Download - Kir Biokim
HUBUNGAN GANGGUAN METABOLISME KARBOHIDRAT
DENGAN PENYAKIT DIABETES MELITUS
OLEH :
DERISYANTI KALA’PADANG
N111 13 533
FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS HASANUDDIN
MAKASSAR
2014
BAB 1
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Diabetes melitus merupakan suatu keadaan hiperglikemia yang
bersifat kronik yang dapat mempengaruhi metabolisme karbohidrat, protein
dan lemak. Diabetes melitus disebabkan oleh sebuah ketidakseimbangan atau
ketidak adanya persediaan insulin atau tak sempurnanya respon seluler
terhadap insulin ditandai dengan tidak teraturnya metabolisme.
Diabetes melitus sering disebut sebagai The Great Imitator karena
penyakit ini dapat mengenai semua organ tubuh dan menimbulkan berbagai
macam keluhan dan gejalanya sangat bervariasi.
Diabetes adalah salah satu penyakit yang sering diderita dan penyakit
yang serius di Indonesia saat ini. Setengah dari kasus Diabetes Melitus (DM)
tidak terdiagnosa karena pada umumnya diabetes tidak disertai gejala sampai
terjadinya komplikasi prevalensi. Penyakit diabetes meningkat karena terjadi
perubahan gaya hidup, kenaikan jumlah kalori yang dimakan, kurangnya
aktivitas fisik dan meningkatnya jumlah populasi manusia usia lanjut.
Penyakit ini dapat menyerang segala lapisan umur dan sosial ekonomi. Angka
kejadian DM di Kecamatan Makassar berjumlah 1076 orang selama tahun
2012. Angka kejadian ini merupakan yang tertinggi di antara kecamatan lain
yang ada di Kota Makassar. Ditinjau dari segi kepadatan penduduk,
Kecamatan Makassar merupakan kecamatan dengan kepadatan penduduk
tertinggi di Kota Makassar yaitu 32.093 jiwa/km2, disusul Kecamatan Mariso
(29.293 jiwa/km2), dan Kecamatan Bontoala (28.703 jiwa/km2). Berdasarkan
hasil observasi awal yang dilakukan peneliti di Puskesmas Maradekaya Kota
Makassar, didapatkan jumlah penderita yang memiliki kadar glukosa darah
tidak terkontol yaitu sebanyak 68,49%. Terjadi peningkatan kejadian DM
sebanyak 21 kasus selama tahun 2011 hingga 2012 (Dinkes Kota Makassar,
2012).
I.2. Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan makalah ilmiah ini adalah :
a. Untuk mengetahui fungsi dan metabolisme karbohidrat di dalam tubuh.
b. Untuk mengetahui patofisiologi dari penyakit diabetes melitus.
c. Untuk mengetahui hubungan antara gangguan metabolisme karbohidrat
dan penyakit diabetes melitus.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. Fungsi Karbohidrat dalam Tubuh
Karbohidrat yang lazim dikenal sebagai gula, berdasarkan ukurannya
terbagi menjadi 4 kelas yang berbeda: monosakarida, disakarida,
oligosakarida dan polisakarida. Monosakarida misalnya Glukosa, galaktosa
dan fruktosa adalah gula yang paling kecil. Mereka dapat disatukan bersama-
sama oleh ikatan glikosidat untuk membentuk kelas karbohidrat yang lain.
Disakarida misalnya sukrosa, maltosa dan laktosa, masing-masing terdiri dari
2 monosakarida yang disatukan oleh sebuah ikatan glikosidat. Oligosakarida
misalnya komponen karbohidrat glikoprotein dan glikolipid, mengandung
sekitar 3 sampai 12 unit monosakarida. Polisakarida misalnya kanji dan
glikogen, mengandung puluhan ribu unit monosakarida.
Fungsi karbohidrat adalah sebagai sumber energi utama bagi manusia,
yaitu menyediakan 50-65% dari total energi yang dibutuhkan, selain itu
fungsi karbohidrat yang lain adalah untuk membantu metabolisme lemak, jika
energi dari karbohidrat cukup tersedia atau lebih, lemak tidak dipakai untuk
energi tetapi disintesis dan disimpan. Apabila energi dari karbohidrat kurang,
tidak terjadi sintesis lemak dan lemak yang ada dibakar untuk energi. Fungsi
lain karbohidrat yaitu mencegah pemecahan protein tubuh secara berlebihan.
Kira-kira 60% asam amino dalam protein tubuh dapat diubah menjadi
karbohidrat. Karena protein dibutuhkan untuk pertumbuhan, karbohidrat tidak
boleh kurang sehingga tidak terjadi reaksi perubahan protein menjadi
karbohidrat yang digunakan untuk energi.
B. Metabolisme Karbohidrat
Metabolisme mengakar pada kata metabole dari bahasa Yunani yang
berarti berubah. Dalam dunia ilmu pengetahuan, secara sederhana
metabolisme diartikan sebagai proses kimiawi yang berlangsung di dalam
tubuh makhluk hidup yang bertujuan untuk menghasilkan energi. Proses
metabolisme karbohidrat secara garis besar terdiri dari dua cakupan yakni
reaksi pemecahan atau katabolisme dan reaksi pembentukan atau anabolisme.
Pada proses pembentukan, salah satu unsur yang harus terpenuhi adalah
energi. Energi ini dihasilkan dari proses katabolisme.
Sementara itu, tahap anabolisme merupakan suatu proses metabolisme
terjadinya penyusunan atau biosintesis molekul-molekul besar dan kompleks
dari molekul-molekul sederhana. Anabolisme membutuhkan energi kimia dan
energi itu diperoleh dari katabolisme.
(Drs. Damin Sumardjo, 2009)
Proses Glikolisis
Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat (glikogen dan
glukosa) menjadi asam piruvat. Glikolisis terjadi didalam protoplasma dan
sering disebut jalur metabolisme Embden Meyerhof. Reaksi glikolisis yang
kompleks dan panjang ini dapat dipecah menjadi dua tahap utama, yaitu tahap
yang membutuhkan ATP dan tahap yang menghasilkan ATP.
Gambar : proses glikolisis (Drs. Damin Sumardjo, 2009)
Proses Glikogenesis
Glikogenesis adalah proses biosintesis glikogen dari glukosa.
Perubahan kima secara enzimatik ini tidak berjalan spontan, tetapi bertahap.
Reaksi diawali dengan proses fosforilasi glukosa menjadi glukosa-6-fosfat
dengan bantuan enzim glukokinase. Selanjutnya, glukosa-6-fosfat diubah
menjadi isomernya, glukosa-1-fosfat, dibawah pengaruh enzim
fosfoglukomutase. Reaksi ketigas adalah reaksi antara glukosa-1-fosfat dan
uridin trofosfat (UTP) dengan bantuan enzim UTP uridin transferase menjadi
uridin difosfat glukosa (UDPG). Selanjutnya, UDPG diubah menjadi
glikogen melalui beberapa reaksi enzimatik.
Gambar : proses glikogenesis (Drs. Damin Sumardjo, 2009)
Proses Glikogenolisis
glikogen yang ada di dalam sel dapat diubah menjadi glukosa. Proses
perubahan ini dikenal sebagai proses glikogenolisis. Glikogenolisis tidak
berjalan spontan, tetapi melalui beberapa tahap.
Tahap pertama adalah proses fosforilasi glikogen oleh pengaruh enzin
glikogen fosforilase sehingga dilepaskan glukosa-1-fosfat. Selanjutnya,
glukosa-1-fosfat diubah menjadi glukosa-6-fosfat oleh enzim
fosfoglukomutase. Langkah terakhir adalah defosforilasi glukosa-6-fosfat
oleh pengaruh enzim glukosa-6-fosfatase sehingga terbentuk glukosa.
Gambar : proses glikogenolisis (Drs. Damin Sumardjo, 2009)
Proses Glikoneogenesis
Glikoneogenesis adalah biosintesis glukosa atau glikogen dari
senyawa-senyawa non karbohidrat, misalnya gliserol, asam laktat, atau asam
amino glikogenik.
Gliserol secara terus menerus diproduksi oleh jaringan adiposa.
Melalui beberapa tahap, gliserol yang terbentuk ini dapat diubah menjadi
glukosa atau glikogen, yang langkah-langkahnya ditunjukan oleh gambar
dibawah ini.
Gambar : proses glikoneogenesis dari gliserol(Drs. Damin Sumardjo, 2009)
C. Patofisologi penyakit Diabetes melitus
Diabetes mellitus adalah gangguan metabolisme yang dapat
disebabkan berbagai macam etiologi, disertai dengan adanya hiperglikemia
kronis akibat gangguan sekresi insulin atau gangguan kerja dari insulin, atau
keduanya. Istilah diabetes mellitus berasal dari bahasa Yunani yaitu diabetes
yang berarti “sypon” menunjukan pembentukan urine yang berlebihan, dan
mellitus berasal dari kata “meli” yang berarti madu.
Ada 4 jenis DM berdasarkan klasifikasi terbaru, yaitu :
1. DM type 1 : IDDM (Insulin Dependent Diabetes Mellitus)
Ditandai oleh penghancuran sel-sel beta pancreas, kombinasi faktor
genetik imonologi dan mungkin pula lingkungan (virus) diperkirakan turut
menimbulkan distraksi sel beta
2. DM type 2 NIDDM (Non Insulin Dependent Diabetes Mellitus)
Disebabkan oleh resistensi insulin dan gangguan sekresi insulin
3. DM type Spesifik Lain
Disebabkan oleh berbagai kelainan genetik spesifik (kerusakan genetik sel
beta pankreas dan kerja insulin). Penyakit pada pankreas, gangguan
endokrin lain, obat-obatan atau bahan kimia, infeksi (rubela kongenital
dan Cito Megalo Virus (CMV))
4. Diabetes Kehamilan
DM yang hanya muncul pada kehamilan. (Price, 2006)
Secara umum, Diabetes Mellitus mengalami defisiensi insulin,
menyebabkan glikogen meningkat, sehingga terjadi proses pemecahan gula
baru (glukoneugenesis) yang menyebabkan metabolisme lemak meningkat.
Kemudian terjadi proses pembentukan keton (ketogenesis). Terjadinya
peningkatan keton didalam plasma akan menyebabkan ketonurea (keton dalam
urin) dan kadar natrium menurun serta pH serum menurun yang menyebabkan
asidosis.
Defisiensi insulin menyebabkan penggunaan glukosa oleh sel menjadi
menurun, sehingga kadar gula dalam plasma tinggi (Hiperglikemia). Jika
hiperglikemia ini parah dan melebihi ambang ginjal maka akan timbul
Glukosuria. Glukosuria ini akan menyebabkan diuresis osmotik yang
meningkatkan pengeluaran kemih (poliuri) dan timbul rasa haus (polidipsi)
sehingga terjadi dehidrasi.
Glukosuria mengakibatkan keseimbangan kalori negatif sehingga
menimbulkan rasa lapar yang tinggi (polipagi).
Penggunaan glukosa oleh sel menurun mengakibatkan produksi
metabolisme energi menjadi menurun, sehingga tubuh menjadi lemah
Hiperglikemia dapat mempengaruhi pembuluh darah kecil, arteri kecil
sehingga suplai makanan dan oksigen ke perifer menjadi berkurang, yang akan
menyebabkan luka tidak cepat sembuh, karena suplai makanan dan oksigen
tidak adekuat akan menyebabkan terjadinya infeksi dan terjadinya gangguan.
Gangguan pembuluh darah akan menyebabkan aliran darah ke retina
menurun, sehingga suplai makanan dan oksigen ke retina berkurang,
akibatnya pandangan menjadi kabur
Salah satu akibat utama dari perubahan mikrovaskuler adalah
perubahan pada struktur dan fungsi ginjal, sehingga terjadi nefropati
Diabetes mempengaruhi syaraf-syaraf perifer, sistem syaraf otonom
dan sistem syaraf pusat sehingga mengakibatkan neuropati.
Komplikasi
Komplikasi jangka pendek (akut) yang sering terjadi : hipoglikemia
dan ketoasidosis. Komplikasi jangka panjang biasanya terjadi setelah tahun
ke-5, berupa : nefropati, neuropati, dan retinopati. Nefropati diabetik dijumpai
pada 1 diantara 3 penderita DM tipe 1.
D. Hubungan Metabolisme Karbohidrat dengan Penyakit Diabetes Melitus
Diabetes melitus dan metabolisme karbohidrat adalah dua mata rantai
yang tidak dapat dipisahkan. Keterkaitan antara metabolisme karbohidrat dan
diabetes melitus dijelaskan oleh keberadaan hormon insulin. Penderita
diabetes melitus mengalami kerusakan dalam produksi maupun sistem kerja
insulin, sedangkan insulin sangat dibutuhkan dalam melakukan regulasi
metabolisme karbohidrat. Akibatnya, penderita diabetes melitus akan
mengalami gangguan pada metabolisme karbohidrat.
Insulin adalah hormon yang bertugas untuk menjaga kadar gula atau
glukosa dalam darah. Setiap sel dalam tubuh membutuhkan suplai glukosa
yang berkesinambungan untuk diproses menjadi energi. Sel tidak bisa secara
langsung menyerap glukosa dari makanan. Ketika mengkonsumsi
karbohidrat, tubuh akan merubah karbohidrat menjadi glukosa. Kemudian
glukosa ini akan dibawa melalui aliran darah menuju sel-sel dalam tubuh.
Namun, karena molekul glukosa tidak bisa menembus dinding sel maka
diperlukan bantuan insulin untuk membuka sel-sel tubuh agar gula darah bisa
memasuki sel-sel untuk kemudian diubah menjadi energi dan menjaga
glukosa tetap berada dalam sel. Glukosa juga disimpan dalam hati dalam
bentuk glikogen kemudian diubah dalam jaringan adiposa menjadi lemak dan
trigliserida. Insulin memfasilitasi proses tersebut. Insulin akan meningkatkan
pengikatan glukosa oleh membran sel, meningkatkan level glikogen
(glikogenesis) di hati, mengurangi pemecahan glikogen (glikogenolisis) di
hati, meningkatkan sintesis asam lemak, menurunkan pemecahan asam lemak
menjadi badan keton, dan membantu penggabungan asam amino menjadi
protein.
Insulin disekresi sebagai respon atas meningkatnya konsentrasi
glukosa dalam plasma darah. Konsentrasi ambang untuk sekresi tersebut
adalah kadar glukosa pada saat puasa yaitu antara 80-100 mg/dL. Respon
maksimal diperoleh pada kadar glukosa yang berkisar dari 300-500 mg/dL.
Insulin yang disekresikan dialirkan melalui aliran darah ke seluruh tubuh.
Gula darah yang tinggi merangsang pankreas untuk menghasilkan insulin
dalam jumlah yang tinggi. Peningkatan rasio gula darah disebabkan karena
terjadi percepatan laju metabolisme glikogenolisis dan glukoneogenesis yang
terjadi pada hati. Jika hal ini berlangsung lama akan terjadi resistensi insulin,
yaitu menurunnya kerja pankreas dalam menghasilkan insulin.
Penderita dengan kadar gula yang sangat tinggi maka gula tersebut
akan dikeluarkan melalui urine. Gula disaring oleh glomerolus ginjal secara
terus menerus, tetapi kemudian akan dikembalikan ke dalam sistem aliran
darah melalui sistem reabsorpsi tubulus ginjal. Kapasitas ginjal mereabsorpsi
glukosa terbatas pada laju 350 mg/menit. Ketika kadar glukosa sangat tinggi,
filtrat glomerolus mengandung glukosa di atas batas ambang untuk
direabsorpsi. Akibatnya kelebihan glukosa tersebut dikeluarkan melalui urine.
Gejala ini disebut glikosuria, yang merupakan indikasi lain dari penyakit
diabetes mellitus. Glikosuria ini megakibatkan kehilangan kalori yang sangat
besar.
Seorang penderita diabetes dianjurkan untuk berolahraga. Olahraga
secara teratur sangat penting bagi penderita diabetes karena dapat mengontrol
kadar gula darah serta menurunkan berat badan dan tekanan darah. Olahraga
dapat membantu mengontrol kadar gula darah karena pada saat olahraga, sel-
sel di otot bekerja lebih keras sehingga lebih membutuhkan gula dan oksigen
untuk dibakar menjadi tenaga dibandingkan saat beristirahat. Olahraga juga
membantu kerja dari insulin karena gula dalam darah dialirkan ke dalam sel
otot untuk dirubah menjadi energi sehingga otomatis kadar gula didalam
darah akan menurun sehinga akan meringankan kerja dari insulin. Olahraga
yang dianjurkan untuk penderita diabetes adalah olahraga aerobic low impact
dan rithmis seperti senam, jogging, berenang dan naik sepeda.
Selain itu, salah satu pengobatan yang dapat dilakukan untuk penyakit
diabetes ini adalah terapi insulin. Terapi insulin pada DM, khususnya DM
tipe 2 dapat dimulai antara lain untuk pasien dengan kegagalan terapi oral,
kendali kadar glukosa darah yang buruk (A1c > 7,5 %) atau kadar glukosa
darah puasa > 250 mg/dl) 5. Novorapid merupakan tipe insulin yang bekerja
cepat (rapid acting), insulin ini memungkinkan penggantian insulin pada
waktu makan secara fisiologis karena mula kerjanya yang cepat, keuntungan
lainnya yaitu karena insulin ini dapat diberikan segera sebelum makan tanpa
mengganggu kontrol glukosa6.
BAB III
RANGKUMAN
Karbohidrat yang lazim dikenal sebagai gula, berdasarkan ukurannya
terbagi menjadi 4 kelas yang berbeda: monosakarida, disakarida, oligosakarida
dan polisakarida. Proses metabolisme karbohidrat secara garis besar terdiri dari
dua cakupan yakni reaksi pemecahan atau katabolisme dan reaksi pembentukan
atau anabolisme. Sementara itu, tahapan metabolisme sendiri terdiri atas beberapa
bagian yakni glikolisis, oksidasi piruvat ke asetil-KoA, glikogenesis,
glikogenolisis, hexose monophosphate shunt dan terakhir adalah
Glukoneogenesis.
Diabetes melitus merupakan suatu keadaan hiperglikemia yang bersifat
kronik yang dapat dipengaruhi oleh metabolisme karbohidrat, protein dan lemak.
DM secara umum terjadi karena adanya proses patogenesis. Ini bersamaan dengan
rusaknya autoimun pada sel beta di pankreas yang menyebabkan berkurangnya
produksi insulin hingga menjadi abnormal yang menghasilkan resistensi terhadap
kerja insulin. Dasar dari ketidaknormalan metabolisme karbohidrat, lemak dan
protein pada penderita diabetes melitus merupakan akibat dari berkurangnya kerja
insulin pada jaringan. Berkurangnya hasil kerja insulin adalah dari tidak cakupnya
sekresi insulin dan atau kurangnya respon jaringan terhadap insulin dalam jalur
kompleks kerja hormon.
DAFTAR PUSTAKA
1. Mortensen HB, et al. Multinational study in children and adolescents with
newly diagnosed type 1 diabetes: association of age, ketoacidosis,
HLA status, and autoantibodies on residual beta-cell function and
glycemic control 12 months after diagnosis. Pediatric Diabetes 2010:
11: 218–226.
2. Thomas RC, et al. Autoimmunity and the Pathogenesis of type 1 Diabetes.
McGill University Medical School, Montreal, Canada; 2010; 47(2):
51–71
3. Sumardjo, Damin. 2009. Pengantar Kimia : Buku Panduan Kuliah
Mahasiswa Kedokteran dan Program Strata 1 program bioeksakta.
Jakarga : EGC
4. Price, S.A. 2006. Patofisiologi: Konsep Klinis Proses-Proses Penyakit Ed. 6.
Jakarta: EGC
5. Rismayanthi, C, 2012, Terapi Insulin Sebagai Alternatif Pengobatan Bagi
Penderita Diabetes, Pendidikan kesehatan, Surakarta.
6. Katzung, Betram G, 2010, Farmakologi dasar dan Klinik, Edisi 10, EGC,
Jakarta.