6

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Diabetes Mellitus

2.1.1 Definisi, Etiologi, dan Klasifikasi Diabetes Mellitus

Diabetes Mellitus adalah keadaan hiperglikemia (peningkatan

glukosa darah) kronik disertai berbagai kelainan metabolik akibat

gangguan hormonal, yang menimbulkan berbagai komplikasi kronik

pada mata, ginjal, saraf, dan pembuluh darah, disertai lesi pada

membran basalis dalam pemeriksaan dengan mikroskop elektron

(Mansjoer, 2007). Umumnya diabetes melitus disebabkan oleh rusaknya

sebagian kecil atau sebagian besar dari sel-sel betha dari pulau-pulau

Langerhans pada pankreas yang berfungsi menghasilkan insulin,

akibatnya terjadi kekurangan insulin. Di samping itu diabetes melittus

juga dapat terjadi karena gangguan terhadap fungsi insulin dalam

memasukan glukosa ke dalam sel. Gangguan itu dapat terjadi karena

kegemukan atau sebab lain yang belum diketahui (Suriani, 2012).

Namun jika dirunut lebih lanjut, ada beberapa faktor yang menyebabkan

DM diantaranya adalah genetik atau faktor keturunan, sindrom ovarium

polikistik, virus dan bakteri, bahan toksik atau beracun (Suriani, 2012).

Diabetes mellitus bisa diklasifikasikan secara etiologi menjadi

diabetes tipe I atau biasa dikenal Insulin Dependent Diabetes Mellitus

(IDDM), diabetes tipe II atau Non-Insulin Dependent Diabetes Mellitus

(NIDDM), diabetes dalam kehamilan, dan diabetes tipe lain (Mansjoer,

7

2007). Insulin adalah hormon yang diproduksi sel ß di pankreas, sebuah

kelenjar yang terletak di belakang lambung, yang berfungsi mengatur

metabolisme glukosa menjadi energi serta mengubah kelebihan glukosa

menjadi glikogen yang disimpan di dalam hati dan otot. Tidak keluarnya

insulin dari kelenjar pankreas penderita DM tipe I bisa disebabkan oleh

reaksi autoimun berupa serangan antibodi terhadap sel ß pankreas.

Pada penderita DM tipe II, insulin yang ada tidak bekerja dengan baik

karena reseptor insulin pada sel berkurang atau berubah struktur

sehingga hanya sedikit glukosa yang berhasil masuk sel. Akibatnya, sel

mengalami kekurangan glukosa, di sisi lain glukosa menumpuk dalam

darah. Kondisi ini dalam jangka panjang akan merusak pembuluh darah

dan menimbulkan berbagai komplikasi (Suriani, 2012).

DM tipe II merupakan 90% dari kasus DM dan mempunyai pola

familial yang kuat (Price, 2006). Di Indonesia, diperkirakan tahun 2020

nanti akan ada 178 juta penduduk di atas umur 20 tahun, dan dari

jumlah tersebut bila diasumsikan prevalensi DM adalah 5%, maka akan

didapatkan 9 juta penderita DM (Departemen Kesehatan Republik

Indonesia, 2007).

2.1.2 Patofisiologi Diabetes Mellitus

2.1.2.1 Diabetes Mellitus tipe I

DM tipe I adalah penyakit autoimun kronis yang berhubungan

dengan kerusakan sel-sel ß pada pankreas secara selektif. Onset

penyakit secara klinis menandakan bahwa kerusakan sel-sel ß telah

mencapai status terakhir. Beberapa fitur mencirikan bahwa diabetes tipe

merupakan penyakit autoimun. Ini termasuk:

8

1. Kehadiran sel-immuno kompeten dan sel aksesori di pulau

pankreas yang diinfiltrasi.

2. Asosiasi dari kerentanan terhadap penyakit dengan kelas ii (respon

imun) gen mayor histokompatibilitas kompleks (mhc; leukosit

manusia antigen hla).

3. Kehadiran autoantibodies yang spesifik terhadap sel islet of

lengerhans;

4. Perubahan pada immunoregulasi sel-mediated t, khususnya di cd4

+ kompartemen.

5. Keterlibatan monokines dan sel th1 yang memproduksi interleukin

dalam proses penyakit.

6. Respons terhadap immunotherapy, dan

7. Sering terjadi reaksi autoimun pada organ lain yang pada penderita

diabetes tipe I atau anggota keluarga mereka.

8. Mekanisme yang menyebabkan sistem kekebalan tubuh untuk

berespon terhadap sel-sel ß sedang dikaji secara intensif.

2.1.2.2 Diabetes Mellitus tipe II

Patofisiologi Diabetes Mellitus Tipe II sangat kompleks. Pada

awalnya, terjadi kegagalan aksi insulin dalam upaya menurunkan gula

darah, mengakibatkan sel ß pankreas akan mensekresikan insulin lebih

banyak untuk mengatasi kekurangan insulin. Dalam keadaan ini

toleransi glukosa masih normal, dan suatu saat akan terjadi gangguan

dan menyebabkan gangguan toleransi glukosa (IGT) dan belum terjadi

diabetes (Price, 2006). Apabila keadaan resistensi insulin bertambah

9

berat disertai beban glukosa yang terus menerus terjadi, sel ß pankreas

dalam jangka waktu yang lama tidak mampu mensekresikan insulin

untuk menurunkan kadar gula darah. Akhirnya sekresi insulin oleh sel ß

pankreas akan menurun dan terjadi hiperglikemia yang bertambah berat

dan terus menerus berlangsung (Ostenson, 2001).

2.1.3 Komplikasi Diabetes Mellitus

Komplikasi diabetes mellitus meliputi komplikasi akut dan

komplikasi kronis. Komplikasi akut diabetes mellitus yaitu diabetic

ketoacidosis (DKA) dan juga hyperosmolar hiperglicemic state (HHS).

Diabetic Ketoacidosis lebih banyak terjadi pada diabetes mellitus tipe I

dimana pada diabetes tipe ini terjadi kondisi insufisiensi absolut dari

insulin sehingga tubuh akan mengalami kondisi asam yang berlebihan.

Sedangkan HHS atau hyperosmolar hyperglycemic state lebih banyak

terjadi pada diabetes melltus tipe II dimana terjadi kondisi insufisiensi

insulin relative yang terutama ditandai oleh dehidrasi. Selain DKA dan

HHS, hipoglikemi juga merupakan komplikasi akut dari diabetes mellitus.

Hipoglikemi merupakan kondisi dimana kadar glukosa darah sangat

rendah jauh dibawah normal sehingga sangat membahayakan karena

bias timbul koma seperti halnya pada Diabetic Ketoacidosis (Fauci et al,

2008).

Komplikasi kronis diabetes mellitus meliputi berbagai organ dalam

tubuh serta sangat menentukan mortalitas dan morbiditas dari diabetes

mellitus. Komplikasi kronis ini dibagi menjadi mikrovaskular dan

makrovaskular. Komplikasi mikrovaskular terjadi pada pembuluh darah

terkecil, kapiler, dan arteriole prekapiler. Hal ini terjadi karena penebalan

10

membrane basalis dari kapiler. Komplikasi ini meliputi retina, ginjal, saraf

tepi. Komplikasi makrovaskular diabetes mellitus penyakit

cerebrovascular, penyakit arteri coroner, dan penyakit arteri perifer.

Selain mikrovaskular dan makrovaskular, juga terdapat komplikasi non

vaskular seperti gastroparesis, infeksi dan juga perubahan pada kulit

(Fauci et al, 2008).

2.2 Glukosa Darah

Glukosa, disebut juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di

alam dalam jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari

pohon, dan bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Tubuh hanya

dapat menggunakan glukosa dalam bentuk dekstro. Glukosa merupakan

hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan

dan manusia. Dalam proses metabolisme, glukosa merupakan bentuk

karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan

sumber energi. Dalam keadaan normal sistem syaraf pusat hanya dapat

menggunakan glukosa sebagai sumber energi. Glukosa dalam bentuk

bebas hanya terdapat dalam jumlah terbatas dalam bahan makanan.

Glukosa dapat dimanfaatkan untuk energi tinggi. Tingkat kemanisan

glukosa hanya separuh sukrosa, sehingga dapat digunakan lebih

banyak untuk tingkat kemanisan yang sama (Almatsier, 2009).

Pada keadaan setelah penyerapan makanan, kadar glukosa darah

pada manusia dan mamalia berkisar antara 4,5 – 5,5 mmol/L . Setelah

ingesti makanan yang mengandung karbohidrat, kadar tersebut naik

hingga 6,5 – 7,2 mmol/L. Saat puasa kadar glukosa darah akan turun

11

menjadi sekitar 3,3 – 3,9 mmol/L. Penurunan mendadak kadar glukosa

darah akan menyebabkan konvulsi, seperti terlihat pada keadaan

overdosis insulin, karena pengaturan otak secara langsung pada

pasokan glukosa. Namun, kadar yang jauh lebih rendah dapat

ditoleransi asalkan terdapat adaptasi yang progressif (Stryer, 2000)

Sebagian besar karbohidrat yang dapat dicerna di dalam makanan

akhirnya akan membentuk glukosa. Karbohidrat di dalam makanan yang

dicerna secara aktif mengandung residu glukosa, galaktosa, dan

fruktosa yang akan dilepas di intestinum. Zat – zat ini lalu diangkut ke

hati lewat vena porta hati. Galaktosa dan fruktosa segera dikonversi

menjadi glukosa di hati (Stryer, 2000).

Glukosa dibentuk dari senyawa – senyawa glukogenik yang

mengalami glukoneogenesis. Senyawa ini dapat di golongkan menjadi

dua kategori yaitu: senyawa yang melibatkan konversi neto langsung

menjadi glukosa tanpa daur ulang yang bermakna, seperti beberapa

asam amino serta propionat dan senyawa yang merupakan produk

metabolisme parsial glukosa pada jaringan tertentu dan yang diangkut

ke hati serta ginjal untuk disintesis kembali menjadi glukosa (Stryer,

2000).

Naik turunnya kadar glukosa darah dalam tubuh dipengaruhi oleh

beberapa hormone diantaranya adalah :

Hormon Insulin

Diproduksi oleh sel-sel pulau Langerhans pankreas yang menurunkan

glukosa darah. Mekanisme penurunan glukosa darah oleh insulin

12

meliputi peningkatan laju penggunaan glukosa melalui oksidasi,

glikogenesis (perubahan glukosa menjadi glikogen) dan lipogenesis

(perubahan glukosa menjadi lemak).

Glukagon

Diproduksi oleh sel-sel alfa pulai Langerhans mempunyai pengaruh

kebalikan dari insulin. Glukoagon meningkatkan gula darah melalui

peningkatan glikogenolisis (perubahan glikogen menjadi glukosa) dan

gluconeogenesis. Insulin dan glukagon ini bekerja antagonis dan

pengaruh berlawanan ini bekerja untuk keseimbangan metabolism

karbohidrat.

Epinefrin

Adalah hormone yang dikeluarkan oleh medulla kelenjar adrenal

mempengaruhi pemecahan glikogen dalam hati dan otot menjadi

glukosa (glukogenolisis) dan menurunkan pengeluaran insulin dari

pangkreas. Jadi hormone epinefrin ini meningkatkan glukosa darah.

Sekresi epinefrin meningkat bila marah dan ketakutan.

Glukokortikoid

Hormon steroid yang diproduksi oleh korteks adrenal, mempengaruhi

glukosa darah dengan merangsang gluconeogenesis. Hormon ini

mempengaruhi penggunaan glukosa dan meningkatkan laju perubahan

protein menjadi glukosa. Jadi berlawanan dengan insulin.

Hormon Pertumbuhan

Dikelurkan oleh kelenjar pituitary atereor juga meningkatkan glukosa

darah dengan cara meningkatkan pengambilan asam amino dan sintesis

13

protein oleh semua sel, menurunkan pengambilan glukosa oleh sel dan

meningkatkan mobilisasi lemak untuk energi (Almatsier, 2009).

2.3 Resistensi Insulin

Resistensi insulin dikenali sebagai kerusakan mendasar yang

terjadi pada obesitas, sindrom metabolik dan diabetes Mellitus tipe II.

Pada beberapa keadaan banyaknya ekspresi protein kinase A, PKC,

casein kinase 2, P38 MAPK, cdc2 kinase, PKB, Mos/Raf kinase dari

MEKK, JNK (c-jun N-terminal kinase), PKC, IKKβ, P70S6 kinase dan

TNFα menyebabkan fosforilasi serine meningkat dan menghambat atau

menurunkan fosforilasi tirosin pada IRS-1 dan akhirnya menurunkan

signaling insulin yang pada akhirnya menyebabkan resistensi insulin

(Krans, 2007).

2.4 Terapi Diabetes Mellitus Tipe II

Dalam terapi diabetes mellitus tipe II, obat yang digunakan yakni

berjenis:

Induktor Sekresi Insulin

Sulfonylurea: Merupakan obat anti hiperglikemi yang bekerja

dengan cara memicu sekresi insulin dengan reaksi pada KATP channel

pada sel ß pankreas. Sulfonylurea hanya berguna pada penderita

diabetes mellitus tipe II. Efek samping yang seringakali terjadi yakni

kondisi hipoglikemi dalam pemakaian jangka panjang (Plosker, 2007).

14

Perbaikan Sensivitas Reseptor Insulin

Thiazolidinedione: merupakan obat yang berikatan dengan PPARγ

yang nantinya akan mengaktivasi transkripsi protein PPRE. PPRE

mampu meningkatkan produksi mRNA insulin dependent enzyme yang

memperbaiki intake glukosa oleh sel. Namun, obat ini memiliki efek

samping peningkatan (Ligaray, 2009).

2.5 Kemangi (Ocimum sanctum)

2.5.1 Taksonomi

Berikut adalah taksonomi kemangi:

Kingdom : Plantae

Subkingdom : Tracheobionta

Superdivisio : Spermatophyta

Divisio : Magnoliophyta

Kelas : Magnoliopsida

Ordo : Lamiales

Familia : Lamiaceae (Labiatae)

Genus : Ocimum

Spesies : Ocimum sanctum

(Rignanese, 2009)

Batang Ocimum santcum berbentuk bulat, berbulu berwarna hijau

dan kadang keunguan. Memiliki aroma yang khas dengan tinggi

Gambar 2.1 Ocimum sanctum

(Rignanese, 2009).

15

tanaman antara 60–70 cm dari permukaan tanah. Memiliki bunga yang

bergerombol, mahkota bunganya berwarna keunguan. Selain memiliki

bunga, kemangi juga memiliki biji dengan ukuran 0,1 mm. Bijinya bulat

berwarna cokelat dengan berat 100 butir sekitar 0,026 g. Hasil terna

selama satu periode musim tanam (tiga kali panen) berkisar antara

34.117 – 83.958 kg/plot untuk 50 tanaman (Hadipoentyanti dan

Wahyoeni, 2008)

2.5.2 Persebaran

Ocimum santcum dapat tumbuh di semua wilayah Indonesia,

banyak dijumpai di daerah dataran rendah hingga ketinggian 1.100 m

dari permukaan laut. Ocimum santcum dapat tumbuh pada tanah yang

memiliki pH antara 5-7, pada kondisi tanah yang masam, Ocimum

sanctum-pun dapat tumbuh dengan baik (Hadipoentyanti dan Wahyoeni,

2008). Kemangi seringkali dijual di pasaran sebagai lalapan dan

harganya relatif terjangkau.

2.5.3 Kandungan Komponen Kimia

Ocimum santcum telah terbukti memiliki sifat antioksidan,

antikanker, antijamur, antimikrobial, analgesik (Uma, 2000). Zat aktif dari

Ocimum sanctum ialah eugenol (1-hydroxy-2-methoxy-4-allylbenzene)

yang paling berpotensi farmakologis (Raghavendra, 2009). Kandungan

eugenol pada minyak atsiri daun Ocimum sanctum berkisar antara 40%-

71% (Gupta dan Prakash, 2004). Hasil panen selama satu periode

musim tanam berkisar antara 34.117 – 83.958 kg/plot untuk 50 tanaman

(Hadipoentyanti dan Wahyuni, 2008).

16

2.5.3.1 Eugenol

Salah satu zat aktif dari Ocimum santcum, yaitu eugenol (1-

hydroxy-2-methoxy-4-allylbenzene) adalah yang paling berpotensi

farmakologis (Vidhya dan Devaraj, 1999). Kandungan eugenol dari

Ocimum santcum berkisar antara 40% hingga 71% (Prakash dan Gupta,

2004). Selain eugenol, Ocimum santcum juga mengandung zat

farmakologis lainnya sepeti ocimene, alfa-pinene, geraniol (Kardinan,

2003).

Eugenol (1-hydroxy-2-methoxy-4-allylbenzene) merupakan zat

aktif yang sering digunakan oleh pabrik farmasi (Prakash, 2005).

Eugenol seringkali merupakan hasil ekstraksi dari Eugenia caryophyllata

dan Cinnamomum zeylanicum Breyn, dengan kandungan eugenolnya

50%-70%. Meskipun tanaman tersebut memiliki kandungan eugenol

yang tinggi, namun tanaman tersebut tergolong langka dan mahal

(Mukherji, 1995). Eugenol sangat berpotensi terhadap manajemen

berbagai macam terapi untuk penyembuhan penyakit. Eugenol memiliki

potensi sebagai anti-inflamasi karena terbukti mampu memblok

pelepasan IL-1β, TNF-α dan prostaglandin E2 dari makrofag (Lee,

2001). Eugenol juga dipercaya memiliki sifat antioksidan (Vidhya and

Devaraj, 1999).

2.6 Penggorengan Vakum

Penggorengan vakum merupakan suatu proses penghilangan

atau pengeluaran sebagian air dari bahan pangan sampai batas mikroba

17

tidak dapat hidup dan mampu mempertahankan sayuran dalam jangka

panjang (Winarno, 1997). Metode penggorengan ini termasuk ke dalam

jenis deep-fat frying dengan modifikasi tekanan dibawah level atmosfer

(biasanya dibawah 6,65 kPa) (Garayo and Moreira, 2002).

Keuntungannya yakni bahan pangan menjadi lebih awet, volume bahan

menjadi lebih kecil dan ringan serta mempermudah dan menghemat

ruang pengangkutan dan penyimpanan, sehingga pada akhirnya dapat

memperkecil biaya produksi, terutama apabila dilakukan dalam jumlah

besar (Setyawan dkk., 2007).

Gambar 2.2 Mesin Penggorengan Vakum (Setyawan et al., 2007).