PATOFISIOLOGI DIABETES MELITUS
A. PENDAHULUAN
Pankreas
adalah sebuah kelenjar yang letaknya di belakang lambung. Di dalamnya
terdapat kumpulan sel yang disebut pulau-pulau langerhans yang berisi
sel beta yang mengeluarkan hormon insulin, yang sangat berperan dalam
mengatur kadar glukosa darah. Tiap pankreas mengandung kurang lebih
100.000 pulau langerhans dan tiap pulau berisi 100 sel beta. Bagian
endokrin pankreas memproduksi, menyimpan, dan mengeluarkan hormon dari
pulau langerhans. Pulau langerhans mengandung 4 kelompok sel khusus,
yaitu alfa, beta, delta, dan sel F. Sel alfa menghasilkan glukagon,
sedangkan sel beta menghasilkan insulin. Kedua hormon ini membantu
mengatur metabolisme. Sel delta menghasilkan somatostatin (faktor
penghambat pertumbuhan hipotalamik) yang bisa mencegah sekresi glukagon
dan insulin. (Baradero, 2009, hal.88).
Glukosa
terbentuk dari makanan yang dikonsumsi sehari-hari (terdiri dari
karbohidrat, protein, dan lemak). Kemudian glukosa akan diserap melalui
dinding usus dan disalurkan dalam darah. Setelah makan, kadar glukosa
dalam darah akan lebih tinggi, melebihi glukosa yang dibutuhkan dalam
proses pembentukan energi tubuh. Untuk mencegah meningginya glukosa
dengan tiba-tiba, insulin (hormon yang diproduksi sel beta pankreas)
berfungsi menyimpan glukosa (dinamakan glikogen) dalam hati dan sel-sel
otot. Jika kadar gula menurun maka simpanan glikogen akan kembali ke
dalam darah. Proses ini membutuhkan glukagon. Glikogen yang disimpan
dalam hati bisa bertahan 8-10 jam. Apabila tidak digunakan dalam tempo
yang ditentukan maka simpanan ini akan berubah menjadi lemak. (Mahendra,
2008, hlm. 1).
Insulin
adalah hormon anabolik (pembentuk) utama tubuh dan memiliki berbagai
efek lain selain menstimulasi transpor glukosa insulin juga meningkatkan
transpor asam amino ke dalam sel menstimulasi sintesis protein dan
glukosa insulin yang menghambat glukoneogenesis, sintesa glukosa ke
tubuh kita, membangun protein, dan mempertahankan kadar glukosa plasma
rendah. (Corwin, 2001, hlm. 620).
B. PENGERTIAN
1. Diabetes
melitus adalah suatu kumpulan gejala yang timbul pada seseorang yang
disebabkan adanya peningkatan kadar glukosa darah akibat kekurangan
insulin baik absolut maupun relatif. (Syahfudin, 2002, hlm. 32).
2. Diabetes
melitus adalah diabetes yang berkaitan dengan kadar gula dalam tubuh,
juga dikenal dengan nama kencing manis. (Tjahjadi, 2011, hlm. 3)
3. Diabetes
melitus adalah keadaan hiperglikemia kronik disertai berbagai kelainan
metabolik akibat gangguan hormonal yang menimbulkan komplikasi pada
mata, ginjal, saraf, dan pembuluh darah. (Nogroho, 2011, hlm. 53).
C. KLASIFIKASI
Menurut klasifikasi klinisnya diabetes melitus dibedakan menjadi :
1. Tipe 1 (DMT1) adalah insufisiensi absolut insulin.
2. Tipe 2 (DMT2) adalah resistensi insulin yang disertai defek sekresi insulin dengan derajat bervariasi
3. Diabetes kehamilan (gestasional) yang muncul pada saat hamil (Kowalak & Welsh, 2003, hlm. 519).
4. Gangguan
toleransi glukosa (GTG), kadar glukosa antara normal dan diabetes,
dapat menjadi diabetes atau menjadi normal atau tetap tidak berubah.
(Price, 1995, hlm. 1259).
D. ETIOLOGI
Etiologi secara umum tergantung dari tipe Diabetes, yaitu :
1. Diabetes Tipe I ( Insulin Dependent Diabetes Melitus / IDDM )
Diabetes yang tergantung insulin yang ditandai oleh penghancuran sel-sel beta pankreas disebabkan oleh :
a. Faktor genetik
Penderita
DM tidak mewarisi DM tipe 1 itu sendiri tapi mewarisi suatu
predisposisi / kecenderungan genetik ke arah terjadinya DM tipe 1. Ini
ditemukan pada individu yang mempunyai tipe antigen HLA ( Human Leucocyte Antigen ) tertentu. HLA merupakan kumpulan gen yang bertanggung jawab atas antigen transplatasi dan proses imun lainnya.
b. Faktor Imunologi
Respon
abnormal dimana antibodi terarah pada jaringan normal tubuh dengan cara
bereaksi terhadap jaringan tersebut yang dianggap seolah-olah sebagai
jaringan asing.
c. Faktor lingkungan
Virus atau toksin tertentu dapat memicu proses autoimun yang menimbulkan destruksi sel beta.
2. Diabetes Tipe II (Non Insulin Dependent Diabetes Melitus / NIDDM )
Mekanisme yang tepat yang menyebabkan resistensi insulin dan gangguan sekresi insulin pada diabetes tipe II belum diketahui. Faktor
genetik diperkirakan memegang peranan dalam proses terjadinya
resistensi insulin. Selain itu terdapat faktor-faktor risiko tertentu
yang berhubungan yaitu :
a. Usia
Umumnya
manusia mengalami penurunan fisiologis yang secara dramatis menurun
dengan cepat pada usia setelah 40 tahun. Penurunan ini yang akan
beresiko pada penurunan fungsi endokrin pankreas untuk memproduksi
insulin. (Sujono & Sukarmin, 2008, hlm. 73).
b. Obesitas
Obesitas
mengakibatkan sel-sel beta pankreas mengalami hipertropi yang akan
berpengaruh terhadap penurunan produksi insulin. Hipertropi pankreas
disebabkan karena peningkatan beban metabolisme glukosa pada penderita
obesitas untuk mencukupi energi sel yang terlalu banyak. (Sujono &
Sukarmin, 2008, hlm.73).
c. Riwayat Keluarga
Pada
anggota keluarga dekat pasien diabetes tipe 2 (dan pada kembar non
identik), risiko menderita penyakit ini 5 hingga 10 kali lebih besar
daripada subjek (dengan usia dan berat yang sama) yang tidak memiliki
riwayat penyakit dalam keluarganya. Tidak seperti diabetes tipe 1,
penyakit ini tidak berkaitan dengan gen HLA. Penelitian epidemiologi
menunjukkan bahwa diabetes tipe 2 tampaknya terjadi akibat sejumlah
defek genetif, masing-masing memberi kontribusi pada risiko dan
masing-masing juga dipengaruhi oleh lingkungan. (Robbins, 2007, hlm.
67).
d. Gaya hidup (stres)
Stres
kronis cenderung membuat seseorang mencari makanan yang cepat saji yang
kaya pengawet, lemak, dan gula. Makanan ini berpengaruh besar terhadap
kerja pankreas. Stres juga akan meningkatkan kerja metabolisme dan
meningkatkan kebutuhan akan sumber energi yang berakibat pada kenaikan
kerja pankreas. Beban yang tinggi membuat pankreas mudah rusak hingga
berdampak pada penurunan insulin. ( Smeltzer and Bare,1996, hlm. 610).
E. PATOFISIOLOGI
Pada
diabetes melitus tipe 2 jumlah insulin normal malah mungkin lebih
banyak tetapi jumlah reseptor insulin yang terdapat pada permukaan sel
yang kurang. Reseptor insulin ini dapat diibaratkan sebagai lubang kunci
pintu masuk ke dalam sel. Pada keadaan tadi jumlah lubang kuncinya yang
kurang, hingga meskipun anak kuncinya (insulin) banyak, tetapi karena
lubang kuncinya (reseptor) kurang, maka glukosa yang masuk sel akan
sedikit, sehingga sel akan kekurangan bahan bakar (glukosa) dan glukosa
di dalam pembuluh darah meningkat. Dengan demikian keadaan ini sama
dengan pada DM tipe 1. Perbedaannya adalah DM tipe 2 disamping kadar
glukosa tinggi juga kadar insulin tinggi atau normal. Keadaan ini
disebut resistensi insulin.( Suyono, 2005, hlm 3).
Sebagian besar patologi diabetes melitus dapat dihubungkan dengan efek utama kekurangan insulin yaitu :
a. Pengurangan
penggunaan glukosa oleh sel-sel tubuh, yang mengakibatkan peningkatan
konsentrasi glukosa darah sampai setinggi 300 sampai 1200 mg per 100 ml.
b. Peningkatan
mobilisasi lemak dan daerah penyimpanan lemak sehingga menyebabkan
kelainan metabolisme lemak maupun pengendapan lipid pada dinding
vaskuler.
c. Pengurangan protein dalam jaringan tubuh.
Keadaan patologi tersebut akan berdampak :
1. Hiperglikemia
Hiperglikemia
didefinisikan sebagai kadar glukosa darah yang tinggi daripada rentang
kadar puasa normal 80-90 mg/100 ml darah, atau rentang non puasa sekitar
140-160 mg/100 ml darah. (Corwin, 2001, hlm. 623).
Dalam
keadaan insulin normal asupan glukosa atau produksi glukosa dalam tubuh
akan difasilitasi (oleh insulin) untuk masuk ke dalam sel tubuh.
Glukosa itu kemudian diolah untuk menjadi bahan energi. Apabila bahan
energi yang dibutuhkan masih ada sisa akan disimpan sebagai glikogen
dalam sel-sel hati dan sel-sel otot (sebagai massa sel otot). Proses
glikogenesis (pembentukan glikogen dari unsur glukosa ini dapat mencegah
hiperglikemia). Pada penderita diabetes melitus proses ini tidak dapat
berlangsung dengan baik sehingga glukosa banyak menumpuk di darah
(hiperglikemia). (Long, 1996, hlm. 11).
Secara rinci proses terjadinya hiperglikemia karena defisit insulin tergambar pada perubahan metabolik sebagai berikut :
a. Transport glukosa yang melintasi membran sel-sel berkurang.
b. Glukogenesis (pembentukan glikogen dari glukosa) berkurang dan tetap terdapat kelebihan glukosa dalam darah.
c. Glikolisis
(pemecahan glukosa) meningkat, sehingga cadangan glikogen berkurang,
dan glukosa “hati” dicurahkan dalam darah secara terus menerus melebihi
kebutuhan.
d. Glukoneogenesis
(pembentukan glukosa dari unsur non karbohidrat) meningkat dan lebih
banyak lagi glukosa “hati” yang tercurah ke dalam darah hasil pemecahan
asam amino dan lemak. (Long, 1996, hlm.11).
Hiperglikemia
akan mengakibatkan pertumbuhan berbagai mikroorganisme dengan cepat
seperti bakteri dan jamur. Karena mikroorganisme tersebut sangat cocok
dengan daerah yang kaya glukosa. Setiap kali timbul peradangan maka akan
terjadi mekanisme peningkatan darah pada jaringan yang cidera. Kondisi
itulah yang membuat mikroorganisme mendapat peningkatan pasokan nutrisi.
Kondisi itulah yang membuat mikroorganisme mendapat peningkatan pasokan
nutrisi. Kondisi ini akan mengakibatkan penderita diabetes melitus
mudah mengalami infeksi oleh bakteri dan jamur. (Sujono, 2008, hlm. 76).
2. Hiperosmolaritas
Hiperosmolaritas
adalah adanya kelebihan tekanan osmotik pada plasma sel karena adanya
peningkatan konsentrasi zat. Sedangkan tekanan osmosis merupakan tekanan
yang dihasilkan karena adanya peningkatan konsentrasi larutan pada zat
cair. Pada penderita diabetes melitus terjadinya hiperosmolaritas karena
peningkatan konsentrasi glukosa dalam darah (yang notabene komposisi
terbanyak adalah zat cair). Peningkatan glukosa dalam darah akan
berakibat terjadinya kelebihan ambang pada ginjal untuk memfiltrasi dan
reabsorbsi glukosa (meningkat kurang lebih 225 mg/ menit). Kelebihan ini
kemudian menimbulkan efek pembuangan glukosa melalui urin (glukosuria).
Ekskresi molekul glukosa yang aktif secara osmosis menyebabkan
kehilangan sejumlah besar air (diuresis osmotik) dan berakibat
peningkatan volume air (poliuria).
Akibat
volume urin yang sangaat besar dan keluarnya air yang menyebabkan
dehidrasi ekstrasel. Dehidrasi intrasel mengikuti dehidrasi ekstrasel
karena air intrasel akan berdifusi keluar sel mengikuti penurunan
gradien konsentrasi ke plasma yang hipertonik (sangat pekat). Dehidrasi
intrasel merangsang pengeluaran ADH dan menimbulkan rasa haus.
(Corwin,2001, hlm.636).
Glukosuria
dapat mencapai 5-10% dan osmolaritas serum lebih dan 370-380 mosmols/
dl dalam keadaan tidak terdapatnya keton darah. Kondisi ini dapat
berakibat koma hiperglikemik hiperosmolar nonketotik (KHHN). (Sujono,
2008, hlm. 77).
3. Starvasi Selluler
Starvasi
Selluler merupakan kondisi kelaparan yang dialami oleh sel karena
glukosa sulit masuk padahal di sekeliling sel banyak sekali glukosa. Ada
banyak bahan makanan tapi tidak bisa dibawa untuk diolah. Sulitnya
glukosa masuk karena tidak ada yang memfasilitasi untuk masuk sel yaitu
insulin.
Dampak
dari starvasi selluler akan terjadi proses kompensasi selluler untuk
tetap mempertahankan fungsi sel. Proses itu antara lain :
a. Defisiensi
insulin gagal untuk melakukan asupan glukosa bagi jaringan-jaringan
peripheral yang tergantung pada insulin (otot rangka dan jaringan
lemak). Jika tidak terdapat glukosa, sel-sel otot memetabolisme cadangan
glikogen yang mereka miliki untuk dibongkar menjadi glukosa dan energi
mungkin juga akan menggunakan asam lemak bebas (keton). Kondisi ini
berdampak pada penurunan massa otot, kelemahan otot, dan rasa mudah
lelah.
b. Starvasi
selluler juga akan mengakibatkan peningkatan metabolisme protein dan
asam amino yang digunakan sebagai substrat yang diperlukan untuk
glukoneogenesis dalam hati. Hasil dari glukoneogenesis akan dijadikan
untuk proses aktivitas sel tubuh.
Protein dan asam amino yang melalui proses glukoneogenesis akan dirubah menjadi CO2 dan H2O serta glukosa. Perubahan ini berdampak juga pada penurunan sintesis protein.
Proses
glukoneogenesis yang menggunakan asam amino menyebabkan penipisan
simpanan protein tubuh karena unsur nitrogen (sebagai unsur pemecah
protein) tidak digunakan kembali untuk semua bagian tetapi diubah
menjadi urea dalam hepar dan dieksresikan dalam urine. Ekskresi nitrogen
yang banyak akan berakibat pada keseimbangan negative nitrogen.
Depresi
protein akan berakibat tubuh menjadi kurus, penurunan resistensi
terhadap infeksi dan sulitnya pengembalian jaringan yang rusak (sulit
sembuh kalau cidera).
c. Starvasi
sel juga berdampak peningkatan mobilisasi dan metabolisme lemak
(lipolisis) asam lemak bebas, trigliserida, dan gliserol yang akan
meningkat bersirkulasi dan menyediakan substrat bagi hati untuk proses
ketogenesis yang digunakan sel untuk melakukan aktivitas sel.
Ketogenesis mengakibatkan peningkatan kadar asam organik (keton),
sementara keton menggunakan cadangan alkali tubuh untuk buffer pH darah
menurun. Pernafasan kusmaull dirangsang untuk mengkompensasi keadaan
asidosis metabolik. Diuresis osmotik menjadi bertambah buruk dengan
adanya ketoanemis dan dari katabolisme protein yang meningkatkan asupan
protein ke ginjal sehingga tubuh banyak kehilangan protein.
Adanya
starvasi selluler akan meningkatakan mekanisme penyesuaian tubuh untuk
meningkatkan pemasukan dengan munculnya rasa ingin makan terus
(polifagi). Starvasi selluler juga akan memunculkan gejala klinis
kelemahan tubuh karena terjadi penurunan produksi energi. Dan kerusakan
berbagai organ reproduksi yang salah satunya dapat timbul impotensi dan
orggan tubuh yang lain seperti persarafan perifer dan mata (muncul rasa
baal dan mata kabur). (Sujono, 2008, hlm. 79).
Diabetes
mellitus jangka panjang member dampak yang parah ke sistem
kardiovaskular, terjadi kerusakan di mikro dan makrovaskular.
MIKROVASKULAR
Komplikasi
mikrovaskular terjadi akibat penebalan membran basal pembuluh-pembuluh
kecil. Penyebab penebalan tersebut tampaknya berkaitan langsung dengan
tingginya kadar glukosa darah. Penebalan mikrovaskular tersebut
menyebabkan iskemia dan penurunan penyaluran oksigen dan zat gizi ke
jaringan. Selain itu, Hb terglikosilasi memiliki afinitas terhadap
oksigen yang
lebih tinggi sehingga oksigen terikat lebih erat ke molekul Hb. Hal ini
menyebabkan ketersediaan oksigen untuk jaringan berkurang.
Hipoksia
kronis juga dapat menyebabkan hipertensi karena jantung dipaksa
meningkatkan curah jantung sebagai usaha untuk menyalurkan lebih banyak
oksigen ke jaringan. Ginjal, retina, dan sistem saraf perifer, termasuk
neuron sensorik dan motorik somatic sangat dipengaruhi oleh gangguan
mikrovaskular diabetik.
Sirkulasi
mikrovaskular yang buruk juga akan menganggu reaksi imun dan inflamasi
karena kedua hal ini bergantung pada perfusi jaringan yang baik untuk
menyalurkan sel-sel imun dan mediator inflamasi. (Chang, 2006, hlm.
110).
1. Kerusakan ginjal (Nefropati)
Diabetes
mellitus kronis yang menyebabkan kerusakan ginjal sering dijumpai, dan
nefropati diabetic merupakan salah satu penyebab terjadinya gagal
ginjal. Di ginjal, yang paling parah mengalami kerusakan adalah kapiler
glomerolus akibat hipertensi dan glukosa plasma yang tinggimenyebabkan
penebalan membran basal dan pelebaran glomerolus. Lesi-lesi sklerotik
nodular, yang disebut nodul Kimmelstiel-Wilson, terbentuk di glomerolus
sehingga semakin menghambat aliran darah dan akibatnya merusak nefron.
(Corwin, 2001, hlm. 637).
2. Kerusakan sistem saraf (Neuropati)
Penyakit
saraf yang disebabkan diabetes mellitus disebut neuropati diabetic.
Neuropati diabetic disebabkan hipoksia kronis sel-sel saraf yang kronis
serta efek dari hiperglikemia.
Pada
jaringan saraf terjadi penimbunan sorbitol dan dan fruktosa dan
penurunan kadar mioinositol yang menimbulkan neuropati selanjutnya
timbul nyeri, parestesia, berkurangnya sensasi getar dan propoioseptik,
dan gangguan motorik yang disertai hilangnya refleks-refkeks tendon
dalam, kelemahan oto-otot dan atrofi. Neuropati dapat menyerang
saraf-saraf perifer, saraf-saraf kranial atau sistem saraf otonom.
Terserangnya sistem saraf otonom disertai diare nokturnal, keterlambatan
pengosongan lambung, hipotensi dan impotensi. (Corwin, 2001, hlm. 637).
3. Gangguan penglihatan (Retinopati)
Retinopati
disebabkan memburuknya kondisi mikro sirkulasi sehingga terjadi
kebocoran pada pembuluh darah retina. Hal ini bahkan bisa menjadi salah
astu penyebab kebutaan. Retinopati sebenarnya merupakan kerusakan yang
unik pada diabetes karena selain karena gangguan mikrovaskular, penyakit
ini juga disebabkan adanya biokimia darah sehingga terjadi penumpukan
zat-zat tertentu pada jaringan retina.
Gangguan
awal pada retina tidak menimbulkan keluhan-keluhan sehingga penderita
kebanyakan tidak mengetahui telah terkena retinopati. Hal ini baru
terdeteksi oleh ahli mata dengan ophtalmoskop.jika gangguan ini
dibiarkan dan kerusakan menjadi sangat progresif serta menyerang daerah
penting (makula) maka penderita dapat kehilangan penglihatannya. Katarak
dan glaukoma (meningkatnya tekanan pada bola mata) juga merupakan salah
satu dari komplikasi mata pada pasien diabetes. Oleh karenanya, selain
mengontrol kadar gula darah, mengontrol mata pada dokter mata secara
rutin juga mutlak dilakukan oleh pasien diabetes. (Mahendra &
Tobing, 2008, hlm 23).
MAKROVASKULAR
Komplikasi
makrovaskular terutama terjadi akibat aterosklerosis. Komplikasi
makrovaskular ikut berperan dan menyebabkan gangguan aliran darah,
penyulit komplikasi jangka panjang, dan peningkatan mortalitas.
Pada diabetes terjadi kerusakan pada lapisan
endotel arteri dan dapat disebabkan secara langsung oleh tingginya
kadar glukosa darah, metabolit glukosa, atau tingginya kadar asam lemak
dalam darah yang sering dijumpai pada pasien diabetes. Akibat kerusakan
tersebut, permeabilitas sel endotel meningkat sehingga molekul yang
mengandung lemak masuk ke arteri. Kerusakan sel-sel endotel akan
mencetuskan reaksi imun dan inflamasi sehinga akhirnya terjadi
pengendapan trombosit, makrofag, dan jaringan fibrosis. Sel-sel otot
polos berproliferasi. Penebalan dinding arteri meyebabkan hipertensi,
yang semakin merusak lapisan endotel arteri karena menimbulkan gaya
merobek sel-sel edotel.
Efek vascular dari diabetes kronis adalah penyakit arteri koroner,
stroke, dan penyakit vascular perifer. Pasien diabetic yang menderita
infark miokard memiliki prognosis yang buruk dibandingkan pasien
diabetes tanpa infark miokard. Penyakit arteri koroner merupakan
penyebab utama morbiditas dan mortalitas pada populasi pengidap
diabetes. (Chang, 2006, hlm. 110).
