1

GLUKOSA DAN METABOLISME KARBOHIDRAT

Kuliah ke-4 Kimia Klinik

2

Klasifikasi Karbohidrat

Karbohidrat tersusun dari polihidroksi aldehid atau keton, berupa monomer atau polimer dengan rumus umum (CH2O)nKlasifikasi karbohidrat berdasarkan jumlah unit monomernya :

Monosakarida Disakarida Polisakarida

3

4

5

6

Sifat Kimia Karbohidrat

Optis aktif Memiliki atom karbon kiral memiliki

stereoisomer Pereduksi dasar uji kualitatif dengan

reagen Benedict dan fehling Dapat membentuk basa schiff dengan

amin aromatik dasar uji kuantitatif karbohidrat

7

Manfaat karbohidrat Bagi Tubuh

Sumber energi (terutama glukosa) semua sistem dalam tubuh termasuk sistem syaraf, termasuk otak sangat tergantung pada kadar glukosa dalam cairan ekstraselular (ECF) untuk kebutuhan energinya, namun jaringan syaraf tidak dapat menyimpan glukosa kadar glukosa dalam ECF harus dipertahankan pada rentang kadar tertentu

8

Absorbsi Karbohidrat

9

Metabolisme karbohidrat Normal

10

11

Jalur Metabolisme Glukosa Untuk Pembentukan Energi

Jalur Metabolik

Substrat Produk Kegunaan

Glikolisis anaerob

glukosa Piruvat/laktat Energi (ATP)

glikogenesis glukosa glikogen Penyimpanan glukosa dalanm hati/otot

glikogenolisis glikogen Glukosa-6-fosfat

Mengambil kembali glukosa untuk meningkatkan gula darah (hati) atau memperoleh energi (otot)

Glukoneogenesis

Gliserol, laktat, as.amino

Glukosa Meningkatkan gula darah (hati)

TCA/ETC (electron transport chain)

piruvat Karbondioksida

Jalur posporilisasi oksidatif lipid dalam mitokondria untuk memperoleh energi

Oksidasi β-knoop

Asam lemak Asetil CoA/aseton/as. Asetoasetat/ as. Β hidroksibutirat

Dapat menyediakan keton sebagai sumber energi untuk otak

12

Faktor yang mempengaruhi level glukosa dalam tubuh

• Insulin, menurunkan kadar glukosa dalam darah dgn meningkatkan uptake glukosa ke otot dan sel lemak dan hati,menstimulasi glikogenesis dan lipogenesismenghambat pengeluaran glukosa hati ke sirkulasi darahDi hati, otot dan sel lemak meningkatkan sistesis protein

• Glukagon; Menstimulasi pemecahan glikogen hati, glukoneogenesis hati, lipolisis hati . Kadar glukosa darah dan asam lemak bebas dalam darah meningkat jika hormon ini dilepaskan.Pelepasan glukagon distimulasi oleh cortisol, asam amino, olahraga dan infeksi.

13

14

Faktor yang mempengaruhi level glukosa dalam tubuh

• Efinefrin (adrenalin), Menstimulasi pemecahan glikogen dan meningkatkan level glukosa darah, Menstimulasi pemecahan trigliserid dalam jaringan lemak

• Growth Hormone and Adrenocorticotropic Hormone (ACTH), Menghambat uptake glukosa oleh jaringan dan meningkatkan output glukosa dari hati (antagonis insulin), Menghambat lipogenesis dari KH dan menyebabkan pelepasan asam lemak bebas dari jaringan lemak. ACTH sama dengan growth hormoneKesimpulan Meningkatkan kadar glukosa darah.

15

Faktor yang mempengaruhi level glukosa dalam tubuh

• Hormon tiroid {Tiroksin (T4) dan triiodotyronin (T3)},meningkatkan absorpsi glukosa dari gastrointestinal dan menstimulasi glikogenolisis meningkatkan degradasi insulinKes kadar glukosa darah meningkat.

• Glucocorticoid, Menyebabkan katabolisme protein, deaminasi asam amino dan stimulasi glukoneogenesis dari aa, Menghambat metabolisme glukosa dalam jaringan perifer. Meningkatkan kadar glukosa darah

16

Gangguan Metabolisme Karbohidrat

Hipoglikemia HiperglikemiaKadar glukosa puasa (semalaman) : 70-110 mg/dL atau 3,9-6 mmol/LKadar glukosa tidak puasa :70-150 mg/dL atau 3,9-8,3 mmol/L

17

Penyebab Hipoglikemia

18

Definisi DM

Kumpulan gangguan metabolik yang ditandai dengan hiperglisemia, berhubungan dengan metabolisme karbohidrat, lemak dan protein yang abnormal, dan menyebabkan komplikasi kronis termasuk mikrovaskular, makrovaskular dan neuropati.

19

Klasifikasi Diabetes berdasarkan Etiologi

Tipe 1 (destruksi sel β, biasanya mengarah pada defisensi insulin absolut ) Autoimun Idiophatic

Tipe 2 ( bisa terutama resistensi terhadap insulin disertai defisiensi relatif insulin , ataupun kurangnya sekresi insulin yang disertai ataupun tidak resistensi terhadap insulin

Diabetes gestasional Tipe lain yang spesifik

Berkurangnya fungsi sel β karena genetik Berkurangnya aksi insulin karena genetik Penyakit pankreas Endocrinopathies Disebabkan obat/zat kimia Infeksi Kelainan genetik lainnya

20

Diagnosis

Keluhan klasik DM berupa: poliuria, polidipsia, polifagia, dan penurunan berat badan yang tidak dapat dijelaskan sebabnya

Keluhan lain dapat berupa: lemah badan, kesemutan, gatal-gatal, mata kabur dan disfungsi ereksi pada pria serta pruritus vulvae pada wanita

21

Insulin deficiency

Increased glucose production and decreased glucose uptakeHyperglicemia

Glycosuria

Osmotic diuresis

Hyperosmolarity and dehydration

Hypotension

Na + and K+ loss

Increased lipolysis

ketonemia

ketonuria

Metabolic acidosis

Death

PATHOPHYSIOLOGY OF INSULIN DEFICIENCY

22

23

24

Faktor risiko

1. Usia ≥ 45 tahun2. Usia lebih muda, terutama dengan IMT > 23kg/m2 yang

disertai dengan faktor risiko: Riwayat keluarga (contohnya orang tua atau saudara yang

menderita diabetes) Kebiasaan tidak aktif Adanya riwayat toleransi glukosa terganggu (TGT) atau

glukosa darah puasa terganggu (GDPT) sebelumnya Hipertensi (≥ 140/90 mmHg pada dewasa) Kolesterol HDL ≤ 35 mg/dl dan atau trigliserida ≥ 250

mg/dl Riwayat diabetes melitus pada kehamilan (DM gestasional)

atau melahirkan bayi dengan berat badan > 4000 gram Menderita polycystic ovarial syndrome (PCOS) atau

keadaan klinis lain terkait dengan resistensi insulin. Memiliki riwayat penyakit kardiovaskular

25

26

DM gestasional

Diagnosis berdasarkan hasil pemeriksaan TTGO dilakukan dengan memberikan beban 75 g glukosa setelah berpuasa 8 – 14 jam. Kemudian dilakukan pemeriksaan glukosa darah puasa, 1 jam dan 2 jam setelah beban.

DMG ditegakkan apabila ditemukan hasil pemeriksaan glukosa darah puasa ≥ 95 mg/dL, 1 jam setelah beban ≥ 180 mg/dL dan 2 jam setelah beban ≥ 155 mg/dL. Apabila hanya dapat dilakukan 1 kali pemeriksaan glukosa

darah maka lakukan pemeriksaan glukosa darah 2 jam setelah pembebanan, bila didapatkan hasil glukosa darah ≥ 155 mg/dL, sudah dapat didiagnosis sebagai DMG.

27

METODE ANALISIS

Metode yang dipilih harus memiliki batas deteksi serendah mungkin, karena umumnya konsentrasi senyawa gula sangat kecil, misalnya galaktosa dan fruktosa dalam plasma, dan seringkali diperlukan cara yang cepat untuk menentukan kadar gula tertentu, misalnya glukosa dalam darah.

28

Kategori Metode Analisis

Metode penentuan kadar glukosa dalam plasma, urin dan CSF (cerebrospinal fluid) dapat dikelompokkan menjadi 3 kategori.

Metode Reduktometri Metode Furfural Metode Enzimatik

29

Metode Reduktometri

Berdasarkan sifat glukosa yang merupakan senyawa pereduksi

1. Metode ion ferisianat : K3Fe[CN]61. Metode Hagedorn-Jensen (1923)2. Metode Hoffman (1937)3. Metode Folin (1928)

2. Metode ion iodomerkurat1. Metode Baudoin-Lewin (1927)

3. Metode ion kupri1. Metode Folin-Wu (1920)2. Metode Nelson-Somogyi (1944)3. Metode Brown (1961)

4. Penyidikan glukosa dalam urin

30

Metode Furfural

Berdasarkan sifat glukosa yang dapat membentuk basa schiff dengan amin aromatik

1)Metode antron (Dreywood, 1946)2)Metode anilin (Lorentz, 1963)3)Metode o-toluidin (Hultman, 195

31

Metode Enzimatik

1)Metode Glukosa Oksidase (GOD)2)Metode Glukosa Dehidrogenase

(GDH), Banaush, 19753)Metode Heksokinase (HEX),

Schmidt, 1961

32

33

34

35Obat Efek terhadap nilai serum glukosa

Metode tes laboratorium

asetaminofen Meningkat Glukose oxidase

Asam askorbat Menurun Glukose oxidase

Kafein Meningkat Glukose oxidase

Dextran 40 Meningkat O-toluidin

L-dopa Menurun Glukose oxidase

Gentisic acid Menurun Hexokinase

Iproniazid Menurun Glukose oxidase

Isoniazid Meningkat Glukose oxidase

Metildopa Menurun Glukose oxidase

Oxyphenbutazone

Menurun Glukose oxidase

Rifampin Meningkat Hexokinase

Salicylamide Meningkat Hexokinase , Glukose oxidase

Tetrasiklin Menurun Glukose oxidase

Tolazamide Menurun Glukose oxidase

Tabel 1. Obat-obatan yang menginterfensi hasil tes lab terhadap kadar glukosa

36

Glukosa dalam Plasma

Konsentrasi glukosa dalam plasma cenderung 10-15% lebih tinggi dari-pada di dalam darah total karena --untuk volume yang sama --eritrosit mengandung air lebih sedikit dibanding plasma darah. Dalam kondisi normal selisih tersebut tidak terlalu nampak, kecuali pada interpretasi hasil Uji Toleransi Glukosa (Glucose Tolerance Test, GTT).

37

Glukosa dalam urin

Biasanya diukur kuantitatif atau semi kuantitatif. Metode yang digunakan biasanya reaksi Benedict Tidak merupakan tolak ukur dalam diagnosa DM,

karena :- penyakit lain bisa menimbulkan glikosuria yaitu gangguan ginjal. - Substansi lain dapat ikut terukur berdasarkan reaksi benedict.- glukosa positif dalam urin bila kadar glukosa dalam darah > 175 mg/dL

38

39

Insulin

Pengukuran insulin dalam darah dapat digunakan untuk membedakan DM tipe 1 dan 2

Sulit dilakukan dibandingkan dengan kegunaannya dalam diagnosis.

Berbagai metode analisis memberikan hasil yang berbeda.

Spesimen yang dites dapat tercampur dengan insulin eksogen jika pasien menggunakan terapi insulin, antibodi terhadap insulin dapat mempengaruhi hasil pemeriksaan.

40

C-Peptida

Konsentrasi C-peptida merefleksikan produksi insulin endogen oleh pankreas, tidak dipengaruhi oleh kadar antibodi terhadap insulin

Insulin disimpan dalam pankreas dalam bentuk protein inaktif, proinsulin

Proinsulin dipecah menjadi insulin (aktif) dan C peptida (inaktif)

Tidak digunakan dalam diagnosis saat ini karena kurangnya standardisasi metode analisis

41

42

Autoantibodi

Autoantibodi terhadap marker pankreas, digunakan untuk diagnosis tipe 1 DM

Terdeteksi pada 70-80 % kasus DM tipe 1.

Glutamic acid decarboxylase autoantibodies pada 70-80 % kasus

Insulinoma -2- assosiated autoantibodies pada 60 % kasus

43

Tes untuk kontrol diabetes dan progres Penyakit

HbA1C Fruktosamin Keton Mikroalbuminemia

44

HbA1C

HbA1C : nilai tetap sesuai dengan waktu paruh eritrosit (8-10 minggu).

Dapat menunjukkan kepatuhan pasien terhadap terapi, efektif untuk mengontrol pasien DM.

45

Glikosilasi Non enzim

46

47

Metode untuk Pengukuran Hemoglobin terglikasi

48

49

50

HbA1C

51

HbA1C

52

HbA1C

53

HbA1C

54

55

56

Keton

Badan keton pada DM tidak terkontrol atau diet terlalu ketat Pemantauan benda keton dalam darah maupun dalam urin cukup

penting terutama pada penyandang DM tipe-2 yang terkendali buruk (kadar glukosa darah > 300 mg/dL). Pemeriksaan benda keton juga diperlukan pada penyandang diabetes yang sedang hamil.

Tes benda keton urin mengukur kadar asetoasetat, sementara benda keton yang penting adalah asam beta hidroksibutirat. Saat ini telah dapat dilakukan pemeriksaan kadar asam beta hidroksibutirat dalam darah secara langsung dengan menggunakan strip khusus. Kadar asam beta hidroksibutirat darah < 0,6 mmol/L dianggap normal, di atas 1,0 mmol/L disebut ketosis dan melebihi 3,0 mmol/L indikasi adanya KAD.

Pengukuran kadar glukosa darah dan benda keton secara mandiri, dapat mencegah terjadinya penyulit akut diabetes, khususnya KAD.

57

58

59

Keton

60

MIKROALBUMINEMIA

Pemeriksaan mikroalbuminemia dianjurkan 1 tahun sekali untuk memantau fungsi ginjal.

Mikroalbunemia akan menjadi makroalbuminemia yang menunjukkan gangguan pada ginjal

Mikroalbuminemia menunjukkan peningkatan permiabilitas glomerular nefron ginjal

61

62

MIKROALBUMINEMIA

63

Fruktosamin

Fruktosamin (protein terglikasi) : menunjukkan kadar glukosa 2-3 minggu sebelumnya

Fructosamine adalah komponen hasil reaksi antara fruktosa dan amina, atau gugus karbonil glukosa dengan amino protein.

Fructosamines dibentuk dari serum protein seperti albumin, disebut juga sebagai glycated serum protein (GSP)

Digunakan untuk mengukur konsentrasi glukosa dalam plasma.

64

Fruktosamin

Penggunaan Fruktosamin : Perubahan dalam diet atau terapi dalam waktu 6

minggu adanya gannguan /abnormalitas dalam pematangan sel darah merah

Kehilangan darah dalam waktu tidak terlalu lama, hemolytic anemia, atau hemoglobinopathy penyakit sickle-cell disease

kehamilan, karena perubahan hormon menyebabkan fluktuasi perubahan kadar glukosa dalam waktu yang lebih singkat.

65

Fruktosamin

Fruktosamin (μmol) HbA1C (%)

200 5

258 6

288 6,5

317 7

346 7,5

375 8

435 9

494 10

552 11

611 12

66

KRITERIA PENGENDALIAN DM

67

Untuk pasien berumur lebih dari 60 tahun dengan komplikasi, sasaran kendali kadar glukosa darah dapat lebih tinggi dari biasa (puasa 100-125 mg/dL, dan sesudah makan 145-180 mg/dL). Demikian pula kadar lipid, tekanan darah, dan lain-lain, mengacu pada batasan kriteria pengendalian sedang. Hal ini dilakukan mengingat sifat-sifat khusus pasien usia lanjut dan juga untuk mencegah kemungkinan timbulnya efek samping hipoglikemia dan interaksi obat.

68

69 STUDI KASUS

70

71