4311134137_1979-8091

7/22/2019 4311134137_1979-8091

1/4

VOL. IV NO. 3 Desember 2011 ISSN 1979-8091

JURNAL KEPERAWATAN 134

METABOLISME BAHAN BAKAR PADA PASIEN DIABETES MELITUS

Anita Joeliantina

Jurusan Keperawatan, Poltekkes Kemenkes Surabaya

ABSTRAK

Diabetes Mellitus (DM) merupakan gangguan metabolik yang ditandai adanya peningkatan kadarglukosa darah (hiperglikemia) dan adanya glukosa dalam urin (glukosuria). Penderita DM tipe 1 dan DM tipe 2menunjukkan adanya ketidakmampuan hati dan otot menyimpan glukosa sebagai glikogen yang ikut berperandalam menyebabkan hiperglikemia. Tidak adanya insulin pada penderita DM tipe 1 dan tingginya kadar glukagonmenyebabkan penurunan aktivitas glikogen sintase suatu enzim yang berperan dalam pembentukan glikogen(glikogenesis). Gangguan metabolisme lemak penderita diabetes mellitus yang tidak terkontrol dapat mengalamiketoasidosis. Senyawa keton yang dihasilkan melalui ketogenesis ini akan dilepaskan ke dalam darah sehinggapasien mengalami koma dan mengeluarkan bau aseton. Penderita DM juga akan mengalami peningkatankolesterol LDL yang memicu timbulnya oksidasi LDL. Hiperglikemia yang berkepanjangan meningkatkan lajuperlekatan nonenzimatik glukosa ke berbagai protein di dalam tubuh, suatu proses yang disebut sebagai glikasiatau glikosilasi protein. Glikasi dapat mengganggu struktur dan/atau fungsi protein yang terlibat.

Kata-kata kunci: metabolisme, diabetes mellitus

METABOLISM IN FUEL OF DIABETES MELLITUS PATIENT

ABSTRACT

Diabetes Mellitus (DM) is a metabolic disorder characterized by elevated levels of blood glucose(hyperglycemia) and presence of glucose in the urine (glucosuria). Patients with diabetes mellitus type 1 and type2 diabetes showed the inability of the liver and muscles store glucose as glycogen which had a role in causinghyperglycemia. The absence of insulin in people with type 1 diabetes mellitus and high levels of glucagon causesa decrease in the activity of glycogen synthase is an enzyme that plays a role in the formation of glycogen(glycogenesis). Disorders of fat metabolism with diabetes mellitus may experience uncontrolled ketoacidosis.

Ketone compounds produced via ketogenesis might be released into the blood so that the patient in a coma andremove the smell of acetone. DM patients will also experience an increase in LDL cholesterol that lead tooxidation of LDL. Prolonged hyperglycemia increases the rate of nonenzymatic attachment of glucose to thevarious proteins in the body, a process known as glycation or glycosylation of proteins. Glycation can impair thestructure and / or function of the proteins involved.

Keywords: metabolism, diabetes mellitusAlamat Korespondensi : [email protected]

PENDAHULUAN

Diperkirakan sekitar 171 juta penduduk

dunia menderita Diabetes Melitus, dan diperkirakanjumlah ini akan meningkat menjadi 366 juta padatahun 2030 (WHO, 2006). Sekitar 70-80 persenpenderita Diabetes Melitus, meninggal karenapenyakit vaskuler sebagai salah satu komplikasidiabetes (Chattopadhyay, 2005; WHO, 2006).Menurut data yang dipublikasikan dalam jurnalDiabetes Care 2004, penderita Diabetes Melitus diIndonesia pada tahun 2000 mencapai 8,4 jutaorang dan menduduki peringkat ke empat setelahIndia, Cina dan Amerika Serikat. Jumlah tersebutdiperkirakan akan meningkat lebih dari dua kalinyapada tahun 2030, yaitu menjadi 21,3 juta orang(Wild et al., 2004).

Diabetes mellitus dependen-insulin (IDDM)atau DM tipe 1 disebabkan oleh kerusakanautoimun sel B pancreas. DM tipe 1 pada umumnyadisebabkan oleh defek genetic pada region antigen

leukosit manusia (human leucocyte antigen, HLA)yang mengkode pembentukan kompleks histo-kompatibilitas mayor II (major histocompatibilitycomplex II, MHC II), suatu protein yang merupakanantigen pada permukaan sel untuk pengenalansendiri oleh sel yang berperan dalam responsimun. Karena protein ini mengalami defek, responsimun yang di perantarai sel, yang dicetuskan olehinfeksi virus atau factor lain, tidak mengenal sel Bsebagai diri dan menghancurkan sel B tersebut.

Diabetes mellitus nondependent-insulin(NIDDM) atau DM tipe 2 dikarakteristikan olehdisfungsi sel B pankreas dan resistensi insulin pada

jaringan sasaran seperti otot skeletal dan jaringan

adipose. Letak resistensi insulin adalah setelah
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]

7/22/2019 4311134137_1979-8091

2/4



pengikatan insulin ke reseptor, yaitu jumlahreseptor dan afinitasnya terhadap insulin mendekatinormal. Namun, pengikatan insulin ke reseptor initidak menimbulkan efek intrasel normal padaaktivitas protein pengatur. Akibatnya hanya sedikit

terjadi perangsangan metabolisme danpenyimpanan glukosa setelah makan makanantinggi karbohidrat dan hanya sedikit terjadi inhibisiglukoneogenesis di hati.

Bahaya utama penyakit Diabetes Melitusadalah timbulnya komplikasi baik akut maupunkronis. Komplikasi akut meliputi hipoglikemia,ketoasidosis dan koma diabetikum. Komplikasikronis yang timbul disebabkan karena tingginyakadar glukosa darah (hiperglikemia), meliputikomplikasi mikrovaskuler dan makrovaskuler.Komplikasi mikrovaskuler meliputi nefropati,retinopati dan neuropati, sedangkan komplikasimakrovaskuler meliputi aterosklerosis dan iskemia

jantung yang dapat berisiko menimbulkanmorbiditas, mortalitas dan kecacatan 2-4 kali padapenderita Diabetes Melitus (Jakus. 2000; Payne,2002).

Metabolisme Karbohidrat

Bagi sebagian besar jaringan dalam tubuh,glukosa berfungsi sebagai bahan bakar. Glukosamerupakan bahan bakar utama untuk jaringantertentu seperti otak dan sel darah merah. Setelahmakan sumber glukosa darah adalah makanan. Hatimengoksidasi glukosa dan menyimpan kelebihannyasebagai glikogen. Hati juga menggunakan jalurglikolisis untuk mengubah glukosa menjadi piruvat,yang menghasilkan karbon untuk sintesis asamlemak. Selama puasa, hati melepaskan glukosa kedalam darah, sehingga jaringan yang bergantungpada glukosa tidak mengalami kekurangan energi.Hormon utama yang mempengaruhi kadar glukosadalam darah adalah insulin dan glukagon.

Konsentrasi insulin dan glukagon dalamdarah mengatur penyimpanan dan mobilisasi bahanbakar. Insulin yang dikeluarkan sebagai responsterhadap ingesti karbohidrat, mendorongpenggunaan glukosa sebagai bahan bakar danpenyimpanan glukosa sebagai lemak dan glikogen.

Kadar insulin darah menurun seiring denganpenyerapan dan penggunaan glukosa oleh jaringan.

Glukagon merupakan hormone utama yangmelawan kerja insulin, berkurang sebagai responsterhadap makanan kabohidrat dan meningkatselama puasa. Konsentrasi glukagon di dalam darahmemberi sinyal mengenai tidak adanya glukosadalam makanan, dan glukagon mendorongpembentukan glukosa melalui glikogenolisis danglukoneogenesis. Peningkatan kadar glukagonrelative terhadap insulin juga merangsang mobilisasiasam lemak dari jaringan adipose.

Makna fisiologis kerja insulinmemperantarai efek supresif glukosa pada sekresi

glukagon tampak jelas pada penderita DM tipe 1

dan DM tipe 2. Walaupun pada penderita tersebutterjadi hiperglikemia, namun kadar glukagon padaawalnya tetap tinggi (mendekati kadar puasa) baikkarena tidak adanya insulin atau karena resistensisel A terhadap efek supresif insulin. Dengan

demikian penderita ini mengalami peningkatankadar glukagon yang tidak tepat.

Pada penderita DM tipe 1 dan DM tipe 2menunjukkan adanya ketidakmampuan hati danotot menyimpan glukosa sebagai glikogen yang ikutberperan dalam menyebabkan hiperglikemia. Tidakadanya insulin pada penderita DM tipe 1 dantingginya kadar glukagon menyebabkan penurunanaktivitas glikogen sintase suatu enzim yangberperan dalam pembentukan glikogen(glikogenesis). Sintesis glikogen di otot rangka padapenderita DM tipe 1 terhambat karena tidakadanya transport glukosa yang dirangsang insulin.Resistensi insulin yang dijumpai pada penderita DM

tipe 2 juga menimbulkan efek yang sama.Intoleransi glukosa pada DM tipe 2 terjadi

akibat perlambatan pelepasan insulin dalam jumlahyang relative setelah makan disertai resistensi ototrangka dan adiposit terhadap kerja insulin. Hal inimenyebabkan glukoneogenesis yang berlebihan dihati walaupun kadar glukosa darah meningkat.

Hiperglikemia pada DM mengakibatkanpeningkatan fruktosa melalui jalur poliol. Padalangkah pertama jalur poliol gula direduksi menjadigula alcohol sorbitol oleh enzim aldosa reduktase,sorbitol selanjutnya dioksidasi menjadi fruktosa.Peningkatan gula dan gula alcohol dalam lensapenderita DM menyebabkan timbulnya katarak.Kadar glukosa meningkat mendorong pembentukansorbitol dan fruktosa. Akibatnya terjadi peningkatantekanan osmotik di lensa. Kadar glukosa danfruktosa yang tinggi juga menimbulkan glikosilasinonenzimatik protein lensa. Akibat peningkatantekanan osmotik dan glikosilasi protein lensa, lensamenjadi tidak tembus cahaya dam keruh yangdikenal sebagai katarak.

Gambar 1: glukoneogenesis dan, ketogenesis

Hipoglikemia merupakan penyulit penderitaDM yang dapat terjadi apabila dosis insulin

7/22/2019 4311134137_1979-8091

3/4



berlebihan. Dosis insulin yang berlebihan akanmenghambat lipolisis dan pembentukan badanketon, sehingga bahan bakar alternatif ini tidaktersedia untuk mempertahankan kadar glukosadarah. Hipoglikemia yang terjadi dengan cepat tidak

dapat dikompensasi dengan segera olehglukoneogenesis hati, yang dihambat oleh insulin,sehingga hipoglikemia berlanjut sampai dengankoma hipoglikemik.

Metabolisme Lemak

Pada metabolisme lemak, insulindiperlukan untuk meningkatkan enzim-enzimesterifikasi, untuk mensintesis triasilgliserol. Insulindan glukagon mempengaruhi pelepasan asamlemak dari triasilgliseorl di jaringan adiposa.

Ketogenesis terjadi jika laju asam lemak dihati meningkat. Ketogenesis diatur melalui tiga

tahap penting: (1) terjadi peningkatan kadar asamlemak bebas dalam darah yang berasal dari lipolisistriasilgliserol di jaringan adaiposa. Asam lemakbebas adalah prekursor senyawa keton di hati, (2)Setelah diserap oleh hati, asam lemak bebasmengalami oksidasi membentuk asetil- KoA ataumengalami esterifikasi menjadi triasilgliserol ataufosfolipid, (3) Asetil-KoA selanjutnya dioksidasidalam siklus asam sitrat atau memasuki jalurketogenesis untuk membentuk badan keton.

Penderita diabetes mellitus yang tidakterkontrol dapat mengalami ketoasidosis. DM tipe 1dan DM tipe 2 mengalami penurunan kadar insulindan peningkatan glukagon. Penurunan insulin danpeningkatan glukagon menyebabkan kadar cAMPdalam jaringan adiposa meningkat, yang kemudianmerangsang lipolisis. Protein kinase A melakukanfosforilasi terhadap lipase peka hormon, yang jugadikenal sebagai triasilgliserol lipase adiposa,memutuskan asam lemak dari triasilgliserol.Kemudian lipase lain menyelesaikan proses lipolisis,dan asam lemak serta gliserol dilepaskan ke dalamdarah. Jumlah asam lemak meningkat di dalamdarah, sehingga mobilisasi asam lemak ke hati jugaakan meningkat. Peningkatan asam lemak di hatiakan meningkatkan proses ketogenesis untukmenghasilkan senyawa keton. Senyawa keton ini

akan dilepaskan ke dalam darah, sehinggapenderita ketoasidosis diabetikum dapat mengalamikoma dan akan mengeluarkan bau aseton melaluipernapasannya (gambar 1)

VLDL merupakan zat bakal terbentuknyaIDL dan IDL merupakan zat bakal terbentuknya LDLyang merupakan lipoprotein yang kaya kolesterol.Setiap partikel LDL berasal dari satu partikel VLDL,sehingga kenaikan VLDL ini akan menyebakankenaikan LDL (Murray et al., 2003).

Pada Diabetes Melitus, hiperglikemia yangberkepanjangan meningkatkan laju perlekatannonenzimatik glukosa ke berbagai protein di dalamtubuh, suatu proses yang disebut sebagai glikasi

atau glikosilasi protein. Glikasi dapat mengganggu

struktur dan/atau fungsi protein yang terlibat.Glikasi reseptor LDL dan protein dalam partikel LDLdapat mengganggu kecocokan partikel LDL denganreseptor spesifiknya. Akibatnya, LDL dalam darahyang diserap oleh sel berkurang sehingga kadar

kolesterol LDL serum meningkat (Marks et al.,2003).

Peningkatan trigliserida dalam VLDL yangtidak mengalami lipolisis oleh enzim lipoproteinlipase akan dipindahkan oleh CETP (cholesterylester transfer protein) ke dalam LDL, sehinggaterjadi peningkatan pembentukan LDL yang kayatrigliserida yang disebut sebagai small dense LDL.Peningkatan kadar LDL ini memudahkan terjadinyaproses oksidasi pada senyawa penyusun LDL(Goldberg, 2001). LDL yang mengalami oksidasitersebut tidak dapat berinteraksi secara baikdengan reseptor LDL, tetapi akan berikatan denganreseptor lain yang terdapat pada permukaan

membran sel makrofag dan selanjutnya LDLtermodifikasi akan memasuki makrofag. Berbedadengan LDL yang masuk melalui reseptor LDL, LDLtermodifikasi yang masuk ke dalam makrofagmelalui reseptor khusus ini tak mampumenghambat enzim HMG-KoA reduktase, sehinggasintesis kolesterol dalam sel itu sendiri tetapberlangsung. Keadaan ini menyebabkantertumpuknya kolesterol dalam jaringan danmerupakan faktor penyebab timbulnyaaterosklerosis.

Metabolisme Protein

Peningkatan kadar glukosa dalam darah yangberlangsung kronik mungkin berperan menimbulkanpenyulit mikrovaskuler pada diabetes mellitus,misalnya, kerusakan retina (retinopati), kerusakanginjal (nefropati), dan kerusakan syaraf (neuropati),serta penyulit makrovaskuler seperti insufisiensiserebrovaskuler, dan vaskuler koroner. Mekanismepasti bagaimana hiperglikemia kronis dapatmencetuskan gangguan vaskuler ini masih belumdiketahui.

Salah satu mekanisme yang diajukanadalah bahwa glikasi (glikosilasi) nonenzimatikprotein di jaringan vaskuler mengubah struktur dan

fungsi protein ini. Protein yang terpajan secarakronis oleh kadar glukosa yang tinggi akanmengikat glukosa secara kovalen, suatu prosesyang disebut glikasi atau glikosilasi. Proses ini tidakdiatur enzim. Protein yang mengalami glikosilasinonenzimatik ini perlahan-lahan akan membentukproduk glikosilasi lanjut (advanced glycation endproduct= AGEs) intraseluler (Creager, 2003). AGEsdihasilkan melalui suatu reaksi antara gugus aminobebas suatu protein dengan gugus karbonil suatuglukosa membentuk intermediet basa-Schiff (Schiff-base intermediate) melalui reaksi Maillard (Maillardreaction). Selanjutnya intermediet basa-Schiff akanmengalami pembentukan kembali molekul ketoamin

dan produk Amadori yaitu oksoamin (Jakus, 2000;

7/22/2019 4311134137_1979-8091

4/4



Wauttier, 2001). Pada penderita Diabetes Melitus,terjadi peningkatan produksi AGEs, yang menjadipemicu timbulnya berbagai komplikasi diabetik.

Gambar 2 Glycation, advanced glycationreaksiantara gugus amino bebas suatuprotein dengan gugus karbonil suatuglukosa membentuk intermediet basa-Schiff (Schiff-base intermediate) melaluireaksi Maillard (Maillard reaction),terbentuk produk Amadori, prosesselanjutnya akan terbentuk AGEs(Jakus, 2000).

Hemoglobin (HbA) adalah salah satuprotein yang mengalami glikosilasi membentukHbA1c. Kadar HbA1c merupakan petunjuk reratakadar glukosa darah selama 23 bulan terakhir.Untuk mengetahui kepatuhan penderita melakukanpengobatan yang telah ditetapkan.

Ketika terjadi kenaikan kadar glukosadarah, molekul glukosa akan menempel padahemoglobin sel darah merah. Semakin lama glukosadalam darah berada di atas kadar yang normal,semakin banyak glukosa terikat dengan sel darahmerah dan semakin tinggi kadar hemoglobinglikosilasi. Kompleks ini (hemoglobin yang terikatdengan glukosa) bersifat permanent danberlangsung di sepanjang usia sel darah merahyang lamanya kurang-lebih 120 hari. Jika kadar

glukosa darah normal dapat dipertahankan dankenaikan kadar glukosa darah jarang terjadi, makanilai HbA1c tidak akan meningkat secara drastic.Namun bila kadar glukosa darah selalu tinggi makapemeriksaan HbA1c akan meningkat. (Smeltzer &Bare, 2002).

PENUTUP

Diabetes Melitus (DM) adalah suatugangguan metabolik yang bercirikan peningkatankadar glukosa serum atau hiperglikemia dan adanyaglukosa dalam urin atau glukosuria (Jakus, 2000;WHO 2006). DM yang tidak terkontrol akan

mengalami gangguan pada metabolisme

karbohidrat, lemak dan protein yang menyebabkantimbulnya penyulit atau komplikasi. Komplikasi diniyang terjadi adalah hipoglikemia dan ketoasidosis,sedangkan komplikasi jangka panjang adalahretinopati, nefropati, neuropati dan gangguan

vaskuler.

DAFTAR ACUAN

Creager Mark A, Luscher Thomas F, CosentinoFrancesco, Beckman Joshua A, 2003.Diabetes and vascular disease:pathophysiology, clinical consequences,and medical therapy: part 1. CirculationJournal of The American Heart Association,pp 1527-1530.

Jakus V, 2000. The role of free radicals, oxidative

stress and antioxidant systems in diabeticvascular disease. Bratisl Lek Listy, 101(10): 541-551.

Marks Dawn B, Marks Allan D, Smith Colleen M,2000. Biokimia kedokteran dasar, sebuahpendekatan klinis. Edisi Bahasa Indonesiaoleh: Bram U. Pendit, Jakarta EGC.

Murray Robert K, Granner Daryl K, Mayes Peter A,Rodwell Victor W, 2003. Biokimia Harper,Edisi 25, EGC, Jakarta.

Payne Craig, 2002. Complication of Diabetes.Diabetes Lecture 2, Health Sciences,Department of Podiatry. p. 200.

Suzanne C. Smeltzer, Brenda G Bare, 2002, BukuAjar Keperawatan Medikal-Bedah, Edisi 8,Vol 2, EGC.

World Health Organization (WHO), 2006. Definitionand diagnosis of diabetes mellitus andintermediate hyprglycemia, Report of aWHO/IDF Consultation.

4311134137_1979-8091

Documents

Transcript of 4311134137_1979-8091