PATOMEKANISME TENGGELAM

Ketika orang tenggelam di bawah permukaan air, reaksi pertama dari orang tersebut

adalah menahan nafas, proses ini terus terjadi hingga keinginan untuk bernafas tidak dapat

ditahan lagi, yang ditentukan oleh tingginya konsentrasi karbon dioksida dan rendahnya

konsentrasi oksigen. Titik di mana orang tak dapat lagi menahan nafasnya terjadi pada saat

PCO2 dibawah 55 mmHg dimana berhubungan dengan keadaan hipoksia dan PAO2 dibawah

100 mmHg ketika PCO2 menjadi tinggi. (1)

Setelah mencapai keadaan orang tak dapat menahan nafas, akan terjadi proses inhalasi

yang menyebabkan masuknya sejumlah volume air, dimana beberapa air juga akan ditelan ke

saluran pencernaan. Proses involunter ini akan berlanjut selama beberapa menit hingga proses

pernafasan menghilang lalu akan terjadi keadaan hipoksia dan akan menyebabkan hipoksia

serebral dan merusak jaringan otak secara ireversibel dan berlanjut menjadi kematian.(1)

Terdapat beberapa faktor yang berpengaruh dalam kerusakan otak akibat tenggelam yaitu

umur, dan temperatur air, pada kasus tenggelam di air biasa, kerusakan otak terjadi sekitar 3 –

10 menit setelah tenggelam.(1) Pada kasus tenggelam di air dingin pada suhu dibawah 20oC,

ditemukan beberapa korban yang selamat dengan resusitasi dengan fungsi neurologis yang

intak setelah tenggelam selama 66 menit, hal ini disebabkan oleh karena keadaan hipotermia

dapat menurunkan konsumsi oksigen otak, memperlambat anoksia seluler dan penurunan

ATP, hipotermia juga menurunkan aktivitas metabolik dan elektrik otak. Rasio konsumsi

oksigen serebral ini menurun kurang lebih 5% untuk setiap penurunan 1oC, Respon ini

disebut juga respon “diving”. (1,2)

Meskipun beberapa penelitian melaporkan efek ketahanan hidup yang tinggi pada

tenggelam di air dingin, pada tenggelam di air yang sangat dingin (<15oC) hal ini dapat

mengaktivasi respon syok dingin (Cold Shock Response) yang teraktivasi karena suhu dingin

pada termoreseptor subkutan yang mengaktivasi saraf simpatis dan menyebabkan takikardi,

gasping respirasi, hiperventilasi tak terkontrol, vasokonstriksi perifer, dan hipertensi,

sehingga terjadi konflik sistem saraf otonom akibat aktivasi sistem parasimpatis oleh refleks

diving dan aktivasi refleks Cold Shock yang menyebabkan aritmia jantung yang dapat

menimbulkan kematian. (3)

Aspirasi air dapat menyebabkan penurunan oksigenasi, hipoksemia, dan kerusakan

otak hipoksik, dan kematian. Aspirasi sekitar 1 – 3 ml/kg cairan dapat menyebabkan

kerusakan signifikan pertukaran gas di alveolus, dan hampir semua korban mengaspirasi

cairan tidak lebih dari 4 ml/kg. Aspirasi lebih dari 11 ml/kg cairan dapat mengubah jumlah

volume darah, dan aspirasi lebih dari 22 ml/kg dapat mengubah kadar elektrolit darah. (4)

Tenggelam itu sendiri merupakan suatu gabungan antara keberadaan mekanik air di

dalam sistem pernafasan (menyebabkan asfiksia mekanik) dan perubahan elektrolit dan

cairan yang bergantung dari medium cairan tersebut (air tawar vs air laut) dimana tenggelam

terjadi. Air tawar mempunyai struktur hipotonis dibandingkan dengan plasma, sehingga

ketika terinhalasi air tawar akan cepat di absorbsi ke dalam darah, menyebabkan dilusi

elektrolit dan hipervolemia. Hal ini menyebabkan kolaps alveoli/atelektasis akibat perubahan

tekanan permukaan surfaktan, yang akan menyebabkan shunting intrapulmoner. Air laut

sendiri memiliki struktur hipertonis dibandingkan dengan plasma, ketika terinhalasi akan

menyebabkan absorbsi cairan plasma ke alveolus, hiperkonsentrasi elektrolit dan hipovolemia

dan menyebabkan pencairan surfaktan. Aspirasi dari air tawar dan laut akan menyebabkan

hipoksemia sistemik dan menyebabkan depresi miokard, perubahan permeabilitas kapiler

paru, menyebabkan edema pulmoner dan hemolisis sel darah merah akibat absorbs massif

cairan hipotonis dan kebocoran cairan ke rongga peritoneal dan sakus perikardium. (4, 5)

Usaha untuk menjelaskan kematian pada individu yang ditemukan tenggelam di air

tanpa tanda otopsi aspirasi air memberikan suatu konsep “dry drowning”. Stimulasi dari

reseptor nervus trigeminal akibat terdamnya wajah (dan juga faring, laring, dan mukosa) di

dalam air menunjukkan terjadinya suatu reflex apnea, bradikardi, dan vasokonstriksi perifer

pada manusia hal ini di sebut dengan ‘respon menyelam’ yang di tambahkan oleh

ansietas/ketakutan, suhu air kurang dari 20oC dan alcohol, meningkatkan angka terjadinya

suatu aritmia yang fatal. Serangan jantung juga pernah di catat terjadi saat air masuk ke

dalam hidung. (5)

Respon syok dingin, yang di inisiasi reseptor subkutan perifer,menyebabkan efek

respirasi (hembusan inspirasi dan hiperventilasi yang tidak terkontrol, alkalosis respiratorius,

dan hipoksia serebral) dan efek kardiovaskuler (takikardi, peningkatan curah jantung,

hipertensi, dan beban jantung potensial yang dapat menyebabkan iritabilitas jantung dan

fibrilasi ventrikel), yang sangat tergantung dari suhu air. Kostimulasi dari respon menyelam

dan syok dingin dapat menyebabkan aritmia supraventrikular. (3, 5)

Pada air tawar, cairan bersifat hipotonis dibanding plasma, menyebabkan gangguan

surfaktan alveolar yang mengakibatkan instabilitas alveolar dan atelektasis. Ketika air

mengalir ke dalam paru-paru, transfer osmotik berlangsung dengan cepat di membran

alveolar. Volume darah meningkat 50% dalam waktu singkat, meningkatkan tekanan pada

jantung akibat hipervolemia. Terjadi hemolisis pada sel darah merah pada plasma yang

hipotonis dan perubahan elektrolit terjadi secara cepat. Awalnya, pada percobaan yang

dilakukan pada hewan, diduga bahwa hiperkalemia hebat dari kalium sel darah merah

berkontribusi terhadap kegagalan miokardum, tetapi akhir-akhir ini ditemukan bahwa ini

merupakan faktor yang tidak terlalu berpengaruh. (5, 6)

Air tawar akan cepat diserap dalam jumlah besar, terjadi absorbsi cairan masif ke

dalam membran alveolus, di mana dalam waktu 3 menit dapat mencapai 72% lebih dari

volume darah sebenarnya. Karena konsentrasi elektrolit dalam air tawar lebih rendah

daripada konsentrasi dalam darah, maka akan terjadi hemodilusi, air masuk dalam aliran

darah sekitar alveoli dan mengakibatkan pecahnya sel darah merah (hemolisis). (7, 8)

Akibat terjadi perubahan biokimiawi yang serius melalui proses hemolisis, tubuh

berusaha mengkompensasi dengan melepaskan ion Kalium dari serabut miokardium sehingga

kadar ion dalam plasma meningkat, akibatnya terjadi perubahan ion Kalium dan Calsium

dalam serabut otot jantung sehingga terjadi anoksia hebat pada miokardium dan mendorong

terjadinya fibrilasi ventrikel dan penurunan tekanan darah, jantung untuk beberapa saat masih

berdenyut dengan lemah yang kemudian menimbulkan kematian akibat anoksia otak hebat. (7,

8)

Selain itu perpindahan air yang cepat melalui dinding alveolus akibat tekanan osmotik

yang besar dari plasma darah yang bersifat hipertonis dibanding air tawar, mengakibatkan

absorbsi ke dalam sirkulasi dalam waktu singkat dan peningkatan volume darah. Akibatnya

sangat besar dan menyebabkan gagal jantung akut karena jantung tidak dapat berkompensasi

dengan cepat terhadap volume darah yang sangat besar (untuk meningkatkan cardiac output

dengan cukup). Akibat kondisi hipotonis plasma darah yang mengalami dilusi, lisis sel darah

merah, pengeluaran kalium ke dalam plasma menyebabkan anoksia miokardium yang hebat.

(7, 8)

Pada semua jenis kejadian tenggelam, kekurangan oksigen adalah faktor yang sangat

berpengaruh. Seperti yang terjadi pada semua jenis hipoksia, kerusakan kortikal otak

irreversibel dapat terjadi apabila perfusi oksigen ke otak tidak adekuat dalam waktu beberapa

menit. Telah diduga bahwa 3 menit merupakan ambang batas terjadinya kerusakan otak,

tetapi akhir-akhir ini, telah ditemukan bahwa waktu kekurangan oksigen yang dapat

ditoleransi otak adalah selama 7, 9, hingga 12 menit dengan perbaikan fungsi otak yang

sempurna. ( 4, 5 )

PEMERIKSAAN PENUNJANG

1.) Pemeriksaan Diatome

Umumnya diatome dikenal sebagai ganggang yang hidup di dalam air. Setiap

jenis air memiliki keanekaragaman diatome tersendiri. Diatome merupakan organisme

mikroskopik algae uniseluler yang autotropik di alam dan memiliki berbagai macam

jenis yang dapat ditemukan di air laut dan air tawar . Diatome ini memiliki tulang silica

berbentuk dua valve. Pada diatome kelas Bacillariophyceae terbagi atas dua bagian

yaitu,central dan Pennales atas dasar kesimetritannya. Ada sekitar 10,000 jenis dan 174

jenis diatom, mempunyai ukuran dan bentuk berbeda berkisar antara 1 ke 500 µm.

Diatoms biasanya ditemukan di dalam air seperti kolam, danau, sungai, kanal dan lain

lain, akan tetapi konsentrasinya dapat tinggi atau rendah di dalam air tertentu, tergantung

pada musim. Berdasarkan karakteristik lain yaitu kedalaman air tidak didapatkan bukti

adanya pertumbuhan diatom di bawah 100 m. (5, 9)

Pada saat tenggelam berlangsung, diatom masuk ke rongga paru-paru seseorang

yang terbuka ketika air terisap, dan air yang masuk menekan rongga paru-paru dan

memecahkan alveoli. Melalui alveoli yang pecah diatoms dapat masuk ke jantung, hati,

ginjal, sumsum tulang dan otak. Pada diameter dan ketebalan alveoli paru-paru diketahui

sangat kecil akan tetapi tidak mustahil semua diatom-diatom dapat masuk ke dalam

organ dan rongga paru-paru dimana dapat menembus melalui jaringan kapiler ini disebut

“ Drowning Associated Diatoms” (DAD). (9)

Analisa diatom yang berada di paru-paru, hati, limpa, sumsum tulang dan darah

selama bertahun-tahun dilakukan sebagai tes konfirmasi dalam kasus tenggelam.

Meskipun, tes pada diatom menjadi kontraversi sejak beberapa kasus menghasilkan

negatif yang salah dan positif yang salah didokumentasikan. Analisa diatom yang

saksama merupakan suatu yang dapat menentukan ya atau tidaknya kematian terjadi

akibat tenggelam. Sebelum hasil diagnosa kematian dengan korban tenggelam haruslah

diketahui morfologi dan morphometric suatu diatom dari korban tenggelam sebab

penetrasi suatu diatom di kapiler paru-paru tergantung atas kepadatan dan ukuran diatom

tersebut. (4, 9)

Pada forensik investigasi, dalam memecahkan kasus tenggelam, salah satu hal

termudah mendeteksi adanya diatom pada viscera tubuh yang tenggelam, Pada kasus

tenggelam ante mortem maka didapatkan diatom pada putative drowning medium. Untuk

mencari diatome, paru-paru harus didestruksi dahulu dengan asam sulfat dan asam nitrat,

kemudian disentrifuse dan endapannya dilihat dibawah mikroskop. Paru-paru, hati, ginjal,

dan bone marrow telah di analisa dan kesimpulan telah diambil berdasarkan

ditemukannya atau tidak ditemukannnya organisme ini. Saat ini penggunaan analisa

diatome cenderung digunakan pada sistem yang tertutup seperti sumsum tulang femur

atau kapsul ginjal dari tubuh yang belum membusuk. Diagnosis pada kasus tenggelam

dari analisa diatome harusnya positif tenggelam bila ditemukan diatom minimal diatas 20

diatom / 100 ul lapangan pandang kecil (terdiri atas 10 cm dari sample paru-paru) dan 50

diatom dari beberapa organ, selanjutnya sebaiknya diatom yang ditemukan harusnya

cocok dari sumsum tulang dan tempat dimana tenggelam, ini merupakan bukti yang kuat

yang dapat mendukung dan dapat menyimpulkan seseorang tenggelam pada saat masih

hidup atau tidak. Pada beberapa literature telah berusaha untuk mengembangkan beberapa

informasi penting tentang tipe diatom yang spesifik, dimana umumnya masuk pada

bermacam organ dalam tubuh seorang yang tenggelam. (5, 9)

Sample air dari putative drowning memiliki beberapa ragam spesies diatom yang

berhubungan dengan tubuh korban yang tenggelam. Tenggelam pada air tawar seperti

kolam, danau, sungai dan kanal ditemukan Navicula pupula, N. cryptocephara, N.

graciloides, N. meniscus, N. bacillum, N. radiosa, N. simplex, N. pusilla, Pinnularia

mesolepta, P. gibba, P. braunii, Nitzscia mesplepta, Mastoglia smithioi, Cymbella

cistula, Camera lucida, Cymbella cymbiformis Cocconeis diminuta dan banyak spesies

diatome lainya ditemukan pada air tawar. Pinnularia borealis ditemukan pada air tawar

yang dingin, Pinnularia capsoleta ditemukan pada air tawar yang dangkal. Selama proses

monitor air sungai yang berterusan didapatkan adanya diatom pada air dan tisu sel yang

mana diatom yang paling sering ditemukan adalah Navicula, Diatoma, Nitzschia,

Stephanodicus, Fragilaria, Gomphonema, Gyrosigma, Melosira, Achnanthes,

Amphora, Cocconeis, Cyclotella, dan Cymbella. (9)

Achnanthes sp. Amphipleura sp.

Anomoeneis sp.

Biddulphia sp. Cyclotella sp.

Surirella sp.

Eunotia ditemukan di daerah yang pH air 7-8 .

E. lunaris ditemukan di daerah yang pH air 5-6.

Penetrasi diatom pada kapiler alveoli menggunakan Transmission Elektron

Mikroskop (TEM) dan SEM (Lunette,1998). Sepanjang penemuan mereka, mereka

menemukan Diatoma Maniliformis (yang dipenetrasi di distal dinding jalan napas),

Navicula Specula (yang dipenetrasi pada khon’s pore), Tabularia fasciculat (yang

dipenetrasi dari sebagian laserasi epitel dan endotel yang sejajar dari septum alveolar

yang menegang), Nitzschia paleacea (yang dipenetrasi dari sebagian dinding alveolar),

Mastogloia smithii (yang dipenetrasi dari dinding alveolar dengan laserasi yang terlihat

bersih) dan Amphora delicatissima,dll. (4)

2.) Gettler Chloride

Sejumlah tes telah dikembangkan dalam beberapa tahun untuk menentukan

korban tenggelam. Yang paling terkenal ialah tes Gettler chloride, di mana darah dari sisi

kanan dan kiri jantung dianalisa dengan perkiraan perbedaan 25mg/100ml antara jantung

kiri dan kanan dianggap signifikan. Jika level chloride kurang pada sisi kanan daripada

sisi kiri, korban dapat dianggap tenggelam dalam air laut. Jika lebih tinggi pada sisi

kanan jantung daripada sisi kiri, maka diperkirakan korban tenggelam dalam air tawar.

Tes juga dilakukan untuk elemen lain pada darah, seperti membandingkan grafitasi

spesifik darah pada kanan dan kiri atrium. Berikut ini perbedaan hasil tes Getler untuk

kasus tenggelam di air laut dan air tawar: (4)

Jenis Tenggelam di air Tenggelam di air

laut tawar

Kadar Klorida Jantung kiri >

jantung kanan

Jantung kiri <

jantung kanan

Natrium plasma Meningkat Menurun

Kalium plasma Meningkat sedikit Meningkat

3.) Tes Durlacher

Penentuan berat plasma jantung kanan dan kiri. Pada semua kasus tenggelam, berat jenis

plasma jantung kiri lebih tinggi daripada jantung kanan oleh karena itu tidak dipakai

membedakan tenggelam di air tawar atau asin. Perbedaan sebesar 0,005 sudah bermakna.

(5)