Oleh: Prof. Dr. Jansen Silalahi (1) Makanan sehari-hari yang kita konsumsi mengan­dung karbo­hid­rat, lemak, protein, vitamin, mineral dan air. Karbohidrat merupakan sum­ber energi utama (sekitar 50-60%), lemak (sekitar 30 %) dan protein (20%). Pada keadaan normal tu­buh meng­gunakan campuran karbo­hid­­rat, lemak dan protein seba­gai sum­ber energi. Kadar nor­mal glu­ko­sa (gu­la darah) dari karbohidrat se­lalu tersedia dalam darah di antara 70 mg/100 ml sampai 100 mg/100 ml darah.

Kadar yang normal ini di­per­ta­hankan oleh aktivitas hormon insulin dan glukagon di dalam tubuh. Pa­da saat se­sudah makan kadar gula da­­rah meningkat, insulin akan di­ke­luarkan dari kelenjar pan­kreas yang berperan me­masukkan glukosa ke dalam sel, dan selanjutnya dipe­ro­ses jadi energi. Sisanya akan di­ubah menjadi glikogen seba­gai cada­ngan glukosa, se­hingga tercapai kisaran kadar glukosa yang normal.

Pada saat lapar atau puasa, maka glukosa darah rendah (di ba­wah normal), glukagon akan dihasilkan oleh pankre­as untuk mengubah/meng­uraikan glikogen menjadi gula darah sehingga menjadi normal kembali. Demikian­lah pengaturan gula darah da­lam tubuh manusia dan he­wan.

Jika mekanisme ini ter­ganggu maka akan terjadi peningkatan gula darah yang tinggi (hiperglisemia) pada penderita diabetes (kencing ma­nis), karena insulin tidak cukup (dia­betes tipe 1) atau insulin tidak ber­fungsi de­ngan baik (resistensi insulin) yang disebut diabetes tipe 2.

Jika glukosa dari karbo­hidrat ti­dak tersedia, pada saat lapar, teru­ta­ma pada saat puasa, maka cada­ngan yang ada di dalam tubuh akan se­gera habis. Akibatnya tubuh akan dido­rong mene­mukan alternatif ba­han ba­kar untuk menghasilkan ener­gi. Sa­lah satunya adalah lemak yang di­ubah menjadi asam lemak yang da­pat digunakan oleh hampir semua ja­ringan. Asam lemak dari lemak akan dapat langsung masuk ke da­lam sel dan dimetaboliser (be­ta-ok­si­dasi ) di dalam sel untuk meng­hasilkan energi.

Tak semua sel organ dapat me­man­faatkan dimasuki oleh asam le­mak tersebut, ter­utama otak dan sya­raf ti­dak dapat menggu­nakan asam le­mak sebagai sumber kalori. Jadi sum­ber utama ener­gi untuk otak ada­lah glu­kosa. Maka pada saat ada gang­guan/halangan glukosa masuk ke jaringan otak maka akan terjadi gangguan fungsi otak seperti epi­lep­si. Sumber energi alternatif untuk otak adalah senyawa keton yang disebut keton bodies yang berasal dari hasil samping dari pemecahan asam lemak (beta-oksidasi) di dalam hati.

Keton bodies ini berperan sebagai sumber energi alter­natif untuk otak terutama pa­da saat puasa atau lapar. Pada saat keton bodies dihasilkan de­ngan cepat, akan terakumu­lasi di da­lam sirkulasi darah, yang menye­bab­kan terjadi­nya keadaan ketosis. Pada wak­tu yang sama akan me­ngurangi produksi dan pe­man­faatan glukosa.

Pada saat yang sama akan mengu­rangi pemecahan protein sebagai sum­ber energi yang dikenal sebagai peng­ganti protein (protein sparing). Pem­bentukan senyawa keton di da­lam tu­buh disebut ketogenik. Pem­ben­tukan ke­ton bodies, selain pada saat puasa dapat juga terjadi me­la­lui pola makan dengan su­sunan atau pola makan ter­tentu yang disebut diet keto­genik. Banyak orang terta­rik pada diet ketogenik sebagai upaya untuk me­ngurangi le­mak namun tetap dapat mem­­pertahankan massa tubuh.

Diet ketogenik menyebab­kan adap­tasi seperti diatas terutama de­ngan mempenga­ruhi kadar dua hor­mon insulin dan glukagon. Insulin ber­peran untuk membawa glu­kosa keluar dari sirkulasi darah ke sel jaringan target, misalnya insulin menyimpan glukosa di otot sebagai gli­kogen dan asam lemak di­sim­pan dalam jaringan adi­posa sebagai lemak (triglise­rida).

Glukagon adalah hormon untuk me­rangsang tubuh me­mecah gliko­gen yang tersim­pan, terutama dalam hati un­tuk menjadi glukosa bagi tu­buh. Jika karbohidrat tidak ada da­lam diet, dan gula da­rah rendah, ka­dar insulin akan menurun dan glu­kagon meningkat. Hal ini akan me­nye­babkan meningkatnya pelepasan asam lemak dari sel lemak dan me­naik­kan pem­bakaran(oksidasi) asam lemak dalam hati.

Peningkatan ini langsung meng­hasilkan keton bodies dan terjadi me­tabolisme ketosis.

Di samping kedua hor­mon ini ada sekitar 11 hor­mon lain juga dipenga­ruhi yang turut membantu meng­alihkan pemakaian karbo­hid­rat dan mengarah pada le­mak.

Diet ketogenik terdiri dari lemak tinggi, karbohidrat yang rendah dan protein se­dang, sehingga metabo­lis­me karbohidrat dan protein di­batasi te­tapi meningkatkan metabolisme lemak. Akibat­nya terjadi pening­katan keton bodies dan penurunan gluko­sa dalam darah, dan secara per­lahan metabo­lisme energi melalui ketosis terjadi.

Ketosis adalah status me­tabolit di mana tubuh mem­peroleh energi dari keton bo­dies sedangkan biasanya be­r­asal dari glukosa melalui pro­ses gli­kolisis (penguraian glu­kosa) se­bagai sumber ener­gi utama. Ketosis dapat dicapai melalui puasa atau mengu­rangi karbohidrat da­lam diet.

Ada empat kategori diet keto­ge­nik awalnya yang dianjurkan pada tahun 1921. Diet ketogenik yang pa­ling umum adalah diet ber­basis le­mak rantai panjang (Long Chain triglycerides; LCT). Pada umum­nya lemak terma­suk LCT, te­tapi hanya ada dua minyak yang ter­masuk le­mak rantai sedang (Medium Chain Triglycerides; MCT) da­lam kehidu­pan se­hari-hari yakni minyak kela­pa dan minyak inti sawit (Palm Kernel oil; PKO).

Diet ketogenik terdiri dari lemak dengan non-lemak (protein dan karbohidrat) dengan perbandingan (rasio) 4:1, tetapi juga 3:1. Diet ke­to­genik lainnya berkembang kemu­dian yakni diet keto­ge­nik dengan lemak rantai se­dang (Medium Chain trig­lycerides;MCT). Diet keto­ge­nik lemak rantai sedang (atau disingkat dengan MC­TKD diperkenalkan meng­gan­tikan diet ketogenik yang lama/klasik memakai LCT yang disingkat dengan LC­TKD.

Pada diet ketogenik yang lama atau LCTKD, perban­dingan lemak dan karbo­hid­rat sangat ketat, se­dangkan dengan MCTKD tidak ter­lalu ketat. MCTKD tidak berda­sar­kan perbandingan tetapi meng­gu­nakan MCT untuk menghasilkan keton. Keun­tungan utama dari MCT di­bandingkan dengan LCT ada­lah bawa MCT lebih ef­fisien dan cepat dicerna dan diserap ke hati.

Di hati, ke­mudian dime­taboliser di mitokondria, dan sesudah proses beta-oksidasi, kemudian diubah men­jadi keton bodies. Sedangkan LCT harus terlebih dahulu di­cerna di usus halus dan ke­mudian di dalam dinding usus halus diubah kembali menjadi lemak, diangkut oleh kilo­mikron melalui sis­tim limpa masuk ke sirkulasi darah.

LCT butuh kar­nitin seba­gai pem­bawa (carrier) untuk memasuki mi­to­kondria dan kemudian meng­alami beta-oksidasi. Oleh karena itu, jumlah MCT yang lebih ren­dah dari pada LCT dapat menghasilkan keton yang cu­kup memadai. Tambahan la­gi, selera makan dapat diper­tahan­kan/dicapai dengan ada­nya protein dan karbohidrat yang lebih banyak.

Bentuk diet ketogenik lain adalah tetap dengan mema­kai karbohidrat dengan gli­semik yang rendah diba­wah 50, tanpa meningkatkan ke­ton bodies yang banyak se­hingga tidak menaikkan glu­kosa darah.

Dengan meningkatnya le­mak di dalam diet ketogenik akan mendo­rong tubuh untuk menggunakan le­mak dari­pada karbohidrat. Keton bo­dies diproduksi di dalam hati akibat oksidasi asam lemak diikuti dengan me­tabolisme asetil-CoA yang diben­tuk da­ri beta-oksidasi mitokondria.

Asetil-CoA dapat masuk ke siklus Krebs untuk meng­ha­silkan ATP atau diubah men­jadi keton bodies yakni ace­toaseat, beta-hydroxy­bu­tirat (ß-OHB) dan aseton yang diangkut dari darah ke jaringan yang lain seperti jan­tung, dan otak.

(Penulis adalah guru be­sar Fakultas Farmasi USU, Medan).