PATOFISIOLOGI ASMA

Dr. dr. Tiokorda Gde Agung Senapathi, Sp.An, KAR

Abstrak

Asma adalah penyakit inflamasi kronis saluran napas dengan gejala mengi

(wheezing), sesak napas, dada terasa berat, batuk saat malam atau dini hari. Serangan

biasanya berkaitan dengan obstruksi luas saluran napas di dalam paru, namun bervariasi.

Obstruksi ini seringkali bersifat reversibel baik secara spontan atau dengan terapi. Namun

demikian, obstruksi, saluran napas dapat menjadi gagal napas akibat peningkatan kerja

pernapasan, inefisiensi pertukaran gas, dan kelelahan otot pernapasan.

Obstruksi saluran napas yang bersifat rekuren disebabkan oleh bronkokonstriksi,

edema saluran napas, hiperresponsivitas saluran napas, dan remodeling saluran napas,

berupa: inflamasi, hipersekresi mukus, fibrosis subepitelial, hipertrofi otot polos saluran

napes, dan angiogenesis. lnflamasi memegang peran sentral dalam patofisiologi asma.

Lnflamasi saluran napas melibatkan interaksi berbagai tipe sel dan mediator. Gambaran

imunohistopatologis asma meliputi infiltrasi sel inflamasi neutrofil (khususnya pada onset

mendadak, eksaserbasi berat, asma okupasional, dan perokok), eosinofil, limfosit,

aktivasi sel mast, cedera sel epitel.

Karakteristik patologi asma mengakibatkan peningkatan resistensi saluran napas

dan hiperinflasi paru dinamis. Hal ini akan mengakibatkan konsekuensi sebagai berikut.

1) Peningkatan work of breathing. Hal ini terjadi akibat peningkatan resistensi saluran

napas dan penurunan pulmonary compliance karena volume paru yang besar. 2)

Ventilation- pelfusion mismatch. Hal ini mendasari kondisi hipoksemia dan hiperkapnia

pada penyakit paru. Penyempitan dan penutupan saluran napas akan mengganggu

pertukaran gas. 3) Interaksi kardiopulmoner. Fungsi jantung dipengaruhi oleh perubahan

volume paru dan tekanan intrapleura.

Kata Kunci : Asma, inflamasi, Obstruksi

1

PATOFISIOLOGI

Patofisiologi asma sangatlah komplek, meliputi beberapa komponen: (1)

inflamasi jalan nafas, (2) obstruksi jalan nafas yang intermiten, (3) hiperresponsif

bronkus. Trigger (pemicu) yang berbeda akan menyebabkan eksaserbasi asma oleh

karena inflamasi saluran nafas atau bronkospasme akut atau keduanya. Sesuatu yang

dapat memicu serangan asma ini sangat bervariasi antara satu individu dengan individu

yang lain dan dari satu waktu ke waktu yang lain. Beberapa hal di antaranya adalah

alergen, polusi udara, infeksi saluran nafas, kecapaian, perubahan cuaca, makanan, obat,

atau ekspresi emosi yang berlebihan. Faktor lain yang kemungkinan dapat menyebabkan

eksaserbasi ini adalah rinitis, sinusitis bilateral, poliposis, menstruasi, refluk

gastroesopageal dan kehamilan.

Secara klinis, asma diklasifikasikan menjadi dua kelompok yaitu ekstrinsik

(alergi), dan intrinsik (idiosinkrasi). Asma alergi biasanya berkaitan dengan adanya

riwayat alergi dari keluarga atau individu, reaksi positif pada tes kulit dengan ekstrak

antigen dan meningkatnya kadar IgE dalam serum, sedangkan asma idiosinkrasi tidak

dapat dijelaskan karena proses imunologi, tetapi karena abnormalitas system saraf

parasimpatis (Yao, 2003).

Allergen yang menyebabkan respon imunologi

Pasien dengan atopik, kontak dengan antigen berulang menyebabkan sintesa dan

sekresi antibodi Imunoglobulin spesifik E (IgE). Antigen berdekatan dengan molekul

IgE, menyebabkan pelepasan vasoaktif, bronkoaktif, dan kemoaktif (histamin,

interleukin, tumor necrosis faktor, leukotrien, prostaglandin, platelet activating factor)

dari granula-granula sel mast. Mediator-mediator kimia ini berperan penting dalam

inflamasi jalan nafas, kontraksi, dan hiperreaktifitas. Eosinofil menginfiltrasi jalan nafas

selama beberapa jam setelah terkena alergen dan dapat menambah pelepasan mediator

lebih lanjut (Stoelting, 2002).

2

Regulasi Abnormal Sistem Saraf Otonom terhadap Fungsi Jalan Nafas

Penjelasan lain dari karakteristik asma adalah regulasi abnormal sistem saraf

otonom. Hipotesa ini didukung dengan adanya obstruksi aliran udara ekspirasi yang

meningkat pada pasien dengan asma yang diobati dengan non-selektif β-antagonis

(propanolol), diduga adanya ketidakseimbangan input saraf antara eksitator

(bronkokonstriktor) dan inhibitor (bronkodilator). Hal ini kemungkinan bahwa mediator-

mediator kimia yang dilepaskan dari mast sel berinteraksi dengan sistem saraf otonom.

Sebagai contoh, beberapa mediator kimia dapat merangsang reseptor yang mengiritasi

jalan nafas sehingga menyebabkan reflek bronkokontriksi, sedangkan beberapa mediator

meningkatkan kepekaan otot polos bronkus terhadap asetilkolin. Sebagai tambahan,

rangsangan reseptor muskarinik memudahkan pelepasan mediator dari sel mast,

memberikan positif feedback yang meneruskan terjadinya inflamasi dan bronkokontriksi

(Stoelting, 2002).

GEJALA KLINIS

Selama periode fungsi paru normal atau mendekati normal, pasien tidak

menunjukkan kelainan fisik. Saat obstruksi aliran udara ekspirasi terjadi, sejumlah gejala

dan tanda muncul dan menjadi petunjuk tentang beratnya serangan asma. Dalam hal ini

manifestasi klasik asma adalah wheezing, batuk dan dyspnea (Stoelting, 2002).

Wheezing, paling sering dijumpai selama serangan asma akut, adalah istilah yang

dipakai untuk menggambarkan suara yang dihasilkan karena turbulensi aliran gas melalui

jalan nafas yang sempit. Saat obstruksi lebih berat, wheezing menjadi lebih menyolok

dan dapat didengar selama fase awal ekshalasi. Ekshalasi yang dipaksa dapat

mempertunjukkan wheezing yang tidak dapat didengar selama bernafas tenang. Derajat

obstruksi jalan nafas dapat berubah dengan tiba-tiba, tidak adanya wheezing pada kasus-

kasus yang berat dapat menggambarkan tidak adanya aliran udara yang cukup untuk

membentuk suara ekspirasi. Adanya suara wheezing yang terjadi berulang dan menetap

diperkirakan karena obstruksi fokal jalan nafas, misalnya menyempitnya bronkus karena

aspirasi benda asing atau karena neoplasma (Sudoyo, 2006).

Karakteristik batuk pada asma dari nonproduktif sampai produktif karena jumlah

sputum yang banyak yang berjenis mukoid dan seringkali sangat kuat. Eosinofil dan

3

debris yang lain menyebabkan sputum menjadi berwarna kuning, menetap walaupun

tidak ada infeksi. Kadang-kadang, batuk merupakan satu-satunya manifestasi asma

(Stoelting, 2002).

Dyspnea cenderung bervariasi, tergantung pada beratnya obstruksi aliran udara

ekspirasi. Pada kasus yang berat obstruksi jalan nafas, terdapat air hunger (udara yang

terperangkap) mungkin menjadi simptom yang utama, dan pasien seringkali ingin cepat-

cepat duduk untuk memudahkan bernafas. Ketidaknyamanan di daerah dada dan sesak

(sensasi karena tidak bisa menghirup udara dengan penuh) sering menyertai dyspnea

pada pasien dengan asma dan dapat menyerupai angina pectoris (TKKA, 2004).

Volume udara yang dihembuskan dengan paksa dalam 1 detik (FEV1) dan laju

aliran udara maksimum pada mid-ekspirasi menunjukkan secara langsung beratnya

obstruksi aliran udara ekspirasi. Pemeriksaan ini memberikan data yang obyektif yang

dapat memperkirakan beratnya asma serta memonitor perjalanan eksaserbasi asma.

Khusus pasien dengan asma yang dirawat di rumah sakit karena serangan mempunyai

nilai FEV1 kurang dari 35% dari nilai normal dan MMEFR nilainya 20% dari normal atau

kurang. Selama serangan asma sedang sampai berat, FRC meningkat 1-2 liter, di mana

kapasitas total paru biasanya bertahan dalam batas normal. Kapasitas difusi paru untuk

karbonmonoksida tidak menurun. Abnormalitas residu dideteksi dengan tes fungsi paru

yang dapat bertahan selama beberapa hari setelah serangan asma walaupun tanpa gejala

(Stoelting, 2002).

Asma ringan biasanya berhubungan dengan PaO2 dan PaCO2 yang normal.

Takipnea dan hiperventilasi dapat dilihat selama serangan asma akut, oleh karena itu

tidak menunjukkan hipoksemia arteri tetapi menunjukkan reflek neural pada paru. Bila

terjadi obstruksi berat aliran udara ekspirasi, dapat dikaitkan dengan V/Q mismatch, yang

menghasilkan PaO2 kurang dari 60 mmHg saat bernafas pada udara ruangan. PaCO2

mungkin meningkat ketika FEV1 kurang dari 25% dari nilai yang diperkirakan.

Kelemahan otot rangka yang penting selama bernafas dapat memperberat hiperkarbia.

Foto dada memperlihatkan hiperinflasi paru, tetapi lebih sering digunakan untuk

menyingkirkan pneumoni atau CHF, yang dapat dibingungkan dengan asma.

4

Tabel 1. Severity of Expiratory Airflow Obstruction

Severity FEV1 FEF25-75 PaO2 PaCO2

Mild 65-80% 60-75% >60 <40

Moderate 50-64% 45-59% >60 <45

Marked 35-49% 30-44% <60 >50

Severe <35% <30% <60 >50

Terdapat dua mekanisme yang berbeda dalam hal perkembangan laju serangan

asma. Ketika yang dominan adalah proses inflamasi saluran pernafasannya, pasien

memperlihatkan perburukan gejala klinis dan fungsional klas I atau serangan asma akut

tipe lambat. Data penelitian menunjukkan bahwa sekitar 80-90% pasien asma yang

berkunjung ke rumah sakit adalah pasien dengan serangan asma tipe I ini. Infeksi saluran

pernafasan atas sering juga menjadi pemicu serangan. Kemungkinan pasien ini juga

mempunyai reaksi inflamasi akibat alergi dengan diketemukannya eosinofil pada saluran

pernafasannya. Pada serangan tipe II, yang dominan adalah terjadinya bronkospasme dan

pasien memperlihatkan serangan asma yang muncul tiba-tiba atau mendadak (asfiksia

atau asma hiper akut) yang ditandai dengan obstruksi saluran nafas yang berkembang

sangat cepat (sesak muncul < 3-6 jam setelah serangan). Alergen yang terhirup, latihan

fisik dan stress psikis yang sering menjadi pemicu serangan ini. Dalam saluran

pernafasannya yang dominan adalah sel netrofil.

Tabel 2. Perbedaan Karakteristik 2 Tipe serangan pada pasien Asma Akut

Tipe 1. Perkembangan lambat Tipe 2. Perkembangan cepat

Asma akut berkembang lambat Onset cepat, asfiksia, asma hiperakut

Laju perburukan > 6 jam Laju perburukan < 6 jam

89-90% wanita 10-20% laki-laki

Dipicu oleh infeksi sal. Pernaf. Atas Dipicu oleh alergen, exercise, stress psikis

Obstruksi tidak begitu berat Obstruksi yang muncul lebih berat

Respon lambat thd pengobatan Respon cepat terhadap pengobatan

Mekanisme: inflamasi sal. Pernafasan Mekanisme: perburukan bronkhospastik

5

BENTUK-BENTUK ASMA BERDASARKAN ETIOLOGI

Asma bukan penyakit tunggal. Hal ini terdiri dari kelompok kelainan dengan

berbagai etiologi (Stoelting, 2002)

Asma Karena Alergen

Allergen penyebab asma (media IgE) adalah bentuk yang paling sering terjadi dari

obstruksi aliran udara ekspirasi. Pasien dengan asma yang disebabkan allergen sering

ditandai dengan atopik, seperti rhinitis alergi dan dermatitis alergi. Predisposisi genetik

diperkirakan sering terjadi pada pasien dengan riwayat keluarga asma. Eosinofil pada

pemeriksaan darah perifer dan meningkatnya konsentrasi IgE pada dalam plasma

mendukung diagnosis penyakit atopi. Kemungkinan, inhalasi antigen mencetuskan

pelepasan mediator kimia dari sel mast, menyebabkan brokokontriksi, edema mukosa

bronkus, sekresi mukus kental.

Asma Karena Aktivitas

Asma karena aktivitas atau gerakan badan menggambarkan pasien peningkatan

reaktifitas jalan nafas, di mana aktivitas fisik yang hebat menyebabkan menyempitnya

jalan nafas mendadak dan obstruksi aliran udara ekspirasi. Akhirnya, dapat menyebabkan

spasme bronkus. Asma karena aktivitas lebih sering terjadi pada anak-anak dan dewasa

muda karena aktivitas fisik mereka yang lebih tinggi.

Asma Pada Malam Hari

Serangan asma pada malam hari berkaitan dengan perubahan tonus jalan nafas

saat tidur, variasi konsentrasi katekolamin dalam sirkulasi, reflux esophageal berkaitan

dengan posisi tidur telentang, atau tertahannya sekret jalan nafas karena tertekannya

reflek batuk, Meningkatnya kejadian kematian karena asma setelah tengah malam dan

sebelum pagi hari, menggambarkan fenomena ini.

Asma Karena Aspirin

Aspirin dan kebanyakan NSAID mempercepat terjadinya bronkospasme pada

kira-kira 8-20% pada pasien dengan asma. Dalam 15 menit sampai 4 jam setelah injeksi

paling sedikit 10 mg Aspirin, pada pasien yang sensitif akan terjadi obstruksi jalan nafas,

hidung tersumbat, dan rhinorrhea. Polip nasi, dapat terjadi pada pasien asma yang

sensitif terhadap aspirin, juga sering terjadi pada pasien yang tidak sensitif dengan

aspirin. Aspirin yang menyebabkan bronkokontriksi pada pasien asma berkaitan dengan

6

bloking cyclooxygenase, yang merubah arachidonic acid menjadi prostaglandin, di mana

arachidonic acid ini berkaitan dengan pembentukan bronkokonstriktor leukotrien.

Tingginya kejadian sensitifitas terhadap NSAID berkaitan dengan mekanisme yang

meliputi bahwa obat tersebut menghambat cyclooxygenase.

Kira-kira 5% pasien dengan asma sensitif terhadap bisulfat dan metabisulfat, yang

digunakan sebagai pengawet dan antioksidan pada industri – industri makanan. Bahan-

bahan ini juga terdapat dalam jumlah besar di dalam obat-obatan.

Asma Karena Pekerjaan

Asma adalah bentuk penyakit paru karena pekerjaan tersering yang terjadi di

dunia, mempengaruhi 5-10% penduduk dunia. Chlorine dan Ammonia adalah bahan yang

paling sering menjadi penyebab. Sensitif terhadap Latex dapat meningkatkan terjadinya

obstruksi aliran udara selama bekerja di kamar operasi.

Asma Karena Infeksi

Asma karena infeksi disebabkan karena meningkatnya resistensi jalan nafas,

yang berkaitan dengan penyakit inflamasi akut bronkus. Agen-agen penyebab mungkin

virus, bakteri, atau organisme Mycoplasma. Pembasmian organisme penyebab infeksi

dapat menyebabkan bronkokontriksi dengan cepat.

Table 3. Classification of asthma severity: method of Australian National Asthma

Campaign (Khajotia, 2008)

Severit

y

Wheeze,

tightnes

s,

cough,

dyspnoe

a

Nightti

me

Sympto

ms

Sympto

ms on

waking

Admissi

on

or

emergen

cy

visits

Previous

Life

threateni

ng

attack

Short

actin

g

ᵦ

agoni

st

use

FEV

1

PEF

Severe Every

day

> 1 /

week

>1 /

week

Usually May have

a history

>3 to

4 /

day

<60

%

<80

%

Modera Most <1 / < 1 / Usually Usually Most 60% 80%

to

7

te days week week not not days to

80%

90%

Mild Occasio

nal

Absent Absent Absent Absent <2 /

week

>80

%

>90

%

Table 4. GINA classification of asthma severity by clinical

features before treatment (Khajotia, 2008)

Symptoms

Symptoms

/Night

PEF or

FEV1

PEF

variability

STEP 1

Intermittent

< 1 time

a week

Asymptomatic

and normal

PEF between

attacks

<2 times

a month

< 20%

STEP 2

Mild

Persistent

> 1 time a

week but

< 1 time a day

Attacks may

affect activity

>2 times

a month

20 - 30%

STEP 3

Moderate

Persistent

Daily

Attacks affect

activity

> 1 time

a week

60% - 80%

> 30%

STEP 4

Severe

Persistent

Continuous

Limited

physical

activity

Frequent > 30%

8

DIAGNOSIS

Asma akut merupakan kegawatdaruratan medis yang harus segera didiagnosis dan

diobati. Diagnosis ditegakkan berdasarkan riwayat penyakit, pemeriksaan fisik, dan

pemeriksan penunjang.

Riwayat Penyakit

Tujuannya untuk menentukan waktu saat timbulnya serangan dan beratnya gejala,

terutama untuk membandingkan dengan eksaserbasi sebelumnya, semua obat yang

digunakan selama ini, riwayat di RS sebelumnya, kunjungan ke unit gawat darurat,

riwayat episode gagal nafas sebelumnya (intubasi, penggunaan ventilator) dan gangguan

psikiatrik atau psikologis. Tidak ada riwayat asma sebelumnya terutama pada pasien

dewasa, harus dipikirkan diagnosis banding lainnya seperti gagal jantung kongestif,

PPOK dan lainnya.

Diagnosis banding dari asma meliputi tracheobronkitis, penyakit paru restriktif,

rheumatoid artritis, dan bronkiolitis, neoplasma mediastinum, epiglotitis, yang

menyebabkan obstruksi jalan nafas atas. Gagal jantung kongestif dan emboli paru

mungkin menimbulkan dyspnea dan wheezing. Wheezing berkaitan dengan edema paru

yang ditandai dengan “cardiac asma”. Pemberian bronkodilator inhalasi tidak akan

menghilangkan cardiac asma yang menyebabkan timbulnya wheezing.

Pemeriksaan Fisik

Perhatian terutama ditujukan kepada keadaan umum pasien. Pasien dengan kondisi

sangat berat akan duduk tegak. Penggunaan otot-otot tambahan untuk membantu bernafas

juga harus menjadi perhatian, sebagai indikator adanya obstruksi yang berat. Adanya

retraksi otot sternokleidomastoideus dan suprasternal menunjukkan adanya kelemahan

fungsi paru. Frekuensi nafas (RR) > 30 x/ menit, takikardi > 120 x/menit atau Pulsus

Paradoxus > 12 mmHg merupakan tanda vital adanya serangan asma akut berat. Lebih

dari 15 % pasien dengan asma akut berat, frekuensi jantungnya berkisar antara 90-120

x/menit. Umumnya keberhasilan pengobatan terhadap obstruksi saluran pernafasan

dihubungkan dengan penurunan frekuensi denyut jantung, meskipun beberapa pasien

tetap mengalami takikardi oleh karena efek bronkotropik dan bronkodilator.

9

Pemeriksaan Penunjang

Pengukuran saturasi oksigen dengan pulse oximetry (SpO2) perlu dilakukan pada seluruh

pasien dengan asma akut untuk mengekslusi hipoksemia. Pengukuran SpO2

diindikasikan saat kemungkinan pasien jatuh ke dalam gagal nafas dan kemungkinan

memerlukan penatalaksanaan yang lebih intensif. Keputusan untuk dilakukan

pemeriksaan AGD jarang diperlukan pada awal penatalaksanaan. Dengan foto thorak

dapat menyingkirkan adanya tanda-tanda pneumothorak ( nyeri dada pleuritik, emfisema

subkutis, instabilitas kardiovaskuler atau suara nafas yang asimetris), pada pasien yang

secara klinis dicurigai adanya pneumonia atau pasien asma yang setelah 6-12 jam

dilakukan pengobatan secara intensif tetapi tidak respon terhadap terapi.

Elektrokardiografi tidak diperlukan secara rutin, tetapi monitor secara terus-menerus

sangat tepat dilakukan pada pasien lansia dan pada pasien yang selain menderita asma

juga menderita penyakit jantung. Irama jantung yang biasanya ditemukan adalah sinus

takikardi dan supra ventrikuler takikardi. Jika gangguan irama jantung ini hanya

disebabkan oleh penyakit asmanya saja, diharapkan gangguan irama tadi akan segera

kembali ke irama normal dalam hitungan jam setelah ada respon terapi terhadap penyakit

asmanya (Stoelting, 2002).

Pengukuran terhadap perubahan PEFR atau FEV1 yang dilakukan setiap saat mungkin

merupakan salah satu cara terbaik untuk menilai pasien asam akut dan untuk

memperkirakan apakah pasien perlu dirawat atau tidak. Respon terhadap terapi awal di

IGD merupakan prediktor terbaik tentang perlu tidaknya pasien dirawat, bila

dibandingkan dengan tampilan berat eksaserbasi. Respon awal terhadap pengobatan

(PEFR atau FEV1 pada 30 menit pertama), merupakan prediktor terpenting terhadap hasil

terapi. Variasi nilai PEFR di atas 50 L/menit dan PEF > 40% normal yang diukur 30

menit setelah dimulainya pengobatan, merupakan prediktor yang baik bagi hasil akhir

pengobatan yang baik pula.

Perbedaan Penyakit Paru Obstruktif dan Restriktif (Stoelting, 2002)

Obstructive Restrictive

Vital Capacity N / ↓ ↓

Total lung N / ↑ ↓

10

capacity

Residual volume ↑ ↓

FEV1/FVC ↓ N / ↑

Maximum

midexpiratory

flow rate

↓ N

Maximum

breathing

capacity

↓ N

11

Daftar Pustaka

G. Edward Morgan, Maged S. Mikhail and Michael J. Murray. 2013. Clinical

Anesthesiology, 5 th Edition. California: Lange Medical Book/ McGraw-

Hill Medical Publishing Division.p 239-53, 263-276, 937-58

Stoelting, R.K. dan Hillier, S.C. 2006. Pharmacology and Physiology In Anesthetic

Practice. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins.

Barash, Paul G., Cullen, Bruce F.,Stoelting, Robert K.,Cahalan, Michael K., Stock

and M. Christine.2009. Clinical Anesthesia, 6th Edition.Philadelphia:

Lippincott Williams & Wilkins.

Reed, A.P dan Francine. 2005. Clinical cases in Anesthesia 3rd

edition. Elsevier

Churchill Livingstone. Philadelphia

Yao, F-S.F. 2003. Anesthesiology Problem Oriented Patient Management.

Philadelphia. Lippincott Williams & Wilkins

Lobato, E.B. 2008. Complications in Anaesthesiology. William & Wilkins.

Philadelphia

British Thoracic Society. 2008. British Guideline On The Management Of Asthma,

London