasi imunologis langsung (nefelometri, turbidimetri). Metode turbidimetrik dan nefelometrik digunakan secara luas sebagai metode rutin. Transferin, seperti halnya feritin, namun tidak seperti besi, tidak menunjukkan irama sirkadian yang menonjol. Terkait pengaruh posisi tubuh yang tegak pada komponen darah dengan berat molekul yang tinggi, kondisi pengambilan darah untuk pemeriksaan transferin harus distandarisasi terkait posisi tubuh dan oklusi vena. Lebih baik digunakan sampel yang sama untuk pemeriksaan transferin seperti pada besi dan feritin.

Kisaran acuan untuk transferin: Tidak ditemukan ketergantungan terhadap usia ataupun jenis kelamin. 255 – 450 mg/dL (Beutler, 2010)

301

jangan dikacaukan dengan UIBC (unsaturated iron-binding capacity), yang merupakan komponen setelah TIBC dikurangi dengan besi serum. UIBC ini diukur dengan metode menggunakan besi radioaktif atau dengan spektrofotometer. Hasil penjumlahan antara UIBC dan besi plasma adalah TIBC (Beutler, 2010). Pengukuran TIBC secara langsung juga dapat dilakukan. Untuk mendiagnosa defisiensi zat besi, transferin dan TIBC dapat digunakan bergantian.

Dalam keadaan normal sekitar sepertiga dari transferin akan tersaturasi besi. Sebagian transferin dalam tubuh terdapat dalam serum/plasma, sedangkan sisanya terdapat di ekstravaskuler. Protein tersebut mampu mengangkut dua ion trivalen per molekul. Sebesar 30 – 40% kapasitas ikatan maksimalnya digunakan pada kondisi fisiologis. Transferin bukan merupakan molekul yang seragam. Ia merupakan kelompok dengan berbagai isoform transferin. Saat ini telah diketahui sekitar 20 isotransferin pada manusia. Semua memiliki kapasitas pengikat besi dan karakteristik imunologis yang serupa. Oleh karena itu, membedakan antara berbagai isoform tidak memiliki nilai klinis untuk penilaian metabolisme besi. Karena teknis pemeriksaan transferin di laboratorium rutin relatif sederhana, pemeriksaan transferin dalam serum/plasma telah menggantikan pemeriksaan TIBC dan UIBC. Transferin disintesis terutama di hati. Pada individu yang sehat dengan defisiensi zat besi, kadar transferin dalam serum meningkat akibat adanya peningkatan sintesis. Hasil yang tinggi dapat dilihat pada kehamilan dan selama pemberian hormon estrogen dan kontrasepsi oral. Penurunan serum transferin dapat dilihat pada penyakit hati kronis, malnutrisi, dan kehilangan protein. Penting untuk dicatat bahwa transferin menurun dalam keganasan dan dalam peradangan akut dan kronis. Pemeriksaan trasferin dapat digunakan untuk menilai status nutrisi, dan hasil tes dapat dipengaruhi adanya transfusi (Coyne, 2006).

Saat ini belum ada metode acuan untuk pemeriksaan transferin. Karena konsentrasi transferin yang relatif tinggi (25 – 45 mmol/L), tersedia metode presipitasi imunologis langsung (nefelometri, turbidimetri). Metode turbidimetrik dan nefelometrik digunakan secara luas sebagai metode rutin. Transferin, seperti halnya feritin, namun tidak seperti besi, tidak menunjukkan irama sirkadian yang menonjol. Terkait pengaruh posisi tubuh yang tegak pada komponen darah dengan berat molekul yang tinggi, kondisi pengambilan darah untuk pemeriksaan transferin harus distandarisasi terkait posisi tubuh dan oklusi vena. Lebih baik digunakan sampel yang sama untuk pemeriksaan transferin seperti pada besi dan feritin.

Kisaran acuan untuk transferin: Tidak ditemukan ketergantungan

terhadap usia ataupun jenis kelamin. 255 – 450 mg/dL (Beutler, 2010)

Hubungan antara transferin dan TIBC

Transferin (mmol/l) x 2 ~ TIBC (µmol/l)

Transferin: 25-50 (µmol/l) Wanita: TEBK: 49-89 (µmol/l) Pria: TEBK 52-77 (µmol/l)

Transferin (mg/dL) x ~ TIBC (µg/dL) Transferin: 200-400 (mg/dL) Wanita: TEBK: 274-497 (µg/dL) Pria: 291-430 (µg/dL)

Transferin (mg/dL) x 1,41 ~ TIBC (µg/dL) Berikut yang harus diperhatikan:

• 1 mol transferin mengikat 2 atom besi• Berat atom besi = 56 dalton

Page 316: Penerbit - erepo.unud.ac.id

301

• Berat molekul apotransferin = 79.570 Dalton Kapasitas ikat total (TIBC) dari 1 g transferin adalah 1,41 mg besi

4. Pemeriksaan saturasi transferinTransferin merupakan protein plasma utama sebagai alat transportasi dari zat besi,

mengikat besi secara kuat pada pH fisiologis. Transferin umumnya 20 – 45% tersaturasi dengan besi. Jumlah tambahan zat besi yang dapat terikat adalah kapasitas pengikat besi tak jenuh (unsaturated iron-binding capacity/UIBC). Jumlah dari serum zat besi dan UIBC merupakan kapasitas mengikat besi total (TIBC). TIBC adalah pengukuran tidak langsung dari konsentrasi transferin dan kedua istilah ini sering digunakan secara bergantian. Saturasi transferin biasanya dilaporkan sebagai kejenuhan persen (100 x serum besi /TIBC atau transferin).• Saturasi transferin < 20% merupakan indikasi dari defisiensi zat besi, baik berupa

defisiensi besi laten maupun defisiensi besi fungsional (biasanya berhubungan dengan penurunan transferin tetapi penurunan besar yang tidak proporsional dari besi mengakibatkan transferin saturasi < 20%) atau kekurangan zat besi sesungguhnya, dimana penurunan serum besi dikaitkan dengan peningkatan transferin

• Saturasi transferin > 45% menggambarkan penyakit keturunan hemokromatosis dan atau karena transfusi multipel atau keracunan besi

• Kenaikan sementara pada saturasi transferin terlihat setelah pemberian zat besi intravena. Durasinya tergantung pada jenis dan dosis zat besi yang diberikan

Saturasi transferin didefinisikan sebagai rasio antara konsentrasi besi serum/plasma terhadap konsentrasi transferin serum/plasma (dikalikan dengan faktor koreksi). Ia merupakan jumlah dimensional, sehingga tidak seperti besi, ia tergantung kepada kondisi hidrasi pasien. Nilai dari saturasi transferin dihitung dengan formula: (serum besi x 100)/TIBC.

302

Berikut yang harus diperhatikan: ¶ 1 mol transferin mengikat 2 atom besi ¶ Berat atom besi = 56 dalton ¶ Berat molekul apotransferin = 79.570 Dalton

Kapasitas ikat total (TIBC) dari 1 g transferin adalah 1,41 mg besi

4. Pemeriksaan saturasi transferin Transferin merupakan protein plasma utama sebagai alat transportasi dari zat

besi, mengikat besi secara kuat pada pH fisiologis. Transferin umumnya 20 – 45% tersaturasi dengan besi. Jumlah tambahan zat besi yang dapat terikat adalah kapasitas pengikat besi tak jenuh (unsaturated iron-binding capacity/UIBC). Jumlah dari serum zat besi dan UIBC merupakan kapasitas mengikat besi total (TIBC). TIBC adalah pengukuran tidak langsung dari konsentrasi transferin dan kedua istilah ini sering digunakan secara bergantian. Saturasi transferin biasanya dilaporkan sebagai kejenuhan persen (100 x serum besi /TIBC atau transferin).

¶ Saturasi transferin < 20% merupakan indikasi dari defisiensi zat besi, baik berupa defisiensi besi laten maupun defisiensi besi fungsional (biasanya berhubungan dengan penurunan transferin tetapi penurunan besar yang tidak proporsional dari besi mengakibatkan transferin saturasi < 20%) atau kekurangan zat besi sesungguhnya, dimana penurunan serum besi dikaitkan dengan peningkatan transferin

¶ Saturasi transferin > 45% menggambarkan penyakit keturunan hemokromatosis dan atau karena transfusi multipel atau keracunan besi

¶ Kenaikan sementara pada saturasi transferin terlihat setelah pemberian zat besi intravena. Durasinya tergantung pada jenis dan dosis zat besi yang diberikan

Saturasi transferin didefinisikan sebagai rasio antara konsentrasi besi serum/plasma terhadap konsentrasi transferin serum/plasma (dikalikan dengan faktor koreksi). Ia merupakan jumlah dimensional, sehingga tidak seperti besi, ia tergantung kepada kondisi hidrasi pasien. Nilai dari saturasi transferin dihitung dengan formula: (serum besi x 100)/TIBC.

Saturasi transferin (TfS) TfS pada orang sehat 15 – 45% Menurunnya TfS pada defisiensi besi atau gangguan distribusi besi

< 15%

Peningkatan TfS pada kelebihan besi > 50% TfS juga dipengaruhi umur yaitu dewasa 20 – 50%, pada anak > 16% ( Parenthi,2012)

¶ TfS 10% menunjukkan bahwa 1 g transferin tersaturasi 0,141 mg besi. ¶ TfS 50% tercapai jika 1 g transferin mengandung 0,705 mg besi.

Kemaknaan klinik transferin dan saturasi transferin

Transferin disintesis di hati dan dikontrol kandungan besi di hepatosit. Pada

orang sehat, 15 – 45% transferin tersaturasi besi. Jika suplai besi dari kompartemen

• TfS 10% menunjukkan bahwa 1 g transferin tersaturasi 0,141 mg besi.• TfS 50% tercapai jika 1 g transferin mengandung 0,705 mg besi.

Kemaknaan klinik transferin dan saturasi transferinTransferin disintesis di hati dan dikontrol kandungan besi di hepatosit. Pada orang

sehat, 15 – 45% transferin tersaturasi besi. Jika suplai besi dari kompartemen fungsional inadekuat, sintesis transferin akan meningkat sebagai kompensasi, yang menyebabkan penurunan saturasi transferin. Jika terdapat infeksi, inflamasi akut atau kronis, dan tumor ganas, sintesis transferin akan menurun apapun status besinya. Karena alasan tersebut, saturasi transferin bukanlah indikator suplai besi untuk kompartemen fungsional dan tidak dapat digunakan pada anemia yang disertai dengan peningkatan CRP.

Page 317: Penerbit - erepo.unud.ac.id

302

Peningkatan kadar transferin ditemukan pada defisiensi besi terutama pada kehamilan. Kadar transferin juga dapat meningkat karena diinduksi obat (pemberian kontrasepsi oral) dan obat-obatan yang dapat menurunkan nilai transferin adalah adrenocorticotropic hormon (ACTH) dan kloramfenikol (Parenthi, 2012). Anamnesis rinci menjadi penting dalam hal ini. Sejumlah anemia yang jarang dengan hiperferitinemia dan kadar transferin yang rendah termasuk dalam kelompok penyakit sideroakrestik dan merupakan anemia hipokromik mikrositer kongenital (atransferinemia, antibodi antitransferin, defek reseptor).

Jika terjadi inflamasi, penyakit infeksi, atau tumor ganas, konsentrasi transferin dan saturasi transferin yang rendah mengarahkan kita kepada gangguan distribusi besi. Konsentrasi transferin yang rendah dapat disebabkan hilangnya transferin (melalui ginjal atau usus) atau melalui penurunan sintesis (kompensasi, kerusakan hati). Kadar transferin rendah yang ditemukan pada pasien sirosis hati biasanya disebabkan gangguan metabolisme protein. Pada sindrom nefrotik, sangat banyak transferin yang hilang melalui urin sehingga kadar transferin yang rendah pasti ditemukan. Ekskresi transferin dalam urin

303

fungsional inadekuat, sintesis transferin akan meningkat sebagai kompensasi, yang menyebabkan penurunan saturasi transferin. Jika terdapat infeksi, inflamasi akut atau kronis, dan tumor ganas, sintesis transferin akan menurun apapun status besinya. Karena alasan tersebut, saturasi transferin bukanlah indikator suplai besi untuk kompartemen fungsional dan tidak dapat digunakan pada anemia yang disertai dengan peningkatan CRP. Transferin dalam diagnosis banding gangguan metabolisme besi (Wick et al., 2003)

1. Konsentrasi transferin normal atau sedikit menurun

Hemokromatosis primer (perkecualian: hemokromatosis sekunder stadium lanjut)

2. Penurunan konsentrasi transferin V Infeksi V Inflamasi/penyakit kolagen V Tumor ganas V Pasien hemodialisis V Sirosis atau gangguan sintesis pada hati V Kehilangan besi karena sindrom nefrotik V Eritropoiesis inefektif

(misalnya anemia sideroakrestik dan anemia megaloblastik) V Talasemia

3. Peningkatan konsentrasi transferin V Defisiensi besi V Peningkatan sintesis yang diinduksi estrogen (kehamilan, obat) V Eritropoiesis inefektif (beberapa bentuk, misalnya MDS)

Kelemahan saturasi transferin untuk mendiagnosis defisiensi besi (Wick et al., 2003)

¶ Transferin adalah protein fase akut, sintesisnya menurun jika terdapat infeksi, inflamasi dan tumor ganas tanpa melihat suplai besi. Terjadi penurunan konsentrasinya dalam serum.

¶ Transferin dilepas jika terjadi kerusakan hepatoseluler, menyebabkan konsentrasi yang tidak cukup tinggi untuk suplai besi.

¶ Kehamilan dan terapi estrogen meningkatkan sintesis transferin. Konsentrasi dalam serum merupakan indikator suplai besi.

¶ Saturasi transferin lebih tinggi dari sebelumnya, bahkan beberapa jam setelah makan.

¶ Saturasi transferin tidak turun di bawah 15% sampai hemoglobin menurun sampai 2 g/dL di bawah kadar baseline jika sisa cadangan besi kosong.

Peningkatan kadar transferin ditemukan pada defisiensi besi terutama pada

kehamilan. Kadar transferin juga dapat meningkat karena diinduksi obat (pemberian kontrasepsi oral) dan obat-obatan yang dapat menurunkan nilai transferin adalah adrenocorticotropic hormon (ACTH) dan kloramfenikol (Parenthi, 2012). Anamnesis rinci menjadi penting dalam hal ini. Sejumlah anemia yang jarang dengan hiperferitinemia dan kadar transferin yang rendah termasuk dalam kelompok penyakit

303

fungsional inadekuat, sintesis transferin akan meningkat sebagai kompensasi, yang menyebabkan penurunan saturasi transferin. Jika terdapat infeksi, inflamasi akut atau kronis, dan tumor ganas, sintesis transferin akan menurun apapun status besinya. Karena alasan tersebut, saturasi transferin bukanlah indikator suplai besi untuk kompartemen fungsional dan tidak dapat digunakan pada anemia yang disertai dengan peningkatan CRP. Transferin dalam diagnosis banding gangguan metabolisme besi (Wick et al., 2003)

1. Konsentrasi transferin normal atau sedikit menurun

Hemokromatosis primer (perkecualian: hemokromatosis sekunder stadium lanjut)

2. Penurunan konsentrasi transferin V Infeksi V Inflamasi/penyakit kolagen V Tumor ganas V Pasien hemodialisis V Sirosis atau gangguan sintesis pada hati V Kehilangan besi karena sindrom nefrotik V Eritropoiesis inefektif

(misalnya anemia sideroakrestik dan anemia megaloblastik) V Talasemia

3. Peningkatan konsentrasi transferin V Defisiensi besi V Peningkatan sintesis yang diinduksi estrogen (kehamilan, obat) V Eritropoiesis inefektif (beberapa bentuk, misalnya MDS)

Kelemahan saturasi transferin untuk mendiagnosis defisiensi besi (Wick et al., 2003)

¶ Transferin adalah protein fase akut, sintesisnya menurun jika terdapat infeksi, inflamasi dan tumor ganas tanpa melihat suplai besi. Terjadi penurunan konsentrasinya dalam serum.

¶ Transferin dilepas jika terjadi kerusakan hepatoseluler, menyebabkan konsentrasi yang tidak cukup tinggi untuk suplai besi.

¶ Kehamilan dan terapi estrogen meningkatkan sintesis transferin. Konsentrasi dalam serum merupakan indikator suplai besi.

¶ Saturasi transferin lebih tinggi dari sebelumnya, bahkan beberapa jam setelah makan.

¶ Saturasi transferin tidak turun di bawah 15% sampai hemoglobin menurun sampai 2 g/dL di bawah kadar baseline jika sisa cadangan besi kosong.

Peningkatan kadar transferin ditemukan pada defisiensi besi terutama pada

kehamilan. Kadar transferin juga dapat meningkat karena diinduksi obat (pemberian kontrasepsi oral) dan obat-obatan yang dapat menurunkan nilai transferin adalah adrenocorticotropic hormon (ACTH) dan kloramfenikol (Parenthi, 2012). Anamnesis rinci menjadi penting dalam hal ini. Sejumlah anemia yang jarang dengan hiperferitinemia dan kadar transferin yang rendah termasuk dalam kelompok penyakit

Transferin dalam diagnosis banding gangguan metabolisme besi (Wick et al., 2003)

Kelemahan saturasi transferin untuk mendiagnosis defisiensi besi (Wick et al., 2003)

Page 318: Penerbit - erepo.unud.ac.id

303

digunakan untuk mengetahui selektivitas proteinuria. Konsentrasi transferin dan saturasi transferin merupakan temuan bermakna untuk membantu menentukan diagnosis banding pada kasus-kasus dengan peningkatan kadar feritin. Kelebihan besi yang sebenarnya disertai dengan peningkatan saturasi transferin. Peningkatan feritin palsu ditunjukkan redahnya saturasi transferin dan rendahnya konsentrasi transferin. Pada beberapa literatur, dilaporkan adanya usaha untuk menghubungkan antara TIBC atau transferin dengan suatu penyakit tertentu. Misalnya, studi terakhir melaporkan bahwa pasien dengan nilai saturasi transferin 9% atau kurang diharapkan untuk melakukan pemeriksaan endoskopi untuk mengevaluasi keberadaan suatu keganasan di saluran cerna (Lee et al., 2012). Pada penderita dengan gangguan ginjal, Kidney Disease Outcomes Quality Iniative (KDOQI) merekomendasikan untuk mempertahankan kadar saturasi transferin 20% atau lebih untuk meyakinkan bahwa ketersediaan besi untuk proses eritropoiesis cukup memadai pada pasien yang mendapatkan terapi eritropoietin (Atkinson et al., 2012).

5. Pemeriksaan serum soluble transferin receptor (sTfR)Reseptor transferin yang terikat pada membran merupakan suatu glikoprotein dan

terbuat dari dua rantai identik yang terikat melalui ikatan disulfida dengan berat molekul masing-masing 95.000 dalton. Reseptor transferin adalah protein transmembran dari sejumlah sel dalam tubuh. Ia mengikat transferin yang membawa besi ke permukaan sel dan mentranspornya ke dalam sel.

Agar zat besi dapat masuk ke dalam sel, kompleks besi-transferin akan terikat pada reseptor, kemudian melalui endosom dan besi akan dilepaskan ke sitoplasma. Pembelahan proteolitik dari reseptor transferin akan melepaskan reseptor transferin yang terpotong sebagai reseptor transferin yang larut dan beredar dalam darah (soluble transferin receptor). sTfR dihasilkan dari pemisahan sekitar 100 asam amino dari reseptor transferin yang terikat pada membran sel, dan sTfR yang dilepas ke dalam darah merupakan monomer dengan berat molekul sekitar 85.000 dalton. TfR bukan reaktan fase akut. Sementara feritin merupakan reaktan fase akut yang meningkatkan pada keadaan inflamasi, keganasan, infeksi, dan penyakit kronis, sTfR tidak terpengaruh keadaan patologis tersebut dan dapat membantu menentukan status besi pada pasien dengan peradangan. TfR tidak dapat digunakan secara rutin untuk mengevaluasi status zat besi karena merupakan pemeriksaan laboratorium rumah sakit yang memiliki biaya tinggi dan hasilnya lebih lama dibandingkan dengan feritin, transferin, dan saturasi transferin. sTfR berbanding terbalik dengan kadar serum besi dimana sTfR akan meningkat sebagai respon terhadap defisiensi besi dan kadarnya akan menurun sebagai respon terhadap terapi besi. Demikian halnya sTfR akan meningkat semu pada proses hemolisis dan perdarahan akut, namun kadarnya akan meningkat pada pasien dengan anemia sel sikel dan talasemia sehingga kadar sTfR pada kasus-kasus ini perlu mendapatkan pertimbangan yang lebih baik (DeBlock et al., 2000).

Masih belum ada metode acuan untuk pemeriksaan sTfR. Terkait konsentrasinya yang relatif rendah dalam darah (< 10 mg/L atau < 100 nmol/L), hanya metode yang cukup sensitif yang sesuai untuk pemeriksaan ini. EIA, RIA, dan metode imunonefelometrik latex-enhanced merupakan metode yang paling sering digunakan untuk pemeriksaan rutin. Masih belum ada standar yang direkomendasikan. Untuk mengkalibrasi assay tersebut, preparat berbasis serum manusia dari TfR yang utuh, kompleks TfR dengan transferin atau campuran dari kedua hal yang digunakan. Cara ini menghasilkan nilai yang tidak

Page 319: Penerbit - erepo.unud.ac.id

304

dapat dibandingkan antara berbagai assay yang ada. Pada latex-enhanced immunoassay, molekul sTfR dari sampel serum bereaksi dengan antibodi anti-sTfR (monokonal, tikus) dan membentuk kompleks antigen/antibodi yang kemudian diukur secara turbidimetrik .

Rentang referensi : 1,8 – 4,6 mg/L

Pemeriksaan sTfR bermanfaat dilakukan pada (DeBlock et al., 2000) • Berguna untuk mengevaluasi status besi pada pasien dengan peradangan, infeksi atau

penyakit kronik seperti pada cystic fibrosis• Monitor pasien diabetes tipe I yang mungkin juga menderita defisensi besi karena

autoimun dan gastritis atropikan• Pasien dengan hemolisis atau kehilangan darah memiliki peningkatan sTfR yang tidak

sesungguhnya.• sTfR meningkat pada pasien dengan talasemia dan anemia sel sabit dan penafsirannya

harus lebih berhati-hati• Untuk populasi Afrika-Amerika memiliki rentang referensi yang lebih tinggi

Terdapat hubungan langsung yang baik dan proporsional antara ekspresi TfR pada membran eritrosit dan konsentrasi sTfR dalam plasma dan massa sel eritropoietik dan aktivitas eritropoietik dengan konsentrasi sTfR dalam plasma. Karena itu, konsentrasi sTfR meningkat jika terjadi peningkatan ekspresi TfR, seperti pada kasus defisiensi besi dan pada eritropoiesis hiperproliferatif. Kondisi tersebut dapat dibedakan dengan cara melakukan pemeriksaan feritin dan hitung retikulosit (Kolbe-Busch et al., 2002).

Kemaknaan klinik soluble transferin receptor (sTfR)Reseptor transferin (TfR) adalah komponen membran sitoplasmik dari semua sel,

kecuali eritrosit. Sekitar 75% TfR berlokasi di sel prekursor eritropoietik, yang memiliki kandungan TfR 10 – 100 kali lipat lebih tinggi dibanding jaringan lain. Fungsi TfR sel adalah untuk berikatan dengan dua molekul transferin, masing-masing berisi dua atom besi, dan mentranspor mereka secara endositosis ke dalam sitoplasma. Jumlah TfR pada eritropoiesis meningkat jika suplai besi pada kompartemen fungsional inadekuat. Pada kasus ini, sel prekursor eritropoietik mengekskresikan lebih banyak TfR dan jika terdapat penyakit dan kondisi yang disertai peningkatan massa sel prekursor eritropoietik dalam sumsum tulang, misalnya pada anemia hemolitik. Kondisi seperti ini ditandai dengan peningkatan hitung retikulosit dan indeks retikulosit (Wick et al., 2003).

sTfR adalah TfR yang beredar dalam aliran darah setelah terjadinya pemecahan proteolitik dari reseptor transferin di membran sitoplasmik. Konsentrasi sTfR dalam serum sesuai dengan ekspresi TfR pada sel eritropoietik dan tergantung pada suplai besi pada eritropoiesis jika indeks retikulosit normal. Pada saat suplai besi menurun, konsentrasi sTfR serum meningkat secara kontinyu. sTfR adalah satu-satunya penanda biokimia yang menunjukkan adanya suplai besi yang inadekuat pada proses eritropoiesis. Pemeriksaan sTfR merupakan pemeriksaan tambahan yang bermanfaat untuk feritin. Karena pemeriksaan feritin masih belum menjadi standar dan lebih dari 30 pabrik di seluruh dunia masih belum menemukan batasan kadar yang valid dan dapat diterima secara umum dimana kadar di bawah itu jelas menunjukkan defisiensi besi. Batasan 12 – 45 mg/L banyak dipakai dalam literatur. Pemeriksaan sTfR sebagai tambahan untuk pemeriksaan feritin serum sangat membantu pada mereka yang diketahui memiliki

Page 320: Penerbit - erepo.unud.ac.id

305

cadangan besi yang terbatas misalnya anak kecil, remaja dalam masa pertumbuhan, atlit, donor darah, dan wanita hamil.

Konsentrasi sTfR dalam serum tetap tidak terpengaruh reaksi fase akut sehingga sTfR dapat menunjukkan defisiensi besi walaupun terdapat infeksi, inflamasi akut atau kronis, dan tumor ganas. Namun ini tidak dapat digunakan pada semua kasus, karena kadar sTfR adalah penjumlahan dari bagian TfR yang diinduksi defisiensi besi, ditambah dengan bagian yang dihasilkan eritropoiesis yang proliferatif. Bagian sTfR yang dihasilkan eritropoiesis pada keadaan dengan inflamasi, infeksi dan malignansi adalah sangat menurun maka pada kasus anemia defisiensi besi dengan infeksi atau inflamasi maka kadar sTfR tidak akan mencapai kadar tertinggi tapi hanya sekitar 50% mampu mencapai kadar batas atas dari kadar acuan normal dari sTfR. Defisiensi besi, apapun sebabnya, menyebabkan peningkatan ekspresi TfR dan peningkatan konsentrasi sTfR dalam plasma. Semua bentuk defisiensi cadangan besi hampir pasti dapat dideteksi dengan rendahnya kadar feritin dalam plasma. Oleh karenanya mengukur kadar sTfR tidak menawarkan keuntungan pada kondisi ini. Pada kasus dimana sisa cadangan besi adekuat terjadi bersama dengan defisiensi besi fungsional, yaitu gangguan utilisasi besi, peningkatan konsentrasi sTfR menunjukkan inadekuasi suplai besi untuk eritropoiesis atau inadekuasi mobilisasi besi (Wick et al., 2003).

Pasien dengan neoplasia ganas dan inflamasi kronis mengalami defisiensi besi transpor dan disertai kelebihan simpanan besi relatif yang terjadi secara simultan dan pada saat yang sama juga terjadi suplai besi yang tidak adekuat untuk sel eritropoietik (sebagai akibat penurunan sintesis transferin). Penurunan tersedianya besi adalah mekanisme protektif dan patomekanisme utama pada anemia penyakit kronis. Jika gangguan distribusi besi sangat menonjol, dapat diperkirakan akan ditemukan anemia hipokromik. Kondisi tersebut dapat dibedakan dengan anemia defisiensi besi berdasarkan pemeriksaan feritin. Selain penurunan sintesis transferin, meningkatnya pelepasan sitokin seperti IFN-γ dan TNF-α menyebabkan peningkatan ambilan besi dalam makrofag melalui peningkatan ekspresi reseptor transferin. Jika terdapat anemia penyakit kronis dan tumor, peningkatan simpanan besi dalam makrofag juga mengambil lagi besi dari transferin, yang kadarnya sudah menurun. Mekanisme lainnya dari terjadinya anemia pada anemia penyakit kronik adalah penurunan aktivitas eritropoiesis. Hal ini tentu bukan karena defisiensi eritropoietin namun lebih kepada kemungkinan gangguan pengaturan yang diinduksi sitokin. Pada sebagian besar kasus gangguan distribusi besi, terjadi inadekuasi suplai besi untuk sel eritropoiesis bersamaan dengan penurunan aktivitas eritropoiesis. Berdasarkan hal tersebut, ekspresi reseptor transferin biasanya normal.

Gangguan penggunaan dan inkorporasi besi yang menyerupai gambaran klinis anemia defisiensi besi juga mungkin terjadi pada cadangan besi yang normal dan distribusi besi yang normal, yang ditunjukkan dengan adanya kadar feritin serum yang normal. Karena eritropoietin telah menggantikan transfusi yang sebelumnya sering dikerjakan untuk menangani anemia pada penyakit ginjal, pasien dialisis saat ini merepresentasikan kelompok terbesar pada anemia jenis ini. Kemungkinan di masa datang kita dapat menggunakan konsentrasi sTfR sebagai indikator langsung kebutuhan besi. TfR belum dapat menggantikan pemeriksaan feritin untuk mengetahui cadangan besi karena ia hanya mencerminkan aktivitas eritropoiesis saat ini dan/atau kebutuhan besi yang tidak selalu berhubungan dengan cadangan besi.

Page 321: Penerbit - erepo.unud.ac.id

306

Semua kondisi timbunan besi dapat dideteksi menggunakan metode kimia klinis berdasarkan peningkatan konsentrasi feritin plasma, peningkatan kadar besi dan peningkatan saturasi transferin jika terjadi sintesis transferin yang biasanya menurun sebagai kompensasi. Berdasarkan penyebab kelebihan besi, ekspresi TfR dapat sangat berbeda tergantung apakah eritropoiesis meningkat atau menurun. Peningkatan konsentrasi TfR dalam plasma juga ditemukan pada semua kondisi hemolitik dengan aktivitas eritropoiesis yang meningkat sebagai kompensasi akibat kebutuhan akan eritrosit yang meningkat. Pada pasien dengan insufisiensi ginjal (tanpa terapi EPO), ditemukan penurunan ekspresi TfR yang disertai penurunan eritropoiesis. Eritropoiesis tidak segera dipengaruhi adanya hemokromatosis dan ekspresi TfR dapat normal atau menurun (Punnonen et al., 1997).

6. Pemeriksaan serum besi Zat besi terutama diserap pada saluran pencernaan. Penyimpanan serum feritin

sementara pada sel mukosa dan kemudian dilepaskan ke dalam darah sebagai Fe3+- transferin dalam kesetimbangan dengan sejumlah kecil Fe3+ yang bebas. Serum besi digunakan untuk mengevaluasi pasien dengan defisiensi zat besi, terutama dalam kombinasi dengan kapasitas mengikat zat besi (iron binding capacity), yaitu transferin dan saturasi transferin. Banyaknya besi yang beredar dalam darah yang terikat dengan transferin direfleksikan kadar serum besi. Serum besi sendiri tidak signifikan mengingat variasi fisiologis yang ada. Banyak subyek normal menunjukkan variasi harian dengan nilai tertinggi pada pagi dan nilai terendah pada malam hari. Nilai serum besi pada individu dapat bervariasi 10 – 40% dalam satu hari atau dari hari ke hari karena perubahan penyerapan zat besi, serapan sumsum tulang terhadap besi, atau pengeluaran cadangan besi. Untuk itu serum besi harus diinterpretasikan bersama dengan pemeriksaan lainnya. Variasi diurnal dari besi serum bisa mencapai 45 ug/L (Williamson et al., 2011).

Selain metode kolorimetrik, yang sejauh ini paling banyak dikerjakan, atomic absorption spectrophotometry (AAS) dan koulometri potensiostatik juga tersedia sebagai teknik spesial. Lebih dari 95% pemeriksaan besi di laboratorium klinis dilakukan secara kolorimetrik, sebagian besar menggunakan analyzer rutin. Semua metode kolorimetrik yang dikembangkan untuk memeriksa besi memiliki kesamaan langkah yaitu mulai dengan pembebasan ion Fe3+ dari kompleks transferin asam atau tensid. Deproteinisasi tidak diperlukan jika digunakan tensid yang sesuai (misalnya guanidinium klorida) dalam larutan asam lemah (pH 5). Pembebasan Fe3+ tensid tanpa deproteinisasi memiliki keuntungan dimana tidak terdapat turbiditas akibat deproteinisasi inkomplit, pengeluaran Fe3+ dari transferin terjadi komplit, dan Fe2+ yang terikat hemoglobin tidak dibebaskan. Selanjutnya akan diikuti dengan reduksi ion Fe3+ menjadi ion Fe2+. Untuk memungkinkan terjadinya reaksi warna dengan kromofor yang sesuai, ion Fe3+ harus direduksi terlebih dahulu. Askorbat telah terbukti sebagai agen reduksi yang sesuai; hidrokuinon, tioglikolat, dan hidroksilamin juga digunakan. Kemudian reaksi ion Fe2+ untuk membentuk kompleks warna dengan suatu senyawa yang dapat diukur pada kisaran panjang gelombang dari 530 – 560 nm analyzer dari berbagai merek. Saat ini belum ada metode acuan untuk pemeriksaan besi serum/plasma. Namun telah diajukan metode acuan oleh International Committee for Standarization in Hematology (ICSH) (1988) dan baru-baru ini Center of Disease Control (CDC). Metode yang direkomendasikan pada tahun 1972 ICSH menggunakan asam hidroklorat 2 mol/l untuk membebaskan ion Fe3+ dan asam tioglikolat

Page 322: Penerbit - erepo.unud.ac.id

307

untuk reduksi. Agen pembuat kompleks yaitu batopenantrolin-disulfonat. Proposal CDC adalah metode dengan deproteinisasi asam trikloroasetat, dan dengan reduksi asam askorbat. Agen pembuat kompleks yaitu Ferro Zine (Wick et al., 2003).

Setiap sampel serum mengandung lima fraksi besi seperti yang tertera di bawah ini.

308

menjadi ion Fe2+. Untuk memungkinkan terjadinya reaksi warna dengan kromofor yang sesuai, ion Fe3+ harus direduksi terlebih dahulu. Askorbat telah terbukti sebagai agen reduksi yang sesuai; hidrokuinon, tioglikolat, dan hidroksilamin juga digunakan. Kemudian reaksi ion Fe2+ untuk membentuk kompleks warna dengan suatu senyawa yang dapat diukur pada kisaran panjang gelombang dari 530 – 560 nm analyzer dari berbagai merek. Saat ini belum ada metode acuan untuk pemeriksaan besi serum/plasma. Namun telah diajukan metode acuan oleh International Committee for Standarization in Hematology (ICSH) (1988) dan baru-baru ini Center of Disease Control (CDC). Metode yang direkomendasikan pada tahun 1972 ICSH menggunakan asam hidroklorat 2 mol/l untuk membebaskan ion Fe3+ dan asam tioglikolat untuk reduksi. Agen pembuat kompleks yaitu batopenantrolin-disulfonat. Proposal CDC adalah metode dengan deproteinisasi asam trikloroasetat, dan dengan reduksi asam askorbat. Agen pembuat kompleks yaitu Ferro Zine (Wick et al., 2003). Setiap sampel serum mengandung lima fraksi besi seperti yang tertera di bawah ini. Fraksi Konsentrasi besi dalam serum

Besi trivalen dalam Tf ca.50 – 150 µg/dL Fe3+ Besi divalen dalam Hb 5 – 10 µg/dL Fe2+

Besi trivalen dalam Feritin 0,2 – 10 µg/dL Fe3+ Kompleks besi < 0,5 µg/dL Fe2+/Fe3+ Ion besi karena kontaminasi < 0,5 µg/dL Fe3+/Fe2+

Kadar besi menunjukkan irama sirkadian yang berbeda dan bervariasi dari hari

ke hari. karena itu pengambilan sampel darah harus distandarisasi sesuai waktu, posisi tubuh, dan adanya oklusi vena. Disamping itu karena besi adalah salah satu trace elemen, dengan konsentrasi dalam serum mirip dengan tembaga dan seng sehingga kontaminasi harus dihindari saat pengambilan dan saat preparasi sampel. Serum dan plasma yang diheparinisasi cukup memadai untuk digunakan sebagai sampel. Plasma yang diberi EDTA tidak dapat digunakan. Hemolisis akan mengganggu interpretasi hasil. Tidak ada perubahan konsentrasi besi yang dapat terdeteksi pada penyimpanan serum selama beberapa minggu di suhu +4°C. Serum besi dipengaruhi obat-obatan terutama yang mengandung besi. Bahkan tablet multivitamin dengan besi elemental yang kecil saja (18 mg) dapat meningkatkan nilai besi serum. Karenanya pengambilan serum untuk pemeriksaan serum besi harus bebas dari senyawa yang mengandung besi minimal 24 jam. Pemberian besi parenteral dextran akan menaikkan besi serum sampai beberapa minggu sedang preparat besi lainnya menaikkan serum besi dalam waktu yang lebih singkat. Disamping itu konsentrasi serum besi juga ditentukan penyerapan besi di usus, penyimpanan besi, kecepatan pemecahan hemoglobin dan kecepatan pembentukan hemoglobin yang baru (Beutler, 2010).

Kisaran acuan untuk besi serum/plasma pada subyek sehat (dikutip dari Wick et al., 2003)

Wanita 37 – 145 (mg/dl) 6,6 – 26 mmo/l Pria 59 – 158 (mg/dl) 11 – 28 mmol/l

Ditemukan perbedaan yang cukup besar pada kisaran acuan dalam literatur

tentang besi. Beberapa alasan yang dapat menjelaskan antara lain adalah bahwa kisaran acuan tidak memiliki distribusi normal karena konsentrasi besi yang ditemukan pada

Kadar besi menunjukkan irama sirkadian yang berbeda dan bervariasi dari hari ke hari. karena itu pengambilan sampel darah harus distandarisasi sesuai waktu, posisi tubuh, dan adanya oklusi vena. Disamping itu karena besi adalah salah satu trace elemen, dengan konsentrasi dalam serum mirip dengan tembaga dan seng sehingga kontaminasi harus dihindari saat pengambilan dan saat preparasi sampel. Serum dan plasma yang diheparinisasi cukup memadai untuk digunakan sebagai sampel. Plasma yang diberi EDTA tidak dapat digunakan. Hemolisis akan mengganggu interpretasi hasil. Tidak ada perubahan konsentrasi besi yang dapat terdeteksi pada penyimpanan serum selama beberapa minggu di suhu +4°C. Serum besi dipengaruhi obat-obatan terutama yang mengandung besi. Bahkan tablet multivitamin dengan besi elemental yang kecil saja (18 mg) dapat meningkatkan nilai besi serum. Karenanya pengambilan serum untuk pemeriksaan serum besi harus bebas dari senyawa yang mengandung besi minimal 24 jam. Pemberian besi parenteral dextran akan menaikkan besi serum sampai beberapa minggu sedang preparat besi lainnya menaikkan serum besi dalam waktu yang lebih singkat. Disamping itu konsentrasi serum besi juga ditentukan penyerapan besi di usus, penyimpanan besi, kecepatan pemecahan hemoglobin dan kecepatan pembentukan hemoglobin yang baru (Beutler, 2010).

Kisaran acuan untuk besi serum/plasma pada subyek sehat (dikutip dari Wick et al., 2003)

308

menjadi ion Fe2+. Untuk memungkinkan terjadinya reaksi warna dengan kromofor yang sesuai, ion Fe3+ harus direduksi terlebih dahulu. Askorbat telah terbukti sebagai agen reduksi yang sesuai; hidrokuinon, tioglikolat, dan hidroksilamin juga digunakan. Kemudian reaksi ion Fe2+ untuk membentuk kompleks warna dengan suatu senyawa yang dapat diukur pada kisaran panjang gelombang dari 530 – 560 nm analyzer dari berbagai merek. Saat ini belum ada metode acuan untuk pemeriksaan besi serum/plasma. Namun telah diajukan metode acuan oleh International Committee for Standarization in Hematology (ICSH) (1988) dan baru-baru ini Center of Disease Control (CDC). Metode yang direkomendasikan pada tahun 1972 ICSH menggunakan asam hidroklorat 2 mol/l untuk membebaskan ion Fe3+ dan asam tioglikolat untuk reduksi. Agen pembuat kompleks yaitu batopenantrolin-disulfonat. Proposal CDC adalah metode dengan deproteinisasi asam trikloroasetat, dan dengan reduksi asam askorbat. Agen pembuat kompleks yaitu Ferro Zine (Wick et al., 2003). Setiap sampel serum mengandung lima fraksi besi seperti yang tertera di bawah ini. Fraksi Konsentrasi besi dalam serum

Besi trivalen dalam Tf ca.50 – 150 µg/dL Fe3+ Besi divalen dalam Hb 5 – 10 µg/dL Fe2+

Besi trivalen dalam Feritin 0,2 – 10 µg/dL Fe3+ Kompleks besi < 0,5 µg/dL Fe2+/Fe3+ Ion besi karena kontaminasi < 0,5 µg/dL Fe3+/Fe2+

Kadar besi menunjukkan irama sirkadian yang berbeda dan bervariasi dari hari

ke hari. karena itu pengambilan sampel darah harus distandarisasi sesuai waktu, posisi tubuh, dan adanya oklusi vena. Disamping itu karena besi adalah salah satu trace elemen, dengan konsentrasi dalam serum mirip dengan tembaga dan seng sehingga kontaminasi harus dihindari saat pengambilan dan saat preparasi sampel. Serum dan plasma yang diheparinisasi cukup memadai untuk digunakan sebagai sampel. Plasma yang diberi EDTA tidak dapat digunakan. Hemolisis akan mengganggu interpretasi hasil. Tidak ada perubahan konsentrasi besi yang dapat terdeteksi pada penyimpanan serum selama beberapa minggu di suhu +4°C. Serum besi dipengaruhi obat-obatan terutama yang mengandung besi. Bahkan tablet multivitamin dengan besi elemental yang kecil saja (18 mg) dapat meningkatkan nilai besi serum. Karenanya pengambilan serum untuk pemeriksaan serum besi harus bebas dari senyawa yang mengandung besi minimal 24 jam. Pemberian besi parenteral dextran akan menaikkan besi serum sampai beberapa minggu sedang preparat besi lainnya menaikkan serum besi dalam waktu yang lebih singkat. Disamping itu konsentrasi serum besi juga ditentukan penyerapan besi di usus, penyimpanan besi, kecepatan pemecahan hemoglobin dan kecepatan pembentukan hemoglobin yang baru (Beutler, 2010).

Kisaran acuan untuk besi serum/plasma pada subyek sehat (dikutip dari Wick et al., 2003)

Wanita 37 – 145 (mg/dl) 6,6 – 26 mmo/l Pria 59 – 158 (mg/dl) 11 – 28 mmol/l

Ditemukan perbedaan yang cukup besar pada kisaran acuan dalam literatur

tentang besi. Beberapa alasan yang dapat menjelaskan antara lain adalah bahwa kisaran acuan tidak memiliki distribusi normal karena konsentrasi besi yang ditemukan pada

Ditemukan perbedaan yang cukup besar pada kisaran acuan dalam literatur tentang besi. Beberapa alasan yang dapat menjelaskan antara lain adalah bahwa kisaran acuan tidak memiliki distribusi normal karena konsentrasi besi yang ditemukan pada pria adalah sekitar 15 – 20% lebih tinggi dibanding wanita dan konsentrasi besi tinggi pada bayi, namun menurun mulai tahun ke-2 sampai tahun ke-3 kehidupan. Pemeriksaan serum besi diindikasikan pada keadaan (Williamson et al., 2011):• Diagnosis adanya kehilangan darah• Diferensial diagnosis anemai• Diagnosis hemokromatosis dan hemosiderosis• Evaluasi defisiensi besi

Page 323: Penerbit - erepo.unud.ac.id

308

• Diagnosis toksisitas besi akut terutama pada anak• Evaluasi talasemia dan anemia sideroblastik• Monitoring respon terapi untuk anemia

7. Pemeriksaan protoforfirin eritrosit (PE)Pemeriksaan protoforfirin telah dikerjakan bertahun-tahun untuk mengetahui adanya

keracunan timbal. Akhir-akhir ini pemeriksaan ini banyak digunakan untuk mengetahui status suplai besi sumsum tulang. Konsentrasi protoforfirin bebas pada eritrosit meningkat pada pasien dengan defisiensi besi dan protoforfirin bebas ini akan mengikat seng sehingga muncul sebagai kompleks seng-protoforfirin (PZ). Prosedur pemeriksaan yang umumnya dipakai adalah mengukur secara langsung floresensi dari PZ dalam satuan umol/mol hem alat yang disebut hematoflurometer. Tes ini mempunyai aplikasi untuk mengetahui kadar PZ secara retrospektif. Karena dibutuhkan beberapa minggu untuk terjadinya pergantian jumlah eritrosit yang bermakna maka dimungkinkan untuk membuat diagnosis ADB walaupun pasien sudah mendapatkan terapi besi. Penyakit kronis yang dapat menurunkan besi serum tapi tidak kadar besi simpanan, akan dapat meningkatkan kadar PZ. Unit pengukuran PE atau PZ ini bisa bervariasi tergantung substrat yang diperiksa apakah ug PE/dL darah, ug PE/dL eritrosit, ug PE/g Hb dan umol PE/mol Hb. Untuk menghitung kadar PE dilakukan konversi dengan perhitungan sebagai berikut :

ug/dL eritrosit = (ug/dL darah utuh/hematokrit), dari ug/dL eritrosit menjadi ug/g HB dikalikan 0,037, dan dari ug/dL eritrosit menjadi umol/mol hem dikalikan

dengan 0,87 (Worwood, 2010)

Pada penderita dewasa kadar protoforfirin relatif konstan dengan meningkatnya umur dengan nilai mediannya sekitar 42 ug/dL eritrosit pada laki dan 47 ug/dL eritrosit pada wanita. Nilai untuk terjadinya eritropoiesis yang kekurangan besi adalah sekitar 80 ug/dL eritrosit. Untuk nilai PZ pada orang dewasa < 80 umol/mol hem, akan tetapi nilai akan lebih rendah apabila memakai sel darah merah yang dicuci. Nilai rerata pada wanita lebih tinggi daripada pria. Pemeriksaan PE sebagai indikator adanya defisiensi besi mempunyai keuntungan terutama pada populasi anak dan pada survei dengan skala yang besar dengan jumlah bahan yang minimal dan kesederhanaan dari tes akan menguntungkan. Nilai rujukan pada orang dewasa belum tersedia tapi pada anak nilai rujukan ini diperoleh dari pemeriksaan 8.478 subyek dengan umur 0 – 17 tahun (Soldin et al., 2003). Nilai rerata PZ menurun dengan bertambahnya usia dan terjadi variasi diurnal dengan nilai tertinggi ditemukan diantara jam 18.00 sampai tengah malam. Akan tetapi pemeriksaan PZ ini memberikan informasi yang kurang akurat mengenai simpanan besi pada pasien dengan anemia.

8. Pemeriksaan haptoglobin (Hp)Haptoglobin adalah protein fase akut yang penggunaan kliniknya untuk menentukan

adanya hemolisis dan kadarnya juga meningkat pada infeksi dan keradangan. Haptoglobin tidak ditemukan pada bayi dan kadarnya pada bayi umur 4 bulan sudah mendekati kadar orang dewasa. Haptoglobin (Hp) yang dapat terdeteksi dalam serum mengikat hemoglobin yang berasal dari peningkatan hemolisis pada kompleks Hp-Hb. Karena itu penurunan Hp bebas merupakan indikator hemolisis intravaskuler. Kompleks Hp-Hb 1:1 masuk

Page 324: Penerbit - erepo.unud.ac.id

309

ke dalam hepatosit dengan waktu paruh < 10 menit. Di sana, Hb dimetabolisme secara enzimatik. Hp yang dilepas kemudian akan kembali ke serum dengan waktu paruh sekitar 5 hari. Pembentukan kompleks Hp-Hb dan eliminasinya yang sangat cepat dari aliran darah akan mencegah hemoglobinuria dengan kehilangan besi yang berat melalui ginjal (Mazza, 2002).

Hp adalah glikoprotein yang secara struktural menyerupai imunoglobulin, dan terbentuk dari 2 rantai light (α) dengan berat molekul 9.000 dalton dan 2 rantai yang lebih berat (β) (berat molekul: 16.000 dalton). Diketahui tiga fenotipe dengan berat molekul yang berbeda: Hp 1-1, Hp 2-1, dan Hp 2-2. Hp 1-1 memiliki berat molekul 100.000 dalton. Hp 2-1 dan Hp 2-2 adalah polimer dengan berat molekul besar berkisar antara 200.000 – 400.000 dalton. Belum diketahui ada penyakit yang secara spesifik berkaitan dengan variasinya akan tetapi karena adanya familiarisasi dalam genotyping-nya, menyebabkan fenotipe Hp berguna dalam identifikasi orang tua pada kasus-kasus medikal forensik (McDermid et al., 2006).

Saat ini belum ada metode acuan untuk pemeriksaan Hp. Karena konsentrasi Hp yang relatif tinggi dalam serum (30 – 200 mg/dL), metode presipitasi imonologis langsung (misalnya nefelometri, turbidimetri) cukup memadai untuk digunakan. Metode turbidimetrik dan nefelometrik telah banyak digunakan dalam praktek rutin.

Tidak ada perbedaan besar berdasarkan usia ataupun jenis kelamin. Rentang nilai acuan untuk dewasa adalah 30 – 200 mg/dl (ARUP Lab)

Seperti feritin dan transferin, Hp tidak menunjukkan irama sirkadian yang bermakna. Terkait efek posisi tubuh (tegak) pada komponen darah dengan berat molekul besar, kondisi pengambilan darah harus distandarisasi sesuai posisi tubuh dan oklusi vena. Pemeriksaan Hp harus dilakukan menggunakan sampel serum yang sama seperti parameter metabolisme besi lainnya. Jika terjadi hemolisis masif, tidak ada konsentrasi Hp yang dapat dideteksi maka hemopeksin (Hpx) harus diukur. Nilai Hp yang > 40 mg/dl dapat dipakai sebagai petunjuk bahwa splenektomi yang dilakukan untuk mengatasi hemolitik berhasil dengan baik. Dan nilai yang sama juga digunakan sebagai indikator pada pasien dengan hemolitik kronik dimana tindakan splenektomi tidak lagi diperlukan (Wilczynski, 2012). Kadar Hp yang meningkat dapat ditemukan pada:• Penyakit dengan peningkatan LED (laju endap darah) seperti infeksi, radang, hepatitis,

amiloidosis, penyakit kolagen dan lekemia• Penyakit obstruksi saluran empedu• Penggunaan steroid• Diabetes melitus• Perokok• Sindroma nefrotik

Kadar Hp yang menurun ditemukan pada :• Hemolisis intravaskuler• Hemolisis ekstravaskuler • Sirosis hati• Bayi

Page 325: Penerbit - erepo.unud.ac.id

310

• Kehamilan• Luka bakar

Pada penderita anemia hemolitik dimana kadar Hp biasanya menurun, tapi kadar LDH (lactic dehydrogenase) akan meningkat. Pada studi retrospektif yang dikerjakan pada tahun 1980, dilaporkan sensitivitas dan spesifisitas Hp dalam mendiagnosis anemia hemolitik adalah masing-masing 83% dan 96%. Kadar Hp < 25 mg/dl sama dengan probabilitas sebesar 87% untuk meramalkan adanya anemia hemolitik.

9. Pemeriksaan seruloplasmin (Sp)Seruloplasmin (Sp) adalah α-glikoprotein dengan berat molekul molekul 132 kDa

dan mengandung sekitar 9% karbohidrat. Molekul Sp mengikat 6 – 8 atom tembaga (Cu). Sp sebagian besar disintesis di hati. Fungsinya meliputi transpor tembaga dalam plasma dan mempunyai aktivitas feroksidase yaitu dapat mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+. Pengetahuan baru banyak muncul akhir-akhir ini terkait peran seruloplasmin dalam metabolisme besi. Aktivitas endo-oksidase dari seruloplasmin ini tampaknya penting untuk oksidasi intrasel yang mengubah Fe2+menjadi Fe3+ yang diperlukan untuk pengeluaran besi dari sel dan akan berikatan dengan transferin. Hal ini bisa dilihat pada kasus dengan aceruloplasminemia herediter yang sangat jarang, dimana berkurangnya oksidasi besi dari Fe2+menjadi Fe3+ akan mencegah ikatan Fe ini dengan transferin sehingga menyebabkan tertahannya besi di dalam sel dan akhirnya menyebabkan terjadinya timbunan besi yang menyerupai kondisi hemokromatosis herediter. Namun, berlawanan dengan hemokromatosis, susunan saraf pusat juga diserang. Ditemukan adanya gangguan ikatan besi pada transferin, konsentrasi besi dan saturasi transferin dalam plasma rendah sedangkan konsentrasi feritin tinggi. Hal ini mencerminkan gangguan distribusi dan pelepasan besi, sehingga dalam kasus ini, gangguan distribusi besi terjadi bersama dengan timbunan besi. Seruloplasmin mempunyai efek antioksidatif, karena mencegah oksidasi (metal ion-catalyzed oxidation) lipid di membran sel dan merupakan protein fase akut pada inflamasi (Wick et al., 2003).

Metode pemeriksaan seruloplasmin adalah dengan memakai antibodi Sp dimana antibodi ini akan bereaksi dengan antigen dari sampel dengan pembentukan kompleks antigen-antibodi yang diperiksa setelah terjadi aglutinasi menggunakan turbidimetri.

Tidak ada perbedaan besar berdasarkan usia dan jenis kelamin dan acuan kadar Sp pada orang dewasa adalah 15 – 60 mg/dl

Pemeriksaan non ivasif untuk mengetahui timbunan besi pada jaringanKonsentrasi dan jumlah total besi pada berbagai jaringan merupakan parameter yang

penting untuk menentukan hasil klinik dari berbagai kelainan timbunan besi sistemik baik yang disebabkan karena transfusi yang berlebihan (pada talasemia mayor, penyakit anemia sel sabit, anemia aplastik atau sindrom mielodisplastik) maupun akibat penyerapan besi yang berlebihan (misalnya pada hemokromatosis herediter, talasemia intermedia, anemia karena timbunan besi). Penentuan yang pasti dari besarnya timbunan besi pada simpanan merupakan hal yang penting untuk penantalaksanaan penderita yang mendapat transfusi kronik dengan kelator besi untuk menghindari baik toksisitas akibat besi yang berlebihan maupun efek samping dari kelator besi yang bersangkutan (Brittenham dan Badman, 2003). Kelebihan besi dapat diukur dengan metode secara langsung maupun tidak langsung. Metode yang terbaik untuk pengukuran biokimia secara langsung kandungan besi non-

Page 326: Penerbit - erepo.unud.ac.id

311

hem adalah dengan biopsi hati. Sejak diperkenalkannya pemeriksaan serum feritin, pemeriksaan tambahan yang tidak langsung seperti NTBI, hepsidin dan pemeriksaan non-invasif (magnet resonance imaging = MRI, biosusceptometry) dikembangkan untuk mengukur simpanan besi. Banyak dari tes indirek ini cukup baik untuk pemeriksaan secara kuantitatif pada pasien dengan defisiensi besi dan normal akan tetapi gagal untuk dipakai pada kondisi kelebihan besi (Fischer dan Harmatz, 2009).

1. Serum feritin (SF) sebagai parameter untuk monitoringDisamping keterbatasan dari kadar serum feritin untuk menentukan kadar simpanan

besi pada pasien dengan kelebihan besi, parameter ini tetap masih bermanfaat untuk memonitor simpanan besi. Dengan tidak adanya faktor perancu seperti inflamasi, defisiensi vitamin C, stres oksidatif, disfungsi hepatosit, peningkatan kematian sel, serum feritin ditemukan proporsional dengan besarnya simpanan besi seluler. Belum diketahui secara pasti dari mana asal dari serum feritin tapi feritin ini dianggap sebagai indikator dari besi simpanan dalam sel RES. Rasio antara serum feritin dan simpanan besi sangat tergantung pada penyakit dasarnya dan secara bermakna lebih rendah ditemukan pada hemokromatosis herediter, talasemia intermedia yang tidak ditransfusi, anemia diseritropoietik kongenital, dan anemia karena kelebihan besi lainnya dibandingkan dengan talasemia mayor, sindrom mielodisplasia dan anemia sel sabit (Taher et al., 2008). Begitu rasio SF/simpanan besi (LIC = liver iron concentration) diketahui pada seorang pasien, maka SF akan berguna dipakai untuk memonitor kadar besi dalam waktu yang singkat (1 – 3 tahun) sepanjang kelator besi yang dipakai dan jenis transfusi yang diberikan tidak berubah, kepatuhan pasien dan parameter inflamasi diketahui.

2. Pengukuran kandungan besi pada hatiPada pasien dengan kelebihan besi yang terjadi sekunder, 70 – 90% dari besi akan

disimpan pada sel hati dan sel Kupffer, sebagian besar sebagai besi feritin dan hemosiderin. Pengurangan besi dengan plebotomi atau kelator besi dapat dengan akurat dimonitor pada hati. Pengukuran LIC dilakukan dengan dua metode yaitu dengan metode invasif dengan melakukan biopsi atau dengan non-invasif melalui pemeriksaan paramagnetik dari simpanan besi dengan MRI atau BLS (biomagnetic liver susceptometry). Kedua metode non-invasif ini berdasarkan atas prinsip fisika yang sama yaitu suatu perubahan pada lingkungan magnetik dari proton (MRI) atau elektron besi (BLS) akan menyebabkan perubahan dari aliran magnetik. Perubahan ini diukur sebagai sinyal gelombang radio (MRI) atau suatu perubahan voltase (BLS)

Tingkat kepercayaan dari hasil LIC yang diukur dari sampel biopsi yang sedikit masih menjadi pertanyaan. Minimal 4 mg jaringan basah atau 1 mg jaringan hati yang kering tanpa disertai dengan fibrosis diharapkan sebagai sampel yang direkomendasikan untuk dilakukan pemeriksaan. Dengan rerata berat sampel 0,94 mg berat kering ternyata ditemukan kesesuaian hanya sebesar 7,6% diantara 2 biopsi perkutaneus pada pasien dengan talasemia dan anemia sel sabit (Butensky et al., 2005). Pada pemeriksaan dengan BLS perubahan aliran magnetik yang disebabkan pemindahan pasien melalui daerah magnetik dapat menghasilkan voltase pada sensor SQUID. BLS tidak memerlukan kalibrasi dengan biopsi hati tapi kalibrasi BLS dicapai dengan menggunakan objek dengan suseptibilitas magnetik yang sudah diketahui.

Page 327: Penerbit - erepo.unud.ac.id

312

Biopsi hati merupakan kriteria standar untuk monitor timbunan besi di hati dan dapat dianggap mewakili organ lainnya. Kandungan besi di hati merupakan indikator total besi tubuh yang dapat dipercaya. Walaupun tindakan ini relatif berisiko namun dengan CT-guided dan biopsi hati transjugular risiko dapat diminimalisasi. Komplikasi biopsi hati dilaporkan sekitar 0,06 – 0,32% dan kematian langsung akibat biopsi hati sangatlah jarang (Tobkes dan Nord, 1995).

Dari hasil biopsi hati kandungan besi di hati dapat diklasifikasikan menjadi ringan (kandungan besi < 7 mg/g berat jaringan hati kering, sedang 7 – 15 mg/g dan berat

> 15 mg/g berat jaringan hati kering (Telfer et al., 2000)

Disamping itu kandungan besi di hati dapat diperiksa dengan MRI kuantitatif. Walaupun secara tehnik metode ini rumit akan tetapi metode ini menawarkan beberapa keuntungan. Termasuk gambar 3 dimensi dan gambar pada regio organ yang dalam serta mampu mendeteksi akumulasi besi yang minimal. Sejak tahun 90 an banyak jenis MRI telah dikenalkan. Sampai saat ini metode SSE (single spin echo) menjadi prosedur kuantitatif yang banyak diakui untuk menentukan kadar besi pada hati. MRI dan BLS adalah metode in vivo dan kedua metode ini memeriksa LIC pada jaringan yang basah. Kalibrasi atau validasi MRI dan BLS dengan golden standard LIC dengan sampel kering, dipengaruhi faktor konversi dari jaringan basah ke jaringan kering. Faktor koreksi yang dulu dipakai adalah sebesar 3,33 dengan rekomendasi nilai batas normalnya, saat ini harus dikoreksi dengan faktor koreksi berdasarkan penelitian yang terakhir sekitar 5,83 berdasarkan penghitungan tambahan dari sediaan blok parafin (Fischer et al., 2005). Kadar LIC dalam batas normal aman dengan jenis pemeriksan yang umum dipakai adalah 5,9 + 1,0 untuk nilai ambang bawah, 12,4 + 2,1 untuk nilai ambang atas dan 26 + 4,5 merupakan risiko untuk timbulnya penyakit jantung (Fischer et al., 2005).

3. Pengukuran kandungan besi pada jantungWalaupun pada sebagian besar kasus dengan kelebihan besi, besinya disimpan di hati,

akan tetapi pada keadaan patologis kelebihan besi akan disimpan juga pada organ lainnya seperti jantung sehingga menimbulkan gangguan fungsi organ. Pada talasemia kematian tersering (60%) diakibatkan kardiomiopati, gagal jantung kongestif, aritmia, dan hal diduga ini terjadi karena adanya timbunan besi pada jantung (Borgna et al., 2004). Namun akhir-akhir ini hal tersebut dipertanyakan karena ditemukan juga gangguan jantung pada pasien talasemia walaupun LIC dan serum feritinnya rendah. Dengan kemajuan teknologi hal ini bisa dijelaskan dengan pemeriksaan MRI-R2*. Metode ini jauh lebih sensitif dan lebih baik untuk memeriksa konsentrasi besi di jantung yang rendah dibandingkan dengan MRI jenis lainnya (T2,SIR). Berbeda dengan LIC yang lebih sering dikerjakan, biopsi endokardial (CIC= cardiac iron concentration) sangat jarang dikerjakan karena lokasi timbunan besi pada otot jantung sukar ditemukan pada jaringan biopsi serta variabilitas sampling. Dan juga CIC tidak menggambarkan kandungan besi secara keseluruhan pada jantung karena kecilnya sampel dan distribusi besi tidak merata pada semua jaringan otot jantung. Pada pemeriksan posmortem pasien yang jaringan otot jantungnya mengandung besi yang bermakna, Buja dan Robert (1971) mendapatkan CIC berkisar antara 160 – 1.470 ug/g berat basah. Semua pasien dengan CIC > 600 ug/g dan lebih dari 23 gr besi yang berasal dari transfusi mempunyai kelainan jantung. Peningkatan kadar besi

Page 328: Penerbit - erepo.unud.ac.id

313

jantung pada tingkatan R2* > 50 s-1 (T2* < 20 ms) merupakan indikator awal terjadinya kardiomiopati. Pasien dengan R2* > 100 s-1 (T2* < 10 ms) mempunyai risiko tinggi untuk menderita gagal jantung dan pasien ini sudah membutuhkan kelator besi secara intensif (Patton et al., 2009). Walaupun ditemukan adanya hubungan antara kandungan besi di hati dengan besi di jantung, monitoring jangka pendek dengan memeriksakan LIC pada kelainan jantung mempunyai manfaat yang kecil mengingat clearance besi pada jantung lebih lambat dibandingakan dengan hati.

MRI dapat juga dipakai untuk memeriksa kandungan besi pada beberapa organ lain pada kasus kelebihan besi yang patologis. Pemeriksaan kandungan besi pada kelenjar pituitari sangat sulit karena organnya yang kecil. Argyropoulou et al., (2007) memeriksa 37 pasien dengan talasemia mayor dan melaporkan adanya korelasi bermakna antara ukuran kelenjar dengan serum feritin. Ukuran kelenjar akan mengecil dengan makin progresifnya timbunan besi. Au et al., (2008) melaporkan adanya hubungan antara pengukuran besi pada kelenjar pankreas dan hubungannya dengan kejadian diabetes tipe 2 pada penderita talasemia. Pemeriksaan timbunan besi pada organ lainnya seperti lien, ginjal, kelenjar gonad, tiroid, paru, sumsum tulang, kelenjar adrenal, dan otak belum banyak dilakukan. Terutama pemeriksaan kadar besi pada otak mulai mendapatkan perhatian karena kaitannya dengan beberapa kelainan neurodegeneratif seperti penyakit Parkinson, Alzheimer dan lainnya.

CMR (Cardiovascular Magnetic Resonance) memberikan pengukuran akurat ejeksi fraksi sistolik ventrikel kiri, volume, dan massa jantung. Korelasi penurunan ejeksi fraksi ventrikel kiri dengan kandungan zat besi yang lebih tinggi pada otot jantung diukur dengan menggunakan teknik T2* yang merupakan teknik yang telah digunakan secara luas pada pengkajian klinis keseluruhan kandungan zat besi pada otot jantung. Secara umum metode T2* ini sensitif dan spesifik untuk mengukur deposisi zat besi.

Nilai T2* jantung normal adalah T2* > 20 milisecond (ms) (angka median untuk populasi normal adalah 40 ms), iron overload jantung moderate apabila

didapatkan T2* 10 – 20 ms , dan iron overload berat adalah jika nilai T2* jantung < 10 ms

(Seldrum et al., 2011)

Beberapa studi mendapatkan ejeksi fraksi ventrikel kiri yang menurun signifikan dan penebalan ventrikel kiri pada keadaan iron overload berat (T2* < 10 ms) dibandingkan dengan kelompok kontrol dan pasien dengan T2* > 20 ms. Pada pasien dengan iron overload moderate didapatkan ejeksi fraksi normal, namun rotation twist ventrikel kiri sudah mengalami penurunan bermakna dibandingkan dengan kelompok kontrol. Dari semua parameter, rotational twist ventrikel kiri adalah yang paling awal terkena dampak dan memiliki korelasi erat dengan beratnya iron overload pada jantung dan merupakan penanda awal disfungsi sistolik ventrikel kiri pada pasien dengan iron overload. Pada studi follow-up prospektif didapatkan insiden terjadinya gagal jantung pada pasien dengan T2* < 6 ms dibandingkan pasien dengan T2* > 10 ms. Aritmia biasanya muncul seiring dengan semakin luasnya distribusi T2* jantung. Pemeriksaan ini juga dapat digunakan untuk memonitor keberhasilan terapi kelasi besi pada kondisi iron overload (Seldrum et al., 2011).

Page 329: Penerbit - erepo.unud.ac.id

314

Daftar pustaka 1. Argyropoulou MI, Kiortsis DN, Astrakas L, Metafratzi Z, Chalissos N, and Efremidis

SC. 2007. Liver, bone marrow, pancreas and pituitary gland iron overload in young and adult thalassemic patients: a T2 relaxometry study. Eur Radiol;17:3025-30.

2. Atkinson MA, Pierce CB, Fadrowski JJ, Benador NM, White CT, Turman MA, et al. 2012. Association between common iron store markers and hemoglobin in children with chronic kidney disease. Pediatr Nephrology.

3. Au WY, Lam WW, Chu W, et al. 2008. A T2* magnetic resonance imaging study of pancreatic iron overload in thalassemia major. Haematologica;93:116-19.

4. Beutler E. Disorders of iron Metabolism. In: Prchal JT KK, Lichtman MA, Kipps TJ, Seligsohn U, editors. Williams Hematology. 8th ed. New York: McGraw-Hill;2010.

5. Beutler E. Disorders of iron Metabolism. In: Prchal JT KK, Lichtman MA, Kipps TJ, Seligsohn U, editors. Williams Hematology. 8th ed. New York: McGraw-Hill;2010.

6. Borgna-Pignatti C, Rugolotto S, De Stefano P, et al. 2004. Survival and complications in patients with thalassemia major treated with transfusion and deferoxamine. Haematologica;89:1187-93.

7. Briggs C, and Bain BJ. Basic haematological techniques. In: Bain BJ, Bates I, Laffan MA, Lewis SM, editors. Dacie and Lewis Practical Haematology. 11th ed. Philadelphia PA: Churchill Livingstone; 2012:chap 3.

8. Brittenham GM, and Badman DG. 2003. Noninvasive measurement of iron: report of an NIDDK workshop. Blood;101:15-19.

9. Brugnara C, Schiller B, and Moran J. 2006. Reticulocyte hemoglobin equivalent (Ret He) and assessment of iron-deficient states. Clin Lab Haematol;28(5):303-8.

10. Bull BS HD. Morphology of the Erythron. In: Prchal JT KK, Lechman MA, Kipp TJ, Selegsohn U, editors. 8th ed. William Hematology. McGraw-Hill New York 2010; p.110.

11. Butensky E, Fischer R, Hudes M, et al. 2005. Variability in hepatic iron concentration in percutaneous needle biopsy specimens from patients with transfusional hemosiderosis. Am J Clin Pathol;123:146-52.

12. Coyne D. 2006. Iron indices: what do they really mean? Kidney Int Suppl;S4-S8. 13. Davkota B. Ferritin serum. Available from:http//emedicine.medscape.com/article.

Update May 21,2012.14. De Block CEM, Van Capenhout CM, De Leeuw IH, et al. 2000. Soluble transferring

receptor level: a new marker of iron deficiency anemia, a common manifestation of gastric autoimmunity in type 1 diabetes. Diabetes Care;23:1384-88.

15. Elgethany MT, Barbi K. Erythrocyte disorders. In: McPerson RR, Pineus MR, editors. Henry’s Clinical Diagnosis and Management by Laboratory Methods.22nd ed. Saunders Philadelphia 2011,chapter 32.

16. Fischer R, and Harmatz PR. 2009. Non invasive assessment of tissue iron overload. Hematology:215-21.

17. Fischer R, Piga A, Harmatz P, and Nielsen P. 2005. Monitoring long-term efficacy of iron chelation treatment with biomagnetic liver susceptometry. Ann N Y Acad Sci;1054:350-57.

18. Hoffman R, Xu M, Finazzi G, and Barbui T. The Polycythemias. In: Hoffman F, Benz EJ, Shattil SJ, editors. Hematology: Basic Principles and Practice. 5th ed. Philadelpha, PA: Churchill Livingstone; 2009:Chapter 68.

Page 330: Penerbit - erepo.unud.ac.id

315

18. Koen M, Karby B, and Hare J. 2001. Comparison of four hematology analyzer. Clin Lab Sci:14:236-42.

19. Kolbe-Busch S, Lotz J, Hafner G, Blanckaert J, Claeys G, Togni G, et.al. 2002. Multicenter evaluation of a fully Mechanized Soluble Tranferrin Receptor Assay on the Hitachi and COBAS INTEGRA Analyzer and Determination of Reference Range Clin Chem Lab Med.

20. Koorts AM, and Viljoen M. 2007. Ferritin and ferritin isoform I: Structure function relationships, synthesis, degradation and secretion. Arch Physiol Biohem;113:30-54.

21. Lee MH, Park E, Lee J, Kim SY, Kim SY, Lee SY, et al. 2012. Cutoff values of serum ferritin and TIBC saturation for the evaluation of gastrointestinal neoplasms in adult anemic patients. Int J Hematol;[Epub ahead of print].

22. Lotz J, Hafner G, and Prellwitz W. 1999. Reference values for a homogeneous ferritin assay and traceability to the 3rd International Recombinant Standard for ferritin (NIBSC code 94/572). Clin Chem Lab Med;37:821-5.

23. Mast AE, Blinder MA, Lu Q, Flax S, and Dietzen DJ. 2002. Clinical utility of the reticulocyte hemoglobin content in the diagnosis of iron deficiency. Blood;99:1489-91.

24. Mazza J. 2002. Hemolytic Anemia: Hereditary and Acquired. Manual of clinical hematology. (3rd ed.p. 95). Philadelphia: Lippincott Williams @ Willkins.

25. McDermid JM, and Prentice AM. 2006. Iron and infection: effects of host iron status and the iron-regulatory genes haptoglobin and NRAMP1 (SLC11A1) on host-pathogen interactions in tuberculosis and HIV. Clin Sci (Lond);110:503-24.

26. Means RT, Glader B. General Consideratioms. In: Greer JP, Foester J, Rodgers GM, editors. Wintrobe’s Clinical Hematology. 12th ed. Philadelphia, Lippincott williams and Wilkins 2009: chapter 26.

27. Parenthin S. Transferrin saturation. Available from: http://emedicine.medscape.com/article. Update Nov.7,2012

28. Patton N, Brown G, Leung M, et al. 2009. Observational study of iron overload as assessed by magnetic resonance imaging (MRI) in an adult population of transfusion dependent patients with beta thalassaemia: significant association between low cardiac T2* < 10 ms and the occurrence of cardiac events. Intern Med J;[Epub ahead of print.]

29. Perkins SL. Examination of the Blood and Bone Marrow. In: Greer JP, Foester J, Rodgers GM, et al, editors. Wintrobe’s Clinical Hematology.12th ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins; 2009:Chapter 1:1-20.

30. Perkins SL. Examination of the Blood nad Bone Marrow. In: Greer JP, Foester J, Rodgers GM, et al, editors.Wntrobe’s Clinical Hematology. 12thed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins; 2009:Chapter 1:1-20.

31. Piva E, Brugnara C, Chiandetti L, and Plebani M. 2010. Automated reticulocyte counting: state of the art and clinical applications in the evaluation of erythropoiesis. Clin Chem Lab Med;48(10):1369-80.

32. Punnonen K. 1997. Serum ferritin receptor and its ratio to serum ferritin in the diagnosis of iron deficiency. Blood;89:1052-57.

Page 331: Penerbit - erepo.unud.ac.id

316

33. Ryan DH. Examination of blood cells. In: Lichtman MA, Kipps TJ, Seligsohn U, et al, editors. Williams Hematology. 8th ed. New York, NY: The McGraw-Hill Companies, Inc; 2010:Chapter 2.

34. Seldrum S, Pierard S, Moniotte S, Vermeylen C, Vancraeynest D, Pasquet A. 2011. Iron Overload in Polytransfused Patients Without Heart Failure is Associated With Subclinical Alterations of Systolic Left Ventricular Function Using Cardiovascular Magnetic Resonance Tagging. Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance;13(23):1- 9.

35. Soldin OP, Miller M, and Soldin SJ. 2003. Pediatric reference range for zinc protoporphyrin. Clin Biochem;36:21-25.

36. Taher A, El Rassi F, Isma’eel H, Koussa S, Inati A, and Cappellini MD. 2008. Correlation of liver iron concentration determined by R2 magnetic resonance imaging with serum ferritin in patients with thalassemia intermedia. Haematologica;93:1584-86.

37. Telfer PT, Prestcott E, and Holden S. 2000. Hepatic iron concentration combined with long-term monitoring of serum ferritin to predict complications of iron overload in thalassaemia major. Br J Haematol;110:971-77.

38. Tobkes A, and Nord H. 1995. Liver biopsy: review of methodology and complications. Dig Dis;13:267-74.

39. Vajpayee N, Graham SS, and Bem S. Basic Examination of Blood and Bone Marrow. In: McPherson RA, Pincus MR, editors. Henry’s Clinical Diagnosis and Management by Laboratory Methods. 22nd. Elsevier/Saunders: Philadelphia, PA;2011:30.

40. Wick M, Pinggera W, and Lehmann P. Methods of determination in serum/plasma and blood. In: Clinical aspect and Laboratory Iron Metabolisme. 2nd ed. SpingerWien, New York 2003.p.139-56.

41. Wilczynski C. Haptoglobin. Available from: http//emedicine.medscape.com/article. Update : August 2012.

42. Williamson MA, Snyder LM, and Wallach JB. Wallach’s interpretation of diagnostic tests. 9th ed. Wolters Kluwer/Lippincott Williams & Wilkins Health: Philadelphia;2011.

43. Worwood M. Estimation of Body Iron Status. In: Anderson GJ, McLaren, editors. Iron Physiology and Pathophysiology in Human. Humana Press, New York 2012:p.499-520.

Page 332: Penerbit - erepo.unud.ac.id