1

LAPORAN AKHIR PENELITIAN FUNDAMENTAL

JUDUL EKSPRESI GLUKOSA TRANSPORTER 4 (GLUT4) PADA

BERBAGAI ORGAN TIKUS HIPERGLIKEMIA

Tahun ke 1 dari rencana 1 tahun

KETUA/ANGGOTA TIM Prof. Dr. Drh. Iwan H. Utama, MS

NIDN. 0006046109 Drh. I Putu Gede Yudhi Arjentinia M.Si

NIDN. 0014077803

Dibiaya dari Dana RM Universitas Udayana dengan surat Perjanjian Penugasan Penelitian No:104.12/UN14.2/ PNL.01.03.00/2014, Tanggal 5 Maret 2014.

UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR-BALI

Nopember, 2014

Judul Kegiatan

Peneliti/Pelaksana

Narna Lengkap

NIDNJabatan Fungsional

Program Studi

Nomor HP

Surel (e-mail)

Anggota Peneliti (l)Nama Lengkap

NIDNPerguruan TinggiInstitusi Mitra (jika ada)Narna Institusi MihaAlamat

Penanggung Jawab

Tahun PelaksanaanBiaya Tahun BerjalanBiaya Keseluruhan

HALAMAN PENGESAHAN

: Ekspresi Glukosa Transporter 4 (GLUT4) PadaBerbagai Organ Ti kus H iperglikemia

: Prof. Dr. &h. IWAN HAzuONO UTAMA M.S.

:0006046109: Guru Besar

: Kedokteran Hewan

:081337755860

: iwanhu2006@gmail.com

: dlh. I PUTU GEDE YUDHI ARJENTINIA S.KH:0014077803

: Universitas Udayana

:-..-

:-: Tahun ke I dari rencana 1 tahun

: Rp. 51.000.000,00

: Rp. 51.000.000,00

Denpasar, 25 -II -201,4

19610406 198903 1 002

9640807 199203 t 002

3

RINGKASAN Pada kondisi fisiologis normal, ambilan glukosa ke dalam sel diatur oleh kecepatan

transpor glukosa yang difasilitasi oleh transporter glukosa, khususnya GLUT 4 yang distimulasi insulin yang disekresikan oleh sel beta sebagai sensor glukosa. Oleh karena itu pada kondisi hiperglikemia glukosa akan lebih banyak berfungsi sebagai sensor tehadap sekresi insulin sehingga kemungkinan mengakibatkan translokasi GLUT 4 ke membran sel lebih banyak. Ekspresi GLUT 4 di dalam jaringan dapat dideteksi dengan pewarnaan imunohistokimia menggunakan antibodi monoklonal terhadap GLUT 4.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kadar glukosa, kadar glikogen hati dan otot serta ekspresi dan profil glukosa transporter (GLUT 4) pada berbagai organ (otot, otak, jantung, dan hati) tikus dalam kondisi hiperglikemia. Manfaat penelitian yang diharapkan adalah dapat mengetahui ekspresi GLUT 4 pada berbagai jaringan. Selian itu dapat digunakan sebagai dasar untuk mengeksplor senyawa atau bahan alam yang dapat berperan menstimulasi (insulin like) GLUT 4 sehingga dapat mengatur kadar glukosa darah

Penelitian ini berlangsung selama satu minggu. Sebanyak 20 ekor tikus strain Spraque Dawlly dikelompokkan menjadi 2 kelompok perlakuan. Kelompok perlakuan kontrol (K) dan kelompok perlakuan hiperglikeimia (HP). Pengamatan dilakukan terhadap (1) analisis kadar glukosa darah dengan metode glucose oxidase biosensor menggunakan alat Blood glucose Test Meter GlucoDr, (2) analisis kadar glikogen hati dan otot secara spektrofotometri, dan (3) analisis GLUT 4 pada berbagai jaringan (otot, hati, otak, dan jantung) menggunakan teknik imunohistokimia.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian sukrosa 80% menyebabkan tikus percobaan mengalami hiperglikemia. Kadar glikogen organ hati dan jaringan otot pada kelompok perlakuan hiperglikemia lebih tinggi dibandingkan dengan kelompok kontrol. Glukosa transporter 4 terekspresi dengan intensitas lebih kuat pada organ tikus hiperglikemia bila dibandingkan dengan organ tikus normal, yaitu bertutrut-turut pada jantung, jaringan otot, otak, dan hati.

Kata kunci: glukosa, glikogen, hiperglikemia, GLUT4

4

PRAKATA

Pada kondisi hiperglikemia, dimana kadar glukosa darah melebihi kadar normal, maka sel beta pankreas akan merespon dengan cara mengeluarkan insulin lebih banyak. Secara teori, pada kondisi hiperglikemia akan lebih banyak GLUT 4 yang ada pada berbagai jaringan seperti otot, hati, ginjal, dan jantung dimobilisasi guna mempercepat masuknya glukosa kedalam sel.

Penelitian dengan judul: Ekspresi Glukosa Transporter 4 (Glut4) Pada Berbagai Organ Tikus Hiperglikemia, tahun 2014 baru sebagian yang dilakukan. Subyek yang diteliti meliputi kadar glukosa darah, glikogen, GLUT 4 pada berbagai organ tubuh.

Bersama dengan telah selesainya penelitian ini, kami tim peneliti mengucapkan banyak terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional dan Rektor

Univesitas Udayana yang telah memberikan biaya penelitian dari Dana RM Universitas Udayana dengan surat Perjanjian Penugasan Penelitian No:104.12/UN14.2/ PNL.01.03.00/2014, Tanggal 5 Maret 2014.

2. Ketua Lembaga Penelitian Universitas Udayana, atas pengajuan dan pegesahan proposal ini.

3. Dekan Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana, atas ijin dan kepercayaan untuk melakukan penelitian.

4. Kepada semua tenaga laboran yang telah membantu penelitian ini saya ucapkan banyak terimakasih.

Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi temen sejawat yang berkecimpung

mendalami hiiperglikemia dan juga bermanfaat dalam mengembangkan ilmu pengetahuan.

Denpasar, 10 Nopember 2014

Tim Peneliti

5

DAFTAR ISI

RINGKASAN …………………………………………………………………..

PRAKATA ……………………………………………………………………...

DAFTAR ISI ……………………………………………………………………

DAFTAR TABEL ………………………………………………………………

DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………...

DAFTAR LAMPIRAN …………………………………………………………

BAB I. PENDAHULUAN ……………………………………………………..

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ………………………………………………

BAB III. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN …………………………

BAB IV. METODE PENELITIAN …………………………………………….

BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................

BAB VI. KESIMPULAN ……………………………………...........................

DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………………..

LAMPIRAN …………………………………………………………………….

Halaman

3

4

5

6

6

6

7

9

12

14

17

25

26

28

6

DAFTAR TABEL Nomor Teks Halaman 1. Nilai kadar glukosa pada hewan hiperglikemik ……………………….

2. Famili glukosa tranporter, fungsi dan lokasinya dalam jaringan ………

3. Hasil analisis kadar glikogen pada jaringan hati dan otot tikus

percobaan ……………………………………………………………….

9

11

18

DAFTAR GAMBAR

Nomor Teks Halaman 1. Skematis mekanisme insulin menstimulasi tranporter glukosa (GLUT

4) di dalam jaringan otot dan adiposa …………………………………

2. Profil kadar glukosa darah tikus selama percobaan …………………..

3. Kadar glikogen pada organ hati tikus perlakuan ……………………..

4. Kadar glikogen pada organ otot tikus perlakuan ………………………

5. Foto mikrograph pewarnaan imunohistokimia GLU-4 organ hati (A),

dan otak (B)...........................................................................................

6. Foto mikrograph pewarnaan imunohistokimia GLU-4 jantung (C) dan

jaringan otot (D) ...................................................................................

12

17

18

18

20

21

DAFTAR LAMPIRAN Nomor Teks Halaman 1. Hasil analisis sidik ragam parameter penelitian pada tikus percobaan....

2. Biodata ketua dan anggota peneliti ..............................................

28

30

7

BAB I. PENDAHULUAN

Karbohidrat memegang peranan dasar bagi kehidupan, bukan saja sebagai sumber

energi utama bagi makhluk hidup tetapi juga sebagai senyawa yang menyimpan energi

kimia. Agar supaya karbohidrat (glukosa) dapat memenuhi fungsi tersebut diatas, maka

karbohidrat yang telah dicerna diserap di dalam usus masuk ke dalam darah dan

didistribusikan ke berbagai jaringan di dalam tubuh. Proses distribusi tersebut melibatkan

suatu famili protein transport yang kemudian dikenal dengan nama GLUT, yang bekerja

sebagai pengangkut untuk memindahkan glukosa melewati membran sel (Bryant et al.,

2002). Glukosa yang masuk ke dalam sel mengalami serangkaian proses metabolisme

diubah menjadi energi atau disimpan sebagai cadangan energi dalam bentuk glikogen

(Baynes, 2005).

Pada kondisi fisiologis ambilan glukosa ke dalam sel diatur oleh insulin dan

kecepatan transpor glukosa melalui suatu protein spesifik yang berkaitan dengan membran

plasma dan difasilitasi oleh glukosa tranpsorter (GLUT). Menurut Thorens dan Mueckler,

(2010) terdapat 14 Glut protein sebagai transporter akan tetapi yang sudah diketahui dan

dikenal dengan baik sebagai glukosa transporter adalah bentuk GLUT 1 sampai GLUT 4.

Glukosa transporter 1-4 telah diketahui sifat regulasi dan kinetik yang berbeda dalam

menghomeostasis glukosa dalam tubuh. Berdasarkan sifat biokimiawi, GLUT 1-4 tersebut

terdistribusi pada jaringan yang berbeda (Wood dan Trayhurn, 2003). GLUT 1 sampai

GLUT 4 merupakan glukosa trasporter untuk glukosa. GLUT 1 tersebar pada otak dan

eritrosit, GLUT 2 tersebar pada membran sel hati, pankreas, usus dan ginjal, GLUT 3

tersebar di otak, dan GLUT 4 merupakan glukosa transporter yang tersebar di jaringan otot

seklet, otak, jantung, dan jaringan adiposa.

Glukosa transporter 4 (GLUT4) adalah suatu protein spesifik yang memfasilitasi

transpor glukosa. GLUT 4 merupakan glukosa transporter yang responsip terhadap insulin

di dalam jaringan otot dan adiposa baik pada manusia maupun hewan pengerat. GLUT 4

bertranslokasi ke membran plasma sebagai respon terhadap insulin. GLUT4 dikenal

sebagai transporter glukosa utama dan dapat meregulasi glukosa yang distimulasi insulin

yang disekresikan oleh sel beta sebagai sensor glukosa (Kobayashi et al., 2004)

GLUT 1 sampai GLUT 3 dalam keadaan fisiologis normal sudah berasosiasi

dengan membran plasma sehingga mekanisme kerja untuk ambilan glukosa tidak

bergantung pada insulin, sementara GLUT 4 lokasinya berada di dalam badan golgi dan

8

berfungsi untuk ambilan glukosa yang distimulasi oleh insulin atau sensitif insulin (Wood

dan Trayhurn, 2003)

Insulin berikatan dengan reseptor insulin yang terdapat pada permukaan membran

sel akan menghasilkan biosignal seleluler. Signal ini akan menstimulasi GLUT 4 yang ada

di dalam badan Golgi untuk translokasi bergerak menuju membran plasma. Selanjutnya

GLUT 4 yang berikatan dengan membran plasma menjadi pintu masuknya glukosa ke

dalam sel.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kadar glukosa darah, kadar glikogen

hati dan otot serta ekspresi dan profil glukosa transporter (GLUT 4) pada berbagai organ

(otot, hati, ginjal, dan jantung) tikus dalam kondisi hiperglikemia.

Luaran yang ditargetkan, yaitu publikasi ilmiah dijurnal ilmiah nasional

terakreditasi, dan serangkaian pengetahuan dasar (basic knowledge) peran glukosa

transporter, khususnya GLUT 4 yang berperan dalam memasukkan karbohidrat (glukosa)

ke dalam sel akan sangat bermanfaat dalam penyiapan bahan ajar mata kuliah Biokimia II,

khususnya materi metabolisme karbohidrat.

9

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Glukosa adalah sumber utama energi untuk semua sel eukariotik. Pada manusia dan

hewan meskipun semua sel menggunakan glukosa untuk kebutuhan energi mereka,

konsumen utama glukosa dalam kondisi basal adalah otak. Otak kurang lebih

mengkonsumsi 80% glukosa dari konsumsi seluruh tubuh (Byrant et al., 2002).

Pada organisme tingkat tinggi seperti pada manusia dan hewan, pemeliharaan

integritas energik memerlukan adaptasi terhadap sumber daya eksternal dan komunikasi

yang luas antar organ. Dalam konteks ini, glukosa memperoleh peran sebagai molekul

sinyal untuk mengontrol kadar glukosa dan homeostasis energi. Glukosa dapat mengatur

transkripsi gen, aktivitas enzim, sekresi hormon, dan aktivitas syaraf (Thorens dan

Mueckler, 2010).

Menurut Marty et al., (2007), dalam sel beta pankreas, glukosa adalah pengatur

utama sekresi insulin dan di otak, kelompok neuron sensitif-glukosa diaktifkan atau

dihambat oleh kenaikan konsentrasi glukosa. Neuron yang telah diaktifkan terlibat dalam

mengontrol makan, pengeluaran energi, dan homeostasis glukosa

Kadar gula darah merupakan refleksi dari keadaan nutrisi, emosi dan fungsi

endokrin. Suatu keadaan ketika kadar glukosa darah sangat tinggi melebihi kadar normal

disebut hiperglikemia. Hiperglikemia biasanya terjadi apabila sel beta dalam pulau

Langerhans tidak dapat menghasilkan insulin atau mengalami defisiensi insulin. Defisiensi

insulin akan menyebabkan gangguan proses biokimia dalam tubuh, yaitu penurunan

pemasukan glukosa ke dalam sel dan peningkatan pelepasan glukosa dari hati ke dalam

sirkulasi. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya hiperglikemia (Dominiczak 2005).

Hiperglikemia dapat dilihat dari tingginya kadar glukosa darah pada saat puasa

(Litwak et al. 1998; Farr et al. 1999). Nilai kadar glukosa pada manusia dan beberapa

hewan hiperglikemik dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1 Nilai kadar glukosa pada hewan hiperglikemik

No Hewan Kadar glukosa darah puasa (mg/dL)

Kadar glukosa darah normal (mg/dL)

1 Tikus* >127 99 – 127 2 Kucing** >200 112 – 200 3 Kelinci** >200 93 – 200 4 Macaca fascicularis*** >146 40 – 146 5 Manusia >125 70 – 110 Sumber: (*=Gulfraz et al. 2007; **=Farr et al., 1999; ***=Litwak et al., 1998

10

Homeostasis kadar glukosa dalam tubuh diantaranya melibatkan absorpsi glukosa

dari usus, produksi glukosa endogen, ambilan glukosa ke dalam sel, dan metabolisme oleh

jaringan. Metabolisme glukosa merupakan proses yang sangat kompleks yang dipengaruhi

serta di regulasi oleh diet dan hormon terutama insulin. Insulin adalah hormon yang

dihasilkan oleh sel beta pankreas yang berfungsi mengatur homeostasis kadar glukosa

dalam tubuh. Insulin meningkatkan pengambilan glukosa ke dalam sel otot dan jaringan

adiposa serta menghambat produksi glukosa hepatik. Oleh karena itu, insulin berperan

penting dalam mengatur kadar glukosa darah (Dominiczak 2005) dan dikendalikan oleh

tingkat ekspresi transporter glukosa pada permukaan sel (Thorens dan Mueckler, 2010).

Glukosa merupakan biomolekul universal yang sangat penting sebagai bahan bakar

biologis untuk sel mamalia. Sejalan dengan itu, setiap sel dalam tubuh mengekspresikan

setidaknya satu jenis protein transporter glukosa (Kim dan Kandror, 2011). Kebanyakan

mamalia memasukan glukosa ke dalam sel melalui proses difusi yang dimediasi oleh suatu

protein transmembran yang dikenal dengan nama GLUT. Transporter glukosa pada

mamalia mempunyai 14 famili protein transmembran yang diekspresikan pada tempat yang

spesifik di dalam jaringan. Di antara ke 14 famili protein spesifik transporter (GLUT),

hanya ada 4 bentuk transporter yang telah berkembang atau establis dan dikenal dengan

baik. Ke 4 bentuk transporter tersebut mempunyai fungsi memasukan glukosa ke dalam

sel (Thorens dan Mueckler, 2010).

Menurut Watson dan Pessin (2001), saat ini ada lima bentuk glukosa transporter,

yaitu GLUT 1-5. GLUT 1-4 berfungsi sebagai traspor glukosa sedangkan GLUT 5 sebagai

transpor fruktosa. GLUT 1-5 tersebar dalam berbagai jaringan. GLUT 1 terdapat dalam

eritrosit dan sel endotel pembuluh darah otak. GLUT 3 terutama terdapat di neuron otak

GLUT 2 terdapat dalam hati, usus, ginjal, dan pankreas. GLUT 4 terutama terdapat di

dalam otot dan jaringan adiposa.

Sedangkan Wood dan Trayhurn (2003) melaporkan ada 12 bentuk GLUT, yaitu

GLUT 1 sampai GLUT 12. Bentuk-bentuk GLUT tersebut tersebar pada berbagai jaringan

dan mempunyai fungsi utama sebagai transpor glukosa. Diantara ke-12 bentuk GLUT

tersebut hanya ada dua GLUT, yaitu GLUT 4 dan 12 yang mekanisme kerjanya responsip

terhadap insulin. Adapun famili glukosa tranporter, distribusi dan fungsinya di sajikan

pada Tabel 2.

11

Tabel 2 Famili glukosa tranporter, fungsi dan lokasinya dalam jaringan*)

Isoform/ bentuk

Lokalisasi jaringan utama Insulin sensitif Fungsi transpor

GLUT 1 eritrosit, otak tidak glukosa GLUT 2 hati, pankreas, usus, ginjal tidak glukosa, fruktosa GLUT 3 otak tidak glukosa GLUT 4 otot, jantung, otak, adiposa yes glukosa (high affinity) GLUT 5 usus, testis, ginjal tidak fruktosa, glukosa GLUT 6 otak, limpa tidak glukosa GLUT 7 not determined not determined not determined GLUT 8 testis, otak, dan jaringan lainnya tidak glukosa GLUT 9 hati, ginjal not determined not determined GLUT 10 hati, pankreas tidak glukosa GLUT 11 jantung, otot tidak glukosa GLUT 12 jantung, otot, usus, adiposa yes not determined *)Sumber: Wood dan Trayhurn (2003)

Salah satu transpoter glukosa yang berperan penting dalam ambilan glukosa adalah

glukosa transporter 4 (GLUT 4). GLUT 4 mengalami translokasi ke permukaan membran

plasma sebagai respon terhadap insulin selanjutnya meregulasi glukosa untuk masuk ke

dalam sel. Glukosa transporter 4 adalah transporter utama glukosa yang responsip

terhadap insulin di dalam jaringan otot dan adiposa baik pada manusia maupun hewan

pengerat (Kobayashi et al., 2004).

GLUT 4 ditemukan pada berbagai organel, termasuk membran plasma, endosomes,

trans-Golgi dan vesikula yang menengahi transportasi GLUT4 antara kompartemen

organel tersebut (Bryant et al., 2002). Pada kondisi basal, di dalam endosom ditemukan

hanya 30-40% GLUT (Martin et al., 1996), sedangkan pada trans-Golgi ditemukan sekitar

60% lebih GLUT 4 (Slot et al., 1997).

GLUT4 diekspresikan pada permukaan membran plasma jaringan sensitif-insulin

(jaringan adiposa, otot seklet dan beberapa neuron) dan merupakan transporter glukosa

yang bertanggung jawab atas efek insulin terhadap penurunan kadar glukosa darah

postprandial (Huang dan Ceko, 2007)

Glukosa mengalami metabolisme dimulai ketika glukosa masuk ke dalam sel.

Mekanisme masuknya glukosa ke dalam sel hati dan otot yang distimulasi insulin, diawali

dengan adanya ikatan antara insulin dan reseptor yang terdapat di permukaan membran sel

dan menghasilkan signal intraseluler. Signal ini selanjutnya mengakibatkan translokasi

transporter glukosa (GLUT 4) yang berada pada pool membran mikrosomal intraseluler

bergerak menuju membran plasma pada permukaan sel otot membentuk saluran. Adanya

saluran ini menyebabkan glukosa masuk ke dalam sel (Gambar 1).

12

Gambar 1. Skematis mekanisme insulin menstimulasi tranporter glukosa (GLUT 4) di

dalam jaringan otot dan adiposa.

Dalam sel otot dan jaringan adiposa, insulin merangsang pengiriman glukosa

transporter GLUT4 dari lokasi intraseluler ke permukaan sel, di mana GLUT 4

memfasilitasi pengurangan kadar glukosa plasma (Bryant et al., 2002). Fungsi utama

insulin adalah menstimulasi transpor glukosa masuk ke dalam sel terutama sel otot dan

adiposa yang selanjutnya digunakan sebagai sumber energi atau disimpan dalam bentuk

glikogen.

inaktivasi reseptor

Transport glukosa

Menempel dan penyatuan

Insulin berikatan dan sinyal transduksi

Glukosa

GLUT 4

13

BAB III. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kadar glukosa darah, kadar glikogen

hati dan otot serta ekspresi dan profil glukosa transporter (GLUT 4) pada berbagai organ

(otot, hati, ginjal, dan jantung) tikus dalam kondisi hiperglikemia.

Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian yang diharapkan adalah dapat mengetahui ekspresi GLUT 4

pada berbagai jaringan. Selian itu dapat digunakan sebagai dasar untuk mengeksplor

senyawa atau bahan alam yang dapat berperan menstimulasi (insulin like) GLUT 4

sehingga dapat mengatur kadar glukosa darah.

14

BAB IV. METODE PENELITIAN

Tempat dan Waktu

Penelitian dilakukan di laboratorium Biokimia Veteriner FKH, dan Lab. Imunologi

FKH Unversitas Udayana.

Bahan dan Alat penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: Tikus strain spraque dawley umur 2

bulan, kandang tikus dan perlengkapannya, pakan tikus, syring 2,5 cc, canul. Glukosa

murni, Glikogen murni, Anthrone, Asam sulfat, KOH, Strip test glukosa, Larutan H2O2,

Serum normal (BSA) 10%, Antibodi primer monoklonal anti-insulin dan glukagon,

Antibodi sekunder DEPS (Dako Envision Peroxidase System), larutan DAB

(diaminobenzidine), larutan Hematoksilin (counterstain), Avidin Biotin Kompleks (ABC

Methode), produk Kit GLUT 4 Santra Cruz Biotecnology

Alat yang digunakan adalah: Spectrophotometer UV/VIS, tissue processor, tissue

tek model TEC, Parafin cleaner, inkubator, penangas air, Sentrifugasi mikro, freezer -80 oC, magnetik stirer, homogenizer, timbangan, vortek, mikro-pipet, mikroskop yang

dilengkapi dengan kamera, GlukoDr, tip, tabung reaksi dan rak serta seperangkat

glasswares.

Metode Penelitian

1. Persiapan hewan percobaan

Sebanyak 20 ekor tikus jantan strain Spraque dawley umur 3 bulan dengan berat

badan rata-rata 200 g digunakan dalam penelitian ini. Tikus percobaan dibagi menjadi 2

kelompok perlakuan, tiap perlakuan terdiri dari 10 ekor tikus. Tahap persiapan tikus

percobaan meliputi masa adaptasi selama 10 hari dengan pemberian ransum komersial dan

air minum secara ad libitum. Tikus perlakuan hiperglikemia (HG) diberikan larutan

sukrosa 80% (b/v) sebanyak 2 cc secara oral dua kali setiap hari selama 3 minggu.

Kelompok perlakuan yang dicobakan adalah sebagai berikut:

a. Kelompok I (tikus kontrol), yaitu tikus normal hanya diberi air minum dan ransum

komersial.

b. Kelompok II (tikus hiperglikemia=HG), yaitu tikus yang diberi larutan sukrosa 80%

setiap hari per oral dan diberi ransum komersial.

15

Perlakuan diberikan selama 3 minggu. Kadar glukosa darah dianalisis di awal dan

diakhir perlakuan. Pada akhir penelitian, semua tikus dikorbankan dengan cara dibius

dengan ketamin-HCl. Segera setelah mati, tikus dibedah kemudian jaringan otot

gastrocnemius, hati, otak, dan jantung diambil untuk dianalisis. Parameter yang diamati,

diantaranya kadar glukosa darah, glikogen hati dan otot serta ekspresi GLUT pada

berbagai organ diatas.

2. Analisis kadar glukosa darah

Pengukuran kadar glukosa darah dilakukan pada hari ke 0 (data base awal) dan setiap

1 minggu selama 3 minggu. Kadar glukosa darah tikus percobaan ditentukan dengan

metode glucose oxidase biosensor, menggunakan alat Blood glucose Test Meter

GlucoDr model AGM-2100 (diproduksi oleh allmedicus Co Ltd., Korea). Darah diambil

dari ujung ekor tikus yang sebelumnya telah dibersihkan dengan alkohol 70%, lalu diurut

perlahan-lahan kemudian ujung ekor ditusuk dengan jarum kecil (Kim et al. 2006). Darah

yang keluar kemudian disentuhkan pada strip glukometer. Kadar glukosa darah akan

terbaca dilayar GlucoDr setelah 11 detik dan kadar glukosa darah dinyatakan dalam

mg/dl.

3. Analisis Kadar Glikogen Otot dan Hati

Analisis glikogen menggunakan metode menurut (Peungvicha et al. 1998). Metode

analisis adalah sebagai berikut. Masing-masing sebanyak 1 g organ hati, dan otot (M.

gastrocnemius) pada bagian kaki belakang diambil lalu dikeringkan dalam oven pada suhu

50ºC selama satu malam, lalu digerus dijadikan tepung. Masing-masing sampel diambil 25

mg dan diekstraksi dengan 1 mL larutan KOH 30% dan diinkubasi dalam penangas air

mendidih selama 20 menit, lalu didinginkan. Ke dalam tabung sampel ditambahkan 1,5 ml

etanol (95%) dingin dan disimpan dalam suhu 4ºC selama 30 menit. Untuk memisahkan

endapan glikogen, sampel disentrifugasi dengan kecepatan 2500 rpm selama 20 menit.

Endapan yang diperoleh diencerkan dengan 1 ml aquades. Ke dalam tabung yang telah

diisi masing-masing 100 µl sampel otot dan 100 µl sampel hati ditambahkan 3 mL antrone-

asam sulfat 0,2% (w/v) maka akan timbul panas. Timbulnya warna hijau, berarti larutan

positif mengandung glikogen. Reaksi perubahan warna ini kemudian diukur absorbansinya

dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 620 nm dan kadar glikogen dihitung

dengan cara membandingkan dengan kadar glikogen standar.

16

4. Analisis Glukosa Transporter 4 (GLUT 4) secara imunohistokimia

Analisis GLUT 4 secara imunohistokimia menggunakan metode menurut Beesley

(1995). Jaringan (otot, hati, otak, dan jantung) difiksasi selama 24 jam dalam larutan

formalin 10%, selanjutnya diproses dengan metode standar menggunakan paraffin.

Preparat histologis yang telah dibuat, selanjutnya dilakukan pewarnaan imunohistokimia

terhadap GLUT 4 menggunakan metode tidak langsung dua tahap menggunakan Avidin

Biotin Kompleks (ABC Methode). Setelah deparafinasi dan rehidrasi, jaringan diinkubasi

dengan H2O2 dalam methanol selama 15 menit untuk menghilangkan aktivitas peroksidase

endogen. Selanjutnya jaringan diinkubasi dalam bovine serum albumin (BSA) 10% selama

45 menit dalam inkubator suhu 37°C. Setelah dicuci 3 kali dengan PBS, jaringan kemudian

diinkubasi dalam antibodi primer monoklonal anti-GLUT 4 pada suhu kamar selama 1

jam. Selanjutnya jaringan diinkubasi dengan biotinylated IgG selama 30 menit suhu kamar.

Setelah dicuci 3 kali dengan PBS, kemudian jaringan diinkubasi dengan avidin biotin HRP

selama 30 menit. Jaringan dicuci kembali dengan PBS sebanyak 3 kali. Setelah dicuci 3

kali dengan PBS, hasil reaksi antigen-antibodi divisualisasikan dengan menggunakan

diamino benzidine (DAB) pada suhu kamar selama 10 menit. Setelah dicuci 3 kali dengan

PBS, kemudian dikounterstain dengan hematoksilin. Preparat didehidrasi dan clearing

kemudian dimounting dengan entelan. Pengamatan dilakukan dibawah mikroskop cahaya

pembesaran 20 kali. Jika positif ditunjukkan dengan warna coklat.

5. Rancangan percobaan dan analisis data

Penelitian ini menggunakan rancangan tidak berpasangan (independent) dengan

perlakuan I adalah tikus normal, dan II tikus hiperglikemia. Data yang diperoleh dianalisis

dengan Uji t tidak berpasangan. Sedangkan gambaran imunohistokimia dianalisis secara

deskriptif.

17

BAB V. HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisis kadar glukosa darah

Hasil analisis kadar glukosa darah pada tikus percobaan diperlihatkan pada Gambar 1

Gambar 2. Profil kadar glukosa darah tikus selama percobaan

Data pada Gambar 2, terlihat bahwa rata-rata kadar glukosa darah pada kelompok

kontrol (K0) hari ke-0 sebesar 93,6 mg/dl dan pada hari ke 21 sebesar 95,1 mg/dl. Pada

perlakuan hiperglikemia, rata-rata kadar glukosa awal (hari ke-0) sebesar 91,5 mg/dl dan

pada hari ke 21 setelah perlakuan rata-rata kadar glukosa darah sebesar 131,2 mg/dl. Hasil

rata-rata kadar glukosa darah awal (hari ke-0) baik pada kelompok kontrol maupun

kelompok hiperglikemia tidak berbeda nyata (P>0,05), dengan kata lain masih dalam

rentangan normal. Beberapa peneliti melaporkan kadar normal glukosa darah tikus 74,35 -

84,85 mg/dl (Ramesh dan Pugalendi, 2006) dan antara 99-127 mg/dl (Gulfraz et al. 2007).

Kadar glukosa darah tikus normal sangat bervariasi bergantung pada kondisi fisiologis,

jenis kelamin, pakan dan metabolisme. Perlakuan kelompok hiperglikemia sampai hari ke-21, mempelihatkan kadar

glukosa nyata lebih tinggi (P<0,05) dibanding pada hari ke-0 dan ini menandakan bahwa

tikus percobaan telah mengalami hiperglikemia.

93.6 91.595.1

131.2

0

20

40

60

80

100

120

140

Kontrol Hiperglikemia

Kada

r glu

kosa

dar

ah (m

g/dl

)

Perlakuan

Hari 0Hari 21

a a b a

18

Analisis kadar glikogen

Hasil analisis kadar glikogen pada organ hati dan otot tikus percobaan di sajikan pada

Tabel 3, Gambar 3 dan 4.

Tabel 3. Hasil analisis kadar glikogen pada jaringan hati dan otot tikus percobaan Perlakuan Kadar glikogen (mikrog/mg)

Hati Otot

Kontrol 8,54 + 0,57aA 7,87 + 0,59aB

Hiperglikemia 9,40 + 0,43bA 8,68 + 0,66bB

Keterangan: Angka yang diikuti dengan huruf berbeda (kecil) kearah kolom menunjukkan berbeda nyata (P<0,05), dan angka yang diikuti dengan huruf berbeda (besar) kearah baris menunjukkan berbeda nyata (P<0,05)

Gambar 3. Kadar glikogen pada organ hati tikus perlakuan

Gambar 4. Kadar glikogen pada jaringan otot tikus perlakuan

7.878.68

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

Kontrol HiperglikemiaKada

r glik

ogen

(mik

rg/m

g)

Perlakuan

Otot

8.54 9.40

0.02.04.06.08.0

10.012.0

Kontrol Hiperglikemia

Kada

r Glik

ogen

(mik

rog/

mg)

Perlakuan

Hati

19

Data pada Tabel 1 menunjukkan bahwa rata-rata kadar glikogen organ hati pada

kelompok hiperglikemia sebesar 9,40 mikrog/mg nyata lebih tinggi (P<0,05) dibandingkan

dengan rata-rata kadar glikogen kelompok kontrol sebesar 8,54 mikrog/mg. Kadar

glikogen jaringan otot pada kelompok hiperglikemia sebesar 8,68 mikrog/mg nyata lebih

tinggi (P<0,05) dibandingkan dengan rata-rata kadar glikogen kelompok kontrol sebesar

7,87 mikrog/mg.

Rata-rata kadar glikogen antara organ hati dan jaringan otot juga menunjukkan

kadar yang berbeda. Kadar glikogen organ hati pada kelompok kontrol nyata lebih lebih

tinggi (P<0,05) bila dibandingkan dengan kadar glikogen jaringan otot. Hal yang sama

juga terjadi pada kelompok perlakuan hiperglikemia. Kadar glikogen organ hati pada

perakuan hiperglikemia nyata lebih tinggi (P<0,05) bila dibandingkan dengan kadar

glikogen jaringan otot.

Organ hati memegang peranan penting sebagai penjaga (buffering) hiperglikemia

postprandial dengan melibatkan mekanisme sintesis glikogen. Pada keadaan kadar

glukosa darah tinggi, akan merangsang sekresi hormon insulin untuk kemudian berfungsi

mengangkut glukosa kedalam sel. Glukosa yang ada di dalam darah dibawa masuk ke

dalam sel dengan bantuan hormon insulin kemudian di dalam sel glukosa mengalami

metabolisme.

Hasil analisis pewarnaan imunohistokimia GLUT 4 pada berbagai organ

Transporter glukosa merupakan famili protein tertanam pada membran sel yang

berfungsi memediasi penyerapan glukosa dari lingkungan sekitar ke dalam sel. Hasil

distribusi glukosa transporter 4 pada berbagai organ dalam kondisi hiperglikemia disajikan

pada Gambar 5a dan Gambar 5b.

20

Gambar 5a. Foto mikrograph pewarnaan imunohistokimia GLU-4 organ hati (A), dan otak (B). Bar: 50 µm (pembesaran 200X). A1: Hati hiperglikemia; A2: Hati normal; B1:Otak hiperglikemia, B2: Otak normal . Keterangan:Tanda panah menunjukkan GLUT 4 (warna coklat). Hati: V:vena porta hati. Otak: LP:lapisan purkinje; LM:lapisan molekuler; SM:serat myelin.

Pada gambar 5a dan Gambar 5b terlihat GLUT 4 terekpresi dan tersebar pada organ

hati, otak, otot, ginjal, jantung, ginjal dan pankreas dengan intensitas yang berbeda-beda

pada masing-masing organ. Ekspresi dengan intensitas kuat terlihat pada organ jantung,

otak, otot. Kemudian pada hati, dan ginjal. Secara deskriptif ekspresi GLUT 4 pada

kondisi hiperglikemia intensitasnya terlihat lebih kuat pada semua organ atau jaringan

dibanding dengan kondisi normal.

Pada hati, GLUT 4 terekspresi pada inti sel, sitoplasma, dan membran plasma. Pada

otak terlihat pada lapisan purkinje, lapisan sel granular, lapisan sel piramidal, dan pada

serat myelin. Pada otot jantung tersear pada sitoplasma dan inti. Pada Otot terlihat pad

sitoplasma dan inti sel. Pada ginjal tersebar pada sel glomerulus, dan pada distal tubulus.

A1 A2

B1 B2

V

V

LP

LP LM LM

SM

SM

21

Gambar 5b. Foto mikrograph pewarnaan imunohistokimia GLU-4 otot jantung (C) dan

jaringan otot (D). Bar: 50 µm (pembesaran 200X). C1:Jantung hiperglikemia; dan C2:jantung normal; D1: otot hiperglikemia; D2:otot normal. Keterangan:Tanda panah menunjukkan GLUT 4 (warna coklat). Endokardium: Sr:percabangan serat otot jantung, n:inti otot jantung.

Kemampuan untuk mengambil dan memetabolisme glukosa pada tingkat sel adalah

sifat-sifat yang dimiliki oleh sebagian besar organisme. Kebanyakan sel mamalia

memasukkan glukosa melalui proses difusi terfasilitasi yang dimediasi oleh anggota GLUT

(glukosa transporter) yang merupakan famili atau kelompok protein transport membran.

Secara fisiologis utamanya ada 14 GLUT namun setegahnya telah dikenal dengan baik.

Bentuk transporter glukosa yang telah diketahui dengan baik adalah GLUT 1-4. GLUT

tersebut diketahui memiliki sifat mengatur atau sifat-sifat kinentik yang mencerminkan

peranan khusus mereka dalam homeostasis glukosa di dalam sel dan tubuh secara

keseluruhan. Glukosa transporter 4 (GLUT4) adalah transporter glukosa utama yang

responsif terhadap insulin dalam otot skelet dan jaringan adiposa baik pada manusia dan

hewan pengerat, dan translokasi ke membran plasma sebagai respon terhadap insulin

(Kobayashi et al., 2004)

C1 C2

Sr

Sr

n n

D1 D2

22

Glukosa dapat mengatur transkripsi gen, aktivitas enzim, sekresi hormon, dan

aktivitas neuron glukoregulatorik (Thorens dan Mueckler., 2010) dan kemungkinan

mampu mengatur ekspesi GLUT 4. Oleszczak et al. (2012), malaporkan pengaruh

hiperglikemia dan hipoglikemia pada transportasi glukosa dan ekspresi transporter glukosa

dalam limfosit B dan T pada manusia. Transportasi glukosa dalam limfosit diatur oleh

banyak agen. Sangat menarik jika hanya mengubah konsentrasi glukosa dalam lingkungan

melibatkan dampak pada penyerapan glukosa dan perubahan ekspresi trasporter glukosa.

Hasil penelian pada limfosit diinkubasi dalam medium hiperglikemia menunjukkan sel

dengan ekspresi GLUT 1 dan GLUT 3 persentasenya rendah, dan sel dengan ekspresi

GLUT 4 lebih tinggi. Studi ini menunjukkan bahwa perubahan konsentrasi glukosa dalam

lingkungan inkubasi mempengaruhi ekspresi intraseluler transporter glukosa secara nyata

pada limfosit B dan T. Hanya saja limfosit yang inkubasi dalam medium hiperglikemia

tidak merangsang translokasi transporter glukosa 3 dan 4 ke membran plasma hal ini

karena dilakukan secara in vitro. Klip et al. (1994) melaporkan bahwa pada tikus yang

mengalami diabetes baik tipe IDDM (insulin dependent diabetes mellitus) dan NIDDM

(non-insulin dependent diabetes mellitus) dimana kadar glukosa darah tinggi sementara

kada insulin rendah menunjukkan kadar total protein GLUT 4 dan kadar mRNA GLUT 4

pada jaringan adipose dan otot rangka menurun.

Hal ini perlu diperdalam bagaimana GLUT 4 bisa tranlokasi ke membran sel tanpa

insulin. Karena diawal tahun 1980an, oleh beberapa peneliti Cushman dan Wardzala

(1980), Kono dan Suzuki I (1980), Jenrenaud dan Wardzala (1981) telah diketahui bahwa

insulin menginduksi translokasi GLUT 4 dari kompartemen membran intraseluler ke

permukaan membran sel lemak dan otot skeletal (rangka) dalam rangka untuk memasukan

glukosa ke dalam sel.

Vannucci et al. (1998), melaporkan ekspresi tranproter glukosa pada otak tikus

sebagai efek dari diabetes. Ekspresi GLUT 4 pada serebelar meningkat pada diabetes

secara genetik dan pada hiperinsulinemia relatif terhadap kontrol non-diabetes serta

ekspresinya lebih tinggi pada mecit betina dibandingkan dengan mencit jantan. Selain itu,

Choeiri et al. (2002) pada penelitianya tentang lokalisasi imunohistokimia dan kuantifikasi

transporter glukosa dalam otak tikus melaporkan bahwa di otak, GLUT 2, GLUT 5 dan

GLUT 8 ditemukan pada tingkat yang relatif rendah sedangkan GLUT 1, GLUT 3 dan

GLUT4 ditemukan pada tingkat yang melimpah di beberapa daerah otak. Secara spesifik

dilaporkan lokasi dalam otak kecil, GLUT 3 menunjukkan lokalisasi subseluler pada

bagian dasar dari badan sel Purkinje dekat dengan bukit akson. Selain itu, ditemukan

23

ekspresi GLUT 4 pada populasi sel Golgi secara kuat pada lapisan sel granular dari otak

kecil. Kelimpahan GLUT4 pada daerah motor serebral sangat mendukung peran dalam

menyediakan energi yang dibutuhkan untuk kontrol aktivitas motorik. GLUT 1 ditemukan

berlimpah pada bagian depan dari motor korteks yang berhubungan dengan kebutuhan

energi tinggi dari daerah otak. Menurut Kobayashi et al., (2004), keberadaan beberapa

bentuk transporter glukosa, dengan sifat kinetik yang berbeda dan ekspresinya

dipermukaan sel diatur memberikan dasar untuk ambilan glukosa, membangkitkan sinyal,

dan metabolisme guna mempertahankan integritas metabolik seluler dan seluruh tubuh.

Bentuk GLUT 1 berkontribusi untuk pengambilan glukosa karena dalam keadaan

basal lokasinya kebanyakan di membran plasma. Sebaliknya, dalam kondisi basal

transporter GLUT4 lokasinya sebagian besar ada di organel intraseluler (Klip et al.,1994).

Oleh karena itu, untuk dapat berpindah ke permukaan membran sel, GLUT 4

membutuhkan sinyal dari insulin.

Perubahan kadar hanya insulin saja tidak dapat menjelaskan perubahan ekspresi

GLUT4 seperti pada hewan diabetes. Pada hewan yang ditandai dengan hiperglikemia

terjadi depresi pada mRNA GLUT4. Keadaan hiperinsulinemia mungkin mengatur

transkripsi gen GLUT4 lebih efisien ketika konsentrasi ambang glukosa ditinggikan,

melalui efek kombinasi insulin dan unsur-unsur pengaturan glukosa (Klip et al., 1994).

Dalam semua sel, pool GLUT 4 yang tanggap terhadap insulin terlokalisir pada

vesikel membran kecil, yaitu vesikel tanggap insulin (Kandror dan Pilch, 2011; Bogan,

2012). GLUT4 diekspresikan pada jaringan yang sensitif terhadap insulin (misal jaringan

lemak, otot rangka, dan beberapa neuron) dan merupakan satu-satunya transporter glukosa

yang bertanggung jawab atas efek insulin pada penggunaan glukosa darah postprandial

(Huang dan Ceko, 2007). Hal yang serupa jua disampaikan oleh Huang et al., (2013),

bahwa sel adiposa, sel otot rangka, dan beberapa neuron menanggapi rangsangan insulin

dengan memindahkan transporter glukosa intraseluler 4 (GLUT4) ke membran plasma.

Bergantung pada insulin, translokasi transporter glukosa 4 ke membran plasma sel lemak

dan otot rangka memainkan peran kunci dalam membersihkan glukosa darah postprandial.

Insulin mengatur jalur sinyal transpor glukosa dalam sel otot dan lemak. Menurut

Bryant et al (2002), setidaknya ada dua jalur sinyal terpisah telah terlibat dalam translokasi

GLUT4 yang di regulasi oleh isulin. Pertama melibatkan kinase lipid phosphatidylinositol

3-kinase (PI3K), dan kedua melibatkan proto-onkoprotein c-CBL. Insulin berikatan dengan

reseptornya, suatu heterotetramer yang terdiri dari dua subunit α- dan dua subunit β- pada

permukaan sel target. Ikatan ini menginduksi perubahan konformasi dalam reseptor, dan

24

menyebabkan aktivasi domain tirosin kinase yang berada dalam bagian intraseluler dari

subunit β. Hal ini menyebabkan teraktivasinya beberapa substrat proksimal reseptor

phosphorilase, termasuk anggota famili substrat respetor insulin (IRS-1 dan IRS-2 yang

paling penting dalam otot dan sel-sel lemak) dan c-CBL. Dua target penting dari PI3K

dalam sel otot dan lemak yang telah terbukti memiliki peran translokasi GLUT 4 stimulasi

insulin, yaitu serin atau treonin kinase atau protein kinase B (PKB) dan protein kinase C

(PKC). Mekanisme aktivasi PKC meskipun tidak jelas, mungkin melibatkan rekrutmen

terhadap membran intraseluler, dan terbukti telah memperlihatkan kehadiran vesikel yang

mengandung GLUT 4 intraseluler.

Kedua, jalur sinyal yang diduga telah terbukti memiliki peran dalam translokasi

GLUT 4 stimulai insulin beroperasi secara independen dari PI3K dan melibatkan kompleks

dimer yang terdiri dari c-CBL dan c-CBL terkait dengan protein CAP. Insulin memicu

pergerakan dimer c-CBL-protein CAP kompleks ke dalam permukaan sel lipid melalui

hubungan dengan flotillin protein. Penghambatan terhadap proses ini akan menghambat

translokasi GLUT 4 stimulasi insulin ke dalam sel lemak.

25

BAB VI. KESIMPULAN

Hasil penelitian dapat disimpulkan pemberian sukrosa 80% menyebabkan tikus

percobaan mengalami hiperglikemia. Kadar glikogen organ hati dan jaringan otot pada

kelompok perlakuan hiperglikemia lebih tinggi dibandingkan dengan kelompok kontrol.

Glukosa transporter 4 terekspresi dengan intensitas lebih kuat pada organ tikus

hiperglikemia bila dibandingkan dengan organ tikus normal, yaitu bertutrut-turut pada

jantung, jaringan otot, otak, dan hati.

UCAPAN TERIMAKASIH Pada kesempatan ini, ucapan terimakasih disampaikan kepada Direktorat Jendral

Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional dan Rektor Univesitas Udayana yang telah memberikan biaya penelitian dari Dana RM Universitas Udayana dengan surat Perjanjian Penugasan Penelitian No: No:104.12/UN14.2/ PNL.01.03.00/2014, Tanggal 5 Maret 2014.

26

DAFTAR PUSTAKA

Baynes JW. Carbohydrate storage and synthesis in liver and muscle. Dalam Medical Biochemistry. Editor Baynes JW, Dominiczak MH. Secon Edition. Elsivier Mosby. Philadephia-Toronto. Hal.157.

Beesley JE. 1995. Immuno-cytochemistry: A Practical Approach. IRL. Press Oxford University Press, New York. Hlm:15-41

Bogan JS, Rubin BR, Yu C, Loffler MG, Orme CM, Belman JP, McNally LJ, Hao M, Cresswell JA. 2012. Endoproteolytic cleavage of TUG protein regulates GLUT4 glucose transporter translocation. J Biol Chem 287, 23932–23947.

Bryant NJ, Govers R and James DE. 2002. Regulated Transport Of The Glucose Transporter GLUT4. Molecular Cell Biology. Vol 3:267-277.

Choeiri C, Staines W, Messie C. 2002. Immunohistochemical Localization And Quantification Of Glucose Transporters In The Mouse Brain. Neuroscience. 111 (1): 19-34.

Cushman SW, dan Wardzala LJ. 1980. Potential mechanism of insulin action on glucose transport in the isolated rat adipose cell. Apparent translocation of intracellular transport systems to the plasma membrane. J Biol Chem 255:4758–4762, 1980.

Dominiczak MH. 2005. Glucose homeostasis, fuel metabolism and insulin. Di dalam Medical Biochemistry. Editor Baynes JW dan Dominiczak MH. Second Edition. Elsivier Mosby. Philadephia-Toronto. Hlm 273-197

Farr AK, Braun RD, Cefalu WT, Bell-Farrow AD, Wang ZQ, Hatchell DL. 1999. Increased non enzimatically glycosylated protein in vitreous humor of diabetic animals. Lab Anim Sci 49:58-61.

Gulfraz M, Qadir G, Noshhen F, Parveen Z. 2007. Antihyperglycemic effects of Berberis lyceum royle in alloxan induced diabetic rats. Diabetologia croatica 36 (3):49-54.

Huang G, Buckler-Pena D, Nauta T, Singh M, Asmar A, Shi J. Kim JY, and. Kandror KV. 2013. Insulin responsiveness of glucose transporter 4 in 3T3-L1 cells depends on the presence of sortilin. MBoC. 24:3115-3122.

Huang S, and Czech MP. 2007. The GLUT4 glucose transporter. Cell Metab 5, 237–252.

Jeanrenaud B dan Wardzala LJ,. 1981. Potential mechanism of insulin action on glucose transport in the isolated rat diaphragm. J Biol Chem 253: 4758-4762.

Kandror KV, Pilch PF. 2011. The sugar is sIRVed: sorting Glut4 and its fellow travelers. Traffic 12, 665–671.

Kim JS, Ju JB, Choi CW, Kim SC. 2006. Hypoglycemic and antihyperlipidemic Effect of Four Korean Medicinal Plants in Alloxan Induced Diabetic Rats. Am J Biochem and Biotech 2: 154-160.

Kim JY and Kandror KV. 2011. The first luminal loop confers insulin responsiveness to glucose transporter 4. Molecular Biology of the Cell. 23: 910-917.

Klip A, Tsakiridis T, Marette A, And Ortiz1 PA. 1994. Regulation of expression of glucose transporters by glucose: a review of studies in vivo and in cell cultures The FASEB Journal. 4:43-53.

27

Kobayashi H, Mitsui T, Nomura S, Ohno Y, Kadomatsu K, Muramatsu T, Nagasaka T, Mizutani S. 2004. Expression of glucose transporter 4 in the human pancreatic islet of Langerhans. Bioc and Bioph Research Comm. 314(4): 1121–1125

Kono T dan Suzuki I. 1980. Evidence that insulin causes translocation of glucose transport activity to the plasma membrane from an intracellular storage site. Proc Natl Acad Sci USA 77: 2542–2545, 1980.

Litwak KN, Cefalu WT, Wagner JD, 1998. Streptozotocin-induced diabetes mellitus in cynomolgus monkeys: Changes in carbohydrate metabolism, skin glycation and pancreatic islets. Lab .Anim Sci . 48:172-178.

Martin S, Tellam J, Livingstone C, Slot JW, Gould GW, James DE. 1996. The glucose transporter (GLUT-4) and vesicle-associated membrane protein-2 (VAMP-2) are segregated from recycling endosomes in insulin-sensitive cells. J. Cell Biol. 134, 625–635.

Marty N, Dallaporta M, Thorens B. 2007. Brain glucose sensing, counterregulation, and energy homeostasis. Physiology (Bethesda) 22: 241–251.

Oleszczak B, Szablewski L , Pliszka M. 2012. The effect of hyperglycemia and hypoglycemia on glucose transport and expression of glucose transporters in human lymphocytes B and T: An in vitro study. Diabetes Research and Clinical Practice. 96(2): 170-178.

Peungvicha P. 1998. 4-Hydroxybenzoic acid: a hypoglycemic constituent of aqueous extract of Pandanus odorus root. J Ethnopharmacol 62:79-84.

Slot JW, Garruti G, Martin S, Oorschot V, Posthuma G, Kraegen EW, Laybutt R, Thibault G, and James DE. 1997. Glucose transporter (GLUT-4) is targeted to secretory granules in rat atrial cardiomyocytes. J. Cell Biol.137, 1–12.

Thorens B and Mueckler M. 2010. Glucose transporters in the 21st Century. Am J Physiol Endocrinol Metab 298: E141–E145

Vannucci SJ, Koehler-Stec EM, Li K, Reynolds TH, Clark R, dan Simpson IA. 1998. GLUT4 glucose transporter expression in rodent brain: effect of diabetes. Brain Research. 797 (1) 1–11.

Watson RT and Pessin JE. 2001. Intracellular Organization of Insulin Signaling and GLUT4 Translocation. Recent Progress in Hormone Research 56:175-194

Wood IS and Trayhurn P. 2003. Glucose transporters (GLUT and SGLT): expanded families of sugar transport proteins. British Journal of Nutrition. 89: 3–9.

28

Lampiran 1. Hasil analisis sidik ragam parameter penelitian pada tikus percobaan. Lampiran 1.1. Hasil analisis ragam kadar glukosa darah tikus selama percobaan Paired Samples Statistics (Kontrol)

Mean N Std. Deviation Std. Error

Mean Pair 1 Hari0 93.60 10 3.026 .957

Hari21 95.10 10 3.143 .994 Paired Samples Test (Kontrol)

Paired Samples Statistics (Hiperglikemia)

Mean N Std. Deviation Std. Error

Mean Pair 1 Hari0 91.50 10 3.100 .980

Hari21 131.20 10 5.692 1.800 Paired Samples Test (Hiperglikemia)

Paired Differences

t df Sig. (2-tailed) Mean

Std. Deviation

Std. Error Mean

95% Confidence Interval of the

Difference

Lower Upper Pair 1 Hari0 -

Hari21 -39.700 6.667 2.108 -44.470 -34.930 -18.829 9 .000

Paired Differences

t df Sig. (2-tailed)

Mean Std.

Deviation

Std. Error Mean

95% Confidence Interval of the

Difference

Lower Upper Pair 1 Hari0 -

Hari21 -1.500 4.453 1.408 -4.686 1.686 -1.065 9 .315

29

Lampiran 1.2. Hasil analisis ragam kadar glikogen hati dan otot tikus selama percobaan Group Statistics

Perlakuan N Mean Std. Deviation Std. Error

Mean Hati Kontrol 10 8.5380 .56895 .17992

Hiperglikemia 10 9.4000 .43326 .13701

Otot Kontrol 10 7.8730 .59001 .18658 Hiperglikemia 10 8.6740 .65597 .20744

Independent Samples Test

Levene's Test for Equality of

Variances t-test for Equality of Means

F Sig. t df Sig. (2-tailed)

Mean Differen

ce

Std. Error

Difference

95% Confidence Interval of the

Difference

Lower Upper Hati Equal

variances assumed

1.847 .191 -3.812 18 .001 -.86200 .22615 -

1.33711

-.38689

Equal variances not assumed

-3.812 16.811 .001 -.86200 .22615 -

1.33953

-.38447

Otot Equal variances assumed

.001 .978 -2.871 18 .010 -.80100 .27900 -

1.38716

-.21484

Equal variances not assumed

-2.871 17.802 .010 -.80100 .27900 -

1.38762

-.21438

30

Lampiran 2. Biodata Ketua dan Anggota Peneliti.

CURICULUM VITAE

1 Ketua Peneliti

A IDENTITAS DIRI

1.1 Nama Lengkap (dengan gelar) : Prof. Dr. drh. Iwan Harjono Utama , MS (L)

1.2 Jabatan Fungsional : guru besar 1.3 NIP/NIK/No. identitas lainnya : 196106041989 03 1002 1.4 Tempat dan Tanggal Lahir : Bogor 6 Apil 1961 1.5 Alamat Rumah : Jl. Tibung sari Gg, Badung, Bali. 1.6 Nomor Telepon/Faks : - 1.7 Nomor HP : 081 337755860 1.8 Alamat Kantor : Laboratorium Biokimia Veteriner, FKH

Unud, Kampus Sudirman, Bali 1.9 Nomor Telepon/Faks : 0361-223791 / 0361-223791 1.10 Alamat e-mail : iwanhu2006@gmail.com 1.11 Lulusan yg telah dihasilkan S-1= 70 orang ; S-2= 1 orang;

S-3= orang 1.12 Mata Kuliah yg diampu

1. Pengantar Kimiabiofisika 2. Biokimia Veteriner I 3. Biokimia Veteriner II 4. pengantar biokimia komparatif (S2 – S3) 5. Biokimia Lanjut (S2 – S3)

B. RIWAYAT PENDIDIKAN

2.1 Program: S-1 S-2 S-3 2.2 Nama PT Institut

Pertanian Bogor

Institut Pertanian Bogor

Institut Pertanian Bogor

2.3 Bidang Ilmu Dokter Hewan Sains Veteriner: Biokimia klinik

Sains Veteriner: Biokimia Vet.

2.4 Tahun Masuk 1980 1986 1993

2.5. Tahun Lulus 1985 1989 1998

2.6 Judul Skripsi/ Tesis/Disertasi

2.7. Nama Pembimbing/ Promotor

Dr. A. Muchlis, MSc (alm) Drh. A. Syahir

Prof. Dr. Aisjah Girindra Prof. Dr. Soenarjo S. Drh. R. ipin. R. manggung MS. Stat

Prof. Dr. Aisjah Girindra Prof. Dr. Fachrijan H. Pasaribu Prof. Dr. Wayan T. Wibawan Prof. Dr. Gatut

31

Ashadi (alm) Dr. Endhie D. Setiawan, MS.

C. PENGALAMAN PENELITIAN (bukan skripsi, tesis, maupun disertasi)

Urutkan judul penelitian yang pernah dilakukan(sebagai ketua) selama 5 tahun terakhir dimulai dari penelitian yang paling diunggulkan menurut Saudara sampai penelitian yang tidak diunggulkan.

No. Tahun Judul Penelitian Pendanaan Sumber* Jml (Juta Rp)

1 2009 Profil DNA Plasmid Serotipe Escherichia coli O157:H7 yang Diisolasi dari Feses Ayam yang Menunjukkan Reaksi Positif Hemolisis dan Bersifat Resistensi Berganda (Multy Drug Resistance) terhadap Berbagai Jenis Antibiotika. Penelitian Hibah Fundamental (Tahap I )

Hibah fundamental

37.200.000

2010 Profil DNA Plasmid Serotipe Escherichia coli O157:H7 yang Diisolasi dari Feses Ayam yang Menunjukkan Reaksi Positif Hemolisis dan Bersifat Resistensi Berganda (Multy Drug Resistance) terhadap Berbagai Jenis Antibiotika. Penelitian Hibah Fundamental (Tahap II)

Hibah fundamental

37.200.000

Tuliskan sumber pendanaan: PDM, SKW, Fundamental Riset, Hibah Bersaing, Hibah Pekerti, Hibah Pascasarjana, RAPID, atau sumber lainnya.

D PENGALAMAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT

Urutkan judul pengabdian kepada masyarakat yang pernah dilakukan(sebagai ketua) selama 5 tahun terakhir dimulai dari yang paling diunggulkan menurut Saudara sampai pengabdian kepada masyarakat yang tidak diunggulkan.

No. Tahun Judul Pengabdian Kepada Masyarakat Pendanaan Sumber* Jml (Juta Rp)

2011 Penyuluhan penyakit rabies di desa Buana Giri kecamatan bebandem kabupaten karang Asem, 19/ 8/ 2011

Local universitas

2010 Pelayanan kesehatan dan pemberian obat cacing pada kambing di desa Tangkas kabupaten Klungkung Bali, 29/ 10/ 2010.

Local universitas

2007 Pelayanan kesehatan dan vaksinasi SE pada sapi Bali tanggal 4 /10/ 2007.

Local universitas

Tuliskan sumber pendanaan: Penerapan Ipteks, Vucer, Vucer Multitahun, UJI, Sibermas, atau sumber lainnya.

32

E PENGALAMAN PENULISAN ARTIKEL ILMIAH DALAM JURNAL (tidak termasuk makalah seminar/proceedings, artikel di surat kabar)

Urutkan judul artikel ilmiah yang pernah diterbitkan selama 5 tahun terakhir dimulai dari artikel yang paling diunggulkan menurut Saudara sampai penelitian yang tidak diunggulkan.

No. Tahun Judul Artikel Ilmiah Volume/ Nomor Nama Jurnal

1 2011 Utama, I. H., E. M. Hutagalung, Wy. P. A. Laksmi, I G. M. K. Erawan, S. K. Widyastuti, L. E. Setiasih dan K. Berata. 2011. Urinalisis menggunakan dua jenis dipstick (batang celup) pada sapi bali. J. Vet. 12: 107 - 112

12 : 107 - 112

Jurnal veteriner

2 2010 Utama, I. H., Y. Y. Rumlaklak, D. A. D. Karmi, A. A. S. Kendran, S. K. Widyastuti, Kt. Berata, dan L. E. Setiasih. 2010. Keterkaitan antara turbiditas serum dan laju endap darah dengan jenis kerusakan organ hati pada sapi Bali. J. Vet. 11: 185 -189.

11 ; 185 - 189

Jurnal veteriner

3 2008 Utama, I. H., Sugiyarto, A. A. S. Kendran, I. A. P. Apsari, I Nym. Suarsana, I. G. M. K. Erawan, A. A. A. Mirah Adi, I. B. O. Winaya, dan Y. Hayashi. 2008. Blood smear evaluation of Bali ducks sampled from traditional farming systems in Bali. J. Vet. 9: 188 – 191.

9 : 188 - 191

Jurnal veteriner

4 2007 Utama, I. H., A. Girindra, F. H. Pasaribu, I W. T. Wibawan, E. D. Setiawan, dan A. L. T. Rompis, 2007. Deteksi asam hyaluronat kapsul Streptococcus equi subsp. zooepidemicus sebagai faktor perlekatan pada epitel mukosa buccalis babi. J. Vet. 8 (3) : 132-138

8 : 132 - 138

Jurnal veteriner

33

F. PENGALAMAN PENULISAN BUKU Urutkan judul buku yang pernah diterbitkan selama 5 tahun terakhir dimulai dari buku yang paling diunggulkan menurut Saudara sampai buku yang tidak diunggulkan.

No. Tahun Judul Buku Jumlah Halaman

Penerbit

1 2001 Pengantar Kimiabiofisika ISBN: 979-8286-26-x (Iwan HU)

287 Universitas Udayana

2 2002 Laboratorium Klinik Veteriner: prinsip dan interpretasi hasil pemeriksaan ISBN: 979-8286-64-2 (Iwan HU)

Universitas Udayana

3 2005 Biokimia Veteriner II ISBN: 979-25-5190-5 (Iwan HU, dan Suarsana N)

223 Pelawa sari

G. PENGALAMAN PEROLEHAN HKI Urutkan judul HKI yang pernah diterbitkan 5-10 tahun terakhir.

No. Tahun Judul/Tema HKI Jenis Nomor P/ID

- - - - - H. PENGALAMAN MERUMUSKAN KEBIJAKAN PUBLIK/REKAYASA SOSIAL

LAINNYA Urutkan judul rumusan kebijakan/rekayasa sosial lainnya yang pernah dbuat/ditemukan selama 5 tahun terakhir.

No. Tahun Judul/Tema/Jenis Rekayasa Sosial Lainnya yang Telah Diterapkan

Tempat Penerapan

Respons Masyarakat

- - - - -

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima risikonya. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Skim: Fundamental

Denpasar, 10 Nopember 2014 Pengusul,

Prof. Dr. Iwan Harjono Utama, MS. NIP. 19610604198903 1002

34

Anggota Peneliti 1.

A. IDENTITAS DIRI

1.1 Nama Lengkap (dengan gelar) Drh. I Putu Gede Yudhi Arjentinia, M.Si L 1.2 Jabatan Fungsional Asisten Ahli 1.3 Jabatan Struktural Sekretaris Bagian Klinik Hewan FKH Unud 1.4 NIP/NIK/No.Identitas lainnya 197807142005011002 1.5 NIDN 0014077803 1.6 Tempat dan Tanggal Lahir Mendoyo Dangin Tukad, 14 Juli 1978 1.7 Alamat Rumah Jl. Batuyang Gang Puyuh II, Batubulan,

Sukawati, Gianyar, Bali 1.8 Nomor Telepon/Faks /HP 082144096934 1.9 Alamat Kantor Bagian Klinik Veteriner FKH Unud, Jl PB

Sudirman Denpasar 1.10 Nomor Telepon/Faks 0361 223791/Faks: 0361 223791 1.11 Alamat e-mail putuyudhiarjentinia@gmail.com 1.12 Lulusan yang telah dihasilkan 1.13 Mata Kuliah yg diampu 1. Ilmu Penyakit Dalam Veteriner I

2. Ilmu Penyakit Dalam Veteriner II 3. Diagnostik Klinik Hewan 4. Satwa Liar

B. RIWAYAT PENDIDIKAN

Program S-1 Profesi S-2 S-3 2.1 Nama PT IPB IPB IPB 2.2 Tempat Bogor Bogor Bogor 2.3 Bidang Ilmu Kedokteran Hewan Profesi Dokter

Hewan Ilmu Biomedis Hewan

2.4 Tahun Masuk 1997 2002 2008 2.5 Tahun Lulus 2001 2003 2012 2.6 Gelar SKH. Drh. MSi. Judul Skripsi/ Thesis/Disertasi

Efektifitas Ekstrak Daun Selasih (Ocimum gratissimum L.) dan Ekstrak Daun Mimba (Azadirachta indica A. Juss.) Sebagai Insektisida Nabati Alternatif pada Nyamuk Aedes Aegypti

- Perbandingan Stabilitas Elektrokardiogram pada Anjing Domestik yang Teranestesi Antara Ketamin, Propofol, dan Kombinasinya

35

C. PENGALAMAN PENELITIAN (bukan skripsi, tesis, maupun disertasi) Urutkan judul penelitian yang pernah dilakukan(sebagai ketua) selama 5 tahun terakhir dimulai dari penelitian yang paling diunggulkan menurut Saudara sampai penelitian yang tidak diunggulkan.

No. Tahun Judul Penelitian Pendanaan Sumber *) Jml (Juta Rp.)

1. 2008 Struktur Populasi Monyet Ekor Panjang (Macaca Fascicularis) Di Hutan Wisata Alas Kedaton, Tabanan

DIPA UNUD 5

*) Tuliskan sumber pendanaan : PDM, SKW, Pemula, Fundamental, Hibah Bersaing, Hibah Pekerti, Hibah Pascasarjana, Hikom, Stranas, Kerjasama Luar Negeri dan Publikasi Internasional, RAPID, Unggulan Stranas atau sumber lainnya.

D. PENGALAMAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT

Urutkan judul pengabdian kepada masyarakat yang pernah dilakukan(sebagai ketua) selama 5 tahun terakhir dimulai dari yang paling diunggulkan menurut Saudara sampai pengabdian kepada masyarakat yang tidak diunggulkan.

No. Tahun Judul Pengabdian Kepada Masyarakat

Pendanaan

Sumber *) Jml (Juta Rp.)

1. 2008 Pengembangan Desa Tanggap Flu Burung yang berlokasi di Desa Beraban Tabanan, Desa TakmungKlungkung, Desa Banyubiru Jembrana Bali

UNICEF 300

2. 2009 Vasektomi Monyet Jantan di Objek Wisata Sangeh Dana Dipa 4 3. 2010 Pelayanan Kesehatan dan Vaksinasi Hog Cholera

terhadap Babi di Desa Pengotan, Kecamatan Bangli, Kabupaten Bangli

Dana Dipa 4

4. 2012 Vasektomi Monyet Ekor Panjang di Wanara Wana, Desa Padangtegal, Ubud, Gianyar

Dana Dipa 4

5. 2013 Pelayanan Kesehatan dan Vaksinasi pada Sapi Bali di Dusun Pohmanis, Desa Penatih, Denpasar Timur

Dinas Peternakan Kodya Denpasar

-

*) Tuliskan sumber pendanaan : Penerapan IPTEKS – SOSBUD, Vucer, Vucer Multitahun, UJI, Sibermas, atau sumber dana lainnya

E. PENGALAMAN PENULISAN ARTIKEL ILMIAH DALAM JURNAL (tidak termasuk makalah seminar/proceedings, artikel di surat kabar)

Urutkan judul artikel ilmiah yang pernah diterbitkan selama 5 tahun terakhir dimulai dari artikel yang paling diunggulkan menurut Saudara sampai penelitian yang tidak diunggulkan.

No. Judul Artikel Ilmiah Volume/

Nomor Nama Jurnal

1. Wandia, I.N, N.K Suatha, I G. Soma, S.K. Widyastuti, A.L.T. Rompis, dan I P.G. Yudhi Arjentinia (2009). Vasektomi pada Monyet

8 (1): 32 – 34

Jurnal Pengabdian Kepada Masyarakat ”Udayana

36

Ekor Panjang (Macaca fascicularis), di Lokasi Wisata Sangeh.

Mengabdi”

2. Soma, I G., Wandia, I.N., Suatha, I K., Widiyastuti, S.K., Rompis, A.L.T. Yudhi A.I PG.,(2009).Dinamika Populasi Monyet Ekor Panjang (Macaca fascicularis) di Hutan Wisata Alas Kedaton Tabanan.

1(2) : 47 – 53

Buletin Veteriner Udayana

C. Pengalaman Penyampaian Makalah Secara Oral pada Pertemuan/ Seminar

Ilmiah dalam 5 Tahun Terakhir

No. Tahun Judul Artikel Ilmiah Tema Seminar

Penyeleng gara

Tempat

1. 2012 Perbandingan Stabilitas Elektrokardiogram Anjing Teranestesi Ketamin, Propofol, dan Kombinasinya setelah Preanestesi Atropin-Xylazin

KIVNAS PDHI

PB-PDHI Yogyakarta

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima risikonya. Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah Penelitian Skim: Fundamental

Bukit Jimbaran, 10 Nopember 2014 Pengusul,

(Drh.I Putu Gede Yudhi Arjentinia, MSi)

KADAR GLIKOGEN JARINGAN DAN GLUKOSA DARAH PADA TIKUS HIPERGLIKEMIA

Iwan Harjono Utama1), I Putu Gede Yudhi Arjentinia2)

1Laboratorium Biokimia, 2Laboratorium Penyakit Dalam Veteriner

Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Udayana,Jl. P.B. Sudirman Denpasar. Telp/fax : 0361-223791, Email:iwanhu2006@gmail.com

ABSTRACT This study aims to determine the levels of liver glycogen and muscle tissue also blood glucose levels of mice under conditions of hyperglycemia. This study used a strain spraque Dawley rats aged 2 months with 200 grams (weight average). After passing through a period of adaptation for 7 days, mice treated hyperglycemia (HG) is given 80% sucrose solution (w / v) as much as 2 cc orally twice daily for 3 weeks. Treatment groups were tested are as follows: a. Group I (control mice), normal rats. b. Group II (rat hyperglycemia = HG), the rats were given a 80% sucrose solution orally every day. All rats were given commercial diet and drinking water abundantly. At the end of the study, all rats were sacrificed 1 h after the treatment is given by means anesthetized with ketamine-HCl. Immediately after death, and dissected rat gastrocnemius muscle and liver tissues were taken for analysis. The results showed that administration of 80% sucrose causes mice had hyperglycemia with glucose levels of the 131.2 g / dl. Liver and muscle glycogen levels in hyperglycemic groups respectively 9.4 and 8.68 mikrog / mg was significantly higher (P <0.05) compared with the control group, respectively (8.54 and 7.87 mikrog / mg) . Whereas liver glycogen levels in the control group and the group of hyperglycemia was significantly higher (P <0.05) when compared with levels of muscle glycogen..

Key words: glucose, glycogen, hyperglycaemia 1. PENDAHULUAN

Karbohidrat memegang peranan dasar bagi kehidupan, bukan saja sebagai sumber energi utama bagi makhluk hidup tetapi juga sebagai senyawa yang menyimpan energi kimia. Agar supaya karbohidrat (glukosa) dapat memenuhi fungsi tersebut diatas, maka karbohidrat yang telah dicerna diserap di dalam usus masuk ke dalam darah dan didistribusikan ke berbagai jaringan di dalam tubuh. Proses distribusi tersebut melibatkan suatu famili protein transport yang kemudian dikenal dengan nama GLUT, yang bekerja sebagai pengangkut untuk memindahkan glukosa melewati membran sel (Bryant et al., 2002). Glukosa yang masuk ke dalam sel mengalami serangkaian proses metabolisme diubah menjadi energi atau disimpan sebagai cadangan energi dalam bentuk glikogen (Baynes, 2005).

Pada kondisi fisiologis ambilan glukosa ke dalam sel diatur oleh insulin dan kecepatan transpor glukosa melalui suatu protein spesifik yang berkaitan dengan membran plasma dan difasilitasi oleh glukosa

tranpsorter (GLUT).Menurut Thorens dan Mueckler, (2010) terdapat 14 Glut protein sebagai transporter akan tetapi yang sudah diketahui dan dikenal dengan baik sebagai glukosa transporter adalah bentuk GLUT 1 sampai GLUT 4. Glukosa transporter 1-4 telah diketahui sifat regulasi dan kinetik yang berbeda dalam menghomeostasis glukosa dalam tubuh. Berdasarkan sifat biokimiawi, GLUT 1-4 tersebut terdistribusi pada jaringan yang berbeda (Wood dan Trayhurn, 2003). GLUT 1 sampai GLUT 4 merupakan glukosa trasporter untuk glukosa. GLUT 1 tersebar pada otak dan eritrosit, GLUT 2 tersebar pada membran sel hati, pankreas, usus dan ginjal, GLUT 3 tersebar di otak, dan GLUT 4 merupakan glukosa transporter yang tersebar di jaringan otot seklet, otak, jantung, dan jaringan adiposa.

Glukosa transporter 4 (GLUT4) adalah suatu protein spesifik yang memfasilitasi transpor glukosa. GLUT 4merupakan glukosa transporter yang responsip terhadap insulin di dalam jaringan otot dan adiposa baik pada manusia maupun hewan pengerat. GLUT 4 bertranslokasi ke membran plasma sebagai respon terhadap insulin. GLUT4 dikenal sebagai transporter glukosa utama

1

dan dapat meregulasi glukosa yang distimulasi insulin yang disekresikan oleh sel beta sebagai sensor glukosa (Kobayashi et al., 2004)

GLUT 1 sampai GLUT 3 dalam keadaan fisiologis normal sudah berasosiasi dengan membran plasma sehingga mekanisme kerja untuk ambilan glukosa tidak bergantung pada insulin, sementara GLUT 4 lokasinya berada di dalam badan golgi dan berfungsi untuk ambilan glukosa yang distimulasi oleh insulin atau sensitif insulin (Wood dan Trayhurn, 2003)

Insulin berikatan dengan reseptor insulin yang terdapat pada permukaan membran sel akan menghasilkan biosignal seleluler. Signal ini akan menstimulasi GLUT 4 yang ada di dalam badan Golgi untuk translokasi bergerak menuju membran plasma. Selanjutnya GLUT 4 yang berikatan dengan membran plasma menjadi pintu masuknya glukosa ke dalam sel.

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui ekspresi dan profil glukosa transporter (GLUT 4) pada berbagai organ (otot, hati, ginjal, dan jantung)tikus dalam kondisi hiperglikemia.

2. METODE PENELITIAN Bahan dan Alat penelitian

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:Tikus strain spraque dawley umur 2 bulan, kandang tikus dan perlengkapannya, pakan tikus, syring 2,5 cc, canul. Glukosa murni, Glikogen murni, Anthrone,Asam sulfat, KOH, Strip test glukosa,Larutan H2O2, Serum normal (BSA) 10%, Antibodi primer monoklonal anti-insulin dan glukagon, Antibodi sekunder DEPS (Dako Envision Peroxidase System), larutan DAB (diaminobenzidine), larutan Hematoksilin (counterstain), Avidin Biotin Kompleks (ABC Methode), produk Kit GLUT 4 Santra Cruz Biotecnology

Alat yang digunakan adalah: Spectrophotometer UV/VIS, tissue processor, tissue tek model TEC, Parafin cleaner, inkubator, penangas air, Sentrifugasi mikro, freezer -80 oC, magnetik stirer, homogenizer, timbangan, vortek, mikro-pipet, mikroskop yang dilengkapi dengan kamera, GlukoDr, tip, tabung reaksi dan rak serta seperangkat glasswares.

Metode Penelitian Persiapan hewan percobaan

Sebanyak 20 ekor tikus jantan strain Spraque dawley umur 3 bulan dengan berat badan rata-rata 200 g digunakan dalam penelitian ini. Tikus percobaan dibagi menjadi 2 kelompok perlakuan, tiap perlakuan terdiri dari 10 ekor tikus. Tahap persiapan tikus percobaan meliputi masa adaptasi selama 7 hari dengan pemberian ransum komersial dan air minum secara ad libitum. Tikus perlakuan hiperglikemia (HG) diberikan larutan sukrosa 80% (b/v)sebanyak 2 cc secara oral dua kalisetiap hari selama 3 minggu. Kelompok perlakuan yang dicobakan adalah sebagai berikut: a. Kelompok I (tikus kontrol), yaitu tikus

normal hanya diberi air minum dan ransum komersial.

b. Kelompok II (tikus hiperglikemia=HG), yaitu tikus yang diberi larutan sukrosa80% setiap hari per oral dan diberi ransum komersial. Perlakuandiberikan selama 3 minggu.

Kadar glukosa darah dianalisis di awal dan diakhir perlakuan. Pada akhir penelitian, semua tikus dikorbankan1 jam setelah perlakuan diberikan dengan cara dibius dengan ketamin-HCl. Segera setelah mati, tikus dibedah dan jaringanotot gastrocnemius, hati, ginjal, jantung dan pankreasdiambil untuk dianalisis. Parameter yang diamati, diantaranya kadar glukosa darah, glikogen hati dan otot serta ekspresi GLUT pada berbagai organ diatas. Analisis kadar glukosa darah

Pengukuran kadar glukosa darah dilakukan pada hari ke 0 (data base awal) dan setiap 1 minggu selama 2 bulan. Kadar glukosa darah tikus percobaan ditentukan dengan metode glucose oxidase biosensor, menggunakan alat Blood glucose Test Meter GlucoDr model AGM-2100 (diproduksi oleh allmedicus Co Ltd., Korea). Darah diambil dari ujung ekor tikus yang sebelumnya telah dibersihkan dengan alkohol 70%, lalu diurut perlahan-lahan kemudian ujung ekor ditusuk dengan jarum kecil (Kimet al. 2006). Darah yang keluar kemudian disentuhkan pada strip glukometer. Kadar glukosa darah akan terbaca dilayar GlucoDr setelah 11 detik dan kadar glukosa darah dinyatakan dalam mg/dl.

2

Analisis Kadar Glikogen Otot dan Hati Analisis glikogen menggunakan metode

menurut (Peungvicha et al. 1998). Metode analisis adalah sebagai berikut. Masing-masing sebanyak 1 g organ hati, dan otot (M. gastrocnemius) pada bagian kaki belakang diambil lalu dikeringkan dalam oven pada suhu 50ºC selama satu malam, lalu digerus dijadikan tepung. Masing-masing sampel diambil 25 mg dan diekstraksi dengan 1 mL larutan KOH 30% dan diinkubasi dalam penangas air mendidih selama 20 menit, lalu didinginkan. Ke dalam tabung sampel ditambahkan 1,5 ml etanol (95%) dingin dan disimpan dalam suhu 4ºC selama 30 menit. Untuk memisahkan endapan glikogen, sampel disentrifugasi dengan kecepatan 2500 rpm selama 20 menit. Endapan yang diperoleh diencerkan dengan 1 ml aquades. Ke dalam tabung yang telah diisi masing-masing 100 µl sampel otot dan 100 µl sampel hati ditambahkan 3 mL antrone-asam sulfat 0,2% (w/v) maka akan timbul panas. Timbulnya warna hijau, berarti larutan positif mengandung glikogen. Reaksi perubahan warna ini kemudian diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 620 nm dan kadar glikogen dihitung dengan cara membandingkan dengan kadar glikogen standar.

Rancangan percobaan dan analisis data

Penelitian ini menggunakan rancangan tidak berpasangan (independent) dengan perlakuan I adalah tikus normal, dan II tikus hiperglikemia. Data yang diperoleh dianalisis dengan Uji t tidak berpasangan. Sedangkan gambaran imunohistokimia dianalisis secara deskriptif. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Analisis kadar glukosa darah Hasil analisis kadar glukosa darah pada tikus percobaan diperlihatkan pada Gambar 1

Gambar 1. Profil kadar glukosa darah tikus selama percobaan

Data pada Gambar 1, memperlihatkan rata-rata kadar glukosa darah pada kelompok kontrol (K0) hari ke-0 sebesar 93,6 mg/dldan pada hari ke 21 sebesar 95,1 mg/dl. Pada perlakuan hiperglikemia, rata-rata kadar glukosa awal (hari ke-0) sebesar 91,5 mg/dl dan pada hari ke 21 setelah perlakuan rata-rata kadar glukosa darah sebesar 131,2 mg/dl. Hasil rata-rata kadar glukosa darah awal (hari ke-0) baik pada kelompok kontrol maupun kelompok hiperglikemia tidak berbeda nyata (P>0,05), dengan kata lain masih dalam rentangan normal.Beberapa peneliti melaporkan kadar normal glukosa darah tikus 74,35 - 84,85 mg/dl (Ramesh dan Pugalendi, 2006) dan antara 99-127 mg/dl (Gulfraz et al. 2007). Kadar glukosa darah tikus normal sangat bervariasi bergantung pada kondisi fisiologis, jenis kelamin, pakan dan metabolisme.

Perlakuan kelompok hiperglikemia sampai hari ke-21, mempelihatkan kadar glukosa nyata lebih tinggi (P<0,05) dibanding pada hari ke-0 dan ini menandakan bahwa tikus percobaan telah mengalami hiperglikemia. Analisis kadar glikogen Hasil analisis kadar glikogen pada organ hati dan otot tikus percobaan di sajikan pada Tabel 1, Gambar 2 dan 3. Tabel 1. Hasil analisis kadar glikogen pada jaringan hati dan otot tikus percobaan Perlakuan Kadar glikogen

(mikrog/mg) Hati Otot Kontrol 8,54 +

0,57aA 7,87 +0,59aB

Hiperglikemia 9,40 + 0,43bA

8,68+ 0,66bB

Keterangan: Angka yang diikuti dengan huruf berbeda (kecil) kearah kolom menunjukkan berbeda nyata (P<0,05), dan angka yang diikuti dengan huruf berbeda (besar) kearah baris menunjukkan berbeda nyata (P<0,05)

3

Gambar 2. Kadar glikogen pada organ hati tikus perlakuan

Gambar 3. Kadar glikogen pada jaringan otot tikus perlakuan

Data pada Tabel 1 menunjukkan bahwa rata-rata kadar glikogen organ hati pada kelompok hiperglikemia sebesar 9,40 mikrog/mg nyata lebih tinggi (P<0,05) dibandingkan dengan rata-rata kadar glikogen kelompok kontrol sebesar 8,54 mikrog/mg. Kadar glikogen jaringan otot pada kelompok hiperglikemia sebesar 8,68 mikrog/mg nyata lebih tinggi (P<0,05) dibandingkan dengan rata-rata kadar glikogen kelompok kontrol sebesar 7,87 mikrog/mg.

Rata-rata kadar glikogen antara organ hati dan jaringan otot juga menunjukkan kadar yang berbeda. Kadar glikogen organ hati pada kelompok kontrol nyata lebih lebih tinggi (P<0,05) bila dibandingkan dengan kadar glikogen jaringan otot. Hal yang sama juga terjadi pada kelompok perlakuan hiperglikemia. Kadar glikogen organ hati pada perakuan hiperglikemia nyata lebih tinggi (P<0,05) bila dibandingkan dengan kadar glikogen jaringan otot.

Organ hati memegang peranan penting sebagai penjaga (buffering) hiperglikemia postprandial dengan melibatkan mekanisme sintesis glikogen. Pada keadaan kadar glukosa darah tinggi, akan merangsang sekresi hormon insulin untuk kemudian berfungsi mengangkut glukosa kedalam sel. Glukosa yang ada di dalam darah dibawa masuk ke dalam sel dengan bantuan hormon insulin kemudian di dalam sel glukosa mengalami metabolisme.

4. KESIMPULAN

Pemberian sukrosa 80% menyebabkan tikus percobaan mengalami hiperglikemia. Kadar glikogen organ hati dan jaringan otot pada kelompok perlakuan hiperglikemia nyata lebih tinggi dibandingkan dengan kelompok kontrol. Sedangkan kadar glikogen hati nyata lebih tinggi dibandingkan dengan kadar glikogen otot baik pada kelompok kontrol maupun hiperglikemia. UCAPAN TERIMAKASIH

Pada kesempatan ini, ucapan terimakasih disampaikan kepada Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional dan Rektor Univesitas Udayana yang telah memberikan biaya penelitian Fundamental dari Dana RM Universitas Udayana dengan surat Perjanjian Penugasan Penelitian No:No:104.12/UN14.2/ PNL.01.03.00/2014, Tanggal 5 Maret 2014. DAFTAR PUSTAKA

Baynes JW. Carbohydrate storage and

synthesis in liver and muscle. Dalam Medical Biochemistry. Editor Baynes JW, Dominiczak MH. Secon Edition. Elsivier Mosby. Philadephia-Toronto. Hal.157.

Beesley JE. 1995. Immuno-cytochemistry: A Practical Approach. IRL. PressOxfordUniversity Press, New York. Hlm:15-41

Bryant NJ, Govers R and James DE. 2002. Regulated Transport Of The Glucose Transporter GLUT4. Molecular Cell Biology. Vol 3:267-277.

Dominiczak MH. 2005. Glucose homeostasis, fuel metabolism and insulin. Di dalam Medical Biochemistry. Editor Baynes JW dan Dominiczak MH. Second Edition. Elsivier Mosby. Philadephia-Toronto. Hlm 273-197

Farr AK, Braun RD, Cefalu WT, Bell-Farrow AD, Wang ZQ, Hatchell DL. 1999. Increased non enzimatically glycosylated protein in vitreous humor of diabetic animals. Lab Anim Sci 49:58-61.

Gulfraz M, Qadir G, Noshhen F, Parveen Z. 2007. Antihyperglycemic effects of Berberis lyceum royle in alloxan induced

4

diabetic rats. Diabetologia croatica 36 (3):49-54.

Huang S, Czech MP. 2007. The GLUT4 glucose transporter. Cell Metab 5: 237–252.

Kim JS, Ju JB, Choi CW, Kim SC. 2006. Hypoglycemic and antihyperlipidemic Effect of Four Korean Medicinal Plants in Alloxan Induced Diabetic Rats.Am J Biochem and Biotech 2: 154-160.

Kim JY and Kandror KV. 2011. The first luminal loop confers insulin responsiveness to glucose transporter 4. Molecular Biology of the Cell. 23: 910-917.

Kobayashi H, Mitsui T,Nomura S, Ohno Y, Kadomatsu K, Muramatsu T, Nagasaka T, Mizutani S. 2004. Expression of glucose transporter 4 in the human pancreatic islet of Langerhans. Bioc and Bioph Research Comm.314(4): 1121–1125

Litwak KN, Cefalu WT, Wagner JD, 1998. Streptozotocin-induced diabetes mellitus in cynomolgus monkeys: Changes in carbohydrate metabolism, skin glycation and pancreatic islets. Lab .Anim Sci . 48:172-178.

Martin S, Tellam J, Livingstone C, Slot JW, Gould GW, James DE. 1996. The glucose transporter (GLUT-4) and vesicle-associated membrane protein-2 (VAMP-2) are segregated from recycling endosomes in insulin-sensitive cells. J. Cell Biol. 134, 625–635.

Marty N, Dallaporta M, Thorens B. 2007. Brain glucose sensing, counterregulation, and energy homeostasis. Physiology (Bethesda)22: 241–251.

Peungvicha P. 1998. 4-Hydroxybenzoic acid: a hypoglycemic constituent of aqueous extract of Pandanus odorus root. J Ethnopharmacol 62:79-84.

Slot JW, Garruti G, Martin S, Oorschot V, Posthuma G, Kraegen EW, Laybutt R, Thibault G, and James DE. 1997. Glucose transporter (GLUT-4) is targeted to secretory granules in rat atrial cardiomyocytes. J. Cell Biol.137, 1–12.

Thorens B and Mueckler M. 2010. Glucose transporters in the 21st Century. Am J Physiol Endocrinol Metab 298: E141–E145

Watson RT and Pessin JE. 2001. Intracellular Organization of Insulin Signaling and GLUT4 Translocation. Recent Progress in Hormone Research56:175-194

Wood IS and Trayhurn P. 2003. Glucose transporters (GLUT and SGLT): expanded families of sugar transport proteins. British Journal of Nutrition. 89: 3–9.

Judul

Skema HibahPeneliti / PelaksanaNama KetuaPerguruan TinggiNIDNNama Anggota (l)Tahun Pcla-ksanaanDana Tahun Be{alanDana Mulai Diterima Tanggal

Rincian Penggunaan

Ekspresi Glukosa Transporter 4 (GLUT4) Pada Berbagai Organ

Tilrls HiperglikemiaPenelitian Fundamental

Prof.Dr. Drh. IWAN HARJONO UTAMA M.S.Universitas Udayana0006046109drh. I PUTU GEDE YTIDHI ARTENTINIA S.KH, M.Si.Tahun ke I dari rencana I tahunRp 51.000.000,002014-08- 13

1. HONOR OUTPUT KEGIATAN

Item Honor Volume SatuanHonor/Jam

(Rp)Total (Rp)

l. Ketua Pcneliti 320.00 .lam 12.000 3.840.000

2. Anggota Peneliti 320.00 Jam 10.000 3.200.000

Sub Total (Rp) 7.040.000,00

2. BELANJA BAIIAN

Item Bahan Volume SatuanHalga Satuan

(Rp)Total (Rp)

l.K2HPO42H20 500.00 e 3.530 I.765.000

2. Tikus putih jantan 20.00 ekor 45.000 900.000

3. Bok plastik kandang tikus 10.00 bok 55.000 5s0.000

4. Pakan tikus 20.00 kg 6.500 130.000

5. Sukrosa murni 500.00 3.500 1.750.000

6. Spuit 3 cc mono use 1.00 bok 175.000 175.000

7. Ship tes glukosa glucoDr 4.00 bok 125.000 500.000

8. Tabung reaksi+EDTA 1.00 bok 450.000 450.000

9. Tabung ependorf 1.00 bok 450.000 450.000

10. Milro pipet 100 mikroml 1.00 buah 2.7s0.000 2.750.000

I 1. Glikogen mumi 50.00 40.400 2.020.000

l2. Antone s0_00 5 1.500 2.575.000

13. Kalium hidroksida (KOH) 250.00 6.280 r.570.000

14. Antibodi pdmer monoclonal anti-rat

GLUT41.00 ampul 5.725.000 5.725.000

15. Antibodi sck-under Dako 1.00 ampul 4.250.000 4.250.000

16. Diaminobenzidine (DAB) r .00 ampul 1.750.000 1.7s0.000

17. Bovine serum albumin (BSA) 1.00 ampul 2.5 50.000 2.550.000

18. Hidrogen peroksida (H2O2) I .00 Ir 1.550_000 1.550.000

19. KH2HPO4|2H20 5 00.00 3.800 1.900.000

20. Foto prcparat histopatologi 50.00 slidc 25.000 1.250.000

Sub Total (Rp) 34.560.000,00

3. BELANJA BARANG NON OPERASIONAI LAINNYA

Item Barang Volume SatuanHarga Satuan

(Rp)Total (Rp)

I . Analisis data, dokumentasi dan dratl

laporanI .00 paket 900.000 900.000

2. Penggandaan laporan 4.00 Eksp 2s.000 100.000

3. Publikasi Ilmiah Nasional terakeditasi 1.00 paket 750.000 750.000

4. Pajak Penelitian 15.00 % 510.000 7.650.000

Sub Total (Rp) 9.400.000,00

4. BELANJA PERIALANAN LAINI.IYA

Item Perjalanan Volume SatuanBiaya Satuan

(Rp)Total (Rp)

Sub Total (Rp) 0

Total Pengeluaran Dalam Satu Tahun (Rp) 51.000.000,00

Dcnpasar,25-1l-2014

. Drh. IWAN HARJONO UTAMA M.S. )