ABSTRAK
PENGARUH PEMBERIAN FRUKTOSA MURNI TERHADAP PENINGKATAN KADAR ASAM URAT SERUM
MENCIT JANTAN GALUR SWISS-WEBSTER
Steven Felim, 2014 ; Pembimbing I : Heddy Herdiman, dr., M.Kes Pembimbing II : Fenny, dr., Sp. PK, M.Kes
Penggunaan fruktosa sebagai pemanis makanan dan minuman kemasan semakin banyak digunakan dalam beberapa tahun terakhir ini. Fruktosa dapat menyebabkan hiperurisemia sehingga meningkatkan risiko gouty arthritis.
Tujuan penelitian adalah untuk menentukan berapa kadar minimal fruktosa yang dapat menyebabkan peningkatan kadar asam urat serum pada mencit.
Penelitian menggunakan metode prospektif eksperimental sungguhan dengan rancangan acak lengkap (RAL). Hewan coba 30 ekor mencit jantan galur Swiss-Webster dengan berat badan 20-30 g dibagi menjadi 5 kelompok (n=6). Kelompok A sebagai kontrol negatif dan kelompok perlakuan B-E masing-masing diberi fruktosa berturut-turut 0.142g/mL, 0.071g/mL, 0.035g/mL, dan 0.017g/mL. Induksi dilakukan dengan cara sonde oral sebanyak 1 mL per hari selama 14 hari berturut-turut kemudian pengambilan sampel pada hari ke-15.
Hasil uji statistik ANAVA satu arah menunjukkan peningkatan kadar asam urat serum yang berbeda sangat bermakna dengan signifikansi <0.01. Uji Tukey HSD menunjukkan hasil peningkatan kadar asam urat kelompok E berbeda tidak bermakna dibandingkan dengan kelompok D.
Dapat diambil simpulan bahwa pemberian fruktosa harian manusia pada mencit berisiko menyebabkan keadaan hiperurisemia dan perkiraan jumlah konsumsi fruktosa yang masih aman pada mencit berada dalam rentang 0.017g/mL – 0.035g/mL.
Kata kunci : fruktosa, asam urat, hiperurisemia
ABSTRACT
THE EFFECT OF PURE FRUCTOSE INDUCTION ON SERUM URIC ACID LEVEL ELEVATION IN MALE SWISS-WEBSTER MICE
Steven Felim, 2014 ; 1st Tutor : Heddy Herdiman, dr., M.Kes 2nd Tutor : Fenny, dr., Sp. PK, M.Kes
Over decades, fructose has been increasingly used as sweetener for food and beverages. Fructose could cause hyperuricemia state and increasing the risk of gouty arthritis.
This study was to determine how much fructose that could cause serum uric acid level elevation in mice.
Research used true experimental method with completely randomized design (CRD). Research conducted using 30 male Swiss-Webster mice at weight around 20-30 grams which is divided into 5 groups (n=6). Group A as negative control and group B-E were treated with fructose 0.142g/mL ; 0.071g/mL ; 0.035g/mL and 0.017g/mL. Induction was given orally 1 mL daily for 14 days then samples were taken the next day.
Statistical test using one-way ANOVA method showed highly significant difference result of mice serum uric acid level with significancy <0.01. Tukey HSD test showed elevation of serum uric acid level in group E was not significantly different compared to group D.
Research concludes human daily fructose consumption could cause hyperuricemia in mice. The amount of fructose that still safe to be consumed in mice is between 0.017g/mL to 0.035g/mL
Keywords : fructose, uric acid, hyperuricemia
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PERSETUJUAN... ii
SURAT PERNYATAAN... iii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... iv
ABSTRAK……….v
ABSTRACT………..………vi
KATA PENGANTAR……….vii
DAFTAR ISI ………ix
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1. 1 Latar Belakang... 1
1. 2 Identifikasi Masalah ... 3
1. 3 Maksud dan Tujuan ... 3
1. 4 Manfaat Karya Tulis Ilmiah ... 3
1. 4. 1. Manfaat Akademis ... 3
1. 4. 2. Manfaat Praktis ... 3
1. 5 Kerangka Pemikiran dan Hipotesis ... 4
1. 5. 1. Kerangka Pemikiran ... 4
1. 5. 2. Hipotesis ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 6
2. 1 Asam Urat ... 6
2. 1. 1. Definisi Asam Urat ... 6
2. 1. 2. Metabolisme Asam Urat ... 7
2. 2 Hiperurisemia ... 10
2. 2. 1. Definisi Hiperurisemia ... 10
2. 2. 2. Epidemiologi Hiperurisemia dan Gout ... 11
2. 2. 3. Patobiologi Hiperurisemia ... 11
2. 2. 4. Hubungan Hormon Seks dan Hiperurisemia... 15
2. 3 Fruktosa ... 15
2. 3. 1. Definisi Fruktosa ... 15
2. 3. 2. Struktur Fruktosa ... 16
2. 3. 3. Metabolisme Fruktosa ... 16
2. 3. 4. Fruktosa Alami dan Fruktosa Buatan ... 20
2. 3. 5. Sumber Asupan Fruktosa ... 21
2. 3. 6. Jumlah Konsumsi Fruktosa Harian ... 22
BAB III BAHAN DAN METODE PENELITIAN ... 24
3. 1. Alat dan Bahan Penelitian ... 24
3. 1. 1. Alat ... 24
3. 1. 2. Bahan... 24
3. 2. Metode Penelitian ... 24
3. 2. 1. Rancangan Penelitian ... 24
3. 2. 2. Lokasi dan Waktu Penelitian ... 25
3. 2. 3. Populasi dan Sampel Penelitian ... 26
3. 2. 4. Variabel dalam Penelitian ... 26
3. 2. 5. Prosedur Penelitian... 26
3. 2. 5. 1. Penggunaan Dosis ... 26
3. 2. 5. 2. Kontrol Perlakuan ... 27
3. 2. 5. 3. Prosedur Pemeriksaan Asam Urat Serum ... 27
3. 2. 6. Metode Analisis ... 28
3. 2. 7. Hipotesis Statistik... 28
3. 2. 8. Aspek Etik Penelitian ... 28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 30
4. 1. Hasil Penelitian ... 30
4. 1. 1. Kadar Asam Urat Serum Mencit ... 30
4. 1. 2. Analisa Statistik Kadar Asam Urat Serum Mencit Setelah Perlakuan .. 32
4. 2. Pembahasan ... 34
4. 3. Uji Hipotesis Statistik ... 36
4. 3. 1. Hal-hal yang Mendukung ... 37
4. 3. 2. Hal-hal yang Tidak Mendukung ... 37
4. 3. 3. Simpulan ... 37
BAB V SIMPULAN DAN SARAN ... 38
5.1. Simpulan ... 38
5.1.1. Simpulan Utama ... 38
5.1.2. Simpulan Tambahan... 38
5.2. Saran ... 38
DAFTAR PUSTAKA………..39
LAMPIRAN………...……….………43
RIWAYAT HIDUP ... ..52
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
2. 1. Contoh Kandungan Fruktosa Beberapa Buah yang Umum Dikonsumsi…...…21 2. 2. Komposisi Karbohidrat Dalam Beberapa Macam Pemanis………...……22 3. 1. Randomisasi dan Perlakuan Mencit Pada Setiap Kandang………25 4. 1. Kadar Asam Urat Serum Mencit Dalam (mg/dL)………...………....30 4. 2. Persentase Kenaikan Rerata Kadar Asam Urat Serum
Mencit Kelompok Perlakuan Dengan Kontrol Negatif………..31 4. 3. Statistik Kadar Asam Urat Serum Mencit Setelah Perlakuan…………...……..32 4. 4. Uji Tukey HSD Peningkatan Kadar Asam Urat Serum Mencit Terhadap
Masing-masing Perlakuan ………...……….………33
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1. Struktur basa purin………6
2. 2. Contoh derivat berbasis purin………...7
2. 3. Jalur sintesis de novo nukleosida purin………....8
2. 4. Jalur katabolisme asam urat……….9
2. 5. Jalur Salvage metabolisme asam urat………...…..10
2. 6. Metabolisme asam urat………...12
2. 7. Channel dan transporter pada epitel tubulus proksimal ginjal………...13
2. 8. Perbedaan sturktur glukosa dan fruktosa………....16
2. 9. Channel spesifik fruktosa dan glukosa pada enterosit intestinum………..17
2. 10. Skema metabolisme fruktosa dan glukosa dalam hepatosit………..18
2. 10. Metabolisme fruktosa menjadi asam urat………..19
4. 1. Grafik Rerata kadar asam urat serum………...………..32
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 LEMBAR PERSETUJUAN ETIK... 43
LAMPIRAN 2 TABEL STATISTIK ANAVA SATU ARAH ... 44
LAMPIRAN 3 DATA HASIL LABORATORIUM ... 47
LAMPIRAN 4 PERHITUNGAN DOSIS FRUKTOSA ... 48
LAMPIRAN 5 PERHITUNGAN PERSENTASE KENAIKAN KADAR ASAM URAT SERUM MENCIT ... 50
1 BAB I
PENDAHULUAN
1. 1 Latar Belakang
Fruktosa banyak dipakai untuk pemanis makanan selama beberapa puluh tahun terakhir. Fruktosa dalam bentuk sirup jagung tinggi fruktora (high fructose corn syrup) digunakan sebagai pemanis untuk minuman berkarbonasi (soft drinks), jus, minuman olahraga, corn flakes, permen, selai, es krim, crackers, produk susu, hingga pada obat batuk syrup (Gao, et al., 2007). Fruktosa mulai digunakan sebagai pengganti sukrosa untuk keperluan pemanis makanan dan roti sekitar tahun 1970. Saat itu fruktosa digunakan hampir di setiap makanan olahan, makanan kemasan, dan minuman. Sampai pada akhir tahun 1990, fruktosa dicurigai sebagai penyebab utama peningkatan angka kejadian penyakit diabetes dan gouty arthritis (Bray, 2007).
Penelitian mengungkapkan bahwa fruktosa memiliki berbagai macam efek metabolik, salah satunya adalah peningkatan produksi asam urat dalam tubuh. Fruktosa aman dikonsumsi apabila kadarnya 25 – 40 gram per hari (Sanchez-Lozada, et al., 2008). Berdasarkan hasil studi epidemiologi di Amerika, rata – rata konsumsi fruktosa manusia adalah 54.7 gram per hari, berada di atas batas konsumsi per hari (Vos, et al., 2008).
2
salah satunya adalah hiperurisemia yang dapat menyebabkan berbagai komplikasi kardiovaskuler (Sanchez-Lozada, et al., 2008).
Hiperurisemia merupakan salah satu penyakit yang banyak diderita oleh masyarakat. Komplikasi dari hiperurisemia adalah menumpuknya kristal monosodium urat di ginjal menyebabkan batu ginjal atau di sendi menyebabkan gouty arthritis (Pittman & Bross, 1999).
Rumah Sakit Pantai Indah Kapuk mengungkapkan data prevalensi hiperurisemia di Indonesia kira-kira 2,6-47,2%, sedangkan gouty arthtritis bervariasi antara 1-15,3%. Gouty arthtritis umumnya menyerang laki-laki (90%) usia dewasa muda sekitar 40 tahun, sedangkan pada wanita penyakit ini lebih banyak menyerang mereka yang telah mengalami menopause (Hidayat, 2012). Hal tersebut disebabkan efek uricosuric dari hormon estrogen pada wanita yang dapat meningkatkan ekskresi asam urat di ginjal (Vasuvedan, et al., 2005).
3
1. 2 Identifikasi Masalah
Berapa kadar fruktosa yang sudah dapat menyebabkan terjadinya peningkatan kadar asam urat serum pada mencit.
1. 3 Maksud dan Tujuan
Maksud dari penelitian untuk mengetahui kadar fruktosa yang dapat menimbulkan keadaan hiperurisemia pada mencit.
Tujuan dari penelitian untuk mengetahui kadar fruktosa yang masih aman untuk dikonsumsi yang belum menyebabkan keadaan hiperurisemia.
1. 4 Manfaat Karya Tulis Ilmiah
1. 4. 1. Manfaat Akademis
Untuk menambah ilmu pengetahuan dunia kedokteran mengenai efek fruktosa terhadap kejadian hiperurisemia.
1. 4. 2. Manfaat Praktis
4
1. 5 Kerangka Pemikiran dan Hipotesis
1. 5. 1. Kerangka Pemikiran
Fruktosa merupakan monosakarida yang memiliki struktur mirip dengan glukosa (C6H12O6) dengan gugus keton di gugus karbon C2. Fruktosa mengalami penyerapan di usus halus melalui saluran spesifik fruktosa GLUT5 yang terdapat pada ujung apikal enterosit kemudian berdifusi menuju sirkulasi porta melalui saluran GLUT2 pada ujung basolateral enterosit (Tappy & Le, 2010). Selanjutnya fruktosa disintesis di hepar menggunakan enzim fructokinase dan Adenosine Tri-Phosphate (ATP) melepaskan satu ikatan phosphate sehingga terbentuk fructose 1-phosphate dan Adenosine Di-Phosphate (ADP). ADP dapat melepas 1 ikatan fosfat menjadi Adenosine Mono-phosphate (AMP). AMP disintesis oleh Adenosine Deaminase (ADA) membentuk inosine mono phosphate (IMP) yang selanjutnya disintesis oleh purine nucleoside phosphorylase menjadi hypoxanthine, lalu dioksidasi oleh xanthine oxidase menjadi xanthine dan asam urat (Murray, Granner, Mayes, & Rodwell, 2006).
Hiperurisemia adalah suatu keadaan yang disebabkan pembentukan asam urat yang berlebihan dan/atau ketidakseimbangan ekskresi asam urat di ginjal (Yamamoto, 2008). Batas kadar asam urat serum pada laki-laki adalah 7 mg/dL dan wanita sebelum menopause adalah 5.8 mg/dL. Pada wanita post-menopause, batas kadar asam urat serum dapat mencapai 7.5 mg/dL (Devkota, 2014). Mencit dikatakan hiperurisemia bila kadar asam uratnya berada dalam rentang 1.7 – 3.0 mg/dL dengan kadar asam urat normal dalam rentang 0.5 – 1.4 mg/dL (Mazzali, et al., 2002).
5
1. 5. 2. Hipotesis
38 BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
5.1. Simpulan
5.1.1. Simpulan Utama
Kadar minimal fruktosa yang sudah dapat menyebabkan peningkatan kadar asam urat serum pada mencit berada pada rentang 0.017g/mL - 0.035g/mL.
5.1.2. Simpulan Tambahan
Pemberian fruktosa dapat menyebabkan peningkatan kadar asam urat serum pada mencit jantan.
5.2. Saran
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan dosis fruktosa yang lebih beragam dengan rentang dosis yang lebih luas.
Perlu dilakukan penelitian langsung pada manusia untuk menilai efek samping dan menentukan langsung kadar aman fruktosa bagi manusia. Perlu dilakukan juga penelitian untuk melihat apakah dengan pemberian
39
DAFTAR PUSTAKA
Ariyanti, R., Wahyuningtyas, N. & Wahyuni, A. S., 2007. PENGARUH PEMBERIAN INFUSA DAUN SALAM (Eugenia polyantha Wight) TERHADAP PENURUNAN KADAR ASAM URAT DARAH MENCIT PUTIH JANTAN YANG DIINDUKSI DENGAN POTASIUM OKSONAT. Pharmacon, 8(2), pp. 56-63.
Basseville, A. & Bates, S. E., 2011. Gout, genetics and ABC transporters. F1000 Biology Reports, 1 November, 3(23), pp. 23-30.
Bray, G. A., 2007. How Bad is Fructose. The American Journal of Clinical Nutrition, October, 86(4), pp. 895-896.
Chaplin, M. & Bucke, C., 2014. The large-scale use of enzymes in solution. In: Enzyme Technology. Cambridge: Cambridge University Press, pp. 146-154.
Devkota, B. P., 2014. Emedicine Medscape. [Online]
Available at: http://emedicine.medscape.com/article/2088516-overview [Accessed 28 January 2014].
Elliot, S. S. et al., 2002. Fructose, weight gain, and the insulin resistance syndrome. The American Journal of Clinical Nutrition, 8 April, 76(5), pp. 911-922.
Gao, X. et al., 2007. Intake of Added Sugar and Sugar-Sweetened Drink and Serum Uric Acid Concentration in US Men and Women. Journal of the American Heart Association, 25 June, Volume 50, pp. 306-312.
Guyton, A. C. & Hall, J. E., 2014. Human Physiology. 15th ed. New York: Elsevier. Hidayat, R., 2012. Berita: Penyakit Rematik Asam Urat (GOUT). [Online]
Available at: http://www.pikhospital.co.id/news/2012/10/08/17/penyakit-rematik-asam-urat-gout
40
Ishikawa, T., Aw, W. & Kaneko, K., 2013. Metabolic Interactions of Purine Derivatives with Human ABC Transporter ABCG2: Genetic Testing to Assess Gout Risk. Pharmaceuticals, 4 November, 6(11), pp. 1347-1360. Johnson, R. J. et al., 2013. Sugar, Uric Acid, and the Etiology of Diabetes.
Perspective in Diabetes, October, 62(10), pp. 3307-3315.
King, M. W., 2014. Purine Nucleotide Biosynthesis. [Online] Available at: http://themedicalbiochemistrypage.org/nucleotide-metabolism.php#purine
[Accessed 25 May 2014].
Marriott, B. P., Cole, N. & Lee, E., 2009. National Estimates of Dietary Fructose. The Journal of Nutrition, 29 April.
Mazzali, M. et al., 2002. Hyperuricemia induces a primary renal arteriolopathy in rats by a blood pressure-independent mechanism. American Journal of Physiology - Renal Physiology, 1 June, 282(6), pp. 991-997.
Miller, A. & Adeli, K., 2008. Dieatary Fructose and the Metabolic Syndrome. Wolters Kluwer Health, Volume 24, pp. 204-209.
Murray, R. K., Granner, D. K., Mayes, P. A. & Rodwell, V. W., 2006. Harper's Illustrated Biochemistry. 27th ed. New York City: McGraw-Hill Medical.
Nelson, D. L. & Cox, M. M., 2012. Lehninger Principles of Biochemistry. 4th ed. s.l.:W. H. Freeman Publishers.
Park, Y. K. & Yetley, E. A., 1993. Intakes and food sources of fructose in the United States. The American Journal of Clinical Nutrition, November, 58(5), pp. 737-747.
41
Qazi, Y. M. & Lohr, J. W. M., 2012. Hyperuricemia. [Online] Available at: http://emedicine.medscape.com/article/241767-overview#a0104 [Accessed 25th June 2014].
Sanchez-Lozada, L. G., Le, M. P., Segal, M. & Johnson, R. J., 2008. How safe is fructose for persons with or without diabetes?. The American Journal of Clinical Nutrition, November, 88(5), pp. 1189-1190.
Suprovych, A. A., Hurina, N. M. & Korpacheva-Zinych, O. V., 2011. Public Medicine : US National Library of Medicine National Institutes of Health. [Online]
Available at: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21516836 [Accessed 23 August 2013].
Tappy, L. & Le, K.-A., 2010. Metabolic Effects of Fructose and the Worldwide Increase in Obesity.
Terkeltaub, R., 2008. Goldman: Cecil Medicine. 23rd ed. Philadelphia: Saunders Elsevier.
Tortora, G. J. & Derrickson, B., 2012. Principles of Anatomy & Physiology. 13th ed. Chicago: Biological Science Textbooks, Inc.
Vasuvedan, H., Xiang, H. & McNeil, J. H., 2005. Differential regulation of insulin resistance and hypertension by sex hormones in fructose-fed male rats. American Journal of Physiology, 1 October, 289(4), pp. 1335-1342.
Vos, M. B. et al., 2008. Dietary Fructose Consumption Among US Children and Adults: The Third National Health and Nutrition Examination Survey. The Medscape Journal of Medicine, 9 July, 10(7), p. 160.
42
White, J. S., 2008. Straight talk about high-fructose corn syrup: what it is and what it. The American Journal of Clinical Nutrition, December, 88(6), pp. 1716-1721.
Wright, E. M. et al., 1994. Intestinal sugar transport. Volume 196, p. 197–212.
Yamamoto, 2008. Public Medicine : US National Library of Medicine National
Institutes of Health. [Online]
