FISIOLOGI HEWAN METABOLISME

METABOLISME

(KONSUMSI OKSIGEN DAN GLUKOSA DARAH)

I.     TUJUAN

1.1 Mengetahui prinsip dan cara-cara menentukan konsumsi oksigen pada invetebrata.

1.2 Mahir dan terampil menggunakan alat respirometer sederhana untuk mengetahui aktifitas metabolsisme.

1.3  Mengetahui prinsip dan cara penentuan kadar glukosa darah.

1.4  Mahir dan terampil menggunakan alat yang dipergunakan untuk menentukan kadar glukosa dalam darah dan mengukur kadar glukosa darah.

II.  TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Metabolisme

Menurut Kimball (1988), metabolisme adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan semua reaksi kimia yang terlibat dalam mempertahankan keadaan hidup sel-sel dan organisme. Metabolisme dapat nyaman dibagi menjadi dua kategori:

                          1.                 Katabolisme - rincian dari molekul untuk mendapatkan energi

                          2.                 Anabolisme - sintesis senyawa semua yang diperlukan oleh sel-sel

Metabolisme adalah erat dengan gizi dan ketersediaan nutrisi. Bioenergetics adalah istilah yang menggambarkan jalur biokimia atau metabolisme yang sel akhirnya memperoleh energi. Pembentukan energi adalah salah satu komponen vital metabolisme (Kimball, 1988).

Makhluk multiseluler, baik manusia, hewan, maupun tumbuhan tersusun atas jutaan sel. Tiap sel memiliki fungsi tertentu untuk kelangsungan hidup suatu organisme. Untuk menjalankan fungsinya, sel melakukan proses metabolisme. Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim. Metabolisme juga berperan mengubah zat yang beracun menjadi senyawa yang tak beracun dan dapat dikeluarkan dari tubuh. Proses ini disebut detoksifikasi. Umumnya, hasil akhir anabolisme merupakan senyawa pemula untuk proses katabolisme. Hal itu disebabkan sebagian besar proses metabolisme terjadi di dalam sel. Mekanisme masuk dan keluarnya zat kimia melalui membran sel mempunyai arti penting dalam mempertahankan keseimbangan energi dan materi dalam tubuh. Proses sintesis dan penguraian berlangsung dalam berbagai jalur metabolisme. Adapun hasil reaksi tiap tahap metabolisme merupakan senyawa pemula dari tahap reaksi berikutnya. Proses metabolisme yang terjadi di dalam sel makhluk hidup seperti pada tumbuhan dan manusia, melibatkan sebagian besar enzim (katalisator) baik berlangsung secara sintesis (anabolisme) dan respirasi (katabolisme). Pada saat berlangsungnya peristiwa reaksi biokimia di dalam sel, enzim bekerja secara spesifik. Enzim mempercepat reaksi kimia yang menghasilkan senyawa ATP dan senyawa-senyawa lain yang berenergi tinggi seperti pada proses respirasi, fotosintesis, kemosintesis, sintesis protein, dan lemak (Johnson, 1984).

2.2 Laju Metabolisme

Laju metabolisme adalah jumlah total energi yang diproduksi dan dipakai oleh tubuh per satuan waktu (Seeley, 2002). Laju metabolisme berkaitan erat dengan respirasi karena respirasi merupakan proses ekstraksi energi dari molekul makanan yang bergantung pada adanya oksigen (Tobin, 2005).

Secara sederhana, reaksi kimia yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai berikut:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6 CO₂ + 6H₂O + ATP

(Tobin, 2005)

Laju metabolisme biasanya diperkirakan dengan mengukur banyaknya oksigen yang dikonsumsi makhluk hidup per satuan waktu. Hal ini memungkinkan karena oksidasi dari bahan makanan memerlukan oksigen (dalam jumlah yang diketahui) untuk menghasilkan energi yang dapat diketahui jumlahnya juga. Akan tetapi, laju metabolisme biasanya cukup diekspresikan dalam bentuk laju konsumsi oksigen (Tobin, 2005).

Laju metabolisme dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor termasuk umur, jenis kelamin, status reproduksi, makanan dalam usus, stress fisiologis, aktivitas, musim, ukuran tubuh dan temperature lingkungan.  Laju metabolisme baku (standard metabolic rate) merupakan laju metabolisme hewan manakala hewan tersebut sedang istirahat dan tidak ada makanan dalam ususnya. Ketika pengukuran laju metabolisme tengah dilakukan, jarang sekali ikan berada dalam keaadaan diam, sehingga istilah laju metabolsme rutin sering dipakai untuk menunjukkan bahwa laju metabolisme diukur dalam keaadaan selama level aktifitas rutin.  Ini menyebabkan hasil pengukurannya biasanya lebih tinggi dari laju metabolisme manakala ikan benar-benar diam (Yuwono, 2001).

Menurut Richard & Gordan (1989)  ada tiga macam metode untuk mengukur metabolisme yaitu sebagai berikut:

1.        Menghitung selisih antara nilai energi dari semua makanan yang masuk kedalam tubuh hewan dan semua ekskresi terutama urin dan feses, cara ini hanya akurat digunakan untuk digunakan bila tidak terjadi perubahan komposisi tubuh hewan.

2.        Menghitung produksi panas total pada organisme, metode ini sungguh akurat dalam memberikan informasi tentang bahan bakar yang digunakan, organisme yang diukur dimasukkan dalam kalorimeter.

3.        Menghitung jumlah oksigen yang digunakan oleh organisme untuk proses oksidasi dan jumlah konsumsi oksigen, cara ini paling banyak digunakan dan mudah dilaksanakan tetapi tentu saja tidak bias digunakan untuk organisme anaerob sebab meskipun konsumsi oksigen nol bukan berarti tidak terdapat metabolisme dalam tubuh organisme tersebut

2.3 Proses Respirasi Jangkrik

Serangga termasuk hewan berbuku-buku. Sebagian besar serangga hidup di darat. Contoh serangga adalah jangkrik, kupu-kupu, belalang, nyamuk, lalat, semut, laron, kecoak. Alat pernafasan serangga yang hidup di darat berbeda dengan yang hidup di air. Serangga bernafas dengan trakea. Trakea adalah suatu sistem alat pernafasan yang terdiri atas pembuluh-pembuluh yang bercabang-cabang ke seluruh tubuh. Cabang-cabang ini bermuara di stigma (spirakel). Stigma merupakan lubang keluar masuknya udara. Pada trakea terdapat kantong udara kantong hawa, yang berfungsi menyimpan udara yang masuk untuk sementara waktu (Johnson, 1984).

Mekanisme respirasi hewan jangkrik yaitu corong hawa (trakea) adalah alat pernafasan yang dimiliki oleh serangga dan arthropoda lainnya. Pembuluh trakea bermuara pada lubang kecil yang ada dikerangka luar (eksoskeleton) yang disebut spirakel. Spirakel berbentuk pembuluh silindris yang berlapis zat kitin, yang terletak berpasangan pada setiap sekmen tubuh. Spirakel mempunyai tutup yang dikontrol oleh otot sehingga membuka dan menutupnya spirakel terjadi secara teratur. Umumnya spirakel terbuka selama serangga terbang, dan menutup saat beristirahat. Oksigen dari luar masuk lewat spirakel. Kemudian udara dan spirakel menuju pembuluh – pembuluh trakea dan selanjutnya pembuluh trakea bercabang lagi menjadi cabang halus yang disebut trakeolus. Sehingga dapat mencapai seluruh jaringan dan alat tubuh bagian dalam. Trakeolus tidak berlapis titin, terisi cairan dan dibentuk oleh sel yang disebut trakeoblas. Pertukaran gas terjadi antara trakeolus dengan sel – sel tubuh. Trakeolus mempunyai fungsi yang sama dengan kapiler. Pada sistem pengangkutan pada vertebrata. Mekanisme pernapasan pada serangga ini, misalnya belalang adalah : jika otot perut belalang berkontraksi maka trakea menyerpi sehingga udara kaya CO2 keluar. Sebaliknya, jika otot perut belalang berkontraksi maka trakea kembali pada volume semula. Sehingga tekanan udara menjadi lebih kecil dibandingkan tekanan diluar sebagai akibatnya udara diluar yang kaya oksigen masuk ke trakea, sistem trake berfungsi mengangkut oksigen dan mengedarkan keseluruh tubuh, sebaliknya mengangkut karbondioksida hasil respirasi dikeluarkan dalam tubuh. Dengan demikian, darah pada serangga hanya berfungsi mengangkut sari makanan dan tidak mengangkut gas. Bagian ujung trakeolus terdapat cairan sehingga udara mudah berdifusi ke jaringan (Johnson, 1984).

2.4 Respirometri

Respirometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur rata-rata pernapasan organisme dengan mengukur rata-rata pertukaran oksigen dan karbon dioksida. Hal ini memungkinkan penyelidikan bagaimana faktor-faktor seperti umur atau pengaruh cahaya memengaruhi rata-rata pernapasan (Anonim, 2011).

Respirometer sederhana adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kecepatan pernapasan beberapa macam organisme hidup seperti serangga, bunga, akar, kecambah yang segar. Jika tidak ada perubahan suhu yang berarti, kecepatan pernapasan dapat dinyatakan dalam ml/detik/g, yaitu banyaknya oksigen yang digunakan oleh makhluk percobaan tiap 1 gram berat tiap detik. Respirometer ini terdiri atas dua bagian yang dapat dipisahkan, yaitu tabung spesimen (tempat hewan atau bagian tumbuhan yang diselidiki) dan pipa kapiler berskala yang dikaliberasikan teliti hingga 0,01 ml. Kedua bagian ini dapat disatukan amat rapat hingga kedap udara dan didudukkan pada penumpu (landasan) kayu atau logam (Anonim, 2011).
Respirasi sel, jalur metabolisme yang menghasilkan energi (dalam bentuk ATP dan NADPH) dari molekul-molekul bahan bakar (karbohidrat, lemak, dan protein). Jalur-jalur metabolisme respirasi sel juga terlibat dalam pencernaan makanan. Respirasi dalam biologi adalah proses mobilisasi energi yang dilakukan jasad hidup melalui pemecahan senyawa berenergi tinggi (SET) untuk digunakan dalam menjalankan fungsi hidup. Dalam pengertian kegiatan kehidupan sehari-hari, respirasi dapat disamakan dengan pernapasan. Namun demikian, istilah respirasi mencakup proses-proses yang juga tidak tercakup pada istilah pernapasan. Respirasi terjadi pada semua tingkatan organisme hidup, mulai dari individu hingga satuan terkecil, sel. Apabila pernapasan biasanya diasosiasikan dengan penggunaan oksigen sebagai senyawa pemecah, respirasi tidak melulu melibatkan oksigen (Guyton, 1997).
Glikogenolisis, pengubahan glikogen menjadi glukosa. Glikogenolisis adalah lintasan metabolisme yang digunakan oleh tubuh, selain glukoneogenosis, untuk menjaga keseimbangan kadar glukosa di dalam plasma darah untuk menghindari simtoma hipoglisemia. Pada glikogenolisis, glikogen digradasi berturut-turut dengan 3 enzim, glikogen fosforilase, glukosidase, fosfoglukomutase, menjadi glukosa. Hormon yang berperan pada lintasan ini adalah glukagon dan adrenalin. Glikolisis, pengubahan glukosa menjadi piruvat dan ATP tanpa membutuhkan oksigen. Glikolisis adalah serangkaian reaksi biokimia di mana glukosa dioksidasi menjadi molekul asam piruvat. Glikolisis adalah salah satu proses metabolisme yang paling universal yang kita kenal, dan terjadi (dengan berbagai variasi) di banyak jenis sel dalam hampir seluruh bentuk organisme. Proses glikolisis sendiri menghasilkan lebih sedikit energi per molekul glukosa dibandingkan dengan oksidasi aerobik yang sempurna. Energi yang dihasilkan disimpan dalam senyawa organik berupa adenosine triphosphate atau yang lebih umum dikenal dengan istilah ATP dan NADH (Campbell, 2000).
Transpor elektron terjadi di membran dalam mitokondria, dan berakhir setelah elektron dan H+ bereaksi dengan oksigen yang berfungsi sebagai akseptor terakhir, membentuk H2O. ATP yang dihasilkan pada tahap ini adalah 32 ATP. Reaksinya kompleks, tetapi yang berperan penting adalah NADH, FAD, dan molekul-molekul khusus, seperti Flavo protein, ko-enzim Q, serta beberapa sitokrom. Dikenal ada beberapa sitokrom, yaitu sitokrom C1, C, A, B, dan A3. Elektron berenergi pertama-tama berasal dari NADH, kemudian ditransfer ke FMN (Flavine Mono Nukleotida), selanjutnya ke Q, sitokrom C1, C, A, B, dan A3, lalu berikatan dengan H yang diambil dari lingkungan sekitarnya. Sampai terjadi reaksi terakhir yang membentuk H2O. Hasil akhir proses ini terbentuknya 32 ATP dan H2O sebagai hasil sampingan respirasi. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh, pada tumbuhan melalui stomata dan melalui paru-paru pada pernapasan hewan tingkat tinggi (Campbell, 2000).
Fosforilasi oksidatif adalah suatu lintasan metabolisme yang menggunakan energi yang dilepaskan oleh oksidasi nutrien untuk menghasilkan ATP, dan mereduksi gas oksigen menjadi air. Walaupun banyak bentuk kehidupan di bumi menggunakan berbagai jenis nutrien, hampir semuanya menjalankan fosforilasi oksidatif untuk menghasilkan ATP. Lintasan ini sangat umum digunakan karena sangat efisien untuk mendapatkan energi, dibandingkan dengan proses fermentasi alternatif lainnya seperti glikolisis anaerobik. Dalam proses fosforilasi oksidatif, elektron yang dihasilkan oleh siklus asam sitrat akan ditransfer ke senyawa NAD⁺ yang berada di dalam matriks mitokondria. Setelah menerima elektron, NAD⁺ akan bereaksi menjadi NADH dan ion H+, kemudian mendonorkan elektronnya ke rantai transpor elektron kompleks I dan FAD yang berada di dalam rantai transpor elektron kompleks II. FAD akan menerima dua elektron, kemudian bereaksi menjadi FADH² melalui reaksi redoks. Reaksi redoks ini melepaskan energi yang digunakan untuk membentuk ATP. Pada eukariota, reaksi redoks ini dijalankan oleh serangkaian kompleks protein di dalam mitokondria, manakala pada prokariota, protein-protein ini berada di membran dalam sel. Enzim yang saling berhubungan ini disebut sebagai rantai transpor elektron. Pada eukariota, lima kompleks protein utama terlibat dalam proses ini, manakala pada prokariota, terdapat banyak enzim-enzim berbeda yang terlibat. Elektron yang melekat pada molekul rantai transpor elektron di sisi dalam membran mitokondria akan menarik ion H+ menuju membran mitokondria sisi luar, disebut kopling kemiosmotik,[4] yang menyebabkan kemiosmosis, yaitu difusi ion H+ melalui ATP sintase ke dalam mitokondria yang berlawanan dengan arah gradien pH, dari area dengan energi potensial elektrokimiawi lebih rendah menuju matriks dengan energi potensial lebih tinggi. Proses kopling kemiosmotik menghasilkan kombinasi gradien pH dan potensial listrik di sepanjang membran ini yang disebut gaya gerak proton. Energi gaya gerak proton digunakan untuk menghasilkan ATP melalui reaksi fosforilasi ADP. Walaupun fosforilasi oksidatif adalah bagian vital metabolisme, ia menghasilkan spesi oksigen reaktif seperti superoksida dan hidrogen peroksida pada kompleks I. Hal ini dapat mengakibatkan pembentukan radikal bebas, merusak sel tubuh, dan kemungkinan juga menyebabkan penuaan. Enzim-enzim yang terlibat dalam lintasan metabolisme ini juga merupakan target dari banyak obat dan racun yang dapat menghambat aktivitas enzim (Pickering, 2000).
Siklus krebs merupakan tahap kedua respirasi aerob. Nama siklus ini berasal dari nama orang yang menemukan reaksi tahap kedua respirasi aerob ini, yaitu Hans Krebs. Siklus ini disebut juga siklus asam sitrat. Siklus krebs diawali dengan adanya 2 molekul asam piruvat yang dibentuk pada glikolisis yang meninggalkan sitoplasma masuk ke  mitokondria. Sehingga, siklus krebs terjadi di dalam mitokondria (Campbell, 2000).
            Hasil-hasil anabolisme berguna dalam fungsi yang esensial. Hasil-hasil tersebut misalnya glikogen dan protein sebagai bahan bakar dalam tubuh, asam nukleat untuk pengkopian informasi genetik. Protein, lipid, dan karbohidrat menyusun struktur tubuh makhluk hidup, baik intraselular maupun ekstraselular. Bila sintesis bahan-bahan ini lebih cepat dari perombakannya, maka organisme akan tumbuh (Guyton, 1997).

Waktu	Volume Udara
5 menit pertama	0,37 ml
5 menit kedua	0,47 ml
5 menit ketiga	0,58 ml
Jumlah	1,42 ml
Rata-Rata	0,58 ml

No.	Nama Praktikan	Jenis Kelamin	Kadar Glukosa Darah (mg/dL)
1.	Praktikan 1	Laki-laki	103 mg/dL
2.	Praktikan 2	Laki-laki	97 mg/dL
3.	Praktikan 3	Perempuan	97 mg/dL
4.	Praktikan 4	Perempuan	78 mg/dL

Alat ini bekerja atas suatu prinsip bahwa dalam pernapasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme dan ada karbon dioksida yang dikeluarkan olehnya. Jika organisme yang bernapas itu disimpan dalam ruang tertutup dan karbon dioksida yang dikeluarkan oleh organisme dalam ruang tertutup itu diikat, maka penyusutan udara akan terjadi. Kecepatan penyusutan udara dalam ruang itu dapat dicatat (diamati) pada pipa kapiler berskala (Anonim, 2011).

Spesimen yang akan digunakan dalam penyelidikan ini sebaiknya dipilih yang masih segar atau lincah. Tabung spesimen dipisahkan dari bagian yang berskala dan kedalamnya dimasukkan zat pengikat CO₂. Biasanya digunakan KOH kristal yang kemudian ditutup dengan kasa atau kapas agar tidak tercecah oleh spesimen yang diselidiki. Sebagai pengikat CO₂ dapat juga digunakan larutan pekat KOH yang diserapkan pada kertas pengisap. Setelah itu spesimen dimasukkan ke dalam tabung dan tabung ditutup dengan bagian yang berskala rapat-rapat. Untuk mengetahui penyusutan udara dalam tabung, pada ujung terbuka pipa berskala diberi setetes air (lebih baik berwarna misalnya eosin). Tetes air ini akan bergerak ke arah tabung spesimen karena terjadinya penyusutan volum udara dalam ruang tertutup (tabung spesimen) sebagai akibat pernapasan, yaitu O₂ diserap, CO₂ dihembuskan tetapi lalu diserap oleh KOH. Kecepatan tetes air itu bergerak ke dalam menunjukkan kecepatan pernapasan organisme yang diselidiki. Perhitungan dilakukan untuk memperoleh angka kecepatan respirasi hewan/organisme tertentu dalam ml tiap satuan waktu. Data yang diambil adalah: lama pernapasan (misalnya dapat diambil tiap 5 menit sekali atau 10 menit sekali) dan jarak yang ditempuh oleh tetes air bergerak. Jika nilai skala pada pipa kapiler tertera 0,1 --- 0,2 dan seterusnya, dan jarak itu dibagi menjadi 5 bagian, maka berarti 1 skala bernilai 0,02 ml (Anonim, 2011).

2.5 Jalur Metabolisme

Menurut (Guyton, 1997), Jalur-jalur metabolisme terdiri dari reaksi katabolisme dan rekasi anabolisme:

Ø  Katabolisme, yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk mendapatkan energi

Ø  Anabolisme, yaitu reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekul-molekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh.

          Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan dipercepat (dikatalisis) oleh enzim. Pada senyawa organik, penentu arah reaksi kimia disebut promoter dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis.

        Pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang bereaksi dengan dikatalisis enzim pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat, yang merupakan substrat pada jenjang reaksi berikutnya. Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat pada suatu jenjang reaksi disebut metabolom. Semua ini dipelajari pada suatu cabang ilmu biologi yang disebut metabolomika.

2.1.1 Katabolisme

Katabolisme adalah reaksi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim. Penguraian senyawa ini menghasilkan atau melepaskan energi berupa ATP yang biasa digunakaan organisme untuk beraktivitas. Katabolisme mempunyai dua fungsi, yaitu menyediakan bahan baku untuk sintesis molekul lain, dan menyediakan energi kimia yang dibutuhkan untuk melakukan aktivitas sel. Reaksi yang umum terjadi adalah reaksi oksidasi. Energi yang dilepaskan oleh reaksi katabolisme disimpan dalam bentuk fosfat, terutama dalam bentuk ATP (Adenosin trifosfat) dan berenergi elektron tinggi NADH2 (Nikotilamid adenin dinukleotida H2) serta FADH2 (Flavin adenin dinukleotida H2) (Guyton, 1997). 

1. Respirasi sel

Pada dasarnya, respirasi adalah proses oksidasi yang dialami SET sebagai unit penyimpan energi kimia pada organisme hidup. SET, seperti molekul gula atau asam-asam lemak, dapat dipecah dengan bantuan enzim dan beberapa molekul sederhana. Karena proses ini adalah reaksi eksoterm (melepaskan energi), energi yang dilepas ditangkap oleh ADP atau NADP membentuk ATP atau NADPH. Pada gilirannya, berbagai reaksi biokimia endotermik (memerlukan energi) dipasok kebutuhan energinya dari kedua kelompok senyawa terakhir ini. Kebanyakan respirasi yang dapat disaksikan manusia memerlukan oksigen sebagai oksidatornya. Reaksi yang demikian ini disebut sebagai respirasi aerob. Namun demikian, banyak proses respirasi yang tidak melibatkan oksigen, yang disebut respirasi anaerob. Yang paling biasa dikenal orang adalah dalam proses pembuatan alkohol oleh khamir Saccharomyces cerevisiae. Berbagai bakteri anaerob menggunakan belerang (atau senyawanya) atau beberapa logam sebagai oksidator. Respirasi dilakukan pada satuan sel. Proses respirasi pada organisme eukariotik terjadi di dalam mitokondria (Guyton, 1997).

 2. Glikolisis

Lintasan glikolisis yang paling umum adalah lintasan Embden-Meyerhof-Parnas (bahasa Inggris: EMP pathway), yang pertama kali ditemukan oleh Gustav Embden, Otto Meyerhof dan Jakub Karol Parnas. Selain itu juga terdapat lintasan Entner–Doudoroff yang ditemukan oleh Michael Doudoroff dan Nathan Entner terjadi hanya pada sel prokariota, dan berbagai lintasan heterofermentatif dan homofermentatif (Campbell, 2000).

3. Transpor Electron

4.  Fosforilasi Oksidatif

5.  Dekarboksilasi Oksidatif

Dekarboksilasi Oksidatif atau disingkat dengan DO adalah proses Perubahan Piruvatmenjadi Asetilkoezim – A. Proses ini berlangsung karboksilasi Oksidatif ini di membran luar mitocondria sebagai fase antara sebelum Siklus Krebs ( Pra Siklus Krebs ) sehingga DO sering dimasukkan langsung dalam Siklus krebs. Reaksi oksidasi piruvat hasil glikolisis menjadi asetil koenzim-A, merupakan tahap reaksi penghubung yang penting antara glikolisis dengan jalur metabolisme lingkar asam trikarboksilat (daur Krebs). Reaksi yang diaktalisis oleh kompleks piruvat dehidrogenase dalam matriks mitokondria melibatkan tiga macam enzim (piruvat dehidrogenase, dihidrolipoil transasetilase, dan dihidrolipoil dehidrogenase), lima macam koenzim (tiaminpirofosfat, asam lipoat, koenzim-A, flavin adenin dinukleotida, dan nikotinamid adenine dinukleotida) dan berlangsung dalam lima tahap reaksi. Keseluruhan reaksi dekarboksilasi ini irreversibel, dengan ∆ G 0 = - 80 kkal per mol. Reaksi ini merupakan jalan masuk utama karbohidrat kedalam daur Krebs. Tahap reaksi pertama dikatalis oleh piruvat dehidrogenase yang menggunakan tiamin pirofosfat sebagai koenzimnya.Dekarboksilasi piruvat menghasilkan senyawa α-hidroksietil yang terkait pada gugus cincin tiazol dari tiamin pirofosfat (Pickering, 2000). 

 Pada tahap reaksi kedua α-hidroksietil didehidrogenase menjadi asetil yang kemudian dipindahkan dari tiamin pirofosfat ke atom S dari koenzim yang berikutnya, yaitu asam lipoat, yang terikat pada enzim dihidrolipoil transasetilase. Dalam hal ini gugus disulfida dari asam lipoat diubah menjadi bentuk reduksinya, gugus sulfhidril. Pada tahap reaksi ketiga, gugus asetil dipindahkan dengan perantara enzim dari gugus lipoil pada asam dihidrolipoat, kegugus tiol (sulfhidril pada koenzim-A). Kemudian asetil ko-A dibebaskan dari sistem enzim kompleks piruvat dehidrogenase. Pada tahap reaksi keempat gugus tiol pada gugus lipoil yang terikat pada dihidrolipoil transasetilase dioksidasi kembali menjadi bentuk disulfidanya dengan enzim dihidrolipoil dehidrogenase yang berikatan dengan FAD (flavin adenin dinukleotida) (Guyton, 1997).

Akhirnya (tahap reaksi kelima) FADH + (bentuk reduksi dari FAD) yang tetap terikat pada enzim, dioksidasi kembali oleh NAD + (nikotinamid adenin dinukleotida) manjadi FAD, sedangkan NAD + berubah menjadi NADH (bentuk reduksi dari NAD +) (Guyton, 1997).

6. Siklus Krebs

Dapat disimpulkan bahwa siklus krebs merupakan tahap kedua dalam respirasi aerob yang mempunyai tiga fungsi, yaitu menghasilkan NADH, FADH2, ATP serta membentuk kembali oksaloasetat. Oksaloasetat ini berfungsi untuk siklus krebs selanjutnya. Dalam siklus krebs, dihasilkan 6 NADH, 2 FADH2, dan 2 ATP (Campbell, 2000).

7. Fermentasi

Menurut (Kimball, 1988), Fermentasi adalah proses pembebasan energy tanpa oksigen. Ciri-ciri dari fermentasi adalah terjadi pada organisme yang tidak membutuhkan oksigen bebas, terjadi proses glikolisis, tidak terjadi penyaluran elektron ke Siklus Krebs, dan Transpor Elektron Energi (ATP) yang terbentuk lebih sedikit jika dibandingkan dengan respirasi aerob. Fermentasi terdiri atas 3 macam, yaitu fermentasi asam laktat, fermentasi alkohol, fermentasi asam cuka. Prinsip dari sebuah fermentasi adalah memperbanyak jumlah mikroorganisme dan menggiatkan metabolismenya dalam bahan pangan. Bahan baku yang paling banyak digunakan oleh mikroorganisme adalah karbohidrat dari glukosa tetapi mikroorganisme juga dapat menggunakan protein dan lemak. Beberapa manfaat dari fermentasi adalah pengawet makanan zat-zat metabolit yang dihasilkan dapat menghambat pertumbuhan mikroorganisme pembusuk, penganekaragaman pangan, menginhibisi pertumbuhan mikroorganisme patogen, meningkatkan nilai gizi makanan.

2.1.2 Anabolisme

Anabolisme adalah lintasan metabolisme yang menyusun beberapa senyawa organik sederhana menjadi senyawa kimia atau molekul kompleks. Proses ini membutuhkan energi dari luar. Energi yang digunakan dalam reaksi ini dapat berupa energi cahaya ataupun energi kimia. Energi tersebut, selanjutnya digunakan untuk mengikat senyawa-senyawa sederhana tersebut menjadi senyawa yang lebih kompleks. Jadi, dalam proses ini energi yang diperlukan tersebut tidak hilang, tetapi tersimpan dalam bentuk ikatan-ikatan kimia pada senyawa kompleks yang terbentuk (Guyton, 1997).

            Anabolisme meliputi tiga tahapan dasar. Pertama, produksi prekursor seperti asam amino, monosakarida, dan nukleotida. Kedua, adalah aktivasi senyawa-senyawa tersebut menjadi bentuk reaktif menggunakan energi dari ATP. Ketiga, penggabungan prekursor tersebut menjadi molekul kompleks, seperti protein, polisakarida, lemak, dan asam nukleat. Anabolisme yang menggunakan energi cahaya dikenal dengan fotosintesis, sedangkan anabolisme yang menggunakan energi kimia dikenal dengan kemosintesis (Guyton, 1997).

(Guyton,1997).

1. Fotosintesis

Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan). Yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah, infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis. Dalam fotosintesis, dihasilkan karbohidrat dan oksigen, oksigen sebagai hasil sampingan dari fotosintesis, volumenya dapat diukur, oleh sebab itu untuk mengetahui tingkat produksi fotosintesis adalah dengan mengatur volume oksigen yang dikeluarkan dari tubuh tumbuhan. Untuk membuktikan bahwa dalam fotosintesis diperlukan energi cahaya matahari, dapat dilakukan percobaan Ingenhousz (Campbell, 2000).

2. Kemosintesis

Tidak semua tumbuhan dapat melakukan asimilasi C menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Beberapa macam bakteri yang tidak mempunyai klorofil dapat mengadakan asimilasi C dengan menggunakan energi yang berasal dan reaksi-reaksi kimia, misalnya bakteri sulfur, bakteri nitrat, bakteri nitrit, bakteri besi dan lain-lain. Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari hasil oksidasi senyawa-senyawa tertentu. Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe₂+ (ferro) menjadi Fe₃+ (ferri). Bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH₃, tepatnya Amonium Karbonat menjadi asam nitrit dengan reaksi.

Nitrosomonas :

(NH₄)2CO₃ + 3 O₂ ——> 2 HNO₂ + CO₂ + 3 H₂0 + Energi Nitrosococcus (Campbell, 2000).

2.6 Proses Penyeimbangan Glukosa

Penyeimbangan glukosa darah dilakukan dengan menggunakan sekresi hormon insulin, glukagon dan hormon somatostatin. Pengaturan glukosa darah juga dilakukan dengan cara kerja otot serta menyediakan cadangan glukosa jika glukosa darah berlebih. Makanan pertama kali ditelan oleh mulut masih dalam bentuk karbohidrat, yaitu monosakarida, diskarida, polisakarida. Kemudian setelah ditelan diubah menjadi monosakarida. Setelah itu, monosakarida diserap oleh duodenum dan jejenum proksimal. Peristiwa ini membuat kadar glukosa darah meningkat sementara waktu dan akan kembali normal karena adanya keseimbangan metabolisme. Selain itu, pengaturan glukosa darah juga bergantung pada kerja hati dan sedikit pada perifer otot dan jaringan lemak . Hati berguna dalam pengaturan glukosa darah dikarenakan hati berfungsi untuk mengekstraksi glukosa, menyintesis glikogen, glikogenolisis. Selain itu pengaturan kadar glukosa darah oleh hati juga bergantung pada beberapa hormon, yaitu hormon insulin. Hormon insulin adalah hormon yang dihasilkan oleh pankreas tepatnya pada sel β pulau langerhans dan berfungsi untuk menurunkan glukosa darah. Selain hormon insulin, pengaturan glukosa darah juga diatur oleh hormon-hormon yang berguna untuk menaikkan glukosa darah, yaitu hormon glukagon yang disekresikan oleg sel α pulau langerhans, hormon epinefrin yang disekresikan oleh medula adrenal, dan hormon glukokortikoid yang disekresikan oleh korteks adrenal (Richard & Gordon, 1989).

Jadi dapat disimpulkan bahwa glukosa darah berbanding terbalik dengan hormon insulin dan berbanding lurus dengan hormon glukagon, epinefrin, dan glukokortikoid. Maksudnya, apabila hormon insulin yang disekresikan sedikit maka glukosa darah meningkat. Sedangkan apabila hormon glukagon, epinefrin, dan glukokortikoid disekresikan banyak maka glukosa darahpun ikut meningkat (Richard & Gordon, 1989).

III.   METODOLOGI

3.1  Konsumsi Oksigen

3.1.1        Alat

a.       Respirometer

3.1.2        Bahan

a.       KOH 20%

b.      Larutan Giemsa 

3.1.3        Cara Kerja

a.       Kalibrasi Alat

1.    Pipet  respirometer sederhana dikalibrasi dengan siring 0,5 ml

2.    Dilakukan pengamatan larutan giemsa 0,5 ml memenuhi berapa skala pipet respirometer.

3.    Dilakukan pengulangan pengamatan sebanyak tiga kali.

4.    Menghitung volume setiap skala pipet respirometer.

b.      Pengukuran Konsumsi Oksigen

1.    Hewan invertebrata (jangkrik atau belalang) yang akan dipergunakan ditimbang.

2.    Pada dasar respirometer diletakkan kapas yang telah ditetesi dengan KOH 20%, kemudian kapas ditutup menggunakan kawat kasa.

3.    Hewan yang telah diketahui bobot tubuhnya dimasukkan ke dalam tabung respirometer.

4.    Pipet respirometer yang telah diisi dengan larutan giemsa dipasangkan pada tabung respirometer.

5.    Dicatat posisi larutan pada skala pipet respirometer.

6.    Setiap 5 menit diamati perubahan letak larutan, pengamatan dilakukan selama satu jam.

3.2  Glukosa Darah

3.1.1 Alat

a. Jarum francle

b. Accu Check Active

3.1.2 Bahan

          a. Alkohol 70 %

          b. Kapas

          c. Darah

3.1.3 Cara Kerja

a. Pengambilan Darah

1.      Empat orang praktikan, diambil darahnya dari vena brachialis pada bagian ujung jari.

2.      Daerah pengambilan darah dibersihkan dengan kapas yang telah dicelupkan ke dalam alkohol 70%.

3.      Vena brachialis ditusuk menggunakan jarum francle dengan arah miring. Tetesan darah yang keluar dipakai untuk pemeriksaan kadar glukosa darah.

b. Pengukuran Kadar Glukosa Darah

1.    Alat yang dipergunakan untuk menentukan kadar glukosa darah adalah Accu Check Active.

2.    Accu Check dinyalakan dengan menekan tombol On (S) sehingga dilayar muncul ”ON”.

3.    Test strip  yang dipergunakan untuk mengukur kadar glukosa darah dipasangkan pada Accu Check. Tunggu beberapa saat sampai lampu indikator warna merah berkedip-kedip. Berkedipnya lampu menandakan test strip siap ditetesi darah.

4.    1-2 mL (mikroliter) atau satu tetes darah diambil dengan jarum francle, diteteskan di atas area berbentuk kotak, berwarna jingga (oranye) pada test strip. Ditunggu selama 5-7 detik, pada layar akan muncul angka yang menunjukkan kadar glukosa darah sesaat pada hewan tersebut.

5.    Angka yang diperoleh dicatat pada Lembar Kerja yang tersedia.

IV.             HASIL PENGAMATAN

4.1  Konsumsi Oksigen

Bobot jangkrik = 0,4 gram

Volume udara eksperimen           = 0,473 ml

Temperatur eksperimen                = 30^ooC = 30 + 273^oK = 303 ^oK

Tekanan eksperimen                     = 760 mmHg

Waktu yang diperlukan oleh cairan sampai pada dasar pipet :

1.        5 menit

2.        5 menit

3.        5 menit

Rata-rata = 5 menit = 300 detik

Laju konsumsi oksigen (STB)

Laju konsumsi oksigen (STB) = 0,0004257 liter/jam

Laju konsumsi oksigen

=

=

= 0,1226016 = 0,122

Laju konsumsi oksigen     = ml/menit

                                         =liter/jam

Laju metabolisme

Laju metabolisme / BB / hari       = Volume oksigen STB

                                                     =

                                                     =

                                                     = 6,957053192

                                                     = 6,95 Kcal/hari

Laju metabolisme =6,95 Kcal/hari

4.2  Kadar Glukosa

V.  PEMBAHASAN

5.1     Konsumsi Oksigen

Praktikum mengenai pengukuran laju metabolisme ini bertujuan untuk mengetahui prinsip dan cara menentukan konsumsi oksigen pada serangga yaitu jangkrik serta mahir menggunakan alat respirometer sederhana untuk mengetahui aktifitas metabolisme. Alat ini bekerja atas suatu prinsip bahwa dalam pernapasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme dan ada karbon dioksida yang dikeluarkan olehnya.

Jangkrik dtimbang terlebih dahulu sebelum digunakan. Pada dasar respirometer diletakkan kapas yang telah ditetesi dengan KOH 20%, kemudian kapas ditutup menggunakan kawat kasa.  Fungsi KOH adalah untuk mengikat CO₂, sehingga pergerakan yang terjadi pada respirometri hanya disebabkan oleh konsumsi oksigen. Reaksi pengikatan CO₂ oleh KOH adalah sebagai berikut:

KOH + CO2 → K2CO3 + H2O (Chang, 1996)

Jangkrik yang telah diketahui bobot tubuhnya dimasukkan ke dalam tabung respirometer. Pipet respirometer yang telah diisi dengan larutan giemsa dipasangkan pada tabung respirometer. Kemudian dicatat posisi larutan pada skala pipet respirometer. Setiap 5 menit diamati perubahan letak larutan, pengamatan dilakukan selama satu jam dan diukur setiap volume yang berubah.

Jangkrik mempunyai bobot tubuh 0,4 gram. Volume udara eksperimen adalah 0,473 ml. Temperatur dan tekanan saat eksperimen adalah 30℃ (303°K) dan 760 mmHg. Waktu yang diperlukan oleh cairan sampai pada dasar pipet adalah 5 menit (300 detik).

Parameter yang diukur meliputi tiga hal yaitu laju konsumsi oksigen pada STB (suhu temperatur baku), laju volume oksigen yang dikonsi per hari, dan laju metabolisme. Hasil yang diperoleh adalah sebagai berikut:

Laju konsumsi oksigen (STB)                         = 0,0004257 liter/jam

Laju oksigen yang dikonsumsi per hari           = 0,122

Laju metabolisme                                            = 6,95 Kcal/hari

Laju konsumsi oksigen yang diukur menunjukkan berapa banyak volume yang dikonsumsi oleh seekor jangkrik untuk menghasilkan energi per jam dan per harinya. Laju konsumsi oksigen ini dipengerahui oleh banyak faktor yaitu, spesies hewan, suhu lingkungan (terutama bagi hewan ektoterm), dan aktivitas. Selain ketiga hal tersebut, ukuran tubuh juga menentukan besarnya laju konsumsi oksigen (Tobin, 2005). Untuk hewan endoterm, hewan yang berukuran tubuh kecil akan memiliki laju konsumsi oksigen per unit massa yang lebih besar dibanding hewan yang berukuran lebih besar.Jika aktivitas yang dilakukan oleh suatu hewan lebih banyak maka akan mengkonsumsi oksigen lebih banyak pula dan sebaliknya.

Laju metabolisme menunjukkan jumlah total energi yang diproduksi dan dipakai oleh tubuh per satuan waktu (Seeley, 2002). Laju metabolisme berkaitan erat dengan respirasi dan nutrisi yang dikonsumsi karena respirasi merupakan proses ekstraksi energi dari molekul makanan yang bergantung pada adanya oksigen

Secara sederhana, reaksi kimia yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai berikut:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6 CO₂ + 6H₂O + ATP

(Tobin, 2005)

Laju metabolisme dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor termasuk umur, jenis kelamin, status reproduksi, makanan dalam usus, stress fisiologis, aktivitas, musim, ukuran tubuh dan temperature lingkungan.  Hal ini sesuai dengan yang dikemukakan oleh Tang (2001), bahwa laju metabolisme dipengaruhi oleh faktor biotik seperti suhu, salinitas, oksigen, karbondioksida, amoniak, pH, fotoperiode, musim dan tekanan. Sedangkan untuk faktor abiotik seperti aktivitas, berat, kelamin, umur, scooling, stress, puasa dan ratio makan.

Metabolisme yang terjadi di dalam tubuh yang menghasilkan energi ini bisa juga disebut sebagai katabolisme (penguraian senyawa) yang menghasilkan atau melepaskan energi berupa ATP yang biasa digunakaan untuk beraktivitas, menyediakan bahan baku untuk sintesis molekul lain, dan menyediakan energi kimia yang dibutuhkan untuk melakukan aktivitas sel. Reaksi yang umum terjadi adalah reaksi oksidasi. Reaksi oksidasi akan mengoksidasi bahan makan atau nutrisi yang dikonsumsi tubuh berupa karbohidrat, protein, lemak, serta satu liter oksigen. Sehingga apabila telah dioksidasi bahan makan akan menghasilkan energi sebesar 4.825 kalori dengan laju metabolisme pada jangkrik sebesar 6,95 Kcal / hari.

5.2     Kadar Glukosa

Glukosa merupakan sumber tenaga yang dibentuk dari senyawa – senyawa glukogenik yang mengalami glukoneogenesis. Hal itu terjadi karena glukosa dibentuk dari formaldehida pada keadaan abiotik, sehingga akan mudah tersedia bagi sistem biokimia primitive. Hal yang lebih penting bagi organisme tingkat atas adalah kecenderungan glukosa, dibandingkan dengan gula heksosa lainnya, yang tidak mudah bereaksi secara nonspesifik dengan gugus amino suatu protein (Soewolo,2005). Reaksi ini (glikosilasi) mereduksi atau bahkan merusak fungsi berbagai enzim. Menurut Soewolo (2005), Glukosa darah berasal dari absorpsi pencernaan makanan dan pembebasan glukosa dari persediaan glikogen sel. Tingkat glukosa darah akan turun apabila laju penyerapan oleh jaringan untuk metabolisme atau disimpan lebih tinggi daripada laju penambahan. Penyerapan glukosa oleh sel-sel distimulus oleh insulin, yang disekresikan oleh sel beta dari pulau-pulau Langerhans. Glukosa berpindah dari plasma ke sel-sel karena konsentrasi glukosa dalam plasma lebih tinggi daripada dalam sel. Di dalam sel, glukosa dikonversi menjadi glukosa 6 fosfat yang ditahan dalam sel sebagai hasil daripada pengurangan permeabilitas membrane oleh pengaruh kelompok fosfat. Insulin meningkatkan masuknya glukosa ke dalam sel dengan meningkatkan laju transport terbantu dari glukosa melintasi membran sel. Begitu glukosa telah masuk sel, segera difosforilasi untuk menjaganya tanpa control. Menurut Richard & Gordon (1989), Insulin dihasilkan oleh sel-sel β, mendominasi gambaran metabolik. Hormon ini mengatur pemakaian glukosa melalui banyak cara, yaitu meningkatkan pemasukan glukosa dan kalium ke dalam sebagian besar sel, merangsang sintesis glikogen di hati dan otot, mendorong perubahan glukosa menjadi asam-asam lemak dan trigliserida, dan meningkatkan sintesis protein. Secara keseluruhan, efek hormon ini adalah untuk mendorong penyimpanan energi dan meningkatkan pemakaian glukosa. Insulin memasukkan gula ke dalam sel sehingga bisa menghasilkan energi atau disimpan sebagai cadangan energi. Adanya kelainan sekresi insulin, kerja insulin, atau kombinasi keduanya, akan berpengaruh terhadap konsentrasi glukosa dalam darah.

Kadar glukosa dalam tubuh makhluk hidup dapat digunakan untuk memprediksi metabolisme yang mungkin terjadi dalam sel dengan kandungan gula yang tersedia. Jika kandungan 1 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.

Praktikum pengukuran kadar glukosa dalam darah dilakukan oleh 4 praktikan dengan kondisi dan jenis kelamin yang berbeda. Pertama praktikan disuntik untuk diambil darahnya dan darahnya diletakkan di Accu Check Active. Accu Check Active merupakan alat yang dipergunakan untuk menentukan kadar glukosa darah. Setelah Accu Check Active dinyalakan, dipasangkan test trip yang dipergunakan untuk mengukur kadar glukosa darah. Tunggu hingga lampu indikator bewarna merah kedip-kedip. Kemudian darahnya diteteskan dan akan muncul angka yng menunjukkan kadar glukosa darah.

Berdasarkan perlakuan yang telah dilakukan, terlihat perbedaan kadar glukosa darah dari keempat praktikan tersebut. Pada praktikan pertama berjenis kelamin laki-laki memiliki kadar glukosa darah sebesar 130 mg/dL, saat diambil darahnya praktikan tersebut sudah mendapatkan asupan makanan terlebih dahulu. Praktikan kedua berjenis kelamin laki-laki memiliki kadar glukosa darah sebesar 97 mg/dL, saat diambil darahnya praktikan tersebut belum mendapatkan asupan makanan terlebih dahulu. Praktikan ketiga berjenis kelamin perempuan memiliki kadar glukosa darah sebesar 97 mg/dL, saat diambil darahnya praktikan tersebut sudah mendapatkan asupan makanan terlebih dahulu. Praktikan keempat berjenis kelamin perempuan memiliki kadar glukosa darah sebesar 78 mg/dL, saat diambil darahnya praktikan tersebut sudah mendapatkan asupan makanan terlebih dahulu. Dari hasil di atas bisa disimpulkan bahwasannya kadar gula darah seseorang itu dapat dipengaruhi oleh asupan makanan, olahraga, stress, kurang tidur dan umur. Menurut Tobin (2005), ada beberapa hal yang menyebabkan gula darah naik, yaitu kurang berolah raga, bertambahnya jumlah makanan yang dikonsumsi, meningkatnya stress dan faktor emosi, pertambahan berat badan dan usia, serta dampak perawatan dari obat, misalnya steroid. Faktor lain yang mempengaruhi yaitu dari makanan yang dimakan, jika makanan yang dimakan mengandung banyak gizi serta karbohidrat dan protein  seperti nasi dan telur ceplok maka kadar gulanya akan meningkat lebih banyak dibandingkan dengan memakan makanan yang mengandung sedikit protein. Hal lain yang menjadi faktor utama adalah dari seseorang yang puasa minimal 8 jam dan juga seseorang yang sudah makan. Orang yang sedang puasa maka kadar gulanya akan menurun dibandingkan orang yang sudah makan, hal itu disebabkan karena karbohidrat yang diserap dalam bentuk glukosa dalam tubuh orang yang sudah makan akan naik sedangkan pada orang puasa suplai glukosa dalam tubuh rendah.

Menurut Ganong (1995), dalam keadaan normal, kadar gula darah berkisar antara 80-140. Setiap kali sehabis makan, pankreas segera produksi insulin untuk mengolah karbohidrat dan berkisarlah kadar gula darah antara 80-140. Kadar gula darah bervariasi, tergantung status nutrisi. Kadar gula normal manusia, beberapa jam setelah makan sekitar 80mg/100ml darah, tetapi sesaat sehabis makan meningkat sampai 120mg/100 ml. Menurut Ganong (1995), mekanisme homeostatik berperan untuk memasukkan glukosa ke dalam sel dan penggunaannya oleh jaringan tubuh. Bila kadar gula turun, mekanisme pelepasan gula simpanan glikogen dalam sel (atau dari glukoneogenesis) terbuka, sehingga kadar normal tetap terpelihara.

Peningkatan glukosa darah segera setelah makan menstimulasi sekresi insulin dan supresi glukagon. Hal itu bersamaan pula dengan pemasukan glukosa ke dalam hati, stimulasi sintesis glikogen, dan penghambatan degradasi glikogen. Perubahan ini juga memicu produksi glukokinase (enzim pertama untuk membakar glukosa menjadi energi melalui proses glikolisis), penyediaan substrat- substrat untuk sintesis glikogen, dan pengaktifan asetil- CoA karboksilase (enzim untuk sintesis asam lemak di hati, kemudian asam lemak ditranspor ke jaringan adiposa dalam bentuk lemak). Sintesis glikogen serupa, juga terjadi di otot. Beberapa jam kemudian, bila kadar glukosa turun, kejadian sebaliknya berlangsung. Sekresi insulin ditekan dan sekresi glukagon ditingkatkan. Penurunan insulin mengurangi penggunaan gula oleh otot, hati, dan jaringan adiposa. Kejadian ini mempromosikan mobilisasi glikogen dalam hati melalui mekanisme kaskade yang mengaktifkan glikogen fosforilase (enzim pertama dalam tahapan degradasi glikogen) dan menonaktifkan glikogen sintase (enzim untuk sintesis glikogen). Mekanisme kaskade ini berkaitan dengan proses pembekuan darah. Degradasi lemak di adiposa juga teraktifkan. Mekanisme pengaturan kadar gula di atas terjadi secara otomatis sehingga kadar gula darah konstan dan selalu tersedia untuk menjalankan fungsi otak. Semua ini dapat berlangsung atas kerja prima pankreas yang memproduksi enzim-enzim pencernaan dan hormon- hormon pengatur kadar gula darah. Menurut Mayes (1980), insulin merupakan  hormon yang dilepaskan oleh pankreas, yang bertanggungjawab dalam mempertahankan kadar gula darah yang normal. Peningkatan kadar gula darah setelah makan atau minum merangsang pankreas untuk menghasilkan insulin sehingga mencegah kenaikan kadar gula darah yang lebih lanjut dan menyebabkan kadar gula darah menurun secara perlahan.

Mekanisme kadar gula orang puasa adalah pengurangan konsumsi kalori secara fisiologis akan mengurangi sirkulasi hormon insulin dan kadar gula darah. Ini akan meningkatkan sensitivitas hormon insulin dalam menormalkan kadar gula darah dan menurunkan suhu tubuh. Pengontrolan gula darah yang baik akan mencegah penyakit diabetes tipe 2, yang disebabkan hormon insulin tidak sensitif lagi mengontrol gula darah. Puasa sangat bagus dalam menurunkan kadar gula dalam darah hingga mencapai kadar seimbang. Berdasarkan ini, puasa sesungguhnya memberikan kesempatan kepada kelenjar pankreas untuk beristirahat. Maka, pankreas pun mengeluarkan insulin yang menetralkan gula menjadi zat tepung dan lemak.

VI.             SIMPULAN

6.1    Menentukan konsumsi oksigen pada hewan invertebrata yaitu, jangkrik dengan menggunakan alat respirometer.

6.2    Respirometer bekerja atas suatu prinsip bahwa dalam pernapasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme dan ada karbon dioksida yang dikeluarkan olehnya.

6.3    Penentuan kadar glukosa darah dengan menggunakan alat Accu Check Active.

6.4    Kadar gula darah seseorang itu dapat dipengaruhi oleh kurang berolah raga, bertambahnya jumlah makanan yang dikonsumsi, meningkatnya stress dan faktor emosi, pertambahan berat badan dan usia.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2011. Respirometer. http://id.wikipedia/wiki/Respirometer. Diakses tanggal: 13 November 2012

Campbell, N.A. Jane B. Reece and Lawrence G. Mitchell. 2000. Biologi Edisi Kelima. Erlangga. Jakarta.

Chang, R. 1996. Essential Chemistry. Mc Graw Hill Company, Inc. USA

Guyton, A.C & Hall, J.E. 1997. Fisiologi Kedokteran Edisi 9. Kedokteran EGC. Jakarta

Johnson, D. R. 1984. Biology an Introduction. The Benjamin Cummings Publishing Co, Inc. New York.

Kimball, J. W. 1988. Biologi. Edisi Kelima. Erlangga. Jakarta.

Mayes, P.A. 1980. Pengaturan Metabolisme Karbohidrat dan Lipid. Penerbit Buku

Kedokteran EGC. Jakarta.

Pickering, W. R. 2000. Complete Biology. Oxford University Press. London.

Richard, W. H & Gordan. 1989. Animal Physiology. Harper-Collins Publisher. New York.

Seeley, R.R., T.D. Stephens, P. Tate. 2003. Essentials of Anatomy and Physiology fourth edition. McGraw-Hill Companies. New York.

Tang, U.M. & R. Affandi. 2001. Fisiologi Hewan Air. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Tobin, A.J. 2005. Asking About Life. Thomson Brooks/Cole. Canada.