PENENTUAN KONSENTRASI GLUKOSA DAN INSULIN DARAH NORMAL DENGAN METODE SIMULINK

Jurnal Komunikasi Fisika Indonesia http://ejournal.unri.ac.id./index.php/JKFI Jurusan Fisika FMIPA Univ. Riau Pekanbaru. http://www.kfi.-fmipa.unri.ac.id Edisi Oktober 2017,Vol. 14.No. 2, p-ISSN.1412-2960.; e-2579-521X Email: PENENTUAN KONSENTRASI GLUKOSA DAN INSULIN DARAH NORMAL DENGAN METODE SIMULINK Muhammad Hamdi1, Antonius Surbakti 2, Salomo3, Isroyani 4 Program Studi S1 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Riau Kampus Bina Widya Jl. Prof. Muchtar Luthfi Pekanbaru, 28293, Indonesia ABSTRACT A study was conducted with the aim of comparing normal glucose concentrations between modeling results and the experimental results of 6 normal glucose patients. The patterns of graphs produced in each of the normal glucose patients vary although each patient is treated equally. The results showed that the modeling is suitable for experimental data in 17-20 year old women who obtained static glucose concentration of 73 mg / dl. It can be seen that there are several values of transport rate constant (K) of the same curve fitting value, that is, on glucose flux (Fg) 80000 mg/dl.s parameter, transport rate of first order (K1) 24.7 s-1, Renal elimination transport rate (K2) 72 s-1, transport rate of insulin-glucose (K3) reduction 13,9 s-1, pancreas metabolism transport rate constant (K4) 14,3 s-1. The existence of several parameters that have the same value between modeling and also this experiment means that the patient in maintaining the balance of blood plasma glucose in the same daily, blood plasma glucose is balanced when the efficient pancreatic and kidney organs. Keywords: Concentration, glucose, insulin and blood plasma ABSTRAK Telah dilakukan penelitian yang bertujuan membandingkan konsentrasi glukosa normal antara hasil pemodelan dengan hasil eksperimen dari 6 orang pasien glukosa normal. Pola-pola grafik yang dihasilkan pada masing-masing pasien glukosa normal berbeda-beda walaupun setiap pasien mendapatkan perlakuan yang sama. Hasil penelitian menunjukan bahwa pemodelan cocok digunakan untuk data hasil eksperimen pada wanita berumur 17-20 tahun dimana diperoleh konsentrasi glukosa statis 73 mg/dl. Hal ini dikarenakan ada beberpa harga konstanta laju transport (K) hasil pencocokan kurva yang bernilai sama, yaitu pada parameter Fluk glukosa (Fg) 80000 mg/dl s, konstanta laju transport pengurangan glukosa orde pertama (K1) 24,7 s-1, konstanta laju transport eliminasi ginjal (K2) 72 s-1, konstanta laju transport pengurangan insulin-glukosa (K3) 13,9 s-1, konstanta laju transport metabolisme pankreas (K4) 14,3 s-1. Adanya beberapa parameter yang memliki nilai sama antara pemodelan dan juga eksperimen ini berarti bahwa pasien dalam menjaga keseimbangan glukosa plasma darah dalam kesehariannya sama, glukosa plasma darah seimbang bila efisiennya organ pankreas dan ginjal. Kata kunci: Konsentrasi, glukosa, insulin dan plasma darah 1055 1055 berfungsi PENDAHULUAN menjaga kestabilan glukosa darah dengan aktivitasnya memproduksi Nilai konsentrasi glukosa normal hormon insulin dan glikogen. berkisar di range 70 mg/dl – 110 mg/dl, darah Penelitian normal seseorang yang tidak makan dalam membandingkan waktu 3 atau 4 jam yang lalu sekitar 90 normal antara hasil pemodelan dengan mg/dl. Bahkan setelah konsumsi makanan hasil eksperimen yang dilakukan terhadap yang banyak mengandung karbohidrat 6 orang pasien glukosa normal dengan tiap sekalipun, masing-masing pasien mendapat perlakuan sedangkan konsentrasi konsentrasi glukosa ini jarang ini dilakukan konsentrasi untuk glukosa meningkat diatas 140 mg/dl kecuali orang sama dalam tiap pengambilan sampel. tersebut METODE PENELITIAN menderita Diabetes Melitus. 1. Secara eksperimen (Guyton, 1997). a) Keadaan pagi hari. Tingkat gula darah dalam tubuh diatur oleh memproduksi pankreas hormon dengan insulin. - Mula-mula sampel darah diambil cara pada pagi hari saat pasien dalam Tubuh keadaan puasa. harus mempertahankan kadar gula dalam - Setelah itu pasien diberi suplai darah yang konstan yaitu sekitar 80-100 makanan, mg/dl bagi dewasa dan 80-90 mg/dl bagi dengan masing-masing anak, walaupun pasokan makanan dan pasien mendapat suplai makanan kebutuhan jaringan berubah-ubah sewaktu yang sama dan segera setelah ½ jam kita tidur, makan dan bekerja (Cranmer H. pertama sampel diambil. - Kemudian Et al., 2009). pengambilan sampel darah normal dilakukan berikutnya Dalam darah sistem regulasi fluks insulin-glukosa melibatkan fungsi-fungsi per interval ½ dari organ utama yang dominan dalam terahir. jam sampai 2 jam merespon regulasi insulin-glukosa. Organ- b) Keadaan siang hari. organ yang terlibat adalah hati, pankreas - Mula-mula sampel darah diambil dengan pemberian suplai makanan dan ginjal, serta sistem syaraf otak, otototot, sel-sel dan jaringan-jaringan utama terhadap pasien, dengan masing- dalam masing sirkulasi daerah ekstraseluler. kekomplekan Diantara organ pasien mendapat suplai makanan yang sama. Segera setelah yang dominan menjaga kestabilan konsentrasi ½ glukosa darah adalah organ pankreas yang sampel darah. 1056 jam dilakukan pengambilan 1056 - Kemudian darah pengambilan dilakukan sampel berikutnya per interval ½ jam sampai 2 jam terahir. 2. Secara modelling Pemrograman ini menggunakan program simulink berbasis MATLAB yang mana diterjemahkan Gambar 1.b Konsentrasi glukosa darah siang. kembali dalam bahasa Matematika. Pemodelan Hasil pencocokan kurva pada dilakukan dengan softwer Matematika Gambar 1.a terlihat konsentrasi glukosa 9 Model statis darah pada pagi dan siang hari yaitu Konsentrasi Glukosa dan Insulin Darah 73 mg/dl diperoleh laju fluks glukosa Normal darah menggunakan program yang mana menyelesaikan matematis dalam persoalan-persoalan di dalamnya digunakan dimana untuk nilai laju fluks glukosa darah yang sama yaitu 80000 mg/dl.s. memperlihatkan HASIL DAN PEMBAHASAN eksperimen mg/dl.s, keadaan statis pada pemodelan diperoleh metode numerik Runge Kutta orde 4. Hasil 80000 Gambar penurunan 1.a konsentrasi glukosa darah yang tajam pada 1 jam telah pertama, namun pada waktu 1.5 jam dari dilakukan terhadap enam orang pasien Hasil pencocokan kurva menunjukkan glukosa normal, dengan masing-masing bahwa simulasi menuju kepada data pasien eksperimen. Ini menunjukan besarnya mendapat yang perlakuan sama didapatkan pola-pola grafik yang berbeda. faktor yang membuat konsentrasi glukosa darah yang hilang sebagai energi dalam 1. Wanita dan laki-laki umur 17-20 proses transport. tahun. Hasil eksperimen yang dilakukan Untuk pasien wanita berumur 1720 tahun ditunjukkan pada terhadap pasien laki-laki dapat dilihat pada Gambar 1.a Gambar 2.a dan 2.b. dan 1.b  60 60 glucose 40  40 insulin 20 20 0.0 0.5 1.0  Waktu, t jam 1.5    2.0 150  100 glucose insulin 50 0.5 Gambar 2.a 1057  100  0 0.0 Gambar 1.a (...truncated)