BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Prevalensi diabetes mellitus tipe 2 di Indonesia semakin survey
meningkat
dari
RISKESDAS
didiagnosis
tahun
tahun
oleh
ke
2013,
dokter
tahun.
Berdasarkan
prevalensi
sebesar
DM
1,5%,
yang
sedangkan
prevalensi DM berdasarkan gejala adalah 2,1%.
Menurut
Wild et al. (2000), prevalensi DM di dunia mencapai 2,8%
pada
tahun
2000,
dan
akan
mencapai
4,4%
dari
seluruh jumlah penduduk dunia pada tahun 2030. Diabetes Mellitus (DM) adalah keadaan dengan ciri khas
hiperglikemia
disebabkan
ketidakmampuan
tubuh
untuk menggunakan glukosa darah sebagai sumber energi. Menurut ADA (2014), DM dapat dibagi menjadi beberapa jenis,
antara
lain
DM
tipe
1,
DM
tipe
2,
DM
tipe
lainnya, dan diabetes gestational. DM tipe 1 terjadi akibat kerusakan sel beta pankreas, sehingga terjadi kekurangan insulin yang absolut dan membutuhkan suplai insulin dari luar tubuh, sedangkan DM tipe 2 disebabkan resistensi menjadi
insulin
defisiensi
akibat insulin
obesitas, relatif,
yang dan
berkembang berlanjut
1
2
menjadi defisiensi insulin tetap akibat ketidakmampuan sel
beta
pankreas
untuk
berpacu
dengan
resistensi
terkena
banyak
komplikasi
insulin yang semakin tinggi Penderita
DM
dapat
apabila tidak ditindaklanjuti lebih jauh. Komplikasi DM terbagi
menjadi
tiga
kelompok
besar,
antara
lain
komplikasi mikrovaskular, makrovaskular, dan lainnya. Komplikasi
mikrovaskular
terdiri
dari
penyakit
mata
(retinopati diabetik dan edema makular), penyakit saraf (neuropati
sensorik,
motorik
dan
otonom),
dan
nefropati. Sedangkan komplikasi makrovaskular terdiri dari
penyakit
jantung
periferal,
dan
penyakit
lainnya
adalah
(gastroparesis,
koroner,
serebrovaskular.
komplikasi diare),
penyakit
arteri
Komplikasi
gastrointestinal
genitourinaria
(uropati,
disfungsi seksual), ulkus diabetikum, infeksi (infeksi saluran
kemih),
katarak,
glaukoma,
penyakit
periodontal, dan hilangnya pendengaran (Powers, 2012) Penderita makanan
dengan
diabetes banyak
dianjurkan serat
dan
untuk
mengonsumsi
mengandung
pati
resisten. Kaczmarczyk et al. (2012) menyebutkan bahwa makanan berserat merupakan salah satu komponen kunci dalam perilaku makan sehat. Serat sendiri adalah suatu
3
kategori
luas,
meliputi
polisakarida
bukan
pati,
oligosakarida, lignin, dan analog polisakarida dengan manfaat
kesehatan.
Serat
dibedakan
jenisnya
menurut
kelarutan dalam air, fermentasi oleh mikroba di kolon, dan viskositas. Pati resisten pun termasuk ke dalam kategori serat. Pati resisten disebutkan memengaruhi fungsi
organ
pencernaan,
flora
mikrobial,
kadar
kolesterol darah, indeks glikemik secara positif, dan membantu dalam kontrol diabetes (Fuentes-Zaragoza et al., 2010). GLUT4 pentransfer
merupakan glukosa
salah
satu
(GLUT1-GLUT12,
dari dan
13
protein
HMIT)
yang
tersandi dalam genom manusia, mengkatalisasi transpor heksose melewati membran sel dengan mekanisme difusi fasilitatif
ATP-independen.
GLUT4
sangat
sering
diekspresikan di sel otot dan adiposit, dimana GLUT4 memiliki
karakteristik
unik,
yaitu
disposisi
intraselular dalam keadaan inaktif, dan didistribusikan secara akut ke membran plasma jika ada respon terhadap insulin atau stimuli lain. GLUT4 memiliki peran untuk mengontrol intake glukosa ke dalam otot skelet setelah ingesti
glukosa
eksogen
dan
mengatur
kadar
glukosa
darah agar tetap normal (5-6 mM) (Huang & Czech, 2007).
4
Translokasi
GLUT4
dari
intraselullar
menuju
permukaan sel, terutama di otot skelet merupakan efek primer
dari
insulin,
terfosforilasi proses
dimana
setelah
pemberian
reseptor
mengikat
sinyal
insulin
insulin
secara
dan
multipel
yang
akan memacu akan
memicu vesikel berisi GLUT4 muncul ke permukaan. (Buse et al., 2012; ) Gembili, adalah suatu umbi dengan
nama botani
Dioscorea esculenta L., atau biasa disebut sudo, ubi aung, ubi hae, huwi butul, dan lain lain. Tanaman ini berbentuk umbi memanjat, yang dapat mencapai tinggi 3-5 m,
dan
daunnya
berbentuk
seperti
ginjal,
batangnya
bulat, berbulu halus, dan berduri tersebar. Bunganya tersusun dalam bulir berwarna hijau kekuningan. Umbinya banyak, umbi
bentuknya
tipis,
bulat
mulus,
dan
sampai
bulat
berwarna
panjang.
coklat
Kulit
kekuningan.
Daging umbinya berwarna putih sampai putih kekuningan (Sastrapraja, menjadi
halus
umbi/ketela
1997). dan
Setelah rasanya
lainnya.
berdiameter 0,5 µm.
dimasak, lebih
tekstur
manis
Partikelnya
dari
secara
umbi jenis umum
Walau begitu, kandungan amilasenya
cukup rendah (Onwueme, 1978). Gembili memiliki kadar
5
serat 2,29% dan kadar pati sebesar 42,16% dari total berat umbi (Richana & Sunarti, 2004). Eubacterium rectale adalah bakteri anaerob grampositive yang mendiami mulut dan kolon manusia, dimana bakteri ini merupakan salah satu bakteri penghasil SCFA (Short Chained Fatty Acid) terbesar di kolon, biasanya membentuk
koloni
dengan
Roseburia
spp..
Eubacterium
rectale merupakan penghasil salah satu dari 3 SCFA yang dibutuhkan sebagai nutrisi oleh sel di kolon manusia, yaitu asam butirat, asam asetat dan asam propionat. (Duncan & Flint, 2008).
I.2 Perumusan Masalah Dari yaitu
uraian
bagaimana
Eubacterium
di
atas, manfaat
rectale
dapat
dirumuskan
konsumsi
secara
masalah,
gembili
bersamaan
dan
terhadap
translokasi GLUT4 membran sel pada otot skelet tikus yang diinduksi diabetes.
6
I.3 Tujuan Penelitian Mengetahui
pengaruh
konsumsi
umbi
gembili
dan
Eubacterium rectale pada tikus yang diinduksi diabetes terhadap translokasi GLUT4 dari dalam sel otot skelet tikus ke membran sel.
I.4 Manfaat Penelitian 1.
Bagi peneliti Menambah pengetahuan mengenai objek penelitian dan hal-hal
yang
terjadi
berkaitan
dengan
subjek
selama penelitian. 2.
Bagi masyarakat Mensosialisasikan
manfaat
tanaman
umbi
lokal
gembili dan probiotik kepada penderita penyakit diabetes mellitus tipe 2 3.
Bagi Universitas Gadjah Mada Memperkaya hasil penelitian dalam rangka mendukung misi
UGM
sebagai
universitas
berbasis
riset
penelitian
lebih
berskala internasional. 4.
Bagi peneliti lain Dapat
dijadikan
acuan
untuk
lanjut mengenai tanaman lokal umbi dan bakteri
7
I.5 Keaslian Penelitian 1.
Shih,
et
al.
(2009),
dengan
judul
penelitian
“Momordica charantia extract on insulin resistence and the skeletal muscle GLUT4 protein in fructosefed rats”. Subjek penelitian adalah tikus SpragueDawley
jantan
dengan
berat
200-250g
diberi
diet
tinggi fruktosa 60% selama 8 minggu, lalu dibagi lagi
menjadi
6
grup
dan
diberi
pakan
Momordica
charantia (Pare) sebanyak 0,2 g dan 1,0 g per kgBB atau rosiglitazone 10 mg/kg selama 2 minggu dengan tetap diberi diet tinggi fruktosa. Efek Momordica charantia
terhadap
GLUT4
diukur
dengan
Western
immunoblotting analysis menggunakan kelompok otot skelet
tikus.
ekstrak
Penelitian
pare
dapat
hiperleptinemia,
ini
menunjukkan
meringankan
bahwa
hiperglikemia,
hiperinsulinemia,
hipertrigliseridemia
yang
diinduksi
dan oleh
diet
tinggi fruktosa, juga meningkatkan ekpresi PPARγ, ekspresi
mRNA
penelitian
dan
terletak
protein pada
GLUT4.
jenis
Perbedaan
suplemen,
jenis
tikus, dan metode pengukuran kadar GLUT4. 2.
Park
S.Y.,
penelitian utilization
et
al.
”Dangnyohwan and
reduces
(2007)
dengan
improves insulin
judul glucose
resistance
by
8
increasing the adipocyte-specific GLUT4 expression in Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty rats”. Subjek penelitian adalah tikus Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty (OLETF) jantan and tikus Long–Evans Tokushima Otsuka (LETO) jantan non-diabetik sebagai kontrol yang
kemudian
perlakuan
dibagi
secara
Dangnyohwan
(DNH)
acak
atau
pada
grup
kontrol.
Grup
perlakuan akan diberikan pakan yang dicampur DNH dengan dosis 3 g/kg/hari, sedangkan grup kontrol diberikan
pakan
dikonsumsi
standar.
diukur
Jumlah
setiap
makanan
hari.
yang
Pengukuran
translokasi GLUT4 dilakukan dengan metode analisis ekspresi
mRNA
semikuantitatif
dengan
PCR,
elektroforesis dan immunoblotting. Penelitian ini menunjukkan bahwa DNH meningkatkan ekpresi GLUT4, serta
menurunkan
glukosa pada
hiperglikemia
terganggu.
jenis
Perbedaan
suplemen,
jenis
dan
toleransi
penelitian tikus,
terletak
dan
metode
dengan
judul
pengukuran GLUT4 3.
Cheon,
J.M.,
penelitian
et
”Insulin
al.
sensitivity
fermented
Korean
(Panax
mediated
ginseng)
hallmarks
in
(2015)
old-aged
improvement
Red by
Ginseng
insulin
ob/ob
of
resistance
mice”.
Subjek
9
penelitian adalah tikus betina berumur 24
minggu
dengan defisiensi leptin yang dibagi menjadi 3 grup. Semua grup diberikan pakan pellet steril. Grup I menerima
air
keran
terfilter
sebagai
kontrol,
sedangkan grup II dan III masing-masing menerima larutan fermented red ginseng (FRG) 0.5% dan 1% selama 16 minggu. Pengukuran yang dilakukan adalah pengukuran berat badan, kadar gula darah, dan kadar trigliserida
serum.
Pengukuran
IR,
LPL,
GLUT1,
GLUT4, PPARγ, dan PEPCK dilaksanakan dengan metode analisis
ekspresi
elektroforesis. terjadinya
mRNA
Penelitian
penurunan
berat
dengan ini badan
dan
PCR
dan
menunjukkan kadar
gula
darah, serta peningkatan ekspresi IR, LPL, GLUT1, GLUT4, PPARγ, dan PEPCK. Kadar trigliserid serum tidak
mengalami
penurunan.
Perbedaan
penelitian
terletak pada jenis suplemen, jenis tikus, jumlah target, dan metode pengukuran GLUT4
\
