Kadar Glukosa Dalam Darah

Pendahuluan

Glukosa (suatu monosakarida), adalah salah satu karbohidrat terpenting yang digunakan sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan. Glukosa merupakan salah satu hasil selama fotosintesi dari awal bagi respirasi. Bentuk alami glukosa disebut juga dekstrosa, terutama dalam industri pangan. Glukosa

(C₆H₁₂O₆) memiliki berat molekul 180.18), termasuk dalam heksosa yaitu monosakarida yang mengandung enam atom karbon (Lehninger 1982).

Glukosa merupakan sumber tenaga yang terdapat di mana-mana dalam biologi. Hal itu terjadi karena glukosa dibentuk dari fomaldehida pada keadaan abiotik, sehingga akan mudah tersedia bagi sistem biokimia primitif. Hal yang lebih penting bagi organisme tingkat ata adalah kecenderungan glukosa dibandingkan dengan gula heksosa lainnya yang tidak mudah bereaksi secara nonspesifik dengan gugus amino suatu protein. Reaksi ini (glikosilasi) mereduksi atau bahkan merusak fungsi berbagai enzim (Lehninger 1982).

Gambar 1. Bentuk rantai D-Glukosa.

Glukosa dibentuk dari senyawa-senyawa glukogenik yang mengalami glukogenesis (Murray 2003). Glukoneogenesis memenuhi kebutuhan akan glukosa pada saat karbohidrat tidak tersedia dalam jumlah yang cukup dalam makanan. Pasokan glukosa yang terus menerus diperlukan sebagai sumber energi, khususnya bagi sistem saraf dan eritrosit Glukosa juga diperlukan di dalam jaringan adiposa sebagai sumber gliseralida-gliserol dan mungkin glukosa juga mempunyai peran di dalam mempertahankan kadar intermediet pada siklus asam sitrat di seluruh jaringan tubuh. Selain itu, glukosa merupakan satu-satunya bahan bakar yang memasok energi bagi otot rangka pada keadaan anaerob (Murray 2003).

Metode Folin-Wu diperkenalkan pertama kalioleh Folin dan Wu pada tahun 1919 (Berkman 1953). Metode ini merupakan metode yang digunakan untuk membuat filtrat darah bebas protein dengan pengendapan protein oleh pembentukan asam tungstat. Endapan terjadia kibat adanya kombinasi anion asam dengan bentuk kationik dari protein. Metodeini memiliki beberapa keuntungan, antara lain hanya dibutuhkan dua pelarut, filtrat yang terbentuk lebih netral, dan proses filtrasi lebih cepat (Haden 1923).

Kadar glukosa darah yang diketahui dapat membantu memprediksi metabolismeme yang mungkin terjadi dalam sel dengan kandungan gula yang tersedia. Jika kandungan glukosa dalam tubuh sangat berlebih maka glukosa tersebut akan mengalami reaksi katabolisme secara enzimatik untuk menghasilkan energi. Namun jika kandungan glukosa tersebut dibawah batas minimum,maka asam piruvat yang dihasilkan dari proses katabolisme bisa mengalami proses enzimatik secara anabolisme melalui glukoneogenesis untuk mensintesis glukosa dan  memenuhi kadar normal glukosa dalam darah ( salam serum atau plasma darah ) yaitu 65-110 mg/dL (3,6-6,1 mmol/L) (Murray 2003).

Spektrofotometri adalah salah satu cara yang dapat digunakan dalam penentuan kadar glukosa dalam darah. Spektrofotometri merupakan metode analisis yang didasarkan pada absorpsi radiasi elektromagnet. Cahaya terdiri dari radiasi terhadap gelombang dengan panjang berlainan akan menimbulkan cahaya yang berlainan sedangkan campuran cahaya yang berbeda panjang gelombangnya ini akan menyusun cahaya putih. Cahaya putih meliputi seluruh spektrum nampak 400-760 mm. Spektrofotometri terjadi bila terjadi perpindahan elektron dari tingkat energi yang rendah ketingkat energi yang lebih tinggi. Perpindahan elektron tidak diikutioleh perubahan arah spin, hal ini dikenal dengan sebutan tereksitasi singlet. Besar penyerapan cahaya (absorbansi) dari suatu kumpulan atom/molekul dinyatakan oleh Hukum Beer-Lambert. Hukum Lambert menyatakan bahwa proporsi berkas cahaya datang yang diserap oleh suatu bahan/medium tidak bergantung pada intensitas berkas cahaya yang datang. Hukum Lambert ini tentunya hanya berlaku jika di dalam bahan/medium tersebut tidak ada reaksi kimia ataupun proses fisis yang dapat dipicu atau diimbas oleh berkas cahaya datang tersebut (Sentrabd, 2007).

Tujuan

Praktikum ini bertujuan agar mahasiswa dapat menentukan kadar gula pereduksi (glukosa) dalam darah dengan metode spektrofotometri, melakukan pemisahan/isolasi suatu makromolekul polisakarida dalam jaringan hewan dan dapat membedakan perbedaan hidrolisis glikogen oleh enzim dan oleh asam mineral

Alat dan bahan

Praktikum dilakukan di laboratorium biokimia pada hari Senin tanggal 5 Desember 2011 pukul 13.00-16.00 WIB. Alat-alat yang digunakan pada praktikum ini yaitu tabung reaksi, pengaduk, pipet tetes, pipet volumetrik, corong plastik, kertas saring, dan gelas piala. Bahan yang digunakan dalam praktikum ini berupa darah, akuades, Na-wolframat 10%, H₂SO₄ 0.67 N, standar glukosa, larutan kupritatrat, dan fosfomolibdat.

Prosedur Percobaan

Penentuan kadar glukosa dalam darah dilakukan dengan berbagai percobaan. Percobaan pertama yaitu dengan 1 ml darah dimasukkan ke dalam erlenmeyer kecil dengan digunakan pipet volumetrik agar hasilnya lebih akurat. Kemudian ditambahkan 7 ml akuades, 1 ml Na-wolframat, dan 1 ml H₂SO₄ 0.67N (setetes demi tetes). Penambahan H₂SO₄ tersebut disertai dengan pengadukan secara perlahan tiap tetesnya. Setelah dicampur (hingga homogen), larutan dibiarkan selama 10 menit dan disaring dengan kertas saring untuk diambil filtratnya. Apabila filtrat yang didapat maka dilakukan penambahan H₂SO₄ lagi dengan  volume yang sama (1 ml) lalu disaring lagi. Penambahan dilakukan hingga filtrat yang didapat jernih.

Percobaan selanjutnya disiapkan 3 tabung Folin Wu dalam percobaan tabung Folin Wu diganti dengan tabung reaksi. Pada tabung yang pertama dimasukkan 1 ml filtrat dan 1 ml kupritartrat. Tabung kedua diisi 1 ml standar glukosa dan 1 ml kupritartrat. Dan tabung ketiga diisi dengan 1 ml akuades dan 1 ml kupritartrat. Kemudian ketiga tabung tersebut dipanaskan dalam air mendidih selama 8 menit secara bersamaan. Setelah itu, ketiga tabung didinginkan dalam gelas piala yang berisi air dingin. Tiap tabung lalu diencerkan dengan 7 ml akuades dan ditanbahkan 1 ml fosfomolibdat. Tahap akhirnya yaitu intensitas warnanya diukur dengan digunakan spektronik-20. pada panjang gelombang 660 nm. 

Hasil Pengamatan

Tabel 1 Penentuan Kadar Glukosa Darah dari Darah Ayam

Larutan	Absorbansi	Kadar Glukosa Darah (mg/ml)
Blanko	0	-
Standar Glukosa	0,14	1.00
Sampel 1	0,48	1.09
Sampel 2	0,49	1.11
Sampel 3	0,35	0.79

Contoh perhitungan:

Kadar glukosa darah (mg/ml) :

Nilai Sampel :

Nilai absorbansi standar : 0.44-0= 0.44

Kadar glukosa darah pada sample 1=   mg/mL

Gambar 1. Uji glukosa darah (a. Sampel1, b. Sampel 2, c. Sampel 3, d. Standar glukosa, dan e. Blanko) setelah ditambahkan akuades

Gambar 1. Uji glukosa darah (a. Sampel1, b. Sampel 2, c. Sampel 3, d. Standar glukosa, dan e. Blanko) sebelum ditambahkan akuades

e

d

c

b

a

e

d

c

b

a

                            

Pembahasan

Glukosa diuraikan dalam sel untuk menghasilkan tenaga. Gula darah meningkat setelah kita makan atau minum sesuatu yang bukan air putih biasa. Kadar glukosa yang tinggi, yang disebut hiperglisemia, merupakan tanda penyakit diabetes melitus. Gula darah yang tinggi lambat laun dapat merusak mata, saraf, ginjal atau jantung. Kadar yang tinggi ini dapat disebabkan oleh efek samping protease inhibitor (PI). Gula darah yang rendah, yang disebut hipoglisemia, dapat menyebabkan kelelahan. Hal ini hanya salah satu penyebab kelelahan. Pada orang sehat, gula darah dikendalikan oleh insulin (Spiritia 2004).

( Spiritia 2004)

Gambar 1 Struktur Kimia Glukosa

Insulin adalah hormon yang dibuat oleh pankreas. Insulin membantu glukosa dari darah masuk ke sel untuk menghasilkan tenaga. Gula darah yang tinggi dapat berarti bahwa pankreas kita tidak membuat cukup insulin. Atau, jumlah insulinnya cukup namun tubuhnya tidak bereaksi secara normal. Ini disebut ‘resistansi insulin’. Apa pun alasannya, sel-sel tidak memperoleh glukosa secukupnya untuk dijadikan tenaga, dan glukosa menumpuk dalam darah. Beberapa orang yang memakai PI mengalami resistansi insulin dan kadar gula darahnya dapat meningkat tajam. Keadaan ini kadang kala diobati dengan obat yang biasa dipakai untuk diabetes. Belum ada tes darah yang sederhana untuk resistansi insulin (Dische 1954).

Metode yang banyak digunakan untuk perhitungan glukosa darah bergantung pada kemampuan glukosa untuk mereduksillarutan tembaga alkali. Pereaksi mengandung asam fosfomolibdat yang dapat membentuk kompleks  berwarna biru akibat adanya kombinasi tembaga tereduksi (Dische 1954). Namun metode ini memiliki kerugian, yaitu warna berangsur-angsur memudar dibandingkan dengan larutan standar glukosa dengan perlakuan yang sama. Metode Folin-Wu diperkenalkan pertama kalioleh Folin dan Wu pada tahun 1919 (Berkman 1953). Metode ini merupakan metode yang digunakan untuk membuat filtrat darah bebas protein dengan pengendapan protein oleh pembentukan asam tungstat. Endapan terjadia kibat 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 (Haden 1923).

Uji glukosa darah pada praktikum ini menggunakan metode spektofotometri. Spektrofotometri adalah salah satu cara yang dapat digunakan dalam penentuan kadar glukosa dalam darah. Spektrofotometri merupakan metode analisis yang didasarkan pada absorpsi radiasi elektromagnet. Cahayaterdiri dari radias gelombang dengan panjang berlainan akan menimbulkan cahaya yang berlainan sedangkan campuran cahaya dengan panjang-panjangini akan menyusun cahaya putih. Cahaya putih meliputi seluruh spektrum nampak 400-760 mm. Spektrofotometriterjadi bila perpindahan elektron dari tingkat energi yang rendah ket ingkat energi yanglebih  tinggi. Perpindahan elektron tidak diikutioleh perubahan arah spin, hal inidikenal  dengan sebutantereksitasi singlet. Prinsip kerja spektrofotometri berdasarkan Hukum Lambert Beer, bila cahaya monokromatik melalui suatu media, maka sebagian cahaya disebut diserap, sebagian dipantulkan, dan sebagian dipancarkan (Spiritia 1967). Perubahan warna yangterjadi diamati danintensitas warnanya diamati dengan spektronik-20 pada panjang gelombang 660 nm (Lehninger 1982)

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 beinteraksi dengan sinar. Bayangkan anda memiliki zat warna organik yang kuat/tajam. 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. Jika ingin membandingkan zat warna tersebut dengan senyawa lain, namun tidak mengetahui konsentrasinya, maka tidak akan dapat dibuat perbandingan dengan baik tentang senyawa mana yang menyerap sinar lebih banyak. Bentuk wadah yang semakin panjang akan mempengaruhi panjang larutan sehingga sinar akan lebih banyak diserap karena sinar berinteraksi dengan lebih banyak molekul (Murray 2003).

Praktikum kali ini digunakan beberapa pelarut dan pereaksi. Larutan

tersebut antara lain adalah kupritartratalkalis, fosfomolibdat, standar glukosa, H₂SO₄, Na-Wolframat, dan akuades. Fungsi penambahan akuades adalah mengencerkan darah sehingga albumin dalam darah akanlarut oleh akuades. Albumin adalah protein yang dapat larut dalam air serta dapat terkoagulasi oleh panas. Albumin terdapat dalam serum darah dan putih telur. Penambahan Na-wolframat bertujuan mengendapkan albumin yangterlarut dalam air. H₂SO₄ berfungsi sebagai katalisator untuk mempercepat reaksi pengendapan albumin 6 oleh Na-wolframat. Larutan kupritartrat ditambahkan untuk membentukan warna biru ketika ditambahkan pereaksi fosfomolibdat, karena larutan ini mengandung asamlaktat danion Cu⁺. Hal ini sesuai dengan prinsip uji tauber yang memberikan hasil positif (warna biru) pada larutan yang mengandung monosakarida (glukosa). Penambahan H₂SO₄ bertujuan menciptakan suasana asam karena reaksi dengan fosfomolibdat terjadi pada suasana asam.  Fungsi pemanasan selama 8 menit bertujuan untuk mempercepat reaksi (Poedjiadji 1994).

Pada penambahan kupritartrat, ion kupri akan direduksi oleh gula menjadi kupro dan mengendap sebagai Cu₂O. Dengan menambahan pereaksi fosfomolibdat kuprooksida melarut lagi dan warna larutan akan berubah menjadi biru tua disebabkan oleh adanya oksidasi Mo. Intensitaas warna larutan adalah ukuran banyaknya gula yang ada di dalam filtrate (Murray 2003).

Pada keadaan setelah penyerapan makanan, kadar glukosa darah pada manusia dan banyak mamalia berkisar antara 4.5-5.5 mmol/L (Murray 2003). Setelah ingesti makanan yang mengandung karbohidrat, kadar tersebut dapat naik hingga 6.5-7.2 mmol/L. Saat puasa, kadar glukosa darah akan turun menjadi sekitar 3.3-3.9 mmol/L.

Sampel darah yang digunakan untuk pengujian kadar glukosa dalam darah berasal dari darah ayam. Kadar gula darah normal pada ternak ruminansia bervariasi, yaitu antara 40 – 60 mg/100 ml dan 35 - 55 mg/100 ml (Poedjiadji 1994). Glukosa darah berasal dari beberapa sumber, antara lain adalah dari karbohidrat makanan, dari senyawa glikogenik melalui glikoneogenesis, dan dari glikogen hati oleh glikogenesis Pada ternak ruminansia, dikenal adanya sistem penjaga kadar glukosa dalam darah melalui proses glikolisis, glikogenesis dan lain sebagainya, sehingga konsentrasi glukosa darah relatif konstan (Poedjiadji 1994).

Hasil pengamatan dan perhitungan menunjukkan bahwa kadar glukosa yang diperoleh dari darah ayam adalah 0,79-1,11. Berdasarkan larutan standar glukosa sebesar 1,00. Hal tersebut menunjukan bahwa berdasarkan hasil perhitungan didapatkan nilai glukosa darah pada sampel masih pada batas normal. Sampel tersebut tidak mengalami kelebihan kadar glukosa dalam darah ataupun kekurangan kadar glukosa dalam darah. Kadar glukosa dalam darah dipengaruhi oleh aktifitas tubuh, kesehatan dan faktor genetik.

Kesimpulan

Metode Follin-Wu dapatdigunakan untuk menentukan kadar glukosa dalam darah.Metode ini menggunakan spektrofotometri. Spektrofotometri adalah metode analisis yang didasarkan pada absorbs radiasi gelombang elektromagnetik. Prinsip kerja spektrofotometri didasarkan pada Hukum Lambert-Beer. Kadar glukosa dari darah sapi yang diamati oleh kelompok praktikan mempunyai nilai berkisar 1.09 mg/ ml. Kadar glukosa tersebut bernilai lebih rendah dari yang seharusnya, sehingga sapi yang diambil darahnya dianggap praktikan menderita glisemia. Hal ini mungkin disebabkan karena sapi belum makan saat darahnya diambil.

Daftar Pustaka

Dawn B. Marks, et al. Dasar-Dasar Kimiawi dan Biologis Biokimia. Dalam: Biokimia Kedokteran Dasar. Jakarta: EGC. 2000: 96-125.

Girindra, A. 1986. Biokimia I. Gramedia, Jakarta.

Hawab, H. Mansyur. 2005. Pengantar Biokimia. Malang : Bayumedia.

Keenan, Charles W, Donald C. Kleinfelter dan Jesse H. Wood. 1992. Ilmu Kimia untuk Universitas. Jakarta: Erlangga.

Lehninger, A. 1988. Dasar-dasar Biokimia. Terjemahan Maggy Thenawidjaya. Erlangga, Jakarta.

Poedjiadji, Anna. 1994. Dasar-dasar Biokimia. Jakarta: UI Press.

Suharso Martoharsono. Enzim. Dalam: Biokimia. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. 1986: 74.