Rothera

PEMERIKSAAN SENYAWA KETON

A. PENDAHULUAN

Keton bisa berarti gugus fungsi yang dikarakterisasikan oleh sebuah gugus karbonil (O=C) yang terhubung dengan dua atom karbon ataupun senyawa kimia yang mengandung gugus karbonil.

Senyawa karbonil yang berikatan dengan dua karbon membedakan keton dari asam karboksilat, aldehid, ester, amida dan senyawa-senyawa beroksigen lainnya. Ikatan ganda gugus karbonil membedakan keton dari alkohol dan eter. Keton yang paling sederhana adalah aseton (secara sistematis dinamakan 2-propanon).

Atom karbon yang berada di samping gugus karbonil dinamakan karbon-α. Hidrogen yang melekat pada karbon ini dinamakan hidrogen-α. Dengan keberadaan asam katalis, keton mengalami tautorisme keto enol. Reaksi dengan basa kuat menghasilkanenolat.

Asetone, keton paling sederhana.

Secara umum, keton dinamakan dengan tatanama IUPAC dengan menggantikan sufiks -apada alkana induk dengan -on. Untuk keton yang umumnya dijumpai, nama-nama tradisional digunakan, seperti pada aseton dan benzofenon, nama-nama ini dianggap sebagai nama IUPAC yang dipertahankan walaupun beberapa buku kimia menggunakan nama propanon.

1. Sifat-sifat Fisika

Gugus karbonil bersifat polar, sehingga mengakibatkan senyawa keton polar. Gugus karbonil akan berinteraksi dengan air melalui ikatan hidrogen, sehingga keton larut dalam air. Ia merupakan akseptor ikatan hidrogen, dan bukannya donor, sehingga ia tidak akan membentuk ikatan hidrogen dengan dirinya sendiri. Hal ini membuat keton lebih mudah menguap daripada alkohol dan asam karboksilat.

2. Keasaman

Hidrogen-α keton lebih asam (pKa ≈ 20) daripada hidrogen alkana biasa (pKa ≈ 50). Hal ini disebabkan oleh stabilisasi resonansi ion enolat yang terbentuk ketika berdisosiasi. Keasaman relatif hidrogen-α sangatlah penting dalam reaksi enolisasi keton dan senyawa karbonil lainnya.

B. ZAT-ZAT KETON

Zat-zat keton atau benda-benda keton dalam urin ialah aceton, asam aceto-acetat dan asam beta-hidroxibutirat. Karena aceton, yaitu zat yang terpenting diantara benda-benda keton bersifat mudah menguap, maka urin yang diperiksa harus segar; kalau urin dibiarkan asam aceto-acetat berubah menjadi aceton, begitu pula asam beta-hidroxibutirat yang lebih dulu menjadi asam aceto-acetat, sehingga zat-zat itu juga menghilang dari urin.

Keton itu sebenarnya adalah hasil pemecahan protein, disaat tubuh sudah kehilangan glukosa, disaat lemak sudah tidak ada maka protein akan di bongkar tubuh menjadi asam amino dan benda-benda keton, keton tinggi biasanya kita temukan pada pasien Diabetes melitus, karena pada DM (diabetes melitus) itu gula/glukosa tidak dapat masuk sel, sehingga sel akan kelaparan(tidak dapat menghasilkan energi), sehingga yang jadi korban adalah protein yang dibongkar (untuk menghasilkan energi) jadilah keton, bahaya keton tinggi adalah dapat menyebabkan ketoasidosis metabolik (salah satu komplikasi DM yang berbahaya) yaitu pembongkaran protein besar-besaran yang menyebabkan kadar keton sangat tinggi. Pasien akan shock berat, PH darah akan menjadi sangat asam (asidosis).

• Gejala-gejala adanya senyawa keton dengan pemeriksaan urin:

• Ketika pengujian gula darah lebih tinggi dari 250 mg / dL (ketika tes lebih dari sekali).
• Bila Anda merasakan penyakit atau tekanan.
• Ketika rasa gangguan di perut Anda.
• Jika Anda menderita infeksi.
• Jika seorang wanita sedang hamil dan tanya dokter itu.
• Jika seseorang menderita diabetes (tipe I).
• Jika seseorang menderita diabetes (Type II) dan dokter memintanya untuk bekerja Keton tes.

C. INSULIN

Insulin merupakan protein kecil; insulin terdiri dari dua rantai asam amino, yang satu sama lainnya dihubungkan oleh ikatan disulfide. Bila kedua rantai asam amino dipisahkan, maka aktivitas fungsional dari insulin akan hilang.
Translasi RNA insulin oleh ribosom yang melekat pada reticulum endoplasma, membentuk preprohormon insulin, melekat erat pada reticulum endoplasma, membentuk proinsulin, melekat erat pada alat golgi, membentuk insulin, terbungkus granula sekretorik dan sekitar seperenam lainnya tetap menjadi proinsulin yang tidak mempunyai aktivitas insulin.

Insulin dalam darah beredar dalam bentuk yang tidak terikat dan memilki waktu paruh 6 menit. Dalam waktu 10 sampai 15 menit akan dibersihkan dari sirkulasi. Kecuali sebagian insulin yang berikatan dengan reseptor yang ada pada sel target, sisa insulin didegradasi oleh enzim insulinase dalam hati, ginjal, otot, dan dalam jaringan yang lain.

Reseptor insulin merupakan kombinasi dari empat subunit yang saling berikatan bersama oleh ikatan disulfide, 2 subunit alfa ( terletak seluruhnya di luar membrane sel ) dan 2 subunit beta ( menembus membrane, menonjol ke dalam sitoplasma ). Insulin berikatan dengan subunit alfa, subunit beta mengalami autofosforilasi, protein kinase, fosforilasi dari banyak enzim intraselular lainnya.

Efek perangsangan insulin:

1. Setelah insulin berikatan dengan membrane reseptornya, sel tubuh sangat permeable terhadap glukosa, glukosa masuk dengan cepat dalam sel, di dalam sel, glukosa dengan cepat difosforilasi, menjadi zat yang diperlukan untuk fungsi metabolisme karbohidrat. Peningkatan transport glukosa, karena penyatuan berbagai vesikel intraselular dengan membrane sel, vesikel ini sendiri membawa molekul membrane protein transport glukosanya .Hal ini terutama terjadi pada sel otot dan sel lemak tetapi tidak terjadi pada sebagian besar sel neuron dalam otak. Bila tidak ada insulin, vesikel ini terpisah dari membrane sel, bergerak kembali ke dalam sel.
2. membrane sel lebih permeable terhadap asam amino, ion kalium, ion fosfat ,meningkatkan permeabilitas membrane terhadap glukosa.
3. Perubahan kecepatan translasi mRNA pada ribosom dan perubahan kecepatan transkripsi DNA dalam inti sel.

Efek Insulin Terhadap MetabolismeLemak

- Pengaruh jangka panjang kekurangan insulin menyebabkan aterosklerosis hebat, seranganjantung,stroke,penyakitvascularlainnya.
- Insulin meningkatkan pemakaian glukosa dan mengurangi pemakaian lemak, sehinggaberfungsisebagaipenghematlemak.
- Insulin meningkatkan pembentukan asam lemak. Sintesis lemak dalam sel hati dan ditranspor dari hati melalui darah dalam bentuk lipoprotein menuju jaringan adipose untukdisimpan.
- Factor yang mengarah pada peningkatan sintesis asam lemak dalam hati meliputi:

• Insulin meningkatkan pengangkutan glukosa dalam hati. Sesudah konsentrasi glikogen dalam hati meningkat 5 sampai 6 persen, glikogen ini akan menghambat sintesisnya sendiri. Seluruh glukosa tambahan dipakai untuk membentuk lemak. Glukosa dipecah menjadi piruvat melalui jalur glkolisis, dan piruvat ini selanjutnya diubah menjadi asetil ko-A, merupakan substrat asal untuk sintesis asam lemak.
• Kelebihan ion sitrat dan ion isositrat terbentuk oleh siklus asam sitrat bila pemakaian glukosa untuk energi ini berlebihan. Ion ini mempunyai efek langsung dalam mengaktifkan asetil ko-A karboksilase, yang dibutuhkan untuk proses karboksilasi asetil ko-A untuk membentuk malonil ko-A, tahap pertama sintesis asam lemak.
• Asam lemak dilepaskan membentuk trigliserida disintesis dalam hati sendiri dari sel hati dalam darah dalam bentuk lipoprotein. Insulin mengaktifkan lipoprotein lipase yang memecah trigliserida menjadi asam lemak yang kemudian diabsorbsi dalam sel lemak dan diubah kembali menjadi trigliserida untuk disimpan.
  - Insulin mempunyai 2 efek penting untuk menyimpan lemak dalam sel lemak:

1. Insulin menghambat kerja lipase sensitive hormone sehingga pelepasan asam lemak dari jaringan adipose ke dlaam sirkulasi darah terhambat.
2. Insulin meningkatkan pengangkutan glukosa melalui membrane sel dalam sel lemak. Glukosa ini dipakai untuk sintesis sedikit asam lemak. Yang lebih penting, glukosa dipakai untuk membentuk alfa gliserol fosfat. Bahan ini menyediakan gliserol berikatan dengan asam lemak membentuk trigliserida yang disimpan dalam sel lemak. Jika tidak ada insulin, penyimpanan asam lemak yang diangkut dari hati dalam bentuk lipoproteinhampirdihambat.

- Tidak ada insulin enzim lipase sensitive hormone aktif, hidrolisis trigliserida yang disimpan dalam hati lalu melepaskan asam lemak+gliserol dalam darah sehingga konsentrasi asam lemak dalam darah naik lalu dijadikan sumber energi utama bagi seluruh jaringan tubuh selain otak. Asam lemak yang berlebihan dalam plasma meningkatan pengubahan asam lemak menjadi fosfolipid+kolesterol. Konsentrasi kolesterol yang tinggi inilah yang mempercepat perkembangan aterosklerosis pada penderitadiabetesyangparah.
- Tidak ada insulin -- kelebihan asam lemak dalam sel hati -- mekanisme pengangkutan karnitin --mengangkut asam lemak dalam mitokondria sangat aktif -- dalam mitokondria, asam lemak melapas asetil ko-A -- asam asetoasetat -- dilepaskan dalam sirkulasi darah -- sel perifer --asetil ko-A -- energi. Perlu diingat, tidak semua asam asetoasetat dapat dimetabolisme di jaringan perifer karena jumlahnya yang banyak. Keadaan ini menyebabkan keadaan asidosis cairan tubuh yang berat. Asam asetoasetat diubah menjadi asam beta hidroksibutirat dan aseton. Ketiganya merupakan badan keton yang dapat menimbulkan ketosis. Sedangkan, asam aetoasetat dan asam beta hidroksibutirat menyebabkan asidosis -- koma -- kematian.

D. KETOASIDOSIS

Ketoasidosis adalah salah satu komplikasi akut Diabetes Melitus yang terjadi disebabkan karena kadar glukosa pada darah sangat tinggi. Keadaan tersebut merupakan keadaan serius yang dapat mengancam jiwa. Kondisi ketoasidosis dapat terjadi kapan saja terutama pada penderita Diabetes Melitus tipe 1. Berbeda dengan Diabetes Melitus tipe 1, pada Diabetes Melitus tipe 2, ketoasidosis terjadi pada keadaan-keadaan tertentu. Hal ini karena biasanya penderita Diabetes Melitus tipe 2 lebih sering mengalami koma hiperosmolar non ketotik. Seringkali terjadinya ketoasidosis diawali dari tidak patuhnyadiabetesein pada pola diet yang telah ditetapkan. Disamping itu, ketoasidosis sering juga terpicu oleh jarangnya para diabetesein untuk melakukan pemeriksaan kadar glukosa darah serta kadar gula urin secara berkala.

Gejala-gejala yang pertama kali timbul sama seperti gejala-gejala Diabetes Melitus yang tidak diobati. Yakni, mulut kering, rasa haus, intensitas buang air kecil jadi lebih sering (poliuria). Gejala lainnya seperti mual, muntah, dan nyeri perut bisa juga terjadi. Gejala-gejala selanjutnya dapat berupa seperti kesulitan bernafas, rasa dehidrasi, rasa mengantuk dan yang paling berat keadaan koma. Penyebab terjadinya ketoasidosis dikaitkan dengan kadar hormon insulin pada darah yang rendah. Keadaaan kadar insulin pada darah yang rendah menyebabkan kadar glukosa pada darah menjadi tinggi.

Hormon insulin diperlukan pada proses penyerapan nutrisi agar gula dapat masuk ke dalam sel guna didistribusikan ke seluruh tubuh untuk dijadikan sumber energi. Hormon insulin juga membantu menyimpan cadangan lemak di sel lemak dari hasil pencernaan makanan. Ketika kadar hormon insulin dalam darah ditingkat rendah, maka gula tidak dapat masuk kedalam sel untuk diproses menjadi sumber energi. Jika demikian, tubuh akan mengkompensasikannya dengan cara menggunakan lemak sebagai sumber energy alternatif. Namun karena penggunaan lemak tidak dapat sempurna dibakar, maka akan dihasilkan suatu zat yang disebut badan keton. Badan keton akan terakumulasi di dalam darah dan akan dikeluarkan dari tubuh melalui urin.

Terdapatnya badan keton didalam urin disebut ketonuria. Kadar glukosa darah yang tinggi akan menyebabkan kadarnya di urin meningkat. Meningkatnya kadar glukosa urin akan menyebabkan volume urin bertambah sehingga cairan didalam tubuh akan berkurang. Ketika kondisi tubuh mengalami kondisi dehidrasi, maka akan menimbulkan gejala-gejala antara lain rasa haus dan mulut kering yang merupakan tanda khas dari kadar glukosa darah yang tinggi. Terjadinya dehidrasi dan terbentuknya badan keton membuat darah menjadi lebih asam. Keadaan darah yang menjadi lebih asam disebut ketoasidosis. Pada kasus yang berat di mana dehidrasi yang terjadi sangat hebat dan kadar hormon insulinpada darah sangat rendah, penderita Diabetes Melitus dapat mengalami koma. Dimana seseorang dalam keadaan koma merupakan keadaan gawat darurat yang mewajibkan pasien untuk segera dibawa ke rumah sakit untuk diberikan pertolongan yang layak. Proses terjadinya koma pada ketoasidosis lebih bertahap dibandingkan terjadinya komahipoglikemia. Keadaan ketoasidosis memerlukan penanganan medis segera, sehingga penderita harus cepat dibawa ke rumah sakit. Pengobatan yang harus segera diberikan adalah penyuntikan hormon insulin dan mengganti cairan tubuh yang hilang dan kadar ion kalium pada darah yang turut berkurang akibat peningkatan frekuensi buang air kecil (poliuria).

E. PEMERIKSAAN SENYAWA KETON

1. Cara Rothera (satu modifikasi)

Percobaan ini berdasar kepada reaksi antara nitroprussida dan asam aceto-acetat atau aceton yang menyusun suatu zat berwarna ungu. Teristimewa terhadap asam aceto-acetatlah reaksi ini peka seakali(positif sampai 1 : 400.000); terhadap aceton kepekaan 1 : 20.000, sedangkan asam beta-hidroxibutirat tidak dapat dinyatakan dengan reaksi ini.

Reagens Rothera : natriumnitroprussida 5 g; ammonium sulfat 200 g; campur baik-baik dengan menggerusnya dalam lumpangdan simpanlah sebuk itu dalam botol bersumbat teguh.

1. Masukkanlah 5 ml urin ke dalam tabung reaksi.
2. Bubuhilah kira-kira 1 gram (sepucuk pisau) reagens Rothera dan kocoklah sampai larut.
3. Peganglah tabung dalam sikap miring dan berhati-hati alirkan atau teteskan sebanyak 1-2 ml ammoniumhidroxida pekat (28%) melalui dinding ke atas urin itu. Amoniumhidroxida itu harus menyusun lapisan atas dari cairan di dalam tabung.
4. Letakkan tabung dalam sikap tegak dan bacalah hasil liwat 3 menit.
5. Warna-ungu kemerah-merahan pada perbatasan kedua lapisan cairan menandakan adanya zat-zat keton. Makin cepat warna itu terjadi dan makin tua warnanya, makin banyak juga jumlah zat keton. Warna coklat diberi arti ngatif. Karena pada test ini tidak dapat diberikan penilaian semikuantitatif secara teratur dan pasti, nyatakanlah hasil dengan positif (+) atau negative (-) saja.

Catatan :

Pentinglah untuk memakai urin yang segar pada tes ini. Perubahan asam aceto-acetat menjadi aceton dan menguapnya aceton dari urin yang diberikan mengurangi kemungkina hasil positif dalam urin yang mengandung zat-zat keton itu.

2. Cara Gerhardt

Tes ini berdasar kepada reaksi antara asam aceto-acetat dan ferrichlorida yang menyusun zat berwarna seperti anggur port (warna merah-coklat). Asam aceto-acetat sampai pengenceran 1 : 1000 dapat dinyatakan oleh reaksi ini (jauh kurang peka dari reaksi Rothera), sedangkan aceton dan asam beta-hidroxibutirat tidak bereaksi.

Karena itu, penting menggunaan urin segar!

1. 5 ml dimasukkan ke dalam tabung reaksi, kemudian diteteskan larutan ferrichlorida 10% ke dalam tabung itu sambil mengocok isinya.
2. Jika terbentuknya presipitat putih ferrifosfat berhenti, saringlah cairan itu.
3. Kepada filtrate diberikan beberapa tetes larutan ferrichlorida lagi; perhatikanlah adanya warna merah coklat yang menandakan tes ini positif.

Catatan :

Warna yang dicari mungkin samar-samar oleh presipitat ferrifosfat yang selalu terbentuk; maka dari itu dianjurkan supaya menyaring cairan dan mencari warna itu di dalam filtrate.

Warna merah anggur itu tidak hanya dapat ditimbulkan oleh asam aceto-acetat; fenol, salicylat-salicylat, antipyrin dan natriumbikarbonat juga member warna serupa, hasil tes itu menjadi positif palsu. Jarang-jarang terjadi warna hijau, disebabkan fenilalanin.

Test Gerhardt yang positif selalu harus disertai test Rothera yang positif juga. Seandainya Gerhardt positif, sedangkan Rothera negative, maka konklusi ialah Gerhardt positif palsu karena tes Rothera amat lebih peka terhadap asam aceto-acetat daripada tes Gerhardt.

Meskipun tes Gerhardt kurang peka, ada gunanya juga dipakai disamping tes Rothera, karena bilamana tes Gerhardt itu positif, diberikan olehnya isyarat bahwa ketonuria lebih berat daripada yang hanya menyebabkan Rothera positif saja.

Hasil tes Gerhardt cukup dinilai dengan negative (-) atau positif (+) saja.

Untuk membedakan hasil tes yang positif palsu dari yang positif sejati, dapat dipergunakan cara di bawahh ini yang memakai sifat asam aceto-acetat yang mudah menghilang sebagai dasar:

1. 5 ml urin diasamkan dengan asam acetat dan kemudian ditambah 5 ml aqua dest.
2. Masaklah campuran itu sampai volumenya menjadi 5 ml lagi.
3. Dinginkan dan jika perlu saringlah.
4. Lakukan test Gerhardt dengan cairan itu(atau dengan filtratnya).
5. Jika hasil dengan urin yang tidak dimasak positif dan test dengan urin yang dimasak menjadi negative, maka test itu posotif sejati. Sebaliknya jika baik dengan urin yang tidak dipanasi dan dengan urin yang dipanasi hasilnya positif, maka sebenarnya berhasil positif palsu.

Terhadap asam beta-hidroxibutirat tidak dikenal test khusus dan dalam klinik sehari-hari memang tidak diperlukan test terhadap zat itu. adanya aceton dan asam aceto-acetat telah cukup memberikan fakta tentang kelainan metablismus yang sedang diderita.

3. Cara Denga Carik Celup

Ada juga carik celup yang dibuat untuk mendeteksi zat-zat keton dalam urin; seperti pada test Rothera carik celup juga memakai natriumnitroprussida sebagai dasar reaksi untuk menimbulkan warna ungu. Sama juga seperti telah diterangkan, urin harus benar-benar segar dan asam beta-hidroxibutirat tidak dapat dinyatakan.

Penilaian semikuantitatif juga mungkin diadakan berdasarkan tuanya warna ungu yang terjadi pada carik celup, meskipun perbedaan intensitas warna tidak sejelas seperti yang dilihat pada tes untuk albuminuria dan glukosuria memakai carik celup; sebaiknya dinatakn negative (-) atau positif (+) saja.