Laporan Praktikum Hari/ tanggal : Kamis/ 19 Mei 2016
Biokimia Umum Waktu : 12.00 – 14.30 WIB.
PJP : Puspa Puspita J, S.Si, M.Sc. Asisten : 1. Eldi Ramdhani
2. Annisa Dhiya A.K 3. Sabighoh Zanjabila 4. M. Maftuchin Sholeh
PENENTUAN KADAR GLUKOSA DALAM DARAH
Kelompok 3
Sutisno B04150042
Resti Indana B04150052
Nais Nashiatul K B04150187
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN (FKH) INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PENDAHULUAN
Gula darah merupakan istilah yang mengacu kepada tingkat glukosa yang ada di dalam darah. Glukosa dibentuk dari senyawa-senyawa glukogenik yang mengalami glukogenesis. Glukoneogenesis memenuhi kebutuhan akan glukosa pada saat karbohidrat tidak tersedia dalam jumlah yang cukup dalam makanan. Pasokan glukosa yang terus menerus diperlukan sebagai sumber energy, khususnya bagi sistem saraf dan eritrosit. Glukosa juga diperlukan di dalam jaringan adipose sebagai sumber gliseralida-gliserol dan glukosa juga mempunyai peran dalam mempertahankan kadar intermediet pada siklus asam sitrat di seluruh jaringan tubuh. Glukosa juga merupakan satu-satunya bahan bakar yang memasok energi bagi otot rangka pada keadaan anaerob (Murray 2006).
Spektrofotometri merupakan metode analisis yang didasarkan pada absorpsi radiasi elektromagnet. Cahaya terdiri dari radiasi gelombang dengan panjang berlainan akan menimbulkan cahaya yang berlainan sedangkan campuran cahaya dengan panjang-panjang ini akan menyusun cahaya putih. Cahaya putih meliputi seluruh spektrum nampak yaitu terdapat pada 400-760 mm. Spektrofotometer ini hanya terjadi bila adanya perpindahan elektron dari tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Perpindahan elektron tidak diikuti oleh perubahan arah spin, hal ini dikenal dengan sebutan tereksitasi singlet. Prinsip kerja spektrofotometri berdasarkan Hukum Lambert-Beer, bila cahaya monokromatik melalui suatu media, maka sebagian cahaya disebut diserap, sebagian dipantulkan, dan sebagian diteruskan (Sabrina 2012).
Proses mempertahankan kadar glukosa yang stabil di dalam darah merupakan salah satu mekanisme hemeostatis dan juga menjadi salah satu mekanisme di hepar, jaringan ekstrahepatik, serta beberapa hormon. Hormon yang mengatur kadar glukosa darah ialah insulin dan glukagon. Insulin merupakan suatu hormon anabolik yang merangsang sintesis komponen makromolekuler sel dan mengakibatkan terjadinya pengimpanan glukosa. Glukagon merupakan suatu katabolik yang membatasi sintesis makromolekuler dan menyebabkan terjadinya pengeluaran glukosa yang disimpan (Wirahadikusumah 1985). Peningkatan glukosa dalam sirkulasi mengakibatkan peningkatan konsentrasi glukosa dalam sirkulasi mengakibatkan peningkatan sekresi insulin serta pengurangan glukagon dan sebaliknya (Winarno 1984).
Diabetes melitus merupakan suatu keadaan yang disebabkan oleh gagalnya pengaturan gula darah. Diabetes melitus merupakan penyakit kronik yang disebabkan oleh ketidakmampuan organ pankreas untuk memproduksi hormon insulin dalam jumlah yang cukup, tubuh tidak dapat menggunakan insulin yang telah dihasilkan oleh pankreas secara efektif, ataupun dapat disebabkan oleh gabungan dari kedua hal tersebut. Penderita diabetes melitus yang tidak terkontrol akan terjadi peningkatan kadar glukosa darah yang disebut hiperglikemia. Hiperglikemia yang berlangsung dalam waktu lama akan menyebabkan kerusakan serius pada sistem tubuh, terutama pada saraf dan pembuluh darah (Dawn 2000).
Tipe diabetes melitus (DM) secara umum terbagi menjadi tiga jenis di antaranya DM tipe 1, DM tipe 2, dan diabetes gestasional. DM tipe 1 disebabkan oleh kurangnya produksi insulin oleh pankreas. DM tipe 2 disebabkan oleh resistensi insulin sehingga penggunaan insulin oleh tubuh menjadi tidak efektif. Diabetes gestasional merupakan hiperglikemia yang pertama kali ditemukan saat kehamilan. Keadaan yang mana kadar glukosa darah yang lebih tinggi dari nilai normal, namun belum cukup tinggi untuk didiagnosis sebgai diabetes melitus disebut dengan pradiabetes. Toleransi glukosa terganggu (TGT) dan glukosa darah puasa terganggu (GDPT) termasuk dalam keadaan pradiabetes. Keadaan pradiabetes ini akan meningkatkan risiko seseorang untuk menderita DM tipe 2, penyakit jantung atau stroke (Nogrady 1992). Tujuan dari percobaan ini adalah mahasiswa mampu menentukan kadar gula pereduksi (glukosa) dalam darah dengan metode spektofotometri, mampu melakukan pemisahan/isolasi suatu makromolekul polisakarida dalam jaringan hewan, dan mampu mengamati perbedaan hidrolisis glikogen oleh enzim dan oleh asam mineral.
METODE PRAKTIKUM
Tempat dan Waktu Praktikum
Percobaan dilakukan di laboratorium pendidikan Biokimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. Waktu pelaksanaan praktikum pada hari Kamis, 19 Mei 2016, pukul 12.00-14.30 WIB.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan pada praktikum ialah gelas piala, pipet volumetrik, pipet tetes, tabung reaksi, rak tabung reaksi, penangas air, stopwatch, kertas saring, corong, penjepit tabung reaksi, tabung Folin Wu, dan labu Erlenmeyer. Bahan-bahan yang digunakan ialah darah, akuades, Na-wolframat 10%, H2SO4
0.67 N, kupritartrat, dan fosfomolibdat.
Prosedur Percobaan
Penentuan Kadar Glukosa dalam darah. Sebanyak 1 mL darah dipipet ke dalam Erlenmeyer kecil. Selanjutnya, ditambahkan tetes demi tetes 7 mL akuades, 1 mL Na-wolframat 10%, dan 1 mL H2SO4 0.67 N. Kemudian, dicampur
diencerkan dengan 7 mL akuades. Setelah itu, setiap tabung ditambahkan 1 mL fosfomolibdat dan dibaca intensitasnya pada panjang gelombang 660 nm.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Metode Folin-Wu dikenalkan pertama kali oleh Folin dan Wu pada tahun 1919 (Berkman 2002). Metode ini merupakan metode yang digunakan untuk membuat filtrat darah bebas protein dengan pengendapan protein oleh pembentukan asam tungstat. Endapan terjadi akibat adanya kombinasi anion asam dengan bentuk kationik dari protein. Metode ini memiliki beberapa keuntungan, antara lain hanya dibutuhkan dua pelarut, filtrat yang terbentuk lebih netral, dan proses filtrasi lebih cepat (Suharso 2008).
Kupritartrat + glukosa Cu2O (endapan)
Cu2O (endapan) + fosfomolibdat oksida Mo (biru tua)
Gambar 1 Reaksi yang terjadi pada metode Follin Wu
Pada praktikum ini, 1 mL darah dipipet ke dalam erlenmeyer, kemudian ditambahkan 7 tetes akuades, 1 mL Na-wolframat 10%, dan 1 mL H2SO4 0,67 N
(tetes demi tetes). Penambahan akuades ditujukan untuk mengencerkan darah sehingga albumin dalam darah larut dalam akuades. Albumin merupakan protein yang dapat larut dalam air serta dapat terkoagulasi oleh panas. Albumin terdapat dalam serum darah dan putih telur (Poedjiadi 1994). Penambahan Na-wolframat bertujuan untuk mengendapkan albumin yang terlarut dalam air. H2SO4 berfungsi
sebagai katalisator untuk mempercepat reaksi pengendapan albumin oleh Na-wolframat dan menciptakan suasana asam karena reaksi dengan fosfomolibdat terjadi pada suasana asam.
Larutan yang telah dibuat didiamkan selama 10 menit agar terjadi endapan albumin secara sempurna, sehingga ketika endapan tersebut dipisahkan dengan kertas saring akan memisah dengan sempurna. Penambahan larutan kupritartrat pada percobaan ini ditujukan untuk membentuk warna biru ketika ditambahkan pereaksi fosfomolibdat, karena larutan ini mengandung asam laktat dan ion Cu2+
(Uetake et al.2006).
Tabel 1 Penentuan kadar glukosa darah
Sampel A terukur A terkoreksi Kadar Glukosa Darah (mg/dL)
Blanko 0.021 - 1.74
Standar 0.961 0.94 0.8
Sampel 1 0.111 0.09 9.24
Sampel 2 0.408 0.38 33.96
Contoh perhitungan:
A terkoreksi = A terukur – A blanko = 0.111 – 0.021 = 0.09
=
[
0.9610.111]
x 0.1 mg/mL x 8 =[0.1155] x 0.8 mg/mL= 0.0924 mg/mL = 9.24 mg/dL
Ketiga tabung reaksi dipanaskan dengan air mendidih selama 8 menit tepat. Pemanasan berfungsi menambah laju reaksi oleh kupritartrat. Spektroskopi merupakan metode pengukuran yang didasarkan pada interaksi antara cahaya dengan materi. Bila materi disinari kemungkinan cahaya akan diserap dan dipancarkan kembali dengan panjang gelombang yang sama atau berbeda.
Spektroskopi sering digunakan untuk mengidentifikasi suatu unsur dan senyawa, melalui pemancaran dan penyerapan sebuah spektrum. Suatu alat untuk merekam spektrum disebut spektrometer. Penentuan struktur senyawa mengunakan metode spektroskopi berdasarkan panjang gelombangnya. Perubahan warna dan intensitas warnanya diamati dengan spektronik-20 pada panjang gelombang 660 nm. Pengamatan dengan spektronik-20 menggunakan prinsip hukum Lambert Beer. Faktor yang mempengaruhi adalah konsentrasi larutan dan bentuk wadah. Bagian sinar yang diserap akan tergantung pada berapa banyak molekul yang berinteraksi dengan sinar. Jika zat warna tersebut berupa larutan pekat maka akan diperoleh absorbansi yang sangat tinggi karena ada banyak molekul yang berinteraksi dengam sinar. Akan tetapi, dalam larutan yang sangat encer, sangat sulit untuk melihat warnanya. Absorbansinya sangat rendah. Bentuk wadah yang semakin panjang akan mempengaruhi panjang larutan sehingga sinar akan lebih banyak diserap karena sinar berinteraksi dengan lebih banyak molekul (Murray 2003).
Sampel darah yang digunakan pada percobaan (Tabel 1) ialah darah yang berasal dari darah sapi. Kadar glukosa darah normal pada ternak ruminansia bervariasi, yaitu antara 40-60 mg/dL dan 35-55 mg/dL. Berdasarkan hasil yang diperoleh kadar glukosa darah pada sampel 1 adalah 18.5 mg/dL dan sampel 2 adalah 18.6 mg/dL. Menunjukkan kadar glukosa darah berada dalam kondisi dibawah kadar glukosa normal. Hal ini kemungkinan saat pengambilan darah sapi dalam kondisi sebelum memakan pakan sehingga belum mendapatkan glukosa dari hasil pakannya. Skema pencernaan karbohidrat secara normal dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2 Skema pencernaan karbohidrat secara normal
darah merah. Darah manusia normal mengandung glukosa dalam jumlah atau konsentrasi yang tetap, yaitu antara 70-100 mg tiap 100 mL darah. Glukosa darah ini dapat bertambah setelah kita makan makanan sumber karbohidrat, namun setelah kira-kira 2 jam setelah makan, jumlah darah akan kembali seperti semula. Pada orang yang menderita diabetes melitus, jumlah glukosa darah lebih besar dari 130 mg/100 mL darah. Agar dapat berfungsi secara optimal, tubuh hendaknya dapat mempertahankan konsentrasi darah gula (dalam bentuk glukosa) dalam batas-batas tertentu, yaitu 70-120 mg/mL dalam keadaan puasa. Bila gula darah naik di atas 170 mg/100mL, gula akan dikeluarkan melalui urine. Sebaliknya bila gula darah turun hingga 40-50 mg/mL, kita akan merasa gugup, pusing, lemas dan lapar (Lestari et al. 2013).
Gula darah terlalu tinggi disebut hiperglikemia dan bila terlalu rendah disebut hipoglikemia. Hiperglikemia dalam jangka panjang dapat menyebabkan masalah-masalah kesehatan yang berkepanjangan pula yang berkaitan dengan diabetes, termasuk kerusakan pada mata, ginjal, dan saraf (Rahmawati et al. 2009). Beberapa macam hormon terlibat dalam pengaturan darah ini, salah satunya hormon insulin. Tingkat gula darah dalam tubuh diatur oleh pankreas dengan cara memproduksi hormon insulin. Insulin bertanggung jawab untuk mengontrol kadar gula dalam darah dan juga untuk memproses karbohidrat, lemak, dan protein menjadi energi yang diperlukan tubuh manusia (Bawono 2008).
Gambar 3 Skema perjalanan karbohidrat kondisi DM
Proses sintesis glikogen dari glukosa disebut glikogenesis, Secara garis besar proses pembentukan glikogen sebagai berikut. Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa, dengan bantuan enzim glukokinase dan mendapat tambahan energi dari ATP dan fosfat. Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa- 1-fosfat. Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat) dikatalisis oleh uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat (PPi). Tahap terakhir terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor satu dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru dengan tambahan satu unit glukosa (Hawab 2005).
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Penentuan kadar glukosa dalam darah dilakukan dengan menggunakan metode spektrofotometri. Pengamatan dengan menggunakan spektronik-20 dengan panjang gelombang 660 nm dan menggunakan prinsip Hukum Lambert Beer. Hasil pengamatan kadar glukosa dalam darah ayam adalah sampel 1 yaitu 18.5 mg/dL dan sampel 2 yaitu 18.6 mg/dL, sedangkan berdasarkan literatur Kadar glukosa darah normal pada ternak ruminansia bervariasi, yaitu antara 40-60 mg/dL dan 35-55 mg/dL. Hal ini menunjukkan adanya penambahan glukosa sebelum darah diambil untuk di uji kadarnya.
Saran
DAFTAR PUSTAKA
Adnan M, Mulyati T, Isworo J. 2013. Hubungan indeks massa tubuh dengan kadar gula darah penderita diabetes mellitus tipe 2 rawat jalan di rumah sakit tugurejo semarang. Jurnal Gizi Universitas Muhammadiyah Semarang. 2 (1): 18-19.
Bawono M. 2008. Kontrol hormon insulin dan glukagon dalam perubahan metabolisme selama latihan. Jurnal Pelangi Universitas Negeri Surabaya. 2 (2): 2-4.
Berkman B. 2002. Dasar-Dasar Kimiawi dan Biologis Biokimia. Jakarta (ID): EGC.
Dawn BM. 2000. Biokimia Kedokteran Dasar: Dasar-Dasar Kimiawi dan Biologis Biokimia. Jakarta (ID): EGC.
Hawab H. 2005. Pengantar Biokimia. Malang (ID): Bayu Media.
Lestari D, Purwanto D, Kaligis S. 2013. Gambaran kadar glukosa darah puasa pada mahasiswa angkatan 2011 fakultas kedokteran universitas samratulangi dengan indeks massa tubuh 18,5- 22,9 kg/m2. Jurnal
e-Biomedik. 1 (2): 991-994.
Munadi, Ardinata D. 2008. Perubahan kadar glukosa darah penderita diabetes mellitus tipe 2 yang terkontrol setelah mengonsumsi kurma. Majalah Kedokteran Nusantara. 41 (1): 30.
Murray. 2003. Harper Biochemistry. Jakarta (ID): EGC.
Nogrady T. 1992. Kimia Medisinal Jilid ke-2. Bandung (ID): ITB Press. Poedjiadi, A. 1994. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta (ID): UI Press.
Rahmawati, Setiarini A, Sudikno. 2009. Pengaruh status gizi terhadap kejadian hiperglikemia pada pegawai negeri sipil: studi kasus kota depok tahun 2009. Jurnal Gizi Indonesia. 32 (1): 63-65.
Sabrina A. 2012. Perbandingan metode spektrofotometri UV-Vis dan KCKT (Kromatografi Cair Kinerja Tinggi) pada analisis kadar asam benzoat dan kafein dalam teh kemasan. [Skripsi]. Malang (ID): Universitas Negeri Malang.
Suarsana IN. 2010. Sintesis glikogen hati dan otot pada tikus diabetes yang diberi ekstrak tempe. Jurnal Veteriner. 11(3):190-195.
Suharso M. 2008. Enzim dalam Biokimia. Yogyakarta (ID): UGM Press.
Uetake K, Ishiwata, Abe T, Eguchi N, Tanaka Y. 2006. Hormonal and metabolic relation to restraint and human handling in growing-fattening steers. Jurnal Animal Science. 77 (3): 370-374.
