PENGARUH PEMBERIAN SUKROSA TERHADAP AKTIVITAS
GLIKOGEN SINTASE DAN BERAT BADAN JANIN
TIKUS PUTIH Rattus norvegicus
TESIS
Oleh : ANA FAIZAH BP. : 1021212054
PROGRAM PASCASARJANA ILMU BIOMEDIK UNIVERSITAS ANDALAS
PROGRAM PASCASARJANA ILMU BIOMEDIK
FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS ANDALAS TESIS, MARET 2014
ANA FAIZAH
PENGARUH PEMBERIAN SUKROSA TERHADAP AKTIVITAS GLIKOGEN SINTASE DAN BERAT BADAN JANIN TIKUS PUTIH Rattus norvegicus vii + 83 halaman + 7 tabel + 18 Gambar + 11 lampiran
ABSTRAK
Perubahan metabolisme tubuh pada masa kehamilan bersifat anabolik, asupan dan nafsu makan meningkat, sedangkan aktivitas berkurang. Faktor kebiasaan orang Indonesia mengkonsumsi makanan dan minuman manis (sukrosa) akan cepat diserap dan diubah menjadi energi, serta disimpan di jaringan hati dan otot (glikogen). Proses glikogenesis melibatkan aktivitas glikogen sintase sebagai katalisator. Apabila proses penyimpanan tidak seimbang dengan penggunaan energi akan menyebabkan kenaikan berat badan yang berlebihan, sehingga dapat meningkatkan resiko persalinan terkait dengan peningkatan berat badan janin yang dipengaruhi kondisi ibu selama hamil. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian sukrosa terhadap aktivitas glikogen sintase dan berat badan janin tikus Rattus norvegicus.
Penelitian ini menggunakan metode post test only control group design,
dilakukan terhadap tikus Rattus norvegicus betina umur 2-3 bulan, berat 250-300 gram dan belum pernah hamil. Sampel terdiri dari 20 ekor tikus yang dibagi menjadi 4 kelompok yaitu : kelompok kontrol, kelompok P1, kelompok P2, dan kelompok P3. Selain kelompok kontrol, semua kelompok tikus diberi sukrosa yang dilarutkan dengan 10 ml aquabides melalui sonde dengan dosis masing-masing kelompok : 400, 600, 800 mg/kgBB/hari selama 18 hari masa kehamilan. Variabel dalam penelitian ini yaitu sukrosa, aktivitas glikogen sintase dan berat badan janin. Aktivitas glikogen sintase dalam satuan pg/ml diukur dengan metode ELISA menggunakan spektrofotometer, sedangkan berat badan janin tikus diukur menggunakan neraca analitik digital dalam satuan gram.
Hasil penelitian menunjukkan aktivitas glikogen sintase pada kelompok kontrol yaitu 79,21 pg/ml, pada P1 terjadi peningkatan 125,55 pg/ml, sedangkan P2 terjadi penurunan 90,14 pg/ml, namun pada P3 kembali pada aktivitas enzim 77,27 pg/ml. Rerata berat badan janin tikus pada kelompok kontrol 2,79 gram, pada P1 terjadi peningkatan 3,61 gram, pada P2 juga terjadi peningkatan 4,21 gram, dan P3 juga terjadi peningkatan 4,61 gram. Analisis data dengan one way ANOVA terhadap aktivitas glikogen sintase dan berat badan janin tikus menunjukkan kedua data tersebut terdistribusi normal dan masing-masing nilai p < 0,001 berarti ada perbedaan yang bermakna antara kelompok kontrol dengan kelompok perlakuan.
Dapat disimpulkan ada pengaruh pemberian sukrosa terhadap aktivitas glikogen sintase dan berat badan janin tikus Rattus norvegicus.
BIOMEDICAL SCIENCE OF POST GRADUATE PROGRAM MEDICAL FACULTY OF ANDALAS UNIVERSITY
THESIS, DECEMBER 2013 ANA FAIZAH
THE INFLUENCE OF GIVING SUCROSE TO THE GLYCOGEN SYNTHASE ACTIVITY AND WEIGHT OF FETUS Rattus norvegicus
vii + 83 pages + 7 tables + 18 pictures + 11 appendix
ABSTRACT
Body metabolism changes in the age of pregnancy have an anabolic characteristic, which is intake and meal desire are increase, but less activities. It is necessary to fulfill needs, increasing mother energy savings as preparation for birth and lactate, and also for supporting fetus growth. Beside that there are some factors from Indonesian habit consumes sweet drinks and meals (sucrose) which are absorbed rapidly and changed into energy and it will be saved in liver and muscles (glycogen), in the process of glycogenesis involve glycogen syntase activities as a catalyst. If a storage process is imbalance with the utilizing of energy, will be caused increasing weight, and it may increase the birth risk, which fetus weight gain is influence by mother’s condition in the pregnant period. The aim of this research is to knows the influence of giving glycogen synthase activity and weight of fetus Rattus norvegicus.
This research used post test only control group design method, conduct toward female Rattus norvegicus at age 2-3 month, 250-300 grams weigth and never been pregnant before. Samples are 20 rats that devide into 4 groups there are: control group, 1st treatment group (P1), 2nd treatment group (P2), and third treatment group (P3). In addition to control group, all of rat groups are given sucrose with dosage: 400, 600, and 400 mg/200 kg weight/day in each group.
The result of analysis data with one way ANOVA toward glycogen synthase activity and rat fetus weight, where are both data distributed normally and the p values are 0.000 each, it means that there are meaning differences between control group with treatment groups. According to the result of analysis data of glycogen synthase activity with Bonferroni’s statistical test (Post Hoc Test) shows meaning differences between control group with P1. It found between P1 within P2 and P3 groups by value p < 0.05. Instead the result of analysis data of rat fetus weigth with Bonferroni’s statistical test (Post Hoc Test) also shows meaning differences between control group with the treatment groups (P1, P2 dan P3). It also found between P1 with P2 and P3 groups by value p < 0.05.
It can be concluded that there is influence of sucrose to the glycogen synthase activity and weigth of fetus Rattus norvegicus.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang masalah
Kehamilan didefinisikan sebagai keadaan yang diawali oleh tahap
konsepsi, yaitu bersatunya sel ovum dan spermatozoa, yang terjadi setelah
proses ovulasi atau runtuhnya ovum dari folikel di dalam ovarium (Hamilton,
1995). Selanjutnya pada dua minggu pertama akan terbentuk zygot (individu
baru) sebagai sel pertama yang dihasilkan dari konsepsi yang akan terus
berkembang, sehingga pada minggu ke-tiga sampai ke-enam akan berkembang
menjadi embrio, dan sesudah minggu ke-enam mulai disebut janin atau fetus
(Sadler, 1995). Secara fisiologis kehamilan mulai dari tahap ovulasi hingga
partus akan berlangsung selama 280 hari (40 minggu) dan tidak lebih dari 300
hari (43 minggu) (Bobak, 2004).
Selama masa kehamilan, tubuh ibu akan membutuhkan nutrisi yang lebih
banyak dibanding dengan kondisi sebelum hamil untuk memenuhi kebutuhan
bagi pertumbuhan dan perkembangan janin serta pendukungnya antara lain:
plasenta, uterus, membran, cairan dan pasokan darah ibu untuk janin. Pada
dasarnya diet harian yang disarankan selama kehamilan adalah diet yang
bervariasi meliputi sayur dan buah segar, susu, makanan dengan kandungan
protein nabati (seperti: kacang kedelai) dan protein hewani (seperti: daging, ikan
dan telur), beberapa lemak (seperti margarine, minyak atau lemak mentega),
serta sekitar dua liter cairan per hari. Sehingga peningkatan berat badan ibu dan
Berdasarkan AKG (Angka Kecukupan Gizi) Indonesia tahun 2004,
untuk ibu hamil trimester 1 dihitung setara dengan kebutuhan energi wanita
dalam kondisi tidak hamil ditambah 180 Kkal, sedangkan pada ibu hamil
trimester 2 dan trimester 3 dihitung setara dengan kebutuhan energi wanita tidak
hamil ditambah 300 Kkal. Kalori tambahan dapat diperoleh dari makanan yang
kaya akan kalsium, protein dan zat besi. Adapun penambahan kalori dalam diet
ibu hamil tidak disarankan diet tinggi kalori yang kurang mengandung gizi
seperti keripik kentang, cake, kue kering, permen, minuman bersoda dan
minuman tinggi kalori yang dapat meningkatkan berat badan ibu selama
kehamilan dan dapat mengganggu pertumbuhan dan perkembangan janin
(Simkin, 2007).
Faktor yang mempengaruhi pertambahan berat badan pada masa
kehamilan dan berat janin antara lain: makanan ibu sebelum dan selama
kehamilan, usia ibu, urutan kelahiran, paritas, jenis kelamin janin, gaya hidup
merokok, konsumsi alkohol, kejadian anemia kronis pada ibu (Coad, 2006).
Adapun faktor penyebab atau etiologi primer dari peningkatan berat badan
selama masa kehamilan yaitu konsumsi makanan dan minuman tinggi kalori.
Hal ini diperkuat dengan pemikiran yang berkembang di masyarakat awam
bahwa masa kehamilan berarti bahwa ibu hamil hendaknya mengkonsumsi
makanan sekitar dua porsi dari sebelum hamil mengingat ibu hamil adalah untuk
memelihara dan mempertahankan kehidupan dua orang yaitu ibu dan janin yang
ada dalam rahimnya, sehingga ibu hamil cenderung tidak membatasi asupan
energi sebagaimana yang telah dianjurkan (Moore, 1993).
Peningkatan berat badan ibu pada saat hamil secara berlebihan ini
berlebihan, dimana hal ini terkait dengan faktor kebiasaan orang Indonesia
mengkonsumsi makanan yang manis atau tinggi kalori, salah satunya dengan
penggunaan gula tambahan pada makanan atau minuman yang dikonsumsi.
Menurut data Riset Kesehatan Dasar (RISKESDAS) yang dilakukan oleh
Kementerian Kesehatan Republik Indonesia pada tahun 2007, diperoleh data
bahwa kebiasaan mengkonsumsi makanan manis pada populasi orang Indonesia
diatas usia 10 tahun mencapai 65,2% (PERKI dan PERDOSSI, 2010).
Kenaikan berat badan yang berlebihan pada masa kehamilan hingga
lebih dari 3 kilogram tiap bulan akibat konsumsi makan tinggi kalori yang
berlebihan akan mengacu pada kondisi obesitas dalam kehamilan. Adapun salah
satu kriteria obesitas pada masa kehamilan dan kenaikan berat badan setiap
minggu selama kehamilan, ditentukan berdasarkan indeks massa tubuh (Body
Mass Index) yang direkomendasikan Institute of Medicine: Nutrition during
Pregnancy Washington DC menyatakan bahwa kategori obesitas pada masa
kehamilan yaitu apabila BMI > 29,0 kg/m2 (Moore, 1993).
Penelitian yang dilakukan Hayes, seorang ahli biokimia di McMaster
University di Hamilton Ontario yang juga melibatkan beberapa ahli biokimia
lainnya menunjukkan bahwa dari 300.000 kelahiran di Kanada setiap tahunnya,
sekitar 23 persen ibu hamil yang obesitas mengalami sejumlah komplikasi pada
proses kelahiran. Selain itu bayi yang dilahirkan oleh ibu dengan obesitas
cenderung berisiko menderita penyakit kardiovaskular, obesitas, hipertensi,
diabetes tipe 2 dan masalah pada jantung di kemudian hari. Hal tersebut
mungkin disebabkan kurangnya suplai oksigen ke janin selama dalam
kandungan akibat perkembangan pembuluh darah di plasenta yang terganggu
Hasil suatu penelitian menunjukan bahwa ibu hamil dengan kelebihan
berat badan memiliki resiko lebih tinggi akan terjadinya gangguan kehamilan
spesifik seperti preeklamsia dan diabetes gestasional. Penelitian oleh Rice
Sebastian, Illanes, dan Mitchell1 (2000), hampir 30% jumlah kasus diabetes
gestasional yang dalam institusinya dalam rentang waktu antara tahun 1995
hingga 1999 terkait dengan kelebihan berat badan pada ibu hamil. Secara
keseluruhan menunjukkan bahwa ibu hamil dengan kasus kelebihan berat badan
memiliki angka kejadian preeklamsia sebesar 14±25% dan angka kejadian
diabetes gestasional sebesar 6±14% (Rice et al., 2012).
Hasil penelitian menunjukkan seberapa besarnya angka Sectio caesaria
pada wanita dengan obesitas (15-25%) dibandingkan dengan wanita yang
memiliki berat badan normal (4,8%). Mayoritas penelitian yang ada melaporkan
bahwa peningkatan angka Sectio caesaria terutama dikarenakan makrosomia
atau bayi besar dengan angka wanita obesitas lebih dari 30% (Wibowo, 2012).
Gula tambahan merupakan gula yang diperoleh dari bahan makanan dan
melalui proses kimiawi, dan ditambahkan dalam proses pembuatan suatu produk
makanan. Gula jenis ini dikenal dengan istilah added sugar atau WHO
menggunakan istilah free sugar, yang didefinisikan sebagai semua jenis
monosakarida dan disakarida (termasuk sukrosa) yang ditambahkan ke dalam
makanan yang diolah, dimasak, dan dikonsumsi termasuk gula alami yang
terbuat dari madu, sirup dan jus buah. The American Heart Association
merekomendasikan pembatasan free sugar intake 100 kalori per-hari untuk
wanita (atau setara dengan 6 sendok teh per-hari dan 150 kalori per-hari untuk
Sukrosa (C12H22O11) merupakan suatu disakarida yang dibentuk dari
monomer-monomernya yang berupa unit glukosa dan fruktosa yang terhubung
melalui ikatan glikosida. Penambahan sukrosa dalam makanan berfungsi
sebagai sumber karbon. Sukrosa atau gula dapur diperoleh dari gula tebu atau
gula bit, dan juga terdapat pada tumbuhan lain seperti buah nanas dan dalam
wortel. Hidrolisis sukrosa akan memecah ikatan glikosida, dan mengubah
sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa dikatalis oleh enzim sukrose, yang juga
disebut invertase karena hidrolisis mengubah aktifitas optik dari putaran ke
kanan menjadi ke kiri (Stryer, 1995).
Pada tahun 1950, pertama kali dilakukan penelitian efek pemberian diet
tinggi sukrosa pada tikus. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tikus menderita
sindrom metabolik, yang meliputi hiperglikemia, resistensi insulin,
hiperlipidemia, hipertensi, obesitas dan hiperurikemia. Akan tetapi hasil
penelitian selanjutnya menunjukkan bahwa kelainan tersebut ternyata bukan
disebabkan oleh sukrosa melainkan disebabkan oleh efek metabolisme fruktosa.
Fakta-fakta menunjukkan bahwa sukrosa dan fruktosa mempunyai efek
neuropsikiatrik. Gula dapat menimbulkan efek adiksi seperti additive drug pada
umumnya. Tikus yang diberi karbohidrat memperlihatkan sugar craving,
keadaan tersebut disebabkan gula berikatan dengan reseptor dopamin dan
opioid, terekspresinya mRNA enkefalin, disertai pelepasan dopamin dan
asetilkolin pada nukleus akumben (Johnson, et al., 2009). Penelitian lain
menyebutkan bahwa pemberian sukrosa terbukti dapat menurunkan nyeri dalam
non-famakologis pain management pada neonatus yang dilakukan prosedur
Diet tinggi sukrosa pada kehamilan dapat meningkatkan resiko
komplikasi maternal yang dapat membahayakan nyawa ibu dan janin. Pada
dasarnya, gula merupakan salah satu jenis karbohidrat diperlukan tubuh manusia
sebagai sumber energi. Dengan strukturnya yang sederhana, gula dapat cepat
dimetabolisme tubuh untuk menghasilkan energi dibandingkan sumber
karbohidrat lain. Energi yang berasal dari gula tiap gram adalah 4 kkal (Johnson,
et al., 2009).
Salah satu faktor yang dapat menyebabkan terjadinya peningkatan berat
badan selama kehamilan adalah banyak mengkonsumsi gula tambahan yang
terdapat dalam makanan atau minuman. Makanan atau minuman manis saat
dikonsumsi, akan diserap dengan cepat ke dalam pembuluh darah, sehingga
meningkatkan kadar hormon insulin. Selanjutnya, hormon insulin ini akan
bekerja menarik gula dan lemak dari darah untuk disimpan di jaringan sebagai
cadangan dalam bentuk glikogen dalam hati dan jaringan otot, dimana dalam
proses glikogenesis (atau proses sintesis glikogen dari glukosa) akan melibatkan
enzim glikogen sintase. Proses penyimpanan ini jika tidak seimbang dengan
pengeluaran energi akan menyebabkan terjadinya kenaikan berat badan yang
dapat menjurus menjadi obesitas (Linder, 2006).
Metabolisme glukosa dalam kehamilan menunjukkan adanya perubahan
kadar glukosa darah yang berubah-ubah selama masa kehamilan dimana kadar
glukosa darah pada waktu puasa akan lebih rendah, adanya kenaikan nilai
post-prandial memanjang dimana hal ini dikaitkan dengan masa pengosongan
lambung yang lebih lama, serta adanya kondisi dimana kehamilan merupakan
Pembentukan glikogen dari glukosa, baik di dalam hati maupun dalam
otot dapat berlangsung karena adanya uridin di-fosfat glukosa yang dapat
dibentuk dari reaksi uridin tri-fosfat dengan glukosa 1-fosfat. Sedangkan
kebalikan dari glikogenesis yaitu glikogenolisis, artinya reaksi pemecahan
molekul glikogen menjadi molekul glukosa. Glikogen yang terdapat dalam hati
dan otot dapat dipecah menjadi molekul glukosa 1-fosfat melalui suatu proses
yang disebut fosforilasi, yaitu reaksi dengan melibatkan asam fosfat dengan
bantuan enzim fosforilase sebagai katalisator pada reaksi glikogenolisis
(Poedjiadi, 1994). Glukosa 1-fosfat yang dihasilkan oleh penguraian glikogen
dalam otot dapat diubah menjadi glukosa 6-fosfat untuk digunakan lebih lanjut
dalam proses glikolisis. Akan tetapi karena di dalam sel otot tidak terdapat
enzim fosfatase maka glukosa 6-fosfat tidak dapat diubah menjadi glukosa, yang
selanjutnya akan menjadi cadangan glikogen di dalam jaringan otot yang apabila
terus menerus menumpuk akan menimbulkan manifestasi berupa peningkatan
massa otot yang menimbulkan peningkatan berat badan (Linder, 2006).
Sumber energi yang digunakan selama perkembangan janin adalah
glukosa, sedangkan sintesis lemak dan protein yang terjadi relatif sedikit yang
ditunjukkan melalui reaksi oksidasi lipid maupun asam amino. Selama gestasi
akhir, glikogen yang disimpan di dalam hati relatif banyak, dimana mekanisme
untuk memobilisasi glukosa dari glikogen hati ini akan diaktifkan setelah janin
dilahirkan. Dalam hal ini didukung adanya mekanisme enzim yang
memungkinkan oksidasi asam amino maupun lemak. Glukoneogenesis dan
glikogenolisis membutuhkan pengaktifan dan pengembangan enzim hati saat
Intake free sugar pada ibu hamil, dalam hal ini sukrosa, akan
meningkatkan kadar glukosa dalam darah, yang selanjutnya akan mempercepat
proses glikolisis untuk diubah menjadi energi yang dibutuhkan tubuh selama
kehamilan. Adanya mekanisme dan peran insulin dalam mempertahankan
glukosa darah dalam batas normal, maka glukosa akibat intake sukrosa
berlebihan akan disimpan di hati dan jaringan otot sebagai cadangan energi
melalui proses glikogenesis. Dimana proses glikogenesis ini akan mengubah
glukosa menjadi glikogen dengan perantara enzim glikogen sintase sebagai
katalisator. Glikogen hati berperan sebagai cadangan energi selama puasa,
sehingga tubuh akan tetap bisa beraktifitas (Mayasari, 2012).
Berdasarkan uraian latar belakang diatas penulis tertarik untuk
mengetahui pengaruh pemberian sukrosa pada masa kehamilan dengan
menggunakan parameter yang berkaitan dengan proses sintesis glikogen dari
molekul glukosa yakni enzim glikogen sintase pada serum darah tikus putih
betina Rattus norvegicus dalam keadaan hamil, serta pengaruhnya terhadap
berat badan janin.
1.2 Rumusan masalah
1.2.1Apakah ada pengaruh pemberian sukrosa terhadap aktivitas glikogen sintase pada tikus putih betina Rattus norvegicus ?
1.3 Tujuan penelitian
1.3.1Tujuan umum penelitian
Mengetahui pengaruh pemberian sukrosa terhadap aktivitas glikogen
sintase dan berat badan janin tikus putih betina Rattus norvegicus.
1.3.2Tujuan khusus penelitian
1) Untuk mengetahui pengaruh pemberian sukrosa terhadap aktivitas glikogen
sintase pada tikus putih betina Rattus norvegicus.
2) Untuk mengetahui pengaruh pemberian sukrosa terhadap berat badan janin
tikus putih betina Rattus norvegicus.
1.4 Manfaat penelitian
Dengan adanya temuan bahwa adanya pengaruh pemberian sukrosa
terhadap aktivitas glikogen sintase dan berat badan janin tikus putih betina
Rattus norvegicus, maka penelitian ini dapat memberikan kontribusi pada ranah
akademik, selain itu pada penelitian lanjutan, dan bagi masyarakat terutama
kepada ibu hamil.
1.4.1Akademik
Sebagai bahan kajian dan pengembangan ilmu untuk mengetahui
pengaruh sukrosa terhadap berat badan janin melalui proses glikolisis dan
1.4.2Klinik
Sebagai bahan pertimbangan dalam pemeriksaan aktivitas glikogen
sintase pada ibu hamil dengan kondisi peningkatan berat badan dan berat badan
janin lebih dari normal selama masa kehamilan, terutama pada ibu hamil dengan
konsumsi sukrosa yang berlebihan.
1.4.3Masyarakat
Memberikan informasi kesehatan kepada masyarakat, terutama kepada
ibu hamil sehubungan dengan pengaruh konsumsi tinggi sukrosa pada masa
kehamilan terhadap berat badan janin, sehingga konsumsi sukrosa pada masa
