Sekilas COVID-19

HELP TO FIGHT COVID-19

SEKILAS COVID-19
(Bagian 1)

Oleh: Mas Gunggung
(Instruktur Olah Napas Kebugaran TNI AL)
_______

Bagaimana memahami COVID-19 dari sudut pandang biomolekuler?

Sering kita dengar mengenai “Badai Cytokine” yang terkait dengan virus COVID-19. Apa sebenarnya yang dimaksud dengan “Badai Cytokine” yang sering kita dengar?

Melalui tulisan ini saya akan bantu jelaskan untuk memudahkan memahami mengenai “Badai Cytokine”. Sekaligus juga sebagai pengingat pengetahuan pribadi. Semua penjelasan dibawah ini diposisikan hanya sebagai tambahan informasi.

Kita mulai dari saat virus masuk dan melakukan infeksi lewat apapun penyebabnya. Mungkin droplet atau sentuhan fisik atau melalui permukaan benda atau melalui udara.

1) Ketika virus masuk, maka virus ini akan memasuki sistem pernapasan dan kemudian menyerang Alveoli dengan cara melekat pada sel Pneumocyte Type II.

2) ALVEOLI dapat dibayangkan seperti kantung-kantung udara yang berbentuk mirip seperti segerombol anggur. Dia adalah inti sekaligus ujung dari perjalanan udara yang kita hirup. Fungsi Alveoli adalah sebagai tempat pertukaran udara dan merupakan juga gerbang masuk bagi udara ke dalam sistem peredaran darah. Karena itulah untuk mendapatkan pertukaran udara yang maksimal, Alveoli perlu memiliki luas permukaan yang besar namun dengan volume yang kecil. Inilah yang menyebabkan Alveoli memiliki struktur seperti segerombol anggur.

3) PNEUMOCYTE merupakan sel yang berada di dalam dinding dalam Alveoli. Alveoli memiliki 2 (dua) jenis Pneumocyte yakni Tipe I dan Tipe II. Pneumocyte Tipe I merupakan sel yang digunakan untuk menghasilkan Pertukaran Gas. Sedangkan Pneumocyte Tipe II digunakan untuk menghasilkan Surfactant. Fungsi Surfactant untuk menjaga tekanan permukaan di dalam Alveoli sehingga mengurangi pengempisan ruang Alveoli. Adanya Surfactant menyebabkan Alveoli tertahan untuk tidak mengempis.

4) RESEPTOR spesifik dimana virus dapat melekat pada sel Pneumocyte Type II disebut dengan ACE-2 (“Angiotensin Converting Enzyme type-2”). Ketika virus melekat pada reseptor maka ia akan memasuki sel dengan melepaskan +ssRNA (positive single stranded RNA) pada Sitoplasma.

5) +SSRNA ini kemudian akan melakukan berbagai hal.

6) Pertama, ia masuk ke dalam sel inang Ribosome dan mengkonversi +ssRNA menjadi ‘berbagai molekul protein’ spesifik (disebut dengan istilah: ‘Poliprotein’) melalui proses Translasi.

7) Kedua, +ssRNA yang berada pada sel inang Ribosome ini akan dapat menggunakan enzim yang bernama “RNA-Dependent RNA Polimerase” untuk membuat salinan +ssRNA dalam jumlah banyak.

8) Jadi nantinya akan ada banyak molekul Poliprotein dan banyak salinan +ssRNA di dalam sel Pneumocyte Type II ini. Tujuan adanya pembuatan salinan dan berbagai molekul Poliprotein diatas adalah untuk membentuk berbagai komponen-komponen virus berikutnya di dalam sel seperti Nucleocapsid, enzim, dan protein. Capsid adalah ‘cangkang virus’.

9) Berbagai molekul Poliprotein yang dibentuk diatas akan menggunakan enzim bernama ‘Proteinases’ untuk menghasilkan komponen pelengkap pembentuk virus.

10) Berikutnya, salinan +ssRNA dan molekul Poliprotein akan saling bergabung dan menghasilkan virus baru. Terjadi duplikasi virus di dalam sel Pneumocyte Type II.

11) Salinan virus baru akan keluar dari sel sambil merusak sel inang Ribosome.

12) Ketika sel inang mengalami kerusakan maka ia akan mengeluarkan sinyal inflamasi.

13) Sinyal inflamasi ini akan memberitahu Makrofagus untuk melakukan sesuatu. Makrofagus adalah sel pada jaringan yang berasal dari sel darah putih yang disebut Monosit.

14) Disinilah kemudian permasalahan dimulai. “Badai” akan dimulai dari sini.

15) BADAI PERTAMA. Makrofagus ketika terstimulasi sinyal inflamasi dari sel Pneumocyte Type II yang rusak kemudian akan mengeluarkan Cytokine (terjemahan Indonesia menjadi “Sitokin”). Cytokine adalah sekelompok protein yang dikeluarkan oleh sel yang merupakan bagian dari sistem imun yang berfungsi sebagai pembawa sinyal kimiawi.

16) Cytokine yang dihasilkan oleh Makrofagus ini adalah IL-1, IL-6, dan TNF-alpha. Dengan dominan pada IL-6.

17) Ketiga Cytokine diatas kemudian akan masuk ke dalam aliran darah pada pembuluh darah di sekitar Alveoli. Masuknya ketiga Cytokine itu menyebabkan pembuluh darah di sekitar Alveoli mengalami pelebaran (vasodilatasi) namun sel Endothelium disana justru mengalami kontraksi penyempitan (vasokonstriksi). Sel Endothelium adalah jenis sel yang membentuk dinding pembuluh darah.

18) Apa akibatnya dari kondisi ini? Yakni terjadinya celah diantara sel Endothelial yang seharusnya rapat (lihat gambar yang saya sertakan dibawah). Terbukanya celah ini menyebabkan terjadinya kebocoran fluida (cairan). Cairan yang bocor kemudian akan memenuhi ruang antara pembuluh darah dan Alveoli dan bahkan secara potensial dapat masuk ke dalam Alveoli itu sendiri.

19) Seiring cairan itu memenuhi ruang antara pembuluh darah dan atau di dalam Alveoli maka akan terjadi tekanan kuat terhadap permukaan Alveoli. Ini disebut dengan ‘Alveolar Edema’. Terjadi penurunan tekanan permukaan Alveoli. Alveoli akan mulai terkompresi dan mulai mengempis.

20) Pada titik dimana ‘Alveolar Edema’ terjadi maka tekanan Surfactant juga ikut menurun. Padahal, Surfactant ini berfungsi untuk meningkatkan tekanan permukaan Alveoli.

21) Kempisnya Alveoli menyebabkan gangguan pada pertukaran gas dalam bentuk penurunan kemampuan pertukaran gas. Kondisi ini disebut dengan ‘Hypoxemia’.

22) Kempisnya Alveoli juga menyebabkan terjadinya ‘Work of Breathing’ atau peningkatan kerja pernapasan. Kondisi ini akan memaksa terjadinya penarikan udara yang lebih banyak dan lebih sering dari biasanya akibat dari upaya untuk membuka kembali Alveoli yang sudah mengempis. Namun karena ada banyak cairan disekitar Alveoli (termasuk di dalam Alveoli itu sendiri) maka hal ini menjadi sangat sulit dilakukan. Napas menjadi semakin pendek.

23) BADAI KEDUA, saat inflamasi terjadi dan Cytokine dilepaskan dalam jumlah besar juga sekaligus merangsang munculnya Neutrophil. Neutrophil merupakan salah satu bagian dari sistem pertahanan pada jenis sel darah putih.

24) Neutrophil akan memasuki aliran darah masuk ke dalam Alveoli, mendeteksi keberadaan virus dan berusaha menghancurkannya. Salah satu yang dikeluarkan dari Neutrophil adalah ROS atau ‘Reactive Oxygen Species’. Namun kemunculan ROS ini alih-alih berusaha menghancurkan virus malah justru ikut membuat sel Pneumocyte Tipe I dan Tipe II juga rusak dan hancur.

25) Jika kerusakannya mengenai Pneumocyte Tipe I maka menyebabkan rusaknya pertukaran gas pada Alveoli. Sedangkan jika kerusakannya mengenai Pneumocyte Tipe II maka menyebabkan menurunnya produksi Surfactant. Jika dua-duanya rusak, akan terjadi peningkatan luar biasa pada tekanan permukaan Alveoli akibat dari tingginya tekanan cairan dari luar. Hal ini menyebabkan Alveoli langsung kempis (collapse) dengan cepat.

26) Pengempisan Alveoli membuat semua zat akan berada memusat di tengah yakni cairan (fluid), protein, Pneumocyte yang rusak, Neutrophil, Makrofagus, dan lain sebagainya. Kondisi ini disebut dengan “Consolidation”.

27) Dampak dari “Consolidation” menyebabkan terjadinya Batuk. Batuk terjadi sebagai upaya untuk membuang semua zat yang ada dalam Alveoli yang telah rusak tersebut. Oleh karena Alveoli mengempis maka zat di dalamnya sulit keluar sehingga terjadi batuk yang sering. Terjadi pelepasan cairan dalam bentuk droplet disini.

27) BADAI KETIGA, ketika Makrofagus melepaskan sejumlah besar komponen Cytokine (IL-1, IL-6, dan TNF-alpha) maka komponen Cytokine ini akan beredar ke dalam aliran darah dan dapat berjalan hingga mencapai Sistem Syaraf Pusat di otak.

28) Pada Sistem Syaraf Pusat terdapat organ yang disebut dengan Hipothalamus. Salah satu fungsi Hipothalamus adalah mengatur temperatur.

29) Tingginya konsentrasi komponen Cytokine (IL-1, IL-6, TNF-alpha) akan memberitahu Hipothalamus agar melepaskan hormon bernama ‘Prostaglandin’ yang bertujuan untuk meningkatkan temperatur. Peningkatan temperatur ini menyebabkan terjadinya Demam. Dan demam merupakan gejala utama mereka yang terinfeksi COVID-19.

30) BADAI KEEMPAT, kerusakan pada Pneumocyte Tipe I yang mengatur pertukaran gas akan menyebabkan turunnya saturasi Oksigen dalam darah.

31) Jika saturasi Oksigen turun maka akan memicu Chemoreceptor untuk meningkatkan aktivitas Syaraf Otonom pada cabang Simpatik.

32) Kenaikan syaraf Simpatik akan menyebabkan terjadinya kenaikan Heart Rate (detak jantung) sekaligus juga Respiration Rate (laju pernapasan).

33) BADAI KELIMA terjadi ketika kondisi makin memburuk. Apabila tingginya konsentrasi komponen inflamasi Cytokine (IL-1, IL-6, dan TNF-alpha) telah mampu menjangkau keseluruhan Sistem Kardiovaskular (peredaran darah utama).

34) Pada kondisi ini akan terjadi celah pada pembuluh darah dan menyebabkan kebocoran fluida (cairan) pada sistem kardiovaskular utamanya pada ruang antar jaringan. Cairan mulai keluar dan memenuhi semua ruang disana.

35) Kebocoran cairan menyebabkan terjadinya penurunan Volume Darah. Penurunan volume darah menyebabkan terjadinya vasodilatasi dan menurunkan tekanan. Jika terjadi dua-duanya maka tekanan darah menjadi sangat rendah. Terjadi kondisi ‘Septic Shocked’ pada sistem kardiovaskular.

36) Penurunan tekanan darah secara signifikan menyebabkan terjadinya penurunan nilai ‘Perfusion’ secara signifikan juga. Perfusion merupakan kondisi pengiriman darah menuju jaringan kapiler. Kondisi yang menunjukkan kemampuan pasokan darah pada jaringan.

37) Jika penurunan pasokan darah terjadi terus menerus maka menyebabkan kondisi yang disebut dengan MSOF atau ‘Multi System Organ Failure’ alias kegagalan fungsi pada banyak organ.

38) BADAI KEENAM terjadi ketika penurunan pasokan darah mengarah pada Ginjal. Pada kondisi ini Ginjal tidak mendapat cukup asupan darah akibat rendahnya pengiriman darah kesana.

39) Pada Ginjal akan terjadi kenaikan nilai BUN (Blood Urea Nitrogen) dan kenaikan Creatinine. Kenaikan nilai ini menujukkan kerusakan pada Ginjal.

40) BADAI KETUJUH terjadi ketika penurunan pasokan darah mengarah pada Liver. Pada kondisi ini Liver akan kekurangan pasokan darah dan menganggap sebagai inflamasi. Liver akan mengeluarkan molekul yang dibutuhkan untuk kompensasi seperti AST (SGPT), ALT (SGOT), Bili, CRP, Fibrinogen, dan IL-6. Pada pasien COVID-19 nilai-nilai tersebut mengalami kenaikan.

41) Dari setiap ‘Badai Cytokine’ yang terjadi diatas terlihat adanya gejala seperti Batuk yang sering, Demam, Detak Jantung meningkat, Laju Pernapasan meningkat, Napas Pendek, dan kenaikan-kenaikan pada banyak nilai kimiawi darah.

Pada bagian kedua mendatang saya akan menuliskan bagaimana pengaruh obat-obatan yang saat ini sedang dilakukan uji coba.

(bersambung)

Avatar

About MG

He is martial artist in Pencak Silat Merpati Putih. He develops health and wealth program in pencak silat based on breathing exercises. Individuals who are not scientists or engineers, but believe in the importance of science.

View all posts by MG →