Upload
fhera-tj
View
126
Download
8
Embed Size (px)
DESCRIPTION
tugas bioteknologi dasar
Citation preview
TUGAS MAKALAH
KIMIA KLINIK
KARBOHIDRAT DAN METABOLISME
GLUKOSA
Disusun oleh :
OLEH:
Kelompok VIII
Ferawati Tamar Jaya (H31110005)
Sitti Rahmah (H31110253)
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2013
BAB I
PENDAHULUAN
Karbohidrat sangat banyak terdapat di alam khususnya pada makhluk
hidup. Karbohidrat terdapat di semua bagian bahan sel baik sebagai komponen
struktur maupun sebagai komponen. Bobot kering tumbuh-tumbuhan secara khas
terdiri atas 50 – 80% karbohidrat polimer selulosa bersama dengan bahan struktur
sejenis. Karbohidrat adalah tulang punggung struktur asam nukleat, RNA dan
DNA dan merupakan gula yang memberikan cadangan energi yang diperoleh dari
matahari untuk fotosintesis. Isolasi, pemurnian dan pengubahan karbohidrat
merupakan dasar banyak industri penting, kayu adalah bahan bangunan utama di
hampir seluruh bagian dunia. Kayu jika diubah secara kimia melalui proses
pembuatan pulp, menjadi sumber kertas. Gula dan produk pati yang didapat dari
bahan tumbuh-tumbuhan berperan utama dalam nutrisi dan industri bahan
makanan sejenis.
Karbohidrat atau sakarida adalah polihidroksi aldehid atau polihidroksi
keton, atau senyawa yang terhidrolisis dari keduanya. Unsur utama penyusun
karbohidrat adalah karbon, hidrogen, dan oksigen. Jumlah atom hidrogen dan
oksigen memiliki perbandingan 2 : 1 seperti molekul air, misalnya glukosa 12 : 6
atau 2 ; 1, sukrosa 22 : 11 atau 2 : 1. Karena perbandingan tersebut orang dulunya
menduga karbohidrat merupakan penggabungan dari karbon dan hidrat atau air
sehingga molekul ini disebut karbohidrat.
Karbohidrat juga merupakan pusat metabolisme tanaman hijau dan
organismen fotosintentik lain yang menggunakan energi matahari untuk
melakukakan pembentukan karbohidrat. Karbohidrat yang terdapat dalam bentuk
pati dan gula berfungsi sebagai bagian utama energi yang dikonsumsi oleh
kebanyakan organisme di muka bumi ini. Sebagai pati dan glikogen, karbohidrat
berfungsi sebagai penyedia sementara glukosa. Karbohidrat juga berfungsi
sebagai penyangga di dalam dinding sel bakteri dan tanaman.
BAB II
PEMBAHASAN
Berdasarkan jumlah monomer pembentuk suatu karbohidrat maka dapat
dibagi atas tiga golongan besar yaitu :
1. Monosakarida
Istilah sakarida berasal dari bahasa latin dan mengacu pada rasa manis
senyawa karbohidrat sederhana. Monosakarida adalah karbohidrat yang tidak
dapat dihidrolisis menjadi senyawa yang lebih sederhana. Monosakarida yang
mengandung gugus aldehida dirujuk sebagai aldosa. Contoh aldosa :Glukosa,
Galaktosa, Ribosa, dan Deoksiribosa
2. Oligosakarida
Oligosakarida adalah polimer dengan derajat polimerasasi 2 sampai 10 dan
biasanya bersifat larut dalam air. Oligosakarida yang terdiri dari dua molekul
disebut disakarida, bila tiga molekul disebut triosa, bila sukrosa terdiri dari
molekul glukosa dan fruktosa, laktosa terdiri dari molekul glukosa dan galaktosa.
Senyawa yang termasuk disakarida adalah :Sukrosa, Laktosa, dan Maltosa
3. Polisakarida
Polisakarida merupakan polimer molekul-molekul monosakarida yang
dapat berantai lurus atau bercabang dan dapat dihidrolisis dengan enzim-enzim
tertentu. Contoh polisakarida zat paling spesifik adalah heparin yang mencegah
koagulasi darah.: Pati, Gelatinisasi, Selulosa, Pektin, dan Glikogen.
KARBOHIDRAT DAN PERUBAHAN METABOLISME GLUKOSA
Organisme bergantung pada oksidasi senyawa organik kompleks untuk
memperoleh energi. Jenis umum senyawa tersebut adalah karbohidrat, asam
amino, dan lipid. Meskipun semua digunakan sebagai sumber energi, karbohidrat
adalah sumber utama untuk otak, eritrosit, dan sel retina pada manusia. Akibatnya,
konsentrasi glukosa dalam air ekstraseluler (termasuk plasma) membutuhkan
regulasi yang ketat. Hal ini dicapai dengan endokrin kompleks dan saling terkait
dan proses metabolisme difasilitasi oleh fungsi normal dari beberapa kelenjar dan
organ. Jika satu atau lebih dari sistem ini tidak berfungsi dengan baik, hilangnya
kontrol glikemik terjadi, yang akhirnya menghasilkan pembentukan bagian
patologis. Namun, gangguan metabolisme glukosa, seperti diabetes mellitus, lebih
dari disfungsi sederhana dari regulasi glukosa. Penyakit ini sering memiliki
penyebab multifaktorial, yang dapat mencakup genetik, kekebalan tubuh,
mekanisme molekuler autoimun, dan lainnya.
Karbohidrat merupakan sumber energi utama bagi tubuh manusia, yang
menyediakan 4 kalori (17 kilojoule) energi pangan per gram. Pemecahan
karbohidrat (misalnya pati) menghasilkan mono- dan disakarida, terutama
glukosa. Melalui glikolisis, glukosa segera terlibat dalam produksi ATP, pembawa
energi sel. Di sisi lain, glukosa sangat penting dalam produksi protein dan dalam
metabolisme lipid. Karena pada sistem saraf pusat tidak ada metabolisme lipid,
jaringan ini sangat tergantung pada glukosa.
Glukosa diserap ke dalam peredaran darah melalui saluran pencernaan.
Sebagian glukosa ini kemudian langsung menjadi bahan bakar sel otak, sedangkan
yang lainnya menuju hati dan otot, yang menyimpannya sebagai glikogen ("pati
hewan") dan sel lemak, yang menyimpannya sebagai lemak. Glikogen merupakan
sumber energi cadangan yang akan dikonversi kembali menjadi glukosa pada saat
dibutuhkan lebih banyak energi. Meskipun lemak simpanan dapat juga menjadi
sumber energi cadangan, lemak tak pernah secara langsung dikonversi menjadi
glukosa. Fruktosa dan galaktosa, gula lain yang dihasilkan dari pemecahan
karbohidrat, langsung diangkut ke hati, yang mengkonversinya menjadi glukosa.
Glukosa, suatu gula monosakarida, adalah salah satu karbohidrat
terpenting yang digunakan sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan.
Glukosa merupakan salah satu hasil utama fotosintesis dan awal bagi respirasi.
Bentuk alami (D-glukosa) disebut juga dekstrosa, tearutama pada industri pangan.
Glukosa (C6H12O6, berat molekul 180.18) adalah heksosa—monosakarida
yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan aldehida (mengandung
gugus -CHO). Lima karbon dan satu oksigennya membentuk cincin yang disebut
"cincin piranosa", bentuk paling stabil untuk aldosa berkabon enam. Dalam cincin
ini, tiap karbon terikat pada gugus samping hidroksil dan hidrogen kecuali atom
kelimanya, yang terikat pada atom karbon keenam di luar cincin, membentuk
suatu gugus CH2OH. Struktur cincin ini berada dalam kesetimbangan dengan
bentuk yang lebih reaktif, yang proporsinya 0.0026% pada pH 7.Dekstrosa
terbentuk akibat larutan D-glukosa berotasi terpolarisasi cahaya ke kanan. Dalam
kasus sama D-fruktosa disebut "levulosa" karena larutan levulosa berotasi
terpolarisasi cahaya ke kiri. Gula terdapat dalam dua enantiomer ( isomer cermin),
D-glukosa dan L-glukosa, tapi pada organisme, yang ditemukan hanya isomer D-
isomer. Suatu karbohidrat berbentuk D atau L berkaitan dengan konformasi
isomerik pada karbon 5. Jika berada di kanan proyeksi Fischer, maka bentuk
cincinnya adalah enantiomer D, kalau ke kiri, maka menjadi enantiomer L. Sangat
mudah diingat, merujuk pada D untuk "dextro”, yang merupakan akar bahasa
Latin untuk "right" (kanan), sedangkan L untuk "levo" yang merupakan akar kata
"left" (kiri). Struktur cincinnya sendiri dapat terbentuk melalui dua cara yang
berbeda, yang menghasilkan glukosa-α (alfa) jeungt β (beta). Secara struktur,
glukosa-α jeung -β berbeda pada gugus hidroksil yang terikat pada karbon
pertama pada cincinnya. Bentuk α memiliki gugus hidroksil "di bawah"
hidrogennya (sebagaimana molekul ini biasa digambarkan, seperti terlihat pada
gambar di atas), sedangkan bentuk β gugus hidroksilnya berada "di atas"
hidrogennya. Dua bentuk ini terbentuk bergantian sepanjang waktu dalam larutan
air, hingga mencapai nisbah stabil α:β 36:64, dalam proses yang disebut
mutarotasi yang dapat dipercepat.
Klasifikasi dan kimia Monosakarida
Karbohidrat merupakan polihidroksi aldehida atau keton polihidroksi, atau
unit multimerik senyawa tersebut. Rumus umum dari karbohidrat adalah
(CH2O)n. ada beberapa penyimpangan dari rumus dasar ini, karena turunan
karbohidrat dapat dibentuk dengan penambahan kelompok kimia lain seperti
fosfat, sulfat, dan amina, molekul terkecil yang sesuai dengan rumus umum
formaldehid. Namun, senyawa ini biasanya tidak dianggap Karbohidrat dan
sangat reaktif dan beracun. Glyceraldehydes, senyawa tiga karbon, biasanya
dianggap sebagai karbohidrat terkecil. Senyawa ini optik aktif, yaitu, berputar
pada bidang cahaya terpolarisasi, karbon pusat glyceraldehydes adalah kiral,
dengan kata lain, semua ikatan kimia yang berasal dari glyceraldehydes adalah
unik. Untuk setiap atom kiral ada 2n isomer yang mungkin, sehingga, ada 2, atau
dua, bentuk glyceraldehydes. Ini adalah isomer bayangan cermin satu sama lain
dan disebut stereoisomer. Karbohidrat dikelompokkan menjadi klasifikasi generik
berdasarkan jumlah karbon, tetrosa berisi empat, pentosa berisi lima, heksosa
mengandung enam karbon, dan sebagainya. Jika karbohidrat adalah aldehida,
maka disebut aldosa. Jika senyawa karbohidrat adalah keton, maka disebut ketose.
Dengan demikian pada (Gbr. 14-1) merupakan glukosa. Sebuah aldehida enam-
karbon, diklasifikasikan sebagai suatu aldohexose. Fruktosa, keton enam-karbon,
adalah ketohexose (gbr. 14-1).
Beberapa model dapat digunakan untuk mewakili karbohidrat (gbr. 14-1).
Proyeksi Fisher dari karbohidrat memiliki aldehida atau keton di bagian atas
gambar. Para karbon diberi nomor dimulai pada aldehida atau keton akhir, dan
senyawa dapat direpresentasikan baik sebagai rantai lurus atau bentuk siklik
hemiacetal.
D-dan L-adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan beberapa
isomer optik kemungkinan senyawa glukosa dan lainnya yang ada sebagai
stereoisomer. Karena ada empat karbon kiral dalam suatu aldohexose, berarti ada
24 atau 16 isomer yang mungkin, dua di antaranya adalah stereoisomer bernama
D-glukosa dan L-glukosa. Pada gambar 14-1, dapat dilihat bahwa D-glukosa
terwakili dalam proyeksi Fisher dengan kelompok hidroksil pada karbon nomor
lima, yang diposisikan di sebelah kanan. L-glukosa memiliki gugus hidroksil
jumlah karbon lima yang diposisikan di sebelah kiri.
Banyak karbohidrat mendukung pembentukan struktur cincin hemiasetal.
Bahkan, hanya sebagian kecil dari glukosa (kurang dari 1%) dalam larutan adalah
dalam bentuk rantai terbuka. Pembentukan struktur cincin hemiasetal
memperkenalkan posisi karbon baru kiral satu. Hal ini meningkatkan jumlah
aldohexoses siklik yang berbeda untuk 25, atau 32. Dengan demikian, D-atau-L
bentuk glukosa masing-masing memiliki dua representasi mungkin dalam bentuk
cincin (Gbr.14-1) bentuk α diwakili dengan menggambar gugus hidroksil karbon
satu di sebelah kanan. Bentuk β glukosa diwakili oleh menggambar gogus
hidroksil karbon satu di sebelah kiri. Fisher Projection
Haworth Projections
Gambar 14-1. Fisher dan Haworth proyeksi glukosa dan fruktosa. D-
glukosa, L-glukosa, dan D-fruktosa yang direpresentasikan sebagai proyeksi
rantai terbuka Fisher (atas gambar). α -D-glukopiranosa dan β-D-glukopiranosa
direpresentasikan sebagai cyclis Fisher proyeksi (tengah) dan proyeksi Haworth
(bawah gambar). β-D-glucofuranose juga diwakili di bagian bawah.
Proyeksi Hawoth merupakan senyawa dalam bentuk siklik, yang lebih
representatif dari struktur yang sebenarnya. Ketika glukosa digambarkan dalam
proyeksi Haworth, bentuk α dari D-glukopiranosa diwakili oleh kelompok
hidroksil karbon berorientasi pesawat ine bawah atau di bawah kertas (Gambar
14-1). Β-D-glukopiranosa memiliki gugus hidroksil karbon yang berorientasi ke
atas untuk kiasan mewakili berada di atas pesawat dari kertas (Gambar 14-1).
Kebanyakan gula pada manusia dari bentuk D. Proporsi α-D-glukopiranosa dan β-
D-glucopyranos dalam larutan ditentukan oleh sifat pelarut dan suhu.
Dengan demikian, jika solusi murni α-D-glukosa diperbolehkan untuk duduk di
40° C, membentuk sebuah campuran kesetimbangan dari 36% α-D-glukosa dan
4% β-D-glukosa. Reaksi ini disebut mutarotation. Secara teoritis, hal ini juga
ossible untuk enam karbon hemiacetal untuk membentuk dua cincin yang berbeda.
Satu cincin yang mirip dengan furan, yang berisi empat karbon dan satu oksigen,
cincin lainnya berisi lima karbon dan satu oksigen dan mirip dengan sebuah cincin
pyran (Gbr. 14-1). Glukosa termodinamika mudah mengalami pembentukan ix-
anggota cincin (lima karbon dengan satu oksigen), karena itu adalah sebuah
pyranose. Fruktosa, di sisi lain, dan mudah mengalami pembentukan cincin
furanose.
Disakarida dan polisakarida
Karbohidrat yang terpisah, atau monosakarida, dapat bergabung ke-gether
untuk disakarida bentuk atau struktur multimerik disebut aligosaccharides dan
polisakarida. Ketika dua molekul karbohidrat bergabung bersama, sebuah molekul
air yang dihasilkan. Ketika mereka berpisah, satu molekul watewr hilang. Reaksi
ini disebut hidrolisis. Polisakarida adalah molekul organik yang paling melimpah
di alam. Selulosa, misalnya, adalah polisakarida yang sangat tidak larut yang
terjadi secara luas pada tanaman, pati adalah karbohidrat utama (polisakarida)
penyimpanan produk tanaman yang lebih tinggi, dan glikogen adalah strorage
produk karbohidrat utama pada hewan.
Hubungan glikosida karbohidrat dapat melibatkan salah satu karbon,
namun karbon tertentu disukai tergantung pada karbohidrat. Sebuah disakarida
yang umum digunakan oleh manusia adalah sukrosa, sering dikenal sebagai gula
meja. Sukrosa adalah α-D-glucopyranosyl (12) β-D-Fructofuranoside (Gbr.14-
2). Oksigen dari karbon pada β-D-fruktosa. Dua disakarida umum lainnya adalah
maltosa dan laktosa (Gbr.14-2). Maltose terdiri dua α-D-glukosa unit dalam
hubungan (14). . Maltosa adalah disakarida, yang dibentuk oleh pencernaan pati
dengan enzim amilase. Laktosa adalah disakarida yang ditemukan dalam susu.
Laktosa terdiri dari α-D-galaktosa dan β-D-glukosa dalam hubungan (14).
Sucrose α-D-glucopyranosyl Maltose α-D- glucopyranosy
(12) β-D- Fructofuranoside (14) α-D- glucopyranoside
Lactose
β-D- glucopyranoside
(14) α-D- glucopyranoside
Gambar 14-2. Haworth proyeksi
sukrosa, maltosa, dan tiga laktosa
disakarida umum. Para karbon
yang terlibat dalam setiap
hubungan glikosida yang ditunjuk dalam tanda kurung. Sukrosa bukan gula-gula
pereduksi karena glucopyranoside memiliki gugus karbonil yang tersedia.
Semua monosakarida dan disakarida banyak mengurangi agen. ini adalah
karena aldehida atau keton bebas (bentuk rantai terbuka) dapat teroksidasi kondisi
yang tepat. Sebagai disakarida, salah satu aldehid atau ketons biasanya α dengan
linkage glikosidik, aldehid atau keton masih bebas berfungsi sebagai agen
mengurangi. Namun, ketika kedua aldehida atau keton α dengan linkage
glikosidik, seperti di sukrosa, maka disakarida tidak mampu menjalani
mutarotation dan karena itu tidak mampu berfungsi sebagai agen mengurangi.
Kedua maltosa dan laktosa pereduksi, sedangkan sukrosa tidak.
Unit tunggal dari karbohidrat tidak dapat disimpan dengan mudah dalam
sel. Semua karbohidrat adalah agen osmotik kuat karena jumlah gugus hidroksil
yang dapat berkontribusi terhadap ikatan hidrogen dan organisasi air. Selain itu,
enzim intraseluler mudah mengenali glukosa dan congener dan cepat shunt
mereka ke jalur metabolik. Oleh karena itu, untuk menyimpan molekul glukosa
secara efisien sampai mereka dibutuhkan untuk energi, sel-sel mengubah
karbohidrat ke dalam tepung polimer pada tumbuhan dan glikogen pada hewan
9fig.14-3). Pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan (gbr. 14-3). Pati dan
glikogen polimer dapat berbagai ukuran dari kurang dari 100 sampai lebih dari
2000 unit glukosa terkait. Pati dan glikogen yang serupa karena rantai utama
mereka terdiri dari 1,4-glikosidik linkage (Gbr.14-3). Cabang terjadi dari rantai
utama di 1,6-glikosidik (Gbr.14-3). Glikogen lebih bercabang dari pati, dan
cabang-cabangnya yang agak pendek. Agaknya, percabangan memungkinkan
organisme untuk menyimpan sejumlah besar karbohidrat dalam volume lebih
kecil, lebih kompak dari dunia lain mungkin untuk polimer linier. Kedua jaringan
yang mensintesis dan glikogen toko adalah hati dan otot.
Gambar 14-3. Representasi dari molekul glikogen berkembang. Angka
menunjukkan rantai utama (14) dan bercabang (16) glikosidik. Buka panah
(=>) poin menunjuk ekstensi potensial untuk rantai.
Reaktivitas dari Karbohidrat
Kemampuan glukosa berfungsi sebagai agen mengurangi telah berguna
dalam deteksi dan kuantisasi dari karbohidrat dalam cairan tubuh. Glukosa dan
lainnya karbohidrat mampu mengkonversi ion cupric dalam larutan alkali dengan
ion cuprous. Solusinya kehilangan warna biru dan endapan merah bentuk oksida
cuprous. Benedict dan Fehling reagen ini, yang mengandung larutan alkali ion
cupric stabilizied oleh sitrat atau titrasi, masing-masing, telah digunakan untuk
mendeteksi pereduksi dalam urin dan cairan tubuh lainnya. Karakteristik lain
kimia yang digunakan untuk dimanfaatkan untuk quantitate karbohidrat di masa
lalu adalah kemampuan molekul-molekul untuk membentuk basis Schiff dengan
amina aromatik. O-toluidin dalam larutan asam panas akan menghasilkan
senyawa berwarna dengan absorbansi maksimum pada 630 nm. Galaktosa,
aldohexose, dan mannose, aldopentose suatu, juga akan bereaksi dengan 0-
toluidin dan menghasilkan senyawa berwarna yang dapat mengganggu reaksi.
Basis Schiff reaksi dengan 0-toluidin adalah kepentingan sejarah saja dan telah
digantikan oleh lebih metode enzimatik spesifik, yang akan dibahas kemudian.
Metabolisme karbohidrat dan fuel Homeostasis
Seperti disebutkan, glukosa adalah sumber utama energi bagi manusia.
Sistem saraf, termasuk otak, benar-benar tergantung pada glukosa dari cairan
ekstraselular sekitarnya (ECF) untuk energi. Jaringan saraf tidak dapat
berkonsentrasi karbohidrat juga tidak bisa menyimpannya, karena itu sangat
penting untuk menjaga pasokan ke jaringan. Untuk alasan ini, konsentrasi glukosa
dalam ECF harus dijaga dalam kisaran sempit. Ketika konsentrasi turun di bawah
tingkat tertentu, jaringan saraf kehilangan sumber energi utama mereka dan tidak
mampu mempertahankan fungsi normal.
Bagian dari Glukosa
Sebagian dari karbohidrat ketika dicerna adalah polimer seperti pati dan
glikogen. Amilase saliva dan amilase pankreas yang bertanggung jawab untuk
pencernaan non-absorbable polimer untuk dekstrin dan disakarida, yang
selanjutnya dihidrolisis menjadi monosakarida oleh maltose, enzim yang
dikeluarkan oleh mukosa instestinal. Sukrase dan laktase adalah dua penting
lainnya usus yang diturunkan anzymes yang menghidrolisis sukrosa menjadi
glukosa dan fruktosa dan laktosa menjadi glukosa dan galaktosa.
Banyak orang tidak toleran laktosa. Hal ini dapat berupa bawaan atau
diperoleh di masa dewasa, dan disebabkan oleh penurunan ekspresi laktase di
perbatasan sikat lumen usus. Konsumsi hasil produk susu dalam
ketidakseimbangan osmotik karena retensi laktosa dalam usus. Flora usus mampu
memanfaatkan laktosa. Hasil adalah menumpuk di usus dan distensi, nyeri, perut
kembung, diare, dan dehidrasi menyebabkan ketidakseimbangan elektrolit dapat
terjadi. Dewasa biasanya akan mengatur diri ketidakseimbangan dapat terjadi.
Dewasa biasanya akan mengatur diri menelan laktosa untuk menghindari
ketidaknyamanan yang mereka alami di masa lalu. Defisiensi lactase ini lebih
serius karena laktosa adalah komponen utama dari susu. Dehidrasi berat pada bayi
dapat mengakibatkan LIRP yang mengancam ketidakseimbangan elektrolit.
Perlakuan intoleransi laktosa pada bayi adalah substitusi susu untuk merek
kekurangan laktosa.
Metabolisme Glukosa
Setelah disakarida diubah menjadi monosakarida, mereka diserap oleh
usus dan diangkut ke hati oleh pasokan hati Portal darah vena. Glukosa adalah
karbohidrat hanya untuk secara langsung digunakan untuk energi atau disimpan
sebagai glikogen. Galaktosa dan fruktosa harus diubah menjadi glukosa sebelum
mereka dapat dimanfaatkan. Setelah glukosa memasuki sel, itu quckly didorong
ke dalam salah satu dari tiga metabolik pathaway mungkin (dijelaskan bawah)
tergantung pada ketersediaan substrat atau status gizi sel. Tujuan utama dari sel
adalah untuk mengubah glukosa menjadi karbon dioksida dan air, di mana proses
sel memperoleh molekul energi tinggi adenosin trifosfat (ATP) dari fosfat
anorganik dan adenosin difosfat (ADP). Sel membutuhkan oksigen untuk
langkah-langkah akhir dalam rantai transpor elektron. Nikotinamida adenin
dinukleotida dalam bentuk mengurangi nya (NADH) akan bertindak sebagai
perantara oksidasi glukosa pasangan untuk rantai transpor elektron (ETC) di
mitokondria di mana banyak ATP diperoleh.
Gambar 14-4 embden-Meyerhof jalur untuk glikolisis anaerobik
Langkah pertama untuk semua tiga jalur membutuhkan glukosa untuk
diubah menjadi glukosa-6-fosfat dengan menggunakan energi tinggi molekul
ATP. Reaksi ini dikatalisis oleh heksokinase enzim (Gbr.14-4). Glukosa-6-fosfat
dapat memasuki jalur embden-Meyerhof atau jalur heksosa monofosfat, atau
dapat menjadi penting bagi generasi energi dari glukosa, jalur kedua adalah
penting untuk penyimpanan glukosa.
Jalur the embden-Meyerhof (EM) terjadi dalam laku sitosol dari sel,
Dalam jalur ini, glukosa dipecah menjadi dua tiga-karbon molekul asam piruvat,
yang dapat memasuki sycle asam trikarboksilat (TCA siklus) atau lebih
teroksidasi dua molekul asam laktat (Gbr.14-4). Jalur EM memerlukan oksigen.
Glikolisis anaerobik adalah kebutuhan energi yang penting tanpa suplai oksigen
yang cukup. Jaringan ini dapat mendorong ATP dari glukosa defisit oksigen dan
akan terakumulasi asam laktat. Asam laktat berdifusi dari sel otot, memasuki
sirkulasi sistematik, dan yang diambil dan dimanfaatkan oleh hati. Proses ini
disebut Cori, atau glukosa-laktase, siklus.
Agar glikolisis anaerobik berlangsung, dua mol ATP harus dikonsumsi
untuk setiap mol glukosa, namun, empat mol ATP secara langsung diproduksi
menghasilkan keuntungan bersih dari dua mol ATP. Selanjutnya keuntungan dari
siklus ATP dan NADH ke ETC. Substrat lain memiliki kesempatan untuk
memasuki jalur di beberapa titik. Gliserol dilepaskan dari hidrolisis trigliserida
dapat masuk pada 3-glycerate phospho-, dan asam lemak dan ketonase dan
beberapa asam amino yang dikonversi atau dikatabolisme ke A koenzim asetil
(CoA Asetil), yang merupakan bagian dari siklus TCA. Asam amino lainnya
memasuki jalur sebagai piruvat atau deaminasi keto-dan oxoacids. Konversi asam
lemak untuk asetil KoA yang disebut-Knoops oksidasi. Konversi asam amino oleh
hati, dan jaringan khusus lainnya seperti ginjal, untuk substrat yang dapat
dikonversi menjadi glukosa disebut gluconeo-genesis. Glukoneogenesis juga
mencakup pembicaraan dari gliserol, piruvat laktase, dan glukosa.
Jalur energi kedua adalah shunt monofosfat heksosa (shunt HMP), yang
sebenarnya adalah jalan memutar glukosa-6-fosfat dari jalur glikolitik menjadi 6-
phosphogluconic asam. Produk ini teroksidasi memungkinkan pembentukan
ribosa-5-fosfat dan nikotinamida dinukleotida fosfat I dikurangi oleh (NADPH).
NADPH penting bagi eritrosit, yang kurang mitokondria dan karena itu tidak
mampu siklus penggunaan TCA. Kekuatan reduksi NADPH diperlukan untuk
melindungi sel dari kerusakan akibat radikal bebas dan oksidatif. Tanpa NADPH,
lapisan ganda lipid membran sel dan enzim penting pada akhirnya akan hancur,
mengakibatkan kematian sel. The shunt HMP juga memungkinkan pentosa,
seperti ribosa, memasuki patway glikolitik.
Ketika kebutuhan energi sel telah terpenuhi, glukosa dapat disimpan
sebagai glikogen. Ini jalur ketiga, yang disebut glycogenesis, relatif
strainghtforward. Glukosa-6-fosfat diubah menjadi glukosa-fosfat 1-, yang
kemudian dikonversi menjadi uridin dispoglucose dan kemudian glikogen sintase
oleh glikogen. Beberapa jaringan mampu sintesis glikogen, khususnya hati dan
otot. Hepatosit mampu melepaskan glukosa dari glikogen atau sumber lain untuk
mempertahankan konsentrasi glukosa darah. Hal ini karena hati mensintesis enzim
glukosa-6-fosfatase. Tanpa enzim ini, glukosa terjebak dalam jalur glikolitik. Sel
otot tidak mensintesis glukosa-6-fosfatase, dan karena itu mereka tidak mampu
dephosphorylating glukosa. Setelah glukosa memasuki sel otot tetap sebagai
glikogen kecuali catabbolized. Glikogenolisis adalah proses dimana glikogen
diubah kembali menjadi glukosa-6-fosfat untuk masuk ke jalur glikolitik. Tabel
14-1 menguraikan jalur energi utama yang terlibat baik secara langsung maupun
tidak langsung dengan metabolisme glukosa.
Tabel 14.1
Singkatnya, glukosa dan karbohidrat lainnya rietary dapat dimanfaatkan
oleh hati dan sel-sel lain untuk energi atau dapat disimpan sebagai glikogen untuk
digunakan nanti. Ketika pasokan glukosa rendah, hati akan menggunakan substrat
glikogen dan lainnya untuk meningkatkan konsentrasi glukosa darah. Substrat
termasuk gliserol dari trigliserida, asam laktat dari kulit dan otot, dan asam amino.
Jika lipolisis dari trigliserida yang diregulasi, itu menghasilkan pembentukan
badan keton, yang otak dapat digunakan sebagai sumber energi melalui siklus
TCA. Sintesis glukosa dari asam amino adalah glukoneogenesis. Proses ini
digunakan dalam conjuction dengan pembentukan badan keton ketika toko
glikogen yang deplated-kondisi biasanya terkait dengan kelaparan. Jalur Prinsip
untuk oksidasi glukosa melalui jalur embden-Meyerhof. NADPH dapat disintesis
melalui shunt HMP, yang selain jalur dari jalur glikolisis anaerobik.
Regulasi Metabolisme Glukosa
Hati, pankreas, dan kelenjar endokrin lainnya melakukan pekerjaan yang
luar biasa untuk menjaga concenteations glukosa darah dalam kisaran yang
sempit. Selama cepat singkat, glukosa dipasok ke ECF dari hati melalui
glikogenolisis. Ketika periode puasa lebih lama dari satu hari, glukosa disintesis
dari sumber lain melalui glukoneogenesis. Pengendalian glukosa darah berada di
bawah dua hormon utama: insulin dan glukagon (Gbr. 14-5 dan 14-6a). Hormon
dan zat lainnya neuroendokrin juga mengerahkan beberapa kontrol atas
konsentrasi glukosa darah. Hal ini memungkinkan tubuh untuk merespon tuntutan
peningkatan glukosa atau bertahan puasa berkepanjangan. Hal ini juga
memungkinkan konservasi energi sebagai lipid ketika substrat kelebihan tertelan.
REGULASI HORMONAL
Hormon berfungsi pada beberapa tingkatan dan dalam jaringan yang berbeda.
Tindakan mereka dapat mempengaruhi masuknya glukosa ke dalam sel dan juga
dapat mempengaruhi nasib glukosa setelah telah memasuki sel. Untuk Memahami
tindakan hormon pada sel, pertama mempertimbangkan apa yang akan terjadi saya
kita tidak memiliki mekanisme pengaturan untuk kontrol glukosa. Setelah makan
ditelan dan sebagai pencernaan terjadi, gula sederhana akan diserap terlebih
dahulu. Ini akan diikuti oleh pencernaan dan penyerapan gula lebih kompleks.
Negara serap disebut sebagai negara postprandial. Konsentrasi glukosa dalam
darah meningkat segera setelah makan, dan tanpa kontrol endokrin konsentrasi ini
akan terus meningkat selama beberapa jam. Hiperglikemia, ketinggian glukosa
dalam ECF, termasuk darah, akan menarik air dari sel. Jika konsentrasi glukosa
naik di atas 180 mg / dL, sel-sel epitel tubular ginjal tidak akan dapat sepenuhnya
menyerap kembali itu dari filtrat, dan glukosa beberapa akan masuk ke urin. Ini
disebut glukosuria itu akan mengakibatkan hilangnya air dan elektrolit dari tubuh.
Ingatlah bahwa otak membutuhkan pasokan glukosa. Jaringan lain, seperti otot,
sangat persyaratan glukosa mereka tergantung pada kebutuhan energi mereka.
Setelah karbohidrat dari makanan benar-benar diserap, kebutuhan tubuh masih
harus dipenuhi. Ini adalah keadaan postabsortif. Kecuali makanan lain yang
dimakan, konsentrasi glukosa ECF akan menurun dan jaringan saraf tubuh akan
kehilangan fungsi, menyebabkan syok hipoglikemik dan, pada akhirnya, koma.
Oleh karena itu, sistem endokrin harus membantu dalam pertemuan tiga
persyaratan: pasokan glukosa harus tersedia dalam semua keadaan normal,
kelebihan glukosa harus disimpan dengan aman untuk mencegah dari yang
menyebabkan perubahan adalah keseimbangan cairan dan elektrolit atau menjadi
hilang, dan glukosa yang disimpan harus untuk memasok ECF ketika glukosa
tidak diserap oleh usus.
Insulin adalah hormon peptida yang disintesis dalam sel pulau Langerhans
dalam sel-sel pulau Langerhans di pankreas. Insulin adalah hormon utama yang
bertanggung jawab atas masuknya glukosa ke dalam sel, sehingga produksi
insulin dan meningkatkan pelepasan setelah makan, ketika ECF konsentrasi
glukosa meningkat (lihat Gambar 14-5.). Protein ini disintesis dan disimpan dalam
vesikula dalam sitosol dari unit sel yang diperlukan. Seperti kebanyakan protein
yang disintesis dengan tujuan spesifik dari rilis ke dalam aliran darah, insulin
disintesis dengan urutan peptida pemimpin singkat. Setelah peptida pemimpin
pra-proinsulin dibelah, peptida proinsulin, yang merupakan 82 asam amino yang
panjang, selanjutnya dipecah oleh protease spesifik. Sebuah hamparan asam
amino-31 akan dihapus dari tengah protein meninggalkan dipeptida dengan rantai
dan dari 21 dan 30 asam amino yang panjang, masing-masing. Dipeptida ini
diselenggarakan bersama oleh bons disulfida antara sistein pada rantai dan.
Peptida internal yang telah dibelah oleh protease yang disebut C-peptida. Ini tidak
memiliki fungsi yang dikenal dalam peraturan glukosa dan dilepaskan dari vesikel
bersama dengan insulin.
Pelepasan insulin merupakan respon terhadap peningkatan konsentrasi
glukosa ECF adalah biphasic. Ada peningkatan yang cepat awal kecil dalam
sirkulasi insulin yang tambahan untuk rilis berkepanjangan insulin dari sel.
Pelepasan insulin dihentikan ketika ECF konsentrasi glukosa mulai menurun.
Insulin mengikat ke reseptor pada permukaan sel paling kecuali neuron, eritrosit,
dan epitel retina. Sel-sel khusus memperoleh glukosa tanpa kontrol endokrin.
Pada semua sel-sel lain kompleks reseptor insulin-insulin memulai rantai
peristiwa dalam sel, yang pertama meningkatkan jumlah transporter glukosa pada
permukaan sel dan kemudian meningkatkan glycogenesis. Ini transporter glukosa
menyediakan bagian glukosa ke dalam sel.
Metabolisme glukosa abnormal
1. Hiperglikemia
Hiperglikemia merupakan keadaan peningkatan glukosa darah daripoada
rentang kadar puasa normal 80 – 90 mg / dl darah, atau rentang non puasa sekitar
140 – 160 mg /100 ml darah( Elizabeth J. Corwin, 2001 ). Hiperglikemia kronis
yang tetap ada bahkan di negara-negara puasa ini paling sering disebabkan oleh
diabetes melitus, dan hiperglikemia kronis kenyataannya adalah karakteristik
mendefinisikan penyakit. Intermiten hiperglikemia mungkin ada di negara-negara
prediabetic. Episode akut hiperglikemia tanpa penyebab yang jelas dapat
mengindikasikan diabetes atau kecenderungan untuk gangguan ini.
Pada diabetes mellitus, hiperglikemia biasanya disebabkan oleh tingkat
insulin rendah (Diabetes mellitus tipe 1) dan / atau dengan resistensi terhadap
insulin pada tingkat sel (Diabetes mellitus tipe 2), tergantung pada jenis dan
keadaan penyakit. Tingkat insulin rendah dan / atau resistensi insulin mencegah
tubuh dari mengkonversi glukosa menjadi glikogen (sumber pati seperti sebagian
besar energi yang tersimpan dalam hati), yang pada gilirannya membuat sulit atau
tidak mungkin untuk menghilangkan kelebihan glukosa dari darah. Dengan
tingkat glukosa normal, jumlah total glukosa dalam darah pada saat tertentu hanya
cukup untuk menyediakan energi untuk tubuh selama 20-30 menit, dan kadar
glukosa harus tepat dipelihara oleh mekanisme internal tubuh kontrol. Ketika
mekanisme gagal dalam cara yang memungkinkan glukosa untuk naik ke tingkat
normal, hiperglikemia hasilnya.
Penyebab tidak diketahui dengan pasti tapi umumnya diketahui kekurangan
insulin adalah penyebab utama dan faktor herediter yang memegang peranan
penting.
Yang lain akibat pengangkatan pancreas, pengrusakan secara kimiawi sel beta
pulau langerhans. Faktor predisposisi herediter, obesitas.Faktor imunologi; pada
penderita hiperglikemia khususnya DM terdapat bukti adanya suatu respon
autoimun. Respon ini mereupakan repon abnormal dimana antibody terarah pada
jaringan normal tubuh dengan cara bereaksi terhadap jaringan tersebut yang
dianggap sebagai jaringan asing
Proses Pembentukan dan Sekresi Insulin
Insulin merupakan hormon yang terdiri dari rangkaian asam amino,
dihasilkan oleh sel beta kelenjar pankreas. Dalam keadaan normal, bila ada
rangsangan pada sel beta, insulin disintesis dan kemudian disekresikan kedalam
darah sesuai kebutuhan tubuh untuk keperluan regulasi glukosa darah. Secara
fisiologis, regulasi glukosa darah yang baik diatur bersama dengan hormone
glukagon yang disekresikan oleh sel alfa kelenjar pankreas. Sintesis insulin
dimulai dalam bentuk preproinsulin (precursor hormon insulin) pada retikulum
endoplasma sel beta. Dengan bantuan enzim peptidase, preproinsulin mengalami
pemecahan sehingga terbentuk proinsulin, yang kemudian dihimpun dalam
gelembung-gelembung (secretory vesicles) dalam sel tersebut. Di sini, sekali lagi
dengan bantuan enzim peptidase, proinsulin diurai menjadi insulin dan peptida-C
(C-peptide) yang keduanya sudah siap untuk disekresikan secara bersamaan
melalui membran sel.
Mekanisme diatas diperlukan bagi berlangsungnya proses metabolisme
secara normal, karena fungsi insulin memang sangat dibutuhkan dalam proses
utilisasi glukosa yang ada dalam darah. Kadar glukosa darah yang meningkat,
merupakan komponen utama yang memberi rangsangan terhadap sel beta dalam
memproduksi insulin. Disamping glukosa, beberapa jenis asam amino dan obat-
obatan, dapat pula memiliki efek yang sama dalam rangsangan terhadap sel beta.
Mengenai bagaimana mekanisme sesungguhnya dari sintesis dan sekresi insulin
setelah adanya rangsangan tersebut, merupakan hal yang cukup rumit dan belum
sepenuhnya dapat dipahami secara jelas.
Diketahui ada beberapa tahapan dalam proses sekresi insulin, setelah
adanya rangsangan oleh molekul glukosa. Tahap pertama adalah proses glukosa
melewati membrane sel. Untuk dapat melewati membran sel beta dibutuhkan
bantuan senyawa lain. Glucose transporter (GLUT) adalah senyawa asam amino
yang terdapat di dalam berbagai sel yang berperan dalam proses metabolisme
glukosa. Fungsinya sebagai “kendaraan” pengangkut glukosa masuk dari luar
kedalam sel jaringan tubuh. Glucose transporter 2 (GLUT 2) yang terdapat dalam
sel beta misalnya, diperlukan dalam proses masuknya glukosa dari dalam darah,
melewati membran, ke dalam sel. Proses ini penting bagi tahapan selanjutnya
yakni molekul glukosa akan mengalami proses glikolisis dan fosforilasi didalam
sel dan kemudian membebaskan molekul ATP. Molekul ATP yang terbentuk,
dibutuhkan untuk tahap selanjutnya yakni proses mengaktifkan penutupan K
channel pada membran sel. Penutupan ini berakibat terhambatnya pengeluaran ion
K dari dalam sel yang menyebabkan terjadinya tahap depolarisasi membran sel,
yang diikuti kemudian oleh tahap pembukaan Ca channel. Keadaan inilah yang
memungkinkan masuknya ion Ca sehingga menyebabkan peningkatan kadar ion
Ca intrasel. Suasana ini dibutuhkan bagi proses sekresi insulin melalui mekanisme
yang cukup rumit dan belum seutuhnya dapat dijelaskan.( Gambar 1 )
Seperti disinggung di atas, terjadinya aktivasi penutupan K channel tidak
hanya disebabkan oleh rangsangan ATP hasil proses fosforilasi glukosa intrasel,
tapi juga dapat oleh pengaruh beberapa faktor lain termasuk obat-obatan. Namun
senyawa obat-obatan tersebut, misalnya obat anti diabetes sulfonil urea, bekerja
pada reseptor tersendiri, tidak pada reseptor yang sama dengan glukosa, disebut
sulphonylurea receptor (SUR) pada membran sel beta.
Dinamika Sekresi Insulin
Dalam keadaan fisiologis, insulin disekresikan sesuai dengan kebutuhan
tubuh normal oleh sel beta dalam dua fase, sehingga sekresinya berbentuk
biphasic. Seperti dikemukakan, sekresi insulin normal yang biphasic ini akan
terjadi setelah adanya rangsangan seperti glukosa yang berasal dari makanan atau
minuman. Insulin yang dihasilkan ini, berfungsi mengatur regulasi glukosa darah
agar selalu dalam batas-batas fisiologis, baik saat puasa maupun setelah mendapat
beban. Dengan demikian, kedua fase sekresi insulin yang berlangsung secara
sinkron tersebut, menjaga kadar glukosa darah selalu dalam batas-batas normal,
sebagai cerminan metabolisme glukosa yang fisiologis.
Sekresi fase 1 (acute insulin secretion responce = AIR) adalah sekresi
insulin yang terjadi segera setelah ada rangsangan terhadap sel beta, muncul cepat
dan berakhir juga cepat. Sekresi fase 1 (AIR) biasanya mempunyai puncak yang
relatif tinggi, karena hal itu memang diperlukan untuk mengantisipasi kadar
glukosa darah yang biasanya meningkat tajam, segera setelah makan. Kinerja AIR
yang cepat dan adekuat ini sangat penting bagi regulasi glukosa yang normal
karena pasa gilirannya berkontribusi besar dalam pengendalian kadar glukosa
darah postprandial. Dengan demikian, kehadiran AIR yang normal diperlukan
untuk mempertahankan berlangsungnya proses metabolisme glukosa secara
fisiologis. AIR yang berlangsung normal, bermanfaat dalam mencegah terjadinya
hiperglikemia akut setelah makan atau lonjakan glukosa darah postprandial
(postprandial spike) dengan segala akibat yang ditimbulkannya termasuk
hiperinsulinemia kompensatif.
Selanjutnya, setelah sekresi fase 1 berakhir, muncul sekresi fase 2
(sustained phase, latent phase), dimana sekresi insulin kembali meningkat secara
perlahan dan bertahan dalam waktu relatif lebih lama. Setelah berakhirnya fase 1,
tugas pengaturan glukosa darah selanjutnya diambil alih oleh sekresi fase 2.
Sekresi insulin fase 2 yang berlangsung relatif lebih lama, seberapa tinggi
puncaknya (secara kuantitatif) akan ditentukan oleh seberapa besar kadar glukosa
darah di akhir fase 1, disamping faktor resistensi insulin. Jadi, terjadi semacam
mekanisme penyesuaian dari sekresi fase 2 terhadap kinerja fase 1 sebelumnya.
Apabila sekresi fase 1 tidak adekuat, terjadi mekanisme kompensasi dalam bentuk
peningkatan sekresi insulin pada fase 2. Peningkatan produksi insulin tersebut
pada hakikatnya dimaksudkan memenuhi kebutuhan tubuh agar kadar glukosa
darah (postprandial) tetap dalam batas batas normal. Dalam prospektif perjalanan
penyakit, fase 2 sekresi insulin akan banyak dipengaruhi oleh fase 1. Pada gambar
dibawah ini ( Gb. 2 ) diperlihatkan dinamika sekresi insulin pada keadaan normal,
Toleransi Glukosa Terganggu ( Impaired Glucose Tolerance = IGT ), dan
Diabetes Mellitus Tipe 2.
Biasanya, dengan kinerja fase 1 yang normal, disertai pula oleh aksi
insulin yang juga normal di jaringan ( tanpa resistensi insulin ), sekresi fase 2 juga
akan berlangsung normal. Dengan demikian tidak dibutuhkan tambahan ( ekstra )
sintesis maupun sekresi insulin pada fase 2 diatas normal untuk dapat
mempertahankan keadaan normoglikemia. Ini adalah keadaan fisiologis yang
memang ideal karena tanpa peninggian kadar glukosa darah yang dapat
memberikan dampak glucotoxicity, juga tanpa hiperinsulinemia dengan berbagai
dampak negatifnya.
Aksi Insulin
Insulin mempunyai fungsi penting pada berbagai proses metabolisme
dalam tubuh terutama metabolisme karbohidrat. Hormon ini sangat krusial
perannya dalam proses utilisasi glukosa oleh hampir seluruh jaringan tubuh,
terutama pada otot, lemak, dan hepar.
Pada jaringan perifer seperti jaringan otot dan lemak, insulin berikatan
dengan sejenis reseptor (insulin receptor substrate = IRS) yang terdapat pada
membran sel tersebut. Ikatan antara insulin dan reseptor akan menghasilkan
semacam sinyal yang berguna bagi proses regulasi atau metabolisme glukosa
didalam sel otot dan lemak, meskipun mekanisme kerja yang sesungguhnya
belum begitu jelas. Setelah berikatan, transduksi sinyal berperan dalam
meningkatkan kuantitas GLUT-4 (glucose transporter-4) dan selanjutnya juga
pada mendorong penempatannya pada membran sel. Proses sintesis dan
translokasi GLUT-4 inilah yang bekerja memasukkan glukosa dari ekstra ke
intrasel untuk selanjutnya mengalami metabolism (Gb. 3). Untuk mendapatkan
proses metabolisme glukosa normal, selain diperlukan mekanisme serta dinamika
sekresi yang normal, dibutuhkan pula aksi insulin yang berlangsung normal.
Rendahnya sensitivitas atau tingginya resistensi jaringan tubuh terhadap insulin
merupakan salah satu faktor etiologi terjadinya diabetes, khususnya diabetes tipe
2. Baik atau buruknya regulasi glukosa darah tidak hanya berkaitan dengan
metabolisme glukosa di jaringan perifer, tapi juga di jaringan hepar dimana
GLUT-2 berfungsi sebagai kendaraan pengangkut glukosa melewati membrana
sel kedalam sel. Dalam hal inilah jaringan hepar ikut berperan dalam mengatur
homeostasis glukosa tubuh. Peninggian kadar glukosa darah puasa, lebih
ditentukan oleh peningkatan produksi glukosa secara endogen yang berasal dari
proses glukoneogenesis dan glikogenolisis di jaringan hepar. Kedua proses ini
berlangsung secara normal pada orang sehat karena dikontrol oleh hormon
insulin. Manakala jaringan ( hepar ) resisten terhadap insulin, maka efek inhibisi
hormon tersebut terhadap mekanisme produksi glukosa endogen secara berlebihan
menjadi tidak lagi optimal. Semakin tinggi tingkat resistensi insulin, semakin
rendah kemampuan inhibisinya terhadap proses glikogenolisis dan
glukoneogenesis, dan semakin tinggi tingkat produksi glukosa dari hepar : binding
ke reseptor, translokasi GLUT 4 ke membran sel, transportasi glukosa meningkat,
disosiasi insulin dari reseptor, 5. GLUT, kembali menjauhi membran, kembali
kesuasana semula.
Efek Metabolisme dari Insulin : Gangguan, baik dari produksi maupun aksi
insulin, menyebabkan gangguan pada metabolisme glukosa, dengan berbagai
dampak yang ditimbulkannya. Pada dasarnya ini bermula dari hambatan dalam
utilisasi glukosa yang kemudian diikuti oleh peningkatan kadar glukosa darah.
Secara klinis, gangguan tersebut dikenal sebagai gejala diabetes melitus. Pada
diabetes melitus tipe 2 (DMT2), yakni jenis diabetes yang paling sering
ditemukan, gangguan metabolisme glukosa disebabkan oleh dua faktor utama
yakni tidak adekuatnya sekresi insulin (defisiensi insulin) dan kurang sensitifnya
jaringan tubuh terhadap insulin (resistensi insulin), disertai oleh faktor lingkungan
( environment ). Sedangkan pada diabetes tipe 1 (DMT1), gangguan tersebut
murni disebabkan defisiensi insulin secara absolut.
Gangguan metabolisme glukosa yang terjadi, diawali oleh kelainan pada
dinamika sekresi insulin berupa gangguan pada fase 1 sekresi insulin yang tidak
sesuai kebutuhan (inadekuat). Defisiensi insulin ini secara langsung menimbulkan
dampak buruk terhadap homeostasis glukosa darah. Yang pertama terjadi adalah
hiperglikemia akut pascaprandial (HAP) yakni peningkatan kadar glukosa darah
segera (10-30 menit) setelah beban glukosa (makan atau minum).
Kelainan berupa disfungsi sel beta dan resistensi insulin merupakan faktor
etiologi yang bersifat bawaan (genetik). Secara klinis, perjalanan penyakit ini
bersifat progressif dan cenderung melibatkan pula gangguan metabolisme lemak
ataupun protein. Peningkatan kadar glukosa darah oleh karena utilisasi yang tidak
berlangsung sempurna pada gilirannya secara klinis sering memunculkan
abnormalitas dari kadar lipid darah. Untuk mendapatkan kadar glukosa yang
normal dalam darah diperlukan obat-obatan yang dapat merangsang sel beta untuk
peningkatan sekresi insulin ( insulin secretagogue ) atau bila diperlukan secara
substitusi insulin, disamping obat-obatan yang berkhasiat menurunkan resistensi
insulin ( insulin sensitizer ).
Tidak kuatnya fase 1, yang kemudian diikuti peningkatan kinerja fase 2
sekresi insulin, pada tahap awal belum akan menimbulkan gangguan terhadap
kadar glukosa darah. Secara klinis, barulah pada tahap dekompensasi, dapat
terdeteksi keadaan yang dinamakan Toleransi Glukosa Terganggu yang disebut
juga sebagai prediabetic state. Pada tahap ini mekanisme kompensasi sudah mulai
tidak adekuat lagi, tubuh mengalami defisiensi yang mungkin secara relatif,
terjadi peningkatan kadar glukosa darah postprandial. Pada toleransi glukosa
terganggu (TGT) didapatkan kadar glukosa darah postprandial, atau setelah diberi
beban larutan 75 g glukosa dengan Test Toleransi Glukosa Oral ( TTGO ),
berkisar diantara 140-200 mg/dl. Juga dinamakan sebagai prediabetes, bila kadar
glukosa darah puasa antara 100 – 126 mg/dl, yang disebut juga sebagai Glukosa
Darah Puasa Terganggu ( GDPT ).
Keadaan hiperglikemia yang terjadi, baik secara kronis pada tahap
diabetes, atau hiperglikemia akut postprandial yang terjadi ber-ulangkali setiap
hari sejak tahap TGT, memberi dampak buruk terhadap jaringan yang secara
jangka panjang menimbulkan komplikasi kronis dari diabetes.Tingginya kadar
glukosa darah (glucotoxicity) yang diikuti pula oleh dislipidemia (lipotoxicity)
bertanggung jawab terhadap kerusakan jaringan baik secara langsung melalui stres
oksidatif, dan proses glikosilasi yang meluas.
Resistensi insulin mulai menonjol peranannya semenjak perubahan atau
konversi fase TGT menjadi DMT2. Dikatakan bahwa pada saat tersebut faktor
resistensi insulin mulai dominan sebagai penyebab hiperglikemia maupun
berbagai kerusakan jaringan. Ini terlihat dari kenyataan bahwa pada tahap awal
DMT2, meskipun dengan kadar insulin serum yang cukup tinggi, namun
hiperglikemia masih dapat terjadi. Kerusakan jaringan yang terjadi, terutama
mikrovaskular, meningkat secara tajam pada tahap diabetes, sedangkan gangguan
makrovaskular telah muncul semenjak prediabetes. Semakin tingginya tingkat
resistensi insulin dapat terlihat pula dari peningkatan kadar glukosa darah puasa
maupun postprandial. Sejalan dengan itu, pada hepar semakin tinggi tingkat
resistensi insulin, semakin rendah kemampuan inhibisinya terhadap proses
glikogenolisis dan glukoneogenesis, menyebabkan semakin tinggi pula tingkat
produksi glukosa dari hepar.
Jadi, dapat disimpulkan perjalanan penyakit DMT2, pada awalnya
ditentukan oleh kinerja fase 1 yang kemudian memberi dampak negatif terhadap
kinerja fase 2, dan berakibat langsung terhadap peningkatan kadar glukosa darah
(hiperglikemia). Hiperglikemia terjadi tidak hanya disebabkan oleh gangguan
sekresi insulin (defisiensi insulin), tapi pada saat bersamaan juga oleh rendahnya
respons jaringan tubuh terhadap insulin (resistensi insulin). Gangguan atau
pengaruh lingkungan seperti gaya hidup atau obesitas akan mempercepat
progresivitas perjalanan penyakit. Gangguan metabolisme glukosa akan berlanjut
pada gangguan metabolisme lemak dan protein serta proses kerusakan berbagai
jaringan tubuh. Rangkaian kelainan yang dilatarbelakangi oleh resistensi insulin,
selain daripada intoleransi terhadap glukosa beserta berbagai akibatnya, sering
menimbulkan kumpulan gejala yang dinamakan sindroma metabolik.
Diabetes milletus: Diabetes mellitus / Diabetes Melitus atau penyakit gula atau
kencing manis adalah penyakit yang ditandai dengan kadar glukosa darah yang
melebihi normal (hiperglikemia) akibat tubuh kekurangan insulin baik absolut
maupun relatif.
Tingkat kadar glukosa darah menentukan apakah seseorang menderita DM
atau tidak. Tabel berikut menunjukkan kriteria DM atau bukan :
Bukan DM Puasa Vena < 100
Kapiler < 80
2 jam PP -
Gangguan
Toleransi
Glukosa
Puasa Vena 100 -
140
Kapiler 80 -
120
2 jam PP Vena 100 -
140
Kapiler 80 –
120
DM Puasa Vena > 140
Kapiler > 120
2 jam PP Vena > 200
Kapiler > 200
Jenis Diabetes Melitus dikelompokkan menurut sifatnya : Diabetes mellitus
tergantung insulin, Diabetes mellitus tidak tergantung insulin, terdiri penderita
gemuk dan kurus, dan Diabetes mellitus terkait malnutrisi
Diabetes melitus yang terkait keadaan atau gejala tertentu seperti penyakit
pankreas, penyakit hormonal, obat-obatan / bahan kimia, kelainan insulin /
reseptornya, sindrom genetik dll
Faktor Penyebab Diabetes melittus
Umumnya diabetes melittus disebabkan oleh rusaknya sebagian kecil atau
sebagian besar dari sel-sel betha dari pulau-pulau Langerhans pada pankreas yang
berfungsi menghasilkan insulin, akibatnya terjadi kekurangan insulin.
Disamping itu diabetes melittus juga dapat terjadi karena gangguan terhadap
fungsi insulin dalam memasukan glukosa kedalam sel. Gangguan itu dapat terjadi
karena kegemukan atau sebab lain yang belum diketahui.
2. Hipoglikemia
Hipoglikemia dapat menghasilkan berbagai gejala dan efek tetapi masalah utama
timbul dari pasokan memadai glukosa sebagai bahan bakar untuk otak,
mengakibatkan gangguan fungsi (neuroglycopenia). Efek dapat berkisar dari
samar-samar "firasat buruk" untuk kejang, pingsan, dan (jarang) kerusakan otak
permanen atau kematian.
Bentuk yang paling umum dari hipoglikemia sedang dan berat terjadi sebagai
komplikasi dari pengobatan diabetes mellitus dengan insulin atau obat oral.
Hipoglikemia kurang umum pada orang non-diabetes, namun dapat terjadi pada
semua usia, dari banyak penyebab. Di antara penyebab insulin yang berlebihan
yang diproduksi dalam tubuh, kesalahan bawaan karbohidrat, asam lemak,
metabolisme asam amino atau organik, obat-obatan dan racun, alkohol,
kekurangan hormon, tumor tertentu, kelaparan berkepanjangan, dan perubahan
metabolisme yang berhubungan dengan infeksi atau kegagalan berbagai sistem
organ.
Hipoglikemia diperlakukan cepat dengan mengembalikan tingkat glukosa
darah normal oleh konsumsi makanan atau administrasi dekstrosa atau
karbohidrat cepat dicerna menjadi glukosa. Dalam keadaan tertentu itu
diperlakukan dengan suntikan atau infus glukagon. Hipoglikemia yang
berkepanjangan atau berulang dapat dicegah dengan membalikkan atau
menghilangkan penyebab yang mendasari, dengan meningkatkan frekuensi
makan, dengan obat-obatan seperti diazoxide, octreotide, atau glukokortikoid,
atau bahkan dengan operasi pengangkatan pankreas banyak.
Tingkat glukosa darah cukup rendah untuk mendefinisikan hipoglikemia
mungkin berbeda untuk orang yang berbeda, dalam situasi yang berbeda, dan
untuk tujuan yang berbeda, dan kadang-kadang telah menjadi kontroversi.
Kebanyakan orang dewasa yang sehat menjaga kadar glukosa puasa di atas 70
mg / dL (3,9 mmol / L), dan mengembangkan gejala hipoglikemia bila glukosa
turun di bawah 55 mg / dL (3 mmol / L).
Hipoglikemia bisa disebabkan oleh:
Pelepasan insulin yang berlebihan oelh pankreas
Dosis insulin atau obat lainnya yang terlalu tinggi, yang diberikan kepada
penderita diabetes untuk menurunkan kadar gula darahnya
Kelainan pada kelenjar hipofisa atau kelenjar adrenal
Kelaiana pada penyimpanan karbohidra atau pembentukan glukosa di hati.
Secara umum, hipogklikemia dapat dikategorikan sebagai yang berhubungan
dengan obat dan yang tidak berhubungan dengan obat. Sebagian besar kasus
hipoglikemia terjadi pada penderita diabetes dan berhubungan dengan obat.
Hipoglikemia yang tidak berhubungan dengan obat lebih jauh dapat dibagi
lagimenjadi:
Hipoglikemia karena puasa, dimana hipoglikemia terjadi setelah berpuasa
Hipoglikemia reaktif, dimana hipoglikemia terjadi sebagai reaksi terhadap
makan, biasanya karbohidrat.
Hipoglikemia paling sering disebabkan oleh insulin atau obat lain (sulfonilurea)
yang diberikan kepada penderita diabetes untuk menurunkan kadar gula darahnya.
Jika dosisnya lebih tinggi dari makanan yang dimakan maka obat ini bisa terlalu
banyak menurunkan kadar gula darah. Penderita diabetes berat menahun sangat
peka terhadap hipoglikemia berat. Hal ini terjadi karena sel-sel pulau pankreasnya
tidak membentuk glukagon secara normal dan kelanjar adrenalnya tidak
menghasilkan epinefrin secara normal. Padahal kedua hal tersebut merupakan
mekanisme utama tubuh untuk mengatasi kadar gula darah yang rendah.
Pentamidin yang digunakan untuk mengobati pneumonia akibat AIDS juga
bisa menyebabkan hipoglikemia. Hipoglikemia kadang terjadi pada penderita
kelainan psikis yang secara diam-diam menggunakan insulin atau obat
hipoglikemik untuk dirinya. Pemakaian alkohol dalam jumlah banyak tanpa
makan dalam waktu yang lama bisa menyebabkan hipoglikemia yang cukup berat
sehingga menyebabkan stupor. Olah raga berat dalam waktu yang lama pada
orang yang sehat jarang menyebabkan hipoglikemia. Puasa yang lama bisa
menyebabkan hipoglikemia hanya jika terdapat penyakit lain (terutama penyakit
kelenjar hipofisa atau kelenjar adrenal) atau mengkonsumsi sejumlah besar
alkohol.
Cadangan karbohidrat di hati bisa menurun secara perlahan sehingga
tubuh tidak dapat mempertahankan kadar gula darah yang adekuat. Pada orang-
orang yang memiliki kelainan hati, beberapa jam berpuasa bisa menyebabkan
hipoglikemia. Bayi dan anak-anak yang memiliki kelainan sistem enzim hati yang
memetabolisir gula bisa mengalami hipoglikemia diantara jam-jam makannya.
Seseorang yang telah menjalani pembedahan lambung bisa mengalami
hipoglikemia diantara jam-jam makannya (hipoglikemia alimenter, salah satu
jenis hipoglikemia reaktif). Hipoglikemia terjadi karena gula sangat cepat diserap
sehingga merangsang pembentukan insulin yang berlebihan. Kadar insulin yang
tinggi menyebabkan penurunan kadar gula darah yang cepat. Hipoglikemia
alimentari kadang terjadi pada seseorang yang tidak menjalani pembedahan.
Keadaan ini disebut hipoglikemia alimentari idiopatik.
Jenis hipoglikemia reaktif lainnya terjadi pada bayi dan anak-anak karena
memakan makanan yang mengandung gula fruktosa dan galaktosa atau asam
amino leusin. Fruktosa dan galaktosa menghalangi pelepasan glukosa dari hati;
leusin merangsang pembentukan insulin yang berlebihan oleh pankreas.
Akibatnya terjadi kadar gula darah yang rendah beberapa saat setelah memakan
makanan yang mengandung zat-zat tersebut.
Hipoglikemia reaktif pada dewasa bisa terjadi setelah mengkonsumsi
alkohol yang dicampur dengan gula (misalnya gin dan tonik).
Pembentukan insulin yang berlebihan juga bisa menyebakan hipoglikemia.
Hal ini bisa terjadi pada tumor sel penghasil insulin di pankreas (insulinoma).
Kadang tumor diluar pankreas yang menghasilkan hormon yang menyerupai
insulin bisa menyebabkan hipoglikemia.
Penyebab lainnya adalah penyakti autoimun, dimana tubuh membentuk
antibodi yang menyerang insulin. Kadar insulin dalam darah naik-turun secara
abnormal karena pankreas menghasilkan sejumlah insulin untuk melawan antibodi
tersebut. Hal ini bisa terjadi pada penderita atau bukan penderita diabetes.
Hipoglikemia juga bisa terjadi akibat gagal ginjal atau gagal jantung,
kanker, kekurangan gizi, kelainan fungsi hipofisa atau adrenal, syok dan infeksi
yang berat. Penyakit hati yang berat (misalnya hepatitis virus, sirosis atau kanker)
juga bisa menyebabkan hipoglikemia.
Sign & Symptoms : Pada awalnya tubuh memberikan respon terhadap rendahnya
kadar gula darh dengan melepasakan epinefrin (adrenalin) dari kelenjar adrenal
dan beberapa ujung saraf. Epinefrin merangsang pelepasan gula dari cadangan
tubuh tetapi jugamenyebabkan gejala yang menyerupai serangan kecemasan
(berkeringat, kegelisahan, gemetaran, pingsan, jantung berdebar-debar dan kadang
rasa lapar). Hipoglikemia yang lebih berat menyebabkan berkurangnya glukosa ke
otak dan menyebabkan pusing, bingung, lelah, lemah, sakit kepala, perilaku yang
tidak biasa, tidak mampu berkonsentrasi, gangguan penglihatan, kejang dan koma.
Hipoglikemia yang berlangsung lama bisa menyebabkan kerusakan otak yang
permanen. Gejala yang menyerupai kecemasan maupun gangguan fungsi otak bisa
terjadi secara perlahan maupun secara tiba-tiba. Hal ini paling sering terjadi pada
orang yang memakai insulin atau obat hipoglikemik per-oral. Pada penderita
tumor pankreas penghasil insulin, gejalanya terjadi pada pagi hari setelah puasa
semalaman, terutama jika cadangan gula darah habis karena melakukan olah raga
sebelum sarapan pagi. Pada mulanya hanya terjadi serangan hipoglikemia
sewaktu-waktu, tetapi lama-lama serangan lebih sering terjadi dan lebih berat.
Diagnose
Gejala hipoglikemia jarang terjadi sebelum kadar gula darah mencapai 50 mg/dL.
Diagnosis hipoglikemia ditegakkan berdasarkan gejala-gejalanya dan hasil
pemeriksaan kadar gula darah. Penyebabnya bisa ditentukan berdasarkan riwayat
kesehatan penderita, pemeriksaan fisik dan pemeriksaan laboratorium sederhana.
Jika dicurigai suatu hipoglikemia autoimun, maka dilakukan pemeriksaan darah
untuk mengetahui adanya antibodi terhadap insulin. Untuk mengetahui adanya
tumor penghasil insulin, dilakukan pengukuran kadar insulin dalam darah selama
berpuasa (kadang sampai 72 jam). Pemeriksaan CT scan, MRI atau USG sebelum
pembedahan, dilakukan untuk menentukan lokasi tumor.
Treatment :
Gejala hipoglikemia akan menghilang dalam beberapa menit setelah penderita
mengkonsumsi gula (dalam bentuk permen atau tablet glukosa) maupun minum
jus buah, air gula atau segelas susu. Seseorang yang sering mengalami
hipoglikemia (terutama penderita diabetes), hendaknya selalu membawa tablet
glukosa karena efeknya cepat timbul dan memberikan sejumlah gula yang
konsisten. Baik penderita diabetes maupun bukan, sebaiknya sesudah makan gula
diikuti dengan makanan yang mengandung karbohidrat yang bertahan lama
(misalnya roti atau biskuit). Jika hipoglikemianya berat dan berlangsung lama
serta tidak mungkin untuk memasukkan gula melalui mulut penderita, maka
diberikan glukosa intravena untuk mencegah kerusakan otak yang serius.
Seseorang yang memiliki resiko mengalami episode hipoglikemia berat sebaiknya
selalu membawa glukagon. Glukagon adalah hormon yang dihasilkan oleh sel
pulau pankreas, yang merangsang pembentukan sejumlah besar glukosa dari
cadangan karbohidrat di dalam hati. Glukagon tersedia dalam bentuk suntikan dan
biasanya mengembalikan gula darah dalam waktu 5-15 menit. Tumor penghasil
insulin harus diangkat melalui pembedahan. Sebelum pembedahan, diberikan obat
untuk menghambat pelepasan insulin oleh tumor (misalnya diazoksid). Bukan
penderita diabetes yang sering mengalami hipoglikemia dapat menghindari
serangan hipoglikemia dengan sering makan dalam porsi kecil.
Prosedur pemeriksaan
Jenis spesimen
Dulu, pengukuran glukosa dilakukan dengan menggunakan sampel darah lengkap
(whole blood), tetapi hampir seluruh laboratorium melakukan pengukuran kadar
glukosa dengan sampel serum. Serum memiliki kadar air yang tinggi daripada
darah lengkap, sehingga serum dapat melarutkan lebih banyak glukosa. Untuk
mengubah glukosa darah lengkap, kalikan nilai yang diperoleh dengan 1,15 untuk
menghasilkan kadar glukosa serum atau plasma.
Pengumpulan darah dalam tabung bekuan untuk analisis serum
memungkinkan terjadinya metabolisme glukosa dalam sampel oleh sel-sel darah
sampai terjadi pemisahan melalui pemusingan (sentrifugasi). Jumlah sel darah
yang tinggi dapat menyebabkan glikolisis yang berlebihan sehingga terjadi
penurunan kadar glukosa. Untuk mencegah glikolisis tersebut, serum harus segera
dipisahkan dari sel-sel darah.Suhu lingkungan tempat darah disimpan sebelum
diperiksa turut mempengaruhi tingkat glikolisis. Pada suhu kamar, diperkirakan
terjadi penurunan kadar glukosa 1-2% per jam. Sedangkan pada suhu lemari
pendingin, glukosa tetap stabil selam beberapa jam di dalam darah.Penambahan
natrium fluoride (NaF) pada sampel darah dapat menghambat glikolisis sehingga
kadar glukosa dapat dipertahankan bahkan dalam suhu kamar.
Pengumpulan spesimen
Pengambilan darah harus dilakukan pada lengan yang berlawanan dengan lengan
tempat pemasangan selang IV. Pengambilan darah pada lengan yang terpasang
selang IV dapat dilakukan asalkan aliran selang dihentikan paling tidak selama 5
menit dan lengan diangkat untuk mengalirkan cairan infuse menjauhi vena-vena.
Pencemaran 10% oleh cairan dextrose 5% (D5W) dapat meningkatkan kadar
glukosa dalam sampel sebesar 500 mg/dl atau lebih. Darah arteri, vena, dan
kapiler memiliki kadar glukosa yang setara pada keadaan puasa,sedangkan setelah
makan, kadar vena lebih rendah daripada arteri atau kapiler.
Untuk uji glukosa darah puasa, penderita diminta berpuasa selama 10 jam
sejak malam sebelum diambil darah (misalnya mulai puasa jam 9 malam). Selama
berpuasa penderita tidak boleh melakukan akitifitas fisik yang berat, tidak boleh
merokok, dan tetap diperbolehkan minum air putih. Pagi hari setelah puasa
(misalnya jam jam 8 pagi), penderita diambil darah vena 3-5 ml dikumpulkan
dalam tabung bertutup merah (tanpa antikoagulan) atau dalam tabung tutup abu-
abu (berisi NaF). NaF digunakan untuk mencegah glikolisis yang dapat
mempengaruhi hasil laboratorium. Penderita diminta untuk makan dan minum
seperti biasa, lalu puasa lagi selama 2 jam. Selama berpuasa penderita tidak boleh
melakukan akitifitas fisik yang berat, tidak boleh merokok, dan tetap
diperbolehkan minum air putih. Untuk uji glukosa post prandial, penderita diambil
darah vena sebanyak 3-5 ml tepat dua jam setelah makan, dan dikumpulkan dalam
tabung bertutup merah (tanpa antikoagulan) atau dalam tabung tutup abu-abu
(berisi NaF). Darah yang telah diperoleh disentrifus, kemudian serum atau
plasmanya dipisahkan dan diperiksa kadar glukosaUntuk uji glukosa darah
sewaktu atau acak/random, penderita tidak perlu puasa dan pengambilan dapat
dilakukan di sembarang waktu.
Metodologi
Dahulu, glukosa diperiksa dengan memanfaatkan sifat mereduksi glukosa yang
non spesifik dalam suatu reaksi dengan bahan indikator yang memperoleh atau
berubah warna jika tereduksi. Karena banyak jenis pereduksi lain dalam darah
yang dapat bereaksi positif, maka dengan metode ini kadar glukosa bisa lebih
tinggi 5-15 mg/dl. Sekarang, pengukuran glukosa menggunakan metode enzimatik
yang lebih spesifik untuk glukosa. Metode ini umumnya menggunakan enzim
glukosa oksidase atau heksokinase, yang bekerja hanya pada glukosa dan tidak
pada gula lain dan bahan pereduksi lain. Perubahan enzimatik glukosa menjadi
produk dihitung berdasarkan reaksi perubahan warna (kolorimetri) sebagai reaksi
terakhir dari serangkaian reaksi kimia, atau berdasarkan konsumsi oksigen pada
suatu elektroda pendeteksi oksigen. Chemistry analyzer (mesin penganalisis
kimiawi) modern dapat menghitung konsentrasi glukosa hanya dalm beberapa
menit.Di luar laboratorium, sekarang banyak tersedia berbagai merek monitor
glukosa pribadi yang dapat digunakan untuk mengukur kadar glukosa darah dari
tusukan di ujung jari. Alat ini cukup bermanfaat untuk mengetahui kadar glukosa
darah dan untuk menyesuaikan terapi. Namun, alat ini memiliki kekurangan
dimana hasil pengukuran terpengaruh oleh kadar hematokrit dan juga protein
serum; kadar hematokrit yang rendah dapat meningkatkan secara semu kadar
glukosa darah, dan sebaliknya (efek serupa juga berlaku untuk protein serum yang
rendah atau tinggi). Oleh sebab itu, penderita harus secara berkala
membandingkan hasil pengukuran alatnya dengan pengukuran glukosa
laboratorium klinik (baku emas) untuk memperkirakan kemungkinan interferensi
fisiologik serta fluktuasi fungsi alat mereka.
nilai rujukan
Gula darah sewaktu DEWASA : Serum dan plasma : sampai dengan
140 mg/dl; Darah lengkap : sampai dengan 120 mg/dl
ANAK : sampai dengan 120 mg/dl
LANSIA : Serum dan plasma : sampai dengan 160 mg/dl; Darah lengkap :
sampai dengan 140 mg/dl.
Gula darah puasa
DEWASA : Serum dan plasma : 70 – 110 mg/dl; Darah lengkap : 60 – 100 mg/dl;
Nilai panik : kurang dari 40 mg/dl dan > 700 mg/dl
ANAK : Bayi baru lahir : 30 – 80 mg/dl; Anak : 60 – 100 mg/dl
LANSIA : 70 – 120 mg/dl.
Gula darah post prandial
DEWASA : Serum dan plasma : sampai dengan 140 mg/dl; Darah lengkap :
sampai dengan 120 mg/dl
ANAK : sampai dengan 120 mg/dl
LANSIA : Serum dan plasma : sampai dengan 160 mg/dl; Darah lengkap :
sampai dengan 140 mg/dl.
Masalah kliniks
PENINGKATAN KADAR (hyperglycaemia) : diabetes mellitus, asidosis
diabetik, hiperaktivitas kelenjar adrenal (sindrom Chusing), akromegali,
hipertiroidisme, kegemukan (obesitas), feokromositoma, penyakit hati yang parah,
reaksi stress akut (fisik atau emosi), syok, kejang, MCI akut, cedera tabrakan, luka
bakar, infeksi, gagal, ginjal, hipotermia aktifitas, pankreatitis akut, kanker
pankreas, CHF, sindrom pasca gastrektomi (dumping syndrome), pembedahan
mayor. Pengaruh obat : ACTH; kortison; diuretik (hidroklorotiazid, furosemid,
asam etakrinat); obat anestesi, levodopa.
PENURUNAN KADAR (hypoglycaemia) : reaksi hipoglikemik (insulin
berlebih), hipofungsi korteks adrenal (penyakit Addison), hipopituitarisme,
galaktosemia, pembentukan insulin ektopik oleh tumor/kanker (lambung, hati,
paru-paru), malnutrisi, ingesti alkohol akut, penyakit hati yang berat, sirosis hati,
beberapa penyakit penimbunan glikogen, hipoglikemia fungsional (aktifitas
berat), intoleransi fruktosa herediter, eritroblastosis fetalis, hiperinsulinisme.
Pengaruh obat : insulin yang berlebih, salisilat, obat antituberkulosis.
Faktor yang Dapat Mempengaruhi Hasil Laboratorium
Obat-obatan (kortison, tiazid, “loop” diuretik) dapat menyebabkan
peningkatan kadar gula darah.
Trauma, stress dapat menyebabkan peningkatan kadar gula darah.
Penundan pemeriksaan serum dapat menyebabkan penurunan kadar gula
darah.
Merokok dapat meningkatkan kadar gula darah serum.
Aktifitas yang berat sebelum uji laboratorium dilakukan dapat
menurunkan kadar gula darah.
Penetapan Kadar Glukosa Darah
Metode tes:
GDP,GD 2 jam pp,TTGO:metode enzimatik(glukoseaxidase/hexokinase)
Prinsip:
- sampel di tambahkan R1(buffer/ATPNADP)
-tambahkan R2(HK/G-6-PDH)dgn reaksi sebagai berikut:
Glukosa+ATP G-6-P+ADP
Heksokinase mengkatalisasi fosforilase glukosa menjadiglukosa-6-fosfatase oleh
ATP
G-6-P+NADP gluconate-6-P+NADPH+H
Konsentrasi glukosa diukur dengan fotometer.
1. Pra Analitik
Persiapan pasien
GDP
Pasien dipuasakan 8-12 jam sebelum tes
Semua obat dihentikan dulu ,bila ada obat yang harus di berikan ditulis pada
formulir permintaan tes.
GD2PP
Dilakukan setelah 2 jam setelah tes GDP
Pasien dianjurkan makan makanan yang mengandung 100 gram karbohidrat
sebelum tes dilakukan
TTGO
Selama 3 hari sebelum tes, pasien dianjurkan makan makanan yang
mengandung karbohidrat seperti biasanya,tidak merokok,tidak minum
kopi/alkohol.
Puasa 10-16 jam sebelum tes dilakukan
Tidak boleh olahraga dan minum obat sebelum dan selama tes.
Selama tes boleh baca buku atau melakukan kegiatan yang tidak menimbulkan
emosi
Awasi kemungkinan terjadinya hipoglikemia.
Persiapan Sampel
Pengambilan sampel lebih baik dilakukan pagi hari dibanding sore hari karena
adanya variasi diurnal.pada sore hari glukosa darah lebih rebdah sehingga banyak
kasus DM yang tidak terdiagnosis.
Untuk tes saring atau kontrol DM sampel plasma vena,serum,atau darah
kapiler .untuk tes diagnostik sebaiknya plasma vena,karena molaritas glukosa
pada plasma vena hampir sama dengan glukosa pada whole blood.
Untuk sampel plasma, stabil selama kurang dari 1 jam ,bila lebih dari 1 jam
konsentrasi glukosa turun karena adanya glikolisis ex vivo.
Dalam sampel simpan tambahkan glikolisis inhibitor(natrium fluorida2,5
mg/ml darah).sampel ini stabil pada suhu 15-25 derajat celsius selama 24 jam,dan
pada suhu 4 derajat celsius stabil selama 10 hari.sampel serum stabil selama
kurang dari 2 jam.
Alat & Bahan
Cara automatik:
Alat: Pipet mikro, Tabung mikro, Rak tabung, Rak sampel, Alat automatik
cobaqs mira plus
B ahan: Sampel serum,plasma(EDTA) Reagen: R1 buffer/ATP/NADP
TRIS(hydroxymethyl)-aminomethane buffer 100 mmol/l ,pH 7,8 Mg, 4 mmol/l,
ATP besardari 1,7 mmol/l
R2 HK/G-6-PDH
HEPES buffer (30mmol/l, pH 7,0 Mg: 4 mmol/l, Hkbesar dari 8,3U/ml(yeast)<G-
6-PDH besar dari 15 U/ml(E.coli),preservative.
Cara semiautomatik
Alat: Tabung reaksi 4buah, Pipet mikro 10 ml,1000 ml, Fotometer4020 system
boehringer Mannheim.
Bahan: sama dengan cara automatik
2. Analitik:
Cara kerja
Cara automatik
GDP
Siapkan reagen letakkan pada rak reagen
Sampel serum dimasukkan dalam tabung mikro sebanyak 500 ml ,letakkan
tabung mikro pada rak tabung.
Buat program pemeriksaan glukosa pada alat automatik cobas mira
plus ,selanjutnya tes berjalan secara automatik.hasil tes dibacaa dengan fotometri.
GD2PP
Setelah dianjurkan makan makanan mengandung 100 gram karbohidrat, 2 jam
kemudian dilakukan tes ,sesuai cara kerja GDPTIGO
Jam 7 pagi dilakukan tes GDP
Pasien dianjurkan minum 75 gram glukosa dalam segelas air dan dihabiskan
dalam 5 menit. Untuk pembilasan ditambahkan air putih pada gelas tersebut
dianjurkan minum sampai habis
Sampel darah dan urin diambil setiap 30 menit sampai 3 jam atau pada menit
ke 30 ,jam I, jam II, jam III
Pasien boleh minum air putih selama tes agar ekskresi urin cukup.
Cara semiautomatik
Sampel GDP, GD2PP, TTGO dgn perlakuan yang sama pada cara automatik
Buat blanko reagen dan blanko sampel seperti pada daftar ini:
Blanko Reagen 1
Blanko Reagen 2
Blanko Sampel
Sampel
Reagen - 1000 mikro liter
- 1000 mikro liter
NaCl 1000 mikro liter
- 1000 mikro liter
-
Sampel - - 10 mikro liter
10 mikro liter
Campurkan dengan baik lalu biarkan pada suhu ruangan selama 1o
menit .pembacaan hasil tes di lakukan pada panjang gelombang 540 nm
Nilai Rujukan
Tes (mg/dL)GDS-Darah Vena-Darah Kapiler
< 110< 90
GDP-Darah Vena-Darah Kapiler
< 100< 90
GD2PP-Darah Vena-Darah Kapiler
< 140< 120
3. Pasca Analitik
Kriteria diagnostik DM ,Perkeni, Konsensus DM 1998: Kadar GDS darah vena ≥
200nmg/dL, Kadar GDP darah vena ≥ 126 mg/dL(puasa berarti tidak ada
masukan kalori sejak 10 jam terakhir) Atau: Kadar glukosa vena ≥ 200mg/dL
pada 2 jam sesudah beban glukosa 75 gram pada TTGO (cara diagnostik 3 tidak
dipakai rutin di klinik)
Interpretasi Tes GDS, GDP, dan GD2PP
Tes Bukan DM Belum Pasti DM DMGDS
-darah vena-darah kapiler
<110<90
110-19990-199
≥ 200≥ 200
GDP-darah vena
-darah kapiler<100<90
100-12590-109
≥ 126≥ 110
GD2PP-darah vena
-darah kapiler<140<120
140-200120-200
>200>200
Pemeriksaan glukosa darah
Metode: GOD-PAP Prinsip: glukosa + O2+H2O As. Glukonik + H2O
2H2O2+4-Aminofenason+fenol Quinonmeimine+4H2O
Kadar glukosa ditentukan setelah pengoksidasian enzim dihadapkan dari oksidasi
glukosa.terbentuknya hydrogen peroksida bereaksi dibawah katalis dari
peroksidasi dengan fenol dan 4-aminofenazon menjadi merah
keunguan ,quinoneimine tua sebagai indukator.
Cara Kerja
Blanko Standar SampelReagen kerja 500 mikro liter 500 mikro liter 500 mikro literStandar - 5 mikro liter -serum - - 5 mikro liter
Campur , inkubasi selama 10 menit pada suhu 20-25 derajat celcius atau 5 menit
pada suhu 37 derajat celcius ukur abs standard an sampel setelah reagen blanko
dalam(W^.A).
Nilai Normal:
Glukosa darah sewaktu : < 200 mg/dl
Glukosa darah puasa : < 100 mg/dl
Glukosa darah 2 jam PP : < 140 mg/dl
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengkajian yang kami lakukan maka kami dapat
menyimpulkan hal-hal sebagai berikut : Glukosa, suatu gula monosakarida,
adalah salah satu karbohidrat terpenting yang digunakan sebagai sumber tenaga
bagi hewan dan tumbuhan. Glukosa merupakan salah satu hasil utama fotosintesis
dan awal bagi respirasi. Bentuk alami (D-glukosa) disebut juga dekstrosa,
terutama pada industri pangan. Nilai rujukan glukosa dalam serum puasa : 60-
110mg/dl hiperglikemia menetap : Diabetes milletus,Hiperaktif cotex
adrenal,Hiperfungsi kelenjar tiroid,Akromegali, dan Obesitas
Saran
Berdasarkan hasil pengkajian yang kami lakukan, kami dapat menyuguhkan
sedikit untuk semua kalangan bahwa : Kita harus bisa menjaga keseimbangan
tubuh agar tidak menghambat kelangsungan hidup kita.
DAFTAR PUSTAKA
Fessenden, J. R. Dan Fessenden, S. J., 1992, Kimia Organik Edisi Ketiga,
Erlangga, Jakarta.
Michael L. Bishop, Janet L. Duben-Engelkirk, and Edward P.Fody., 1996,
Clinical Chemistry, Lippincott-Raven Publishers.
Pine, S. H., J. B. Hendrickson, D. J. Cram, dan G. S. Hammond, 1988, Kimia
Organik 2 edisi keempat, ITB, Bandung.
Poedjiadi, A., 1994, Dasar-dasar Biokimia, UI-Press, Jakarta.
Sudarmadji, S., B. Haryono, dan Suhardi, 1996, Analisa Bahan makanan dan
Pertanian, Liberty Yogyakarta Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Toha, A. dan Hamid, A., 2001, Biokimia : Metabolisme Molekul, Alfabeta,
Bandung.