PENGUKURAN LAJU ABSORPSI GLUKOSA PADA MENCIT
Oleh :
Nama : Shinta Prabawati NIM : B1J014049
Rombongan : II Kelompok : 2
Asisten : Ristiandani Riana P.
LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI NUTRISI
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS BIOLOGI PURWOKERTO
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Karbohidrat adalah salah satu bahan makanan utama yang diperlukan oleh tubuh. Sebagian besar karbohidrat yang kita konsumsi terdapat dalam bentuk polisakarida yang tidak dapat diserap secara langsung. Karena itu, karbohidrat harus dipecah menjadi bentuk yang lebih sederhana untuk dapat diserap melalui mukosa saluran pencernaan (Sherwood, 2012). Karbohidrat yang dikonsumsi hewan pada umumnya cukup beragam dan keragaman konsumsi karbohidrat ini berkonsekuensi pada kecepatan dan kemampuan pencernaan hewan terhadap karbohidrat yang dikonsumsi. Perbedaan kemampuan dan kecepatan proses pencernaan karbohidrat ini akan berefek pada kecepatan absorpsi karbohidrat. Umumnya, karbohidrat yang dikonsumsi hewan akan dicerna menjadi komponen yang mudah diserap yaitu dalam bentuk monosakarida, biasanya glukosa.
Glukosa adalah karbohidrat terpenting bagi tubuh karena glukosa bertindak sebagai bahan bakar metabolik utama. Glukosa juga berfungsi sebagai prekursor untuk sintesis karbohidrat lain, misalnya glikogen, galaktosa, ribosa, dan deoksiribosa. Glukosa merupakan produk akhir terbanyak dari metabolisme karbohidrat. Sebagian besar karbohidrat diabsorpsi ke dalam darah dalam bentuk glukosa, sedangkan monosakarida lain seperti fruktosa dan galaktosa akan diubah menjadi glukosa di dalam hati. Karena itu, glukosa merupakan monosakarida terbanyak di dalam darah (Murray, Granner, dan Rodwell, 2009).
Selain berasal dari makanan, glukosa dalam darah juga berasal dari proses glukoneogenesis dan glikogenolisis (Kronenberg et al., 2008). Kadar glukosa darah diatur sedemikian rupa agar dapat memenuhi kebutuhan tubuh. Absorpsi glukosa oleh epitel intestine akan dengan segera ditransport memasuki peredaran darah. Oleh karena itu, perubahan kadar glukosa darah pada hewan setelah mengkonsumsi karbohidrat dapat digunakan sebagai parameter kecepatan absorpsi karbohidrat.
1.2 Tujuan
Tujuan praktikum ini adalah mengevaluasi kecepatan absorpsi gula pada mencit setelah mengkonsumsi karbohidrat.
II. MATERI DAN CARA KERJA
2.1 Materi
Bahan-bahan yang digunakan pada praktikum kali ini adalah mencit, larutan karbohidrat berupa pati, CMC, sukrosa, maltosa, dan glukosa, serta alkohol.
Alat-alat yang digunakan yaitu glukoDR dan kitnya, dan spuit berkanula.
2.2 Cara Kerja
1. Mencit yang akan digunakan untuk percobaan disiapkan, dengan cara dipuasakan selama beberapa jam sebelum percobaan.
2. Larutan glukosa, maltosa, sukrosa, pati dan CMC dibuat.
3. Lakukan pemberian larutan karbohidrat pada mencit menggunakan spuit berkanula sebanyak 1 ml melalui mulutnya.
4. Kadar gula darah diukur setelah 5,15,45 menit pemberian larutan karbohidrat. 5. Hasil dicatat.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Hasil
Tabel 3.1.1 Perbandingan Pemberian Larutan Karbohidrat
Kel
Larutan karbohidrat
Kadar Gula Darah (mg/dl)
5 menit 15 menit 45 menit
1 Pati 110 140 410 CMC 221 224 301 2 Sukrosa 191 76 125 Maltosa 195 119 154 3 Pati 300 429 216 Glukosa 112 144 52
3.2 Pembahasan
Hasil pemberian larutan karbohidrat berupa pati, CMC, sukrosa, maltosa dan glukosa pada mencit memberikan konsentrasi kadar gula darah yang berbeda setelah 5 menit, 15 menit dan 45 menit pemberian larutan karbohidrat. Kadar gula darah pada mencit untuk semua larutan karbohidrat diukur setelah 5 menit, 15 menit dan 45 menit pemberian larutan. Larutan pati pada kelompok 1 memiliki kadar gula darah masing-masing yaitu 110 mg/dl, 140 mg/dl dan 410 mg/dl, sedangkan pada kelompok 3 yaitu 300 mg/dl, 429 mg/dl, dan 216 mg/dl; pada larutan CMC dengan selisih waktu yang sama, kadar gula darah yang dihasilkan yaitu 221 mg/dl, 224 mg/dl, 301 mg/dl; kadar gula darah pada larutan sukrosa yaitu 191 mg/dl, 76 mg/dl, dan 125 mg/dl; kadar gula darah pada larutan maltosa yaitu 195 mg/dl, 119 mg/dl, dan 154 mg/dl; kadar gula darah pada larutan glukosa yaitu 112 mg/dl, 144 mg/dl, dan 52 mg/dl.
Laju penyerapan glukosa yang terkandung dalam pati dan CMC menghasilkan kadar gula darah yang semakin meningkat, hal ini dikarenakan pati merupakan jenis karbohidrat yang paling lambat diabsorbsi untuk menjadi glukosa karena pati merupakan jenis polisakarida. Kadar gula darah yang terukur pada mencit yang mengkonsumsi larutan sukrosa dan maltosa memiliki kadar gula yang tinggi pada awal pemberian, kemudian menurun, setelah itu meningkat kembali. Kadar gula darah yang terukur pada mencit yang mengkonsumsi larutan glukosa memiliki kadar yang tinggi pada awal pemberian, kemudian semakin meningkat, setelah itu kadar gula turun. Menurut Sediaoetama (1989), bahwa berdasarkan urutan, yang paling cepat di absorpsi adalah galaktosa, glukosa dan terakhir fruktosa. Semua jenis karbohidrat diserap dalam bentuk monosakarida, proses penyerapan ini terjadi di usus halus. Glukosa dan galaktosa memasuki aliran darah dengan jalan transfer aktif, sedangkan fruktosa dengan jalan difusi. Para ahli sepakat bahwa karbohidrat hanya dapat diserap dalam bentuk disakarida. Hal ini dibuktikan dengan dijumpainya maltosa, sukrosa dan laktosa dalam urine apabila mengkonsumsi gula dalam jumlah banyak. Akhimya berbagai jenis karbohidrat diubah menjadi glukosa sebelum diikut sertakan dalam proses metabolisme.
Laju penyerapan glukosa berdasarkan jumlah kompleksitas molekulnya, dari yang paling cepat diserap, hingga yang lambat diserap antara lain :
Glukosa, glukosa dijumpai di dalam aliran darah (disebut kadar gula darah) dan berfungsi sebagai penyedia energi bagi seluruh sel-sel dan jaringan tubuh. Pada keadaan fisiologis kadar gula darah sekitar 80-120 mg %. Kadar gula darah dapat meningkat melebihi normal disebut hiperglikemia, keadaan ini dijumpai pada penderita Diabetes Mellitus.
Fruktosa, disebut juga gula buah ataupun levulosa. Merupakan jenis sakarida yang paling manis, banyak dijumpai pada mahkota bunga, madu dan hasil hidrolisa dari gula tebu. Di dalam tubuh fruktosa didapat dari hasil pemecahan sukrosa.
Galaktosa, tidak dijumpai dalam bentuk bebas di alam, galaktosa yang ada di dalam tubuh merupakan hasil hidrolisa dari laktosa (Sediaoetama, 1989). b. Disakarida, merupakan gabungan antara 2 (dua) monosakarida, pada bahan
makanan, disakarida terdapat 3 jenis yaitu sukrosa, maltosa dan laktosa.
Sukrosa, mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Sumber dari tebu (100% mengandung sukrosa), bit, gula nira (50%), jam, jelly.
Maltosa, mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari dua molekul glukosa. Di dalam tubuh maltosa didapat dari hasil pemecahan amilum. Amilum terdiri dari 2 fraksi (dapat dipisahkan dengan air panas) yaitu Amilosa yang larut dengan air panas dan mempunyai struktur rantai lurus, Amilopektin yang tidak larut dengan air panas dan mempunyai sruktur rantai bercabang.
Laktosa, mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul galaktosa. Laktosa kurang larut di dalam air. Laktosa hanya terdapat pada susu (Sediaoetama, 1989).
c. Polisakarida
Merupakan senyawa karbohidrat kompleks, dapat mengandung lebih dari 60.000 molekul monosakarida yang tersusun membentuk rantai lurus ataupun bercabang. Polisakarida rasanya tawar (tidak manis), tidak seperti monosakarida dan disakarida. Jenis polisakarida yaitu amilum, dekstrin, glikogen dan selulosa.
Amilum (zat pati), Beberapa sifat pati adalah mempunyai rasa yang tidak manis, tidak larut dalam air dingin tetapi di dalam air panas dapat membentuk sol atau jel yang bersifat kental. Sifat kekentalannya ini dapat digunakan
untuk mengatur tekstur makanan, dan sifat jel nya dapat diubah oleh gula atau asam. Pati di dalam tanaman dapat merupakan energi cadangan; di dalam biji-bijian pati terdapat dalam bentuk granula. Penguraian tidak sempurna dari pati dapat menghasilkan dekstrin yaitu suatu bentuk oligosakarida. Molekulnya lebih sederhana jika dibandingkan dengan tepung dan bersifat mudah larut dalam air, mudah dicerna, sehingga baik untuk makanan bayi. Pati dapat dihidrolisis dengan enzim amylase. Pati terdiri dari amilosa dan amilopektin. Beras ketan amilosa (1- 2%), beras biasa amilosa > 2 %.
Dekstrin, merupakan zat antara dalam pemecahan amilum. Molekulnya lebih sederhana, lebih mudah larut di dalam air, denganjodium akan berubah menjadi wama merah.
Glikogen, terbentuk dari ikatan 1000 molekul, larut di dalam air (pati nabati tidak larut dalam air) dan bila bereaksi dengan iodium akan menghasilkan warna merah. Glikogen disimpan di dalam hati dan otot sebagai cadangan energi, yang sewaktu-waktu dapat diubah kembali menjadi glukosa bila dibutuhkan (Sediaoetama, 1989).
Selulosa dan hemiselulosa, merupakan serat-serat panjang yang bersama-sama hemiselulosa, pektin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman. Selulosa dengan amilosa berbeda pada ikatan glukosidanya. CMC (carboxymethil cellulose) merupakan salah satu contoh turunan selulosa yang digunakan pada pembuatan es krim untuk memperbaiki tekstur dan kristal laktosa sehingga lebih halus. Selain itu CMC digunakan pada Industri makanan untuk memperbaiki tekstur (Sediaoetama, 1989).
Polisakarida ini lebih sukar diuraikan dan mempunyai sifat-sifat yaitu memberi bentuk atau struktur pada tanaman, tidak larut dalam air dingin maupun air panas, tidak dapat dicerna oleh cairan pencernaan manusia sehingga tidak menghasilkan energi, tetapi dapat membantu melancarkan pencernaan makanan, dapat dipecah menjadi satuan-satuan glukosa oleh enzim dan mikroba tertentu. Ikatan-ikatan selulosa yang panjang dapat membentuk kapas atau serat rami. Selulosa dan hemiselulosa terdapat pada bagian-bagian yang keras dari biji kopi, kulit kacang, buah-buahan dan sayuran (Sediaoetama, 1989).
Pektin dan Gum, pektin dibentuk oleh satuan-satuan gula dan asam galakturonat dalam jumlah asam galakturonat yang lebih banyak. Pektin
biasanya terdapat di dalam buah-buahan dan sayur-sayuran terdapat di dalam dinding sel primer tanaman, di antara dinding sel dan sel tanaman, disela-sela selulosa dan hemiselulosa. Pektin sebagai perekat antara dinding sel yang satu dengan yang lainnya. Pektin larut dalam air terutama air panas, sedangkan dalam bentuk larutan pekat akan berbentuk pasta. Jika pektin di dalam larutan ditambahkan gula dan asam maka akan terbentuk jel, dan prinsip ini digunakan sebagai dasar pembuatan jeli dan selai. Pektin dan gum dapat ditambahkan ke dalam makanan sebagai pengikat atau penstabil (Sediaoetama, 1989).
Kecepatan pengangkutan glukosa ke dalam sel otot dan lemak sangat dipengaruhi oleh hormone insulin dan glucagon yang sebagian besar bertanggung jawab untuk pengaturan gula darah. Hormon insulin disintesis dan disekresikan oleh sel-sel β pulau Langerhans pankreas. Kadar insulin akan rendah selama periode puasa, dan meningkat dalam menanggapi kadar glukosa darah tinggi seperti setelah makan (Wallymahmed et al., 2013). Sekresi insulin ini berlangsung dalam dua rase, pada rase pertama kadar insulin melonjak tinggi seketika. Hal ini terjadi 10 menit sesudah kenaikan kadar gula darah, dan dimungkinkan karena ada simpanan insulin dalam granula. Kemudian terjadi rase ke dua yang bersifat lambat, berlangsung selama lebih dari 10 menit sampai 2 jam. Dalam jam pertama sesudah makan, gula darah meningkat sampai 160 mg%, dan kemudian menurun kembali, sehingga 2 jam sesudah makan kadar gula darah normal kembali, yakni 120 mg% (Fergus, 1995).
Insulin akan merangsang pengambilan glukosa oleh jaringan dan kemudian memecahnya menjadi energi, menyimpannya dalam bentuk glikogen dan mengubahnya menjadi lemak. Dengan proses tersebut diatas, kadar gula darah akan menurun dan kembali normal 2 sampai 2,5 jam sesudah makan. (Fergus, 1995). Hormon glukagon yang dihasilkan sel-sel β pankreas untuk merespon apabila kadar gula darah rendah, dan dihambat oleh level gula darah tinggi (Wallymahmed et al., 2013). Glukagon akan rnenstimulasi sintesis glukosa dari asam amino, rnenyebabkan terlepasnya glikogen dari hepar, yang akan rneninggikan kadar gula darah. Jadi, aktifitas hormon insulin dan glukagon berlawanan satu sama lain (Fergus, 1995).
Adanya insulin, kecepatan pengangkutan glukosa dapat meningkat sekitar sepuluh kali lipat. Ketika kadar glukosa dalam darah tinggi, maka insulin akan disekresikan oleh pankreas. Insulin akan merangsang sel otot dan lemak untuk
lebih permeabel terhadap glukosa. Insulin juga meningkatkan aktivitas enzim-enzim yang berperan dalam proses glikogenesis di otot dan hati (Guyton dan Hall, 2008).
Glukagon mempunyai efek yang berlawanan dengan insulin. Glukagon mempunyai dua fungsi utama, yaitu berperan dalam proses glikogenolisis dan gluconeogenesis. Glukagon mempunyai efek meningkatkan kadar glukosa dalam darah (Guyton dan Hall, 2008). Ada juga hormon lain yang dapat rnernbantu rneninggikan kadar gula darah, salah satu yang paling penting adalah epinefrin (adrenalin) yang merangsang pernbebasan glukosa dari glikogen. Hormon epinefrin ini akan disekresikan pada situasi dimana tubuh dalam keadaan stress ataupun dalarn keadaan bahaya. Peningkatannya akan menaikkan kadar gula darah (Sediaoetama, 1989).
Faktor-faktor yang mempengaruhi laju penyerapan gula di dalam tubuh antara lain:
a. Kompleksitas zat
Karbohidrat adalah salah satu bahan makanan utama yang diperlukan oleh tubuh. Sebagian besar karbohidrat yang dikonsumsi terdapat dalam bentuk polisakarida yang tidak dapat diserap secara langsung. Sehingga, karbohidrat harus dipecah menjadi bentuk yang lebih sederhana untuk dapat diserap melalui mukosa saluran pencernaan. Monosakarida akan lebih cepat diserap tubuh dibandingkan disakarida dan polisakarida (Sherwood, 2012).
b. Stres dan hormon
Stres fisik maupun neurogenik, akan merangsang pelepasan ACTH (adrenocorticotropic hormone) dari kelenjar hipofisis anterior. Selanjutnya, ACTH akan merangsang kelenjar adrenal untuk melepaskan hormon adrenokortikoid, yaitu kortisol. Hormon kortisol ini kemudian akan menyebabkan peningkatan kadar glukosa dalam darah (Guyton dan Hall, 2008). Hormon ini meningkatkan katabolisme asam amino di hati dan merangsang enzim-enzim kunci pada proses glukoneogenesis. Akibatnya, proses glukoneogenesis meningkat (Murray, Granner, dan Rodwell, 2009). Selain itu, stres juga merangsang kelenjar adrenal untuk menyekresikan epinefrin. Epinefrin menyebabkan glikogenolisis di hati dan otot dengan menstimulasi enzim fosforilase (Murray, Granner, dan Rodwell, 2009)
Aktivitas fisik mempengaruhi kadar glukosa dalam darah. Ketika aktivitas tubuh tinggi, penggunaan glukosa oleh otot akan ikut meningkat. Sintesis glukosa endogen akan ditingkatkan untuk menjaga agar kadar glukosa dalam darah tetap seimbang. Pada keadaan normal, keadaan homeostasis ini dapat dicapai oleh berbagai mekanisme dari sistem hormonal, saraf, dan regulasi glukosa (Kronenberg et al., 2008).
Ketika tubuh tidak dapat mengkompensasi kebutuhan glukosa yang tinggi akibat aktivitas fisik yang berlebihan, maka kadar glukosa tubuh akan menjadi terlalu rendah (hipoglikemia). Sebaliknya, jika kadar glukosa darah melebihi kemampuan tubuh untuk menyimpannya disertai dengan aktivitas fisik yang kurang, maka kadar glukosa darah menjadi lebih tinggi dari normal (hiperglikemia) (Kronenberg et al., 2008).
Mekanisme penyerapan gula terjadi ketika karbohidrat yang masuk ke saluran cerna akan dihidrolisis oleh enzim pencernaan. Ketika makanan dikunyah di dalam mulut, makanan tersebut bercampur dengan saliva yang mengandung enzim ptialin (α-amilase). Tepung (starch) akan dihidrolisis oleh enzim tersebut menjadi disakarida maltosa dan polimer glukosa kecil lainnya (Guyton dan Hall, 2008). Sesampainya di lambung, enzim ptialin menjadi tidak aktif akibat suasana lambung yang asam. Proses pencernaan ini akan dilanjutkan di usus halus yang merupakan muara dari sekresi pankreas. Sekresi pankreas mengandung α-amilase yang lebih poten daripada α-amilase saliva. Hampir semua karbohidrat telah diubah menjadi maltosa dan polimer glukosa kecil lainnya sebelum melewati duodenum atau jejunum bagian atas (Guyton dan Hall, 2008). Disakarida dan polimer glukosa kecil ini kemudian dihidrolisis oleh enzim monosakaridase yang terdapat pada vili enterosit usus halus. Proses ini terjadi ketika disakarida berkontak dengan enterosit usus halus dan menghasilkan monosakarida yang dapat diserap ke aliran darah (Guyton dan Hall, 2008). Kebanyakan karbohidrat dalam makanan akan diserap ke dalam aliran darah dalam bentuk monosakarida glukosa. Jenis gula lain akan diubah oleh hati menjadi glukosa (Murray, Granner, dan Rodwell, 2009).
Kadar glukosa darah yang meningkat selama periode perioperatif sebagai akibat dari respon neuroendokrin terhadap stres operasi. Glukosa yang tinggi dalam periode perioperatif pada pasien nondiabetes dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut yaitu kadar glukosa pra operasi, riwayat keluarga
diabetes, dan jumlah kehilangan darah, administrasi darah, durasi bedah, jumlah cairan, serta jenis kelamin (Tilak et al., 2013).
III. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan, maka dapat disimpulkan bahwa kecepatan absorpsi gula pada hewan setelah mengkonsumsi karbohidrat berbeda-beda. Hal ini tergantung pada larutan karbohidrat yang dikonsumsi. Karbohidrat yang paling cepat diabsorpsi yaitu glukosa, maltosa, sukrosa, CMC kemudian pati.
DAFTAR REFERENSI
Sediaoetama, A.D., 1989. Ilmu Gizi, Jakarta: Dian Rakyat.
Fergus M. Clydesdale. 1995. Food Nutrition and Health, The A VI Publishing Company Inc. WeStport, Connecticut
Guyton, A. C., & Hall, J. E. 2008. Buku Ajar Fisiologi kedokteran Edisi 11 (Irawati, Dian Ramadhani, Fara Indriyani, Frans Dany, Imam Nuryanto, Srie Sisca Prima Rianti, Titiek Resmisari & Y. Joko Suyono, Penerjemah). Jakarta: EGC.
Murray, R. K., Granner, D. K., & Rodwell, V. W. 2009. Biokimia Harper. 27 ed. Jakarta: Buku Kedokteran EGC.
Sherwood, Lauralee. 2012. Fisiologi Manusia dari Sel ke Sistem. Edisi 6. Jakarta. EGC.
Tilak, V., Catherine S., Alejandro F. C., & Manasee S. 2013. Factors Associated with Increases in Glucose Levels in the Perioperative Period in Non-Diabetic Patients. Open Journal of Anesthesiology, 3: 176-185.
Wallymahmed, M. 2013. Encouraging People With Diabetes To Get The Most From Blood Glucose Monitoring: Observing and Acting Upon Blood Glucose Patterns. Journal of Diabetes Nursing. 17(1), pp. 6-13.
