Kimia Analisis Klinik Forensik (mencegah Anak Cacat Mental)

Ditulis oleh Muhammad Yudi S.Si

1. a. Cara mencegah agar anak keturunan terhindar keterbelakangan mental

Salah satu penyebab keterbelakangan mental pada anak-anak adalah ketidaknormalan metabolisme asam amino dalam tubuh. Untuk mencegah keterbelakangan mental bayi akibat penyakit PKU tersebut dapat dilakukan:

1.      Jika selama hamil dilakukan pengawasan ketat terhadap kadar fenilalanin pada ibu

2.      Pembatasan asupan fenilalanin. Semua sumber protein alami mengandung 4% fenilalanin, karena itu mustahil untuk mengkonsumsi protein dalam jumlah yang cukup tanpa melebihi jumlah fenilalanin yang dapat diterima. Karena itu sebagai pengganti susu dan daging, orang tua (ibu) hamil harus makan sejumlah makanan sintetis yang menyediakan asam amino lainnya. Begitu juga dengan anaknya jika sudah lahir.

3.      Memakan makanan alami rendah protein, seperti buah-buahan, sayur-sayuran dan gandum dalam jumlah tertentu.

4.      Untuk mencegah terjadinya keterbelakangan mental, pada minggu pertama kehidupan bayi, asupan fenilalanin harus dibatasi. Pembatasan yang dimulai sedini mungkin dan terlaksana dengan baik, memungkinkan terjadinya perkembangan yang normal dan mencegah kerusakan otak.

b. Metabolisme fenilalanin dan tirosin dalam tubuh

Di dalam tubuh, fenilalanin diubah menjadi tirosin melalui enzim pengolah asam amino fenilalanin, melalaui reaksi metabolisme sebagai berikut:

Fenilalanin →  Tirosin   →  Fumarat + asetoasetat

Tirosin → DOPA → Dopamin → Norepinefrin  →  epinefrin

Reaksi pembentukan tirosin dan fenilalanin adalah reaksi irreversibel, artinya fenilalanin tidak dapat dibentuk dari tirosin dan karenanya fenilalanin adalah asam amino esensial sedangkan tirosin merupakan asam amino non esensial.

c. Terjadinya penyakit PKU                                    .

Phenylketonuria (PKU) merupakan suatu kondisi abnormal dimana bayi lahir tanpa kemampuan untuk memecah asam amino fenilalanin. Fenilketonuria  disebut juga Fenilalaninemia atau Fenilpiruvat oligofrenia  suatu penyakit keturunan dimana tubuh tidak memiliki enzim pengolah asam amino fenilalanin, sehingga menyebabkan kadar fenilalanin yang tinggi di dalam darah, yang berbahaya bagi tubuh. Dalam keadaan normal, fenilalanin diubah menjadi tirosin dan dibuang dari tubuh. Tanpa enzim tersebut, fenilalanin akan tertimbun di dalam darah dan merupakan racun bagi otak, menyebabkan keterbelakangan mental.

d. Metode analisis diagnosa penyakit PKU

            1. Deteksi uji darah dan urin

Deteksi penyakit PKU dapat dilakukan melalaui analisa fenilalanin dalam darah menggunakan analisa fluorosence pada senyawa kompleks yang terbentuk dari fenilalanin, ninhidryn, dan tembaga yang ada pada dipeptida.  

            2. Screening test menggunakan HPLC

Sebelum di HPLC dilakukan pemeriksaan pendahuluan dengan KLT menggunakan  dua macam campuran pelarut, yaitu butanol-asam asetat-air dan etanol-amoniak-air. Hasil kromatogram akan menimbulkan noda yang berwarna biru bila di reaksikan dengan nynhidrin.

2. a. Kadar albumin serum rendah dan albumin urin positif

       Dengan kadar albumin hasil analisa 2.3 mg/dL menunjukkan bahwa mengalami hipoproteinema dengan range normal albumin dalam darah 3.5-5.0 mg/dL. Hipoproteinema menyebabkan kadar serum albunin rendah, akan tetapi masih menunjukkan hasil positif pada urin.

    b. Metode analisis kualitatif albumin urin

1. Reaksi Xantoprotein
Larutan asam nitrat pekat ditambahkan dengan hati-hati ke dalam urin. Setelah dicampur terjadi endapan putih yang dapat berubah menjadi kuning apabila dipanaskan. Reaksi yang terjadi ialah nitrasi pada inti benzena yang terdapat pada molekul albumin.
2. Reaksi Hopkins-Cole
Sampel yang mengandungalbumin dapat direaksikan dengan pereaksi Hopkins-Cole yang mengandung asam glioksilat. Pereaksi ini dibuat dari asam oksalat dengan serbuk magnesium dalam air. Setelah dicampur dengan pereaksi Hopkins-Cole, asam sulfat dituangkan perlahan-lahan sehingga membentuk lapisan di bawah larutan protein. Beberapa saat kemudian akan terjadi cincin ungu pada batas antara kedua lapisan tersebut.
3. Reaksi Millon
Pereaksi Millon adalah larutan merkuro dan merkuri nitrat dalam asam nitrat. Apabila pereaksi ini ditambahkan pada larutan protein, akan menghasilkan endapan putih yang dapat berubah menjadi merah oleh pemanasan. Pada dasarnya reaksi ini positif untuk fenol-fenol, karena terbentuknya senyawa merkuri dengan gugus hidroksifenil yang berwarna.
4. Metode Biuret
Larutan protein dibuat alkalis dengan NaOH kemudian ditambahkan larutan CuSO4 encer. Uji ini untuk menunjukkan adanya senyawasenyawa yang mengandung gugus amida asam yang berada bersama gugus amida yang lain. Uji ini memberikan reaksi positif yaitu ditandai dengan timbulnya warna merah violet atau biru violet.

Metode analisis kuantitatif albumin serum

1.      MetodeKjedal
Metode ini merupakan metode yang sederhana untuk penetapan nitrogen total pada asam amino, protein, dan senyawa yang mengandung nitrogen. Sampel didestruksi dengan asam sulfat dan dikatalisis dengan katalisator yang sesuai sehingga akan menghasilkan amonium sulfat. Setelah pembebasan alkali dengan kuat, amonia yang terbentuk disuling uap secara kuantitatif ke dalam larutan penyerap dan ditetapkan secara titrasi.

2.      Metode Titrasi Formol

Larutan protein dinetralkan dengan basa (NaOH) lalu ditambahkan formalin akan membentuk dimethilol. Dengan terbentuknya dimethilol ini berarti gugus aminonya sudah terikat dan tidak akan mempengaruhi reaksi antara asam dengan basa NaOH sehingga akhir titrasi dapat diakhiri dengan tepat. Indikator yang digunakan adalah p.p., akhir titrasi bila tepat terjadi perubahan warna menjadi merah muda yang tidak hilang dalam 30 detik.

3.      Metode Lowry

Sampel dicampurkan dengan reagen Lowry yaitu:

Reagen pertama : asam fosfotungstat- dacsmpurkan  dengan asam fosfomolibdat

Reagen kedua       : natrium karbonat dan natrium ditambahkan hidroksida tembaga (II) sulfat dan kalium natrium tartrat.

Serum albumin ditambahkan dengan reagen Lowry tersebut dicentrifugasi dan diukur absorbansinya pada spektrofotometri, dan diukur absorbansinya.

c. Treatment bagi penderita?

            Karena dimungkinkan penderita mengalami hipoproteinema maka usaha yang harus dilakukan bagi penderita adalah mengkonsumsi makanan yang banyak mengandung albumin seperti ikan. Selain pada ikan, albumin banyak dijumpai pada telur dan susu dan berfungsi sebagai pengangkut asam lemak dalam darah. Keunggulan utama protein ikan dibandingkan protein dari produk lain adalah kelengkapan komposisi asam amino dan kemudahannya untuk dicerna oleh organ tubuh.

4.    a.  Jenis diabetes militus yang diderita

Jika dilihat dari gejala yang dialami oleh anak yang masih berusia 10 tahun ini dan glikosa darah mencapai 600 mg/dL maka dimungkinkan anak tersebut mempunyai penyakit diabetes militus (DM) jenis 1. Diabetes militus  jenis ini disebabkan oleh rusaknya sel beta pankreas sebagai penghasil insulin sehingga penderita sangat kekurangan insulin. Akibatnya, yang bersangkutan harus disuntik insulin secara teratur. Tipe ini  diderita 1 dari 10 penderita DM yang kebanyakan terjadi sebelum usia 30 tahun. Faktor lingkungan (berupa infeksi virus atau faktor gizi pada masa kanak-kanan atau dewasa awal) menyebabkan kerusakan sistem kekebalan pada sel beta pankreas. DM tipe 1 ini memiliki kecenderungan untuk menular secara genetik

  b. Metode analisis kuantitatif glukosa darah

       . Dalam penentuan kadar glukosa darah, protein yang juga terkandung dalam darah harus diendapkan atau didenaturasi terlebih dahulu. Setelah proses tersebut barulah darah mengalami proses pemanasan dan penambahan reagen Cu alkanis dan reagen fosfomolibdat untuk memberikan warna biru secara bervariasi tergantung konsentrasi dari molekul. variasi warna tersebut kemudian diukur absorbannya dengan spektrofotometer untuk menentukan konsentrasi yang terbentuk. penentuannya cukup mudah, yaitu dengan menggunakan kurfa kalibrasi dari Absorbansi Cu alkanis yang terukur.

Pada penambahan BaOH₂ sampel darah sedikit menggumpal. BaOH₂ yang digunakan haruslah dalam keadaan yang segar sebelum larutan tersebut bereaksi dengan udara sekitar dan membentuk lapisan putih.  Fungsi penambahan BaOH₂ ini adalah sebagai pemberi suasana basa dan juga mengendapkan ion ion besi dalam darah.  Salah satu ion besi yang diendapkan adalah ion besi pada haemoglobin. Ion besi ini diubah menjadi molekul Fe(OH)₂berupa endapan merah. Pada pemberian ZnSO₄ maka endapan merah dari sampel makin banyak dan terkoagulasi menjadi makin pucat. Penambahan ZnSO₄ ini berfungsi untuk mengendapkan dan juga mendenaturasi protein secara sempurna. Karena berat jenis protein yang leih besar dari berat jenis glukosa yang akan dianalisi maka pemisahan selanjutnya dilakukan dengan sentrifugasi. Pada proses ini terbentuk supernatan berwarna merah yang lebih bening dan endapan protein yang berwarna kecoklatan. Pengendapan ini ditujukan untuk memisakhan protein dari glukosa karena akan menggangu pengukuran.

Penentuan kadar selanjutnya dilakukan dengan cara spektrofotometri. Untuk mengukur absorbansinya maka ditambahkan Cu alkanis dan juga arsen molibdat. Absorbansi ini sebanding dengan konsentrasi glukosa yang akan diukur. Makin biru pekat warna larutan maka makin besar konsentrasi glukosa yang terkandung.

 c. Metode analisis kualitatif glukosa urin

            Uji glukosa dilakukan dengan menambahkan 3 ml reagent benedict pada dua tabung reaksi dan menambahkan 10 tetes pada setiap sampel, kemudian meletakkan pada penangas air mendidih. Pada urine orang normal, setelah pencampuran dengan reagen benedict dan dilakukan pemanasan, urine berwarna hijau bening dan tidak ada endapan. Tetapi pada urine wanita hamil berwarna coklat dan terdapat endapan. Hasil pengamatan pada sampel urine wanita hamil menujukkan adanya kandungan glukosa dalam urine. Pereaksi Benedict yang mengandung kuprisulfat dalam suasana basa akan tereduksi oleh gula yang menpunyai gugus aldehid atau keton bebas (misal oleh glukosa), yang dibuktikan dengan terbentuknya kuprooksida berwarna merah atau coklat.

4.Diketahui hasil analisa CT scan

Tekanan Darah	200/120
Kadar Trigliserida	620 mg/dL
Kadar Total Kolestrol	435 mg/dL
Kadar Glukosa Darah	1660 mg/dL

a.      Penyebab terjadinya pendarahan otak?

Otak perlu mendapatkan asupan nutrisi dan oksigen yang cukup agar aliran darah di otak lancar. Kebutuhan otak akan pasokan darah segar sangatlah tinggi dibanding dengan organ-organ tubuh lainnya. Aliran darah tersebut membawa zat gizi, oksigen dan gula/glukosa. Dengan berhentinya pasokan darah ke otak  bisa menyebabkan pendaharan otak karena pembuluh darah otak pecah disebabkan bekuan darah atau pengerasan pembuluh darah. Selain itu dengan semakin tingginya jumlah kolestrol dan trigliserida maka lama kelamaan akan menggumpal dan akan menyumbat peredaran darah ke otak (hipertensi). Akibat dari itu otak kekurangan asupan makanan yang dibawa oleh darah, sehingga darah akan beku dan otak akan mengalami lisis (pendarahan).

b.      Analisis trigliserida dan kolestrol total?

ü Untuk penentuan trigliserida dalam serum darah, digunakan metode seperti enzimatis, flourometri, bioluminisense dan kromatografi. Akan tetapi metode ini jarang digunakan karena mahalnya alat. Metode kalorimetri yang menggunakan rangkaian enzim lipase, gliserol kinase, gliserol-3-fosfat oksidasi dan peroksidase merupakan metode lebih sederhana, sensitif dan spesifik. Sebagai contoh adalah Biosensor potensimetri trigliserida didasarkan pada kerja enzim lipase yang dapat menghidrolisis trigliserida menjadi gliserol dan asam lemak. Melalui penggunaan atau pemanfaatan enzim lipase dengan metode elektrokimia dapat ditentukan kadar trigliserida dalam darah dengan lebih selektif dan sensitif. Secara potensimetri, yang dihasilkan pada reaksi enzimatis tersebut dapat dideteksi dengan pengukuran dan beda potensial pada elektrode karena pengaruh perubahan konsentrasi H⁺ dalam larutan.

5.    Diketahui:

Usia penderita        : 25 tahun

Keluhan                    : nyeri persendian (diduga mengalami penyakit radang sendi akibat peningkatan kadar asam urat)

Kadar asam urat         : 12 mg/dL (berkadar tinggi dari keadaan normal 6.4 mg/dL)

a.      Penyebab pria muda terserang penyakit artritis gout?

Atritis Gout adalah penyakit yang disebabkan endapan natrium urat pada persendian tubuh yang menyebabkan rasa sakit dan inflamasi. Peningkatan kadar asam urat plasma menyebabkan kinerja ginjal cukup berat dan penyakit yang dikenal sebagai gout. Penyakit ini lebih banyak menyerang pria mulai usia 30 tahun. Gout sering menyerang wanita pada usia menopause. Penyebab peningkatan asam urat terkait dengan intake makanan yang kaya purin dan asam urat, obat dan alkohol.

Asam urat merupakan produk final dari pemecahan metabolisme basa purin dalam protein seperti adenosin dan guanin. Asam urat secara normal dari hati ditransfer ke ginjal oleh plasma. Asam urat pada konsentrasi 6,4 mg/dl plasma bersifat jenuh dan memungkinkan untuk terdeposit dalam jaringan tubuh sebelum sampai ke ginjal. Dengan naiknya kadar asam urat yang mencapain 12 mg/dL pada seorang  pria muda tersebut dan karena kadar asam urat kaum pria cenderung meningkat sejalan dengan peningkatan usia maka seorang pria cenderung lebih mudah terkena penyakit asam urat.. Sedangkan pada kaum perempuan karena mempunyai hormon estrogen yang ikut membantu pembuangan asam urat lewat urin. Sementara pada pria, asam uratnya cenderung lebih tinggi daripada perempuan karena tidak memiliki hormon estrogen tersebut. Jadi selama seorang perempuan mempunyai hormon estrogen, maka pembuangan asam uratnya ikut terkontrol. Ketika sudah tidak mempunyai estrogen, seperti saat menopause, barulah perempuan terkena asam urat.

b.      Struktur asam urat

c.       Metabolisme asam urat dalam darah

Asam urat adalah produksi metabolit langsung dari suatu bahan yang disebut sebagai purin. Di dalam sel, purin dibentuk menjadi senyawa asam nukleat yang menyusun senyawa-senyawa cadangan energi. Asam urat hasil pemecahan senyawa purin baik dari tubuh kita maupun dari makanan, beredar dalam darah untuk kemudian dibuang melalui saluran pencernaan dan saluran kemih. Jumlah asam urat yang dibuang melalui ginjal dan saluran kemih jauh lebih besar. Pada tingkat keasaman darah yang normal, asam urat akan membentuk senyawa garam bersama dengan natrium (sodium). Pada perubahan tingkat keasaman darah, suhu yang menurun, dan adanya jejas atau trauma, senyawa asam urat ini akan membentuk kristal yang dapat dijumpai pada cairan sendi, sekitar sendi, ginjal, dan jaringan lunak yang longgar.

Kristal asam urat juga dapat menghalangi penyaringan darah di ginjal. Kristal dapat menyumbat saluran-saluran di ginjal dan membentuk batu urat di ginjal. Akibatnya fungsi ginjal terganggu dan dapat menyebabkan kegagalan ginjal.

d.      Metode analisis asam urat dalam darah

1.      Analisis Kadar Asam Urat dalam plasma dilakukan dengan metode oksidasi asam urat dengan fosfotungstat menghasilkan allantoin dan dianalisis secara spektrofotometri atau dengan enzime uricase yang juga menghasilkan allantoin. Analisis asam urat yang lain dapat menggunakan instrument HPLC atau dielusi dan dikenali dengan MS.

2.      Jenis spesimen yang diperlukan adalah serum atu plasma heparin. Diambil 3-5 mL darah vena dimasukkan ke dalam tabung bertutup merah atau tabung bertutup hijau (heparin) kemudian disentrifus; cegah terjadinya hemolisis. Serum atau plasma heparin dipisahkan. Kadar asam urat diukur dengan metode kolorimetri menggunakan fotometer atau analyzer kimiawi. Sebelum pengambilan sampel darah, pasien diminta puasa 8-10 jam. Tidak ada pembatasan asupan makanan atau cairan; namun pada banyak kasus, asupan makanan tinggi purin (misalnya daging, jerohan, sarden, otak, roti manis, dan sebagainya) perlu ditunda minimal selama 24 jam sebelum uji dilakukan; demikian pula dengan obat-obatan yang dapat mempengaruhi hasil laboratorium. Jika terpaksa harus minum obat, catat jenis obat yang dikonsumsi.

6.    Diketahui:

a.      Mengapa hipermagnesia diikuti dengan hipokalsemia?

Hipermagnesia adalah penyakit yang disebabkan oleh peningkatan konsentrasi magnesium dalam serum yang disebabkan oleh gagal ginjal baik kronis maupun akut, peningkatan intake, dehidrasi, kanker tulang dan metatesis tulang. Hipokalsemia merupakan menurunnya kadar kalsium dalam darah biasanya mengeluhkan badannya lemas dan tak bertenaga. Hal ini terjadi karena fungsi  kalium dalam menghantarkan aliran saraf di otot maupun tempat lain. Magnesium merupakan kation kedua yang terbanyak ditemukan dalam cairan intraseluler. Magnesium diperlukan untuk aktifitas sistem enzim tubuh dan berfungsi penting dalam transmisi neurokimiawi dan eksitabilitas otot. Kurangnya kation ini dapat menyebabkan gangguan struktur dan fungsi dalam tubuh. Hipermagnesia diikuti dengan hipokalsemia karena magnesium sangat dibutuhkan oleh tulang, sedangkan kalsium dibutuhkan oleh otot, karena oto dan tulang tidak dapat dipisahkan maka kedua penyakit tersebut saling berhubungan.

b.      Metabolisme kalsium dan magnesium dalam tubuh

Di dalam tubuh  mengandung lebih banyak kalsium daripada mineral lain. Diperkirakan 2% berat badan orang dewasa atau sekitar 1,0-1,4kg terdiri dari kalsium. Sebagian besar kalsium terkonsentrasi dalam tulang rawan dan gigi, sisanya terdapat dalam cairan tubuh dan jaringan lunak. Peranan kalsium dalam tubuh pada umumnya dapat dibagi dua, yaitu membantu membentuk tulang dan gigi dan mengukur proses biologis dalam tubuh. Keperluan kalsium terbesar pada waktu pertumbuhan, tetapi juga keperluan-keperluan kalsium masih diteruskan meskipun sudah mencapai usia dewasa. Pada pembentukan tulang, bila tulang baru dibentuk, maka tulang yang tua dihancurkan secara simultan. Kalsium yang berada dalam sirkulasi darah dan jaringan tubuh berperan dalam berbagai kegiatan, diantaranya untuk transmisi impuls syaraf, kontraksi otot, penggumpalan darah, pengaturan permeabilitas membrans sel, serta keaktifan enzim. Tulang merupakan jaringan pengikat yang sangat khusus bentuknya. Tulang dibentuk dalam dua proses yang terpisah, yaitu pembentukan matriks dan penempatan mineral ke dalam makanan tersebut. Tiga jenis komponen seluler terlibat di dalamnya dengan fungsi yang berbeda-beda yaitu osteoblast dalam pembentukan tulang tulang, dan osteocyte dalam pemeliharaan tulang, dan osteoclast dalam penyerapan kembali tulang. Osteoblast membentuk kolagen tempat mineral-mineral melekat. Mineral utama di dalam tulang adalah kalsium dan fosfor, sedangkan mineral lain dalam jumlah kecil adalah natrium, magnesium, dan fluor. Dalam proses kontraksi otot, rangsangan yang menghasilkan kontraksi otot merupakan stimulasi kimia dari ujung syaraf ke tenunan otot yang menyebabkan terjadinya kontraksi adalah lepasnya ion-ion kalsium dari tempat penyimpanannya dalam sel. Keluarnya ion kalsium menstimulasi enzim ATP-ase dalam myosin, yang mengakibatkan pecahnya ATP yang menghasilkan energy dan terbentuknya ikatan silang antara myosin dan aktin yang disebut aktomiosin dan terjadilah kontrkasi. Setelah terjadi pengendoran otot, ion kalsium dipompa kembali ke tempat penyimpanannya dalam sel. Di samping berperan dalam pembentukan thrombin dan proses penggumpalan darah, kalsium diperlukan juga dalam proses penyerapan vitamin B₁₂ serta bermanfaat dalam struktur dan fungsi dari sel membran. Penyerapan kalsium sangat bervariasi tergantung umur dan kondisi badan. Beberapa faktor yang menghalangi penyerapan kalsium adalah adanya zat organik yang dapat bergabung dengan kalsium dan membentuk garam yang tidak larut. Contoh dari senyawa tersebut adalah asam oksalat dan asam fitat. Bila konsumsi kalsium menurun dapat menyebabkan osteomalasia. Pada osteomalasia, tulang menjadi lunak karena matriksnya kekurangan kalsium. Sebab utama osteomalasia yang sesungguhnya adalah kekurangan vitamin D. Di samping itu bila keseimbangan kalsium negatif, osteoporosis atau masa tulang menurun dapat terjadi. Hal ini disebabkan konsumsi kalsium rendah, absorpsi yang rendah, atau terlalu banyak kalsium yang terbuang bersama urin.

Metabolisme magnesium dalam tubuh yaitu pada tubuh orang dewasa terkandung 20-25 gram magnesium. Separuh dari jumlah tersebut terkandung dalam tulang dan selebihnya terkandung dalam jaringan lemak seperti otot dan hati, serta cairan ekstraseluler. Magnesium merupakan aktivator enzim peptidase dan enzim lain yang kerjanya memecah dan memindahkan gugus fosfat (fosfatase). Magnesium diserap di usus kecil, dan diduga hanya sepertiga dari yang tercerna akan diserap. Karena kelarutan garam magnesium rendah, maka magnesium sulfat sering digunakan sebagai obat pencuci perut yaitu dengan dikonsumsi dalam jumlah besar (± 30 g). Magnesium sulfat tersebut akan meningkatkan tekanan osmotik sehingga menarik air ke dalam usus kecil, akibatnya menjadi lebih mudah buang air besar. Kekurangan magnesium akan menyebabkan hypomagnesema dengan gejala denyut jantung tidak teratur, insomnia, lemah otot, ekjang kaki, serta telapak kaki dan tangan gemetar. 

c.       Kemungkinan penyakit yang diderita?

Berdasarkan hasil analisis darah yang menunjukkan bahwa semakin banyaknya jumlah protei dalam darah maka dimungkinkan akan menderita hiperproteinemia. Selain itu semakin tingginya kadar albumin dapat menyebabkan gangguan pada ginjal dann hati sebagai sintesis protein.

d.      Metode analisis kalsium dan magnesium dalam darah?

Yaitu dengan menggunakan AAS. Karena AAS mampu menganalisis jenis logam pada sampel dengan sensitifitas yang tinggi, begitu juga dengan kalsium dan magnesium pada darah.

Posted in: Kimia