LAPORAN PRAKTIKUM BIOKIMIA PERCOBAAN I PENGARUH KONDISI LAPAR (KEADAAN PUASA) TERHADAP KANDUNGAN GLIKOGEN HEPAR AYAM
OLEH: NAMA
: ISTAR FEBRIANTI
NIM
: F1F1 12 036
KELAS
:A
KELOMPOK: II (DUA) ASISTEN
: SARIPUDDIN
JURUSAN FARMASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2013
PERCOBAAN I PENGARUH KONDISI LAPAR (KEADAAN PUASA) TERHADAP KADAR GLIKOGEN HEPAR AYAM A. TUJUAN Tujuan dari percobaan “Pengaruh Kondisi Lapar (Keadaan Puasa) terhadap Kadar Glikogen Hepar Ayam” adalah untuk membandingkan perubahan kadar glikogen pada hepar ayam yang lapar. B. LANDASAN TEORI Glikogen merupakan salah satu bentuk simpanan energi di dalam tubuh yang dapat dihasilkan melalui konsumsi karbohidrat dalam sehari-hari dan merupakan salah satu sumber energi utama yang digunakan oleh tubuh pada saat berolahraga. Di dalam tubuh glikogen akan tersimpan di dalam hati dan otot. Kapasitas penyimpanan glikogen di dalam tubuh sangat terbatas yaitu hanya sekitar 350-500 gram atau dapat menyediakan energi sebesar 1.2002.000 kkal. Sekitar 67% dari simpanan glikogen yang terdapat di dalam tubuh akan tersimpan di dalam otot dan sisanya akan tersimpan di dalam hati. Di dalam otot, glikogen merupakan simpanan energi utama yang mampu membentuk hampir 2% dari total massa otot (Anwari, 2007). Glikogen yang terdapat di dalam otot hanya dapat digunakan untuk keperluan energi di dalam otot tersebut dan tidak dapat dikembalikan ke dalam aliran darah dalam bentuk glukosa apabila terdapat bagian tubuh lain yang membutuhkannya. Berbeda dengan glikogen hati dapat dikeluarkan apabila
terdapat bagian tubuh lain yang membutuhkan. Glikogen yang terdapat di dalam hati dapat dikonversi melalui proses glikogenolisis menjadi glukosa dan kemudian dapat dibawa oleh aliran darah menuju bagian tubuh yang membutuhkan seperti otak, sistem saraf, jantung, otot dan organ tubuh lainnya (Anwari, 2007). Pasokan glukosa dalam tubuh tidak tidak selalu cukup, antara makanan dan selama puasa, atau setelah olahraga berat, sehingga glikogen habis. Pada keadaan ini, organisme memerlukan metode untuk sintesis glukosa dari prekursor non karbohidrat. Hal ini dicapai dengan jalur disebut glukoneogenesis (pembentukan baru gula), yang mengubah piruvat yag mengaitkan tiga sampai empat senyawa karbon glukosa (Nelson dan Michael, 2004). Glukoneogenesis melibatkan banyak tahap reaksi yang dikatalisis oleh enzim yang sama digunakan dalam glikolisis. Enzim lain yang khusus untuk glukoneogenesis dan hanya disintesis adalah enzim di bawah pengaruh kortisol dan glukagon. Glikolisis terjadi secara eksklusif saat dibutuhkan dalam sitoplasma, tetapi glukoneogenesis juga melibatkan mitokondria dan retikulum endoplasma (RE). Glukoneogenesis membutuhkan 4 ATP (3 ATP + 1 GTP) per glukosa yaitu dua kali lebih banyak dari glikolisis (Koolman dan Roehm, 2005). Karbohidrat mewakili bagian terbesar dari diet, seperti seorang atlet harus memastikan
karbohidrat
yang
memadai
dalam
diet
mereka
untuk
mengoptimalkan cadangan glikogen. Beberapa studi menunjukkan bahwa
asupan karbohidrat yang besar dapat mengoptimalkan otot dan sediaan glikogen hati. Kurangnya asupan karbohidrat meningkatkan pemanfaatan protein untuk kebutuhan energi. Bahkan, selama aktivitas fisik yang berkepanjangan, atlet dengan sediaan glikogen rendah akan memetabolisme dua kali lebih banyak protein dibandingkan dengan mereka yang memadai akibat meningkatnya glukoneogenesis (Maughan dalam Borrioene et al .,., 2009). Hepar berfungsi sebagai penyimpan glikogen dalam sitoplasma. Sel-sel hepatosit yang mengalami kerusakan struktur mengakibatkan gangguan dalam metabolisme, diantaranya metabolisme dan mobilisasi glikogen dalam hepatosit (Ernawati dalam Dewi dan Tyas, 2009). Produksi ATP dari fosforilasi oksidatif tidak selalu cocok dengan tingkat hidrolisis ATP. Kekurangan pasokan energi oksidatif dipenuhi oleh fosforilasi substrat.
Substrat
fosforilasi
menyediakan
energi
melalui
pemanfaatan
dan metabolisme glikogen otot melalui jalur glikolisis dengan phosphocreatine dan formasi laktat (Saltin dalam Stellingwerff et al., 2007). Penyerapan glukosa dilakukan oleh insulin. Selain merangsang penyerapan glukosa, insulin mempromosikan fosforilasi dan menghambat glikogen sintase kinase 3 (GSK3) dan komponen insulin (Lee dan Kim dalam June et al .,., 2012). GSK3 pertama kali dijelaskan dalam metabolisme glikogen sebagai enzim yang memfosforilasi dan menginaktivasi glikogen sintase, membatasi tingkat enzim dalam sintesis glikogen sebagai respon terhadap insulin. Meskipun GSK3 adalah
konstitutif aktif dalam sel, ia aktif dalam menanggapi rangsangan insulin sintesis glikogen di otot (Wang dalam June et al .,., 2012). Kandungan glikogen ditentukan oleh reaksi warna dengan reagen antron dan diukur secara spektrofotometri pada panjang gelombang 590 nm (June et al , 2012). Diabetes mellitus adalah penyakit metabolik yang ditandai oleh metabolisme abnormal tingkat tinggi glukosa darah (Internasional Diabetes Federation dalam June et al .,., 2012). Salah satu gejala utama pada diabetes adalah penurunan kapasitas penyimpanan glukosa dikaitkan dengan kurangnya aktivitas glikogen sintase, pembatasan tingkat enzim dalam glikogenesis, selain cacat aktivitas penyerapan glukosa dari sel-sel (Cline dalam June et al , 2012).
C. ALAT DAN BAHAN 1. Alat Alat yang digunakan dalam percobaan “pengaruh kondisi lapar (keadaan puasa) terhadap kadar glikogen hepar ayam” adalah:
-
Lumpang dan alu
-
Tabung sentrifugas 50 ml
-
Pipet tetes
-
Sendok tanduk
-
Sentrifugas
-
Labu Erlenmeyer 100 ml
-
Cawan porselin
-
Penangas air
-
Gelas kimia 500 ml
-
Gegep
-
Tabung reaksi
-
Batang pengaduk
-
Kuvet
-
Spektrofotometer
2. Bahan Bahan yang digunakan dalam percobaan percobaan “pengaruh kondisi lapar (keadaan puasa) terhadap kadar glikogen hepar ayam” adalah:
-
Hepar ayam yang dipuasakan dan hepar ayam yang tidak dipuasakan
-
Akuades
-
Etanol 96% dingin
-
Larutan Iodin 0,01 M
-
Larutan DNS
-
H2SO4 pekat
-
Tissue
D. URAIAN BAHAN 1. NaCl (Ditjen POM, 1979, halaman 403) Nama resmi : natrii chloridum BM
: 58,44
RM
: NaCl
Rumus struktur: Na-Cl Kelarutan
: larut dalam 2,8 bagian air, dalam 2,7 bagian air mendidih dan dalam lebih kurang 10 bagian gliserol P ; sukar larut dalam etanol (95%) P.
Pemerian
: hablur heksahedral tidak berwarna atau serbuk hablur putih; tidak berbau; rasa asin.
Penyimpanan : dalam wadah tertutup rapat. Kegunaan
: sumber ion klorida dan ion natrium.
2. Etanol (Ditjen POM, 1979, halaman 65). Nama resmi : Aethanolum absolutum Sinonim
: Etanol
RM
: C2H6O
BM
: 46,07
Rumus struktur:
Pemerian
:cairan tak berwarna, jernih, mudah menguap dan mudah bergerak; bau khas; rasa panas. Mudah terbakar dengan memberikan nyala biru yang tidak berasap.
Kelarutan
: sangat mudah larut dalam air, dalam kloroform P dan dan dalam eter .
Penyimpanan : dalam wadah tertutup rapat, terlindung dari cahaya ditempat sejuk, jauh dari nyala api. 3. TCA (Ditjen POM, 1979, halaman 59) Nama resmi : acidum trichloroaceticum Sinonim
: asa, triklorasetat
BM
: 163,39
RM
: C2HCl3O2
Rumus struktur:
Kelarutan
: sangat mudah larut dalam air, dalam etanol (95%) P dan dalam eter P.
Pemerian
: hablur atau massa hablur; sangat rapuh; tidak berwarna; rasa lemah atau getir dan khas.
Penyimpanan : dalam wadah tertutup baik Kegunaan
: kaustikum
4. Larutan iodin (Ditjen POM, 1995) Nama Lain
: Iodium
BM
: 126,90
RM
:I
Rumus struktur:
Kelarutan
:Sangat sukar larut dalam air; mudah larut dalam karbon disulfida, dalam kloroform, dalam karbon tetraklorida dan dalam eter; larut dalam etanol dan dalam larutan iodide; agak sukar larut dalam gliserin.
Pemerian
:Keping atau granul, berat, hitam keabu-abuan,; bau khas; berkilau seperti metal.
Penyimpanan : Dalam wadah tertutup rapat. Kegunaan
: Zat tambahan.
5. H2SO4 pekat (Ditjen POM, 1979, halaman 58). Nama resmi : Acidum Sulfuricum Rumus struktur:
RM
: H2SO4
BM
: 98,07
Pemerian
: cairan kental seperti minyak, korosif, tidakberwarna: jika ditambahkann kedalam air menimbulkan panas.
Penyimpanan : dalam wadah tertutup rapat. Penggunaan : zat tambahan. 6. Akuades (Ditjen POM, 1979, halaman 96). Nama resmi : Aqua destilata RM
: H2O
Rumus struktur:
BM
: 18,02
Pemerian
: cairan jenuh, tidak berwarna, tidak berbau.
Penyimpanan : dalam wadah tertutup rapat. Penggunaan : sebagai pelarut. 7. Larutan DNS (MSDS : 1,9) Sinonim
: dinitrosalicylic acid, 2-hydroxy-3, 5-dinitrobenzoic Acid
rumus struktur:
Rumus kimia : C 7-H4-N2-O7 berat molekul : 228,12 Pemerian
: cairan berwarna gelap, berbau khas.
Penyimpanan : dalam wadah tertutup rapat Kegunaan
: sebagai pengompleks.
8. Dietil eter (MSDS : 1,2) Nama lain
:eter, etil eter, etoksietana, 1,1 '-oxybis etana, dietil oksida, ether, etil oksida, ether, anestesi eter, RCRA limbah nomor U117, pelarut eter, 3-oxapentane
Rumus molekul: C4H10O Rumus struktur:
Berat molekul : 74,12 Pemerian
: cairan jernih, tak berwarna, Jauhkan dari nyala api terbuka, permukaan panas, dan sumber api.
Penyimpanan : Simpan di daerah yang memiliki ventilasi pembuangan yang baik. Hindari kontak dengan kulit dan mata. Jangan mengirup uap atau gas semprotan. Tinakan pencegahan terhadap listrik statis. Kegunaan ;anestetika
E. CARA KERJA Hepar ayam
- Dibersihkan dari selaput dan serat-serat yang menempel
- Dihaluskan dengan mortar dan alu sambil ditambahkan akuades sedikit demi sedikit
- Dimasukkan ke dalam tabung sentrifugas - Ditambahkan akuades hingga volumenya 50 ml
- Disentrifus pada kecepatan 7000 rpm selama 5 menit Filtrat
- Dimasukkan dalam Erlenmeyer - Diambil sebanyak 15 ml ke dalam tabung sentrifugas
- Ditambahkan etanol 96% dingin 30 ml - Dikocok hingga homogeny - Disentrifus pada kecepatan 7000 rpm selama 5 menit Residu
- Ditambah 10 ml akuades - Diaduk - Dipipet 1 ml ke dalam tabung reaksi - Ditambahkan akuades 1 ml - Ditambahkan H2SO4 pekat 2 ml - Dipanaskan selama 5 menit
- Ditambahkan larutan DNS 0,5 ml - Dipanaskan kembali selama 5 menit - Diukur absorbansnya pada λ 540 nm. Hasil Pengamatan…???
F. HASIL PENGAMATAN 1. Tabel Pengamatan Hasil No.
1
Perlakuan
Hepar ayam Hepar ayam
Hepar ayam dibersihkan, dihaluskan,
puasa
tidak puasa
Filtrat
Filtrat
Endapan
Endapan
Filtrat
Filtrat
0,612
1,090
ditambahkan sedikit demi sedikit akuades secukupnya, disentrifugas dengan kecepatan 7000 rpm selama 5 menit, dibuang residunya. 2
Filtrat hepar ayam diambil 15 ml, ditambahkan 30 ml etanol dingin, dikocok,
disentrifugas
dengan
kecepatan 7000 rpm selama 5 menit, dibuang filtratnya. 3
Endapan glikogen dilarutkan dengan 10 ml akuades, dikocok, dipipet 1 ml ke
dalam
ditambahkan dipanaskan
tabung 2
reaksi,
pipet
selama
5
H2SO4, menit,
ditambahkan larutan DNS 0,5 ml, dipanaskan selama 5 menit. 4
Penetapan kadar glikogen Filtrat
hasil
absorbansnya
pengamatan pada
gelombang 540 nm.
diukur panjang
2. Perhitungan
Kurva Standar Glukosa 0.45 0.4
0.39
0.35
0.294
s 0.3 n a b0.25 r o s 0.2 b A0.15
y = 0.078x - 0.078 R2 = 0.969
0.285
Absorbansi 0.134
0.1
Linear (Absorbansi)
0.078
0.05 0
0 0
5
10
15
Glukosa (mg/ml)
Dik. y absorbans
= 0,078x – 0,078 = ayam puasa
: 0,612
ayam tidak puasa : 1,090 Dit. kadar glikogen (x)
: ….??
Penyelesaian: Subtitusi absorbans sebagai nilai y. a) Kadar glikogen hepar ayam puasa y
= 0,078x - 0,078
0,612
= 0,078x – 0,078
0,69
= 0,078x
x
= 8,846 ppm
b) Kadar glikogen hepar ayam tidak puasa y
= 0,078x – 0,078
1,090
= 0,078x – 0,078
1,168
= 0,078x
x
= 14,974 ppm
G. PEMBAHASAN Glikogen merupakan simpanan karbohidrat dalam bentuk glukosa di dalam tubuh yang berfungsi sebagai salah satu sumber energi. Terbentuk dari mokekul glukosa yang saling mengikat dan membentuk molekul yang lebih kompleks, simpanan glikogen memilik fungsi sebagai sumber energi tidak hanya bagi kerja otot namun juga merupakan sumber energi bagi sistem syaraf pusat dan otak. Karbohidrat yang ada dalam makanan akan dikonversikan menjadi glukosa
terlebih
dahulu,
yang
merupakan
sumber
energi
bagi
kelangsungan hidup semua jenis sel tubuh, termasuk sel otak dan otot tubuh. Kalau sumber karbohidrat berlebihan, maka jumlah glukosa yang diproduksi juga akan berlebihan, sehingga untuk tujuan efisiensi, maka tubuh akan mengkonversikan jumlah glukosa yang berlebihan ini menjadi bentuk glikogen yang lebih kompleks, dan glikogen ini akan disimpan dalam sel hati dan sel otot sebagai cadangan energi bagi tubuh. Hati memiliki keistimewaan yaitu dapat menyimpan sejumlah besar glukosa sebagai glikogen. Hati berfungsi sebagai penyangga glukosa untuk darah karena hati dapat menyimpan glikogen. Pembntukan glikogen disebut glikogenesis yang berlangsung setelah makan saat kadar glukosa tinggi.
Penentuan kadar glikogen dilakukan untuk membedakan kadar glikogen pada hepar ayam yang dipuasakan selama 24 jam dengan kadar glikogen hepar ayam yang tidak dipuasakan. Hepar ayam dibersihkan dari selaput yang menempel agar tidak ada zat pengotor dalam hepar ayam. Hepar ayam dihaluskan, ditambah akuades dan disentrifus untuk menyaring hepar hingga diperoleh filtratnya. Filtrat ditambah etanol 96% dingin untuk mengendapkan glikogennya tanpa merusak struktur glikogen itu sendiri. Untuk mendapatkan endapan glikogen, dilakukan sentrifus dengan kecepatan 7000 rpm selama 5 menit. Glikogen pada kecepatan 7000 rpm dapat mengendap dengan sempurna, sehingga diperoleh endapan glikogen yang utuh dari hepar ayam. Endapan atau residu yang diperoleh ditambahkan akuades dan H 2SO4 pekat. H2SO4 pekat ini berfungsi sebagai pemotong molekul-molekul glikogen menjadi bagian yang lebih kecil. Pemanasan dilakukan pada endapan glikogen dan ditambahkan dengan peraksi DNS (Dinitro salisilat) yang dapat membuat warna endapan berubah menjadi agak kemerahan karena pereaksi DNS mengikat gugus OH pada glikogen dan membentuk senyawa yang warna gelombangnya setara dengan warna merah kecoklatan. Dari perubahan warna ini, dapat dilakukan pengukuran absorbans pada glikogen hepar
ayam untuk mengukur kadar glikogen yang terkandung pada masingmasing hepar ayam. Absorbans yang diperoleh pada hepar ayam yang puasa adalah 0,612, sedangkan absorbans hepar ayam yang tidak puasa diperoleh 1,090. Kadar glikogen dapat diperoleh dengan mensubtitusikan nilai absorbans masing-masing hepar sebagai nilai y pada persamaan kurva standar glukosa. Kurva standar glukosa digunakan untuk menentukan kadar glikogen pada hepar, sebab glikogen merupakan makromolekul yang tersusun dari monomer-monomer glukosa. Sehingga penentuan kadar glikogen dapat diperoleh dari kurva standar glukosa. Kadar glikogen yang diperoleh untuk hepar ayam puasa adalah 8,846 ppm, sedangkan kadar glikogen pada hepar ayam tidak puasa adalah 14,974 ppm. Hasil tersebut menunjukkan bahwa kadar glikogen hepar ayam puasa lebih sedikit dibanding kadar glikogen hepar ayam yang tidak puasa. Hal ini disebabkan karena pada keadaan puasa, ayam tidak mengkonsumsi asupan karbohidrat yang dibutuhkan sebagai energi utama. Sehingga, untuk mendapatkan energi bagi tubuh, glikogen yang ada dalam hati dirombak menjadi glukosa yang dapat digunakan sebagai sumber energi melalui proses glukoneogenesis.
Glukoneogenesis adalah sintesis glukosa dari senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam laktat dan beberapa asam amino termasuk glikogen. Proses glukoneogenesis berlangsung terutama dalam hati. Di sini senyawa-senyawa non karbohidrat diubah menjadi glukosa kembali melalui serangkaian reaksi dalam suatu proses yaitu glukoneogenesis (pembentukan gula baru). Glikogen memiliki arti penting bagi manusia. Glikogen merupakan molekul yang sangat baik sebagai sistem penyimpanan energi berlebih. Saat tubuh membutuhkan energi sementara kadar karbohidrat dalam tubuh telah habis, maka glikogen berperan penting sebagai cadangan yang dapat dirombak kembali menjadi pengganti karbohidrat dengan mengubahnya menjadi glukosa.
H. KESIMPULAN Dari percobaan “Pengaruh Kondisi Puasa (Keadaan Lapar) terhadap Kandungan Glikogen Hepar Ayam” yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa kadar glikogen pada hepar ayam puasa lebih sedikit dibanding dengan kadar glikogen pada hepar ayam yang tidak puasa. Kadar glikogen hepar ayam puasa sebesar 8,846 ppm, sedangkan kadar glikogen hepar ayam tidak puasa adalah 14,974 ppm.
Anwari, I., 2007, “Karbohidrat” Karbohidrat”, Jurnal Polton Sport Science and Performance Lab Vol. 1 No.3. Borrione, P., Loredana G., Federico Q., Attilio P., 2009, “Vegetarian Diet and Athletes” Athletes”, Jurnal Internasional Sportmed Vol.10 No.1. Dewi, U.K., Tyas R.S., 2009, “Efek Rebusan Daun Tapak Dara pada Dosis dan Frekuensi yang Berbeda terhadap Kerusakan dan Akumulasi Glikogen pada Hepar Mencit (Mus musculus )”, Jurnal Bioma Vol.11 No.1. Ditjen POM, 1979, “Farmakope Indonesia Edisi III III”” , , Departemen Kesehatan Republik Indonesia, Jakarta. Ditjen POM, 1995, “Farmakope Indonesia Edisi IV”, IV”, Departemen Kesehatan Republik Indonesia, Jakarta. June, C.C., Lee H.W., Halimah A.S., Jalifah L., 2012, “Hypoglycemic Effects of Gynura procumbens Fractions on Streptozotocin-induced Diabetic Rats involved Phosphorylation of GSK3β (Ser-9) (Ser-9) in Liver” Liver”, Jurnal Sains Malaysiana Vol. 41 No.8. Koolman, J., Roehm K.H., 2005, “Color Atlas of Biochemistry Second Edition” Edition ”, Flexibook, New York; Hal. 154. Nelson, D.L., Michael M.C., 2004, “Lehninger Principles of Biochemistry Fourth Edition” Edition”, Penerbit W. H. Freeman, United States; Hal. 543. Stellingwerff T., Mike K.B.,Peter T., 2007, “Nutritional strategies to optimize training and racing in middle-distance athletes athletes”” , , Jurnal of Sport and Science Vol.25.
