I. PENDAHULUAN

Metabolisme adalah suatu prosesyang terjadi di dalam suatu organisme sel hidup.

Metabolisme mengacu pada semua reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel tubuh.Reaksi-

reaksi yang melibatkan degradasi, sintesis dan transformasi ketiga kategori molekul organik kaya

energi protein, karbohidrat dan lemak secara kolektif di kenal sebagai metabolisme intermediat

atau metabolisme bahan bakar.

Senyawa – senyawa seperti karbohidrat, lipid dan protein di dalam sel akan mengalami

perubahan melalui berbagai reaksi enzimatik atau jalur metabolisme. Jalur metabolisme dapat di

bagi menjadi 3 bagian. Jalur metabolisme yang mengkatalisis pemecahan suatu senyawa dalam

sel disebut jalur katabolik. Sedangkan jalur untuk proses sintesis suatu senyawa dalam sel

disebut jalur anabolik. Jalur yang digunakan untuk proses pemecahan dan proses sintesis disebut

jalur amfibolik.

Reaksi anabolik secara umum memerlukan masukan energi dalam bentuk ATP.

Sedangkan katabolik mengacu pada penguraian atau degradasi molekul organik besar kaya

energi di dalam sel. Sebagian besar jalur metabolisme dan reaksi-reaksi yang terjadi didalam

jalur metabolisme, baik pada organisme sederhana seperti bakteri, maupun organisme tertinggi

seperti mamalia hampir sama.

Glikolisis merupakan jalur utama dalam metabolisme karbohidrat untuk menghasilkan

energi dan merupakan jalur yang sangat penting.Pertama karena tidak hanya berperan pada

metabolisme karbohidrat saja, tetapi bersama-sama dengan siklus asam sitrat dapat berperan

sebagai jalur amfibolik.Selain itu, jalur ini juga harus berfungsi setiap saat dan tersebar dalam

seluruh makhluk hidup, mulai dari bakteri hingga manusia.

Pada eksperimen metabolisme kali ini, akan dilakukan pengamatan pengaruh puasa

48jam terhadap kadar glikogen hati pada tikus untuk membuktikan pada keadaan puasa kadar

glikogen hati akan berkurang karena dipecah untuk mempertahankan kadar glukosa darah. Pada

praktikum yang kedua akan digunakan 2 kelompok tikus, kelompok pertama dipuasakan selama

48jam dan kelompok kedua mendapatkan makanan standar (ad libitum). Untuk menguji

pengaruh puasa terhadap kadar glukosa darah dan kandungan glikogen hati tikus. Pada

percobaan ini juga dilakukan penetapan kadar glukosa darah pada kedua kelompok tikus.

1

II. TUJUAN

Tujuan umum :

Mempelajari pengaruh puasa terhadap metabolisme karbohidrat pada tikus.

Tujuan khusus

1. Mengukur kadar glukosa darah tikus puasa dan tidak puasa

2. Mengisolasi glikogen dari hati tikus puasa dan tidak puasa

3. Mengukur kadar glikogen hati tikus puasa dan tidak puasa

III. DASAR TEORI

Penetapan kadar glukosa

Glukosa yang terdapat dalam larutan dipanaskan dalam larutan tembaga alkalis.

Glukosa akan mereduksi ion kupri menjadi senyawa kupro yang tidak larut. Pada

penambahan pereaksi asam fosfomolibdat senyawa kupro akan larut mereduksi ion

fosfomolibdat yang berwarna biru tua. Intensitas warna biru menyatakan jumlah glukosa

yang ada. Penetapan kadar glukosa cara Follin – Wu terlebih dahulu dilakukan

deproteinisasi bahan yang akan diperiksa dengan cara Follin – Wu.

Penetapan kadar glikogen

Cadangan glikogen dalam hati akan digunakan ketika keadaan lapar, hal ini

dikarenakan dalam keadaan puasa glikogen di hati dipecah melalui proses glikogenolisis

menjadi glukosa yang langsung ditransfer ke darah. Glikogen yang dipecah akan

menyebabkan glukosa di hati menjadi lebih sedikit.

2

IV. METODE

A. ALAT DAN BAHAN

Pengaruh puasa terhadap kadar glukosa darah dan kandungan glikogen hati tikus

o Perangkat bedah tikus

o Hati tikus yang baru diambil

o Pelumat jaringan (blender)

o Larutan NaCl 0,9 g/dL

o Etanol absolute

o HCl pekat

o Larutan NaOH

o Larutan asam asetat 10%

o Spektrofotometer

PENETAPAN KADAR GLUKOSA

o Pembuatan filtrat bebas protein dengan cara Folin – Wu

Bahan yang akan diperiksa

Akuades

Larutan natrium tungstat 10%

Larutan asam sulfat (H2SO4) 2/3 N

o Pengukuran kadar glukosa

Filtrat bebas protein

Larutan tembaga alkalis mengandung natrium karbonat, tembaga sulfat dan

asam tartrat

Pereaksi asam fosfomolibdat mengandung asam molibdat dan natrium

tungstat

Larutan standar glukosa mengandung 0,1 mg/mL

Pengukuran kadar glikogen melalui kadar glukosa hasil hidrolisis glikogen hati.

10mL akuades

10 tetes HCl pekat

Larutan NaOH

Tabung reaksi

3

Gelas kimia 50mL

Lakmus

B. CARA KERJA

Pengambilan hati tikus

Tikus dimatikan dengan menempatkan binatang tersebut dalam bejana kaca yang telah

berisi uap eter jenuh. Segera setelah mati, tikus dikeluarkan dan ditelentangkan di atas

papan gabus. Rentangkan keempat kaki sejauh mungkin dan fiksasi ke papan operasi

dengan menggunakan jarum pentul. Basahi permukaan perut dengan alkohol, kemudian

jepitlah dinding perut di daerah median dengan pinset dan gunting dengan arah

melintang. Akan segera tampak peritoneum. Gunting peritoneum dalam arah yang sama

sejauh-jauhnya. Lakukan pengguntingan ke arah tulang dada sampai diafragma. Gunting

diafragma kearah belakang. Lepaskan hati dan jaringan sekitarnya secara tumpul,

sehingga hati dan sebagian diafragma lepas dari tubuh. Kemudian lepaskan hati daro

diafragma.

Tempatkan hati tersebut dalam larutan NaCl 0,9 g/dL, suhu 4 C.Setelah pengambilan⁰

hati, tetesi jantung dengan heparin dan segera gunting bagian apeksnya. Ambil darah dari

rongga dada dengan pipet Pasteur dan tampung dalam tabung reaksi untuk penetapan

kadar glukosa darah.

Pelumatan hati

Keluarkan hati dari larutan NaCl 0,9 g/dL dingin dan keringkan diantara dua kertas

saring. Lakukan pelumatan hati dengan menambahkan Akuades 100mL dan timbang hati

tersebut serta catat beratnya.

Ekstraksi glikogen

Masukkan lumatan hati dalam kaserol dan panaskan sehingga mendidih. Tambahkan 5

mL asam asetat untuk mengendapkan protein. Teruskan mendidihkan campuran tersebut

sambil diaduk sehingga volumenya tinggal separuh dari semula. Kemudian saring

lumatan hati ini selagi panas dan tampung ke dalam gelas ukur. Setelah dingin tambahkan

ke dalam filtrate tersebut alkohol 95%, 4 kali lebih banyak. Glikogen akan mengendap.

Simpan glikogen dalam alkohol ini sampai praktikum berikut.

Pengukuran kadar glukosa jaringan hati

4

Pisahkan endapan glikogen dengan menyaring atau dengan pemusingan. Pindahkan ke

dalam gelas kimia 50mL dan tambahkan 10mL akuades dan 10 tetes HCl pekat, campur

dengan baik. Didihkan selama 10 menit untuk menggunakan lakmus sebagai indikator.

Pindahkan ke dalam tabung reaksi yang sudah diberi tanda volume 10 mL. Tambahkan

akuades sampai volume menjadi 10mL. Lakukan penetapan kadar glukosa hasil hidrolisis

glikogen hati dengan cara Folin – Wu (tidak perlu dilakukan pembuatan filtrate bebas

protein).

Pembuatan filtrat bebas protein dengan cara Folin – Wu

1. Pipetkan 7 mL akuades ke dalam Labu Erlenmeyer 125 mL yang kering.

2. Tambahkan 1 mL bahan yang akan diperiksa, goyang labu dengan perlahan.

3. Tambahkan 1 mL larutan Na tungstat 10%, campur dengan menggoyang labu.

4. Tambahkan 1 mL (H2SO4) 2/3 N secara tetes demi tetes sambil terus menggoyang

labu. Dan diamkan 10 menit.

5. Saring melalui kertas saring yang kering dan filtrate yang keluar ditampung.

Pengukuran kadar glukosa

Pengukuran kadar glukosa ini dilakukan dengan menggunakan tabung Folin – Wu.

Larutan (mL) 1

Blanko

2

Standar 1

3

Standar 2

4

Uji 1

5

Uji 2

Filtrate bebas

protein

- - - 2,0 2,0

Standar glukosa - 2,0 2,0 - -

Akuades 2,0 - - - -

Pereaksi

Tembaga Alkalis

2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

Campurkan dengan baik dengan menggoyang-goyangkan

tabung. Letakkan dalam penangas air mendidih selama tepat

8 menit. Kemudian dinginkan dalam es selama 3 menit.

Asam

fosfomolibdat

2,0 2,0 2,0 2,0 2,0

Campurkan dengan baik. Diamkan 3 menit untuk

5

melarutkan Cu2O. Kemudian encerkan sampai 25

mLdengtan akuades. Baca serapan (A) tiap tabung pada

spektrofotometerpada panjang gelombang 420 nm.

Pengukuran kadar glikogen hati.

1. Memisahkan endapan glikogen dengan menyaring atau dengan pemusingan

2. Memindahkan ke dalam gelas kimia 50 mL

3. Menambahkan 10 mL akuades dan 10 tetes HCl pekat dan dicampur dengan baik

4. Mendidihkan selama 10 menit untuk menghidrolisis glikogen dan dinginkan

5. Menetralkan larutan dengan NaOH dengan menggunakan lakmus sebagai indicator

6. Memindahkan ke dalam tabung reaksi yang sudah diberi tanda volume 10 mL

7. Menambahkan akuades sampai volume menjadi 10 mL

8. Melakukan penetapan kadar glukosa hasil hidrolisis glikogen hati dengan cara Folin-

Wu (tidak perlu dilakukan pembuatan filtrate bebas protein).

6

V. HASIL dan PEMBAHASAN

PENETAPAN KADAR GLUKOSA

Tabung Absorban

Blanko 0,063

Standar 1 (S1) 0,154Rata – rata (As)= 0,161

Standar 1(S2) 0,168

Uji 1 (U1) 0,133Rata – rata (Au)= 0,135

Uji 2 (U2) 0, 137

Kadar Glukosa = Au−AB

A s−AB

× 0,2×1000,12

mg100 ml

= 0,135−0,0630,161−0,063

×0 , 2 ×833,33mg

100 ml

= 0 ,0720,098

×0,12 ×833,33mg

100 ml

= 0,734 × 0,2× 833,33mg

100 ml

= 122,33mg

100ml≈ 122

mg100 ml

Keterangan :

Nilai 0,12 didapatkan dari :

2 ×0,610

= 0,12

2 = konstanta10 = jumlah bahan – bahan yang digunakan (7+ 0,6 + 1 + 1 = 9,6 ≈ 10)0, 6 = Volume Darah (ml)

7

PEMBAHASAN :

Metabolisme saat keadaan normal/tidak puasa

Jaringan pertama yang dilewati oleh glukosa adalah hati. Hati mengekstraksi sebagian

glukosa dari aliran darah. Sebagian glukosa yang masuk ke dalam sel-sel hati dioksidasi dalam

jalur-jalur yang menghasilkan ATP untuk memenuhi kebutuhan energi segera sel-sel ini,

sedangkan sisanya diubah menjadi glikogen dan triasilgliserol. Di dalam hati, insulin

meningkatkan penyerapan glukosa, penggunaannya sebagai bahan bakar, dan penyimpanannya

sebagai glikogen serta triasilgliserol. Simpanan glikogen dalam hati mencapai maksimum sekitar

200-300 g setelah kita makan makanan yang mengandung banyak karbohidrat, sedangkan

simpanan lemak tubuh relatif tidak terbatas. Sewaktu simpanan glikogen mulai penuh, hati juga

mulai mengubah sebagian glukosa yang diterimanya menjadi triasilgliserol. Baik gugus gliserol

maupun asam lemak triasilgliserol disintesis dari glukosa. Namun, triasilgliserol tidak disimpan

di dalam hati tetapi dikemas bersama protein, fosfolipid, dan kolesterol dalam bentuk kompleks

lipoprotein yang dikenal sebagai lipoprotein densitas sangat rendah (very low density lipoprotein,

VLDL) yang kemudian disekresikan ke dalam aliran darah. Sebagian asam lemak dari VLDL

diserap oleh sel untuk memenuhi kebutuhan energi segera, tetapi sebagian besar disimpan di

jaringan adiposa sebagai triasilgliserol.

Metabolisme glukosa di jaringan lain, glukosa dari usus, yang tidak dimetabolisme oleh

hati, akan mengalir di dalam darah menuju ke jaringan perifer, tempat glukosa tersebut mungkin

dioksidasi untuk menghasilkan energi. Glukosa merupakan bahan bakar yang dapat digunakan

oleh semua jaringan. Banyak jaringan menyimpan glukosa dalam jumlah kecil dalam bentuk

glikogen. Otot relatif memiliki banyak simpanan glikogen.

Metabolisme Saat Keadaan Puasa

Metabolisme saat keadaan puasa bisa juga disebut keadaan postabsortif. Pada keadaan

ini, sintesis dari lemak, glikogen, dan protein berhenti dan mulai dikatabolisme. Tujuan utama

dari keadaan ini adalah mempertahankan kadar gula darah di dalam keadaan homeostasis (70-

110 mg/100 mL) pada saat kadar gula darah menurun. Yang paling penting untuk diingat adalah

8

glukosa darah penting karena otak hampir selalu menggunakan glukosa sebagai sumber energi

utamanya.

Sumber gula darah berasal dari :

Glikogenolisis di hati. Simpanan glikogen di hati (sekitar 100 g) adalah

simpanan glukosa utama yang dengan cepat dan efisien dapat mempertahankan

kadar gula darah selama 4 jam.

Glikogenolisis otot rangka. Simpanan glikogen otot kurang lebih sama

dengan hati. Sebelum glikogen hati habis, dimulailah glikogenolisis di otot rangka.

Akan tetapi, glukosa yang didapat hanya dioksidasi sebagian menjadi asam piruvat

(pada anaerob laktat) yang akan masuk ke aliran darah dan diubah menjadi glukosa

di hati.

Lipolisis jaringan adiposa dan hati. Sel adiposa dan hati memproduksi

gliserol dengan mekanisme lipolisis dan hati mengubahnya menjadi glukosa yang

akan dilepaskan ke darah.

Katabolisme protein seluler. Protein jaringan menjadi sumber utama gula

darah saat puasa dalam jangka waktu lama dimana glikogen dan lemak sudah mulai

habis. Asam amino seluler (sebagian besar otot) mengalami deaminasi dan diubah

menjadi glukosa di hati. Saat puasa bertahan selama beberapa minggu, ginjal juga

membantu glukoneogenesis. Saat puasa lama ini/kelaparan, tubuh kita mengatur

prioritas. Pergerakan dari otot tidak sepenting mempertahankan pemulihan luka,

respon imun, dan produksi ATP. Tentu saja terdapat batas dari protein jaringan yang

dapat dipecah sebelum tubuh berhenti berfungsi.

Mekanisme penyimpanan glukosa

Saat puasa, tubuh akan mempertahankan kadar gula darah supaya cukup

untukmenyediakan kebutuhan energi. Akan tetapi, tubuh dapat beradaptasi untuk membakar

lebih banyak protein dan lemak yang menjadi sumber energi utama pada jaringan laindan

memberikan glukosa hanya untuk organ yang memerlukan. Saat puasa lama, otak terus

menggunakan glukosa, tetapi hampir semua organ lain menjadikan asam lemaksebagai sumber

energi utamanya. Saat fase ini, lipolisis dimulai di jaringan adiposa danasam lemak yang

dilepaskan akan diambil untuk dioksidasi menjadi energi. Pada puasa lebih lama dari 4/5 hari,

9

otak akan mulai menggunakan badan keton dan glukosa sebagai sumber energinya. Penggunaan

bahan bakar alternatif ini terjadi agar protein jaringan tidak dirombak lebih banyak lagi.

Pada praktikum ini, didapatkan kadar glukosa darah tikus yang puasa kurang dari 12 jam

sebesar 122 mg/100ml hati. Dan tidak dilakukan pengukuran kadar glukosa darah pada tikus

yang tidak puasa. Sehingga pada praktikum ini tidak dapat dilakukan perbandingan kadar

glukosa darah antara tikus puasa dan tikus dan tidak puasa. Berdasarkan teori dapat diketahui

bahwa kadar glukosa darah tikus yang tidak puasa lebih tinggi daripada tikus yang puasa. Hal ini

bersesuaian satu sama lain karena dalam keadaan normal glukosa darah cukup untuk memenuhi

kebutuhan jaringan sehingga cadangan glikogen di hati tidak diambil. Sedangkan saat puasa,

glukosa darah rendah sehingga terjadi glikogenolisis di hati. Glukosa dari hasil glikogenolisis

tersebut digunakan untuk memenuhi kebutuhan jaringan.

Pengukuran Kadar Glikogen Hati Melalui Penghitungan Kadar Glukosa Hasil

Hidrolisis Glikogen Hati.

HASIL :

Berat hati : 1 gram

Tabung Absorban

Blanko 0,1888

Standar 0,014

Kadar glukosa hasil hidrolisis glikogen hati (mg/g hati) :

¿RU−¿ RB

RS – RB

×1

berat hati¿

¿ 0,188−0,0140,137−0.014

×11

¿ 0,1740,123

10

¿1.41mg

gr hati

PEMBAHASAN :

Glikogen hati disintesis selama kita makan makanan yang mengandung karbohidrat saat

kadar glukosa darah meningkat dan diuraikan saat kadar glukosa darah menurun. Sewaktu

seseorang makan makanan yang mengandung karbohidrat, kadar glukosa darah segera

meningkat, kadar insulin meningkat, dan kadar glukagon menurun.

Peningkatan kadar glukosa darah dan peningkatan rasio insulin/glukagon menghambat

penguraian glikogen dan merangsang sintesis glikogen. Simpanan segera glukosa darah sebagai

glikogen membantu membawa kadar glukosa darah ke rentang normal, yaitu sekitar 80-100

mg/dL. Seiring dengan lama waktu setelah makan makanan yang mengandung karbohidrat,

kadar insulin menurun dan kadar glukagon meningkat.Turunnya rasio insulin/glukagon

menimbulkan hambatan pada jalur biosintetik dan pengaktifan jalur degradatif. Akibatnya,

glikogen hati dengan cepat diuraikan menjadi glukosa yang akan dibebaskan ke dalam darah.

Walaupun glikogenolisis dan glukoneogenesis diaktifkan secara bersama-sama oleh

mekanisme pengatur yang sama, glikogenolisis berespons lebih cepat dengan glukosa yang lebih

berlimpah-limpah. Sebagian glikogen hati diuraikan dalam beberapa jam pertama setelah makan

(Tabel 1). Oleh karena itu, simpanan glikogen hati merupakan bentuk simpanan glukosa yang

mengalami pembentukan dan penguraian dengan cepat-responsif terhadap perubahan kadar

glukosa darah yang kecil dan cepat.

Tabel 1. Efek Puasa pada Kandungan Glikogen hati Manusia

Lama Puasa (jam) Kandungan Glikogen (umol/g hati)

0 300

2 260

4 216

24 42

64 16

11

Dari hasil praktikum, didapatkan hasil kadar glikogen hati tikus puasa < 12 jam sebesar

1,41 mg/g hati. Namun dalam praktikum ini, tidak dilakukan percobaan terhadap tikus tidak

puasa sehingga kami tidak dapat membuat perbandingan. Tetapi berdasarkan teori, dapat

dikatakan bahwa kadar glikogen hati yang tidak puasa lebih tinggi daripada yang puasa. Karena

saat tidak puasa glukosa darah cukup untuk memenuhi kebutuhan jaringan sehingga cadangan

glikogen di hati tidak diambil. Sedangkan saat puasa, glukosa darah akan rendah karena tidak

ada makanan yang masuk sehingga akan terjadi glikogenolisis di hati. Glukosa dari hasil

glikogenolisis tersebut akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan jaringan.

VI. KESIMPULAN

Pada percobaan ini hanya dilakukan percobaan pada tikus yang puasa, didapatkan tikus

yang puasa memiliki kadar glukosa yang sangat sedikit. Hal ini bersesuaian satu sama lain

karena dalam keadaan normal (tidak puasa) glukosa darah cukup untuk memenuhi kebutuhan

jaringan sehingga cadangan glikogen di hati tidak diambil. Sedangkan saat puasa, glukosa darah

rendah sehingga terjadi glikogenolisis di hati. Glukosa dari hasil glikogenolisis tersebut

digunakan tikus tersebut untuk dipecah sehingga mempertahankan kadar glukosa darah yang

menurun pada saat puasa.

DAFTAR PUSTAKA

1. Murray, R. K, Granner, D. K, & Rodwell, V. W. Biokimia Harper. Ed. 27. Jakarta :

EGC, 2009; 89.

2. Sherwood, laurelee. Fisiologi Manusia : dari Sistem ke Sel. Ed. 6. Jakarta : EGC,

2011;574,582.

3. FKUI, Bagian Biokimia. Biokimia : Eksperimen Laboratorium. Jakarta : Widya Medika,

2001; 92-4,102-4.

12