Pemeriksaan Zat Keton Urin Metode Rothera - Ketonuria Rothera Test

Pemeriksaan ketone bodies atau juga disebut benda keton dalam urin terdiri dari acetone, acetoacetic acid dan β-hydroxybutyric acid. Menurut Gandasoebrata (1968), pemeriksaan acetone merupakan pemeriksaan yang diharuskan segera diperiksa pertama kali karena acetone mudah menguap atau berubah menjadi acetoacetic acid, begitu juga β-hydroxybutyrate yang lebih dulu berubah menjadi acetoacetic acid yang mudah menghilang dalam urin.

Deteksi ketonuria (benda keton dalam urin) memberikan informasi diagnostik yang berharga untuk berbagai kondisi metabolik. Individu normal mengeluarkan jumlah minimal benda keton (≤2 mg acetoacetic acid/dL), tetapi kondisi patologis dapat mengakibatkan peningkatan signifikan yang memerlukan perhatian medis segera.

Fisiologis

Proses Ketogenesis

Ketogenesis terjadi terutama di mitokondria hepatik ketika produksi acetyl-CoA dari β-oxidation asam lemak melebihi kapasitas citric acid cycle. Proses ini melibatkan tiga tahap enzimatik utama:

1. Kondensasi Acetyl-CoA untuk membentuk acetoacetyl-CoA
2. Sintesis HMG-CoA dari acetoacetyl-CoA dan acetyl-CoA
3. Pembentukan acetoacetate melalui aksi HMG-CoA lyase

Utilisasi Ketone Bodies

Ketone bodies diangkut dari hati ke jaringan ekstrahepatik, di mana mereka dikonversi kembali menjadi acetyl-CoA untuk produksi energi. Otak dapat memperoleh 50-70% kebutuhan energinya dari ketone bodies selama kelaparan berkepanjangan, menjadikannya bahan bakar metabolik yang penting selama deprivasi glukosa.

Signifikansi Klinis

Diabetic Ketonuria

Diabetic ketoacidosis merupakan penyebab patologis paling umum dari ketonuria. Pasien diabetes tipe 1 sangat rentan terhadap episode ketosis, yang sering dipicu oleh infeksi, stres, atau masalah manajemen. Ketonuria dapat memberikan peringatan dini akan diabetic coma yang akan datang, dengan kadar hingga 50 mg acetoacetic acid/dL berpotensi hadir tanpa gejala ketosis klinis yang jelas.

Non-diabetic Ketonuria

Beberapa kondisi dapat menghasilkan ketonuria pada individu non-diabetes:

• Kondisi pediatrik: Penyakit demam akut, keadaan toksik dengan muntah atau diare
• Gangguan metabolik: Penyakit metabolik bawaan pada neonatus
• Keadaan fisiologis: Hyperemesis gravidarum, cachexia, pasca anestesi
• Faktor gaya hidup: Puasa berkepanjangan, diet ketogenic, olahraga berat
• Kondisi lain: Hyperthyroidism, alkoholisme, luka bakar parah

Prinsip Metode Rothera

Prinsip Biokimia

Tes Rothera bergantung pada reaksi nitroprusside, di mana sodium nitroprusside (Na₂[Fe(CN)₅NO]) bereaksi dengan ketone bodies (acetoacetic acid dan acetone) dalam medium alkali untuk membentuk kompleks berwarna ungu yang khas:

Na₂[Fe(CN)₅NO] + ketones → kompleks ungu (kondisi alkali)

Persiapan Reagen

Reagen Rothera (Campuran Kering):

• Ammonium sulfate (NH₄)₂SO₄: 100 bagian
• Sodium nitroprusside Na₂[Fe(CN)₅NO]: 1 bagian

Menurut Gandasoebrata (1968), reagen Rothera disiapkan dengan mencampurkan sodium nitroprusside 5 gram dan ammonium sulfate 200 gram yang digerus menggunakan mortar dan disimpan dalam botol yang tertutup rapat. Persiapan: Haluskan komponen menjadi bubuk halus dan simpan dalam wadah kedap udara yang terlindung dari kelembapan.

Reagen Tambahan:

• Concentrated ammonium hydroxide (NH₄OH) 28%

Prosedur

Berdasarkan Gandasoebrata (1968), prosedur pemeriksaan ketone bodies dalam urin metode Rothera adalah sebagai berikut:

1. Persiapan sampel: Masukkan urin segar dalam tabung reaksi sebanyak 5 mL
2. Penambahan reagen: Tambahkan kurang lebih 1 gram reagen Rothera, campur atau homogenkan sampai reagen Rothera larut
3. Alkalinisasi: Setelah larut, tambahkan 1-2 mL ammonium hydroxide pekat (28%), teteskan perlahan lewat dinding dengan memiringkan tabung
4. Observasi: Setelah tabung dalam sikap tegak, baca hasil perubahan warna yang terjadi pada perbatasan antara dua lapisan cairan dalam waktu 3 menit

Interpretasi Hasil

Menurut Gandasoebrata (1968), penilaian hasil dilakukan secara semikuantitatif dengan menilai perubahan warna pada perbatasan kedua lapisan cairan. Jika berubah menjadi warna ungu kemerah-merahan dalam 3 menit berarti tes positif. Jika perubahan warnanya cepat dan berwarna ungu yang semakin tua maka kandungan ketone bodies makin banyak. Reaksi ini mempunyai sensitivitas positif 1:400.000 terhadap adanya acetoacetic acid dan 1:20.000 terhadap adanya acetone, sedangkan β-hydroxybutyric acid tidak dapat dinyatakan dengan reaksi ini.

Hasil	Penampilan	Perkiraan Kadar Keton	Signifikansi Klinis
Negatif	Tidak ada perubahan warna	<5 mg/dL	Normal
Trace	Cincin ungu samar	5-10 mg/dL	Peningkatan minimal
Kecil (+)	Cincin ungu ringan	10-20 mg/dL	Ketonuria ringan
Sedang (++)	Cincin ungu sedang	20-40 mg/dL	Ketonuria signifikan
Besar (+++)	Cincin ungu pekat	>40 mg/dL	Ketonuria berat

Metode Alternatif

Tes Ferric Chloride Gerhardt

Prinsip: FeCl₃ bereaksi dengan acetoacetate untuk menghasilkan warna merah anggur

Prosedur: Tambahkan larutan FeCl₃ 10% tetes demi tetes ke 5 mL urin

Keterbatasan: Non-spesifik, kurang sensitif (ambang batas 25-50 mg/dL), interferensi dari salisilat dan L-dopa

Tes Strip Komersial

• Sensitivitas: 5-10 mg/dL acetoacetic acid
• Spesifisitas: Tidak mendeteksi β-hydroxybutyrate
• Keuntungan: Cepat, nyaman, terstandarisasi
• Keterbatasan: Variabel antar lot, akurasi tergantung pH

Tablet Acetest:

• Sensitivitas: 5-10 mg/dL acetoacetic acid, 20-25 mg/dL acetone
• Aplikasi: Dapat menguji darah, plasma, serum, atau urin
• Penyimpanan: Sensitif terhadap kelembapan, memerlukan penyimpanan yang tepat

Perbandingan Metode dan Keterbatasan

Metode Rothera memiliki beberapa keunggulan yang membuatnya tetap relevan dalam praktik klinis. Tes ini memberikan hasil yang cepat dalam waktu kurang dari satu menit, sangat cost-effective, dan tidak memerlukan peralatan khusus. Metode ini dapat mendeteksi baik acetoacetate maupun acetone dengan sensitivitas tinggi untuk acetoacetate (1-5 mg/dL). Namun, metode ini memiliki keterbatasan utama yaitu tidak dapat mendeteksi β-hydroxybutyrate yang merupakan 78% dari total ketone bodies. Hasil false positive dapat terjadi akibat metabolit L-dopa, fenol, dan obat yang mengandung sulfhidril. Interpretasi hasil bersifat subjektif karena penilaian warna bervariasi antar pengamat, dan stabilitas reagen dipengaruhi oleh sensitivitas terhadap kelembapan yang dapat mempengaruhi reliabilitas. Selain itu, stabilitas sampel menjadi masalah karena keton dapat terdegradasi dengan kontaminasi bakteri.

Metode enzimatik modern yang menggunakan 3-hydroxybutyrate dehydrogenase memberikan pengukuran spesifik dari individual ketone bodies, hasil kuantitatif, deteksi β-hydroxybutyrate, dan korelasi klinis yang lebih baik. Laboratorium canggih kini menggunakan assay berbasis enzim ini yang memberikan pengukuran spesifik benda keton individual, hasil kuantitatif, deteksi β-hydroxybutyrate, dan korelasi klinis yang ditingkatkan dibandingkan dengan metode tradisional.

Pertimbangan Pra-analitik

1. Pengumpulan sampel: Gunakan spesimen urin segar dalam wadah bersih
2. Kondisi penyimpanan: Lindungi dari cahaya, dinginkan jika pengujian tertunda
3. Waktu: Uji dalam 2 jam setelah pengumpulan bila memungkinkan
4. Persiapan pasien: Catat status puasa, obat-obatan, kondisi klinis

Kontrol Kualitas Analitik

1. Pemeriksaan reagen: Verifikasi integritas reagen dengan kontrol positif/negatif yang diketahui
2. Pemantauan penyimpanan: Pertahankan kondisi kering untuk reagen kering
3. Pelatihan personel: Pastikan teknik dan interpretasi yang konsisten
4. Dokumentasi: Catat hasil dengan konteks klinis yang sesuai

Troubleshooting False Results

False Positives:

• Panaskan sampel urin hingga 50°C selama 10 menit untuk menghilangkan reaksi yang dimediasi keton
• Pertimbangkan interferensi obat (L-dopa, phenylketones, pengawet)
• Verifikasi dengan metode pengujian alternatif

False Negatives:

• Periksa kesegaran reagen dan kondisi penyimpanan
• Pastikan pH alkali yang tepat selama pengujian
• Pertimbangkan ketosis β-hydroxybutyrate yang predominan

Aplikasi Klinis dan Interpretasi

Dalam manajemen diabetes, pemeriksaan keton digunakan untuk pemantauan rutin selama sakit atau stres, deteksi ketoacidosis sebagai sistem peringatan dini untuk perkembangan Diabetic Ketoacidosis (DKA), pemantauan pengobatan untuk menilai respons terhadap terapi insulin, dan edukasi pasien mengenai protokol pengujian di rumah dan interpretasi hasil. Di bidang kedokteran darurat, pemeriksaan ini berperan dalam diagnosis diferensial untuk membedakan etiologi metabolic acidosis, penilaian keparahan dengan mengorelasikan keton urin dengan presentasi klinis, dan panduan pengobatan untuk menginformasikan keputusan manajemen cairan dan insulin. Dalam aplikasi pediatrik, pemeriksaan keton digunakan untuk screening inherited metabolic disorders untuk defisiensi enzim, pemantauan penyakit untuk mendeteksi ketosis selama episode demam, dan penilaian diet untuk memantau kepatuhan diet ketogenic.

Kesimpulan

Metode Rothera tetap menjadi alat screening yang berharga untuk deteksi ketonuria meskipun memiliki keterbatasan yang melekat. Meskipun efektif mengidentifikasi acetoacetate dan acetone, klinisi harus menyadari ketidakmampuannya untuk mengukur β-hydroxybutyrate, ketone body yang predominan dalam sebagian besar keadaan patologis. Praktik klinis modern mendapat manfaat dari korelasi hasil Rothera dengan analisis blood gas, pengukuran keton serum, dan presentasi klinis untuk penilaian metabolik yang komprehensif.

Kesederhanaan metode, cost-effectiveness, dan hasil yang cepat memastikan relevansi berkelanjutannya dalam pengaturan sumber daya terbatas dan situasi darurat. Namun, laboratorium dengan kemampuan canggih harus mempertimbangkan metode enzimatik atau otomatis untuk meningkatkan akurasi diagnostik dan optimalisasi perawatan pasien.

Memahami kekuatan dan keterbatasan metode deteksi keton memungkinkan penyedia layanan kesehatan untuk membuat keputusan yang tepat mengenai pemilihan tes, interpretasi hasil, dan manajemen klinis, yang pada akhirnya meningkatkan hasil pasien dalam keadaan darurat metabolik dan manajemen penyakit kronis.

Referensi

1. Gandasoebrata. (1968). Penuntun Laboratorium Klinik. Jakarta: Dian Rakyat.
2. Comstock, J. P., & Garber, A. J. Ketonuria. Clinical Laboratory Medicine, 140, 658-661.
3. Kumar, V., & Gill, K. D. (2018). Qualitative Analysis of Ketone Bodies in Urine. In Basic Concepts in Clinical Biochemistry: A Practical Guide (Chapter 30, pp. 119-121). Springer Nature Singapore Pte Ltd.
4. McPherson, R. A., & Pincus, M. R. (2022). Ketones in Urine. In Henry's Clinical Diagnosis and Management by Laboratory Methods (Part 3, pp. 479). Elsevier Inc.
5. Mohan, S., & Mohan, H. (2017). Ketone Body Detection Methods. In Practical Pathology for Dental Students (2nd ed.). Jaypee Brothers Medical Publishers.
6. Section Two: Clinical Pathology and Basic Cytopathology (2016). Ketonuria Testing Procedures. Clinical Laboratory Methods, 30-31.
7. Goldenberg, R. M., et al. (2016). SGLT2 inhibitor-associated diabetic ketoacidosis: Clinical review and recommendations for prevention and diagnosis. Clinical Therapeutics, 38(12), 2654-2664.
8. Karslioglu French, E., et al. (2019). Diabetic ketoacidosis and hyperosmolar hyperglycemic state in adults: Clinical features, evaluation, and diagnosis. UpToDate.
9. Kraut, J. A., & Madias, N. E. (2014). Lactic acidosis. New England Journal of Medicine, 371(24), 2309-2319.
10. Misra, S., & Oliver, N. S. (2015). Utility of ketone measurement in the prevention, diagnosis and management of diabetic ketoacidosis. Diabetic Medicine, 32(1), 14-23.