BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Protein Urin Normal

Dinding kapiler glomerulus mempunyai struktur yang khas untuk

mendukung proses ultrafiltrasi dan menahan hampir semua protein dalam

plasma. Dinding kapiler terdiri dari lapisan dalam yaitu lapisan endotel

dengan lubang-lubang (fenestra), pada permukaan dilapisi hydrated gel

yang mengandung glikoprotein polianionik, diameter 60-79 nm, lapisan

tengah adalah membrana basalis terdiri dari jaring-jaring fibril sub-endotel

(lamina rara interna), lamina densa dan jaring-jaring fibril sub-epitel

(lamina rara eksterna), dan lapisan luar adalah lapisan epitel yang

menghadap kapsula Bowman yang menempel pada membrana basalis

dan mempunyai tonjolan-tonjolan plasmatik membentuk celah.(16,17,27)

Hampir seluruh hasil akhir metabolisme difiltrasi melalui glomerulus

sedangkan kreatinin akan diekskresi melalui tubulus. Protein, asam-asam

amino dan sebagian besar air beserta ion-ion direabsorpsi di tubulus

proksimal. Sisa air dan ion-ion direabsorpsi di tubulus distal. Gangguan

fungsi ginjal sangat tergantung luasnya kerusakan fungsi glomerulus.

Hosteter dan kawan-kawan menyatakan bahwa filtrasi berdasarkan

ukuran molekul bukan merupakan penentu karena makromolekul

bermuatan negatif lebih sulit melewati membrana basalis dibanding

makromolekul bermuatan positif atau netral dengan ukuran yang sama.

Universitas Sumatera Utara

Membrana basalis merupakan glikoprotein bermuatan listrik yang

menghalangi molekul bermuatan negatif seperti albumin melalui dinding

kapiler glomerulus.(16,17)

Oleh karena dinding kapiler glomerulus bersifat selektif terhadap

muatan dan ukuran maka hanya sebagian kecil albumin, globulin dan

protein plasma lainnya yang dapat melintas. Protein yang ada dalam urin

pada penyakit ginjal merupakan campuran albumin dengan globulin. Bila

ada kerusakan pada glomerulus akan dijumpai albumin sebagai protein

utama.(11,16,17,27,28,29)

2.2 Proteinuria

Proteinuria merupakan suatu petanda adanya kerusakan ginjal,

pada banyak penelitian terbukti bahwa proteinuria mempunyai peran

sebagai petanda resiko mortalitas kardiovaskular dan prediktor

progresivitas penyakit ginjal dan jumlah protein yang dikeluarkan melalui

urine berkorelasi dengan besarnya penurunan laju filtrasi glomerulus.(20,30)

Protein yang difiltrasi glomerulus bersifat nefrotoksik, dapat menstimulasi

proses inflamasi, fibrosis jaringan tubulus-interstisialis. Proses ini semakin

berat dengan semakin banyaknya jumlah protein yang difiltrasi.

Penurunan fungsi ginjal semakin besar sesuai dengan semakin

banyaknya proteinuria. Proteinuria tidak hanya sekedar merupakan

petanda adanya proses kerusakan di ginjal, akan tetapi juga faktor resiko

dari PGK, penurunan laju filtrasi glomerulus atau progresivitas penyakit.

Universitas Sumatera Utara

Proteinuria dapat dipakai untuk mengukur hasil pengobatan dan dapat

dipakai sebagai target penatalaksanaannya.(20)

Sejumlah protein ditemukan pada pemeriksaan urin rutin,

baik tanpa gejala, ataupun dapat menjadi gejala awal dan mungkin suatu

bukti adanya penyakit ginjal yang serius. Adanya protein di dalam urin

sangatlah penting, dan memerlukan pemikiran lebih lanjut untuk

menentukan penyebab/penyakit dasarnya. Adapun prevalensi proteinuria

yang ditemukan saat pemeriksaan penyaring rutin pada orang sehat

sekitar 3,5%. Jadi proteinuria tidak selalu merupakan manifestasi kelainan

ginjal.(31)

Biasanya proteinuria baru dikatakan patologis bila kadarnya di atas

150 mg/hari pada beberapa kali pemeriksaan dalam waktu yang berbeda.

Ada yang mengatakan proteinuria persisten jika protein urin telah menetap

selama 3 bulan atau lebih dan jumlahnya biasanya hanya sedikit di atas

nilai normal. Dikatakan proteinuria masif bila terdapat protein di urin

melebihi 3500 mg/hari dan biasanya mayoritas terdiri atas albumin.(31)

Dalam keadaan normal, walaupun terdapat sejumlah protein yang

cukup besar atau beberapa gram protein plasma yang melalui nefron

setiap hari, hanya sedikit yang muncul di dalam urin. Ini disebabkan 2

faktor utama yang berperan yaitu :

1. Filtrasi glomerulus

2. Reabsorbsi protein tubulus(31)

Universitas Sumatera Utara

2.2.1 Definisi Proteinuria

Proteinuria adalah adanya protein di dalam urin orang dewasa yang

melebihi nilai normalnya yaitu lebih dari 150 mg/24 jam atau pada anak-

anak lebih dari 140 mg/m2.

Dalam keadaan normal, protein di dalam urin sampai sejumlah

tertentu masih dianggap fungsional. Urin normal mengandung hanya

sedikit protein, kurang dari 10 mg / dl atau 150 mg/24 jam. Ada juga

kepustakaan yang menuliskan bahwa protein urin masih dianggap

fisiologis jika jumlahnya kurang dari 200 mg/hari pada dewasa (pada

anak-anak 140 mg/m2).(21,31,32,33,34,35)

2.2.2 Patofisiologi Proteinuria

Pada keadaan normal selektifitas muatan listrik dan ukuran

dari dinding kapiler glomerulus akan mencegah protein ( albumin, globulin

dan molekul protein plasma yang besar ) melewatinya. Membran

glomerulus mengandung komponen muatan negatif, yang dapat

menyebabkan penurunan filtrasi dari substansi anionik seperti albumin.

Protein adalah bermuatan negatif dan hampir seluruhnya dihambat oleh

dinding sel glomeruli. Protein mengalami filtrasi di membran glomerulus

melalui seleksi perbedaan berat molekul dan muatan listrik.(18,36)

Proteinuria terjadi karena molekul protein dapat melewati membran

glomerulus. Hal ini dapat terjadi karena peningkatan permeabilitas dinding

kapiler glomeruli, peningkatan tekanan intra glomerular atau keduanya.

Universitas Sumatera Utara

Hiperglikemia merupakan faktor resiko utama terjadinya proteinuria karena

dapat meningkatkan tekanan intraglomerular.(37) Hiperglikemia dapat

merubah selektifitas perbedaan muatan listrik pada dinding kapiler

glomeruli dan menyebabkan peningkatan permeabilitas. Pada ginjal yang

sehat 99% albumin yang difiltrasi akan direabsorbsi kembali di tubulus.

Heparan sulfat merupakan molekul utama di membran glomerulus yang

bermuatan negatif dan disintesis didalam endotel sel mesangial dan sel

myomedial. Setelah mengalami sulfasi di dalam alat Golgi, Heparan Sulfat

Proteoglikan ini akan masuk ke dalam matriks ekstraselular dari

glomerulus dan arteri besar. Pada glukosa darah tidak terkontrol terjadi

inhibisi enzim N-deacetylase yang berperan pada sintesa heparan sulfat

akibat penurunan sintesa heparan sulfat, maka muatan negatif

glomerulus berkurang sehingga protein yang bermuatan negatif lolos ke

urin.(37,38)

2.3 Protein Urin 24 jam

Melakukan pemeriksaan terhadap kadar yang tepat dari

kandungan urin, itu lebih penting dari pada hanya sekedar mengetahui

unsur yang terdapat di dalamnya. Perlu kewaspadaan terhadap masalah

waktu guna untuk mendapatkan hasil kwantitatif yang akurat. Banyak

substansi yang dihasilkan pada variasi diurnal seperti katekolamin, 17-

hydroxysteroid dan elektrolit yang mana konsentrasinya menurun pada

pagi hari dan terjadi peningkatan konsentrasi pada siang hari. Selain

Universitas Sumatera Utara

perubahan konsentrasi yang terjadi oleh karena variasi diurnal, ada juga

perubahan akibat aktifitas sehari-hari seperti exercise, makanan (proteins

intake) dan metabolisme tubuh, oleh karena itulah pemeriksaan urin 24

jam merupakan gold standard.(18,21)

Untuk mendapatkan hasil spesimen yang akurat, pasien harus

memulai dan mengakhiri periode pengumpulan urin dengan kandung

kemih yang kosong. Sebelumnya pasien harus diberitahu untuk memulai

mengumpulkan urin pada waktu atau jam yang telah ditetapkan dengan

membuang urin pertamanya lebih dulu ke toilet dan kemudian

menampung semua urin yang dikemihkan untuk dikumpulkan sampai 24

jam kemudian, sampai tepat pada jam yang sama sejak dikumpulkan.(21)

Perlu mempersiapkan pasien dengan instruksi tertulis dan

menjelaskan prosedur pengumpulan urin, dengan menyiapkan wadah

yang tepat.(21)

Semua spesimen harus didinginkan pada suhu 2-8C selama

periode pengumpulan.(39) Dan juga memerlukan penambahan bahan

pengawet kimia. Pengawet dipilih harus tidak beracun kepada pasien dan

tidak boleh mengganggu pengujian yang akan dilakukan. Setibanya di

laboratorium, spesimen 24 jam dicampur secara menyeluruh dan volume

diukur dan dicatat.(21)

Universitas Sumatera Utara

2.4 Kreatinin

Kreatinin adalah produk katabolisme dari keratin fosfat yang ada di

dalam otot. Hasil katabolisme tersebut memiliki nilai yang konstan dalam

tiap individu setiap harinya. Kreatinin sangat bergantung dari massa otot.

Secara kimiawi, kreatinin merupakan derivat dari kreatin. Biosintesis

kreatin sendiri juga berasal dari glisin, arginin, dan metionin. Pemindahan

gugus guanidino dari arginin kepada glisin, yang membentuk senyawa

guanidoasetat (glikosiamina), berlangsung di dalam ginjal dan tidak terjadi

di hati atau otot jantung. Sintesis kreatin diselesaikan lewat reaksi metilasi

guanidoasetat oleh senyawa S-adenosilmetionin di hati. Kreatinin

dikeluarkan peredarannya dari darah oleh ginjal. Hampir tidak ada sama

sekali reabsorpsi kreatinin yang dilakukan ginjal. Jika filtrasi yang

dilakukan glomerulus berkurang maka kadarnya di darah akan tinggi.

Sehingga kadar kreatinin di darah dan urin dapat dipakai untuk

menghitung creatinine clearance, sekaligus GFR (Glomerulus Filtration

Rate).(40)

Kreatinin dalam urin berasal dari filtrasi glomerulus dan sekresi

oleh tubulus proksimal ginjal. Berat molekulnya kecil sehingga dapat

secara bebas masuk dalam filtrat glomerulus. Kreatinin yang diekskresi

dalam urin terutama berasal dari metabolisme kreatinin dalam otot

sehingga jumlah kreatinin dalam urin mencerminkan massa otot tubuh dan

relatif stabil pada individu sehat (Levey,2003; Remer et al . 2002; Henry, 2001).

Kreatin terutama ditemukan di jaringan otot (sampai dengan 94%). Kreatin

dari otot diambil dari darah karena otot sendiri tidak mampu mensintesis

Universitas Sumatera Utara

kreatin. Kreatin darah berasal dari makanan dan biosintesis yang

melibatkan berbagai organ terutama hati. Proses awal biosintesis kreatin

berlangsung di ginjal yang melibatkan asam amino arginin dan glisin.

Menurut salah satu penelitian in vitro kreatin secara hampir konstan akan

diubah menjadi kreatinin dalam jumlah 1,1% per hari. Kreatinin yang

terbentuk ini kemudian akan berdifusi keluar sel otot untuk kemudian

diekskresi dalam urin. Pembentukan kreatinin dari kreatin berlangsung

secara konstan dan tidak ada mekanisme reuptake oleh tubuh, sehingga

sebagian besar kreatinin yang terbentuk dari otot diekskresi lewat ginjal

sehingga ekskresi kreatinin dapat digunakan untuk menggambarkan

filtrasi glomerulus walaupun tidak 100% sama dengan ekskresi inulin yang

merupakan baku emas pemeriksaan laju filtrasi glomerulus. Meskipun

demikian, sebagian(16%) dari kreatinin yang terbentuk dalam otot akan

mengalami degradasi dan diubah kembali menjadi kreatin. Sebagian

kreatinin juga dibuang lewat jalur intestinal dan mengalami degradasi lebih

lanjut oleh kreatininase bakteri usus. Kreatininase bakteri akan mengubah

kreatinin menjadi kreatin yang kemudian akan masuk kembali ke darah

(enteric cycling ). Produk degradasi kreatinin lainnya ialah 1-

metilhidantoin, sarkosin, urea, metilamin, glioksilat, glikolat, dan

metilguanidin. .(41,42,43)

Metabolisme kreatinin dalam tubuh ini menyebabkan ekskresi

kreatinin tidak benar-benar konstan dan mencerminkan filtrasi glomerulus,

walaupun pada orang sehat tanpa gangguan fungsi ginjal, besarnya

degradasi dan ekskresi ekstrarenal kreatinin ini minimal dan dapat

diabaikan. (44)

Universitas Sumatera Utara

Metode pemeriksaan kreatinin urin adalah Enzimatic colorimetric.

Referens interval : ekskresi kreatinin urin normal adalah 14-26 mg / kg /

hari atau ( 124-230 umol / kg / hari ) pada laki-laki, dan 11-20 mg / kg /

hari atau ( 97-177 umol / kg / hari ) pada wanita. (27)

2.5 Protein Creatinine Ratio (PCR) Urin

Belakangan ini beberapa laporan penelitian telah menulis tentang

pemeriksaan ekskresi protein urin dengan memakai sampel urin sewaktu

dengan melakukan pengukuran antara protein dengan konsentrasi

kreatinin dan membandingkan sampel urin 24 jam sebagai gold standard.

Adapun alasan digunakan format PCR untuk memperbaiki masalah

variabilitas volume dan konsentrasi urin. National Kidney Foundation

Kidney Disease Outcome Quality Initiative (NKF-K/DOQI)

merekomendasikan pemeriksaan penunjang ratio protein terhadap

kreatinin dengan urin pertama pada pagi hari atau urin sewaktu pada

semua pasien PGK.(19,23,45)

Format PCR merupakan hasil bagi antara protein urin dengan

kreatinin urin dengan satuan mg/gr kreatinin. Protein dirasiokan dengan

kreatinin adalah selain untuk mengurangi masalah variabilitas volume dan

konsentrasi urin, protein dan kreatinin mencerminkan fungsi ekskresi ginjal

dan kadar kreatinin relatif stabil diekskresikan walaupun jumlah urin sedikit

atau banyak.(2,46)

Universitas Sumatera Utara

Roger A. Rodby,MD dkk dari George Washington University,

Washington, DC tahun 1995 melakukan penelitian, bahwa pengukuran

PCR dapat digunakan untuk memprediksi proteinuria pada pasien ND.(24)

Ayman M. Wahbeh dkk dari University of Jordan tahun 2009 telah

membuktikan adanya korelasi yang baik antara PCR dan ekskresi protein

urin 24 jam pada pasien ND.(25)

Derhaschnig dkk tahun 2002 melakukan penelitian terhadap

pasien hipertensi, ditemukan PCR dengan sensitivitas 87.8%, spesifisitas

89.3%, positif prediktif value (PPV) 29.3% dan negatif prediktif value

(NPV) 96.2%.(26)

Nahid Shahbazian dkk dari Imam Khomeini Hospital, University of

Medical Sciences, Ahwaz, Iran tahun 2008 melaporkan bahwa adanya

korelasi yang significant antara spot urin PCR dan protein urin 24 jam

pada wanita dengan preeclampsia (P< 0.001).(47)

Leanos-Miranda dkk tahun 2007 menyatakan bahwa terdapat

korelasi yang tinggi antara spot urin PCR dan protein urin 24 jam pada

pasien wanita hamil dengan hipertensi. (P < 0.001).(48)

BK Yadav dkk dari Purbanchal University, Kathmandu, Nepal

tahun 2010 melaporkan bahwa terdapat korelasi yang sangat baik antara

spot PCR dengan protein urin 24 jam pada pasien Nefropati Diabetik

dengan sensitivitas 96.65% dan spesifisitas 74,4%.(49)

Universitas Sumatera Utara

2.6 Nefropati Diabetik

Penyakit ginjal diabetik atau yang lebih dikenal sebagai Nefropati

Diabetik adalah merupakan sindroma klinis yang ditandai dengan adanya

mikroalbuminuria persisten, proteinuria, peningkatan tekanan darah dan

penurunan laju filtrasi glomerulus. Keadaan ini dialami hampir sepertiga

pasien diabetes dan terjadinya secara kronik tapi progresif. Hal ini akan

berhubungan dengan meningkatnya resiko kardiovaskular, retinopati dan

neuropati. Kejadian ini berlangsung bertahun sesudah seseorang

menderita diabetes dan gagal ginjal akan terjadi sesudah 20-30 tahun.(6)

Kecenderungan menjadi Nefropati Diabetik dipengaruhi oleh faktor

genetik, etnik, gender dan usia pada onset diabetes.(6,50)

2.6.1 Definisi Nefropati Diabetik

Pada umumnya Nefropati Diabetik didefinisikan sebagai sindrom

klinis pada pasien Diabetes Mellitus yang ditandai dengan albuminuria

menetap ( >300 mg/24 jam ) pada minimal dua kali pemeriksaan dalam

kurun waktu 3 sampai 6 bulan.(50)

Nefropati Diabetik adalah salah satu komplikasi mikroangiopati

(retinopati dan neuropati) pada Diabetes Melitus tipe1 dan tipe 2.(51,52)

Dengan demikian perjalanan alamiah (natural history) ND didahului

oleh satu fase yang disebut mikroalbuminuria yang merupakan gambaran

dari perubahan fisiologi dan patogeni ginjal sebelum ND bermanifestasi.

Universitas Sumatera Utara

2.6.2 Proteinuria pada Nefropati Diabetik

Walaupun proteinuria mempunyai peranan sebagai petanda

adanya kerusakan akibat penyakit ginjal, akan tetapi sebenarnya lebih dari

itu, akibat peran proteinuria yang nefrotoksik. Pada banyak penelitian

terbukti bahwa proteinuria mempunyai peran sebagai petanda dan

prediktor progresivitas gagal ginjal pada DM. Banyaknya proteinuria

berkorelasi dengan besarnya penurunan Laju Filtrasi Glomerulus (LFG).

Pada penelitian Modified Diet in Renal Disease (MDRD) didapatkan

bahwa ekskresi protein yang semakin meningkat sesuai dengan

meningkatnya penurunan LFG.(20)

Proteinuria asimtomatis merupakan tanda permulaan dari Nefropati

Diabetik, timbulnya intermiten selama beberapa tahun dan akhirnya

menetap disertai proteinuria massif. Pada stadium permulaan, proteinuria

ringan dari Nefropati Diabetik ini sulit dibedakan dengan proteinuria

karena glomerulonefritis membranous karena sebab lain. Bila terjadi

proteinuria massif dan berlangsung lama selalu diikuti oleh gambaran

klinik lainnya seperti sembab dan hipertensi. Proteinuria pada Nefropati

Diabetik mempunyai karakteristik tersendiri, bersifat non selektif (bukan

albumin). Proteinuria ini masih merupakan tanda yang dapat dipercaya

sebagai indikator untuk Nefropati Diabetik asal dapat dikesampingkan

penyebab lainnya seperti gagal jantung kongestif, ketoasidosis,

pielonefritis termasuk keadaan fisiologis dan ortostatik. Pada Nefropati

Diabetik, gejala proteinuria ini selalu disertai kelainan mikroangiopati dari

Universitas Sumatera Utara

organ lain misalnya mikroaneurismata dari pembuluh darah retina,

neuropati dan lain-lain.(51)

Kapan kelainan ginjal (nefropati) ini muncul pada seorang pasien

diabetes mellitus? Penelitian epidemiologi klinik menunjukkan, nefropati

baru terjadi setelah 20 tahun menderita intoleransi glukosa pada diabetes

mellitus tipe dewasa dan 14 tahun pada tipe yuvenil.(51)

2.6.3 Patogenesis Nefropati Diabetik

Sampai saat ini, hiperfiltrasi masih dianggap sebagai awal dari

mekanisme patogenik dalam laju kerusakan ginjal. Penelitian Brenner

dkk pada hewan menunjukkan bahwa saat jumlah nefron mengalami

pengurangan yang berkelanjutan, filtrasi glomerulus dari nefron yang

masih sehat akan meningkat sebagai bentuk kompensasi. Hiperfiltrasi

yang terjadi pada sisa nefron yang sehat lambat laun akan menyebabkan

sklerosis dari nefron tersebut.(50)

Patogenesis terjadinya Nefropati Diabetik ditentukan oleh faktor

genetik, metabolik dan hemodinamik yang berkaitan satu sama lainnya.

Patogenesis Nefropati Diabetik lebih mudah dipahami dengan meninjau

perubahan struktural dan hemodinamik yang terjadi. Walaupun

patogenesis DM tipe 1 dan 2 berbeda, namun patofisiologi komplikasi

mikrovaskular yang bertanggungjawab terhadap tingginya angka

mortalitas dan morbiditas adalah sama.(6)

Universitas Sumatera Utara

Patogenesis terjadinya Nefropati Diabetik sebenarnya sangat

kompleks, akan tetapi dapat dikelompokkan dalam 3 faktor utama yang

memegang peranan penting dan saling interaksi satu sama lainnya, yaitu

faktor genetik, metabolik dan hemodinamik.(6)

Gambar 1. Patogenesis Nefropati Diabetik. (Disadur dari Cooper ME, Gilbert RE :

Pathogenesis, Prevention and Treatment of Diabetic Nephropathy, 2003)

2.6.4 Tahapan Nefropati Diabetik

Sequen perjalanan klinik alamiah ND oleh Mogensen meliputi 5

tahapan gangguan fungsi ginjal dimulai dengan hiperfiltrasi dan hipertropi,

mikroalbuminuria (nefropati insipien). proteinuria (overt nefropati) dan

gagal ginjal. Perjalanan klinik dan keterlibatan ginjal pada DM, lebih jelas

diterangkan pada tipe 1 dari pada tipe 2.

Metabolik Genetik Hemodinamik

Glukosa

Advanced glycation

Protein Kinase C b2

Hormon-hormon vasoaktif (mis. Angiotensin II, endotelin)

Aliran/ tekanan

Sitokin Transformin Vascular Growth Endothelial Factor Growth Factor

Extracellular matrix (ECM) cross-linking

ECM Permeabilitas pembuluh darah

Penimbunan ECM Proteinuria

Universitas Sumatera Utara

Tahap 1 : Fase awal terjadi hiperfiltrasi dan hipertrofi ginjal. LFG dan laju

ekskresi albumin dalam urin meningkat.

Tahap 2 : Secara klinis belum tampak kelainan yang berarti, berlangsung

5-15 tahun. LFG tetap meningkat, ekskresi albumin dalam urin dan

tekanan darah normal. Mulai terjadi perubahan histologi awal berupa

penebalan membrana basalis yang tidak spesifik dan peningkatan matriks

mesangial.

Tahap 3 : Pada tahap ini ditemukan mikroalbuminuria atau nefropati

insipien. LFG meningkat atau dapat menurun sampai derajat normal. Laju

ekskresi albumin dalam urin (Urine Albumin Excretion Rate = UAER) 30-

300 mg/24 jam. Tekanan darah mulai meningkat. Secara histologis,

didapatkan peningkatan ketebalan membrana basalis dan volume

mesangium fraksional dalam glomerulus.

Tahap 4 : Merupakan tahap nefropati yang sudah lanjut (overt

nephropathy). Perubahan histologis makin jelas, juga timbul hipertensi

pada sebagian besar pasien. Proteinuria meningkat. Sindroma nefrotik

sering ditemukan pada tahap ini LFG menurun sekitar 10 ml/menit/tahun

dan kecepatan penurunan ini berkorelasi dengan tingginya tekanan darah.

Tahap 5 : Tahap ini disebut juga End Stage Renal Disease (ESRD) atau

tahap terjadinya gagal ginjal terminal, rata-rata 7 tahun sesudah

proteinuria persisten.(6,53,54)

Universitas Sumatera Utara