Korelasi Kadar Gula Darah dengan Konsentrasi Berpikir
4
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Anatomi Otak
Gambar 2.1 Anatomi Otak
Sumber: Moore, K. L., & Agur, A. M. R. (2007).
Serebrum terdiri dari hemisfer serebri yang membentuk sebagian besar otak.
Fisura longitudinalis serebrum (fisura interhemisferik) membagi dua hemisfer
hingga ke korpus kalosum. Setiap hemisfer memiliki permukaan lateral, medial,
dan basal. Area peralihan di antara permukaan (dorso-) lateral dan medial disebut
regio parasagitalis. Setiap hemisfer dibagi menjadi empat lobus: frontalis,
parietalis, temporalis, dan oksipitalis. Lobus frontalis menempati bagian lateral
medial fosa kranium, dan lobus oksipital menempati bagian belakang hingga
tentorium serebri. Insula terkadang dihitung sebagai lobus kelima.
Universitas Sumatera Utara
5
2.2
Kognisi
Kognisi adalah kemampuan untuk mengenal/ mengetahui hal mengenai
benda atau keadaan atau situasi, yang dikaitkan dengan pengalaman pembelajaran
dan kapasitas intelejensi seseorang. Termasuk dalam fungsi kognisi adalah memori/
daya ingat, konsentrasi/ perhatian, orientasi, kemampuan berbahasa, berhitung,
visuospatial, fungsi eksekutif, abstraksi, dan taraf intelejensi. (Dharmono, 2013).
2.2.1
Konsentrasi Berpikir
Konsentrasi berpikir adalah pemusatan dari aktivitas mental yang
memperbolehkan manusia mengambil sebagian terbatas informasi dari luasnya
aliran informasi yang tersedia dari dunia sensorik dan memori. Manusia terkadang
memusatkan aktivitas mental kita karena ingin memberi perhatian ke beberapa
stimulus spesifik. (Matlin, M. W., 2009).
Sensasi
Memori
Proses berpikir
Proses terkontrol
Perhatian/Konsentrasi
Tindakan
Proses otomatis
Gambar 2.2 Konsentrasi Berpikir
Sumber: Matlin, M., W. (2009)
2.2.2
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Konsentrasi Berpikir
Fungsi suatu organ atau penyimpangan yang terlihat pada perilaku dan
pikiran seseorang dapat disebabkan oleh berbagai faktor yakni faktor organik dan
faktor psikologik. Faktor organik yang dapat mempengaruhi pikiran dan perilaku
seseorang antara lain kerusakan sel-sel otak, ketidakseimbangan hormon, atau
terjadinya degenerasi jaringan. Faktor psikologik yang mempengaruhi pikiran dan
perilaku antara lain suatu peristiwa yang menggoncangkan emosi, sikap, perilaku,
dan perkataan seseorang. (Elvira, S. D., 2013).
Secara sosio-demografik, terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi
kemampuan perkembangan kognisi yakni berat badan ketika lahir (kemampuan
lebih rendah ditemukan pada berat bayi lahir rendah), jenis kelamin (kemampuan
Universitas Sumatera Utara
6
lebih rendah ditemukan pada laki-laki), kesulitan pertumbuhan ketika anak, usia ibu
ketika melahirkan (semakin tua usia ibu semakin tinggi kemampuan kognisi anak),
tingkat pendidikan orang tua, jumlah anak dalam keluarga, pendapatan keluarga,
tipe single parent dan jam kerja orangtua keluarga. (Bromley C., 2009).
2.2.3
Trail Making Test
Dua strategi utama dalam penilaian neuropsikologikal adalah dengan
pendekatan kualitatif atau gejala pathognomonik dan penggunaan skor kuantitatif.
Pendekatan gejala pathognomonik mengasusmsikan adanya perbedaan karakter
indikasi kerusakan otak. Rotasi dan perservasi adalah contoh dari gejala-gejalanya.
Tambahan lainya dapat berupa afasia, tremor, distorsi menggambar, kesulitan
dalam berhitung pembagian serial, respon clang, menghiraukan porsi dari lapangan
pandang (visual neglect), atau kesulitan membedakan apakah stimulus di kanan
atau kiri ketika diberikan secara bersamaan (supresi bilateral dan stimulus
simultan). (Gorth-Marnat, 2003)
Trail Making Test adalah tes yang mudah untuk dikerjakan dan digunakan
secara luas yang mengharuskan klien untuk menggambar garis yang
menghubungkan secara konsekutif angka lingkaran (Part A) diikuti oleh tugas
serupa yang mana mereka menggambar garis penghubung antara angka dan huruf
dalam lingkaran (Part B). Skor didasarkan pada total waktu yang dibutuhkan untuk
menyelesaikan Part A dan total waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan Part
B. Tes ini awalnya dikembangkan oleh U.S. Army psychologists dan
dipertimbangakan untuk umum. Jadi tes ini dapat direproduksi tanpa membutuhkan
ijin. Bentuk lainnya telah dikembangkan (Trails C) yang dapat digunakan untuk tes
yand diulang dengan mengurangi bias peningkatan performa karena efek latihan.
Petunjuk
interpretative
menunjukkan
bahwa
skor
yang
rendah
menggambarkan kesulitan pasien dalam menangani lebih dari satu stimulus dalam
satu waktu dan mempertahankan fleksibilitas mental dan orientasi.
Reitan dan Wolfson (1993) dalam Gorth-Marnat, Gary (2003) memberikan
klasifikasi umum untuk skor Trail A dengan jarak normal dari 0 sampai 39;
Universitas Sumatera Utara
7
kerusakan ringan, 40 sampai 50; dan kerusakan sedang hingga berat, 52 atau lebih.
Performa normal Trails B berjarak normal antara 0 dan 85; kerusakan ringan, 86120; dan kerusakan berat adalah 121 atau lebih. Meskipun begitu, karena Trail
Making dipengaruhi oleh usia, edukasi, dan intelegensia, kebanyakan penulis
merekomendakasikan penggunaan skor yang disesuaikan dengan usia dan edukasi
(Tabel 2.1).
Tabel 2.1 Skor Trail Making sesuai Usia
Sumber : Gorht-Marnat, Gary (2003)
2.3
Biomolekul
Biomolekul
adalah
sekumpulan
atom
yang
terikat
bersama,
merepresentasikan unit dasar terkecil dari komponen kimia yang dapat mengambil
bagian dalam reaksi kimia yang berperan dalam proses pengaturan dan metabolik
dari organisme hidup. (http://www.oxforddictionaries.com).
2.3.1
Karbohidrat
Karbohidrat adalah kelompok senyawa karbonil yang terbentuk secara
alami (aldehida atau keton) yang juga mengandung beberapa kelompok hidroksil.
Karbohidrat termasuk gula tunggal (monosakarida) dan polimernya (oligosakarida
dan polisakarida). (Bender & Mayes, 2015).
Karbohidrat polimerik -di atas semua pati, juga beberapa disakarida- adalah
komponen penting, tapi tidak esensial. Dalam usus, mereka dipecah menjadi
Universitas Sumatera Utara
8
monosakarida dan diresorbsi dalam bentuk ini. Bentuk karbohidrat yang
didistribusikan oleh vertebrata adalah glukosa (“gula darah”). Diambil oleh sel dan
dipecah untuk mendapatkan energi (glikolisis) atau diubah ke dalam bentuk
metabolit lain. Beberapa organ (khususnya hati dan otot) menyimpan glikogen
sebagai karbohidrat simpanan polimer. Molekul glikogen terikat secara kovalen ke
protein, glikogenin. Polisakarida digunakan oleh banyak organisme sebagai
material pembangun.
2.3.2
Oligosakarida
Ketika kelompok hidroksil anomerik dari satu monosakarida terikat secara
glikosidikal dengan salah satu kelompok OH lain, disakarida terbentuk. Tiga bentuk
oligosakarida adalah maltose, laktosa, dan sukrosa. (Bender & Mayes, 2015;
Nelson & Cox, 2013).
Maltosa terbentuk sebagai produk pecahan dari pati yang terkandung dalam
malt (gula malt) dan sebagai perantara dalam pencernaan usus. Dalam maltose,
kelompok anomerik OH dari satu molekul glukosamemiliki sebuah ikatan αglikosidik dengan C-4 dalam residu kedua glukosa.
Laktosa (gula susu) adalah karbohidrat terpenting dalam susu mamalia.
Dalam laktosa, kelompok anomerik OH dari galaktosa membentuk sebuah ikatan
β-glikosidik dengan C-4 dari glukosa. Molekul laktosa berbentuk memanjang, dan
kedua cincin pyran terletak dalam bidang yang sama.
Sukrosa terdapat dalam tumbuhan sebagai bentuk karbohidrat yang
ditranspor dan yang disimpan. Manusia menyukainya karena rasanya yang manis.
Sumber sukrosa yang digunakan adalah tumbuhan yang memiliki kadarnya yang
banyak, seperti batang tebu, madu (adalah campuran glukosa da nfruktosa). Dalam
sukrosa, dua kelompok anomerik OH dari glukosa dan fruktosa memiliki ikatan
glikosidik; karena itu sukrosa adalah satu dari gula non-reducing.
Universitas Sumatera Utara
9
2.3.3
Metabolisme Karbohidrat
Gambar 2.3 Metabolisme karbohidrat
Sumber: McKee, T. & McKee, J. (2011).
Jalur utama dalam metabolisme karbohidrat adalah glikogenesis,
glikogenolisis, jalur pentose fosfat, dan siklus asam sitrat, kelebihan glukosa diubah
menjadi bentuk simpanan, glikogen, oleh glikogenesis. Ketika glukosa dibutuhkan
sebagai sumber energi atau precursor molekul dalam proses biosintetik, glikogen
didegradasi oleh glikogenolisis. Glukosa dapat diubah menjadi ribose-5-fosfat
(komopenen nukleotida) dan NADPH (pereduksi kuat) oleh jalur pentose fosfat.
Glukosa dioksidasi oleh glikolisis, sebuah jalur pembentukan energy yang
mengubahnya menjadi piruvat. Dalam kondisi tidak ada oksigen, piruvat diubah
menjadi laktat. Ketika ada oksigen, piruvat dedagradasi untuk membentuk asetilCoA. Sejumlah energi dalam bentuk ATP dapat diekstraksi dari asetil-CoA oleh
siklus asam sitrat dan sistem transpor electron. Metabolisme karbohidrat terkait erat
dengan metabolisme nutrien lainnya, contohnya, asetil-CoA juga dibentuk dari
pemecahan asam lemak dan asam amino tertentu. Ketika asetil-CoA berlebihan,
Universitas Sumatera Utara
10
jalur lain mengubahnya menjadi asam lemak.(Gambar 2.3) (McKee & McKee,
2011; Bender & Meyes, 2015)
2.3.4
Definisi dan Bentuk-bentuk Glukosa
Glukosa adalah bahan bakar metabolik utama pada mamalia, yang
merupakan precursor untuk sintesis semua karbohidrat lain di tubuh, dengan rumus
bangun C6H12O6 (Bender & Mayes, 2015).
Glukosa dengan empat atom karbon asimetrik dapat membentuk enam belas
isomer memiliki empat bentuk isomerasi penting, yakni isomerasi D dan L, struktur
cincin piranosa dan furanosa, anomer alfa dan beta, epimer, dan isomerasi aldosaketosa (Gambar 2.4). (Koolman & Roehm 2007; Bender & Mayes, 2015).
Isomerasi D dan L adalah isomerasi menurut arah rotasi sinar terpolarisasi
dari strukur kimia, pada mamalia bentuk terbanyak dari isomerasi glukosa adalah
gula-D. Glukosa dalam larutan bersifat rotasi ke kanan atau dekstratorik sehingga
disebut dekstrosa.
Struktur cincin piranosa dan furanosa menunjukkan struktur bangun
glukosa dalam bentuk segi enam (piranosa) dan segi lima (furanosa). Glukosa
dalam tubuh manusia terbanyak dalam bentuk piranosa.
Anomer alfa dan beta ditentukan oleh kombinasi satu gugus aldehida atau
keton dengan satu gugus alkohol. Contohnya adalah glukosa kristal α-Dglukopiranosa pada larutan, struktur siklik dipertahankan, tetapi terjadi isomerase
di sekitar posisi satu (atom karbon anomerik) untuk menghasilkan campuran αglukopiranosa dan β-glukopiranosa.
Epimer adalah isomer-isomer glukosa yang berbeda akibat variasi
konfigurasi –OH dan –H pada atom karbon dua, tiga, dan empat, yakni manosa dan
galaktosa yang dibentuk oleh epimerisasi atom karbon dua.
Universitas Sumatera Utara
11
Isomerasi aldose-ketosa adalah isomerasi dengan rumus molekul sama
tetapi berbeda dalam rumus strukturnya, contohnya adalah fruktosa yang memiliki
sebuah gugus keto potensial di posisi dua.
Gambar 2.4 Bentukbentuk glukosa
Sumber : Muray, Robert K. (2003).
2.3.5
Metabolisme Glukosa
Metabolisme adalah interkonversi dari komoponen kimiawi dalam tubuh,
jalur yang dipakai oleh molekul individual, interelasi dan mekanisme yang
meregulasi aliran metabolit melalui jalur-jalur. Jalur metabolisme dibagi menjadi
tiga kategori: jalur anabolik, jalur katabolik, dan jalur amfibolik. (Bender & Mayes,
2015). Terdapat dua jalur penting dalam metabolisme glukosa, yaitu glikolisis dan
glukoneogenesis.
Glikolisis adalah rute utama konversi anaerobik enzimatik dari glukosa
menjadi senyawa piruvat yang lebih sederhana dan energy yang disimpan dalam
bentuk ATP. (Saunders, 2007; Bender & Meyes, 2015; Nelson & Cox, 2013).
Universitas Sumatera Utara
12
Untuk setiap molekul glukosa yang melalui fase preparatory, dua molekul
dari gliseraldehida 3-fosfat terbentuk; keduanya melewati fase pauoff. Piruvat
adalah produk akhir dari fase kedua glikolisis. Untuk setiap molekul glukosa, dua
ATP dipakai dalam fase preparatory, dan empat ATP dihasilkan dalam fase payoff,
memberikan hasil bersih dua ATP per molekul glukosa yang diubah menjadi
piruvat. (Gambar 2.5)
Gambar 2.5 Glikolisis
Sumber :Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2013).
Universitas Sumatera Utara
13
2.4
Glucose Meter
Glucose meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar gula
darah. Sensor yang digunakan memiliki pendekatan enzimatik, yang berarti
mengambil keuntungan dari oxidase glukosa dengan enzim glukosa oxidase.
Adanya glukosa oksidase mengkatalisis reaksi kimia glukosa dengan oksigen,
mengakibatkan peningkatan pH, menurunkan tekanan parsial oksigen, dan
meningkatkan hydrogen peroksidase karena oksidasi dari glukosa ke asam
glukonik. (Yanes, 2013).
Strip tes mengukur perubahan dalam satu atau beberapa komponen ini untuk
menentukan konsentrasi glukosa. Strip yang digunakan memiliki tiga terminal atau
elektroda yakni, reference electrode, working electrode, dan trigger electrode.
(Gambar 2.7). (Yanes, 2013).
Voltase negative -0,4 V diaplikasikan ke reference electrode. Ketika darah
atau cairan glukosa diletakkan dalam strip, reaksi kimia terjadi di dalamnya,
menimbulkan sebuah arus listrik kecil dengan proporsi ke konsentrasi glukosa.
Arus ini secara konstan dimontor ketika strip diletakkan dalam posisinya, shingga
alat dapat memonitor ketika darah diletakkan. (Yanes, 2013).
Gambar 2.6 Terminal Elektroda Strip Glukosa
Sumber: Yanes (2007)
Setelah reaksi kimia stabil, 5 detik, voltase dibaca oleh alat dan
dibandingkan dengan tabel pembanding untuk mendapatkan nilai glukosa
Universitas Sumatera Utara
14
proporsional dalam mg/dl. Nilai ini dikirim ke host komputer untuk
menginformasikan nilai glukosa. (Yanes, 2013).
2.5
Kadar Glukosa Kontinu pada Subjek Nondiabetik.
Gambar 2.7 Kadar Gula Darah Kontinu Normal.
Sumber : Freckmann, G., et al (2007).
Kadar rerata 24 jam konsentrasi glukosa interstisial adalah 89.3 ± 6.2 mg/dl
(jarak79.2–101.3 mg/dl), dengan rerata konsentrasi glukosa 93.0 ± 7.0 mg/dl pada
siang hari (7 pagi ke 11 siang) dan 81.8 ± 6.3 mg/dl selama malam hari (11 siang
ke 7 malam). (Gambar 2.8). (Freckman, G, et al, 2007).
Universitas Sumatera Utara
15
2.6
Hubungan Kadar Gula Darah dengan Kognisi
Terdapat berbagai mekanisme yang menyatakan pengaruh glukosa terhadap
kognisi manusia, yakni metabolisme yang terjadi di otak dan mekanisme hormon
epinefrin yang diregulasi glukosa di otak.
2.6.1
Metabolisme di Otak
Otak dan area lainnya di sistem saraf pusa (SSP) memiliki kebutuhan ATP
yang tinggi. Meskipun otak hanya 2% dari massa tubuh, ia mengkonsumsi sekitar
20% oksigen yang dimetabolisme dan 60% glukosa. Kebutuhan energi yang tinggi
dari saraf adalah karena pompa ion dependen ATP (terutama Na+/K+ ATPase) dan
proses transpor aktif lainnya yang membutuhkan konduksi saraf. (Koolman &
Roehm, 2007).
Gambar 2.6 Pengaturan Gula Darah di Pembuluh Darah
Sumber : Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2013).
Glukosa secara normal adalah satu-satunya metabolit yang dapat
mencukupkan kebutuhan otak terhadap jumlah ATP melalui glikolisis aerobik dan
disusul oleh oxidase ke CO2 dan H2O. Lemak tidak dapat melewati sawar darah
otak, dan asam amino juga hanya tersedia di otak dalam jumlah terbatas. Neuron
hanya memiliki sedikit simpanan glikogen, neuron bergantung pada pasokan
konstan glukosa dari darah (Gambar 2.6). Penurunan glukosa darah yang berat seperti yang dapat terjadi setelah overdosis insulin pada diabetes- dengan cepat
Universitas Sumatera Utara
16
menurunkan tingkat ATP dalam otak. Ini menghasilkan kehilangan kesadaran dan
penurunan neurologis yang dapat mengarah ke kematian. (Koolman & Roehm,
2007).
Selama periode kelaparan, otak, setelah beberapa waktu mendapatkan
kemampuan untuk menggunakan badan keton untuk menggantikan glukosa
membentuk ATP. Dalam minggu pertama periode kelaparan, terdapat peningkatan
kuat dalam aktivitas enzim yang dibutuhkan untuk ini dalam otak. Degradasi badan
keton dalam SSP menghemat glukosa dan karenanya menurunkan pemecahan
protein otot yang mempertahankan glukoneogenesis dalam hati selama kelaparan.
Setelah beberapa minggu, pemecahan otot yang luas menurun hingga sepertiga dari
jumlah awal. (Gambar 2.7). (Koolman & Roehm, 2007).
Gambar 2.7 Metabolisme Glukosa di Otak.
Sumber : Koolman, J. & Roehm K. H. (2007).
2.6.2
Mekanisme Hormon Epinefrin terhadap Memori
Respons hormonal dapat berkontribusi terhadap proses memori, ketika
seseorang ditanyakan di mana memparkirkan mobilnya minggu lalu, kemungkinan
besar tidak dapat mengingatnya, tetapi jika pada saat itu mobil yang diparkirnya
ditabrak oleh mobil lain, kejadian bermakna ini kemungkinan besar akan diingat
Universitas Sumatera Utara
17
sehingga ia dapat mengingat dengan tepat di mana ia memarkirkan mobilnya
minggu lalu. Perhatikan bahwa jumlah informasi yang diperoleh dalam dua situasi
tersebut tidaklah terlalu berbeda (sama-sama memarkirkan mobil). Mengapa otak
menyimpan informasi mendetail tentang pengalaman jika terjadi kecelakaan tetapi
tidak jika tidak terjadi apa-apa? Jawabannya terdapat dalam pelepasan hormone
terkait stress ketika melihat tabrakan, hormone yang meregulasi pembentukan
sebuah memori baru. Hormon yang berpengaruh paling besar adalah epinefrin,
sebuah hormone katekolamin yang dilepaskan di medulla adrenal sebagai respon
pengalaman arousal. (Gold, 1995)
Meskipun epinefrin tidak masuk ke dalam otak dalam jumlah besar, itu
dapat memodulasi fungsi otak oleh mekanisme batang otak, dengan mengaktivasi
saraf nukleus traktus solitarius. Sebagai tambahan epinefrin dapat meregulasi
pembentukan memori dengan mekanisme intermediet di luar sistem saraf pusat,
yakni aksi dari epinefrin yang meningkatkan pelepasan glukosa ke pembuluh darah.
Berdasarkan ini efek epinefrin terhadap fungsi otak dimediasi oleh konsentrasi
glukosa darah yang beredar. (Gold, 1995; Cahil 2003).
Universitas Sumatera Utara
18
BAB 3
KERANGKA KONSEP DAN DEFINISI OPERASIONAL
3.1
Kerangka Konsep
Pada penelitian ini kerangka konsep korelasi kadar gula darah dengan
konsentrasi berpikir diuraikan sebagai berikut:
Variabel Independen
Variabel Dependen
Kadar Gula Darah
Konsentrasi Berpikir
Keterangan : Garis menyambung merupakan variabel yang diteliti.
3.2 Definisi Operasional
Variabel
Definisi
Cara
Alat
Operasional
Ukur
Ukur
Hasil Ukur
Skala
Kadar Gula Kadar
Gula Sesuai
Glucose Kadar gula Numerik
Darah
Darah
yang prosedur
meter.
diukur
setelah pengukur
darah
pembuluh
berpuasa selama an
darah
lebih
perifer
dari glukosa
delapan jam dan menggun
dari
(mg/dl)
kadar gula darah akan
satu jam setelah glucose
makan.
meter.
Universitas Sumatera Utara
19
Trail
Waktu
yang prosedur
making
dalam detik
setelah pengukur
test B.
yang
Konsentrasi
Konsentrasi
Berpikir
berpikir
diukur
pengukuran
an
Numerik
dibutuhkan
kadar gula darah konsentra
untuk
berpuasa selama si
menyelesaik
lebih
an
dari berpikir
tugas
delapan jam dan menggun
dengan
kadar gula darah akan trail
sempurna
satu jam setelah makin
(Skor).
makan.
3.3
Sesuai
test B.
Hipotesis
Ada korelasi antara kadar gula darah dengan konsentrasi berpikir.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Anatomi Otak
Gambar 2.1 Anatomi Otak
Sumber: Moore, K. L., & Agur, A. M. R. (2007).
Serebrum terdiri dari hemisfer serebri yang membentuk sebagian besar otak.
Fisura longitudinalis serebrum (fisura interhemisferik) membagi dua hemisfer
hingga ke korpus kalosum. Setiap hemisfer memiliki permukaan lateral, medial,
dan basal. Area peralihan di antara permukaan (dorso-) lateral dan medial disebut
regio parasagitalis. Setiap hemisfer dibagi menjadi empat lobus: frontalis,
parietalis, temporalis, dan oksipitalis. Lobus frontalis menempati bagian lateral
medial fosa kranium, dan lobus oksipital menempati bagian belakang hingga
tentorium serebri. Insula terkadang dihitung sebagai lobus kelima.
Universitas Sumatera Utara
5
2.2
Kognisi
Kognisi adalah kemampuan untuk mengenal/ mengetahui hal mengenai
benda atau keadaan atau situasi, yang dikaitkan dengan pengalaman pembelajaran
dan kapasitas intelejensi seseorang. Termasuk dalam fungsi kognisi adalah memori/
daya ingat, konsentrasi/ perhatian, orientasi, kemampuan berbahasa, berhitung,
visuospatial, fungsi eksekutif, abstraksi, dan taraf intelejensi. (Dharmono, 2013).
2.2.1
Konsentrasi Berpikir
Konsentrasi berpikir adalah pemusatan dari aktivitas mental yang
memperbolehkan manusia mengambil sebagian terbatas informasi dari luasnya
aliran informasi yang tersedia dari dunia sensorik dan memori. Manusia terkadang
memusatkan aktivitas mental kita karena ingin memberi perhatian ke beberapa
stimulus spesifik. (Matlin, M. W., 2009).
Sensasi
Memori
Proses berpikir
Proses terkontrol
Perhatian/Konsentrasi
Tindakan
Proses otomatis
Gambar 2.2 Konsentrasi Berpikir
Sumber: Matlin, M., W. (2009)
2.2.2
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Konsentrasi Berpikir
Fungsi suatu organ atau penyimpangan yang terlihat pada perilaku dan
pikiran seseorang dapat disebabkan oleh berbagai faktor yakni faktor organik dan
faktor psikologik. Faktor organik yang dapat mempengaruhi pikiran dan perilaku
seseorang antara lain kerusakan sel-sel otak, ketidakseimbangan hormon, atau
terjadinya degenerasi jaringan. Faktor psikologik yang mempengaruhi pikiran dan
perilaku antara lain suatu peristiwa yang menggoncangkan emosi, sikap, perilaku,
dan perkataan seseorang. (Elvira, S. D., 2013).
Secara sosio-demografik, terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi
kemampuan perkembangan kognisi yakni berat badan ketika lahir (kemampuan
lebih rendah ditemukan pada berat bayi lahir rendah), jenis kelamin (kemampuan
Universitas Sumatera Utara
6
lebih rendah ditemukan pada laki-laki), kesulitan pertumbuhan ketika anak, usia ibu
ketika melahirkan (semakin tua usia ibu semakin tinggi kemampuan kognisi anak),
tingkat pendidikan orang tua, jumlah anak dalam keluarga, pendapatan keluarga,
tipe single parent dan jam kerja orangtua keluarga. (Bromley C., 2009).
2.2.3
Trail Making Test
Dua strategi utama dalam penilaian neuropsikologikal adalah dengan
pendekatan kualitatif atau gejala pathognomonik dan penggunaan skor kuantitatif.
Pendekatan gejala pathognomonik mengasusmsikan adanya perbedaan karakter
indikasi kerusakan otak. Rotasi dan perservasi adalah contoh dari gejala-gejalanya.
Tambahan lainya dapat berupa afasia, tremor, distorsi menggambar, kesulitan
dalam berhitung pembagian serial, respon clang, menghiraukan porsi dari lapangan
pandang (visual neglect), atau kesulitan membedakan apakah stimulus di kanan
atau kiri ketika diberikan secara bersamaan (supresi bilateral dan stimulus
simultan). (Gorth-Marnat, 2003)
Trail Making Test adalah tes yang mudah untuk dikerjakan dan digunakan
secara luas yang mengharuskan klien untuk menggambar garis yang
menghubungkan secara konsekutif angka lingkaran (Part A) diikuti oleh tugas
serupa yang mana mereka menggambar garis penghubung antara angka dan huruf
dalam lingkaran (Part B). Skor didasarkan pada total waktu yang dibutuhkan untuk
menyelesaikan Part A dan total waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan Part
B. Tes ini awalnya dikembangkan oleh U.S. Army psychologists dan
dipertimbangakan untuk umum. Jadi tes ini dapat direproduksi tanpa membutuhkan
ijin. Bentuk lainnya telah dikembangkan (Trails C) yang dapat digunakan untuk tes
yand diulang dengan mengurangi bias peningkatan performa karena efek latihan.
Petunjuk
interpretative
menunjukkan
bahwa
skor
yang
rendah
menggambarkan kesulitan pasien dalam menangani lebih dari satu stimulus dalam
satu waktu dan mempertahankan fleksibilitas mental dan orientasi.
Reitan dan Wolfson (1993) dalam Gorth-Marnat, Gary (2003) memberikan
klasifikasi umum untuk skor Trail A dengan jarak normal dari 0 sampai 39;
Universitas Sumatera Utara
7
kerusakan ringan, 40 sampai 50; dan kerusakan sedang hingga berat, 52 atau lebih.
Performa normal Trails B berjarak normal antara 0 dan 85; kerusakan ringan, 86120; dan kerusakan berat adalah 121 atau lebih. Meskipun begitu, karena Trail
Making dipengaruhi oleh usia, edukasi, dan intelegensia, kebanyakan penulis
merekomendakasikan penggunaan skor yang disesuaikan dengan usia dan edukasi
(Tabel 2.1).
Tabel 2.1 Skor Trail Making sesuai Usia
Sumber : Gorht-Marnat, Gary (2003)
2.3
Biomolekul
Biomolekul
adalah
sekumpulan
atom
yang
terikat
bersama,
merepresentasikan unit dasar terkecil dari komponen kimia yang dapat mengambil
bagian dalam reaksi kimia yang berperan dalam proses pengaturan dan metabolik
dari organisme hidup. (http://www.oxforddictionaries.com).
2.3.1
Karbohidrat
Karbohidrat adalah kelompok senyawa karbonil yang terbentuk secara
alami (aldehida atau keton) yang juga mengandung beberapa kelompok hidroksil.
Karbohidrat termasuk gula tunggal (monosakarida) dan polimernya (oligosakarida
dan polisakarida). (Bender & Mayes, 2015).
Karbohidrat polimerik -di atas semua pati, juga beberapa disakarida- adalah
komponen penting, tapi tidak esensial. Dalam usus, mereka dipecah menjadi
Universitas Sumatera Utara
8
monosakarida dan diresorbsi dalam bentuk ini. Bentuk karbohidrat yang
didistribusikan oleh vertebrata adalah glukosa (“gula darah”). Diambil oleh sel dan
dipecah untuk mendapatkan energi (glikolisis) atau diubah ke dalam bentuk
metabolit lain. Beberapa organ (khususnya hati dan otot) menyimpan glikogen
sebagai karbohidrat simpanan polimer. Molekul glikogen terikat secara kovalen ke
protein, glikogenin. Polisakarida digunakan oleh banyak organisme sebagai
material pembangun.
2.3.2
Oligosakarida
Ketika kelompok hidroksil anomerik dari satu monosakarida terikat secara
glikosidikal dengan salah satu kelompok OH lain, disakarida terbentuk. Tiga bentuk
oligosakarida adalah maltose, laktosa, dan sukrosa. (Bender & Mayes, 2015;
Nelson & Cox, 2013).
Maltosa terbentuk sebagai produk pecahan dari pati yang terkandung dalam
malt (gula malt) dan sebagai perantara dalam pencernaan usus. Dalam maltose,
kelompok anomerik OH dari satu molekul glukosamemiliki sebuah ikatan αglikosidik dengan C-4 dalam residu kedua glukosa.
Laktosa (gula susu) adalah karbohidrat terpenting dalam susu mamalia.
Dalam laktosa, kelompok anomerik OH dari galaktosa membentuk sebuah ikatan
β-glikosidik dengan C-4 dari glukosa. Molekul laktosa berbentuk memanjang, dan
kedua cincin pyran terletak dalam bidang yang sama.
Sukrosa terdapat dalam tumbuhan sebagai bentuk karbohidrat yang
ditranspor dan yang disimpan. Manusia menyukainya karena rasanya yang manis.
Sumber sukrosa yang digunakan adalah tumbuhan yang memiliki kadarnya yang
banyak, seperti batang tebu, madu (adalah campuran glukosa da nfruktosa). Dalam
sukrosa, dua kelompok anomerik OH dari glukosa dan fruktosa memiliki ikatan
glikosidik; karena itu sukrosa adalah satu dari gula non-reducing.
Universitas Sumatera Utara
9
2.3.3
Metabolisme Karbohidrat
Gambar 2.3 Metabolisme karbohidrat
Sumber: McKee, T. & McKee, J. (2011).
Jalur utama dalam metabolisme karbohidrat adalah glikogenesis,
glikogenolisis, jalur pentose fosfat, dan siklus asam sitrat, kelebihan glukosa diubah
menjadi bentuk simpanan, glikogen, oleh glikogenesis. Ketika glukosa dibutuhkan
sebagai sumber energi atau precursor molekul dalam proses biosintetik, glikogen
didegradasi oleh glikogenolisis. Glukosa dapat diubah menjadi ribose-5-fosfat
(komopenen nukleotida) dan NADPH (pereduksi kuat) oleh jalur pentose fosfat.
Glukosa dioksidasi oleh glikolisis, sebuah jalur pembentukan energy yang
mengubahnya menjadi piruvat. Dalam kondisi tidak ada oksigen, piruvat diubah
menjadi laktat. Ketika ada oksigen, piruvat dedagradasi untuk membentuk asetilCoA. Sejumlah energi dalam bentuk ATP dapat diekstraksi dari asetil-CoA oleh
siklus asam sitrat dan sistem transpor electron. Metabolisme karbohidrat terkait erat
dengan metabolisme nutrien lainnya, contohnya, asetil-CoA juga dibentuk dari
pemecahan asam lemak dan asam amino tertentu. Ketika asetil-CoA berlebihan,
Universitas Sumatera Utara
10
jalur lain mengubahnya menjadi asam lemak.(Gambar 2.3) (McKee & McKee,
2011; Bender & Meyes, 2015)
2.3.4
Definisi dan Bentuk-bentuk Glukosa
Glukosa adalah bahan bakar metabolik utama pada mamalia, yang
merupakan precursor untuk sintesis semua karbohidrat lain di tubuh, dengan rumus
bangun C6H12O6 (Bender & Mayes, 2015).
Glukosa dengan empat atom karbon asimetrik dapat membentuk enam belas
isomer memiliki empat bentuk isomerasi penting, yakni isomerasi D dan L, struktur
cincin piranosa dan furanosa, anomer alfa dan beta, epimer, dan isomerasi aldosaketosa (Gambar 2.4). (Koolman & Roehm 2007; Bender & Mayes, 2015).
Isomerasi D dan L adalah isomerasi menurut arah rotasi sinar terpolarisasi
dari strukur kimia, pada mamalia bentuk terbanyak dari isomerasi glukosa adalah
gula-D. Glukosa dalam larutan bersifat rotasi ke kanan atau dekstratorik sehingga
disebut dekstrosa.
Struktur cincin piranosa dan furanosa menunjukkan struktur bangun
glukosa dalam bentuk segi enam (piranosa) dan segi lima (furanosa). Glukosa
dalam tubuh manusia terbanyak dalam bentuk piranosa.
Anomer alfa dan beta ditentukan oleh kombinasi satu gugus aldehida atau
keton dengan satu gugus alkohol. Contohnya adalah glukosa kristal α-Dglukopiranosa pada larutan, struktur siklik dipertahankan, tetapi terjadi isomerase
di sekitar posisi satu (atom karbon anomerik) untuk menghasilkan campuran αglukopiranosa dan β-glukopiranosa.
Epimer adalah isomer-isomer glukosa yang berbeda akibat variasi
konfigurasi –OH dan –H pada atom karbon dua, tiga, dan empat, yakni manosa dan
galaktosa yang dibentuk oleh epimerisasi atom karbon dua.
Universitas Sumatera Utara
11
Isomerasi aldose-ketosa adalah isomerasi dengan rumus molekul sama
tetapi berbeda dalam rumus strukturnya, contohnya adalah fruktosa yang memiliki
sebuah gugus keto potensial di posisi dua.
Gambar 2.4 Bentukbentuk glukosa
Sumber : Muray, Robert K. (2003).
2.3.5
Metabolisme Glukosa
Metabolisme adalah interkonversi dari komoponen kimiawi dalam tubuh,
jalur yang dipakai oleh molekul individual, interelasi dan mekanisme yang
meregulasi aliran metabolit melalui jalur-jalur. Jalur metabolisme dibagi menjadi
tiga kategori: jalur anabolik, jalur katabolik, dan jalur amfibolik. (Bender & Mayes,
2015). Terdapat dua jalur penting dalam metabolisme glukosa, yaitu glikolisis dan
glukoneogenesis.
Glikolisis adalah rute utama konversi anaerobik enzimatik dari glukosa
menjadi senyawa piruvat yang lebih sederhana dan energy yang disimpan dalam
bentuk ATP. (Saunders, 2007; Bender & Meyes, 2015; Nelson & Cox, 2013).
Universitas Sumatera Utara
12
Untuk setiap molekul glukosa yang melalui fase preparatory, dua molekul
dari gliseraldehida 3-fosfat terbentuk; keduanya melewati fase pauoff. Piruvat
adalah produk akhir dari fase kedua glikolisis. Untuk setiap molekul glukosa, dua
ATP dipakai dalam fase preparatory, dan empat ATP dihasilkan dalam fase payoff,
memberikan hasil bersih dua ATP per molekul glukosa yang diubah menjadi
piruvat. (Gambar 2.5)
Gambar 2.5 Glikolisis
Sumber :Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2013).
Universitas Sumatera Utara
13
2.4
Glucose Meter
Glucose meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar gula
darah. Sensor yang digunakan memiliki pendekatan enzimatik, yang berarti
mengambil keuntungan dari oxidase glukosa dengan enzim glukosa oxidase.
Adanya glukosa oksidase mengkatalisis reaksi kimia glukosa dengan oksigen,
mengakibatkan peningkatan pH, menurunkan tekanan parsial oksigen, dan
meningkatkan hydrogen peroksidase karena oksidasi dari glukosa ke asam
glukonik. (Yanes, 2013).
Strip tes mengukur perubahan dalam satu atau beberapa komponen ini untuk
menentukan konsentrasi glukosa. Strip yang digunakan memiliki tiga terminal atau
elektroda yakni, reference electrode, working electrode, dan trigger electrode.
(Gambar 2.7). (Yanes, 2013).
Voltase negative -0,4 V diaplikasikan ke reference electrode. Ketika darah
atau cairan glukosa diletakkan dalam strip, reaksi kimia terjadi di dalamnya,
menimbulkan sebuah arus listrik kecil dengan proporsi ke konsentrasi glukosa.
Arus ini secara konstan dimontor ketika strip diletakkan dalam posisinya, shingga
alat dapat memonitor ketika darah diletakkan. (Yanes, 2013).
Gambar 2.6 Terminal Elektroda Strip Glukosa
Sumber: Yanes (2007)
Setelah reaksi kimia stabil, 5 detik, voltase dibaca oleh alat dan
dibandingkan dengan tabel pembanding untuk mendapatkan nilai glukosa
Universitas Sumatera Utara
14
proporsional dalam mg/dl. Nilai ini dikirim ke host komputer untuk
menginformasikan nilai glukosa. (Yanes, 2013).
2.5
Kadar Glukosa Kontinu pada Subjek Nondiabetik.
Gambar 2.7 Kadar Gula Darah Kontinu Normal.
Sumber : Freckmann, G., et al (2007).
Kadar rerata 24 jam konsentrasi glukosa interstisial adalah 89.3 ± 6.2 mg/dl
(jarak79.2–101.3 mg/dl), dengan rerata konsentrasi glukosa 93.0 ± 7.0 mg/dl pada
siang hari (7 pagi ke 11 siang) dan 81.8 ± 6.3 mg/dl selama malam hari (11 siang
ke 7 malam). (Gambar 2.8). (Freckman, G, et al, 2007).
Universitas Sumatera Utara
15
2.6
Hubungan Kadar Gula Darah dengan Kognisi
Terdapat berbagai mekanisme yang menyatakan pengaruh glukosa terhadap
kognisi manusia, yakni metabolisme yang terjadi di otak dan mekanisme hormon
epinefrin yang diregulasi glukosa di otak.
2.6.1
Metabolisme di Otak
Otak dan area lainnya di sistem saraf pusa (SSP) memiliki kebutuhan ATP
yang tinggi. Meskipun otak hanya 2% dari massa tubuh, ia mengkonsumsi sekitar
20% oksigen yang dimetabolisme dan 60% glukosa. Kebutuhan energi yang tinggi
dari saraf adalah karena pompa ion dependen ATP (terutama Na+/K+ ATPase) dan
proses transpor aktif lainnya yang membutuhkan konduksi saraf. (Koolman &
Roehm, 2007).
Gambar 2.6 Pengaturan Gula Darah di Pembuluh Darah
Sumber : Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2013).
Glukosa secara normal adalah satu-satunya metabolit yang dapat
mencukupkan kebutuhan otak terhadap jumlah ATP melalui glikolisis aerobik dan
disusul oleh oxidase ke CO2 dan H2O. Lemak tidak dapat melewati sawar darah
otak, dan asam amino juga hanya tersedia di otak dalam jumlah terbatas. Neuron
hanya memiliki sedikit simpanan glikogen, neuron bergantung pada pasokan
konstan glukosa dari darah (Gambar 2.6). Penurunan glukosa darah yang berat seperti yang dapat terjadi setelah overdosis insulin pada diabetes- dengan cepat
Universitas Sumatera Utara
16
menurunkan tingkat ATP dalam otak. Ini menghasilkan kehilangan kesadaran dan
penurunan neurologis yang dapat mengarah ke kematian. (Koolman & Roehm,
2007).
Selama periode kelaparan, otak, setelah beberapa waktu mendapatkan
kemampuan untuk menggunakan badan keton untuk menggantikan glukosa
membentuk ATP. Dalam minggu pertama periode kelaparan, terdapat peningkatan
kuat dalam aktivitas enzim yang dibutuhkan untuk ini dalam otak. Degradasi badan
keton dalam SSP menghemat glukosa dan karenanya menurunkan pemecahan
protein otot yang mempertahankan glukoneogenesis dalam hati selama kelaparan.
Setelah beberapa minggu, pemecahan otot yang luas menurun hingga sepertiga dari
jumlah awal. (Gambar 2.7). (Koolman & Roehm, 2007).
Gambar 2.7 Metabolisme Glukosa di Otak.
Sumber : Koolman, J. & Roehm K. H. (2007).
2.6.2
Mekanisme Hormon Epinefrin terhadap Memori
Respons hormonal dapat berkontribusi terhadap proses memori, ketika
seseorang ditanyakan di mana memparkirkan mobilnya minggu lalu, kemungkinan
besar tidak dapat mengingatnya, tetapi jika pada saat itu mobil yang diparkirnya
ditabrak oleh mobil lain, kejadian bermakna ini kemungkinan besar akan diingat
Universitas Sumatera Utara
17
sehingga ia dapat mengingat dengan tepat di mana ia memarkirkan mobilnya
minggu lalu. Perhatikan bahwa jumlah informasi yang diperoleh dalam dua situasi
tersebut tidaklah terlalu berbeda (sama-sama memarkirkan mobil). Mengapa otak
menyimpan informasi mendetail tentang pengalaman jika terjadi kecelakaan tetapi
tidak jika tidak terjadi apa-apa? Jawabannya terdapat dalam pelepasan hormone
terkait stress ketika melihat tabrakan, hormone yang meregulasi pembentukan
sebuah memori baru. Hormon yang berpengaruh paling besar adalah epinefrin,
sebuah hormone katekolamin yang dilepaskan di medulla adrenal sebagai respon
pengalaman arousal. (Gold, 1995)
Meskipun epinefrin tidak masuk ke dalam otak dalam jumlah besar, itu
dapat memodulasi fungsi otak oleh mekanisme batang otak, dengan mengaktivasi
saraf nukleus traktus solitarius. Sebagai tambahan epinefrin dapat meregulasi
pembentukan memori dengan mekanisme intermediet di luar sistem saraf pusat,
yakni aksi dari epinefrin yang meningkatkan pelepasan glukosa ke pembuluh darah.
Berdasarkan ini efek epinefrin terhadap fungsi otak dimediasi oleh konsentrasi
glukosa darah yang beredar. (Gold, 1995; Cahil 2003).
Universitas Sumatera Utara
18
BAB 3
KERANGKA KONSEP DAN DEFINISI OPERASIONAL
3.1
Kerangka Konsep
Pada penelitian ini kerangka konsep korelasi kadar gula darah dengan
konsentrasi berpikir diuraikan sebagai berikut:
Variabel Independen
Variabel Dependen
Kadar Gula Darah
Konsentrasi Berpikir
Keterangan : Garis menyambung merupakan variabel yang diteliti.
3.2 Definisi Operasional
Variabel
Definisi
Cara
Alat
Operasional
Ukur
Ukur
Hasil Ukur
Skala
Kadar Gula Kadar
Gula Sesuai
Glucose Kadar gula Numerik
Darah
Darah
yang prosedur
meter.
diukur
setelah pengukur
darah
pembuluh
berpuasa selama an
darah
lebih
perifer
dari glukosa
delapan jam dan menggun
dari
(mg/dl)
kadar gula darah akan
satu jam setelah glucose
makan.
meter.
Universitas Sumatera Utara
19
Trail
Waktu
yang prosedur
making
dalam detik
setelah pengukur
test B.
yang
Konsentrasi
Konsentrasi
Berpikir
berpikir
diukur
pengukuran
an
Numerik
dibutuhkan
kadar gula darah konsentra
untuk
berpuasa selama si
menyelesaik
lebih
an
dari berpikir
tugas
delapan jam dan menggun
dengan
kadar gula darah akan trail
sempurna
satu jam setelah makin
(Skor).
makan.
3.3
Sesuai
test B.
Hipotesis
Ada korelasi antara kadar gula darah dengan konsentrasi berpikir.
Universitas Sumatera Utara