----------------------------------------------------------------------------------------------------------
CEDERA DAN KEMATIAN SEL Abdul Kadir Ahmad, Ahmad, S.Kep., Ners ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SUB POKOK BAHASAN •
Organisasi Sel
•
Modalitas Cedera Sel
•
Sel yang Diserang
•
Perubahan Morfologis Sel Cedera
•
Kematian Sel
•
Nasib Jaringan Nekrotik
•
Kalsifikasi Patologi
•
Kematian Somatik ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ORGANISASI SEL Walaupun di dalam tubuh terdapat berbagai jenis sel dengan fungsi-fungsi yang sangat khusus, semua sel sampai taraf tertentu, mempunyai gaya hidup dan unsur struktural yang serupa. Mereka mempunyai keperluan yang sejajar akan zat-zat seperti oksigen dan suplai zat makanan, suhu, suplai air dan sarana pembuangan sampah yang konstan. Sel secara harafiah adalah unit kehidupan, kesatuan lahiriah yang terkecil yang menunjukkan menunjukkan bermacam-macam fenomena yang berhubungan dengan hidup. Karena itu, sel juga merupakan unit dasar penyakit. Organisasi sel hipotesis yang "khas", dilukiskan dalam Gambar 1. Sel dibatasi oleh membran sel, sel, yang tidak saja memberi bentuk sel tetapi juga melekatkannya pada sel lain. Bahkan yang lebih penting, membran sel bekerja sebagai pintu gerbang dari dan ke sel, memungkinkan hanya zat-zat tertentu saja lewat pada kedua jurusan, dan bahkan secara aktif mengangkut beberapa zat secara selektif. Membran sel juga yang harus menerima tanda pengaturan dari sekitar tubuh dan menghantarkan tanda ini ke bagian dalam sel. Di dalam sel terdapat nukleus, nukleus, yang bertindak sebagai pusat pengaturan karena ternyata bahwa DNA terpusat di dalamnya. Instruksi yang disandikan dalam DNA nukleus sebenarnya dilaksanakan di dalam sitoplasma, sitoplasma, bagian sel yang di luar nukleus. Sitoplasma adalah medium berair yang mengandung banyak struktur yang demikian kecilnya sehingga mereka hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron. Organ-organ ultra mikroskopis ini disebut organela dan fungsi mereka sangat khusus meskipun dalam batas sebuah sel. Mitokondria adalah organela yang ditugaskan untuk produksi energi di dalam sel. Mereka adalah sumber tenaga dari sel sebab di dalam mitokondria dioksidasi bermacam-macam zat makanan untuk -----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
1
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
menghasilkan tenaga penggerak bagi kegiatan-kegiatan lain dari sel. Retikulum endoplasma dan aparatus Golgi merupakan semacam sistem pembuatan, proses dan penambalan dalam sitoplasma. Retikulum endoplasma adalah suatu jaringan yang terdiri dari tubuli dan sisterna yang saling berhubungan satu dengan lain, sedangkan kompleks Golgi adalah deretan sisterna yang pipih yang berhubungan erat serta vesikel-vesikel yang berhubungan. Sintesis protein dikerjakan dengan bantuan retikulum endoplasma di bawah pengawasan RNA (asam ribonukleat) di dalam ribosom. RNA sitoplasma sebetulnya dihasilkan dan dipimpin oleh DNA nukleus untuk bertindak sebagai semacam regu perakit dalam hubungan dengan peranan khusus DNA. Ribosom melakukan sintesis protein dengan merakit asam-asam amino menjadi molekul-molekul kompleks menurut petunjuk-petunjuk yang diberikan oleh DNA. Aparatus Golgi adalah alat pembungkus yang membungkus hasil-hasil sel untuk dikeluarkan (sekresi) atau untuk disimpan dalam sel. Kompleks glikoprotein tertentu juga dikeluarkan di dalam aparatus Golgi. Lisosom adalah bungkusan enzim pencernaan yang terikat membran, disiapkan oleh sel dan dibiarkan tidak aktif sampai dibutuhkan. Organela lain yang tidak ditunjukkan dalam Gambar 1 bertanggung jawab atas fungsi-fungsi istimewa tambahan di dalam sel, seperti memberi kekakuan dan/atau gerakan dengan cara muskuloskleton. Bermacam-macam organela mewakili organisme utuh dalam mikrokosmos dan kegiatan mereka harus dikoordinasi dan diatur secara ketat untuk menjaga integritas sel.
ar 1.
Diagram sebuah sel yang khas. Struktur dasar bagi pembagian kerja dalam sel diperlihatkan secara diagramatis. Perlu dicatat bahwa dalam tubuh hidup membran sel tidak saja membatasi sel dan mengatur jalan masuk ke dalam sel, tetapi juga menghubungkan sel dengan sel lainnya untuk membentuk jaringan. Perlu ditekankan bahwa setiap sel saling berhubungan satu sama lain melalui berbagai cara dalam membentuk jaringan dan organ. Beberapa jaringan, seperti epitel pembatas atau epitel penutup terdiri dari kelompok sel yang rapat, saling melekat erat secara langsung dengan sedikit sekali ruang antara. Kelompok sel jenis ini adalah lunak dan lentur dan tidak dapat mempertahankan bentuk organ atau kekuatan seluruh tubuh. Sebenarnya jaringan penyambunglah yang mempersatukan sel-sel tersebut menjadi tubuh karena jaringan ini memiliki substansi interselular, secara harafiah jaringan penyambung merupakan zat antara sel. Zat ini merupakan kolagen yang merupakan suatu protein yang dihasilkan dalam bentuk serabut yang amat kuat (seperti tendo dan ligamentum) dan elastin yang juga protein yang dibentuk menjadi serabut, tetapi dengan sifat-sifat kenyal. Di antara serabut-serabut elastik ini terdapat matriks atau zat dasar seperti agar-agar. Kombinasi serabut kuat dan serat elastis serta matriks memberikan kekuatan, bentuk, dan gaya pegas pada tubuh. Pada rangka, zat antar sel ini diisi dengan garamgaram kalsium, menghasilkan tulang penyokong tubuh yang kuat.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
2
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
MODALITAS CEDERA SEL Terdapat banyak cara di mana sel mengalami cedera atau mati tetapi bentuk-bentuk luka yang penting hanya dibagi dalam beberapa kategori. Salah satu faktor yang paling sering yang dapat melukai sel adalah defisiensi oksigen atau bahan makanan. Sel-sel khususnya bergantung pada suplai oksigen yang kontinyu, sebab energi dari reaksi-reaksi kimia oksidatiflah yang menggerakkan sel dan mempertahankan integritas berbagai komponen sel. Karena itu, tanpa oksigen berbagai aktivitas pemeliharaan dan sintesis sel berhenti dengan cepat. Sebab kedua yang penting yang dapat melukai sel adalah agen fisik, yang sebenarnya menyangkut robeknya sel, atau paling sedikit adanya gangguan hubungan spasial antara berbagai organela atau gangguan integritas struktural dari salah satu organela atau lebih. Jadi, cedera akibat mekanik dan suhu penting sebagai penyebab penyakit pada manusia. Agen-agen menular yang hidup merupakan kategori ketiga dari sebab cedera, dan terdapat banyak cara di mana organisme tertentu menimbulkan cedera pada sel. Agen kimia sering dapat melukai sel. Zat-zat toksik ini tidak saja masuk ke dalam sel dari lingkungan melainkan merupakan akumulasi zat-zat endogen (seperti "kesalahan" metabolisme yang ditentukan secara genetik) dapat melukai sel-sel dengan cara yang sama.
SEL YANG DISERANG Jika stimulus yang menimbulkan cedera menyerang sebuah sel, maka efek pertama yang penting adalah apa yang dinamakan lesi biokimiawi. Ini menyangkut perubahan kimia dari salah satu atau lebih reaksi metabolisme di dalam sel. Adalah menarik untuk dicatat bahwa pada tingkat ini sebenarnya sangat sedikit kelainan yang dipahami. Walaupun pada sel yang cedera dapat terlihat perubahan-perubahan biokimiawi, kelainan yang sangat sering terlihat merupakan efek kedua atau ketiga dari lesi biokimiawi primer. Bila kerusakan biokimiawi sudah terjadi, maka sel dapat atau tidak menunjukkan kelainan fungsi. Sering kali sel memiliki cukup cadangan untuk dapat tetap bekerja tanpa gangguan fungsi yang berarti; dalam hal lain dapat terjadi kegagalan kontraksi, sekresi atau kegiatan sel yang lain. Pada sel dengan kelainan biokimia dan kelainan fisiologi dapat atau tidak dapat ditemukan perubahan morfologis. Keterbatasan ini adalah pada segi teknis. Perubahan-perubahan yang tampak pada pemeriksaan mikroskopik rutin umumnya adalah perubahan-perubahan yang sudah lama, karena banyak kelainan biokimia dan kelainan fisiologi mungkin sudah t erjadi sebelum kelainan anatomis terjadi. Penemuan mikroskop elektron memungkinkan untuk mengetahui lebih awal kerusakan-kerusakan mikroskopis dari berbagai organela, tetapi dengan teknik yang tersedia dewasa ini masih banyak sel yang secara fungsional terganggu, tetapi tidak tampak kelainan secara morfologis. Suatu serangan terhadap sel tidak selalu mengakibatkan gangguan fungsi. Ternyata, terdapat mekanisme adaptasi sel terhadap berbagai gangguan. Misalnya, suatu reaksi umum yang terjadi pada sel otot yang secara terus-menerus dalam jangka waktu tertentu berada dalam beban kerja tinggi adalah -----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
3
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
meningkatnya kekuatan dengan pembesaran, proses ini disebut hipertrofi. Jadi sel-sel otot jantung dari seorang dengan tekanan darah tinggi akan membesar untuk menanggulangi tekanan memompa melawan tahanan yang meningkat. Jenis adaptasi serupa terjadi juga pada tantangan kimiawi tertentu. Barbiturat dan zat-zat tertentu lain biasanya dimetabolisme dalam sel-sel hati, di bawah pengaruh sistem enzim yang terdapat dalam sel-sel ini dibantu oleh retikulum endoplasma. Pada seseorang yang menelan barbiturat, sering terjadi peningkatan yang menyolok pada jumlah retikulum endoplasma di dalam sel-sel hati, dan ini berhubungan dengan kenaikan kandungan enzim dalam sel-sel ini dan menambah kemampuan untuk metabolisme obat ini. PERUBAHAN MORFOLOGIS PADA CEDERA SEL SUBLETAL Bila sel mengalami cedera tetapi tidak mati, maka sering sel-sel tersebut menunjukkan perubahanperubahan morfologis yang sudah dapat dikenali. Secara potensial perubahan-perubahan subletal ini reversibel, sehingga jika rangsang yang menimbulkan cedera dapat dihentikan, maka sel kembali sehat seperti semula. Sebaliknya, perubahan-perubahan ini mungkin merupakan suatu langkah ke arah kematian sel jika pengaruh yang berbahaya ini tidak dapat diatasi. Perubahan subletal terhadap sel secara tradisional disebut degenerasi atau perubahan degeneratif. Walaupun tiap sel dalam tubuh dapat menunjukkan perubahan-perubahan semacam itu, tetapi pada umumnya sel yang terlibat adalah sel-sel yang aktif secara metabolik, seperti sel hati, ginjal dan jantung. Perubahan-perubahan degeneratif cenderung melibatkan sitoplasma sel, sedangkan nukleus mempertahankan integritas mereka selama sel tidak mengalami cedera letal. Walaupun agen-agen yang menimbulkan luka atau yang menyerang sel sangat banyak jumlahnya, kelainan morfologis yang diperlihatkan oleh sel agak terbatas. Bentuk perubahan degeneratif sel yang paling sering dijumpai adalah penimbunan air di dalam sel yang bersangkutan. Cedera menyebabkan hilangnya pengaturan volume pada bagian-bagian sel. Biasanya, dalam rangka untuk menjaga kestabilan lingkungan internal, sel harus mengeluarkan energi metabolik untuk memompa ion natrium keluar dari sel. Ini terjadi pada tingkat membran sel. Apapun yang mengganggu metabolisme energi dalam sel atau sedikit saja melukai membran sel, dapat membuat sel tidak mampu memompa ion natrium yang cukup. Akibat osmosis yang wajar dari kenaikan konsentrasi natrium di dalam sel adalah masuknya air ke dalam sel. Akibatnya adalah perubahan morfologis yang disebut
pembengkakan sel. Untuk perubahan ini dulu disebut pembengkakan yang keruh,
mencerminkan keadaan organ yang sel-selnya mengalami perubahan seperti setengah matang, dan selsel yang terkena secara mikroskopis terlihat sitoplasmanya granular. Bila air tertimbun di dalam sitoplasma, organela sitoplasma menyerap air
ini,
menyebabkan pembengkakan
mitokondria,
pembesaran retikulum endoplasma, dan sebagainya. Secara mikroskopis perubahan pembengkakan sel tidak nyata dan hanya menyebabkan sedikit pembesaran sel dan sedikit perubahan susunan. Secara makroskopis terlihat pembesaran jaringan atau organ yang bersangkutan, yang biasanya dapat diketahui oleh karena beratnya sedikit meningkat. Jika bahaya pembengkakan sel dapat dihilangkan maka setelah beberapa lama sel-sel biasanya mulai mengeluarkan natrium, dan bersama-sama dengan air, dan -----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
4
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
volumenya kembali menjadi normal. Perubahan ini hanya merupakan gangguan ringan dari keadaan normal. Jika terdapat aliran masuk air yang hebat, sebagian dari organela sitoplasma seperti retikulum endoplasma dapat diubah menjadi kantong-kantong yang berisi air. Pada pemeriksaan mikroskopik terlihat sitoplasma bervakuola (Gambar 2). Perubahan ini disebut perubahan hidropik atau kadangkadang disebut perubahan vakuolar. Bentuk dan perubahan-perubahan yang dialami oleh organ-organ itu identik dengan pembengkakan sel.
ar 2.
Perubahan hidropik pada epitelium tubuli ginjal Sel-sel epitel yang melapisi tubuli kontortus membesar dan mempunyai sitoplasma bervakuola, kelihatan seperti renda, disebabkan oleh penimbunan air intrasel. Perubahan yang lebih penting dari pembengkakan sel sederhana adalah penimbunan lipid intrasel. Jenis perubahan ini sering dijumpai pada ginjal, otot jantung dan khususnya hati. Secara mikroskopis, sitoplasma dari sel-sel yang terserang tampak bervakuola dengan cara yang sangat mirip dengan yang terlihat pada perubahan hidropik, tetapi isi vakuola itu adalah lipid bukan air. Pada hati, banyaknya lipid yang tertimbun di dalam sel sering hebat, sehingga inti sel terdesak ke suatu sisi dan sitoplasma sel diduduki oleh satu vakuola besar yang berisi lipid (Gambar 3). Secara makroskopis jaringan yang terserang terlihat membengkak, beratnya bertambah dan sering terlihat warna kekuningan yang nyata karena mengandung lipid. Hati yang terserang dengan hebat seringkali berwarna kuning cerah dan jika disentuh terasa berlemak. Jenis perubahan ini disebut perubahan berlemak atau degenerasi lemak atau infiltrasi lemak. Perubahan lemak sering terjadi, sebab dapat ditimbulkan oleh begitu banyak mekanisme yang berbeda, khususnya pada hati. Hepatosit (dan jenis sel lain), dalam keadaan normal terlibat dalam metabolisme aktif lipid. Zat-zat ini terusmenerus dimobilisasi dari jaringan adiposa ke dalam aliran darah, -----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
5
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
di mana mereka diabsorpsi oleh sel-sel hati. Sebagian dari lipid yang diabsorpsi oleh sel akan dioksidasi, sedangkan sebagian lagi diikat oleh protein yang disintesis oleh sel dan kemudian dikeluarkan lagi dari sel (ke dalam aliran darah) dalam bentuk lipoprotein.
ar 3.
Perubahan lemak pada hati. Banyak sel hati memiliki beberapa "lubang" kecil dalam sitoplasma atau satu vakuola besar yang mengubah berisi banyak lipid. Sel-sel hati di sebelah kiri bawah adalah merupakan sel normal. Penimbunan lemak di dalam sel dapat ditimbulkan dengan mengganggu proses-proses pertukaran biasa pada salah satu tempat dari beberapa tempat yang ada. Misalnya, jika lipid yang diberikan kepada sel hati berlebihan, maka kemampuan metabolisme dan sintesis dari sel tersebut akan dapat dilampaui, sehingga lipid akan mengumpul di dalam sel. Sebaliknya, meskipun lipid yang mencapai sel jumlahnya normal akan tetapi oksidasinya terganggu oleh kelainan sel, maka lipid juga akan tertimbun. Akhirnya, jika proses sintesis lipoprotein dan pengeluarannya dipengaruhi di tempat manapun dari beberapa tempat yang ada, maka lipid akan tertimbun juga. Karena sebab-sebab inilah orang dapat menemukan perlemakan hati pada berbagai keadaan mulai dari malnutrisi yang akan menghalangi sintesis protein, sampai kelebihan makanan yang akan mengakibatkan hati dibanjiri oleh lipid. Hipoksia akan cukup mengganggu metabolisme sel untuk menimbulkan penimbunan lemak, dan banyak sekali zat-zat beracun dari lingkungan itu akan mempengaruhi sel-sel dengan sedemikian rupa sehingga mempermudah penimbunan lipid. Salah satu dari racun-racun yang paling kuat dan tersebar luas dalam lingkungan kita untuk menimbulkan perlemakan hati adalah alkohol. Zat ini secara langsung beracun bagi sel-sel hati, secara tidak langsung menimbulkan kelainan pada individu-individu yang minum banyak alkohol, sebab hal ini sering menimbulkan malnutrisi. Perubahan lemak secara potensial bersifat reversibel tetapi sering mencerminkan kelainan hebat pada sel dan dengan demikian merupakan langkah menuju kematian sel. Respon lain dari sel-sel yang terserang adalah pengurangan massa, secara harafiah merupakan suatu penyusutan. Pengurangan ukuran sel, jaringan, atau organ yang didapatkan semacam itu, disebut -----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
6
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
atrofi. Kelihatannya sel atau jaringan yang atrofi mampu mencapai keseimbangan di bawah keadaan berlawanan yang dipaksakan padanya karena berkurangnya tuntutan total yang harus dipenuhinya. Tentu saja, jaringan atau organ yang atrofi lebih kecil dari normal. Dalam perjalanannya menjadi atrofi, sel harus mengabsorpsi sebagian dari unsur-unsurnya. Ini menyangkut apa yang kadang-kadang disebut otofagositosis atau otofagi, secara harafiah merupakan proses memakan diri sendiri, di mana enzimenzim mencernakan bagian-bagian sel yang ada dalam vakuola sitoplasma. Proses yang sama tidak saja terjadi dalam sel yang mengalami atrofi tetapi juga dalam keausan eksistensi sel sehari-hari. Bila organela sitoplasma rusak, organela tersebut diasingkan dalam vakuola sitoplasma dan dicernakan oleh enzim. Proses pencernaan cenderung meninggalkan bekas-bekas atau sisa dari bahan yang tidak dapat dicernakan yang sedikit demi sedikit tertimbun dalam sel. Zat ini sebagian besar berasal dari struktur membran dalam sel dan umumnya berwarna coklat tua. Waktu sel-sel menua, sel-sel tersebut mengumpulkan pigmen intrasitoplasma makin lama makin banyak, disebut lipofusin, pigmen ketuaan, atau pigmen keausan. Sewaktu sel mengalami atrofi, lipofusin bahkan dapat menjadi lebih pekat karena kegiatan otofagosit yang meningkat. Kadang-kadang jaringan atrofi berpigmen lebih kasar; proses yang bertanggung jawab atas keadaan ini disebut atrofi coklat. Bahan-bahan sisa yang tidak dapat larut mungkin juga ditimbun sebagai hasil dari heterofagositosis atau heterofagi, yang merupakan pengambilan zat oleh sel dari luar sel. Pembicaraan tentang perubahan-perubahan degeneratif harus menyinggung masalah penuaan. Jelaslah, proses seseorang menjadi tua adalah sesuatu yang sangat kompleks, yang menyangkut banyak faktor genetik, faktor endokrin, faktor imunologis, dan faktor lingkungan. Proses ini pada semua tingkat, mulai dari tingkat individu secara utuh sampai tingkat satu sel, sedikit sekali yang dapat dipahami. Sudah didalilkan bahwa penuaan dapat diakibatkan oleh pembatasan genetik yang nyata pada kemampuan replikatif dari sel, digabungkan dengan penimbunan progresif dari luka-luka kecil dalam sel yang tidak lagi melakukan proliferasi. Namun, belumlah mungkin untuk mengidentifikasikan semua ciriciri sel yang khas yang bertanggung jawab atas proses penuaan dan implikasi fungsional yang sebenarnya dari perubahan-perubahan yang nonspesifik sekalipun tidak diketahui.
KEMATIAN SEL Jika pengaruh berbahaya pada sebuah sel cukup hebat atau berlangsung cukup lama, maka sel akan mencapai titik di mana sel tidak lagi dapat mengkompensasi dan tidak dapat melangsungkan metabolisme. Pada hipotesis yang tidak dapat dibantah, proses-proses ini menjadi ireversibel dan sel sebetulnya mati. Pada saat kematian hipotetik ini, sewaktu sel tepat mencapai titik di mana sel tidak dapat kembali lagi, secara morfologis tidak mungkin untuk mengenali bahwa sel itu sudah mati secara ireversibel. Namun, jika sekelompok sel yang sudah mencapai keadaan ini masih tetap berada dalam hospes yang hidup selama beberapa jam saja, maka terjadi hal-hal tambahan yang mempermudah identifikasi apakah sel-sel atau jaringan tersebut sudah mati. Semua sel memiliki berbagai enzim yang -----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
7
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
banyak di antaranya bersifat litik. Sewaktu sel hidup, enzim-enzim ini tidak menimbulkan kerusakan pada sel, tetapi enzim-enzim ini dilepaskan pada saat kematian sel, dan mulai melarutkan berbagai unsur sel. Selain itu, pada saat sel mati berubah secara kimiawi, jaringan hidup yang bersebelahan memberikan respon terhadap perubahan-perubahan itu dan menimbulkan reaksi peradangan akut (materi tentang radang dibahas tersendiri). Bagian dari reaksi yang terakhir ini adalah pengiriman banyak leukosit atau sel darah putih ke daerah itu, dan sel-sel leukosit ini membantu pencernaan sel-sel yang mati. Jadi, oleh karena enzim-enzim pencernaan tersebut atau sebagai akibat proses peradangan, maka sel-sel yang sudah mencapai titik puncak di mana sel tidak dapat kembali lagi mulai mengalami perubahan morfologis yang dapat dilihat. Bila sebuah sel atau sekelompok sel atau jaringan dalam hospes yang hidup diketahui mati, mereka disebut nekrotik. Nekrosis merupakan kematian sel lokal.
Perubahan morfologis pada nekrosis Umumnya, walaupun perubahan-perubahan lisis yang terjadi dalam jaringan nekrotik dapat melibatkan sitoplasma sel, intilah yang paling jelas menunjukkan perubahan-perubahan kematian sel. Biasanya inti sel yang mati itu menyusut, batasnya tidak teratur, dan berwarna gelap dengan zat warna yang biasanya digunakan oleh para ahli patologi. Proses ini dinamakan piknosis dan intinya disebut piknotik. Kemungkinan lain, inti dapat hancur, dan meninggalkan pecahan-pecahan zat kromatin yang tersebar di dalam sel. Proses ini disebut karioreksis. Akhirnya, pada beberapa keadaan, inti sel yang mati kehilangan kemampuan untuk diwarnai dan menghilang begitu saja, proses ini disebut kariolisis (Gambar 4).
A ar 4.
B
C
D
Perubahan inti pada kematian sel. Perubahan morfologis paling jelas yang menunjukkan kematian sel adalah perubahan morfologi pada inti. (A) inti normal; (B) inti piknotik; (C) inti karioreksis; (D) inti yang sudah mengalami kariolisis. Penampilan morfologis jaringan nekrotik berbeda-beda tergantung pada akibat kegiatan litik dalam jaringan mati. Jika kegiatan enzim-enzim litik dihambat oleh keadaan lokal, maka sel-sel nekrotik itu akan mempertahankan bentuk mereka, dan jaringannya akan mempertahankan ciri-ciri arsitekturnya -----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
8
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
selama beberapa waktu. Jenis nekrosis ini dinamakan nekrosis koagulativa dan khususnya sering dijumpai bila nekrosis disebabkan oleh hilangnya suplai darah. Nekrosis koagulativa adalah jenis nekrosis yang paling sering dijumpai. Dalam beberapa keadaan jaringan nekrotik sedikit demi sedikit mencair akibat kerja enzim, proses ini dinamakan nekrosis liquefaktiva. Ini khususnya sering terjadi pada daerah otak yang nekrotik, dan akibatnya secara harafiah adalah lubang dalam otak yang terisi oleh cairan. Pada keadaan lain sel-sel nekrotik itu hancur, tetapi pecahan-pecahan sel yang terbagi halus itu tetap berada di daerah itu selama berbulan-bulan sampai bertahun-tahun, jelas tidak dapat dicernakan. Jenis nekrosis ini disebut nekrosis kaseosa karena kenyataan bahwa daerah yang terkena tampak seperti keju yang hancur jika dilihat secara makroskopik. Prototipe keadaan yang menimbulkan nekrosis kaseosa adalah tuberkulosis, walaupun jenis nekrosis ini dapat ditemukan pada banyak keadaan lain.
ar 5.
Nekrosis liquefaktiva. Di sebelah kiri pada bagian otak ini terlihat defek besar. Substansi otak di daerah ini mengalami nekrosis disebabkan oleh hilangnya suplai darah. Seperti pada organ ini jaringan yang nekrotik sedikit demi sedikit menjadi lunak, kemudian mencair, dan meninggalkan defek yang permanen. Keadaan lokal khusus tertentu dapat menimbulkan jenis nekrosis lain. Gangren merupakan salah satu jenis nekrosis koagulativa, biasanya disebabkan oleh tidak adanya suplai darah, disertai pertumbuhan bakteri saprofit. Gangren timbul pada jaringan nekrotik yang terbuka terhadap bakteri yang hidup. Ini khususnya sering dijumpai pada ekstremitas (Gambar 6) atau pada segmen usus yang nekrotik. Kadang-kadang jaringan berwarna hitam yang mengkerut dari daerah gangren pada -----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
9
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
ekstremitas dimasukkan digolongkan sebagai gangren kering, sedangkan daerah bagian dalam yang tidak dapat kering disebut gangren basah. Pada kedua keadaan ini proses melibatkan pertumbuhan bakteri saprofit di atas jaringan nekrotik. Jaringan adiposa yang nekrotik merupakan kasus istimewa lain. Jika sistem saluran pankreas pecah, baik oleh trauma atau pada penyakit pankreas yang spontan, maka enzim pankreas yang biasanya mengalir dalam saluran dapat tercecer ke sekitarnya. Sekret pankreas itu mengandung banyak enzim hidrolisis yang kuat, termasuk lipase yang memecah lipid dari jaringan adiposa. Jika pembelahan ini terjadi, maka asam-asam berlemak terbentuk oleh kerja enzim dan dengan cepat digabungkan dengan kation (seperti ion kalsium) di daerah itu sehingga menimbulkan endapan-endapan sabun. Nekrosis lemak enzimatik (atau pankreatik) sebagian besar terbatas di rongga abdomen karena merupakan daerah yang terbuka terhadap kebocoran enzim pankreas. Jika jaringan adiposa di tempat lain menjadi nekrotik, ceceran lipid dari sel-sel yang mati itu dapat menimbulkan respon peradangan, tetapi tidak ada pembentukan endapan-endapan kuning berkapur, yang khas untuk nekrosis lemak enzimatik.
ar 6.
Gangren. Jari jari kaki ini sudah menjadi nekrotik karena suplai darah yang buruk. Mikroorganisme saprofit tumbuh pada jaringan mati yang menghitam. Pada ekstremitas gangren semacam ini disebut kering.
Akibat Nekrosis -----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
10
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tentu saja akibat nekrosis yang paling nyata adalah hilangnya fungsi daerah yang mati itu. Jika jaringan yang nekrotik itu merupakan sebagian kecil dari organ dengan cadangan yang besar (umpamanya, ginjal), mungkin tidak ada pengaruh fungsional pada tubuh. Sebaliknya, jika daerah nekrosis merupakan bagian otak, maka akibatnya adalah defi sit neurologi s yang hebat atau bahkan mungkin kematian. Selain itu, daerah nekrotik dalam beberapa keadaan dapat menjadi fokus infeksi, merupakan medium pembiakan yang baik sekali bagi pertumbuhan organisme tertentu yang kemudian dapat menyebar ke tempat lain dalam tubuh. Tanpa terkena infeksi pun, adanya jaringan nekrotik di dalam tubuh dapat menimbulkan perubahan sistemik tertentu, seperti demam, leukositosis, dan berbagai gejala subyektif. Akhirnya, jaringan yang nekrosis sering membocorkan enzim-enzim yang dikandungnya ke dalam aliran darah karena sel-sel mati dan permeabilitas membran sel bertambah, memungkinkan untuk menganalisa contoh darah dan menentukan kadar berbagai enzim seperti CPK (kreatinin phosphokinase), LDH
(laktat
dehidrogenase),
atau
GOT (glutamik-oksaloasetik
transaminase).
Kemudian, peningkatan dari salah satu enzim atau enzim lain dapat menunjukkan bahwa si penderita ternyata betul mempunyai daerah nekrosis yang tersembunyi jauh dalam jaringan. Prinsip ini menimbulkan bidang diagnostik yang penting, enzimologi klinis.
NASIB JARINGAN NEKROTIK Paling sering jika daerah jaringan mengalami nekrosis, maka peristiwa itu biasanya menimbulkan respon peradangan pada bagian jaringan yang berdekatan. Sebagai akibat dari respon peradangan ini, maka jaringan yang mati akhirnya dihancurkan dan dihilangkan, membuka jalan bagi proses perbaikan yang mengganti daerah nekrosis dengan sel-sel regenerasi yang sama dengan yang hilang atau dalam banyak keadaan dengan jaringan parut. Jika jaringan yang nekrosis terletak pada permukaan tubuh (misalnya, sepanjang epitel permukaan saluran cerna), maka jaringan itu akan dengan mudahnya mengelupas, sambil meninggalkan celah pada permukaan yang disebut tukak. Akhirnya, jika daerah yang nekrotik tidak dihancurkan atau dibuang, maka biasanya daerah itu akan ditutup dengan kapsula jaringan penghubung fibrosa dan akhirnya akan diisi dengan garam-garam kalsium yang diendapkan dari darah yang bersirkulasi di daerah nekrosis. Proses kalsifikasi ini mengakibatkan daerah nekrosis mengeras seperti batu dan menetap selama hidup individu itu.
KALSIFIKASI PATOLOGIS Pengendapan garam-garam kalsium yang tidak larut pada aliran darah, yang membuat jaringan kaku dan keras tentu saja merupakan keadaan normal pada pembentukan tulang dan gigi. Jika gejala semacam itu terjadi di tempat lain, maka merupakan keadaan abnormal dan disebut kalsifikasi patologis. -----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
11
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
Kalsifikasi Distrofik Pada umumnya, seperti telah diuraikan di atas, jaringan yang terluka atau jaringan nekrotik yang tidak secara cepat dihancurkan dapat merupakan tempat kalsifikasi. Bentuk istimewa dari kalsifikasi ini disebut distrofik. Karena daerah nekrosis kaseosa oleh sifat alamiahnya tetap tidak dicerna dalam waktu yang lama, maka biasanya daerah itu lebih lanjut akan mengalami kalsifikasi. Maka dengan demikian, karena fokus-fokus kecil tuberkulosis atau infeksi-infeksi lain terjadi di paru-paru dan di kelenjar limfe yang mengalirkan getah bening paru-paru, maka di daerah ini biasa timbul fokus-fokus kecil kalsifikasi distrofik. Secara biologis kalsifikasi ini tidak penting, tetapi sering tampak pada radiograf karena sifat radiopak dari endapan garam kalsium padat. Tempat kalsifikasi distrofik lain yang sering dijumpai adalah pada dinding arteri yang sudah mengalami aterosklerotik. Sebenarnya, "pengerasan arteri" ini disebabkan oleh pengendapan kalsium. Garam-garam kalsium juga cenderung mengendap, dengan berlanjutnya usia, di daerah yang sebelumnya merupakan tulang tawan seperti rawan iga. Akhirnya, endapan kalsifikasi distrofik pada tempat-tempat ini dapat mengalami perubahan nyata menjadi tulang, proses ini disebut osifikasi heterotropik.
Kalsifikasi Metastatik Garam-garam kalsium juga dapat diendapkan dalam jaringan-jaringan lunak tubuh yang sebelumnya tidak dijumpai adanya kerusakan jaringan atau nekrosis. Jenis kalsifikasi ini disebut kalsifikasi metastatik. Proses ini terjadi bukan karena kelainan jaringan, melainkan karena konsentrasi garam kalsium dan fosfor yang abnormal di dalam sirkulasi darah. Khususnya, jika konsentrasi zat-zat ini meningkat sampai di atas tingkat kritis tertentu, maka daya larutnya dilampaui dan terjadilah pengendapan pada berbagai jaringan, khususnya paru-paru, ginjal, lambung dan dinding pembuluh darah. Konsentrasi garam kalsium dan garam fosfat dipengaruhi oleh kegiatan kelenjar paratiroid, fungsi ginjal, asupan kalsium dan vitamin D dalam makanan, dan integritas rangka. Jadi, kalsifikasi metastatik dapat terlihat pada hiperparatiroidisme, fungsi ginjal yang menurun, diet yang abnormal, dan lesi destruktif sistem rangka, yang membebaskan garam kalsium dalam jumlah besar dari tulang-tulang itu.
Pembentukan Batu Garam-garam kalsium dapat juga diendapkan dalam bentuk batu atau kalkuli, di dalam sistem saluran dari berbagai organ. Kalkuli dibentuk dari berbagai zat yang tersedia secara lokal, yaitu bahanbahan dari sekresi organ tertentu. Jadi, walaupun kalkuli sering mengandung kalsium sebagai salah satu unsurnya, banyak kalkuli pada awalnya tidak mengandung kalsium. Beberapa kalkuli terbentuk sebagai akibat
dari
hancurnya
debris nekrotik dalam
saluran,
sedangkan
lainnya
terbentuk
karena
-----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
12
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
ketidakseimbangan unsur-unsur sekresi tertentu sedemikian rupa sehingga terjadi pengendapan dari unsur yang biasanya larut. Karena berbagai alasan, kalkuli sering ditemukan dalam saluran empedu, pankreas, kelenjar saliva, prostat, dan sistem kemih. Meskipun seringkali kalkuli tidak memberikan gejala apapun dan ditemukan secara kebetulan, banyak kalkuli yang bergerak sepanjang sistem saluran organ tertentu, sehingga menyebabkan rasa sakit serta perdarahan. Seringkali kalkuli akan bergerak sampai tersangkut pada bagian saluran yang sempit dan menimbulkan penyumbatan pada aliran keluar sekret tertentu. Jika ini terjadi, maka sering terjadi infeksi dari organ yang tersumbat dan atrofi parenkim. KEMATIAN SOMATIK Kematian seluruh individu disebut kematian somatik, bandingkan dengan kematian lokal atau nekrosis. Dahulu definisi kematian somatik lebih sederhana. Seseorang dinyatakan meninggal, jika "fungsi vital" berhenti tanpa ada kemungkinan untuk berfungsi kembali. Jadi, jika seorang berhenti bernafas dan tidak dapat diresusitasi, maka jantung dengan cepat berhenti berdenyut sebagai akibat dari anoksia, dan orang itu tidak dapat disangkal lagi telah mati. Dengan kemajuan teknologi, maka jika seorang penderita pernafasannya berhenti dapat dipasang respirator mekanis. Jika denyut jantung penderita mulai terputus-putus, dapat dipasang alat pacu jantung elektris. Dengan adanya peralatan untuk "mempertahankan hidup" semacam ini, maka definisi kematian menjadi lebih sulit. Sebenarnya, sebaiknya dijelaskan bahwa tidak semua sel tubuh mati secara serentak. Sudah dibuat jaringan hidup dari jaringan-jaringan yang diambil dari mayat. Dalam rumah sakit sekarang ini, definisi umum tentang kematian somatik menyangkut kegiatan sistem saraf pusat, khususnya otak. Jika otak mati, maka kegiatan listrik berhenti dan elektroensefalogramnya menjadi isoelektris atau "mendatar". Jika hilangnya kegiatan listrik terjadi selama jangka waktu yang sudah ditentukan secara ketat, maka para dokter berwenang menganggap penderita meninggal walaupun paru dan jantung masih dapat dijalankan terus secara buatan untuk beberapa lama.
Perubahan Postmortem Setelah kematian,
terjadilah perubahan-perubahan tertentu yang dinamakan perubahan
postmortem. Karena reaksi kimia dalam otot orang mati, timbul suatu kekakuan yang dinamakan rigor mortis. Kata algor mortis menunjukkan pada dinginnya mayat, karena suhu tubuhnya mendekati suhu lingkungan. Perubahan lain disebut livor mortis atau perubahan warna postmortem. Umumnya perubahan warna semacam itu disebabkan oleh kenyataan bahwa sirkulasi berhenti, darah di dalam pembuluh mengambil tempat menurut tarikan gravitasi, dan jaringan-jaringan yang terletak paling bawah dalam tubuh menjadi merah keunguan, disebabkan oleh bertambahnya kandungan darah. Karena jaringan-jaringan di dalam mayat itu mati, maka secara mikroskopis enzim-enzim dikeluarkan secara lokal, dan mulai terjadi reaksi lisis. Reaksi-reaksi ini, disebut otolisis postmortem (secara harafiah -----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
13
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
berarti melarutkan diri), yang sangat mirip dengan perubahan-perubahan yang terlihat pada jaringan nekrotik, tetapi tentu saja tidak lagi disertai reaksi peradangan. Akhirnya, bila tidak dicegah dengan tindakan-tindakan tertentu (misalnya pembalseman) bakteri-bakteri akan tumbuh dengan subur dan akan terjadi pembusukan. Kecepatan mulai timbulnya perubahan postmortem sangat berbeda-beda, tergantung pada individu maupun pada sifat-sifat lingkungan sekitarnya. Jadi, penentuan waktu kematian yang tepat, oleh para dokter dalam cerita detektif khayalan memang hanya merupakan khayalan. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------
-----------------------------------------------------------------------------------------------------Patofisiologi/Cedera dan Kematian Sel
14
