6

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Fisiologi Protein dan Asam Amino

Protein merupakan senyawa kimia yang tidak saja mengandung atom karbon

seperti karbohidrat dan lemak yakni karbon, hidrogen, dan oksigen, namun juga

mengandung atom nitrogen. Atom C, H, O dan N tersusun menjadi asam amino,

yang membentuk rantai menjadi protein. Dua puluh asam amino berbeda telah

diidentifikasi sebagai pembentuk protein. Sebagai sumber energi, protein setara

dengan karbohidrat dengan memberikan 4kkal/g (Escallon dkk, 2007).

Gambar 2.1. Jalur Metabolisme Protein (Bender, 2006)

Asam amino digunakan sebagai bahan dasar untuk enzim, hormon, dan

protein struktural. Sejumlah protein spesifik dapat disintesis oleh tiap sel tubuh.

Sintesis ini memerlukan semua asam amino yang ada. Asam amino esensial harus

7

disuplai, atau rangka karbon dan gugus asam amino dari asam amino lainnya

harus tersedia untuk proses transaminase (Escallon dkk, 2007).

Tiap materi genetik sel (asam deoksiribonukleat atau DNA) mengatur sintesis

proteinnya masing-masing. Fungsi DNA menjadi cetakan untuk sintesis berbagai

bentuk asam ribonukleat (RNA), yang ikut dalam sintesis protein. Energi untuk

sintesis ini disuplai oleh adenosin trifosfat (ATP), yang merupakan sebuah

nukleotida (Escallon dkk, 2007).

Tubuh tidak menyimpan cadangan untuk asam amino bebas. Yang tidak ikut

dalam sintesis protein maka akan dimetabolisme. Namun, terdapat sumber

metabolik asam amino pada protein seluler yang dapat digunakan kapan saja bila

diperlukan. Turnover konstan protein pada orang dewasa biasanya penting untuk

mempertahankan sumber asam amino ini dan kemampuan untuk memenuhi

permintaan asam amino oleh sel dan jaringan ketika distimulasi untuk membuat

protein yang penting. Jaringan yang paling aktif untuk turnover protein adalah

protein plasma, mukosa usus, pankreas, hepar, dan ginjal (Escallon dkk, 2007).

Terdapat dua tipe asam amino dasar (Escallon dkk, 2007) :

1. Asam amino esensial yang dibuat di dalam tubuh berasal dari prekursor

karbon dan nitrogen

2. Asam amino esensial yang tidak dapat disintesis dalam tubuh

Sumber asam amino terbesar adalah berasal dari protein diet. Pada beberapa

kondisi klinis, beberapa asam amino non esensial harus disuplai dari luar sehingga

disebut juga sebagai asam amino kondisional yang mana dapat saja menjadi

esensial pada kondisi-kondisi tertentu (Escallon dkk, 2007).

8

Asam amino esensial antara lain adalah histidin, isoleusin, leusin, lysin,

metionin, fenilalanin, treonin, triptofan, valin, dan mungkin juga arginin (Escallon

dkk, 2007).

Gambar 2.2. Metabolisme Asam Amino (Anonim, 2015)

Ketiadaan atau asupan asam amino esensial yang kurang adekuat akan

menyebabkan imbang nitrogen negatif, berat badan turun, gangguan pertumbuhan

pada bayi dan anak, dan berbagai gejala klinis lainnya seperti penurunan fungsi

imunitas (Escallon dkk, 2007).

Arginin bisa menjadi tidak tergantikan pada pasien yang kurang nutrisi,

sepsis, atau sedang dalam masa pemulihan dari trauma atau pembedahan.

Suplementasi arginin terkait dengan peningkatan penyembuhan luka, yang

mungkin akibat peran arginin dalam meningkatkan sintesis kolagen. Suplementasi

arginin juga menyokong fungsi imun pada manusia dan hewan. Namun karena ia

merupakan prekursor nitric oxide maka harus diwaspadai akan risiko terjadinya

overdosis (Escallon dkk, 2007).

9

Terdapat pendapat pula bahwa glutamin juga menjadi asam amino esensial

kondisional pada pasien dengan sakit kritis. Setelah cedera, konsentrasi glutamin

plasma dan intrasel menurun, kemungkinan akibat peningkatan uptake glutamin

dari usus yang melebihi jumlah glutamin yang dilepaskan dari otot rangka

(Escallon dkk, 2007).

2.2 Imbang Nitrogen

Tinjauan tentang nitrogen sebenarnya telah ditelusuri oleh Cuthbertson sejak

tahun 1930. Dalam beberapa seri penelitiannya bersama dengan rekan-rekannya,

Cuthbertson menyelidiki tentang hubungan antara kehilangan nitrogen dengan

derajat cedera, faktor imobilisasi, demam dan nutrisi, serta perubahan pada

protein plasma, kalium, metabolisme fosfat, sumber-sumber nitrogen dalam

tubuh, serta hasil dan metabolitnya pada urin, serta respon kerja hormon dan

sistem saraf yang ditimbulkannya.

Metode imbang nitrogen telah terbukti secara klinis bermanfaat dalam

menilai terapi nutrisi untuk menentukan derajat katabolisme pada pasien bedah

atau sakit kritis. Respon metabolik terhadap cedera merupakan serangkaian

perubahan hormonal dan biokimiawi yang unik yang dicirikan dengan

katabolisme protein dan perubahan kebutuhan energi, sesuai derajat cedera.

Pemecahan cadangan protein endogen untuk menyediakan asam amino untuk

perbaikan jaringan, penyembuhan luka dan petanda inflamasi dikatakan

merupakan suatu respon adaptasi (Herridge, 2013).

10

Keseimbangan nitrogen nol terjadi ketika masukan sama dengan keluaran,

yang membuktikan bahwa sumber protein tubuh berada dalam ekuilibrium.

Diasumsikan bahwa individu berada dalam keseimbangan nitrogen bila nitrogen

tidak disimpan untuk pertumbuhan atau perbaikan jaringan otot dan tidak hilang

karena cedera atau kelaparan. Asumsi yang dibuat adalah bahwa siklus protein,

yang digambarkan sebagai proses dinamis sintesis dan degradasi protein, berada

dalam jumlah yang sama (Herridge, 2013).

Masukan nitrogen dalam bentuk protein diet dapat ditemukan pada makanan,

ASI, asam amino parenteral atau enteral. Jumlah nitrogen yang dimasukkan

tergantung pada sumber utamanya karena protein mengandung berbagai campuran

asam amino esensial dan nonesensial yang mengandung berbagai kandungan

nitrogen yang berbeda tergantung dari struktur kimiawinya. Oleh sebab itu

perhitungan jumlah asam amino yang terdapat dalam diet adalah penting untuk

menentukan jumlah masukan nitrogen secara akurat (Herridge, 2013).

Keluaran nitrogen terutama diukur dalam urin, sedangkan kehilangan lewat

tinja biasanya dihitung untuk pasien yang dirawat di rumah sakit. Namun ekskresi

nitrogen dari tubuh terjadi dalam berbagai bentuk antara lain hilangnya lewat

integumen (seperti kulit, rambut, dan keringat), dan cairan tubuh (lewat

gastrointestinal). Produksi nitrogen urin terjadi akibat deaminasi asam amino yang

melepaskan amonia setelah detoksifikasi pada hepar lewat siklus urea, yang

membentuk urea menjadi produk akhir yang larut air (Herridge, 2013).

Nitrogen secara kontinyu terakumulasi dan keluar selama terjadi penggantian

jaringan protein tubuh yang terjadi terus-menerus. Ketika asam amino sudah

11

dipecah, nitrogen dilepaskan. Nitrogen yang diekskresi paling banyak keluar

dalam bentuk urea, meskipun sejumlah kecil juga terdapat pada feses, keringat,

rambut, kulit dan kuku (Escallon dkk, 2007).

Jumlah nitrogen yang seimbang dari makanan diperlukan untuk penggantian.

Jika sejumlah nitrogen yang diekskresikan setara dengan jumlah yang didapat dari

enteral atau parenteral, maka individu tersebut dikatakan berada dalam

keseimbangan nitrogen. Perbedaan antara jumlah nitrogen yang masuk ke tubuh

dalam bentuk protein dan jumlah yang keluar, menentukan status nitrogen dari

seseorang (Escallon dkk, 2007).

Imbang nitrogen = intake nitrogen – output nitrogen

Karena sebagian besar protein mengandung sekitar 16% nitrogen, jumlah nitrogen

yang berada dalam makanan dapat dihitung dengan membagi protein secara

kimiawi tersebut dengan konstanta 6,25 (Escallon dkk, 2007).

Imbang nitrogen adalah perbedaan antara masukan nitrogen dan jumlah

nitrogen yang diekskresikan dari tubuh. Adapun studi akan imbang nitrogen

dilakukan untuk mengevaluasi siklus protein. Dengan menghitung antara masukan

dan keluaran tersebut, maka dapat dihitung tentang imbang nitrogen apakah

hasilnya positif atau negatif (Escallon dkk, 2007).

Seseorang berada dalam kondisi imbang nitrogen positif jika memiliki

nitrogen lebih besar dibanding yang keluar. Pada kasus ini, jaringan protein yang

baru disintesis, seperti pada anak-anak, orang hamil, menyusui, pembentukan otot

atlet, dan penyembuhan dari pembedahan, cedera atau malnutrisi. Ketika masukan

nitrogen lebih besar dibanding keluarannya, maka disebut imbangnya positif.

12

Biasanya hal ini terjadi pada pasien anak, pasien hamil, atlet atau dalam proses

penyembuhan. Kebutuhan nutrisi pada pasien ini dapat diperkirakan dengan

menghitung retensi protein yang diperlukan untuk membentuk jaringan baru

sebagai tambahan dari perkiraan total protein yang diperlukan untuk

mempertahankan fungsi pemeliharaan tubuh. Pada penilaian imbang nitrogen

pada pasien sakit, imbang nitrogen yang positif akan menandakan anabolisme

yang dicirikan dengan penambahan berat badan seperti yang terlihat pada

penambahan lemak dan massa otot sehingga berakibat peningkatan kekuatan

(Herridge, 2013).

Sebaliknya saat terjadi katabolisme, seperti pada pasien kritis atau stres,

imbang nitrogen negatif di mana masukan nitrogen sangat sedikit dibanding

keluarannya. Cadangan protein otot menjadi sangat penting untuk mendukung

kebutuhan metabolisme tubuh dan berakibat pada imbang nitrogen negatif. Lebih

penting lagi, ekskresi nitrogen pada pasien katabolik sangat berbeda seperti pada

pasien trauma dan pasien bedah. Bila imbang nitrogen negatif ini terus terjadi

akan mempengaruhi sistem organ pasien (Herridge, 2013).

Pada imbang nitrogen negatif, sering terjadi proses katabolik seperti trauma,

luka bakar, pembedahan, atau cedera yang menyebabkan kehilangan protein lebih

banyak dibandingkan yang disimpan. Kurang kalori protein, program penurunan

berat badan, stres emosional dan demam tinggi dicirikan mengalami imbang

nitrogen negatif. Pasien bedridden juga mengalami kehilangan nitrogen lewat

atrofi dari otot-ototnya. Pemecahan protein tubuh yang terjadi pada proses

katabolisme ini dapat meningkatkan risiko komplikasi pascaoperasi antara lain

13

penurunan tekanan onkotik, peningkatan derajat efusi pleura, edema dinding usus

dan asites. Pada keadaan imbang nitrogen negatif, akibat utamanya adalah

peningkatan pemecahan protein tubuh untuk menyokong kebutuhan metabolik.

Selama periode stres metabolik akut, cadangan protein mengalami proses

katabolisme berakibat pada kehilangan nitrogen lewat urin. Peningkatan asam

amino bebas digunakan oleh hepar untuk sintesis glukosa yang akan

mengakibatkan peningkatan urea pada urin. Penelitian yang dilakukan oleh Marin

et al ternyata memperlihatkan bahwa terdapat peningkatan total nitrogen urin 3-4

kali lebih tinggi pada pasien yang puasa setelah pembedahan mayor sebagai

akibat dari katabolisme jaringan (Herridge, 2013).

2.3 Kehilangan Nitrogen dalam Tubuh

Rata-rata tubuh lelaki dewasa tersusun oleh nitrogen 2,6 %. Hampir 17% dari

total berat badan adalah protein, yang dibagi seimbang antara ruang intrasel dan

ekstrasel. Beberapa penyakit tertentu memiliki kebutuhan protein yang berbeda;

masing-masing proses penyakit bervariasi dalam intensitasnya pada masing-

masing pasien. Pada kondisi seperti demam, fraktur, luka bakar, pembedahan, dan

trauma, protein tubuh hilang saat fase akut dari penyakit dan harus dikembalikan

lagi saat pemulihan (Escallon dkk, 2007).

Normalnya nitrogen berasal dari asam amino, produk katabolisme protein

dieksresi dalam urin dan feses dan keluar lewat kulit. Tidak seperti energi yang

dipertahankan dan disimpan menjadi trigliserida dan glikogen, protein dan asam

amino tidak disimpan dalam tubuh. Sehingga kebutuhan protein atau nitrogen

14

sering diperkirakan dengan perhitungan kehilangan nitrogen harian dibandingkan

mingguan. Bila protein berlebihan dicerna, asam amino yang tidak diperlukan

dalam sintesis protein mengalami transaminase sehingga porsi non nitrogen dari

molekul ini bisa menjadi sumber kalori, sebagai contoh piruvat yang diturunkan

dari alanin. Nitrogen yang tidak diperlukan diubah menjadi urea dan

diekskresikan dalam urin (Alpers dkk, 2008).

Kebutuhan protein normal harian didasarkan pada perkiraan kehilangan N

dan kebutuhan ekstra (berat dan kebutuhan ekstra untuk pertumbuhan dan

kehamilan). Kehilangan nitrogen obligat tidak berubah karena jenis kelamin atau

usia, dan kehilangan nitrogen urin bersifat proporsional dengan ukuran dan berat

badan. Kehilangan total dari semua sumber adalah sekitar 2 mg nitrogen per

kilokalori basal. Perkiraan nitrogen EAR (Estimated Average Requirement) pada

pasien dewasa adalah 105 mg N/kg/hari, atau 0,66 g/kg/hari. Ini merupakan

jumlah intake terendah untuk mencapai keseimbangan nol, dan tidak dipengaruhi

oleh iklim, usia, jenis kelamin, atau sumber protein. Wanita memiliki kebutuhan

N lebih rendah dibandingkan pria untuk per kilogram berat badan, namun

memiliki persentase lemak tubuh lebih tinggi (28%) dibandingkan pria (15%).

Tidak terdapat perbedaan kebutuhan protein berdasarkan jenis kelamin bila

dihitung dengan lean body mass. Estimasi RDA (Recommended Daily Allowance)

oleh DRI Committee didasarkan pada metaanalisis menurut Rand. Jumlah protein

yang diperlukan untuk keseimbangan nol pada pasien dewasa mirip dengan yang

diperlukan oleh pasien usia muda. Kehilangan nitrogen minimal per hari juga

telah dihitung pada orang dewasa. Pada serial 11 penelitian yang diulas oleh

15

WHO, kehilangan nitrogen obligat adalah sekitar 53 mg per kg (kisaran : 46-69

mg per kg). Berdasarkan studi imbang jangka pendek dan jangka panjang, WHO

mengajukan kebutuhan rerata sebesar 0,6 kg/hari untuk rujukan protein (sangat

mudah dicerna, protein berkualitas tinggi seperti telur, daging, susu, atau ikan).

Jika sekitar 25% lebih dari rerata tersebut digunakan untuk mencukupi 97% dari

populasi, 0,6 x 1,25, atau 0,75 gram/kg/hari, merupakan nilai RDA pada tahun

1989 untuk pasien dewasa muda pria dan wanita, dan sesuai dengan rekomendasi

saat ini yakni sekitar 0,8 gram/kg/hari (Alpers dkk, 2008).

Kebutuhan protein paling tinggi adalah pada bayi dan remaja. Namun,

protein tubuh total adalah paling rendah pada bayi, dan kehilangan obligat paling

besar, sehingga defisiensi protein paling sering terjadi pada bayi. Prosedur

penghitungan faktorial yang sudah dimodifikasi dipakai untuk menghitung

kebutuhan protein pada bayi dan anak. Mulai dengan kebutuhan protein sekitar

1,1 gram/kg/hari untuk pemeliharaan, tambahan juga dibuat untuk pertumbuhan

dan ditingkatkan sekitar 50% untuk variabilitasnya. Efisiensi penggunaannya

adalah sekitar 70%, dan tambahan pengukuran sesuai pertumbuhan sudah

ditambahkan untuk mempertahankan RDA bagi rata-rata diet protein. Estimasi

lainnya dibutuhkan untuk mengubah gambaran yang berasal dari rujukan protein.

Digestibilitas dari diet di Amerika Serikat diperkirakan adalah lebih dari 90%,

bervariasi dari 95% untuk susu, daging, telur, selai kacang, dan gandum, 88%

untuk beras pulen, sampai 86% untuk oatmeal, gandum utuh, jagung dan tepung

kedelai, sampai 78% untuk kacang-kacangan (Alpers dkk, 2008).

16

2.3.1Kehilangan lewat urin

Kehilangan protein terjadi pada nefrosis, penyakit ginjal kronik, dan kondisi

hipermetabolisme dengan pemecahan jaringan. Kehilangan dari jaringan ini dapat

dihitung dengan estimasi dari kehilangan nitrogen urin. Perkiraan nitrogen urea

urin sebagai faktor tunggal pada kehilangan protein urin adalah penentu paling

logis untuk kondisi hipermetabolik di mana protein tubuh terdegradasi menjadi

urea. Kehilangan protein dapat diperkirakan dengan mengalikan kehilangan

nitrogen nonprotein urin dengan 6,25. Ketika protein per se hilang lewat urin

(misalnya nefrosis atau penyakit ginjal kronik), proteinnya sendiri dapat diukur.

Kehilangan urea nitrogen lewat urin menjadi komponen lebih dari 80% dari

nitrogen urin. Kreatinin, porfirin, dan komponen mengandung nitrogen lainnya

juga terhitung dalam kurang dari 20% sisanya (Alpers dkk, 2008).

Kehilangan nitrogen = [urea N urin (mg/dL) x volume urin harian (dL)] ÷ 0,8

Ekskresi nitrogen urin sangat terkait dengan BMR (Basal Metabolic Rate).

Semakin besar massa otot tubuh, semakin besar jumlah kalori yang diperlukan

untuk mempertahankannya. Begitu pula, laju transaminase akan lebih besar

seiring dengan asam amino dan karbohidrat saling berhubungan untuk mencukupi

kebutuhan energi. Sekitar 1-1,3 mg nitrogen urin diekskresi untuk tiap kilokalori

yang diperlukan untuk metabolisme basal. Ekskresi nitrogen juga meningkat saat

latihan dan kerja berat (Alpers dkk, 2008).

Karena pengukuran pemecahan kalori dan kehilangan nitrogen lewat urin

saling paralel satu dengan yang lainnya dan sangat terkait dengan derajat stres

17

yang dialami pasien, sehingga hal ini dapat digunakan untuk tujuan klasifikasi

(Alpers dkk, 2008).

2.3.2Kehilangan lewat cairan tubuh

Kehilangan lewat nasogastrik atau lewat fistula dapat dihitung dan

ditambahkan pada kehilangan protein harian untuk memperkirakan kehilangan

protein total dengan lebih tepat, khususnya bila volume drainasenya besar (Alpers

dkk, 2008).

2.3.3Kehilangan lewat traktus gastrointestinal, kulit atau paru

Nitrogen bisa hilang lewat organ dengan permukaan epitel yang luas. Organ-

organ ini antara lain usus, kulit, dan paru. Sejumlah kecil pengamatan telah

dilakukan pada pasien yang mengalami peyakit pada organ-organ tersebut. Karena

kehilangannya sangat bervariasi, tidak ada formula khusus yang dapat dibuat

untuk menghitungnya. Kehilangan lewat usus adalah yang paling besar terutama

bila terkait dengan penurunan kemampuan mencerna atau peningkatan kehilangan

protein lewat lumen. Karena usus halus memiliki permukaan terbesar dan laju

kehilangan normal paling tinggi dari semua organ enteral (sekitar 50 gram protein

per hari), penyakit pada usus halus memiliki potensi kehilangan protein tubuh

yang paling besar. Enteropati yang menyebabkan kehilangan protein ini bisa saja

tidak disertai gejala khusus (Alpers dkk, 2008).

Kehilangan lewat feses dan kulit merupakan komponen proporsi nitrogen

yang konstan pada tubuh normal, namun akan terdapat perbedaan yang bermakna

pada pasien dengan penyakit berat. Pengukuran kehilangan nitrogen urin saja

tidak dapat memberikan prediksi yang terpercaya saat diperlukan. Kehilangan

18

lewat feses merupakan konsekuensi dari pencernaan dan absorpsi yang tidak

efisien dari protein (efisiensi 93%). Sebagai tambahan, traktus intestinalis akan

mensekresi protein ke dalam lumen dari saliva, cairan lambung, enzim pankreas,

dan enterosit. Sumber-sumber ini berkontribusi secara berurutan sebanyak 3,5,1,8,

dan 50 gram dari kebutuhan protein harian yang disekresi ke dalam lumen usus

(Alpers dkk, 2008).

Kehilangan nitrogen total (N) terdiri dari yang berasal dari urin, feses, dan

kulit. Nitrogen feses berkisar antara 1-2 gram per hari saat tidak adanya diare.

Kehilangan lewat kulit berkisar antara 0,3 per hari. Total kehilangan lewat feses

dan kulit dapat diperkirakan sekitar 2 gram per hari.

Total kehilangan N (Gram/hari) = N urine + N tinja + N kulit ᴝ N urin + 2

Ketika kehilangan lewat feses diukur, estimasi kehilangan nitrogen 1 gram/ hari

digunakan untuk menutupi kulit dan kompartemen lainnya (Alpers dkk, 2008).

Gambar 2.3. Alur Kehilangan Protein Tubuh (Anonim (2), 2015)

19

2.4 Metode Analisis Imbang Nitrogen

Imbang nitrogen dapat ditentukan lewat nitrogen urin total atau analisis urin

urea nitrogen. Total nitrogen urin terdiri dari nitrogen dari urea, amonia, kreatin,

kreatinin, asam urat, dan asam amino bebas dan terikat. Dapat langsung diukur

dengan teknik Kjeldahl klasik atau analisis pyro-chemiluminescence. Baik kedua

metode ini bersifat sensitif dan spesifik dalam memberikan perkiraan yang tepat

untuk senyawa nitrogen dalam urin (Herridge, 2013).

2.4.1Teknik Kjeldahl

Teknik Kjeldahl untuk menentukan nitrogen urin total telah banyak

digunakan pada orang dewasa dan anak-anak, baik pada pasien sehat maupun

sakit. Pengukuran total nitrogen urin juga dipilih untuk menentukan imbang

nitrogen pada pasien sakit kritis karena terdapat korelasi yang rendah antara

hilangnya nitrogen dari urea dengan yang dari amonia (Herridge, 2013).

Sejak tahun 1883, metode ini telah melalui beberapa modifikasi namun

secara umum tiga tahap penentuan sampelnya adalah sebagai berikut : 1. Menelan

sampel dengan asam sulfur yang dapat menutupi sulfat 2. Pemisahan amonia dari

saluran cerna lewat distilasi, dan 3. Penentuan amonia (Herridge, 2013).

2.4.2Metode Urin Urea Nitrogen

Analisis urin urea nitrogen lebih mudah dilakukan dibanding teknik Kjeldahl

namun urin urea nitrogen lebih rendah akurasinya dibandingkan total nitrogen

urin. Pada metode ini, konstituen nitrogen non-urea seperti amonia, kreatin,

kreatinin, asam urat, asam amino bebas dan terikat tidak diperhitungkan,

sedangkan dipakai faktor koreksi untuk menghitung kehilangan nitrogen dari

20

sumber lainnya (seperti kulit dan tinja). Metode urin urea nitrogen adalah marker

pengganti untuk total nitrogen urin dengan anggapan bahwa 80-90% bentuk

nitrogen adalah dalam bentuk urea. Metode prediktif yang dipakai untuk

mengukur imbang nitrogen lewat urin urea nitrogen telah diambil dari beberapa

grup berbeda termasuk orang dewasa sehat atau pasien rawat inap dengan

berbagai derajat penyakit termasuk penyembuhan dari pembedahan, luka bakar

atau trauma lainnya. Persamaan urin urea nitrogen ini baru digunakan untuk

menentukan imbang nitrogen bila tidak tersedia atau tidak dapat dilaksanakannya

metode total nitrogen urin (Herridge, 2013).

Analisis urin urea nitrogen dapat dilakukan di berbagai tempat dengan

menggunakan pemeriksaan blood urea nitrogen. Berbagai metode perhitungan

urin urea nitrogen telah dilakukan untuk secara akurat menghitung imbang

nitrogen. Formula urin urea nitrogen sering digunakan pada pasien dewasa,

dengan memakai faktor koreksi 2-4 g, dengan memasukkan semua sumber

nitrogen (seperti kehilangan lewat tinja, kulit, serta bentuk non urea dan

kehilangan lainnya (Herridge, 2013).

Imbang nitrogen : g/d=(intake protein g/d÷6,25 g/d)–(UUN g/d+2 sampai 4 g)

Terdapat pernyataan dari beberapa ahli bahan perhitungan urin urea nitrogen

ternyata menyebabkan underestimasi kehilangan nitrogen total pada pembedahan

dan trauma pasien dewasa yang mengalami katabolisme besar-besaran.

Konstantinides et al menstratifikasikan pasien trauma dan pembedahan menjadi

empat kategori stres, di mana diteliti total 315 penilaian imbang nitrogen.

Ditemukan bahwa UUN mewakili rerata 80 ± 12% dari TUN. Lebih lanjut lagi

21

kisaran UUN bervariasi antara 12 sampai 112% dari TUN yang dilaporkan.

Disimpulkan bahwa TUN aktual dibanding UUN merupakan metode yang lebih

baik untuk mengukur imbang nitrogen pada stres dan faktor koreksi 1,25 tidak

secara konsisten dihitung sebagai konstituen total nitrogen non urea (Herridge,

2013).

2.5 Rasio Kalori-Protein

Nitrogen yang dicerna sebagai asam amino tanpa adanya sumber energi

lainnya tidak secara efisien diinkorporasi menjadi protein karena energi yang

dikonsumsi saat hilangnya panas selama metabolisme (efek termal) khususnya

tinggi untuk protein. Lebih jauh lagi, inkorporasi asam amino menjadi peptida

memerlukan tiga ikatan fosfat berenergi tinggi, sehingga tiap 10 kkal digunakan

untuk tiap molekul yang diturunkan dari hidrolisis ATP. Tiap kelebihan energi

dari makanan yang melebihi kebutuhan dasar akan meningkatkan efisiensi

nitrogen. Untuk mencapai imbang nitrogen positif ketika intake protein tidak

adekuat, diperlukan imbang energi positif sekitar 2 kkal/kg/hari. Dengan kata lain,

ketika intake energinya terbatas, imbang nitrogennya negatif, meskipun ketika

intake protein tampaknya tidak berlebihan. Jumlah yang tepat dari kalori

tambahan diperlukan untuk menghasilkan imbang nitrogen positif tergantung dari

sejumlah besar faktor, termasuk simpanan energi tubuh, massa protein tubuh, dan

rasio energi dengan sumber protein dalam makanan. Untuk memastikan imbang

nitrogen positif pada pasien yang terdeplesi, disarankan untuk menyediakan

22

jumlah kalori yang mendekati estimasi kebutuhan energi. Kalori berlebihan bisa

saja tidak menyebabkan peningkatan pada lean body mass (Alpers dkk, 2008).

Gambar 2.4. Katabolisme Protein menjadi Nitrogen (Boumphrey, 2009)

Kebutuhan nitrogen sangat dipengaruhi oleh hubungan antara kalori dan

protein. Penggantian adekuat dari kehilangan protein selama periode pemulihan

adalah sangat penting dalam situasi ini. Pada pasien dengan kondisi

hipermetabolik, asupan protein sering ditentukan oleh dasar rasio energi nitrogen.

Rasio ini berasal dari total kalori yang diberikan dibagi dengan kandungan

nitrogen yang diberikan. Formula berikut ini digunakan untuk menentukan rasio

energi nitrogen (Escallon dkk, 2007) :

Rasio Energi : Nitrogen

Kkal (total kalori yang diberikan)

N [kandungan nitrogen (g)]

Sedangkan kandungan nitrogen = kandungan protein (g)

6.25

23

Prinsip rasio kalori nitrogen dapat diterapkan pada populasi orang sehat juga.

Organisasi kesehatan dunia seperti WHO merekomendasikan 0,75 gram protein

berkualitas tinggi perkilogram berat badan per hari. Rasio tersebut diperlukan

untuk memastikan kembalinya protein tubuh. Diet tinggi protein tidak akan

berakibat pada imbang nitrogen positif, mencerna sejumlah besar protein tanpa

asupan kalori yang cukup akan berakibat pada pemakaian protein sebagai sumber

energi (Escallon dkk, 2007).

Rasio yang aman (energi protein terhadap energi total) yang membuat anak

terhindar dari malnutrisi kalori-protein adalah sekitar 1:20 yakni untuk tiap

kilokalori yang disediakan oleh protein, 19 kkal dari energi nonprotein diperlukan

untuk mencegah malnutrisi kalori protein pada anak. Tiap 1 gram protein

memberikan 4 kkal energi, sehingga 4x19 atau 76 kkal dari energi nonprotein

diperlukan untuk per gram protein selama periode tumbuh kembang pada anak.

Ketika protein ternyata dalam jumlah yang berlebihan, meskipun ketika kalori

nonprotein terbatas, beberapa dari protein tersebut diubah menjadi energi yang

dapat dimetabolisme, dan rasio 1:20 tidak diperlukan (Alpers dkk, 2008).

Perkiraan kebutuhan energi-protein untuk individu dengan berat badan 70 kg

normal yang menjalani rawat jalan adalah sekitar 50 kkal dari sumber nonprotein

per gram protein, atau sekitar 300 kkal per gram nitrogen. Rasio yang tinggi ini

biasanya tidak tercapai dengan nutrisi parenteral karena intake kalori terbatas oleh

volume cairan lewat infus. Oleh sebab itu, gambaran nutrisi parenteral yang

disarankan adalah sekitar 25-30 kkal dari sumber nonprotein per gram protein,

atau 150-180 kkal per gram nitrogen. Gambaran ini, sebaiknya tidak digunakan

24

menggantikan kebutuhan energi dan protein secara independen. Terutama pada

pasien sakit, kebutuhan energi dan protein dapat terbagi-bagi. Rasio kalori-protein

sangat penting hanya ketika mereka menjadi penanda saat dibutuhkan kalori

seiring dengan penggantian protein (Alpers dkk, 2008).

Gambar 2.5. Jalur Glukoneogenesis (Basith, 2015)

25

2.6 Estimasi Protein pada Orang Sakit

Kehilangan protein saat sakit bisa sangat besar, Sebagai contoh, atrofi otot

setelah 24-48 jam tirah baring dapat menyebabkan kehilangan 300 gram protein

tubuh. Oleh sebab ini dapat ditambahkan efek khusus penyakit seperti 400 gram

protein tubuh setelah gastrektomi, 700 gram hilang pada fraktur femur, dan 1200

gram hilang pada luka bakar 35% (Escallon dkk, 2007).

Kehilangan protein tubuh dapat terjadi dengan peningkatan metabolisme

yang dicirikan dengan fase flow pada pemulihan dari cedera. Pada fase flow yang

terjadi pada 24-48 jam setelah cedera, suhu tubuh, respirasi, level denyut dan gula

darah meningkat. Selama fase ini, pemecahan energi dan kehilangan nitrogen

saling berkaitan dan secara kasar berkaitan dengan derajat cedera atau infeksi.

Basal metabolic rate pada pasien yang mengalami trauma mayor dapat meningkat

sekitar 50% atau lebih. Serupa di sisi lain, derajat cedera dari cedera atau infeksi

sangat erat dengan jumlah nitrogen yang diekskresikan. Keseimbangan nitrogen

yang abnormal bisa terjadi akibat penurunan sintesis protein, peningkatan

degradasi protein atau kombinasi dari keduanya (Escallon dkk, 2007).

Respon katabolisme selama fase flow dimulai setelah 3-7 hari setelah

kejadian. Menurut Moore, respon katabolik awal terhadap cedera akan

memperlihatkan fase pertama dari fase flow, yang akan memberikan jalan pada

fase kedua yang dicirikan dengan penurunan ekskresi nitrogen, kemudian fase

ketiga anabolisme yakni pemulihan dan terakhir pemulihan jaringan ikat pada fase

keempat (Escallon dkk, 2007).

26

Gambar 2.6. Fase Metabolik Trauma (Pineda, 2015)

Respon metabolik seseorang sangat tergantung dari kodisi kesehatannya

sebelumnya, derajat infeksi, atau tipe prosedur pembedahan yang diperlukan, dan

tipe serta derajat komplikasi. Pemulihan juga tergantung pada status nutrisi

individu. Karena pemecahan kalori dan ekskresi nitrogen sama-sama dipengaruhi

oleh stres, baik intake kalori dan kandungan nitrogen dari terapi diet atau nutrisi

harus diperhatikan dengan seksama (Escallon dkk, 2007).

Pada beberapa penyakit, intake protein harus dibatasi. Sebagai contoh, pada

gagal hepar akut, intake protein harus dibatasi untuk menghindari koma

hepatikum. Pada uremia, kemampuan untuk mengekskresikan bahan pemecahan

nitrogen terbatas. Meskipun intake protein dibatasi, jumlah yang cukup harus

tetap diberikan untuk menghindari penurunan jaringan protein (Escallon dkk,

2007).

27

Pada gagal ginjal akut, pasien tidak saja mengalami uremia, asidosis

metabolik dan keseimbangan elektrolit, namun dapat mengalami infeksi atau

kerusakan jaringan yang meningkatkan kebutuhan protein. Sejumlah protein yang

harus diberikan harus seimbang dengan kebutuhan katabolisme pasien yang tinggi

disertai ketidakmampuannya mengekskresikan cairan, elektrolit dan pelarut yang

justru perlu terjadi dalam pengobatan penyakitnya (Escallon dkk, 2007).

Luka bakar secara dramatis sangat menggambarkan perubahan metabolik

potensial dan peningkatan ekskresi nitrogen terkait dengan stres. Kurang lebih

setelah 10 hari pasien pasca luka bakar, metabolisme saat istirahat mungkin

meningkat sebesar 50% dan bahkan sampai 75%. Ekskresi nitrogen bisa sampai

berlipat tiga dari sekitar 10 gram/hari menjadi lebih dari 28 gram/hari. Sebaliknya,

pasien dengan tulang yang patah akan mengalami puncak laju metabolisme

sebesar 20% saat hari kesepuluh, dan hanya peningkatan dua kali lipat dalam

ekskresi nitrogen. Stres akibat starvasi total atau parsial akan menurunkan baik

laju metabolisme dan ekskresi nitrogen (Alpers dkk, 2008).

Adapun koefisien kebutuhan protein dari masing-masing penyakit pasien

adalah berbeda-beda namun dapat dirangkum dalam suatu tabel berikut ini :

28

Tabel 2.1. Kebutuhan Protein Tubuh pada Berbagai Kondisi (Anonim (3), 2015)

Sebagai contoh, terdapat kehilangan nitrogen kurang dari 5 gram nitrogen

urea sehari yang terjadi pada pasien dengan infeksi yang berakibat pada suhu 37̊C.

Stres ringan dapat saja tidak meyebabkan peningkatan basal metabolic rate yang

nyata. Sebaliknya derajat katabolisme pasien dengan luka bakar luas dapat terjadi

sangat berat (Alpers dkk, 2008).

29

Kehilangan protein obligat pada tubuh (25-40 gram per hari) mewakili

sebagian kecil fraksi dari total protein yang disintesis oleh tubuh, yang

diperkirakan sekitar 285-340 gram per hari. Oleh sebab itu, sintesis protein dapat

menurun lebih banyak dibanding dengan yang terdapat pada kehilangan harian

tadi. Lebih jauh lagi, kehilangan protein normal dari kulit dan traktus

gastrointestinal hanya merupakan fraksi yang secara potensial hilang. Rerata

kehilangan normal melalui traktus gastrointestinal adalah sekitar 1,7 gram

nitrogen kali 6,25, atau 10,6 gram protein, yang dapat diabsorpsi kembali lewat

usus besar. Nilai 6,25 biasanya digunakan untuk mengubah nilai nitrogen menjadi

gram protein karena faktor ini merupakan faktor untuk protein berkualitas tinggi

yang didapat pada daging, ikan, telur, dan jagung serta kacang-kacangan. Faktor

yang lebih rendah (5,2-5,8) digunakan untuk sumber protein nabati dan nilai yang

lebih tinggi (6,4) untuk sumber yang berasal dari produk susu (Alpers dkk, 2008).

Kehilangan nitrogen biasanya tidak dapat dihitung dalam kondisi klinis.

Untuk pasien rawat inap dewasa yang sehat dan menerima protein berkualitas

tinggi secara intravena, kebutuhan basal dapat diperkirakan sebesar 0,4-0,6 gram

per kg. Untuk pasien rawat jalan yang mengkonsumsi diet standar dari berbagai

jenis kualitas protein, kebutuhan basalnya harus sekitar 0,75 gram per kg (Alpers

dkk, 2008).