MEKANISME HEPATOTOKSISITAS TINJAUAN PUSTAKA

commit to user Bagian Pulmonologi dan Ilmu Kedokteran Respirasi FK UNS RSUD Dr.Moewardi, 2012 9 Biotransformasi hepatik ini melibatkan jalur oksidatif terutama melalui sistem enzim sitokrom P-450. Jalur klasik metabolisme obat terjadi dalam dua fase. Fase pertama biasanya melibatkan transfer molekular oksigen terjadi reaksi oksidasi, reduksi atau hidroksilasi, tidak semua obat menjalani langkah ini, dan beberapa obat dapat langsung menjalani fase kedua. 28,30,31 Sitokrom P-450 mengkatalisis reaksi pada fase pertama terletak dalam retikulum endoplasma halus hati. Reaksi ini dapat mengakibatkan pembentukan metabolit yang jauh lebih beracun dibanding substrat induk dan dapat mengakibatkan cidera pada hati. Sebagian besar produk bersifat sementara dan sangat reaktif. Sebagai contoh metabolit paracetamol yaitu N-acetyl-p-benzoquinone NAPQI adalah toksik terhadap hati. 28,30,31 Fase kedua meliputi jalur glukoronidasi, sulfasi, asetilasi, dan konjugasi glutathione sehingga akan meningkatkan kelarutan obat untuk membentuk senyawabahan yang siap dikeluarkan dari tubuh. Jalur protein transporter seluler memfasilitasi pengeluaran senyawabahan tersebut ke dalam empedu atau sistem sirkulasi. Obat dengan berat molekul tinggi akan dikeluarkan dalam empedu dan ginjal mengeluarkan obat dengan molekul yang lebih kecil. Aktivitas transporter dan enzim dipengaruhi oleh faktor-faktor endogen seperti irama sirkadian, hormon, sitokin, status penyakit, faktor genetik, jenis kelamin, etnis, umur, dan status nutrisi, begitu juga oleh obat-obatan atau bahan kimia eksogen. 17,30,32

2.4. MEKANISME HEPATOTOKSISITAS

Reaksi obat diklasifikasikan sebagai reaksi yang dapat diduga intrinsik dan yang tidak dapat diduga idiosinkratik. Reaksi intrinsik atau reaksi obat yang dapat diperkirakan terjadi pada semua orang yang mengalami akumulasi obat pada jumlah tertentu. Cidera hati dapat disebabkan oleh obat itu sendiri atau metabolit obat. 27,32 Reaksi idiosinkratik dapat dibagi menjadi hipersensitivitas atau imunoalergik dan idiosinkratik metabolik. Idiosinkratik hipersensitivitas menyebabkan reaksi commit to user Bagian Pulmonologi dan Ilmu Kedokteran Respirasi FK UNS RSUD Dr.Moewardi, 2012 10 hipersensitivitas, suatu respons yang ditandai dengan demam, kemerahan pada kulit, dan eosinofilia suatu respons imun yang ditandai dengan periode laten yang pendek satu sampai empat minggu. Obat atau metabolit obat yang berikatan kovalen dengan protein dapat mendatangkan produk antibodi spesifik atau sel T dikenal sebagai hapten obat atau epitop spesifik pada molekul carrier. 33 Hal ini sesuai hapten hipotesis: molekul kecil tidak imunogenik, tetapi bila berikatan secara ireversibel pada protein maka protein termodifikasi dapat menginduksi respons imun berupa reaksi hipersensitivitas. 34 Idiosinkratik metabolik adalah tipe reaksi yang terjadi melalui reaksi tak langsung metabolit obat. Respons bervariasi dan dapat terjadi dalam seminggu atau lebih dari setahun kemudian. Toksisitas isoniazid dipertimbangkan masuk dalam kelompok ini. Reaksi idiosinkratik tergantung pada idiosinkrasi pejamu terutama pasien yang menghasilkan respons imun terhadap antigen, dan kecepatan pejamu memetabolisme penyebab. 28,32 Mekanisme jejas hati imbas obat yang mempengaruhi protein-protein transport pada membran kanalikuli dapat terjadi melalui mekanisme apoptosis hepatosit imbas empedu. Terjadi penumpukan asam-asam empedu di dalam hati karena gangguan transport pada kanalikuli yang meghasilkan translokasi fassitoplasmic ke membran plasma, tempat reseptor ini mengalami pengelompokan sendiri dan memicu kematian sel melalui apoptosis. Selain itu banyak reaksi hepatoseluler melibatkan sistem sitokrom P-450 yang mengandung heme dan menghasilkan reaksi-reaksi energi tinggi yang dapat membuat ikatan kovalen obat dengan enzim, sehingga menghasilkan ikatan baru yang tak punya peran. Kompleks obat-enzim ini bermigrasi ke permukaan sel di dalam vesikel-vesikel untuk berperan sebagai imunogen-imunogen sasaran serangan sitolitik ke sel T, merangsang respons imun multifaset yang melibatkan sel-sel T sitotoksik dan berbagai sitokin. Obat-obat tertentu menghambat fungsi mitokondria dengan efek ganda pada beta-oksidasi dan enzim-enzim rantai respirasi. Metabolit- metabolit toksik yang dikeluarkan dalam empedu dapat merusak epitel saluran empedu. Cidera pada hepatosit dapat terjadi akibat toksisitas langsung, terjadi melalui konversi xenobiotic menjadi toksin aktif oleh hati, atau ditimbulkan oleh mekanisme imunologik commit to user Bagian Pulmonologi dan Ilmu Kedokteran Respirasi FK UNS RSUD Dr.Moewardi, 2012 11 biasanya oleh obat atau metabolitnya berlaku sebagai hapten untuk mengubah protein sel menjadi imunogen. 28,32,35 Lebih jelas diterangkan pada gambar 1. Gambar 1: mekanisme hepatotoksisitas imbas obat Dikutip dari 34 Terdapat pula model DILI yang mengedepankan tiga langkah penting yang berurutan. Hal ini juga meliputi jalur intrinsik dan ekstrinsik yang menekankan peran utama mitokondria dalam mekanisme yang menyebabkan apoptosis dan nekrosis. commit to user Bagian Pulmonologi dan Ilmu Kedokteran Respirasi FK UNS RSUD Dr.Moewardi, 2012 12 Tiga langkah umum model drug-induced liver injury seperti diterangkan pada gambar 2 meliputi: 35 1. Mekanisme awal toksisitas: stress sel langsung, perusakan mitokondrial langsung, dan reaksi imun spesifik. Metabolit obat atau obat utama menyebabkan stress sel langsung, gangguan fungsi mitokondria atau memicu reaksi imun spesifik. Molekul obat relatif kecil seperti tidak mungkin menimbulkan respons imun, tetapi melalui reaksi biotransformasi dapat terbentuk molekul obat yang mengikat enzim sehingga cukup besar sebagai target imun. Ikatan tersebut bermigrasi ke permukaan hepatosit sehingga menginduksi pembentukan antibodi. Sistem enzim paling penting yang memetabolisme obat untuk membentuk metabolit reaktif hepatotoksik adalah famili polymorphic cytochrome P450 CYP450 yang memediasi metabolisme obat fase 1oksidasi. Metabolisme obat fase 2 konjugasi bisa juga menghasilkan metabolit hepatotoksik. 34,35 Metabolit reaktif dapat menyebabkan stress sel awal melalui mekanisme luas termasuk deplesi glutathione atau dapat juga melekat pada enzim, lipid, asam nukleat, dan struktur sel lain. Selanjutnya metabolit reaktif atau obat induk bisa secara spesifik menghambat fungsi hepatoseluler lain seperti apikal bile salt efflux pump BSEP. Metabolit reaktif atau obat induk menghambat rantai respirasi mitokondria menyebabkan deplesi adenosine triphosphat ATP dan peningkatan konsentrasi reactive oxygen species ROS, menghambat β- oksidasi menyebabkan steatosis, kerusakan DNA mitokondrial atau mengganggu replikasi, atau langsung menyebabkan mitochondrial permeability transition MPT. 35 Respons imun spesifik sel T cytotoxic dengan pelepasan sitokin-sitokin inflamasi dapat ditimbulkan oleh metabolit reaktif yang berikatan kovalen dengan protein dan kemudian membentuk neo-antigen pembentukan hapten. Presentasi major histocompatibility complex MHC yang tergantung pada antigen presenting cell mengaktifkan pembentukan antibodi melawan hapten atau autoantibodi melawan struktur sel seperti enzim CYP450. 35 commit to user Bagian Pulmonologi dan Ilmu Kedokteran Respirasi FK UNS RSUD Dr.Moewardi, 2012 13 2. Direct and death receptor – mediated pathways leading to mitochondrial permeability transition Stress sel awal dan atau reaksi imun spesifik dapat menyebabkan MPT melalui dua jalur utama yaitu jalur intrinsik diinisiasi oleh stress sel berat, atau jalur ekstrinsik yaitu kematian tak langsung receptor-amplified yang dipicu oleh stress sel ringan dan atau reaksi imun spesifik. Stress intraseluler berat mengaktivasi jalur reticulum endoplasmic , permeabilisasi lysosomal, atau c-jun N-terminal kinase JNK dalam jalur intrinsik. Berikutnya terjadi aktivasi protein pro-apoptotik misal: Bax, Bak, Bad dan menghambat protein anti-apoptotik misal: Bcl-2, Bcl-xl dari famili Bcl-2 kemudian mengaktivasi MPT. 34,35 Tumor necrosis factor dan FasL berikatan ke death receptors intraseluler, dan TNFFas receptor-associated death domain proteins TRADDFADD akan mengaktivasi inisiator caspase 8. Aktivasi death-receptor complex juga disebut death- inducing signaling complex DISC. Inisiator caspase 8 dapat memulai apoptosis melalui aktivasi langsung efektor caspase 3, 6 dan 7, tetapi jalur langsung ini terlalu lemah di dalam hepatosit untuk memediasi apoptosis. Oleh karena itu diperlukan mekanisme amplifikasi yaitu caspase 8 mengaktivasi protein pro-apoptotik Bcl-2 misal Bid, hal ini menyebabkan MPT. 34,35 3. Apoptosis dan nekrosis Apoptosis atau kematian sel yang terprogram merupakan suatu komponen yang normal pada perkembangan dan pemeliharaan kesehatan organisme multiselular. Kematian sel merupakan respons terhadap berbagai stimulus dan selama apoptosis sel dikontrol serta diregulasi, sel yang mati kemudian difagosit oleh makrofag. Apoptosis berbeda dengan nekrosis, pada nekrosis terjadi kematian sel tidak terkontrol. Nekrosis merupakan kematian sel yang terjadi pada organisme hidup yang dapat disebabkan oleh cidera atau infeksi. Nekrosis terjadi perubahan pada inti yang akhirnya dapat menyebabkan inti menjadi lisis dan membran plasma menjadi ruptur, sedangkan pada apoptosis membran inti tidak ruptur dan inti mengalami fragmentasi. 35,36 commit to user Bagian Pulmonologi dan Ilmu Kedokteran Respirasi FK UNS RSUD Dr.Moewardi, 2012 14 Gambar 2: tiga langkah umum DILI Dikutip dari 35 Mitochondrial permeability transition menyebabkan nekrosis atau apoptosis bergantung pada availabilitas ATP. Aktivasi hepatosit oleh aktivator caspase 8 melalui jalur ekstrinsik tidak cukup secara langsung mengaktivasi apoptosis, tetapi amplifikasi melalui faktor proapoptotik termasuk bid dan ceramid menyebabkan MPT yang commit to user Bagian Pulmonologi dan Ilmu Kedokteran Respirasi FK UNS RSUD Dr.Moewardi, 2012 15 kemudian mengarah ke jalur apoptotik yang diaktivasi oleh ATP yang masih cukup. Nekrosis terjadi jika tidak tersedia ATP yang diperlukan untuk energi jalur apoptotik. Beberapa mekanisme amplifikasi pokok A bisa memainkan peran penting pada tingkat berbeda untuk peristiwa idiosinkratik hepatotoksisitas. 35 Kelemahan fungsi mitokondria dan produksi energi menyebabkan apoptosis atau nekrosis sel. Mitochondrial permeability transition memberi influx masif proton melalui membran dalam mitokondria, sehingga menghentikan sintesis ATP mitokondria. Deplesi ATP mitokondria dihasilkan dari MPT atau mekanisme langsung kerusakan mitokondria seperti disebut diatas menyebabkan ekspansi matriks dan permeabilisasi membran luar mitokondria dan ruptur dengan pelepasan cytochrome c dan protein pro-apoptotik mitokondrial lain dari ruang intermembran ke dalam cytosol . 34,35 Nekrosis berkembang jika cidera awal terlalu berat sehingga MPT cepat terjadi dalam semua mitokondria, atau jika mekanisme lain menyebabkan deplesi ATP mitokondria yang cepat, menghambat jalur apoptotik. Hal ini khas untuk hepatotoksin yang langsung menyebabkan stress sel awal yang parah. Nekrosis sel juga bisa disebabkan oleh aktivasi jalur ekstrinsik karena tidak adanya ATP. Penggelembungan sel dan lisis yang mengikuti kerusakan berat fungsi sel menandai nekrosis. Sel nekrotik menginduksi respons inflamasi termasuk pelepasan sitokin, penting karena bisa meningkatkan cidera awal melalui sensitisasi seputar hepatosit dan karena itu menyebabkan kerusakan kolateral lebih lanjut. 34,35 Perbedaan antara apoptosis dan nekrosis tidak selalu jelas. Apoptosis dan nekrosis bisa dianggap sebagai spektrum yang berlanjut. Lebih lanjut beberapa kontroversi ada di seputar mekanisme pasti dan pencetus hepatotoksik apoptosis termasuk peran MPT. 32 Disimpulkan bahwa mitokondria berada di pusat mati dan hidup dalam hepatotoksisitas. Mereka dapat menjadi target langsung toksisitas awal. Mitochondrial permeability transition memainkan peran kunci dalam sinyal selanjutnya dari jalur intrinsik dan ekstrinsik. Mitokondria membentuk suplai ATP sel paling banyak dan juga sumber utama radikal bebas oksigen dan nitrogen intraseluler, maka commit to user Bagian Pulmonologi dan Ilmu Kedokteran Respirasi FK UNS RSUD Dr.Moewardi, 2012 16 kerusakan mitokondria yang luas akhirnya menentukan apakah hepatosit mati karena apoptosis atau nekrosis. 35

2.5. FAKTOR RISIKO KELAINAN HEPATOSELULAR IMBAS OBAT