Defisiensi insulin mempengaruhi metabolisme tubuh yang berdampak terhadap system tubuh yaitu :a. Dampak terhadap fisik1) Sistem endokrinDefisiensi insulin menyebabkan kegagalan dalam pemasukan nutrisi kejaringan sehingga swell-sel kekurangan glukosa yang menimbulkan :a. Sel kekurangan glukosa untuk proses metabolisme dan penurunan penggunaan dan aktivitas gluosa dalam sel akan merangsang pusat laparb. Penurunan penggunaan protein dan glukosa oleh jaringan sehingga menyebabkan penurunan berat badanc. Pembongkaran lemak dan cadangan protein untuk memenuhi kebutuhan metabolisme proses ini menghasilkan benda-benda keton yang disebabkan hati yang tidak mampu menetralisir lemak. Penumpukan asam lemak ini akan mengiritasi memperoleh peningkatan sekresi asam lambung sehingga menimbulkan gangguan system ini berdampak terhadap gangguan kebutuhan nutrisi2 ) Sistem KardiovaskulerPeningkatan kadar glukosa darah akan mengakibatkan penumpukan sorbitol dan lemak pada tunika intima sehingga pembuluh darah mengalami penyempitan. Jika hal ini terjadi maka suplai O2 dan nutrisi akan berkurang kejaringan dan terjadilah infark pada jaringan yang dituju, apabila mengenai pembuluh darah perifer akan menimbulkan efek penurunan sensasi sehingga akan terjadi gangrene ekstremitas bila terjadi trauma. Dan jika terjadi pada arteri jantung akan menyebabkan angina pectoris dan akut miokard imfark.

3 ) Sistem pencernaanDefisiensi insulin menyebabkan kegagalan dalam pemasukan glukosa kejaringan sehingga sel-sel kekurangan glukosa. Proses kekurangan glukosa intra sel menimbulkan : Peningkatan penggunan protein dan glukogen oleh jaringan sehingga menyebabkan penurunan berat badan. Pembongkaran lemak dan cadangan protein untuk memenuhi kebutuhan metabolisme. Hal ini akan diperberat oleh peningkatan sekresi asam lambung sehingga menimbulkan perasaan mual, muntah. Peningkatan transport glukosa untuk proses metabolisme. Penurunan penggunaan dan aktivitas glukosa dalam sel akan merangsang pusat makan dibagian lateral hypothalamus, sehingga timbul peningkatan perasaan lapar ( poliphagi )4 ) Sistem perkemihanKekurangan pemasukan glukosa kedalam sel menyebabkan peningkatan volume extra sel sehingga terjadi peningkatan osmolalitas sel yang akan merangsang hypothalamus untuk mengsekresikan ADH dan merangsang pusat haus di bagian

lateral. Pada fase ini klien akan merasakan haus dan penurunan produksi urine sehingga volume cairan extra sel bertambah. Peningkatan volume cairan akan menyebabkan konsentrasi extra sel menurun sehingga cairan intra sel menurun. Penurunan volume intra sel merangsang volume reseptor diHipothalamus untuk menekan sekresi ADH sehingga terjadi peningkatan kadar gula darah melebihi ambang ginjal. Diuresis osmotic akan mempercepat pengisian vesika urinaria sehingga merangsang keinginan berkemih ( poliuri ) dan kondisi ini bertambah pada mlam hari karena terjadi vasokonstriksi akibat penurunan suhu sehingga timbul nokturi. Selain itu gangguan system perkemihan juga terjadi akibat adanya kerusakan ginjal ( netropati ) hal ini disebabkan adanya penurunan perfusi kedaerah ginjal.Gangguan ini dapat berdampak : Gangguan keseimbangan cairan dan elektrolit Gangguan pola eliminasi BAK Perubahan pola istirahat tidur5 ) Sistem MuskuloskeletalDefisiensi insulin menghambat transportasi glukosa kesel-sel dalam jaringan tubuh yang menyebabkan sel kelaparan dan terjadi peningkatan glukosa dalam darah menyebabkan hambatan dalam perfusi ke jaringan yang mengakibatkan jaringan kurang mendapat O2 dan nutrisi.Penurunan transport glukosa kesel dan penurunan O2 dan nutrisi kesel menyebabkan sel kekurangan bahan untuk metabolisme sehingga energi yang dihasilkan berkurang yang berdampak timbulnya kelemahan. Selain itu defisiensi insulin menyebabkan penurunan jumlah sintesa glikogen dalam otot serta peningkatan metabolisme protein yang berguna untuk pertumbuhan sel-sel tubuh.Dampak terhadap kebutuhan dasar manusia :• Gangguan pemenuhan aktivitas• Resiko terjadi kecelakaan6 ) Sistem IntegumenDefisiensi insulin dapat berdampak pada integritas kulit yang bisa disebabkan oleh neuropati diabetes dan angiopati diabetes , angiopati diabetes akan menyebabkan peurunan sensasi sehingga pengontrolan terhadap trauma mekanis, termis dan kimia menurun, hal ini akan memudahkan terkena luka yang mengancam keutuhan kulit sedangkan teori yang lain mendasari kerusakan kulit adanya kerusakan membrane basalis yang terjadi akibat adanya penumpukan endapan lipoprotein sehingga menyebabkan kebocoran protein dan butir-butir darah.Pertahanan dan perfusi jaringan menurun dengan akibat kulit mudah infeksi, luka sukar sembuh, mudah selulit gangrene. Dampaknya : Gangguan rasa nyaman nyeri dan gatal Gangguan integritas kulit Gangguan konsep diri

7 ) Sistem PersyarafanDefisiensi insulin menumbulkan hambatan, pemasukan glukosa kedalam sel termasuk sel-sel syaraf, sehingga mengganggu proses metabolisme sel syaraf. Akibat kekurangan glukosa sebagai bahan metabolisme maka sel akan menggunakan cadangan protein. Hal ini mengakibatkan sel kekurangan protein, akan mempengaruhi pembentukan myelin yang berfungsi untuk menghantarkan impuls pada akson, selain itu akan menyebabkan kerusakan akson tidak dapat mengantarkan impuls dengan sempurna selain kekurangan protein, kegagalan metabolisme sel saraf dapat menyebabkan hambatan dalam konduksi saraf dan polarisasi membrane akibat penurunan ATP. Perubahan-perubahan diatas menyebabkan gangguan polineropatik perifer yang ditandai kurangnya sensasi apda ujung-ujung ekstremitas bawah.Dampaknya : Potensial terjadi kecelakaan Resiko terjadi infeksi8 ) Sistem ReproduksiDefisiensi insulin dapat menyebabkan terjadinya impotensi pada laki-laki dan penurunan libido pada wanita. Hal ini disebabkan oleh adanya hambatan pengikatan ekstra diar pada gugus protein akibat kegagalan metabolisme protein. Pada wanita sering juga terdapat keluhan keputihan disebabkan infeksi kandida.Dampaknya : Gangguan pemenuhan kebutuhan seksual9 ) Sistem PancaindraHiperglikemi akan mengakibatkan penumpukan kadar glukosa pada sel dan jaringan tertentu yang dapat mentranspor glikosa tanpa memerlukan insulin, glukosa yang berlebihan ini tidak bermetabolisme habis secara normal melalui glukolisis tetapi sebagian dengan pertolongan enzim aldose reduktase atau diubah menjadi sorbitol. Sorbitol akan bertumpuk dalam jaringan / sel tersebut, sehingga menyebabkan kerusakan dan perubahan fungsi. Teori ini mendasari kelainan diabetes mellitus pada mata dengan adanya retinopati, selain itu pada penderita DM bisa ditemukan adanya katarak, hal ini disebabkan pengendapan lipoprotein pada lensa mata, kelainan ini berdampak : Gangguan penurunan sensori ; penglihatan Resiko terhadap cederab. Dampak terhadap psikologisKlien yang mengalami defisiensi yang kronik akan mempengaruhi psikologisnya, respon psikologis bervariasi tergantung koping yang dimiliki klien. Umumnya klien merasa bosan denagn program pengobatan yang lama serta harus menyesuaikan denagn pembatasan- pembatasan makanan yang diberikan.c. Dampak terhadap social

Dari keterbatasan makanan, kelemahan tubuhnya dalam melaksanakan aktivitas dan penampilan keadaan tubuhnya pada klien dengan gangguan defisiensi ini akan mengakibatkan klien untuk menarik diri dan mengurangi interaksi social.d. Dampak terhadap SpiritualPada klien yang mengalami DM akan merasa bosan pada program pengobatan dan pembatasan makanan yang diberikan serta ketidak berdayaan akibat kelemahan tubuhnya maka dapat mengakibatkan klien menjadi putus asa tidak semangat untuk hidup

1.1 Prinsip Dasar Rekayasa Genetika

Rekayasa genetika adalah proses mengidentifikasi dan mengisolasi DNA dari suatu sel hidup atau mati dan memasukkannya dalam sel hidup lainnya. Rekayasa genetika merupakan suatu cara memanipulasikan gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. Rekayasa genetika disebut juga pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika digunakan DNA untuk menggabungkan sifat makhluk hidup. Hal itu karena DNA dari setiap makhluk hidup mempunyai struktur yang sama, sehingga dapat direkombinasikan. Selanjutnya DNA tersebut akan mengatur sifat-sifat makhluk hidup secara turun-temurun. Rekayasa Genetika pada mikroba bertujuan untuk meningkatkan efektivitas kerja mikroba tersebut (misalnya mikroba untuk fermentasi, pengikat nitrogen udara, meningkatkan kesuburan tanah, mempercepat proses kompos dan pembuatan makanan ternak, mikroba prebiotik untuk makanan olahan), dan untuk menghasilkan bahan obat-obatan dan kosmetika, serta Pembuatan insulin manusia dari bakteri ( Sel pancreas yang mempu mensekresi Insulin digunting , potongan DNA itu disisipkan ke dalam Plasmid bakteri ) DNA rekombinan yang terbentuk menyatu dengan Plasmid diinjeksikan lagi ke vektor, jika hidup segera di kembangbiaakan.

Prinsip dasar teknologi rekayasa genetika adalah memanipulasi atau melakukan perubahan susunan asam nukleat dari DNA (gen) atau menyelipkan gen baru ke dalam struktur DNA organisme penerima. Gen yang diselipkan dan organisme penerima dapat berasal dari organisme apa saja. Pada proses rekayasa genetika organisme yang sering digunakan adalah bakteri Escherichia coli. Bakteri Escherichia coli dipilih karena paling mudah dipelajari pada taraf molekuler.

Proses Rekayasa Genetika

Pada proses penyisipan gen diperlukan tiga faktor utama yaitu

1. Vektor, yaitu pembawa gen asing yang akan disisipkan, biasanya berupa plasmid, yaitu lingkaran kecil AND yang terdapat pada bakteri. Plasmid diambil dari bakteri dan disisipi dengan gen asing.

2. Bakteri, berperan dalam memperbanyak plasmid. Plasmid di dalam tubuh bakteri akan mengalami replikasi atau memperbanyak diri, makin banyak plasmid yang direplikasi makin banyak pula gen asing yang dicopy sehingga terjadi cloning gen.

3. Enzim, berperan untuk memotong dan menyambung plasmid. Enzim ini disebut enzim endonuklease retriksi, enzim endonuklease retriksi yaitu enzim endonuklease yang dapat memotong ADN pada posisi dengan urutan basa nitrogen tertentu.

1.2 Pembuatan Insulin dan Peranan Mikroorganisme

Insulin pertama kali di ekstraksi dari jaringan pankreas anjing pada tahun 1921 oleh para ahli fisiologi asal kanada Sir Federick Glant Banting dan Charles Hebert Best serta ahli fisiologi asal Inggris John James Richard Macleod. Seorang ahli boikimia James Betram Collip kemudian memproduksi dengan tingkat kemurnian yang cukup baik untuk digunakan sebagai obat pada manusia. Pada tahun 1965 insulin manusia telah berhasil disintesis secara kimia. Insulin merupakan protein manusia pertama yang disintesis secara kimia. Secara tradisional, insulin untuk pengobatan pada manusia diisolasi dari pankreas sapi atau babi. Walaupun insulin hewan secara umum cukup memuaskan tetapi untuk penggunaan pada manusia dapat menimbulkan dua masalah. Pertama, adanya perbedaan kecil dalam asam amino penyusunnya yang dapat menimbulkan efek samping berupa alergi pada beberapa penderita. Kedua, prosedur pemurnian sulit dan cemaran berbahaya asal hewan tidak selalu dapat dihilangkan secara sempurna. Pada tahun 1981 telah terjadi perbaikan secara berarti cara produksi insulin melalui rekayasa genetika. Insulin yang diperoleh dengan cara ini mempunyai struktur mirip dengan insulin manusia. Melalui teknologi DNA rekombinan, insulin diproduksi menggunakan sel mikroba yang tidak patogen. Karena kedua hal tersebut di atas, insulin hasil rekayasa genetika ini mempunyai efek samping yang relatif sangat rendah dibandingkan dengan insulin yang diperoleh dari

ekstrak pankreas hewan, tidak menimbulkan efek alergi serta tidak mengandung kontaminan berbahaya. Pembuatan insulin dari bahan berupa makhluk hidup menunjukkan tanda – tanda kekuasaan Allah SWT sesuai firman Allah SWT dalam surat An Nahl ayat 5 yang artinya

“Dan Dia telah menciptakan binatang ternak untuk kamu, padanya ada (bulu) yang menghangatkan dan berbagai – bagai manfaat dan sebahagiannya kamu makan”

Insulin adalah suatu hormon polipetida yang diproduksi dalam sel-sel β kelenjar Langerhaens pankreas. Insulin berperan penting dalam regulasi kadar gula darah (kadar gula darah dijaga 3,5-8,0 mmol/liter). Hormon insulin yang diproduksi oleh tubuh kita dikenal juga sebagai sebutan insulin endogen. Namun, ketika kalenjar pankreas mengalami gangguan sekresi guna memproduksi hormon insulin, disaat inilah tubuh membutuhkan hormon insulin dari luar tubuh, dapat berupa obat buatan manusia atau dikenal juga sebagai sebutan insulin eksogen. Kekurangan insulin dapat menyebabkan penyakit seperti diabetes mellitus tergantung insulin (diabetes tipe 1). Insulin terdiri dari 51 asam amino. Molekul insulin disusun oleh 2 rantai polipeptida A dan B yang dihubungkan dengan ikatan disulfida. Rantai A terdiri dari 21 asam amino dan rantai B terdiri dari 30 asam amino.

Produk hormon insulin manusia dapat dihasilkan dari teknik rekayasa genetika dengan teknologi Plasmid. Insulin adalah hormon yang berfungsi menurunkan kadar gula dalam darah. Hormon ini sangat diperlukan oleh penderita diabetes mellitus karena kelenjar pankreas penderita tidak mampu menghsilkan hormone tersebut. Hormon insulin berfungsi untuk mengubah glukosa dalam darah menjadi glikogen.

Produksi insulin dapat dilakukan dengan cara mentransplantasikan gen-gen pengendali hormon tersebut ke plasmid bakteri. Keberhasilan memindahkan gen insulin manusia ke dalam bakteri sudah dapat diperoleh, yaitu melalui bakteri-bakteri yang tumbuh dengan metode fermentasi. Teknik Plasmid bertujuan untuk membuat hormone dan antibodi. Misal untuk membuat hormon insulin dengan teknik plasmid. Gen /DNA digunting dengan Enzim Endonuklease Restriksi Gen /DNA disambung dengan Enzim Ligase.

Proses Pembuatan Insulin

1. Tahap pertama dalam membuat bakteria yang bisa menghasilkan insulin adalah dengan mengisolasi plasmid pada bakteri tersebut yang akan direkayasa. Plasmid adalah materi genetik berupa DNA yang terdapat pada bakteria namun tidak tergantung pada kromosom karena tidak berada di dalam kromosom.

2. Kemudian plasmid tersebut dipotong dengan menggunakan enzim di tempat tertentu sebagai calon tempat gen baru yang nantinya dapat membuat insulin.

3. Gen yang dapat mengatur sekresi (pembuatan) insulin diambil dari kromosom yang berasal dari sel manusia.

4. Gen yang telah dipotong dari kromosom sel manusia itu kemudian ‘direkatkan’ di plasmid tadi tepatnya di tempat bolong yang tersedia setelah dipotong tadi.

5. Plasmid yang sudah disisipi gen manusia itu kemudian dimasukkan kembali ke dalam bakteria.

6. Bakteria yang telah mengandung gen manusia itu selanjutnya berkembang biak dan menghasilkan insulin yang dibutuhkan. Dengan begitu diharapkan insulin dapat diproduksi dalam jumlah yang tidak terbatas di pabrik-pabrik.

Insulin bervariasi dari satu organisme ke organisme lainnya, namun hal ini tidak membedakan aktivitasnya. Pada mulanya sumber insulin untuk penggunaan klinis pada manusia diperoleh dari pancreas sapi atau babi. Insulin yang diperoleh dari sumber – sumber tersebut efektif bagi manusia karena indentik dengan insulin manusia. Insulin pada manusia, babi, dan sapi mempunyai perbedaan dalam susunan asam aminonya, tapi aktivitasnya tetap sama.

Perbedaan susunan asam amino pada insulin manusia,

babi (pork), dan sapi (beef)

Spesies A8 A10 B28 B29 B30Manusia Thr Ile Pro Lys ThrBabi Thr Ile Pro Lys Ala

Sapi Ala Val Pro Lys Ala

Insulin manusia dan insulin babi hanya beda 1 asam amino yaitu pada B30, sedangkan insulin manusia dan insulin sapi beda 3 asam amino yaitu pada A8, A10, dan B30 sehingga pemakaian insulin babi kurang imunogenik dibandingkan insulin sapi. Tapi masalahnya, 1 babi yang diekstraksi insulinnya hanya cukup untuk 1 orang selama 3 hari padahal saat ini ada ± 60 juta orang di dunia yang menderita diabetes tergantung insulin dan diduga meningkat 5-6 % per tahunnya. Maka dari itu sekarang banyak dikembangkan teknologi rekombinan untuk mendapatkan insulin.

Salah satu sumber insulin yang sudah tidak asing lagi digunakan dalam dunia kedokteran adalah insulin babi. Untuk menghasilkan 1 pound insulin didapatkan dari 60 ribu ekor babi serta diperkirakan mampu mengobati pasien diabetes sebanyak 750-1.000 orang selama setahun . Jika produksi babi pertahun sebanyak 85 juta maka insulin yang mampu dihasilkan selama setahun adalah 1.400 pound. Jumlah tersebut dapat mengobati pasien sebanyak 1, 050 juta sampai 1,4 juta pertahunnya. Jumlah yang cukup spektakuler. Saat ini ada alternatif lain pengganti insulin seperti Humulin. Humulin merupakan produk insulin manusia pertama yang dipasarkan perusahaan farmasi Amerika serikat, Eli Lily pada tahun 1982. Walaupun lebih sedikit mahal, ternyata cukup diminati oleh pasien untuk mengganti hormon insulin babi. Namun, teknologi rekayasa genetika juga telah banyak berperan dalam produksi insulin, dimana bakteri di rekayasa sedemikian rupa sehingga mamapu memproduksi insulin. Dengan demikian insulin yang beredar pada dunia pengobatan merupakan gabungan dari insulin babi dan insulin dari bakteri. Penggunaan obat insulin yang diproduksi dari transplantasi sel pancreas babi ke sel bakteri, serta xenotransplatation yang menggunakan katup jantung babi ditransplantasikan ke jantung manusia memberikan kekhawatiran terhadap mereka yang beragama Islam. Sesuai dengan Al Qur’an Al Baqarah 173

“Sesungguhnya Allah hanya mengharamkan bagimu bangkai, darah, daging babi, dan binatang yang (ketika disembelih) disebut (nama) selain Allah. Tetapi barangsiapa dalam keadaan terpaksa (memakannya) sedang dia tidak menginginkannya dan tidak (pula) melampaui batas, maka tidak ada dosa baginya. Sesungguhnya Allah Maha Pengampun lagi Maha Penyayang”

Pemanfaatan babi dalam dunia Bioteknologi seharusnya menjadi perhatian lebih bagi umat muslim untuk lebih selektif dalam memilih produk Bioteknologi tersebut. Islam melarang mengkonsumsi bahan haram tentu ada hikmah-hikmahnya, baik yang telah diketahui maupun yang belum diketahui manusia dikarenakan akal manusia yang begitu lemah. Masalah halal dan haram dari sediaan Bioteknologi ini merupakan bagian esensial dan membutuhkan tinjauan yang kritis bagi seorang muslim, karena hal ini menyangkut keamanan dari segi ruhaniah bagi seseorang yang mengkonsumsinya seperti mempengaruhi terkabulnya doa dan ibadah di sisi Allah swt. Selain itu,  kita sebagai seorang muslim yang mengenyam pendidikan seharusnya merasa prihatin atas keadaan yang demikian dan terpacu untuk mencari bahan pengganti bahan-bahan haram yang sering digunakan dalam pembuatan sediaan farmasi.

Dari abu Hurairah r.a. yang berkata : Rosulullah saw bersabda : “ Sesungguhnya Allah Ta’ala itu Thayyib (Bersih dari kekurangan dan kotoran) dan tidak menerima kecuali yang thayyib. Sesungguhnya Allah telah memerintahkan kaum mukminin dengan apa yang diperintahkannya kepada rasul. Allah Ta’ala berfirman : ‘Hai para rasul, makanlah dari makanan-makanan yang thayyib dan kerjakanlah amal saleh. Allah Ta’ala juga berfirman : “Hai orang-orang yang beriman, makanlah diantara rezki-rezki yang thayyib yang Kami berikan kepadamu.” Kemudian beliau menyebut tentang seseorang laki-laki yang menempuh perjalanan yang panjang, badannya kusut dan berdebu, ia mengangkat tanggannya ke langit sambil berdoa : ‘Rabbi, Rabbi!’ sedangkan makanannya haram, minumannya haram, pakaiannya haram, dan ia dikenyangkan dengan hal-hal yang haram, maka mana mungkin doanya terkabulkan ?” (HR. Muslim)

Wahai Sa’ad, perbaikilah (murnikanlah) makananmu, niscaya kamu menjadi orang yang terkabul do’anya. Demi yang jiwa Muhammad dalam genggamanNya. Sesungguhnya seorang hamba melontarkan sesuap makanan yang haram ke dalam perutnya maka tidak akan diterima amal kebaikannya selama empat puluh hari. Siapapun yang dagingnya tumbuh dari yang haram maka api neraka lebih layak membakarnya. (HR. Ath-Thabrani)

Jadi Penggunaan insulin yang berasal dari pankreas babi diperbolehkan apabila tidak ada lagi sumber yang berasal dari sesuatu yang di halalkan oleh Allah.

“Katakanlah: “Tiadalah aku peroleh dalam wahyu yang diwahyukan kepadaku, sesuatu yang diharamkan bagi orang yang hendak memakannya, kecuali kalau makanan itu bangkai, atau darah yang mengalir atau daging babi – karena sesungguhnya semua itu kotor – atau binatang yang disembelih atas nama selain Allah. Barangsiapa yang dalam keadaan terpaksa, sedang dia tidak menginginkannya dan tidak (pula) melampaui batas, maka sesungguhnya Tuhanmu Maha Pengampun lagi Maha Penyayang.”

1.3 Pemberian Insulin Pada Penderita Diabetes Mellitus

Insulin adalah suatu hormon yang secara alami dihasilkan oleh pulau pulau langerhans pankreas. Insulin memungkinkan sel – sel tubuh mengabsorbsi glukosa dari darah untuk digunakan sebagai sumber energy, diubah menjadi molekul lain yang diperlukan, atau untuk disimpan. Insulin juga merupakan sinyal control untama konversi glukosa menjadi glikogen untuk penyimpanan internal di hati dan sel otot.  Bila jumlah insulin yang tersedia tidak mencukupi, sel tidak merespon adanya insulin (tidak sensitif atau resisten), atau bila insulin itu sendiri tidak diproduksi oleh sel – sel beta akibat rusaknya sel –sel beta pada pancreas, maka glukosa tidak dapat dimanfaatkan oleh sel tubuh ataupun disimpan dalam bentuk cadangan makanan dalam hati maupun sel otot. Akibat yang terjadi adalah peningkatan kadar glukosa dalam darah, penurunan sintesis protein, dan gangguan proses – proses metabolisme dalam tubuh. Hormon ini bekerja mengatur kadar glukosa dalam darah dengan cara mempermudah masuknya glukosa ke dalam semua jaringan tubuh. Jika jumlah insulin yang diproduksi tidak memadai, kadar glukosa dalam darah akan meningkat dan sebagai akibatnya glukosa akan di ekskresi dalam urine. Defisiensi insulin dalam manusia menyebabkan penyakit genetik diabetes mellitus jenis I atau disebut IDDM (Insulin Dependent Diabetes Mellitus). Bila tidak diobati penyakit ini akan membahayakan kehamilan, bahkan dapat menyebabkan kematian. Adanya insulin yang dapat membantu mengatur kadar glukosa darah merupakan salah satu tanda kekuasaanNya. Hal ini tercantum dalam firman Allah surat Al furqan ayat 2 yang artinya

“ yang kepunyaanNya lah kerajaan langit dan bumi, dan dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagi Nya dalam kekuasaan (Nya), dan dia telah menviptakan segala sesuatu, dan dia menetapkan ukuran – ukurannya dengan serapi – rapinya.”

Pemberian injeksi insulin secara teratur dalam meningkatkan kadar insulin dalam darah penderita dapat meminimumkan komplikasi. Pengobatan ini hanya mungkin dilaksanakan bila insulin tersedia dalam jumlah besar dengan kemurnian dan mutu yang baik. Pemberian insulin kepada penderita diabetes hanya bisa dilakukan dengan cara suntikan, jika diberikan melalui oral insulin akan rusak didalam lambung. Setelah disuntikan, insulin akan diserap kedalam aliran darah dan dibawa ke seluruh tubuh. Disini insulin akan bekerja menormalkan kadar gula darah (blood glucose) dan merubah glucose menjadi energi. Perlu diperhatikan daerah mana saja yang dapat dijadikan tempat menyuntikkan insulin. Bila kadar glukosa darah tinggi, sebaiknya disuntikkan di daerah perut dimana penyerapan akan lebih cepat. Namun bila kondisi kadar glukosa pada darah rendah, hindarilah penyuntikkan pada  daerah perut. Secara urutan, area proses penyerapan paling cepat adalah dari perut, lengan atas dan paha. Insulin akan lebih cepat diserap apabila daerah suntikkan digerak-gerakkan. Penyuntikkan insulin pada satu daerah yang sama dapat mengurangi variasi penyerapan. Penyuntikkan insulin selalu di daerah yang sama dapat merangsang terjadinya perlemakan dan menyebabkan gangguan penyerapan insulin. Daerah suntikkan sebaiknya berjarak 1inchi (+ 2,5cm)  dari daerah sebelumnya. Lakukanlah rotasi di dalam satu daerah selama satu minggu, lalu baru pindah ke daerah yang lain. Kerja insulin dalam tubuh dipengaruhi oleh beberapa faktor di antaranya :

1. Dosis

Semakin tinggi dosisnya maka semakin cepat aksinya.

2. Tempat injeksi

Pada umumnya insulin diberikan dengan injeksi menembus kulit. Pada pemberian intravena aksinya cepat, pad transdermal atau secara subkutan maka pada otot terjadi degradasi insulin 20-25%. Makanya harus diperhitungkan untuk mendapatkan dosis yang tepat. Kebanyakan insulin diinjeksikan pada perut (intrperional). Jarum untuk injeksi insulin kecil sekali dan pendek (0,5-1 cm). Dapat juga menggunakan implant pad dada yang dapat mensuplai insulin sedikit demi sedkit.

3. Kehadiran antibodi insulin

Hal ini terutama pada penggunaan hewan sebagai insulin. Jika digunakan insulin dari luar dikhawatirkan terjadi reaksi antigen antibodi maupun perusakan lain, kecuali pada penderita autoimun.

4. Aktivitas fisik

Semakin banyak aktivitas fisik yang kita lakukan maka kita perlu energi  (dari glukosa) yang semakin besar sehingga tidak perlu aksi insulin yang ekstra untuk mengubah glukosa menjadi glikogen (insulin yang diperlukan semakin sedikit).

Insulin dapat dibedakan atas dasar:

1. Waktu kerja insulin (onset), yaitu waktu mulai timbulnya efek insulin sejak disuntikan.

2. Puncak kerja insulin, yaitu waktu tercapainya puncak kerja insulin.

3. Lama kerja insulin (durasi), yaitu waktu dari timbulnya efek insulin sampai hilangnya efek insulin.

Terdapat 4 buah insulin eksogen yang diproduksi dan dikategorikan berdasarkan puncak dan jangka waktu efeknya. Berikut keterangan jenis insulin eksogen :

1. Insulin Eksogen kerja cepat.

Bentuknya berupa larutan jernih, mempunyai onset cepat dan durasi pendek. Yang termasuk di sini adalah insulin regular (Crystal Zinc Insulin / CZI ). Saat ini dikenal 2 macam insulin CZI, yaitu dalam bentuk asam dan netral. Preparat yang ada antara lain : Actrapid, Velosulin, Semilente. Insulin jenis ini diberikan 30 menit sebelum makan, mencapai puncak setelah 1– 3 macam dan efeknya dapat bertahan samapai 8 jam.

2. Insulin Eksogen  kerja sedang.

Bentuknya terlihat keruh karena berbentuk hablur-hablur kecil, dibuat dengan menambahkan bahan yang dapat memperlama kerja obat dengan cara memperlambat penyerapan insulin kedalam darah. Yang dipakai saat ini adalah Netral Protamine Hegedorn ( NPH ),MonotardÒ, InsulatardÒ. Jenis ini awal

kerjanya adalah 1.5 – 2.5 jam. Puncaknya tercapai dalam 4 – 15 jam dan efeknya dapat bertahan sampai dengan 24 jam.

3. Insulin Eksogen campur antara kerja cepat & kerja sedang (Insulin premix)

Yaitu insulin yang mengandung insulin kerja cepat dan insulin kerja sedang. Insulin ini mempunyai onset cepat dan durasi sedang (24 jam). Preparatnya: Mixtard 30 / 40

1. Insulin Eksogen kerja panjang (lebih dari 24 jam).

Merupakan campuran dari insulin dan protamine, diabsorsi dengan lambat dari tempat penyuntikan sehingga efek yang dirasakan cukup lam, yaitu sekitar 24 – 36 jam. Preparat: Protamine Zinc Insulin ( PZI ), Ultratard.

Karakteristik farmakokinetik: pendek, intermediet dan long-acting sediaan insulin

Kategori Onset (jam setelah pemberian) Aktivitas puncak (jam setelah pemberian)

Aksi pendek 0,5-1 2-5Aksi menengah 2 4-12Aksi lama 4 10-20

Pemberian insulin:

- short acting              : diberi 0,5-1 jam sebelum maakan

- intermediet acting   : diberi 2 jam sebelum makan

- long acting               : diberi 4 jam sebelum makan

Pemberian preparat insulin perlu diatur seperti di atas supaya saat kadar glukosa dalam tubuh tinggi (mencapai puncak) maka kadar insulin juga sudah tinggi, jadi harus seimbang. jika kadar insulin tinggi kadar glukosa darah rendah maka akan terjadi shock. Jika kadar insulin rendah tetapi kada glukosa darah tinggi maka terjadi kelebihan gula (diabetes).

Proses Pembentukan dan Sekresi1

Secara fisiologis, regulasi glukosa darah yang baik diatur insulin bersama dengan 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 dalam sel tersebut. Proinsulin kemudian diurai kembali oleh enzim peptidase menjadi insulin dan peptide-C yang keduanya sudah siap disekresikan secara bersamaan melalui membran sel.Fungsi insulin 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. Diketahui terdapat beberapa tahapan dalam proses sekresi insulin, setelah adanya rangsangan oleh molekul glukosa:Tahap pertama adalah proses glukosa melewati membran sel. Untuk dapat melewati membran sel beta dibutuhkan bantuan senyawa lain. GLUT 2 yang terdapat dalam sel beta, diperlukan dalam proses masuknya glukosa dari dalam darah, melewati membran. Kemudian molekul glukosa akan mengalami proses glikolisis dan fosforilasi di dalam sel, dan kemudian membebaskan molekul ATP.ATP tersebut akan mengaktifkan penutupan kanal K 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 kanal Ca. Keadaan inilah yang memungkinkan masukanya ion Ca sehingga menyebabkan peningkatan kadar ion Ca intrasel. Suasana ini dibutuhkan untuk proses sekresi insulin melalui mekanisme yang cukup rumit dan belum seutuhnya dapat dijelaskan.

Dinamika sekresi insulin1

Dalam keadaan fisiologis, insulin disekresikan sesuai dengan kebutuhan tubuh normal oleh sel beta dalam dua fase, sehingga sekresinya berbentuk bifasik. Sekresi insulin normal yang bifasik 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 saat mendapat beban. Sekresi fase 1 (acute insulin secretion response= AIR) adalah sekresi insulin yang terjadi segera setelah ada rangsangan terhadap sel beta, muncul cepat dan berakhir juga cepat. Sekresi

fase 1 (AIR) 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 pda gilirannya berkontribusi besar dalam pengendalian kadar glukosa darah postprandial. Dengan demikian, kehadiran AIR yang normal diperlukan untuk mempertahankan berlangsungnya proses metabolisme glukosa secara fisiologis, 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 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 terebut pada hakikatnya dimaksudkan memenuhi kebutuhan tubuh agar glukosa darah (postprandial) tetap dalam batas normal. Dalam prospektif perjalanan penyakit, fase 2 sekresi insulin akan banyak dipengaruhi oleh fase 1.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 sintesis maupun sekresi insulin pada fase 2 diatas noemal untuk dapat memeprtahankan 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.

I. PENDAHULUANProtein pengatur merupakan protein yang membantu mengatur aktivitas seluler atau fisiologi. Hormon berasal dari dari bahasa Yunani yang berarti menimbulkan dan membangkitkan. Hormin adalah suatu zat kimia yang bertugas sebagai pembawa pesan (chemical messenger), disekresikan oleh sejenis jaringan, dalam jumlah yang sangat kecil dan dibawa oleh darah menuju target

jaringan di bagian lain dari tubuh untuk merangsang aktivitas biokimia atau fisiologi yang khusus (Lehninger, 1982).Berbagai macam hormon sudah diketahui dan banyak lagi yang ditemukan. Selain mengatur beberapa aspek metabolisme, hormon juga mempunyai fungsi lain yaitu mengatur beberapa aspek metabolisme, hormon juga mempunyai fungsi yang lain yaitu mengatur pertumbuhan sel dan jaringan, denyut jantung, tekanan darah, fungsi ginjal, pergerakan saluran gastrointestinal, sekresi enzim-enzim pencernaan, laktasi dan sistem reproduksi. Terdapat tiga kelas hormon yaitu peptida, amina dan steroid. Hormon peptida memiliki tiga sampai lebih dari 200 residu asam amino, termasuk hipotalamus dan pituitari, denikian juga insulin dan glokagon dari pankreas. Hormon-hormon amina yaitu senyawa-senyawa kecil yang larut di dalam air, terdiri dari kelompok amino, termasuk adrenalin dari medulla adrenal dan hormon-hormon tiroid. Hormon-hormon steroid, yang larut dalam lemak, termasuk hormon-hormon korteks adrenal androgen (hormon seks pria) dan estrogen (hormon seks wanita) (Lehninger, 1982).

Gambar 1. Pankreas

Pankreas terdiri atas bagian eksokrin dan endokrin. Bagian endokrin menghasilkan enzim pencernaan seperti: lipase, tripsin, dan amilase, sedangkan bagian endokrin menghasilkan hormon insulin dan glukagon. Jumlah saluran pembuangan pada pankreas dapat bervariasi, sebuah atau dua buah berhubungan dengan duktus koledokus atau duodenum. Pankreas merupakan kelenjar asiner bercabang majemuk.Beberapa hormon polipeptida, termasuk insulin dan glucagon, disintesis oleh sel-sel endokrin induknya sebagai prekursor yang tidak aktif, yang disebut prohormon. Prekursor yang tidak aktif tersebut mengandung rantai polipeptida yang lebih panjang daripada hormon aktifnya sendiri. Sebagai contoh proinsulin adalah rantai polipeptida dari kira-kira 80 residu asam amino diubah menjadi insulin aktif (51 residu). Melalui pemotongan enzimatik pada sebagian rantainya. Prohormon disimpan dalam bentuk tidak aktif dalam sel endokrin, sering kali dalam granula-granula sekresi, siap untuk diubah dengan cepat menjadi bentuk-bentuk aktifnya oleh perubahan enzimatik ketika sel tersebut menerima isyarat yang tepat (lehninger, 1982).Peran insulin di dalam tubuh sangat penting, antara lain adalah mengatur kadar gula darah agar tetap dalam rentang nilai normal. Saat dan setelah makan, karbohidrat yang kita konsumsi akan segera dipecah menjadi gula dan masuk aliran darah dalam bentuk glukosa. Glukosa adalah senyawa siap pakai untuk menghasilkan energi. Pada keadaan normal, tingginya kadar glukosa setelah makan akan direspon oleh kelenjar pankreas

dengan memproduksi hormon insulin. Dengan adanya insulin, glukosa akan segera masuk ke dalam sel (Warta Medika, 2008). Sehingga insulin perlu dipelajari lebih lanjut karena insulin sangat penting dalam tubuh kita, terutama dalam mengobati penyakit diabetes. Insulin diekstraksi dari hewan, tetapi saat ini insulin telah dapat diproduksi secara massal melalui rekayasa genetik.

II. PEMBAHASAN2.1. DEFINISI HORMON INSULINInsulin merupakan sejenis hormon jenis polipeptida yang dihasilkan oleh kelenjar pankreas. Sel yang menghasilkan hormon insulin dalam kelenjar pankreas dikenali sebagai sel beta, yaitu sejenis sel yang terdapat dalam kelompokan sel yang digelar pepulau (islet of) Langerhans dalam pankreas (Indah, 2004).Fungsi utama insulin ialah pengawalan keseimbangan tahap glukosa dalam darah dan bertindak meningkatkan pengambilan glukosa oleh sel badan. Kegagalan badan untuk menghasilkan insulin akan menyebabkan glukosa tidak dapat masuk ke dalam dan digunakan oleh sel-sel tubuh. Glukosa meningkat di dalam darah akan menyebabkan penyakit kencing manis yang dikenal sebagai diabetes melitus (Indah, 2004).Gen insulin manusia terdapat pada lengan pendek dari kromoson 11. Insulin disekresikan sebagai preproinsulin. Preproinsulin meruapakan suatu peptida rantai panjang dengan BM 11.500. Rangkaian pemandu atau sequence yang bersifat hidrofobik berfungsi untuk signal mengarahkan molekul ini ke retikulum endoplasma dan kemudian dikeluarkan. Rangkaian tersebut merupakan proses pembelahan molekul preproinsulin oleh enzim-enzim mikrosomal menghasilkan molekul proinsulin (BM kira-kira 9000) (Indah, 2004).Proinsulin diangkut ke badan golgi dimana berlangsung proses pengemasan menjadi granula-granula sekretorik berlapis klatrin. Granula-granula ini matang, mengandung insulin yang terdiri dari 51 asam amino yang terkandung dalam rantai A 21 asam amino dan rantai B 30 asam amino serta C-Peptida (Indah, 2004).Insulin disekresikan dari pankreas 40-50 unit/hari (15-20% dari penyimpanan). Sekresi insulin dapat berlangsung secara :a. Sekresi insulin basal: terjadi tanpa adanya rangsangan eksogen. Hal ini merupakan jumlah insulin yang disekresikan dalam keadaan puasa.b. Sekresi insulin yang dirangsang : sekresi insulin karena adanya respon terhadap rangsang eksogen. Sejumlah zat yang terlibat dalam pelepasan insulin disini adalah :1. Glukosa rangsang pelepasan insulin paling poten. Glukosa dapat masuk ke dalam sel ? pankreas secara difusi pasif yang

diperantarai protein membran yang spesifik disebut Glukosa Transpoter.2 ? rangsang sekresi insulin.2. Asam Amino, Asam lemak, Badan keton3. Faktor hormonalPreparat ? adrenergik merangsang pelepasa insulin yang mungkin dengan cara peningkatan cAMP intrasel. Paparan yang terus menerus dengan hormon pertumbuhan, kortisol, laktogen plasenta, estrogen, progestin dalam jumlah yang berlebihan juga meningkatkan sekresi insulin.4. Preparat farmalologik : Senyawa Sulfonilurea dan Tolbutamid.(Indah, 2004).

2.2. STRUKTUR HORMON INSULINMonomer insulin mengandung 51 asam amino dan memiliki massa molekul 55 kDa. Hormon insulin memiliki bentuk protein globular. Molekul insulin terdiri dari :1. Struktur Primer, protein yang berada dalam pemandu atau sequence asam amino. Insulin meruapakan suatu tetramer yang terdiri dari dua sub unit ? dan dua sub unit ? dalam konfigurasi ?2?2 yang dihubungkan dengan ikatan disulfida. Struktur primer dari insulin memiliki dua rantai peptida. Sub unit ? dengan BM 135 kDa yaitu mengandung 21 residu asam amino terletak di luar sel (ekstraseluler) yang bertugas untuk mengikat insulin lewat daerah (domain) yang kaya akan sistein. Sub unit ? dengan BM 95 kDa yaitu mengandung 30 residu asam amino yang bertugas sebagai protein transmenbran yang merupakan efektor dalam melaksanaka fungsi sekunder yang utama pada reseptor yaitu proses transduksi singnal. Sub unit ? terletak dominan di dalam sitoplasma dan mengandung suatu kinase yang akan teraktivasi pada pengikatan insulin dengan akibat fosforilasi pada sub unit ? itu sendiri.2. Struktur Sekunder, hormon insulin tersusun dari 57% area ?-heliks yang hanya predominan dan 6% mengandung struktur ?-sheet, 10% ?-turn dan sisanya 27% tidak membentuk struktur sekunder.3. Struktur tersier, konformasi tiga dimensi protein yang tersusun atas struktur sekunder dan unorederd section.4. Struktur kuartener, interaksi nonkovalen yang membentuk kompleks struktur protein oligomer dengan atom pusat yaitu Zn2+. Hormon insulin diproduksi pada pankreas.(Koolman et all., 2005).

Struktur primer, sekunder, tertier, dan kuartener dari hormon insulin dapa dilihat pada gambar 1 dibawah ini :

Gambar 1. Struktur Primer, Sekunder, Tertier, dan Kuartener dari Hormin Insulin (Koolman et all., 2005).

2.2.1. Monomer insulinIkatan van der waals dari hormon insulin ditunjukkan pada bentuk struktur tertier antara dua rantai, dapat dilihat pada model 1 (gambar 2). Model 3 menunjukkan rantai samping dari asam amino polar ditunjukkan pada (gambar 2) warna biru dan residu non polar dapat dilihat pada (gambar 2) warna kuning. Model tersebut menunjukkan adanya efek hidrofobik pada protein. Hormon insulin memiliki rantai samping yang bersifat hidrofobik terletak pada dalam molekul. Sedangkan residu yang bersifat hidrofilik terletak di permukaan insulin (Koolman et all., 2005).

Gambar 2. Model hormon Insulin (Koolman et all., 2005).

Gambar 3. Struktur 3 Dimensi Hormon Insulin2.3. MEKANISME KERJA INSULINMekanisme kerja insulin dimulai dengan berikatnya insulin dengan reseptor glikoprotein yang spesifik pada permukaan sel sasaran. Reseptor ini terdiri dari 2 subunit yaitu:a. Subunit ? yang besar dengan BM 130.000 yang meluas ekstraseluler terlibat pada pengikatan molekul insulin.b. Subunit ? yang lebih kecil dengan BM 90.000yang dominan di dalam sitoplasma mengandung suatu kinase yang akan teraktivasi pada pengikatan insulin dengan akibat fosforilasi terhadap subunit ? itu sendiri (autofosforilasi) (Indah, 2004).Reseptor insulin yang sudah terfosforilasi melakukan reaksi fosforilasi terhadap substrat reseptor insulin (IRS-1). IRS-1 yang terfosforilasi akan terikat dengan domain SH2 pada sejumlah proteinyang terlibat langsung dalam pengantara berbagai efek insulin yang berbeda. Dua jaringan sasaran insulin yang utama yaitu otot lurik dan jaringan adiposa, serangkaian proses fosforilasi yang berawal dari daerah kinase teraktivasi tersebut akan merangsang protein-protein intraseluler, termasuk Glukosa Transpoter 4 untuk berpindah ke permukaan sel. Jika proses ini berlangsung pada saat pemberian makan, maka akan mempermudah transport zat-zat gizi ke dalam jaringan-jaringan sasaran insulin tersebut. Mekanisme kerja insulin dapat diperjelas melalui gambar 4 di bawah ini.

Gambar 4. Mekanisme Kerja Insulin (Indah, 2004).Kelainan reseptor insulin dalam jumlah, afinitas ataupun keduanya akan berpengaruh terhadap kerja insulin. Down Regulation adalah fenomena dimana jumlah ikatan reseptor

insulin jadi berkurang sebagai respon terhadap kadar insulin dalam sirkulasi yang meninggi kronik, contohnya pada keadaan adanya korsitol dalam jumlah berlebihan. Sebaiknya jika kadar insulin rendah, maka ikatan reseptor akan mengalami peningkatan. Kondisi ini terlihat pada keadaan latihan fisik dan puasa (Indah, 2004).

2.4. PERAN INSULINInsulin telah lama digunakan untuk mengobati diabetes. Zaman dahulu, insulin diekstraksi dari hewan, tetapi saat ini insulin telah dapat diproduksi secara massal melalui rekayasa genetik. Teknik mutakhir, bakteri tertentu disisipi gennya sehingga dapat memproduksi insulin manusia (Warta Medika, 2008).Peran insulin di dalam tubuh sangat penting, antara lain adalah mengatur kadar gula darah agar tetap dalam rentang nilai normal. Saat dan setelah makan, karbohidrat yang kita konsumsi akan segera dipecah menjadi gula dan masuk aliran darah dalam bentuk glukosa. Glukosa adalah senyawa siap pakai untuk menghasilkan energi. Ketika keadaan normal, tingginya kadar glukosa setelah makan akan direspon oleh kelenjar pankreas dengan memproduksi hormon insulin. Adanya insulin, glukosa akan segera masuk ke dalam sel (Warta Medika, 2008).Selain itu, dengan bantuan insulin, kadar glukosa yang lebih dari kebutuhan akan disimpan di dalam hati (liver) dalam bentuk glikogen. Jika kadar glukosa darah turun, misalnya saat puasa atau di antara dua waktu makan, glikogen akan dipecah kembali menjadi glukosa untuk memenuhi kebutuhan energi (Warta Medika, 2008).Ada dua macam kelainan yang disebabkan oleh gangguan insulin. Pertama, kelainan pada pankreas sehingga insulin tidak dapat diproduksi. Keadaan ini disebut penyakit diabetes tipe 1. Kedua, pankreas tetap dapat menghasilkan insulin, tetapi jumlahnya tidak memadai, atau jumlah produksi insulin masih normal, tetapi sel tubuh tidak dapat menggunakannya (resisten). Keadaan terakhir ini disebut diabetes tipe 2 (Warta Medika, 2008).Diabetes tipe 1 maupun tipe 2, sama-sama mengakibatkan meningkatnya kadar glukosa dalam darah. Jika keadaan ini berlangsung lama dan tidak diobati, akan timbul berbagai komplikasi seperti kebutaan, kerusakan saraf, kerusakan ginjal, dan luka yang tidak kunjung sembuh. Penderita diabetes tipe 1 biasanya mutlak membutuhkan insulin. Berbeda halnya dengan diabetes tipe 2. Insulin baru diberikan jika obat-obatan antidiabetes sudah tidak mempan lagi (Warta Medika, 2008).

2.5. APLIKASI HORMON INSULINHormon insulin dari Selada GM dapat menyembuhkan diabetes pada tikus. Peneliti dari University of Central Florida telah

mengembangkan tanaman selada hasil rekayasa genetika yang mengandung gen insulin. Kapsul-kapsul insulin yang dihasilkan oleh selada GM dapat memegang peranan untuk memperbaiki kembali kemampuan tubuh guna memproduksi insulin dan membantu jutaan orang yang menderita diabetes. Sel-sel tanaman dari selada GM yang dikeringbekukan dimasukkan ke tubuh tikus penderita diabetes yang berumur lima minggu sebagai butiran selama delapan minggu. Tikus penderita diabetes tersebut memiliki darah dan kadar gula urin yang normal, dan sel-sel mereka menghasilkan tingkat insulin yang normal. Hasil tersebut dan penelitian sebelumnya mengindikasikan bahwa kapsul-kapsul insulin suatu waktu dapat dimanfaatkan untuk mencegah penyakit diabetes sebelum gejalanya muncul, dan untuk mengobati penyakit tersebut di tahap yang lebih lanjut (Daniell, 2007).

III. KESIMPULANHormon insulin mempunyai struktur primer, sekunder, tersier dan kuartener. Struktur kuartener hormon insulin membentuk kompleks protein oligomer dengan atom pusat Zn2+. Hormon insulin memiliki peran penting dalam tubuh yaitu untuk mengatur kadar gula dalam darah agar tetap dalam rentang nilai normal.

Mekanisme Kerja Hormon Insulin

A.    Definisi, Ciri-ciri, Fungsi, dan Klasifikasi Hormon Hormon adalah zat kimia yang terbentuk dalam satu

organ atau bagian tubuh dan dibawa dalam darah ke organ atau bagian di mana mereka menghasilkan efek fungsional. Hormon membawa pesan dari kelenjar kepada sel-sel untuk mempertahankan tingkat bahan kimia dalam aliran darah yang mencapai homeostasis.

Hormon memiliki ciri-ciri sebagai berikut.

1.           Diproduksi dan disekresikan ke dalam darah oleh sel kelenjar endokrin dalam jumlah sangat kecil.

2.           Mengadakan interaksi dengan reseptor khusus yang terdapat di sel-sel target.

3.           Memiliki pengaruh mengaktifkan enzim khusus.4.         Memiliki pengaruh tidak hanya terhadap satu sel target, tetapi

dapat pula memengaruhi beberapa sel target yang berlainan. Istilah Hormon berasal dari kata Yunani “horman” yang

berarti menggairahkan, membangkitkan, atau menggerakkan. Hal ini mencerminkan peran hormon yang bertindak sebagai katalis untuk perubahan kimia lainnya pada tingkat sel yang

diperlukan untuk pertumbuhan, perkembangan, dan energi. Hormon beredar bebas dalam aliran darah, menunggu untuk dikenali oleh sel target yang menjadi tujuan mereka. Sel target memiliki reseptor yang hanya dapat diaktifkan dengan jenis hormon tertentu. Setelah diaktifkan, sel tahu untuk memulai fungsi tertentu, misalnya mengaktifkan gen atau memproduksi energi kembali.

Berdasarkan senyawa kimia pembentuknya, hormon dapat diklasifikasikan menjadi tiga kelompok sebagai berikut.

1.           Peptida/protein Hormon peptida memiliki tiga sampai lebih dari 200 residu asam amino, termasuk hipotalamus dan pituitari, demikian juga insulin dan glokagon dari pankreas. Kelompok hormon ini disekresikan oleh sebagian besar kelenjar endokrin.

2.           Amina Hormon amina yaitu senyawa-senyawa kecil yang larut di dalam air, terdiri dari kelompok amino, termasuk adrenalin dari medulla adrenal dan hormon-hormon tiroid. Kelompok hormon ini disekresikan oleh kelenjar tiroid dan medula adrenal.

3.           Steroid Hormon steroid berasal dari kolesterol dan disekresikan oleh korteks adrenal vertebrata (androgen dan estrogen), ovarium, testis, dan plasenta. (Lehninger, 1982; Soewoto:2009)

B.     Hormon Insulin 1.      Definisi, Struktur, dan Fungsi Insulin

Insulin merupakan sejenis hormon peptida yang dihasilkan oleh sel beta dari Langerhans pankreas. Sel beta adalah sejenis sel yang terdapat dalam kelompok sel yang digelar membentuk pepulau (islet of) Langerhans dalam pankreas (Indah: 2004, Wilcox:2005).

Insulin memiliki struktur dipeptide yang tersusun atas dua rantai asam amino yang dihubungkan oleh jembatan disulfide. Jembatan tersebut menghubungkan struktur helix terminal N-C dari rantai asam amino yang satu (A) dengan struktur sentral helix rantai asam amino lainnya (B). Insulin memiliki 51 asam amino dengan berat molekul 5802. Rantai A memiliki 21 asam amino dan selebihnya dimiliki oleh rantai B (Wilcox, 2005). Fungsi utama insulin ialah pengawalan keseimbangan tahap glukosa dalam darah dan bertindak meningkatkan pengambilan glukosa oleh sel badan. Kegagalan badan untuk menghasilkan insulin akan menyebabkan glukosa tidak dapat masuk ke dalam dan digunakan oleh sel-sel tubuh. Peningkatan glukosa dalam

darah akan menyebabkan penyakit kencing manis yang dikenal sebagai diabetes melitus (Indah, 2004).

2.      Reseptor insulin Reseptor adalah molekul pengenal spesifik dari sel

tempat hormon berikatan sebelum memulai efek biologisnya. Reseptor dapat ditemukan pada permukaan (membran plasma) ataupun intraseluler. Interaksi hormon dengan reseptor permukaan sel akan memberikan sinyal pembentukan senyawa. Reseptor insulin berupa heterotetramer (α2β2) yang mana terikat lewat ikatan disulfida yang multipel (Indah, 2004). Djoko, dkk (2010) menambahkan bahwa reseptor insulin merupakan reseptor tirosin kinase. Reseptor insulin memediasi aktivitasnya dengan memfosforilasi tirosin pada protein di dalam sel. Protein substrat yang difosforilasi oleh reseptor insulin termasuk protein yang disebut IRS-1 atau Insulin Receptor Substrate 1. Terfosforilasinya ikatan IRS-1 akan meningkatkan afinitas molekul transporter glukosa di membran luar jaringan yang responsif terhadap insulin seperti sel otot dan jaringan lemak, sehingga meningkatkan masuknya glukosa ke dalam sel.

Reseptor insulin dikode oleh gen yang disebut gen IRS 1. Gen IRS 1 ini terletak pada kromosom 2q35–36.1 yang terdiri 2 ekson yang mengandung 64.538 basa. Kodon 927 terletak pada ekson 1. Molekul protein IRS 1 terdiri atas 1.242 residu asam amino dengan berat molekul 131.592 kDa. Fungsi gen tersebut adalah menyandi sintesis protein IRS 1 yang diekspresikan secara luas pada jaringan yang peka insulin, yaitu otot skelet, hepar, jaringan adiposa, dan sel beta pankreas (Djoko, dkk:2010).

3.      Biosintesis Insulin Sintesis insulin dimulai dalam bentuk preproinsulin

(precursor hormon insulin) pada retikulum endoplasma kasar oleh 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, dengan bantuan enzim peptidase, proinsulin diurai menjadi insulin dan peptida-C (C-peptide) yang keduanya sudah siap untuk disekresikan secara bersamaan melalui membran sel (Manaf:2006).

4.      Sekresi insulin Sekresi insulin adalah proses yang membutuhkan energi

dan melibatkan sistem mikrotubulus mikrofilamen dalam sel β pulau Langerhans. Sejumlah perantara (mediator) terlibat dalam proses pelepasan insulin. Insulin disekresikan dalam sel β normal sebagai reaksi terhadap stimulus glukosa dengan mode bifasik dengan lonjakan dini (fase awal) yang diikuti dengan

peningkatan sekresi insulin secara progresif (fase kedua) sepanjang ada stimulus hiperglikemik.

Setelah adanya rangsangan oleh molekul glukosa. Tahap pertama sekresi insulin adalah proses glukosa (masuk ke dalam sel) melewati membran sel. Glukosa masuk ke dalam sel secara difusi dengan bantuan GLUT-2 glucose transporter. Glucose transporter adalah senyawa asam amino yang terdapat di dalam berbagai sel yang berperan dalam proses metabolisme glukosa yang berfungsi sebagai “kendaraan” pengangkut glukosa masuk dari luar kedalam sel jaringan tubuh. Kemudian intraseluler glukosa dimetabolisme (glikolisis dan fosforilasi) membentuk ATP. Molekul ATP yang terbentuk, dibutuhkan untuk tahap selanjutnya yakni proses mengaktifkan penutupan K channel pada membran sel. Pembentukan ATP yang telah berlangsung akan mengakibatkan terjadinya peningkatan rasio ATP/ADP dan kadar glukosa intraseluler yang tinggi menyebabkan depolarisasi membran sel serta menginduksi penutupan KATP channel pada permukaan sel. Kemudian diikuti oleh tahap pembukaan Cell-surface voltage dependent Calsium channels (Ca channel). Keadaan inilah yang memungkinkan masuknya ion Ca ke dalam sel β sehingga menyebabkan peningkatan kadar ion Ca intrasel dan memicu exocytosis insulin. Selanjutnya molekul insulin masuk ke dalam sirkulasi darah terikat dengan reseptor. Ikatan insulin dan reseptornya membutuhkan GLUT-4 glucose transporter untuk dapat masuk ke dalam sel otot danjaringan lemak, serta uptake glukosa dengan efisien, yang akhirnya menurunkan kadar glukosa dalam plasma (Manaf:2006).

Sekresi insulin

Sumber: http://eprints.undip.ac.id

Berikut beberapa faktor yang memengaruhi sekresi insulin.

a.             GlukosaPeningkatan konsentrasi glukosa dalam plasma merupakan faktor fisiologik paling penting yang mengatur sekresi insulin. Konsentrasi ambang bagi sekresi tersebut adalah kadar glukosa puasa plasma (80-100 mg/dl) dan respon maksimal diperoleh pada kadar glukosa yang berkisar dari 300 hingga 500 mg/dl. Dua buah mekanisme yang berbeda pernah dikemukakan untuk menjelaskan bagaimana glukosa mengatur sekresi insulin. Salah

satu hipotesis mengatakan bahwa pengikatan glukosa dengan reseptor yang kemungkinan terletak pada membran sel β akan mengaktifkan mekanisme pelepasan. Hipotesis kedua mengemukakan bahwa metabolit intrasel atau kecepatan aliran metabolit lewat suatu lintasan seperti jalan pintas pentosa fosfat, siklus asam sitrat atau pun lintasan glikolisis turut terlibat. Ada bukti lewat eksperimen yang mendukung kedua posisi.

b.             Faktor hormonalSejumlah hormon mempengaruhi pelepasan insulin. Preparat agonis α adrenergik, khususnya epinefrin menghambat pelepasan insulin, bahkan setelah proses pelepasan ini dirangsang oleh glukosa. Preparat agonis β adrenergik merangsang pelepasan insulin, yang mungkin dengan cara meningkatkan cAMP intrasel. Pajanan yang terus menerus dengan hormon pertumbuhan, kortisol, laktogen plasenta, estrogen dan progestin dalam jumlah yang berlebihan juga akan meningkatkan sekresi insulin. Karena itu, sekresi insulin meningkat jelas selama trimester terakhir kehamilan.

c.             Preparat farmakologiBanyak obat merangsang sekresi insulin, tetapi senyawa sulfonilurea digunakan paling sering untuk pengobatan pada manusia.

5.      Mekanisme Kerja Insulin

Insulin berperan penting dalam pengendalian metabolisme. Insulin yang disekresikan oleh sel β pankreas akan langsung diinfusikan ke dalam hati melalui vena portal, yang kemudian akan didistribusikan ke seluruh tubuh melalui peredaran darah. Efek kerja insulin yaitu membantu transpor glukosa dari darah ke dalam sel. Akibatnya, glukosa darah akan meningkat dan kebutuhan energi sel tubuh akan terpenuhi. Warta Medika (2008) memaparkan bahwa saat dan setelah makan, karbohidrat yang kita konsumsi akan segera dipecah menjadi gula dan masuk aliran darah dalam bentuk glukosa. Glukosa adalah senyawa siap pakai untuk menghasilkan energi. Ketika keadaan normal, tingginya kadar glukosa setelah makan akan direspon oleh kelenjar pankreas dengan memproduksi hormon insulin. Adanya insulin, glukosa akan segera masuk ke dalam sel Selain itu, dengan bantuan insulin, kadar glukosa yang lebih dari kebutuhan akan disimpan di dalam hati (liver) dalam bentuk glikogen. Jika kadar glukosa darah turun, misalnya saat puasa atau di antara dua waktu makan, glikogen akan dipecah kembali menjadi glukosa untuk memenuhi kebutuhan energi.

Di samping itu, insulin juga memiliki pengaruh terhadap metabolisme, baik metabolisme karbohidrat, lipid, maupun protein, serta mineral. Insulin akan meningkatkan lipolisis, serta meningkatkan transpor asam amino masuk ke

dalam sel. insulin juga berperan dalam modulasi transkripsi, sintesis DNA, dan replikasi.

C.    Defisiensi Insulin

Jika jumlah insulin dalam tubuh seseorang sedikit, sel-sel tubuh akan kekurangan bahan sumber energi sehingga tidak dapat memproduksi energi sebagaimana seharusnya. Berikut beberapa kelainan yang dapat terjadi jika seseorang kekurangan insulin.

1.     Kelainan pada pankreas sehingga insulin tidak dapat diproduksi. Keadaan ini disebut penyakit diabetes tipe 1.

2.         Pankreas tetap dapat menghasilkan insulin, tetapi jumlahnya tidak memadai, atau jumlah produksi insulin masih normal, tetapi sel tubuh tidak dapat menggunakannya (resisten). Keadaan terakhir ini disebut diabetes tipe 2 (Warta Medika, 2008).

Diabetes tipe 1 maupun tipe 2, sama-sama mengakibatkan meningkatnya kadar glukosa dalam darah. Jika keadaan ini berlangsung lama dan tidak diobati, akan timbul berbagai komplikasi seperti kebutaan, kerusakan saraf, kerusakan ginjal, dan luka yang tidak kunjung sembuh. Penderita diabetes tipe 1 biasanya mutlak membutuhkan insulin. Berbeda halnya dengan diabetes tipe 2. Insulin baru diberikan jika obat-obatan antidiabetes sudah tidak mempan lagi (Warta Medika, 2008).

Seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, insulin dapat diperoleh dari luar tubuh dan diproduksi secara massal melalui rekayasa genetika. Pada tahun 1978, para ilmuwan dari Genetch dan Duerte California Medical Center berhasil melakukan kloning gen untuk insulin manusia. Dua tahun berikutnya, para peneliti berhasil memasukkan gen manusia, yaitu gen pengkode produksi protein interferon ke dalam bakteri. Tahun 1982, US FDA menyetujui obat pertama hasil rekayasa genetika yaitu insulin yang diproduksi oleh bakteri.

A.     Struktur HormonHormon (dari bahasa Yunani,hormone,berarti

“merangsang”) adalah sinyal kimiawi yang disekresikan ke dalam cairan tubuh, paling sering kedalam darah dan mengkomunikasikan pesan-pesan yang bersifat mengatur di dalam tubuh. Hormon bisa mencapai smua bagian tubuh, tetapi jenis sel-sel tertentu saja, yaitu sel-sel target, yang memiliki kemampuan memberikan respon terhadap sinyal tersebut.

Dengan demikian, hormon tertentu yang bersirkulasi dalam aliran darah akan menimbulkan respon spesifik dari sel-sel target. Secara keseluruhan, semua sel penghasil hormone pada seekor hewan menyusun system endokrin. Organ pensekresi hormone disebut kelenjar endokrin, dan juga disebut kelenjar buntu atau tanpa duktus (ductless gland) karena mensekresikan pembawa pesan kimiawinya secara langsung ke dalam cairan tubuh. Beberapa contoh kelenjar endokrin antara lain: hipotalamus, hipofise, tiroid, paratiroid, thymus, pancreas, mukosa lambung, usus halus, adrenal, ginjal, dan gonade. 

Berdasarkan komposisi kimianya hormon dapat dikelompokkan menjadi empat, yaitu:

a.    Kelompok yang berasal dari derivate asam amino. dikeluarkan oleh sel kelenjar buntu yang berasal dari jaringan nervus medulla suprarenal dan neurohipofise, contoh epinefrin dan norepinefrin

b.    Kelompok yang berasal dari polipeptida (protein), dibuat oleh kelenjar buntu yang berasal dari jaringan alat pencernaan. Contoh : hormon-hormon pituitaria (FSH, LH, TSH, ADH, dan oksitosin)

c.    Kelompok yang berasal dari kolesterol (hormon steroid), dibuat oleh kelenjar buntu yang berasal dari mesotelium, contoh: progesteron, estrogen, aldosteron, dsb.

d.    Kelompok yang berasal dari asam lemak tak jenuh dengan atom C-20 (hormon eikosanoat). Contoh: prostaglandin.

Sedangkan berdasarkan fungsinya, hormon dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

a.       Hormon perkembangan, yaitu hormon yang memegang peranan di dalam perkembangan dan pertumbuhan. Hormon ini dihasilkan oleh kelenjar gonad

b.      Hormon metabolisme, proses homeostasis glukosa dalam tubuh diatur oleh bermacam-macam hormon, contoh glukokortikoid, glukagon, dan katekolamin

c.       Hormon tropic, dihasilkan oleh struktur khusus dalam pengaturan fungsi endokrin yakni kelenjar hipofise sebagai hormon perangsang pertumbuhan folikel (FSH) pada ovarium dan proses spermatogenesis (LH)

d.      Hormon pengatur metabolisme air dan mineral, kalsitonin dihasilkan oleh kelenjar tiroid untuk mengatur metabolisme kalsium dan fosfor.

B.     Prinsip Umum Komunikasi Antar SelMolekul sinyal ekstraseluler berikatan dengan reseptor

yang spesifik. Sebagai contoh, budding pada khamir Saccharomyces cerevisiae. Sel-sel khamir berkomunikasi dengan sel lainnya untuk perkawinan dengan mensekresikan beberapa macam peptida kecil. Molekul sinyal ekstraseluler dapat bertindak pada jarak yang dekat ataupun jauh.

Ada 4 tipe sinyal komunikasi sel yaitu:1.    Paracrine signaling; bergantung pada sinyal-sinyal yang

dikeluarkan ke dalam ruang ekstraseluler dan menyebabkan terjadinya suatu proses secara lokal atas sel-sel tetangga. Pada tipe sinyal ini, molekul-molekul sinyal disekresikan, molekul sinyal yang disekresikan mungkin dibawa jauh untuk bertindak berdasarkan target yang jauh, atau mungkin bertindak sebagai perantara lokal yang hanya mempengaruhi sel-sel dalam lingkungan yang dekat dari pemberian isyarat sel.

2.    Synaptic signaling; dilakukan dengan neuron yang meneruskan sinyal-sinyal secara elektrik sepanjang akson dan melepaskan neurotransmitter di sinapsis, yang seringkali berlokasi jauh sekali dari sel. Sel saraf (neuron) dimana khususnya menyampaikan proses-proses panjang (akson) memungkinkan sel saraf untuk kontak dengan sel target yang letaknya jauh sekali. Ketika diaktivasi oleh sinyal-sinyal dari lingkungan atau dari sel-sel saraf lainnya, neuron mengirimkan impuls elektrik secara cepat di sepanjang akson; ketika impuls mencapai ujung akson, hal ini menyebabkan ujung saraf mensekresikan sinyal kimiawi yang disebut neurotransmitter. Sinyal ini disekresikan ke cell junctions khusus yang disebut chemical synapses. Synaptic signaling lebih tepat daripada endocrine signaling dalam hal waktu dan tempat.

3.    Endocrine signaling; bergantung pada sel-sel endokrin, yang memsekresikan hormon ke aliran darah yang lalu didistribusikan secara luas di sepanjang tubuh. Sel-sel endokrin mensekresikan molekul-molekul sinyal yang disebut hormon ke aliran darah yang membawa sinyal ke sel target yang didistribusikan secara luas ke seluruh tubuh.

4.    Autocrine signaling; tipe ini dapat mengkoordinasi keputusan dengan grup-grup sel serupa. Pada autocrine signaling, sel mensekresikan molekul sinyal yang dapat berikatan kembali dengan reseptornya sendiri. Autocrine signaling merupakan tipe paling efektif ketika dilakukan secara serempak dengan sel-sel tetangga yang tipenya sama. Autocrine signaling dianggap menjadi suatu mekanisme yang mungkin mendasari "efek komunitas" yang diamati pada perkembangan awal, selama grup sel-sel serupa dapat menanggapi sinyal yang menginduksi diferensiasi tapi tidak dapat pada sel tunggal bertipe sama yang terisolir. Sel kanker seringkali menggunakan autocrine signaling untuk mengatasi kontrol normal pada perkembangbiakan dan kelangsungan hidup sel.

Gap junctions membolehkan informasi sinyal untuk dibagi dengan sel-sel tetangga. Saluran-saluran gap junctions membolehkan pertukaran molekul-molekul sinyal intraseluler kecil (perantara intraseluler), seperti Ca2+ dan cyclic AMP, tetapi bukan makromolekul, seperti protein atau asam nukleat. Sel-sel yang terhubung dengan gap junctions dapat berkomunikasi dengan sel lainnya secara langsung.

Ada 2 tipe reseptor yaitu reseptor intraseluler dan reseptor permukaan sel. Reseptor intraseluler ada yang lambat (mengubah ekspresi gen) dan cepat (mengubah fungsi protein). Contoh reseptor intraseluler yang cepat adalah sinyal gas nitrat oksida yang berikatan secara langsung dengan enzim dibagian dalam sel target. 3 kelas terbesar pada protein reseptor permukaan sel:

1.         Ion-channel-linked receptors juga dikenal sebagai transmitter-gated ion channels atau ionotropic receptors. Membuka atau menutup secara singkat sebagai jawaban atas pengikatan suatu neurotransmitter.

2.         G-protein-linked receptors: memerantarai respon terhadap berbagai macam molekul sinyal,meliputi hormon, neurotransmitter, dan perantara lokal. Semua G-protein-linked receptors termasuk famili besar homolog, 7-pass transmembrane proteins. Protein reseptor ini dapat mengaktivasi atau inaktivasi enzim yang terikat pada membran plasma atau ion channel melewati protein G secara tidak langsung.

3.         Enzyme-linked receptors memiliki 6 subfamili yaitu receptor tyrosine kinase, tyrosine-kinase associated-receptors, receptorlike tyrosine phosphatases, receptor serine/threonine kinases,receptor guanylyl cyclases, dan histidine-kinase-associated receptors. Protein reseptor ini merupakan protein transmembran dengan domain pengikatan ligan pada permukaan luar membran plasma. Contoh: kemotaksis bakteri yang diperantarai oleh histidine-kinase-associated chemotaxis receptors.Tahap proses cell signaling yaitu:

1.         Reception; agak mirip dengan pengenalan enzim dengan substratnya (kompleks enzim-substrat), sama dengan hipotesis kunci dan gembok dari pengenalan enzim dan substrat. Molekul ligan (biasanya larut dalam air) dikenal oleh hanya 1 protein reseptor yang berikatan dengan membran sel.

2.         Transduksi; menimbulkan perubahan konformasi pada reseptor. Perubahan konformasi ini menyebabkan reseptor berinteraksi dengan molekul intraseluler lainnya. Transduksi mungkin menyebabkan banyak perubahan konformasi/struktural pada protein seluler lainnya. Enzim yang tidak aktif menjadi aktif; Respon; biasanya aktivitas seluler, sebagai katalisis enzim atau penyusunan kembali sitoskeleton atau aktivitas gen yang spesifik.

C.     Reseptor SelStruktur protein reseptor di membran plasma cukup

beragam.. Keanekaragaman struktur ini berkaitan dengan kenyataan bahwa hormone yang mampu berinteraksi dengan reseptor membran plasma juga secara struktural bermacam-macam. Golongan katekolamin, misalnya, adalah molekul kecil, sedangkan hormone glikoprotein misalnya thyroid stimulating

hormone (TSH) dan golongan gonadotropin, luteinizing hormone (LH) dan follicle-stimulating hormone (FSH), memiliki struktur yang kompleks.

Secara umum, protein reseptor membran dapat dibagi menjadi 3 ranah atau domain yang secara fungsional berbeda. Ranah pengikat ligan, yang sering mengalami glikosilasi berat, terdapat di bagian ekstra sel dari membran sel dan seperti yang diisyaratkan oleh namanya, bertanggung jawab mengikat hormon dalam darah. Ranah transmembran terdiri dari tujuh kumpulan residu asam amino α-heliks terpisah yang terentang menembus membran (membrane spanning) dan menambatkan reseptor ke sel. Konfigurasi heliks transmembran mungkin membentuk suatu “kantung” bagi ligan. Ranah sitoplasma adalah rantai asam amino dengan panjang beragam yang memanjang dari ranah VII. Ranah sitoplasma beberapa reseptor memiliki fungsi katalitik, seperti aktivitas tirosin kinase.Efek Intrasel Pengikatan Ligan ke Reseptor Permukaan Sel :

Pengikatan ligan ke reseptor mencetuskan suatu jenjang reaksi biokimia yang akhirnya mengaktifkan sistem efektor intrasel. Reseptor digolongkan berdasarkan sistem efektor intrasel atau “perantara kedua” mana yang terinduksi oleh sinyal pengikatan hormon ke reseptor.

Golongan utama pada jalur reseptor membran-efektor adalah cAMP, inositol 1,4,5-trifosfat (IP3), diasilgliserol (DAG), atau ion terutama Ca2+, yang berfungsi sebagai perantara kedua di dalam sitosol. Bagi banyak resptor, sistem efektor sitosolik atau perantara kedua ini berfungsi hanya apabila protein transduser intramembran (yang dkenal sebagai protein G karena berikatan dengan guanidine trifosfat (GTP)) telah diaktifkan.

Golongan kedua reseptor membran hanya memiliki sebuah ranah transmembran dan dengan sedikit perkecualian, tidak memerlukan intervensi enzim ata protein G intramembran terpisah untuk menyalurka efek fisiologis ligan. Reseptor-reseptor ini mengandung sisem efektor sebagai bagian intrinsic strukturnya. Misalnya, reseptor untuk insulin dan untuk faktor pertumbuhan lainnya seperti faktor pertumbuhan mirip insulin I (IGF-I), platelet-derived growth factor (PDGF), dan faktor pertumbuhan epidermis (EGF), memiliki aktivitas enzimatik di dalam ranah intrasel yan dapat memfosforilasi residu tirosin (suatu aktivitas tirosin kinase). Apabila reseptor tersebut mengukat hormon, tirosin kinase terangsang untuk melakukan autofosforilasi terhadap rsidu trosin pada reseptor, yang kemudian melakukan fosforilasi protein lain di dalam sel. Terjadi pengaktifan protein yang berjenjang, dan masing-masing kinase pada jenjang tersebut melakukan fosforilasi protein berikutnya pada sekuens. Pengaturan Reseptor Permukaan Sel :

    Jumlah reseptor pada sebuah sel diatur oleh proses yang dikenal sebagai down-regulation. Setelah hormon berikatan dengan reseptor, kompleks hormon-reseptor diserap oleh sel melalui proses endositosis. Vesikel endositik kemudian berfusi dengan lisosom, dan enzim lisosom menguraikan hormon peptida tersebut. Reseptor juga mungkin terurai, atau didaur ulang ke permukaan sel. Internalisasi reseptor ini menurunkan jumlah reseptor yang terdapat di permukaan sel. Dengan demikian, resptor mengalami down-regulation (tertekan).

D.    Mekanisme Seluler Kerja HormonMekanisme kerja hormon secara umum diawali oleh

adanya ikatan hormon dengan reseptor spesifik yang terdapat pada sel target, yang kemudian memacu reaksi enzimatis berantai (kaskade) sehingga menimbulkan efek seluler tertentu. Ada beberapa model mekanisme kerja hormon pada sel target, antara lain:

1.      Mekanisme kerja FSH pada sel targetMekanisme kerja FSH pada sel target berawal dari:

a.    Ikatan antara domain protein FSH dengan reseptor spesifik FSH (R-FSH) yang terletak pada permukaan luar membran plasma sel granulosa, dan bagian karbohidrat FSH berinteraksi dengan komponen membran molekul reseptor (Hsueh et al., 1989; Timossi et al., 1998).

b.    Kompleks ikatan FSH-RFSH berperan mengaktifkan protein G (Gs), selanjutnya protein G mengaktifkan enzim adenilat siklase (AC) yang terdapat di dalam membran plasma sel granulosa (intrinsik).

c.    Enzim AC berperan mengubah adenosine triphosphate (ATP) menjadi cyclic-adenosine monophosphate (cAMP) sehingga terjadi peningkatan jumlah cAMP intraseluler.

d.    Selanjutnya, cAMP sebagai second messenger berperan mengaktifkan subunit regulatori protein kinase A (PKA) yang selanjutnya akan mengaktifkan subunit katalitik PKA yang berperan memfosforilasi protein kunci yang terlibat dalam pengaktifan gen-gen di dalam inti sel granulosa.

e.    Efek seluler.

In vitro, rangsangan FSH atau jumlah cAMP dapat ditingkatkan dengan cara :

a.         Menambahkan forskolin yaitu suatu senyawa yang berperan sebagai aktivator enzim adenilat siklase sehingga meningkatkan akumulasi cAMP.

b.        Menambahkan teofilin (methylxanthines) yaitu suatu senyawa yang berperan sebagai inhibitor aktivitas enzim fosfodiesterase (PDE) sehingga menghambat pemecahan cAMP menjadi bentuk inaktifnya AMP.

c.         Choleragen: meningkatkan cAMP dan reseptor LH.d.        Cholera toxin bersifat merangsang aktivitas AC pada berbagai

sel.e.         Bt2cAMP (dibutiril cAMP)2.    Mekanisme kerja GnRH melalui 2 cara:

Mekanisme dependent-calcium ekstraseluler. GnRH berinteraksi dengan 3 protein membran: (1) reseptor untuk pengikatan ekstraseluler, (2) interaksi dengan protein G yang mengaktifkan enzim phospholipase C (PLC), dan (3) PLC mengaktifkan protein tirosin-kinase. Protein tirosin-kinase memfosforilasi tirosin untuk mengaktifkan enzim PLC yang berperan mengubah phosphatidylinositol 4,5-biphosphate (PIP2) menjadi 2 second messenger yaitu: (1) phosphatidylinositol triphosphate (IP3) yang berperan meningkatkan kadar Ca+2 intraseluler dari retikulum endoplasmik dan membuka pintu saluran masuk ion Ca+2 dari luar sel (ekstraseluler). (2) diacylglicerol (DAG) yang berperan mengaktifkan PKC di sitoplasma, selanjutnya PKC mengaktivasi transkripsi gena melalui proses fosforilasi untuk meningkatkan biosintesis GnH.

3.    Mekanisme kerja hormon insulin a.       Insulin berikatan dengan reseptor spesifik (pada membran sel

otot atau hepar) membentuk HR kompleks.b.      HR kompleks merangsang ekspresi gena yang terlibat

metabolisme glikogen.c.       Efek seluler yang ditimbulkan adalah menurunkan kadar

glukosa darah dan penyimpanan glukosa menjadi glikogen di otot dan hati.

4.    Mekanisme kerja hormon tiroksina.       Tiroksin masuk ke dalam sel T4 diubah menjadi T3

berikatan dengan reseptor spesifik (pada inti sel) membentuk HR kompleks.

b.      HR kompleks merangsang ekspresi gena yang terlibat dalam metabolisme secara umum (metabolic rate) mRNA protein.

c.       Efek seluler yang ditimbulkan meningkatkan metabolisme sel-sel tubuh.

5.    Mekanisme kerja hormon steroidMekanisme kerja hormon progesteron dalam merangsang pertumbuhuan endometrium.

a.       Hormon progesteron menembus dinding sel yang tersusun atas lipid bilayer menuju ke tempat reseptor spesifiknya yaitu di sitoplasma atau inti sel (R-P lebih banyak di sitoplasma, sedangkan R-E2 lebih banyak di inti sel).

b.      Ikatan hormon reseptor akan mengaktifkan bagian tertentu dari DNA dan memacu terjadinya proses transkripsi DNA menjadi mRNA (dipicu oleh polimerase RNA II).

c.       Selanjutnya mRNA akan menuju ke ribosom untuk sintesis protein baru yang diperlukan untuk meningkatkan pertumbuhuan endometrium.

d.      Respon seluler: pertumbuhan endometrium.6.    Mekanisme transduksi sinyal regulasi melibatkan protein kinase

C (PKC).a.       GnRH berikatan dengan reseptor spesifik pada membran sel dan

mengaktifkan protein tirosin-kinase b.      Protein tirosin-kinase memfosforilasi tirosin untuk mengaktifkan

enzim fosfolipase C (phospholipase C, PLC)c.       Enzim PLC berperan mengubah phosphatidylinositol 4,5-

biphosphate (PIP2) menjadi 2 second messenger yaitu: phosphatidylinositol triphosphate (IP3) dan diacylglicerol (DAG).

d.      Phosphatidylinositol triphosphate (IP3) yang berperan meningkatkan kadar Ca+2 intraseluler dari retikulum endoplasmik dan membuka saluran masuk ion Ca dari luar sel (ekstraseluler) terjadi pembebasan GnH secara eksositosis.

e.       Diacylglicerol (DAG) yang berperan mengaktifkan protein kinase C (PKC) di sitoplasma, selanjutnya PKC mengaktivasi transkripsi gena melalui proses fosforilasi untuk meningkatkan biosintesis GnH.

f.        Respon seluler: peningkatan biosintesis dan sekresi GnH oleh sel gonadotrope.

7.    Mekanisme kerja hormon epinefrinMekanisme kerja hormon epinefrin melalui dua jalur yaitu lewat pengaktifan reseptor -adrenergik dan -adrenergik:

a.       Epinefrin berikatan dengan reseptor -adrenergik (pada inti sel otot atau hepar) membentuk HR kompleks, kemudian mengaktifkan jalur kaskade cAMP.

b.      Epinefrin berikatan dengan reseptor -adrenergik (pada inti sel otot atau hepar) membentuk HR kompleks, kemudian mengaktifkan jalur kaskade fosfoinositidase.

c.       merangsang ekspresi gena yang terlibat dalam metabolisme glikogen

d.      Efek seluler yang ditimbulkan adalah meningkatkan kadar glukosa untuk sumber energi aktifitas otot.

MAKALAH HORMON

Gambar 2. Gambar skematik mekanisme kerja FSH dan LH pada sel target. A. Sebelum terangsang hormon, enzim adenilat siklase inaktif (ACi).B. Setelah terangsang hormon, kompleks hormon reseptor kemudian secara kaskade mengaktifkan subunit α protein G (α), subunit β protein G (β), subunit γ protein G (γ), dan enzim AC (ACa). Enzim AC mengubah adenosin trifosfat (ATP) menjadi siklik adenosinmonofosfat (cAMP). Guanosin trifosfat (GTP) mengalami fosforilasi (P) menjadi guanosin difosfat (GDP). Peran cAMP mengaktifkan protein kinase A (PKA) atau oleh enzim fosfodiesterase (PDE) diinaktifkan menjadi 5’AMP

BAB IIPENDAHULUAN

A.    Latar Belakang    Kelenjar tanpa saluran atau kelenjar buntu digolongkan bersama di bawah nama organ endokrin, sebab     sekresi yang dibuat tidak meninggalkan kelenjarnya melalui suatu saluran, tetapi langsung masuk kedalam yang beredar didalam jaringan kelenjar. Kata endokrin berasal dari bahasa yunani yang berarti sekresi kedalam. Zat aktif utama dari sekresi interna ini disebut hormon, dari kata yunani hormon yang berarti merangsang.     Endokrinologi adalah ilmu mengenai penyusaian-penyusaian kimia hemostatis dari aktifitas lain yang dilaksanakan oleh hormon, sekresi kelenjar endokrin tubuh. Setelah diekresikan, hormon berkelana dalam darah menuju sel sasaran, tempat ia mengatur atau mengarahkan fungsi tertentu.B.    Tujuan Dan Manfaat    1.    Untuk mengetahui macam-macam hormon.    2    Untuk mengetahui fungsi dan cara kerja hormon.    3.    Untuk mengetahui dampak kekurangan dan kelebihan suatu hormon.

  BAB III  PEMBAHASAN

A.    Pengetian Hormon        Substansi kimia yang dihasilkan dalam tubuh yang memiliki efek regulator spesifik pada aktifitas sel tertentu atau organ-organ tertentu. Beberapa dari organ endokrin ada yang menghasilkan satu macam hormon disamping itu juga ada yang menghasilkan lebih dari satu macam hormon atau hormon ganda.B.    Kelenjar Endokrin Yang Menghasilkan Hormon    1.    Kelenjar Hipofisis                Suatu kelenjar endokrin yang terletak didasar tengkorak yang memegana peranan penting dalam sekresi hormon. Kelenjar hipofisisterdiri dari dua lobus.        a.     Lobus anterior ( adenohipofise ). Hormon yang dihasilkan antara lain :            1.)     Hormon Somatotropin             Hormon samatotropin adalah hormon pertumbuhan dan sel sasarannya ialah tulang, hati, dan jaringan ikat. Fungsi hormon somatotropin ialah merasangsan pertumbuhan tulang dan jaringan lunak pengaruh metabilik, mencakup anabolisme protein, mobilisasi lemak dan konservasi glukosa.        a.     kekurangan horAmon somatotropin akan terjadi kelainan Dwarfisme

            b.    kelebihan hormon somatotropin1. gigantisme ( pada anak-anak )2. Akromegali ( pada orang dewasa )       

        2.    Hormon tirotropik    Sel sasarannya ialah sel folikel tiroid. Fungsi hormon ini adalah mengendalikan kegiatan kelenjar tiroid dalam menghasilkan tiroksin.3.    Hormon Adrenokortikotropik ( ACTH )    Sel sasarannya yaitu zona fasikulata dan zona retikularis korteks adrenal. Fungsinnya adalah memelihara pertumbuhan dan perkembangan normal kortes adrenal dan merangsang untuk mengkresikan kortisol dan glucocorticoid.4.    Hormon Folikel Stimulating Hormon    Sel sasarannya ialah folikel ovarium dan tubulus seminiferosa di testis. Fungsinya ialah pada wanita hormon ini merangsang pertumbuhan dan perkembangan folikel ovarium, tempat berkembangnya ovum. Selain itu FSH mendorong sekresi hormon estrogen oleh ovarium. Pada pria FSH diperlukan untuk produksi sperma.5.    Luteinizing Hormon    Sel sasarannya ialah folikel ovarium, korpus luteum dan sel interstisium di testis. Fungsinya ialah merangsang ovulasi, perkembangan korpus luteum, serta sekresi estrogen dan progesteron. Pada pria, merangsang sekresi testosteron.6.    Prolaktin    Sel sasarannya ialah kelenjar mammae merangsang sekresi susu. Fungsinya mendorong perkembangan payudara dan menghasilkan air susu pada masa laktasi.    a.    kekurangan hormon prolaktin•    Perkembangan payudara terhambat.•    Mengurangi produksi ASI.b.    penatalaksanaanmasa laktasi makan sayur-sayuran seperti sayur katuk  dan buah.    b.    Lobus Posteriopr ( neurohipofise ). Mengeluarkan 2 jenis hormon.        1.    Hormon Atidiuretik ( ADH ) / hormon pituitrin /  VasopresinSel sasarannya yaitu tubulus ginjal arteriol. Berfungsi untuk mencegah pembentukan urine dalam jumlah banyak dan berpengaruh dalam pengaturan tekanan darah dan menyebabkan kotraksi otot polos.            2.    Hormon EstrogenSel sasarannya yaitu uterus. Fungsinya ialah merangsang dan menguatkan kontraksi uterus sewaktu melahirkan dan mengeluarkan air susu sewaktu menyusui.    2.    Kelenjar Tiroid                Atas pengaruh hormon yang dihasilkan oleh kelenjar

hipofise        lobus anterior, kelenjar tiroid ini menghasilkan hormon tiroksin.        Fungsi hormon tiroksin ialah mengatur tukaran zat / metabolisme dalam tubuh dan mengatur pertumbuhan normal dan perkembangan saraf.        a.    kekurangan hormon tiroksin•    Dapat menyebabkan penyakit kretinisme pada bayi•    Pada orang dewasa dapat menyebabkan miksedema        b.    Kelebihan hormon tiroksin•    Kebalikan dari miksedema•    Gagal jantung pada keadaan yang dikenal sebagai penyakit trauma / gondok eksoptalmus•    Mata menonjol.   

3.    Kelenjar paratiroid       Kelenjar ini menghasilkan hormon paratiroid. Sel sasarannya yaitu tulang, ginjal, dan usus.        Fungsinya yaitu mengatur metabolisme fospor dan mengatur kadar kalsium dalam darah.a.    Dampak kekurangan hormon paratiroid•    Kekurangan kalsium didalam darah atau dapat meyebabkan tetani.•    Yang khas adalah kejang pada tangan dan kaki.•    Penatalaksanaan untuk meringankan gejala ini yaitu dengan pemberian kalsiumb.    Dampak kelebihan hormon paratiroid•    Keseimbangan distribusi kalsium terganggu.•    Penyakit tulang•    Gagal ginjal4.    Kelenjar timus       Kelenjar ini menghasilkan hormon timosin yang sel sasarannya yaitu limpfosit T. Berfungsi untuk      mengaktifkan pertumbuhan badan dan mengurangi aktivitas kelenjar kelamin.5.    Kelenjar Supra Renalis / Adrenal     Kelenjar anak ginjal terletak menempel di atas ginjal, yang terdiri atas 2 bagian, yaitu a.    Bagian korteks menghasilkan 2 yaitu :    1.    Hormon Aldesteron    Sel sasarannya yaitu tubulus ginjal dan berfungsi untuk meningkatkan reabsorpsi Na dan sekresi k.2.    Hormon kortisol    Sel sasarannya yaitu sebagian sel besar dan berfungsi meningkatkan glukoso darah dengan mengorbankan simpanan protein dan lemak  dan beperan dalam adaptasi terhadap stress.

3.    Hormon Androgen

    Sel sasarannya yaitu pada wanita pada bagian tulang dan otak. Berfungsi dalam lonjatan pertumbuhan masa pubertas dan dorongan seks pada wanita.    b.    Medula menghasilkan 2 hormon yaitu        1.    Hormon Adrenalin ( epinephirin )Berfungsi membantu metabolisme karbohidrat dengan jalan menambah pengeluaran glukosa dari hati            a.    Dampak kekekurangan hormon adrenalin •    Terjadi penyakit Addison•    Sedangkan ginjal gagal menyimpan natrium dalam jumlah terlampau banyak.         b.    Dampak kelebihan hormon adrenalin•    Mirip tumor suprarena pada bagian korteks•    Gangguan pertumbuhan seks sekunder        2.    Hormon Noradrenalin  ( norepinefirin )Berfungsi menaikan tekanan darah dengan jalan merangsang serabut otot didalam dinding pembuluh darah untuk berkontraksi.

    6.    Kelenjar Pankreas            Kelenjar ini menhasilkan 3 hormon yaitu        a.    Hormon Somatostatin    Sel sasarannya yaitu sistem pencernaan dan berfungsi untuk menhambat pencernaan dan penyerapan nutrien.b.    Hormon Glukagon ( sel a )    Sel sasarannya yaitu sebagian besar sel dan berfungsi untuk mempertahankan kadar nutrien dalam darah selama fase pasca-absortif.c.    Hormon Insulin ( sel b )    Sel sasarannya yaitu sebagian besar sel dan berfungsi untuk mengendalikan kadar glukosa dan bila digunakan sebagai pengobatan, memperbaiki kemampuan sel tubuh untuk mengobservasi glukosa dan lemak.    a.    Dampak kekeurangan hormon insulin•    Mengakibatkan hiperglikemi•    Turunya berat badan•    Lelah dan poliurian disertai haus•    Lapar, kulit kering, dan lidah licin•    Asidosis dan kecepatan bernafas bertambah         b.    Dampak kelebihan hormon insulin•    Hipoglikemi

    7.    Kelenjar Kelamin            Kelenjar ini terbagi menjadi 2 kelenjar yaitu        a.    Kelenjar testik terdapat pada pria terletak pada skrotum dan menghasilkan hornon testosteron. Hormon testosteron berfungsi menentukan sifat kejantanan.        b.    Kelenjar ovarium terdapat pada wanita, terletak pada

ovarium kiri dan kanan uterus. Kelenjar ini menghasilkan hormon :            1.    Hormon Estrogen            Sel sasarannya yaitu organ seks wanita dan tulang.  berfungsi untuk mendorong perkembangan folikel, berperan dalam pengembangan karekteristik seks sekunder, merangsang pertumbuhan uterus dan payudara. Mendorong penutupan lempeng epifisis.        2.    Hormon Progesteron            Sel sasarannya yaitu uterus dan berfungsi mempersiapkan rahim untuk kehamilan.

7.    Jantung        Jantung menghasilkan hormon peptida natriuretik. Sel sasarannya yaitu tubulus ginjal dan berfungsi untuk menghambat reabsorpsi Na.8.    Hati        Hati menghasilkan hormon somatomedin. Sel sasarannya yaitu tulang dan jaringan lunak dan berfungsi mendorong pertumbuhan.9.    Ginjal        Ginjal menghasilkan hormon renin ( angiotensin ) dan berfungsi merangsang sekresi aldosteron.

BAB III PENUTUP

A.    Kesimpulan    1.    Hormon adalah substansi kimia yang dihasilkan dalam tubuhyang memiliki efek regulator spesifikpada aktivitas sel tertentu atau organ-organ tertentu.    2.    Hormon sangat di butuhkan oleh tubuh dan apabila kekurangan dan kelebihan hormon maka akan timbul komplikasi-komlikasi pada tubuh bahkan akan terjadi kematain.

B.    Saran    Kita sebagai calon bidan yang profesional harus banyak belajar tentang hormon maupun tentang ilmu yang lain agar setelah selesai dari pendidikan bidan kita telah siap dengan ilmu kita dalam membantu masyyarakat.

BAB IPENDAHULUAN

1.1   LATAR BELAKANGInsulin diisolasi pertama kali dari pankreas pada tahun

1922 oleh Banting dan Best, dan dengan cara memperhatikan

penderita diabetes parah dalam waktu hampir semalam yang dengan cepat memburuk dan meninggal, dibanding dengan orang yang normal.

Insulin merupakan hormon yang diproduksi di dalam retikulum endoplasma yang terdiri dari dua rantai asam amino yang mempunyai peran yang sangat penting dalam tubuh. Insulin sangat berpengaruh terhadap metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Jika tidak ada insulin dalam darah maka akan menimbulkan suatu kelaparan serta bila reseptor dalam insulin itu tidak berfungsi dengan baik maka akan menimbulkan suatu difisiensi insulin

1.2            BATASAN MASALAHDalam makalah ini penulis membatasi pada peran Insulin

pada metabolisme karbohidrat, lemak dan protein, kelaparan serta defisiensi Insulin.

1.3            RUMUSAN MASALAH1.   Apa pengertian Insulin ?2.   Apa peran Insulin pada metabolisme Karbohidrat ?3.   Apa peran Insulin pada metabolisme Lemak ?4.   Apa peran Insulin pada metabolisme Protein ?5.   Apa peran Insulin pada Kelaparan ?6.   Apa Defisiensi Insulin ?

1.4            TUJUAN PENULISAN1. Untuk mengetahui pengertian Insulin.

2. Untuk mengetahui peran Insulin pada metabolisme Karbohidrat.

3. Untuk mengetahui peran Insulin pada metabolisme Lemak.4. Untuk mengetahui peran Insulin pada metabolisme Protein.4. Untuk mengetahui peran Insulin pada Kelaparan.5. untuk mengetahui Defisiensi Insulin.

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 PENGERTIAN INSULINInsulin adalah sebuah hormon yang berhubungan dengan

energi yang melimpah. Artinya bila terdapat makanan yang dapat menghasilkan energy yang sangat banyak , terutama kelebihan jumlah karbohidrat dan protein maka insulin akan disekresikan dalam jumlah banyak. Selanjutnya, insulin memainkan peranan yang penting dalam penyimpanan zat yang mempunyai kelebihan energi.

Insulin merupakan protein kecil yang terdiri atas dua rantai asam amino yang satu sama lainnya dihubungkan oleh ikatan disulfida. Bila kedua rantai dipisahkan , maka aktivitas fungsional dari insulin akan hilang. Insulin disintesis oleh sel-sel beta dengan cara yang mirip dengan sintesis protein yakni diawali dengan translasi RNA insulin oleh ribosom yang

melekat pada reticulum endoplasma untuk membentuk preprohormon insulin. Sewaktu insulin diseskresikan dalam darah, hampir seluruhnya beredar dalam bentuk yang terikat. Waktu paruhnya dalam plasma rata-rata hanya 6 menit sehingga dalam waktu 10-15 akan dibersihkan dari sirkulasi.

Insulin adalah hormon yang mengendalikan gula darah. Tubuh menyerap mayoritas karohidrat sebagai glukosa (gula darah). Dengan meningkatnya gula darah setelah makan, pankreas melepaskan insulin yang membantu membawa gula darah ke dalam sel untuk digunakan sebagai bahan bakar dalam proses metabolisme atau disimpan sebagai lemak apabila kelebihan. Orang-orang yang punya kelebihan berat badan atau mereka yang tidak berolahraga seringkali menderita resistensi insulin.

Insulin menjaga keseimbangan glukosa dalam darah dan bertindak meningkatkan pengambilan glukosa oleh sel badan. Kegagalan badan untuk menghasilkan insulin, atau jumlah insulin yang tidak mencukupi akan menyebabkan glukosa tidak dapat masuk ke dalam sel untuk proses metabolisme. Sehingga glukosa di dalam darah meningkat dan menyebabkan diabetes melitus.

Pada kondisi normal, pankreas mempunyai kemampuan untuk menyesuaikan jumlah insulin yang dihasilkan dengan intake karbohidrat. Pengaturan fisiologis kadar glukosa darah sebagian besar tergantung dari : ekstraksi glukosa, sintesis glikogen dan glikogenesis dari metabolisme di dalam konsentrasi gula darah yang konstan perlu dipertahankan karena glukosa merupakan satu-satunya zat gizi yang dapat digunakan oleh otak, retina dan epitel germaninativum dalam jumlah cukup untuk menyuplai energi sesuai dengan yang dibutuhkannya. Oleh karena itu, perlu mempertahankan konsentrasi glukosa darah pada kadar yang seimbang.2.2 PERAN INSULIN PADA METABOLISME KARBOHIDRAT

Setelah makan makanan tinggi karbohidrat, glukosa yang di adsorpsi kedalam darah menyebabkan sekresi insulin dengan cepat. Insulin selanjutnya menyebabkan penyimpanan dan penggunaan glukosa oleh semua jaringan tubuh, terutama jaringan otot adipose dan hati.

Pengaruh insulin dalam meningkatkan metabolisme glukosa dalam otot.

Dalam sehari, jaringan otot tidak bergantung pada glukosa untuk energinya tetapi sebagian besar bergantung pada asam lemak karena membran otot istirahat. Diantara waktu makan , jumlah insulin yang disekresikan terlalu kecil untuk meningkatakan jumlah pemasukan glukosa yang masuk ke dalam otot. Akan tetapi, ada dua kondisi dimana otot memang menggunakan sejumlah besar glukosa yaitu, selama kerja fisik

baik sedang ataupun berat dan penggunaan sejumlah besar glukosa oleh otot adalah selama beberapa jam setelah makan. Pengaruh Insulin dalam meningkatkan penyimpan dan penggunaan glukosa oleh hati.

Salah satu efek penting insulin adalah menyebabkan sebagian besar glukosa yang diabsorbsi sesudah makan segera disimpan di dalam hati dalam bentuk glikogen. Selanjutnya diantara waktu makan bila tidak tersedia makanan dan konsentrasi glukosa dalam darah mulai berkurang, sekresi insulin menurun dengan cepat dan glikogen dalam hati dipecah kembali menjadi glukosa, yang akan dilepaskan kembali kedalam darah untuk menjaga konsentrasi glukosa tidak berkurang terlalu rendah.

Mekanisme yang dipakai oleh insulin untuk menyebabkan timbulnya pemasukan glukosa dan penyimpanan dalam hati meliputi beberapa langkah:

1.    Insulin menghambat fosforilasi hati, yang merupakan enzim utama yang menyebabkan tepecahnya glikogen dalam hati menjadi glukosa.

2.    Insulin meningkatkan pemasukan glukosa dari darah oleh sel-sel hati. Keadaan ini terjadi dengan meningkatkan aktivitas enzim glukonase, yang merupakan salah satu enzim yang menyebabkan fosforilasi.

3.    Insulin juga meningkatkan aktivitas enzim-enzim yang meningkatkan sintesis glikogen termasuk enzim glikogen sintetase yang bertanggung jawab untuk polinerisasi dari unit monosakarida untuk membentuk molekul glikogen.

Setelah makan dan kadar glukosa dalam darah mulai menurun sampai kadar rendah beberapa peristiwa akan mulai berlangsung sehingga menyebabkan hati melepaskan glukosa kembali kedalam sirkulasi darah. Jadi bila sesudah makan, didalam darah timbul kelebihan glukosa maka hati akan memindahakan glukosa dari darah. Pengaruh insulin terhadap metabolisme karbohidrat dalam sel-sel lain .

Insulin meninkatkan pengakutan dan pemakaian glukosa kedalam sebagain besar sel tubuh lain dengan cara yang sama seperti yang dilakukan oleh insulin dalam mempengaruhi pengangkutan glukosa dalam sel otot. 2.3 INSULIN PADA METABOLISME LEMAK

Insulin mempunyai berbagai efek yang dapat menyebabkan timbulnya penyimpanan lemak didalam jaringan lemak. Pertama, insulin meningkatkan pemakaian glukosa oleh sebagian besar jaringan tubuh yang secara otomatis akan mengurangi pemakaian lemak. Akan tetapi, insulin juga meningkatkan pembentukan asam lemak. Hal itu terjadi jika karbohidrat lebih banyak dicerna daripada energi spontan yang digunakan jadi mempersiapkan zat untuk sintesis lemak. Hampir semua sintesis lemak terjadi didalam sel hati dan asam lemak

kemudian di transport dari hati melalui lipoprotein darah ke sel adiposa untuk disimpan. Berbagai faktor yang mengarah pada peningkatan sintesis asam lemak didalam hati, sebagai berikut:

1)   Insulin meningkatkan pengangkutan glukosa kedalam sel-sel hati. Sesudah konsentrasi glikogen dalam hati meningkat 5-6 %., glikogen ini sendiri akan menghambat sintesis glikogen selanjutnya. Kemudian seluruh glikogen tambahan yang memasuki sel-sel hati sudah cukup tersedia untuk membentuk lemak. Glukosa mula-mula di pecah menjadi piruvat dalam jalur glikolisis dan piruvat ini selanjutnya diubah menjadi asetil koenzim A (asetil-KoA) yang merupakan subtrat asal untuk sintesis asam lemak.

2)   Kelebihan ion sitrat dan ion isositrat akan terbentuk oleh siklus asam sitrat bila pemakaian glukosa untuk energi ini berlebihan. Ion-ion ini akan mengaktifkan asetil KoA karboksilase, yangmerupakan enzim yang dibutuhkan untuk melakukan proses karboksilasi terhadapa asetil KoA untuk membentuk malonil-KoA, tahap pertama sitesis lemak.

3)   Sebagian besar asam lemak disintesis disalam hati dan digunakan untuk membentuk trigliserida, bentuk umum untuk penyimpanan lemak. Triglisera akan dilepaska dari sel-sel hati kedalam darah dalam bentuk lipoprotein. Insulin akan mengaktifkan lipoprotein lipase didalam dinding kapiler darah jaringan lemak, akan memecah triglisserida lagi menjadi asam lemak, agar asam lemak dapat diadsorbsi kedalam asam lemak, tempat asam lemak ini akan diubah menjadi trigliserida dan disimpan.

Insulin mempunyai 2 efek penting yang dibutuhkan untuk menyimpan lemak didalam sel-sel lemak:

1)   insulin mengahambat kerja lipase sensitif-hormon. Enzim inilah yang menyebabkan hidrolisis trigliserida yang telah disimpan dalam sel-sel lemak oleh karena itu, pelepasan asam lemak dari jaringan adiposa ke dalam sirkulasi darah akan terhambat.

2)   Insulin meningkatkan pengangkutan glukosa melalui membran sel kedalam sel-sel lemak dengan cara yang sam seperti insulin meningkatkan pengangkutan glukosa kedalam sel-sel otot. Beberapa glukosa ini dipakai untuk mensintesis asam lemak tetapi yanglebih penting glukosa ini dipakai untuk sejumlah besar α-gliserol fosfat. Bahan ini menyediakan gliserol yang akan berikatan dengan asam lemak untuk membentuk trigliserida yang merupakan bentuk lemak yang disimpan dalam sel-sel lemak. Oleh karena itu, bila tidak ada insulin bahkan penyimpanan sejumlah besar asam-asam lemak yang diangkut dari hati dalam bentuk lipoprotein hampir dihambat.

2.4 INSULIN PADA METABOLISME PROTEINSelama beberapa jam sesudah makan, sewaktu didalam

darah sirkulasi terdapat kelebihan makanan, maka didalam jaringan akan disimpan tidak hanya karbohidrat dan lemak saja,

namun juga akan disimpan protein, agar hal ini terjadi maka dibutuhkan insulin.

Ada beberapa fakta yang telah diketahui yaitu sebagai berikut:

1)   Insulin menyebabkan pengangkutan secara aktif sebagian besar asam amino kedalam sel. Asam amino yang dengan kuat diangkul adalah: valin, leusin, isoleusin, tirosin dan venilalanin. Jadi, insulin bersam-sama horman pertumbuhan mempunyai kemampuan untuk meningkatkan asam pemasukan asam amino kedalam sel.

2)   Insulin mempunyai efek langsung meningkatkan translasi RNA massenger pada ribosom, sehingga terbentuk protein baru. Bila tidak ada insulin, maka ribosom akan berhenti bekerja.

3)   Sesudah melewati periode waktu yang lebih lama, insulin juga meningkatkan kecepatan transkripsi rangkaian genetik DNA yang terpilih didalam inti sel, sehingga menyebabkan peningkatan jumlah RNA dan beberapa sintesi protein, trutama meningkatkan satu kesatuan enzim yang besar untuk penyimpanan karbohidrat, lemak dan protein.

4)   Insulin juga menghambat proses katabolisme protein, jadi mengurangi kecepatan pelepasan asam amino dari sel, khususnya dari sel-sel otot. Hal ini akibat dari beberapa kemampuan insulin untuk mengurangi pemacahan insulin yang normal lisosom sel.

5)   Di dalam hati, insulin menekan kecepatan glukoneogenesis. Hal ini terjadi dengan cara mengurangi aktivitas enzim yang dapat meningkatkan glukogenesis. Oleh karena itu bahan yang terbanyak digunakan untuk sintesis glukosa melalui prose glukoneogenesis adalah asam amino dalam plasma, maka proses penekana glukogenesis akan menghemat pemakaian asam amino dari cadangan protein dalam tubuh.

Ringkasnya, Insulin meningkatkan pembentukan protein dan mencegah pemecahan protein.

Tidak adanya insulin menyebabkan berkurangnya protein dan peningkatan asam amino plasma. Bila tidaka ada insulin maka seluruh proses penyimpanan protein menjadi terhenti sama sekali. Proses katabolisme protein akan meningkat, sintesis protein berhenti, dan banyak sekali asam amino ditimbun dalam plasma. Konsentrasi asam amoni dala plasma sangat meningkat dan sebagian besar asam amino yang berlebihan akan langsung dipergunakan sumber energi atau sebagai bahan yang akan hidup dalam proses glukoneogenesis. Pemecahan asam amino ini juga meningkatkan eskresi ureum dalam urine. Sampah protein yang dihasilkan merupakan salah satu efek yang serius pada penyakit diabetes mellitus yang parah. Hal ini dapat menimbulkan kelemahan yang hebat dan juga terganggunya fungsi organ-organ. 2.4 PERAN INSULIN PADA KELAPARAN

Kelaparan adalah suatu kondisi di mana tubuh masih membutuhkan makanan, biasanya saat perut telah kosong baik dengan sengaja maupun tidak sengaja untuk waktu yang cukup lama. Kelaparan adalah bentuk ekstrem dari nafsu makan normal. Istilah ini umumnya digunakan untuk merujuk kepada kondisi kekurangan gizi yang dialami sekelompok orang dalam jumlah besar untuk jangka waktu yang relatif lama.

Insulin merupakan hormon pada tubuh manusia yang diproduksi oleh pancreas ketika kita mencerna makanan dan pada saat glukosa dalam darah meningkat. Peranan insulin adalah merangsang sel tubuh manusia untuk menyerap glukosa dari dalam darah. Pada dasarnya insulin sangat berperan dalam penyimpanan sari-sari makanan (glukosa) yang berlebih di dalam pembuluh darah. Lawan insulin adalah glukagon. Peranannya pun berlawanan dengan insulin. Jika insulin bertugas untuk menyimpan cadangan makanan, maka glukagon akan merombak cadangan makanan tersebut.Analogi:Insulin --> Menabung.Glukagon --> Mengambil tabungan. Tidak adanya insulin dalam tubuh manusia akan membuat glukosa yang ada di dalam pembuluh darah tidak dapat diserap oleh sel-sel tubuh. Sel-sel tubuh menjadi ”kelaparan” dan kekurangan energi sehingga merangsang peningkatan produksi glukagon yang akan meningkatkan perombakan jaringan lemak sebagai tempat penyimpanan cadangan makanan pada tubuh manusia. Jika lama-kelamaan hal ini terjadi maka akan membuat penderita akan tampak sangat kurus karena kehilangan berat badan yang drastis.2.5 DEFISIENSI INSULINDifisiensi insulin (kekurangan insulin) atau reseptor insulin tidak berfungsi baik, dimana dapat mempengaruhi metabolisme tubuh yang berdampak terhadap system tubuh yaitu :1) Sistem endokrin

Defisiensi insulin menyebabkan kegagalan dalam pemasukan nutrisi kejaringan sehingga swell-sel kekurangan glukosa yang menimbulkan :

a. Sel kekurangan glukosa untuk proses metabolisme dan penurunan penggunaan dan aktivitas glukosa dalam sel akan merangsang pusat lapar

b. Penurunan penggunaan protein dan glukosa oleh jaringan sehingga menyebabkan penurunan berat badan

c. Pembongkaran lemak dan cadangan protein untuk memenuhi kebutuhan metabolisme proses ini menghasilkan benda-benda keton yang disebabkan hati yang tidak mampu menetralisir lemak. Penumpukan asam lemak ini akan mengiritasi memperoleh peningkatan sekresi asam lambung sehingga menimbulkan gangguan system ini berdampak terhadap gangguan kebutuhan nutrisi

2 ) Sistem KardiovaskulerPeningkatan kadar glukosa darah akan mengakibatkan

penumpukan sorbitol dan lemak pada tunika intima sehingga pembuluh darah mengalami penyempitan. Jika hal ini terjadi maka suplai O2 dan nutrisi akan berkurang kejaringan dan terjadilah infark pada jaringan yang dituju, apabila mengenai pembuluh darah perifer akan menimbulkan efek penurunan sensasi sehingga akan terjadi gangrene ekstremitas bila terjadi trauma. Dan jika terjadi pada arteri jantung akan menyebabkan angina pectoris dan akut miokard imfark.

3 ) Sistem pencernaanDefisiensi insulin menyebabkan kegagalan dalam

pemasukan glukosa kejaringan sehingga sel-sel kekurangan glukosa. Proses kekurangan glukosa intra sel menimbulkan :

a.       Peningkatan penggunan protein dan glukogen oleh jaringan sehingga menyebabkan penurunan berat badan.

b.      Pembongkaran lemak dan cadangan protein untuk memenuhi kebutuhan metabolisme. Hal ini akan diperberat oleh peningkatan sekresi asam lambung sehingga menimbulkan perasaan mual, muntah.

c.       Peningkatan transport glukosa untuk proses metabolisme. Penurunan penggunaan dan aktivitas glukosa dalam sel akan merangsang pusat makan dibagian lateral hypothalamus, sehingga timbul peningkatan perasaan lapar ( poliphagi )

4 ) Sistem perkemihanKekurangan pemasukan glukosa kedalam sel menyebabkan

peningkatan volume extra sel sehingga terjadi peningkatan osmolalitas sel yang akan merangsang hypothalamus untuk mengsekresikan ADH dan merangsang pusat haus di bagian lateral. Pada fase ini klien akan merasakan haus dan penurunan produksi urine sehingga volume cairan extra sel bertambah. Peningkatan volume cairan akan menyebabkan konsentrasi extra sel menurun sehingga cairan intra sel menurun. Penurunan volume intra sel merangsang volume reseptor diHipothalamus untuk menekan sekresi ADH sehingga terjadi peningkatan kadar gula darah melebihi ambang ginjal. Diuresis osmotic akan mempercepat pengisian vesika urinaria sehingga merangsang keinginan berkemih (poliuri) dan kondisi ini bertambah pada mlam hari karena terjadi vasokonstriksi akibat penurunan suhu sehingga timbul nokturi. Selain itu gangguan system perkemihan juga terjadi akibat adanya kerusakan ginjal ( netropati ) hal ini disebabkan adanya penurunan perfusi kedaerah ginjal.

  Gangguan ini dapat berdampak :         Gangguan keseimbangan cairan dan elektrolit         Gangguan pola eliminasi BAK

         Perubahan pola istirahat tidur

5 ) Sistem MuskuloskeletalDefisiensi insulin menghambat transportasi glukosa kesel-

sel dalam jaringan tubuh yang menyebabkan sel kelaparan dan terjadi peningkatan glukosa dalam darah menyebabkan hambatan dalam perfusi ke jaringan yang mengakibatkan jaringan kurang mendapat O2 dan nutrisi.

Penurunan transport glukosa ke sel dan penurunan O2 dan nutrisi ke sel menyebabkan sel kekurangan bahan untuk metabolisme sehingga energi yang dihasilkan berkurang yang berdampak timbulnya kelemahan. Selain itu defisiensi insulin menyebabkan penurunan jumlah sintesa glikogen dalam otot serta peningkatan metabolisme protein yang berguna untuk pertumbuhan sel-sel tubuh.

  Dampak terhadap kebutuhan dasar manusia :• Gangguan pemenuhan aktivitas• Resiko terjadi kecelakaan

6 ) Sistem IntegumenDefisiensi insulin dapat berdampak pada integritas kulit

yang bisa disebabkan oleh neuropati diabetes dan angiopati diabetes , angiopati diabetes akan menyebabkan peurunan sensasi sehingga pengontrolan terhadap trauma mekanis, termis dan kimia menurun, hal ini akan memudahkan terkena luka yang mengancam keutuhan kulit sedangkan teori yang lain mendasari kerusakan kulit adanya kerusakan membrane basalis yang terjadi akibat adanya penumpukan endapan lipoprotein sehingga menyebabkan kebocoran protein dan butir-butir darah.Pertahanan dan perfusi jaringan menurun dengan akibat kulit mudah infeksi, luka sukar sembuh, mudah selulit gangrene.

  Dampaknya :         Gangguan rasa nyaman nyeri dan gatal         Gangguan integritas kulit         Gangguan konsep diri

7 ) Sistem PersyarafanDefisiensi insulin menumbulkan hambatan, pemasukan

glukosa kedalam sel termasuk sel-sel syaraf, sehingga mengganggu proses metabolisme sel syaraf. Akibat kekurangan glukosa sebagai bahan metabolisme maka sel akan menggunakan cadangan protein. Hal ini mengakibatkan sel kekurangan protein, akan mempengaruhi pembentukan myelin yang berfungsi untuk menghantarkan impuls pada akson, selain itu akan menyebabkan kerusakan akson tidak dapat mengantarkan impuls dengan sempurna selain kekurangan protein, kegagalan metabolisme sel saraf dapat menyebabkan hambatan dalam konduksi saraf dan polarisasi membrane akibat

penurunan ATP. Perubahan-perubahan diatas menyebabkan gangguan polineropatik perifer yang ditandai kurangnya sensasi apda ujung-ujung ekstremitas bawah.

  Dampaknya :  Potensial terjadi kecelakaan  Resiko terjadi infeksi

8 ) Sistem ReproduksiDefisiensi insulin dapat menyebabkan terjadinya

impotensi pada laki-laki dan penurunan libido pada wanita. Hal ini disebabkan oleh adanya hambatan pengikatan ekstra diar pada gugus protein akibat kegagalan metabolisme protein. Pada wanita sering juga terdapat keluhan keputihan disebabkan infeksi kandida.

  Dampaknya :Gangguan pemenuhan kebutuhan seksual

9 ) Sistem PancaindraHiperglikemi akan mengakibatkan penumpukan kadar

glukosa pada sel dan jaringan tertentu yang dapat mentranspor glikosa tanpa memerlukan insulin, glukosa yang berlebihan ini tidak bermetabolisme habis secara normal melalui glukolisis tetapi sebagian dengan pertolongan enzim aldose reduktase atau diubah menjadi sorbitol. Sorbitol akan bertumpuk dalam jaringan / sel tersebut, sehingga menyebabkan kerusakan dan perubahan fungsi. Teori ini mendasari kelainan diabetes mellitus pada mata dengan adanya retinopati, selain itu pada penderita DM bisa ditemukan adanya katarak, hal ini disebabkan pengendapan lipoprotein pada lensa mata.

BAB IIIPENUTUP

3.1 KESIMPULANInsulin diproduksi di pulau-pulau langerhans di pankreas

yang merupakan sebuah hormon polipeptida mengatur metabolisme karbohidrat. Selain merupakan efektor utama dalam homeostasis karbohidrat, Insulin juga mempunyai fungsi dalam metabolisme lemak (trigliserida) dan protein. Insulin memiliki properti anabolik dan juga mempengaruhi jaringan tubuh lainnya.

Insulin adalah hormon yang mengendalikan gula darah. Tubuh menyerap mayoritas karbohidrat sebagai glukosa (gula darah). Dengan meningkatnya gula darah setelah untuk digunakan sebagai bahan bakar dalam proses metabolisme atau disimpan sebagai lemak apabila kelebihan.

Insulin juga memiliki fungsi untuk menjaga keseimbangan glukosa dalam darah dan bertindak meningkatkan

pengambilan glukosa oleh sel badan. Selain itu, insulin mempunyai peranan dalam metabolisme, diantaranya adalah metabolisme karbohidrat, protein dan lemak. Dalam metabolisme karbohidrat insulin berperan untuk mendapatkan proses metabolisme glukosa normal, selain diperlukan mekanisme serta dinamika sekresi yang normal, dibutuhkan pula aksi insulin yang berlangsung normal.