LAPORAN PENUGASAN BLOK PENULISAN MAKALAH ILMIAH RELEVANSI PROSES KETOGENESIS TERHADAP KETOASIDOSIS PADA PENDERITA DIABETES MELITUS DINTINJAU DARI SEGI BIOMEDIS Disusun oleh: Nama : Putri Nastiti NIM : 10711059 Kelompok : 14 Tutor : dr. Torana Kurniawan FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
LAPORAN PENUGASAN BLOK
PENULISAN MAKALAH ILMIAH
RELEVANSI PROSES KETOGENESIS TERHADAP KETOASIDOSIS PADA
PENDERITA DIABETES MELITUS DINTINJAU DARI SEGI BIOMEDIS
Disusun oleh:
Nama : Putri Nastiti
NIM : 10711059
Kelompok : 14
Tutor : dr. Torana Kurniawan
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA
YOGYAKARTA
2011
Kata Pengantar
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Pertama-tama mari kita panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, karena
berkat rahmat dan Ridho-Nya, pengerjaan makalah ilmiah ini dapat berjalan dengan
lancar dan selesai tapat waktu. Lalu, saya ucapkan terima kasih pula kepada Tim Blok
Biomedis Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia, yang telah memberikan tugas
membuat makalah ilmiah yang berkaitan dengan hal-hal yang berhubungan dengan
biomedis ini sebagai bentuk pembelajaran lebih mendalam terhdadap blok Biomedis ini.
Dengan adanya tugas ini, saya menjadi lebih memahami mengenai proses-proses
metabolisme dari bahan makanan yang terjadi di dalam tubuh serta keterkaitannya
terhadap penyakit apabila terjadi ketidaksempurnaan ppada proses metabolisme
tersebut. Terima kasih juga saya haturkan yang sebesar-besarnya kepada dr. Torana
Kurniawan, selaku tutor kelompok 14, yang telah memberikan bimbingan serta arahan
dalam pembuatan makalah ilmiah ini. Saya mohon maaf apabila dalam karya tulis ini
masih banyak terdapat kesalahan dan kekurangan. Kritik dan sarannya sangat
diharapkan demi perubahan yang lebih baik untuk masa mendatang. Kesalahan berasal
dari dalam diri manusia, dan kesempurnaan hanya milik Allah. Wassalamu’alaikum Wr.
Wb.
Yogyakarta, 20 Februari 2011
Penyusun,
Putri Nastiti
NIM. 10711059
Pendahuluan
Dewasa ini, semakin banyak bermunculan penyakit degeneratif, seperti Diabetes
Melitus, Hipertensi, Penyakit Jantung Koroner, Sirosis Hati dan banyak lagi penyakit
serius lainnya di masyarakat, dimana biasanya salah satu penyakit tersebut apabila
sudah menjangkit dalam tubuh seseorang, akan memicu munculnya penyakit lain yang
akhirnya berujung pada komplikasi yang dapat menyebabkan kematian. Salah satu
faktor penyebab munculnya penyakit-penyakit tersebut adalah gaya hidup orang-orang
kebanyakan yang sekarang ini telah jauh berubah karena terbawa arus moderenisasi,
contohnya bisa dilihat dari segi pola makannya. Sekarang ini orang-orang mulai
mengesampingkan asupan gizi yang mereka makan dimana ketidakseimbangan nutrisi
pada makanan tersebut, misalnya seorang yang berlebihan mengkonsumsi makanan
yang digoreng yang memiliki kandungan lemak jenuh/LDL tinggi.
Ketidak seimbangan bahan makanan yang diasup ke tubuh dapat mengakibatkan
gangguan metabolisme zat-zat yang terkandung dalam bahan makanan tersebut
berimbas pada kemampuan salah satu organ spesifik, misalnya hati yang bekerja lebih
berat dalam melakukan aktifitas metabolisme suatu zat makanan, misalnya lemak yang
memiliki ketidakjenuhan tinggi yang pada akhirnya berdampak timbulnya gejala-gejala
klinis yang, misalnya ketoasidosis yang diakibatkan penumpukan badan-badan keton
dalam hati karena ketidakmampuan organ dalam memetabolisme zat lemak yang
berlebihan yang diperolah dari sumber makanan yang kita makan yang juga berkaitan
dengan munculnya berbagai penyakit sepeti diabetes melitus atau gelaja aterosklerosis.
Penyakit diabetes atau penyakit gula merupakan salah satu penyakit yang
gejalanya tidak kentara, maka dari itu penyakit ini sering disebut silent killer karena
apabila sudah terjadi komplikasi kesehatan, baru kita akan menyadari disfungsi organ
tubuh yang kita miliki dalam memetabolisme glukosa secara benar. Indonesia sendiri
menempati urutan empat sebagai negara dengan jumlah diabetisi atau pengidap diabetes
terbanyak di dunia. Ada sekitar lebih dari 8 juta orang menderita diabetes di Indonesia
menurut data badan dunia WHO dan diprediksi akan meningkat menjadi lebih dari 21
jiwa pada tahun 2025 nanti.
Diabetes Melitus merupakan suatu sindrom dengan terganggunya metabolisme
karbohidrat, lemak dan protein yang disebabkan oleh berkurangnya sekresi insulin.
Terdapat dua tipe utama diabetes melitus.
1.Diabetes tipe 1, yang juga disebut diabetes melitus tergantung insulin (IDDM),
disebabkan kurangnya sekresi insulin.
2. Diabetes tipe II, yang juga disebut diabetes melitus tidak tergantung insulin
(NIDDM), disebabkan oleh penurunan sensitivitas jaringan target terhadap metabolik
insulin.
Berdasarkan fakta-fakta diatas, saya ingin sedikit menjelaskan keterkaitan antara
proses ketogenesis dalam oksidasi asama lemak yang mengakibatkan ketoasidosis,
terutama pada penderita diabetes melitus. Pembahasan yang lebih lengakap akan
dijelaskan pada Bab II, yaitu Bab. Isi
Isi
Asam lemak merupakan senyawa yang utama bagi manusia. Dengan adanya O2,
asam lemak dikatabolisis menjadi CO2 dan H2O, dan sekitar 40% dari energi bebas
yang dihasilkan dari proses ini disimpan untuk membuat ATP. Oksidasi asam lemak ini
terjadi di dalam mitokondria melalui proses oksidase B, dimana pada proses ini
fragmen dua-karbon berturut-turut dikeluarkan dari asam lemak dalam bentuk asetil-
koA.
Setiap tahapan oksidasi asam lemak melibatkan turunan asil-koA, yang dikatalis
oleh NAD+ FAD sebagai koenzim dan menghasilkan ATP. Proses ini juga melibatkan
oksigen karena reaksi ini merupakan reaksi oksidasi. Meningkatnya oksidasi asam
lemak dapat terlihat dalam kondisi kelaparan dan diabetes melitus, dimana terjadi
pembentukan badan keton oleh hati, yang biasa disebut ketosis. Apabila badan keton
yang bersifat asam diproduksi berlebih dalam jangka panjang yang menyebabkan
ketoasidosis yang dapat berdampak pada kematian.
Apabila ketersediaan glukosa yang akan dipecah menjadi energi mengalami
defisiensi, maka diperlukanlah proses glukoneogenesis . Pada dasarnya glukoneogenesis
adalah sintesis glukosa dari senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam lemak dan
beberapa asam amino. Proses glukoneogenesis berlangsung terutama dalam hati. Asam
lemak yang terjadi pada proses glikolisis dapat dibawa oleh darah ke hati. Di sini asam
lemak diubah menjadi glukosa kembali melalui serangkaian reaksi dalam suatu proses
yaitu glukoneogenesis (pembentukan gula baru). Glukoneogenesis yang dilakukan oleh
hati atau ginjal, menyediakan suplai glukosa yang tetap.
Sebelum dikatabolisme, asam lemak harus diaktifkan dulu menjadi zat antara
aktif. Dalam proses ini dibutuhkan energi ATP karena merupakan penguraian sempurna.
Asam lemak diubah menjadi asam lemak aktif dengan bantuan ATP, koenzim A dan
enzim asil-KoA sintetase (tiokinase). Dan asil-KoA juga menggunakan satu fosfat
berenergi tinggi melalui pembentukan AMP dan PPi. Nanti PPi akan dihidrolisis oleh
pirofosfotase anorganik, dimana fosfat berenergi tinggi akan hilang dan memastikan
reaksi berlasung hingga selelesai. Asil-KoA sintesis dapat ditemukan di bagian
membran dalam dan luar mitokondria.
Dalam proses katabolisme ini juga harus diperhatikan bahwa asam lemak rantai
panjang dalam mengawali proses oksidasi ini perlu melakukan pemutusan ikatan rantai
panjang terlebih dahulu. Hal ini dikarenakan untaian rantai panjang ini tidak mampu
menembus membran dalam mitokondria, dimana di situ merupkan tempat utama
terjadinya proses oksidasi-β ini. Dengan adanya enzim karnitin palmitoiltransferase-
I yang terdapat di membran luar mitokondria, asil-KoA rantai panjang diubah menjadi
asilkarnitin yang mampu menembus membran dalam mitokondria. Selanjutnya
asilkarnitin masuk ke dalam memban dengan kerja enzim Karnitin-ailkarnitin
translokase, dimana pada proses ini juga dikeluarkan satu molekul karnitin . Lalu,
asilkarnitinbereaksi dengan KoA yang dikatalisis oleh karnitin palmitoiltransferase
II. Pada matriks mitokondria, asil-KoA terbentuk kembali dan karnitin dibebaskan.
Proses oksidasi-β merupakan diawali dengan pemutusan tiap dua karbon dari
molekul asil-KoA β dari ujung karboksil dan bagian yang diputus adalah antara atom
karbon-α dengan atom karbon-β. Dari pemutusan dua atom karbon tersebut
menghaslkan asetil-KoA. Dalam proses oksidasi asam lemak ini dibutuhkan beberapa
enzim yang disebut oksidase asam lemak, dimana enzim ini mengatalisis oksidasi asil-
KoA menjadi asetil-KoA yang nanti digabung melalui reaksi fosfolirasi ADP menjadi
ATP
Tahap pertama dalam oksidasi ini dimulai dengan pengeluaran atom hidrogen
dari atom karbon-α dan β, yang dikatalis oleh asil-KoA dehidrogenase dan dalam
proses ini membutuhkan FAD. Dari proses ini terbentuk ∆2-trans-enol-KoA dan
FADH2. FADH2 ini dioksidasi kembali oleh rantai respiratorik dengan perantara
electro-transferringflavoprotein. Lalu ditambahkan air untuk menjenuhkan ikatan
rangkap sehingga terbentuk 3 hidroksiasil-KoA yang dikatalisis oleh ∆2-enoil-KoA
hidratase.
Asam lemak dengan atom karbon ganjil dioksidasi melalui oksidasi-β dan
menghasilkan asetil-KoA dan residu tiga karbon (propionil-KoA), yang mana senyawa
ini diubah menjadi suksinil-KoA. Pemindahan elektron dari FADH2 dan NADH di
rantai respiratorik menyebabkan terbentuknya empat fosfat energi tinggi utnuk setiap
tujuh asetil-KoA pertama yang terbentuk. Total terbentuk 8 mol asetil-KoA. Dan tiap
asetil-KoA menghasilkan 10 mol ATP untuk oksidasi dalam sikluas asam sitrat.
Pengurangan 2 mol ATP sebagai energi aktivasi asam lemak dalam siklus.
Ketogenenesis adalah suatu keadaan dimana karena laju oksidasi asam lemak
yang tinggi mengakibatkan hati banyak membentuk asetoasetat dan D(-)-3-
hidroksibutirat (β-hidroksibutirat). Asetoasetat mengalami dekarboksilasi spontan
secara terus menerus untuk menghasilkan aseton. Ketiga benda keton ini dikenal dengan
badan keton. Asetoasetat dan D(-)-3-hidroksibutirat, keduanya dapat terkonversi oleh
enzim D(-)-3-hidroksibutirat dehidrogenase dan keseimbangannya dikendalikan oleh
keseimbangan rasio [NAD+] berbanding dengan [NADH] di mitokondria. Keadaan ini
dikenal dengan status redoks. Konsentrasi badan keton total dalam darah normalnya
tidak melebihi 0,2 mmol/L. Jaringan di luar hati menggunakan badan keton ini sebagai
substrat respirasi. Aliran netto bada keton dari hati ke jaringan ekstrahepatikterjadi
karena sintesis aktif oleh hati dan tingkat pemakaian yang rendah. Situasi sebaliknya
terjadi di jaringan ekstrahepatik.
Dua molekul asetil-KoA yang tebentuk dalam oksidasi-β bersatu dan
membentuk asetoasetil-KoA melalui reaksi pembalikan (tiolase). Asetoasetil-Koa
sendiri terbentuk dari empat karbon terminal asam lemak selama terjadinya oksidasi-β.
Kondensasi asetoasetil-KoA dengan molekul lain asetil-KoA oleh 3-hidroksi-3-
metilglutaril-KoA sintase membentuk hidroksi 3-metilglutaril-KoA. Asetil-KoA
(terlepas dari HMG-KoA) karena aktifitas dari enzim hidroksi 3-metilglutaril-KoA
yang menyisakan asetoasetat bebas. Atom-atom karbon yang terlepas di molekul asetil-
KoA berasal dari asetoasetil-KoA. Proses ketogenesis akan terjadi apabila kedua enzim,
yaitu 3-hidroksi-3-metilglutaril-KoA sintase dan hidroksi 3-metilglutaril-KoA, berada
di mitokondria. Dalam keadaan ketosis, D(-)-3-hidroksibutirat secara kuantitatif
merupakan bahan keton utama yang terdapat dalam darah dan urine.
Asetoasetat yang terbentuk tadi hanya dapat di reaktivasi secara langsung di
sitosol sebagai prekusor dan sintesis kolesterol. Hal ini yang mengakibatkan
pembentukan netto badan keton oleh hati. Di jaringan ekstrahepatik, asetoasetat
diaktifkan menjadi asetoasetil-KoA oleh suksinil-KoA-asetoasetat KoA transferase,
dimana KoA dipindakan dari suksinil KoA untuk membentuk asetoasetil-KoA. Lalu,
asetoasetil-KoA dipecah menjadi asetil-KoA oleh enzim tiolase dan dioksidasi pada
siklus asam sitrat. Jika kadarnya dalam dalam darah meningkat, misalnya sekitar
12mmol/L, dimana kadar normalnya adalah 2mmol/L, maka badan-badan keton ini akan
menyebabkan perangkat oksidatif ini mengalami kejenuhan sehingga oksigen yang