HUBUNGAN GANGGUAN METABOLISME KARBOHIDRAT

DENGAN PENYAKIT DIABETES MELITUS

OLEH :

DERISYANTI KALA’PADANG

N111 13 533

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2014

BAB 1

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Diabetes melitus merupakan suatu keadaan hiperglikemia yang

bersifat kronik yang dapat mempengaruhi metabolisme karbohidrat, protein

dan lemak. Diabetes melitus disebabkan oleh sebuah ketidakseimbangan atau

ketidak adanya persediaan insulin atau tak sempurnanya respon seluler

terhadap insulin ditandai dengan tidak teraturnya metabolisme.

Diabetes melitus sering disebut sebagai The Great Imitator karena

penyakit ini dapat mengenai semua organ tubuh dan menimbulkan berbagai

macam keluhan dan gejalanya sangat bervariasi.

Diabetes adalah salah satu penyakit yang sering diderita dan penyakit

yang serius di Indonesia saat ini. Setengah dari kasus Diabetes Melitus (DM)

tidak terdiagnosa karena pada umumnya diabetes tidak disertai gejala sampai

terjadinya komplikasi prevalensi. Penyakit diabetes meningkat karena terjadi

perubahan gaya hidup, kenaikan jumlah kalori yang dimakan, kurangnya

aktivitas fisik dan meningkatnya jumlah populasi manusia usia lanjut.

Penyakit ini dapat menyerang segala lapisan umur dan sosial ekonomi. Angka

kejadian DM di Kecamatan Makassar berjumlah 1076 orang selama tahun

2012. Angka kejadian ini merupakan yang tertinggi di antara kecamatan lain

yang ada di Kota Makassar. Ditinjau dari segi kepadatan penduduk,

Kecamatan Makassar merupakan kecamatan dengan kepadatan penduduk

tertinggi di Kota Makassar yaitu 32.093 jiwa/km2, disusul Kecamatan Mariso

(29.293 jiwa/km2), dan Kecamatan Bontoala (28.703 jiwa/km2). Berdasarkan

hasil observasi awal yang dilakukan peneliti di Puskesmas Maradekaya Kota

Makassar, didapatkan jumlah penderita yang memiliki kadar glukosa darah

tidak terkontol yaitu sebanyak 68,49%. Terjadi peningkatan kejadian DM

sebanyak 21 kasus selama tahun 2011 hingga 2012 (Dinkes Kota Makassar,

2012).

I.2. Tujuan Penulisan

Tujuan dari penulisan makalah ilmiah ini adalah :

a. Untuk mengetahui fungsi dan metabolisme karbohidrat di dalam tubuh.

b. Untuk mengetahui patofisiologi dari penyakit diabetes melitus.

c. Untuk mengetahui hubungan antara gangguan metabolisme karbohidrat

dan penyakit diabetes melitus.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. Fungsi Karbohidrat dalam Tubuh

Karbohidrat yang lazim dikenal sebagai gula, berdasarkan ukurannya

terbagi menjadi 4 kelas yang berbeda: monosakarida, disakarida,

oligosakarida dan polisakarida. Monosakarida misalnya Glukosa, galaktosa

dan fruktosa adalah gula yang paling kecil. Mereka dapat disatukan bersama-

sama oleh ikatan glikosidat untuk membentuk kelas karbohidrat yang lain.

Disakarida misalnya sukrosa, maltosa dan laktosa, masing-masing terdiri dari

2 monosakarida yang disatukan oleh sebuah ikatan glikosidat. Oligosakarida

misalnya komponen karbohidrat glikoprotein dan glikolipid, mengandung

sekitar 3 sampai 12 unit monosakarida. Polisakarida misalnya kanji dan

glikogen, mengandung puluhan ribu unit monosakarida.

Fungsi karbohidrat adalah sebagai sumber energi utama bagi manusia,

yaitu menyediakan 50-65% dari total energi yang dibutuhkan, selain itu

fungsi karbohidrat yang lain adalah untuk membantu metabolisme lemak, jika

energi dari karbohidrat cukup tersedia atau lebih, lemak tidak dipakai untuk

energi tetapi disintesis dan disimpan. Apabila energi dari karbohidrat kurang,

tidak terjadi sintesis lemak dan lemak yang ada dibakar untuk energi. Fungsi

lain karbohidrat yaitu mencegah pemecahan protein tubuh secara berlebihan.

Kira-kira 60% asam amino dalam protein tubuh dapat diubah menjadi

karbohidrat. Karena protein dibutuhkan untuk pertumbuhan, karbohidrat tidak

boleh kurang sehingga tidak terjadi reaksi perubahan protein menjadi

karbohidrat yang digunakan untuk energi.

B. Metabolisme Karbohidrat

Metabolisme mengakar pada kata metabole dari bahasa Yunani yang

berarti berubah. Dalam dunia ilmu pengetahuan, secara sederhana

metabolisme diartikan sebagai proses kimiawi yang berlangsung di dalam

tubuh makhluk hidup yang bertujuan untuk menghasilkan energi. Proses

metabolisme karbohidrat secara garis besar terdiri dari dua cakupan yakni

reaksi pemecahan atau katabolisme dan reaksi pembentukan atau anabolisme.

Pada proses pembentukan, salah satu unsur yang harus terpenuhi adalah

energi. Energi ini dihasilkan dari proses katabolisme.

Sementara itu, tahap anabolisme merupakan suatu proses metabolisme

terjadinya penyusunan atau biosintesis molekul-molekul besar dan kompleks

dari molekul-molekul sederhana. Anabolisme membutuhkan energi kimia dan

energi itu diperoleh dari katabolisme.

(Drs. Damin Sumardjo, 2009)

Proses Glikolisis

Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat (glikogen dan

glukosa) menjadi asam piruvat. Glikolisis terjadi didalam protoplasma dan

sering disebut jalur metabolisme Embden Meyerhof. Reaksi glikolisis yang

kompleks dan panjang ini dapat dipecah menjadi dua tahap utama, yaitu tahap

yang membutuhkan ATP dan tahap yang menghasilkan ATP.

Gambar : proses glikolisis (Drs. Damin Sumardjo, 2009)

Proses Glikogenesis

Glikogenesis adalah proses biosintesis glikogen dari glukosa.

Perubahan kima secara enzimatik ini tidak berjalan spontan, tetapi bertahap.

Reaksi diawali dengan proses fosforilasi glukosa menjadi glukosa-6-fosfat

dengan bantuan enzim glukokinase. Selanjutnya, glukosa-6-fosfat diubah

menjadi isomernya, glukosa-1-fosfat, dibawah pengaruh enzim

fosfoglukomutase. Reaksi ketigas adalah reaksi antara glukosa-1-fosfat dan

uridin trofosfat (UTP) dengan bantuan enzim UTP uridin transferase menjadi

uridin difosfat glukosa (UDPG). Selanjutnya, UDPG diubah menjadi

glikogen melalui beberapa reaksi enzimatik.

Gambar : proses glikogenesis (Drs. Damin Sumardjo, 2009)

Proses Glikogenolisis

glikogen yang ada di dalam sel dapat diubah menjadi glukosa. Proses

perubahan ini dikenal sebagai proses glikogenolisis. Glikogenolisis tidak

berjalan spontan, tetapi melalui beberapa tahap.

Tahap pertama adalah proses fosforilasi glikogen oleh pengaruh enzin

glikogen fosforilase sehingga dilepaskan glukosa-1-fosfat. Selanjutnya,

glukosa-1-fosfat diubah menjadi glukosa-6-fosfat oleh enzim

fosfoglukomutase. Langkah terakhir adalah defosforilasi glukosa-6-fosfat

oleh pengaruh enzim glukosa-6-fosfatase sehingga terbentuk glukosa.

Gambar : proses glikogenolisis (Drs. Damin Sumardjo, 2009)

Proses Glikoneogenesis

Glikoneogenesis adalah biosintesis glukosa atau glikogen dari

senyawa-senyawa non karbohidrat, misalnya gliserol, asam laktat, atau asam

amino glikogenik.

Gliserol secara terus menerus diproduksi oleh jaringan adiposa.

Melalui beberapa tahap, gliserol yang terbentuk ini dapat diubah menjadi

glukosa atau glikogen, yang langkah-langkahnya ditunjukan oleh gambar

dibawah ini.

Gambar : proses glikoneogenesis dari gliserol(Drs. Damin Sumardjo, 2009)

C. Patofisologi penyakit Diabetes melitus

Diabetes mellitus adalah gangguan metabolisme yang dapat

disebabkan berbagai macam etiologi, disertai dengan adanya hiperglikemia

kronis akibat gangguan sekresi insulin atau gangguan kerja dari insulin, atau

keduanya. Istilah diabetes mellitus berasal dari bahasa Yunani yaitu diabetes

yang berarti “sypon” menunjukan pembentukan urine yang berlebihan, dan

mellitus berasal dari kata “meli” yang berarti madu.

Ada 4 jenis DM berdasarkan klasifikasi terbaru, yaitu :

1. DM type 1 : IDDM (Insulin Dependent Diabetes Mellitus)

Ditandai oleh penghancuran sel-sel beta pancreas, kombinasi faktor

genetik imonologi dan mungkin pula lingkungan (virus) diperkirakan turut

menimbulkan distraksi sel beta

2. DM type 2 NIDDM (Non Insulin Dependent Diabetes Mellitus)

Disebabkan oleh resistensi insulin dan gangguan sekresi insulin

3. DM type Spesifik Lain

Disebabkan oleh berbagai kelainan genetik spesifik (kerusakan genetik sel

beta pankreas dan kerja insulin). Penyakit pada pankreas, gangguan

endokrin lain, obat-obatan atau bahan kimia, infeksi (rubela kongenital

dan Cito Megalo Virus (CMV))

4. Diabetes Kehamilan

DM yang hanya muncul pada kehamilan. (Price, 2006)

Secara umum, Diabetes Mellitus mengalami defisiensi insulin,

menyebabkan glikogen meningkat, sehingga terjadi proses pemecahan gula

baru (glukoneugenesis) yang menyebabkan metabolisme lemak meningkat.

Kemudian terjadi proses pembentukan keton (ketogenesis). Terjadinya

peningkatan keton didalam plasma akan menyebabkan ketonurea (keton dalam

urin) dan kadar natrium menurun serta pH serum menurun yang menyebabkan

asidosis.

Defisiensi insulin menyebabkan penggunaan glukosa oleh sel menjadi

menurun, sehingga kadar gula dalam plasma tinggi (Hiperglikemia). Jika

hiperglikemia ini parah dan melebihi ambang ginjal maka akan timbul

Glukosuria. Glukosuria ini akan menyebabkan diuresis osmotik yang

meningkatkan pengeluaran kemih (poliuri) dan timbul rasa haus (polidipsi)

sehingga terjadi dehidrasi.

Glukosuria mengakibatkan keseimbangan kalori negatif sehingga

menimbulkan rasa lapar yang tinggi (polipagi).

Penggunaan glukosa oleh sel menurun mengakibatkan produksi

metabolisme energi menjadi menurun, sehingga tubuh menjadi lemah

Hiperglikemia dapat mempengaruhi pembuluh darah kecil, arteri kecil

sehingga suplai makanan dan oksigen ke perifer menjadi berkurang, yang akan

menyebabkan luka tidak cepat sembuh, karena suplai makanan dan oksigen

tidak adekuat akan menyebabkan terjadinya infeksi dan terjadinya gangguan.

Gangguan pembuluh darah akan menyebabkan aliran darah ke retina

menurun, sehingga suplai makanan dan oksigen ke retina berkurang,

akibatnya pandangan menjadi kabur

Salah satu akibat utama dari perubahan mikrovaskuler adalah

perubahan pada struktur dan fungsi ginjal, sehingga terjadi nefropati

Diabetes mempengaruhi syaraf-syaraf perifer, sistem syaraf otonom

dan sistem syaraf pusat sehingga mengakibatkan neuropati.

Komplikasi

Komplikasi jangka pendek (akut) yang sering terjadi : hipoglikemia

dan ketoasidosis. Komplikasi jangka panjang biasanya terjadi setelah tahun

ke-5, berupa : nefropati, neuropati, dan retinopati. Nefropati diabetik dijumpai

pada 1 diantara 3 penderita DM tipe 1.

D. Hubungan Metabolisme Karbohidrat dengan Penyakit Diabetes Melitus

Diabetes melitus dan metabolisme karbohidrat adalah dua mata rantai

yang tidak dapat dipisahkan. Keterkaitan antara metabolisme karbohidrat dan

diabetes melitus dijelaskan oleh keberadaan hormon insulin. Penderita

diabetes melitus mengalami kerusakan dalam produksi maupun sistem kerja

insulin, sedangkan insulin sangat dibutuhkan dalam melakukan regulasi

metabolisme karbohidrat. Akibatnya, penderita diabetes melitus akan

mengalami gangguan pada metabolisme karbohidrat.

Insulin adalah hormon yang bertugas untuk menjaga kadar gula atau

glukosa dalam darah. Setiap sel dalam tubuh membutuhkan suplai glukosa

yang berkesinambungan untuk diproses menjadi energi. Sel tidak bisa secara

langsung menyerap glukosa dari makanan. Ketika mengkonsumsi

karbohidrat, tubuh akan merubah karbohidrat menjadi glukosa. Kemudian

glukosa ini akan dibawa melalui aliran darah menuju sel-sel dalam tubuh.

Namun, karena molekul glukosa tidak bisa menembus dinding sel maka

diperlukan bantuan insulin untuk membuka sel-sel tubuh agar gula darah bisa

memasuki sel-sel untuk kemudian diubah menjadi energi dan menjaga

glukosa tetap berada dalam sel. Glukosa juga disimpan dalam hati dalam

bentuk glikogen kemudian diubah dalam jaringan adiposa menjadi lemak dan

trigliserida. Insulin memfasilitasi proses tersebut. Insulin akan meningkatkan

pengikatan glukosa oleh membran sel, meningkatkan level glikogen

(glikogenesis) di hati, mengurangi pemecahan glikogen (glikogenolisis) di

hati, meningkatkan sintesis asam lemak, menurunkan pemecahan asam lemak

menjadi badan keton, dan membantu penggabungan asam amino menjadi

protein.

Insulin disekresi sebagai respon atas meningkatnya konsentrasi

glukosa dalam plasma darah. Konsentrasi ambang untuk sekresi tersebut

adalah kadar glukosa pada saat puasa yaitu antara 80-100 mg/dL. Respon

maksimal diperoleh pada kadar glukosa yang berkisar dari 300-500 mg/dL.

Insulin yang disekresikan dialirkan melalui aliran darah ke seluruh tubuh.

Gula darah yang tinggi merangsang pankreas untuk menghasilkan insulin

dalam jumlah yang tinggi. Peningkatan rasio gula darah disebabkan karena

terjadi percepatan laju metabolisme glikogenolisis dan glukoneogenesis yang

terjadi pada hati. Jika hal ini berlangsung lama akan terjadi resistensi insulin,

yaitu menurunnya kerja pankreas dalam menghasilkan insulin.

Penderita dengan kadar gula yang sangat tinggi maka gula tersebut

akan dikeluarkan melalui urine. Gula disaring oleh glomerolus ginjal secara

terus menerus, tetapi kemudian akan dikembalikan ke dalam sistem aliran

darah melalui sistem reabsorpsi tubulus ginjal. Kapasitas ginjal mereabsorpsi

glukosa terbatas pada laju 350 mg/menit. Ketika kadar glukosa sangat tinggi,

filtrat glomerolus mengandung glukosa di atas batas ambang untuk

direabsorpsi. Akibatnya kelebihan glukosa tersebut dikeluarkan melalui urine.

Gejala ini disebut glikosuria, yang merupakan indikasi lain dari penyakit

diabetes mellitus. Glikosuria ini megakibatkan kehilangan kalori yang sangat

besar.

Seorang penderita diabetes dianjurkan untuk berolahraga. Olahraga

secara teratur sangat penting bagi penderita diabetes karena dapat mengontrol

kadar gula darah serta menurunkan berat badan dan tekanan darah. Olahraga

dapat membantu mengontrol kadar gula darah karena pada saat olahraga, sel-

sel di otot bekerja lebih keras sehingga lebih membutuhkan gula dan oksigen

untuk dibakar menjadi tenaga dibandingkan saat beristirahat. Olahraga juga

membantu kerja dari insulin karena gula dalam darah dialirkan ke dalam sel

otot untuk dirubah menjadi energi sehingga otomatis kadar gula didalam

darah akan menurun sehinga akan meringankan kerja dari insulin. Olahraga

yang dianjurkan untuk penderita diabetes adalah olahraga aerobic low impact

dan rithmis seperti senam, jogging, berenang dan naik sepeda.

Selain itu, salah satu pengobatan yang dapat dilakukan untuk penyakit

diabetes ini adalah terapi insulin. Terapi insulin pada DM, khususnya DM

tipe 2 dapat dimulai antara lain untuk pasien dengan kegagalan terapi oral,

kendali kadar glukosa darah yang buruk (A1c > 7,5 %) atau kadar glukosa

darah puasa > 250 mg/dl) 5. Novorapid merupakan tipe insulin yang bekerja

cepat (rapid acting), insulin ini memungkinkan penggantian insulin pada

waktu makan secara fisiologis karena mula kerjanya yang cepat, keuntungan

lainnya yaitu karena insulin ini dapat diberikan segera sebelum makan tanpa

mengganggu kontrol glukosa6.

BAB III

RANGKUMAN

Karbohidrat yang lazim dikenal sebagai gula, berdasarkan ukurannya

terbagi menjadi 4 kelas yang berbeda: monosakarida, disakarida, oligosakarida

dan polisakarida. Proses metabolisme karbohidrat secara garis besar terdiri dari

dua cakupan yakni reaksi pemecahan atau katabolisme dan reaksi pembentukan

atau anabolisme. Sementara itu, tahapan metabolisme sendiri terdiri atas beberapa

bagian yakni glikolisis, oksidasi piruvat ke asetil-KoA, glikogenesis,

glikogenolisis, hexose monophosphate shunt dan terakhir adalah

Glukoneogenesis.

Diabetes melitus merupakan suatu keadaan hiperglikemia yang bersifat

kronik yang dapat dipengaruhi oleh metabolisme karbohidrat, protein dan lemak.

DM secara umum terjadi karena adanya proses patogenesis. Ini bersamaan dengan

rusaknya autoimun pada sel beta di pankreas yang menyebabkan berkurangnya

produksi insulin hingga menjadi abnormal yang menghasilkan resistensi terhadap

kerja insulin. Dasar dari ketidaknormalan metabolisme karbohidrat, lemak dan

protein pada penderita diabetes melitus merupakan akibat dari berkurangnya kerja

insulin pada jaringan. Berkurangnya hasil kerja insulin adalah dari tidak cakupnya

sekresi insulin dan atau kurangnya respon jaringan terhadap insulin dalam jalur

kompleks kerja hormon.

DAFTAR PUSTAKA

1. Mortensen HB, et al. Multinational study in children and adolescents with

newly diagnosed type 1 diabetes: association of age, ketoacidosis,

HLA status, and autoantibodies on residual beta-cell function and

glycemic control 12 months after diagnosis. Pediatric Diabetes 2010:

11: 218–226.

2. Thomas RC, et al. Autoimmunity and the Pathogenesis of type 1 Diabetes.

McGill University Medical School, Montreal, Canada; 2010; 47(2):

51–71

3. Sumardjo, Damin. 2009. Pengantar Kimia : Buku Panduan Kuliah

Mahasiswa Kedokteran dan Program Strata 1 program bioeksakta.

Jakarga : EGC

4. Price, S.A. 2006. Patofisiologi: Konsep Klinis Proses-Proses Penyakit Ed. 6.

Jakarta: EGC

5. Rismayanthi, C, 2012, Terapi Insulin Sebagai Alternatif Pengobatan Bagi

Penderita Diabetes, Pendidikan kesehatan, Surakarta.

6. Katzung, Betram G, 2010, Farmakologi dasar dan Klinik, Edisi 10, EGC,

Jakarta.