Makalah Metabolisme Karbohidrat

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Tubuh manusia terdiri dari jutaan sel-sel, di mana masing-masing sel membutuhkan energi untuk kehidupannya. Energi tersebut berasal dari makanan, terutama zat karbohidrat. Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti bernafas, kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan berbagai aktivitas fisik seperti berolahraga atau bekerja.

            Secara sederhana karbohidrat dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks dan berdasarkan responnya terhadap glukosa darah di dalam tubuh, karbohidrat juga dapat dibedakan berdasarkan nilai tetapan indeks glicemik-nya (glycemic index).

Contoh dari karbohidrat sederhana adalah monosakarida seperti glukosa, fruktosa dan galaktosa atau juga disakarida seperti sukrosa dan laktosa. Jenis – jenis karbohidrat sederhana ini dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti madu, buah-buahan dan susu. Sedangkan contoh dari karbohidrat kompleks adalah pati (starch), glikogen (simpanan energi di dalam tubuh), selulosa, serat (fiber) atau dalam konsumsi sehari-hari karbohidrat kompleks dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti, nasi, kentang, jagung, singkong, ubi, pasta, roti dsb.

Di dalam tubuh manusia, Karbohidrat mengalami berbagai proses kimia. Proses inilah yang mempunyai peranan penting dalam tubuh kita. Reaksi-reaksi kimia yang terjadi dalam sel ini tidak berdiri sendiri, tetapi saling berhubungan dan saling mempengaruhi. Dalam hubungan antar reaksi-reaksi ini enzim-enzim mempunyai peranan sebagai pengatur atau pengendali. Proses kimia yang terjadi dalam sel disebut metabolisme.

B.    Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut:

A.    Apa metabolisme karbohidrat?

B.     Apa itu Glukogenesis?

C.     Apa itu Uronik Acid Pathway?

C.     Bagaimana proses metabolisme fruktosa?

D.    Bagaimana metabolisme galaktosa?

E.     Bagaimana metabolisme gula amino?

F.      Bagaimana cara pengaturan metabolisme karbohidrat?

G.    Bagimana pengaturan kadar glukosa darah?

C. Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah yang berjudul “Metabolisme karbohidrat” yaitu:

A.    Mengetahui metabolisme karbohidarat

B.     Mengetahui Glukogenesis

C.     Mengetahui Uronik Acid pathway

D.    Mengetahui proses metabolisme fruktosa

E.     Mengetahui metabolisme galaktosa

F.      Mengetahui metabolisme gula amino

G.    Mengetahui cara pengaturan metabolisme karbohidrat

H.    Mengetahui pengaturan kadar glukosa darah

 BAB II

PEMBAHASAN

A.    Karbohidrat

Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti bernafas, kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan berbagai aktivitas fisik seperti berolahraga atau bekerja.

Di dalam ilmu gizi, secara sederhana karbohidrat dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu karbohidrat sederhana & karbohidrat kompleks dan berdasarkan responnya terhadap glukosa darah di dalam tubuh, karbohidrat juga dapat dibedakan berdasarkan nilai tetapan indeks glicemik-nya (glycemic index).

Contoh dari karbohidrat sederhana adalah monosakarida seperti glukosa, fruktosa & galaktosa atau juga disakarida seperti sukrosa & laktosa. Jenisjenis

karbohidrat sederhana ini dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti madu, buah-buahan dan susu.Sedangkan contoh dari karbohidrat kompleks adalah pati (starch), glikogen (simpanan energi di dalam tubuh), selulosa, serat (fiber) atau dalam konsumsi sehari-hari karbohidrat kompleks dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti, nasi, kentang, jagung, singkong, ubi, pasta, roti dsb.

B.    Jenis-Jenis karbohidrat

a.     Karbohidrat sederhana

1.      Monosakarida

Monosakarida merupakan jenis karbohidrat sederhana yang terdiri dari 1 gugus cincin. Contoh dari monosakarida yang banyak terdapat di dalam sel tubuh manusia adalah glukosa, fruktosa dan galaktosa.

Glukosa di dalam industri pangan lebih dikenal sebagai dekstrosa atau

juga gula anggur. Di alam, glukosa banyak terkandung di dalam buah-buahan, sayuran dan juga sirup jagung. Fruktosa dikenal juga sebagai gula buah dan merupakan gula dengan rasa yang paling manis. Di alam fruktosa banyak terkandung di dalam madu (bersama dengan glukosa), dan juga terkandung diberbagai macam buah-buahan. Sedangkan galaktosa merupakan karbohidrat hasil proses pencernaan laktosa sehingga tidak terdapat di alam secara bebas. Selain sebagai molekul tunggal, monosakarida juga akan berfungsi sebagai molekul dasar bagi pembentukan senyawa karbohidrat kompleks pati (starch) atau selulosa.

2.      Disakarida

Disakarida merupakan jenis karbohidrat yang banyak dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupan sehari-hari. Setiap molekul disakarida akan terbentuk dari gabungan dua molekul monosakarida. Contoh disakarida yang umum digunakan dalam konsumsi sehari-hari adalah sukrosa yang terbentuk dari gabungan satu molekul glukosa dan fruktosa dan juga laktosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa & galaktosa .Di dalam produk pangan, sukrosa merupakan pembentuk hampir 99% dari gula pasir atau gula meja (table sugar) yang biasa digunakan dalam konsumsi sehari-hari sedangkan laktosa merupakan karbohidrat yang banyak terdapat di dalam susu sapi dengan konsentrasi 6.8 gr / 100 ml.

b.    Karbohidrat kompleks

1.      Pati

Pati yang juga merupakan simpanan energi di dalam sel-sel tumbuhan ini berbentuk butiran-butiran kecil mikroskopik dengan berdiameter berkisar antara 5-50 nm. Dan di alam, pati akan banyak terkandung dalam beras, gandum, jagung, biji-bijian seperti kacang merah atau kacang hijau dan banyak juga terkandung

di dalam berbagai jenis umbi-umbian seperti singkong, kentang atau ubi.

Di dalam berbagai produk pangan, pati umumnya akan terbentuk dari dua polimer molekul glukosa yaitu amilosa (amylose) dan amilopektin (amylopectin). Amilosa merupakan polimer glukosa rantai panjang yang tidak bercabang sedangkan amilopektin merupakan polimer glukosa dengan susunan yang bercabangcabang.

Komposisi kandungan amilosa dan amilopektin ini akan bervariasi dalam produk pangan dimana produk pangan yang memiliki kandungan amilopektin tinggi akan semakin mudah untuk dicerna.

2.      Glikogen

Glikogen merupakan salah satu bentuk simpanan energi di dalam  yang dapat dihasilkan melalui konsumsi karbohidrat dalam sehari-hari dan merupakan salah satu sumber energi utama yang digunakan oleh tubuh pada saat berolahraga. Di dalam tubuh glikogen akan tersimpan di dalam hati dan otot. Kapasitas penyimpanan glikogen di dalam tubuh sangat terbatas yaitu hanya sekitar 350-500 gram atau dapat menyediakan energi sebesar 1.200-2.000 kkal. Namun kapasitas penyimpanannya ini dapat ditingkatkan dengan cara memperbesar konsumsi karbohidrat dan mengurangi konsumsi lemak atau dikenal dengan istilah carbohydrate loading dan penting dilakukan bagi atlet terutama yang menekuni cabang olahraga bersifat endurans (endurance) seperti maraton atau juga sepakbola. Sekitar 67% dari simpanan glikogen yang terdapat di dalam tubuh akan tersimpan di dalam otot dan sisanya akan tersimpan di dalam hati. Di dalam

otot, glikogen merupakan simpanan energi utama yang mampu membentuk hampir 2% dari total massa otot. Glikogen yang terdapat di dalam otot hanya dapat digunakan untuk keperluan energi di dalam otot tersebut dan tidak dapat dikembalikan ke dalam aliran darah dalam bentuk glukosa apabila terdapat bagian tubuh lain yang membutuhkannya.Berbeda dengan glikogen hati dapat dikeluarkan apabila terdapat bagian tubuh lain yang membutuhkan. Glikogen yang terdapat di dalam hati dapat dikonversi melalui proses glycogenolysis

menjadi glukosa dan kemudian dapat dibawa oleh aliran darah menuju bagian tubuh yang membutuhkan seperti otak, sistem saraf, jantung, otot dan organ tubuh lainnya.

C.    Metabolisme Karbohidrat

Metabolisme karbohidrat menunjukkan berbagai biokimia proses yang bertanggung jawab untuk pembentukan, pemecahan dan interkonversi dari karbohidrat dalam hidup organisme. Karbohidrat paling penting adalah glukosa, gula sederhana (monosakarida) yang dimetabolisme oleh hampir semua organisme yang dikenal. Glukosa dan karbohidrat lain adalah bagian dari berbagai jalur metabolik di seluruh spesies tanaman mensintesis karbohidrat dari gas-gas atmosfer oleh fotosintesis menyimpan energi yang diserap internal, sering dalam bentuk pati atau lipid. 

Komponen tanaman yang dimakan oleh hewan dan jamur, dan digunakan sebagai bahan bakar untuk respirasi selular. Oksidasi satu gram karbohidrat menghasilkan sekitar 4 kkal energi dan dari lipid sekitar 9 kkal. Energi yang diperoleh dari metabolisme (oksidasi misalnya glukosa) biasanya disimpan sementara dalam sel dalam bentuk ATP. Organisme yang mampu respirasi aerobik memetabolisme glukosa dan oksigen untuk melepaskan energi dengan karbon dioksida dan air sebagai produk sampingan.

Karbohidrat adalah bahan bakar jangka pendek superior untuk organisme karena mereka mudah untuk metabolisme dari lemak atau bagian-bagian asam amino dari protein yang digunakan untuk bahan bakar. Pada hewan, karbohidrat paling penting adalah glukosa.

Tingkat glukosa digunakan sebagai kontrol utama untuk metabolisme hormon pusat, insulin. Pati dan selulosa dalam beberapa organisme (misalnya, rayap, ruminansia, dan beberapa bakteri), kedua polimer ini dibongkar selama pencernaan dan diserap sebagai glukosa. Beberapa karbohidrat sederhana memiliki jalur oksidasi enzimatik sendiri, seperti yang dilakukan hanya beberapa dari karbohidrat yang lebih kompleks. Karbohidrat biasanya disimpan sebagai polimer panjang molekul glukosa dengan ikatan glikosidik untuk dukungan struktural (misalnya kitin dan selulosa ) atau untuk penyimpanan energi (misalnya glikogen dan pati ). Namun, afinitas yang kuat karbohidrat yang paling untuk membuat penyimpanan air dalam jumlah besar karbohidrat tidak efisien karena berat molekul besar dari kompleks karbohidrat terlarut air. 

            Pada sebagian besar organisme, kelebihan karbohidrat secara teratur dikatabolisme untuk membentuk asetil-KoA , yang merupakan bahan baku untuk sintesis asam lemak jalur, asam lemak , trigliserida, dan lipid yang biasanya digunakan untuk penyimpanan jangka panjang energi.Karakter hidrofobik lipid membuat mereka bentuk yang lebih kompak dari penyimpanan energi dari karbohidrat hidrofilik. Namun, hewan, termasuk manusia, kurangnya mesin enzimatik yang diperlukan dan sehingga tidak mensintesis glukosa dari lemak.  Semua karbohidrat berbagi rumus umum sekitar C _n H _2n O _n glukosa adalah C ₆ H ₁₂ O _6. Monosakarida dapat secara kimiawi berikatan bersama untuk membentuk disakarida seperti sukrosa dan lebih lanjut polisakarida seperti pati dan selulosa.

D.    Glukogenesis

Glikogenesis adalah proses pembentukan glikogen dari glukosa. Glikogenesis diaktivasi di dalam hati dan otot. Secara garis besar proses glikogenesis adalah sebagai berikut:

1. Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa, dengan bantuan enzim glukokinase dan mendapat tambahan energi dari ATP dan fosfat.
2. Tahap kedua adalah Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa-1-fosfat
3. Tahap ketiga adalah Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat) dikatalisis oleh uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat (PPi).
4. Tahap keempat adalah terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor satu dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru dengan tambahan satu unit glukosa.

E.     Metabolisme Asam Uronat (Uronik Acid Pathway)

Uronik Acid pathway merupakan jalan untuk mengkonversi glukosa 6-fosfat  menjadi asam glukoronat(glucoronic acid), asam askorbat (ascorbid acid) dan pentosa.

 Akan tetapi manusia, primata dan guinea pig tidak bisa membuat asam askorbat. Hal itu terjadi karena kekurangan enzim tertentu, maka L-gulonat yang terbentuk tidak bisa diubah menjadi L-asam askorbat. L-gulonat akan dioksidasi menjadi 3-keto-L-gulonat, yang kemudian mengalami dekarboksilasi L-Xylulose. 

Reaksi lengkapnya adalah sebagai berikut: glukosa-6-fosfat akan diubah menjadi glukosa 1-fosfat. Glukosa 1-fosfat akan bereaksi dengan UTP (Uridin Trifospat) dan membentuk nukleotida aktif UDPG (Uridin Difosfat Glukosa). Selanjutnya UDPG akan mengalami oksidasi dua tahap pada atom karbon yang keenam. Asam glukoronat (D-glukoronate) yang terbentuk oleh enzim yang tergantung pada NADPH, direduksi menjadi L-gulonat. L-gulonat merupakan bahan baku untuk membuat asam askorbat.

Pada manusia, primata, dan guinea pig L-gulonat melalui 3-keto-L-gulonat akan diubah menjadi L-xylulose(L-silulose) (mungkin lebih baik dipakai istilah bahasa Inggrisnya, sebab bisa disalahartikan dengan selulose=cellulose).  D-xylulose merupakan bagian bagian dari HMP Shunt. Untuk bisa masuk ke dalam HMP Shunt,maka L-xylulose harus diubah dulu menjadi D-xylulose me-lalui silitol. Dalam proses ini diperlukan NADPH dan NAD⁺. Perubahan silitol menjadi D-silulosa dikatalisis enzim silulosa reduktase. D-xylulose akan diubah menjadi D-xylulose 5-fosfat, ATP bertindak sebagai donor fosfat.

Pada suatu penyakit yang menurun yang disebut  "essential pentosuria" di dalam urinnya banyak didapatkan L-xylulose, diperkirakan enzim yang mengkatalisis L-xylulose menjadi silitol tidak ada pada penderita penyakit ini.

F.     Metabolisme Fruktosa

Fruktosa bisa didapat dari disakarida sukrosa atau juga ditemukan sebagai monosakarida dalam buah. Fruktosa dalam sel difosforilasi oleh heksokinase atau fruktokinase yang akhirnya menjadi fruktosa 1 fosfat. Kemudian  dipecah menjadi DHAP (dihidkrosiasetonfosfat) dan Gliseraldehid oleh aldolase B. DHAP dapat secara langsung masuk ke glikolisis dan glukoneogenesis di dalam hati khususnya. Lalu gliseraldehid tersebut dapat dimetabolisme menjadi sintesis TAG atau dapat menjadi gliseral 3 fosfat.

Fruktosa banyak di dalam liver dan menyebabkan sintesis dari asam lemak, meningkatkan esterifikasi dari asam lemak dan meningkatkan sekresi VLDL. Aldolase reduktase mereduksi glukosa untuk mereduksi sorbitol ke dalam jaringan retina, ginjal, sperma dan lain-lain. Di dalam hati, pembentukan sorbitol berubah menjadi fruktosa oleh enzim sorbitol dehidrogenase. Sorbitol tidak seperti glukosa, dia tidak bisa melewati membran sel akibatnya sorbitol terjebak didalam sel. Ketika sorbitol dehidgrogenasenya rendah sorbitol akan menumpuk didalam sel. Ini menyebabkan efek osmotik meningkat, sorbitol menarik air sehingga terjadi pembengkakan diantaranya katarak, neurophati petipheral, masalah vaskular yang nantinya mengakibatkan retinophati dan nefrophati.

 G.    Metabolisme Galaktosa

Galaktosa yang diserap usus, dengan mudah diubah menjadi glukosa dalam hepar. "Galactose tolerance test" adalah suatu pemeriksaan untuk mengetahui fungsi hepar, namun sekarang sudah jarang dipakai. Jalur yang dipakai untuk mengubah galaktosa menjadi glukosa adalah sebagai berikut : Galaktokinase mengkatalisis reaksi (reaksi 1) dan dalam reaksi ini diperlukan ATP sebagai donor fosfat. Galaktosa 1-fosfat yang terbentuk akan bereaksi dengan uridin difosfat glukosa (UDPG) dan menghasilkan uridin difosfat galaktosa dan glukosa 1-fosfat. Reaksi ini dikatalisis enzim galaktosa 1-fosfat uridil transferase, galaktosa menggantikan tempat glukosa.

Suatu epimerase mengubah galaktosa menjadi glukosa (reaksi 2). Reaksi ini terjadi pada suatu nukleotida yang mengandung galaktosa, peristiwa oksidasi-reduksi berlangsung dan memerlukan NAD⁺ sebagai ko-enzim. UDP-glukosa yang dihasilkan, dibebaskan dalam bentuk glukosa 1-fosfat (reaksi 3). Mungkin sebelum dibebaskan digabung dulu dengan molekul glikogen, baru kemudian dipecah enzim fosforilase. (Reaksi 3) adalah reaksi dua arah. Dari diagram dapat dilihat bahwa glukosa bisa diubah menjadi galaktosa. Dalam tubuh galaktosa diperlukan bukan hanya untuk sintesis laktosa, tetapi juga untuk membuat serebrosida, proteoglikan dan glikoprotein. Sintesis laktosa dalam mamma terjadi dengan jalan kondensasi UDP-galaktosa dengan glukosa dan dikatalisis enzim laktosa sintetase.

            Suatu penyakit yang dapat diturunkan menyebabkan galaktosemia, mungkin terjadi akibat kekurangan enzim-enzim pada (reaksi 1), (reaksi 2) dan (reaksi 3). Akan tetapi yang paling banyak diketahui adalah akibat kekurangan enzim uridil transferase (reaksi 2). Karena kadar galaktosa meningkat, dalam lensa mata galaktosa bisa mengalami reduksi menjadi galaktitol. Apabila kadar galaktitol ini tertimbun dalam lensa mata maka akan mempercepat terjadinya katarak.

            Kekurangan  enzim  yang  mengkatalisis  (reaksi  2)  membawa akibat yang paling buruk bila dibandingkan dengan kekurangan enzim-enzim yang lain, karena galaktosa 1-fosfat tertimbun sedangkan hepar kekurangan fosfat inorganik. Ini bisa menyebabkan kegagalan fungsi hepar dan retardasi mental. Ekspresi klinik terjadi apabila aktivitas uridil transferase berkurang lebih dari 50 %, dan ini hanya terjadi pada homozigot.

H.    Metabolisme Gula Amino

Asam amino dalam tubuh terutama digunakan untuk sintesis protein. Tetapi, jika asupan glukosa rendah, asam amino dapat diubah menjadi glukosa melalui jalur yang disebut glukoneogenesis,yaitu pembentukan glukosa baru dari nonkarbohidrat. Jalur yang dipakai dalam glukoneogenesis adalah modifikasi dan adaptasi dari jalur Embden-Meyerhof dan siklus asam sitrat.

Reaksi metabolisme asam amino meliputi reaksi pelepasan gugus asam amino,kemudian perubahan kerangka karbon.

1.      Transaminasi : Proses katabolisme asam amino berupa pemindahan gugus amino dari suatu asam amino ke senyawa lain (keto. Asam piruvat, ketoglutarat atau oksaloasaetat).Sehingga (keto)senyawa tersebut dirubah menjadi asam amino. Sedangkan asam amino dirubah menjadi senyawa keto)

2.      Deaminasi oksidatif:Asam glutamat dapat mengalami deaminasi oksidatif mengunakan glutamat dehidrogenase, menghasilkan NH4+ NADP NAD sebagai akseptor elektron. Asam amino glukogenik masuk ke dalam jalur glukoneogenesis ditandai dengan bundaran dan panah pada siklus asam tri karboksilat (TCA cycle).

I.        Pengaturan Metabolisme Karbohidrat

Pengaturan metabolisme karbohidrat dalam semua organisme, metabolisme karbohidrat mengikuti mekanisme pengaturan yang melibatkan hormon, metabolit, dan koenzim. Salah satu tugas penting hati adalah untuk menyimpan kelebihan glukosa dalam bentuk glikogen dan untuk melepaskan glukosa dari glikogen ketika diperlukan. Glikolisis dan glukoneogenesis tidak akan pernah terjadi secara bersamaan begitu juga sintesis glikogen dan degradasi glikogen. Terdapat dua enzim berbeda dengan fungsi katabolic atau anabolic saja. Hormon-hormon yang mempengaruhi metabolisme karbohidrat meliputi insulin dan glukagon, sebuah glukokortikoid, kortisol, dan katekolamin, epinephrine.

Insulin mengaktifkan glikogen sintase, dan menghambat sintesis enzim yang berperan pada glukoneogenesis pada waktu bersamaan. Glucagon, kebalikan insulin, mendorong enzim pada glukoneogenesis, menekan piruvat kinase, enzim kunci glikolisis. Glukagon menghambat sintesis glikogen seperti halnya epinephrine. Glukokortikoid mendorong enzim kunci pada glukoneogenesis dan enzim yang berperan pada degradasi asam amino pada glukoneogenesis.

Metabolit yang berperan dalam regulasi metabolisme karbohidrat adalah ATP, sitrat dan Asetyl-CoA. ATP dan sitrat menghambat glikolisis (allosteric). ATP juga menghambat piruvat kinase seperti halnya asetyl-CoA. Semua metabolit ini dihasilkan dari degradasi glukosa.

Fruktosa 2,6-bifosfat merupakan bagian penting dalam metabolisme karbohidrat. metabolisme ini dibentuk dalam jumlah kecil dari fruktosa 6-fosfat dan memiliki fungsi murni peraturan. Ini merangsang glikolisis oleh aktivasi alosterik dari fosfofruktokinase dan menghambat glukoneogenesis oleh penghambatan fruktosa 1,6-bisphosphatase.

Sintesis dan degradasi Fru-2, 6 -bP dikatalisis oleh satu dan protein yang sama. Jika enzim hadir dalam bentuk tidak terfosforilasi, ia bertindak sebagai kinase dan mengarah ke pembentukan Fru-2,6-bP. Setelah fosforilasi oleh cAMP-protein kinase A (PK-A), ia bertindak sebagai fosfatase dan mendegradasi Fru-2, 6 -bP menjadi fruktosa 6-fosfat. Kesetimbangan antara keduanya diatur oleh hormon. Epinefrin dan glukagon meningkatkan cAMP. Sebagai hasil dari meningkat PK-A aktivitas, hal ini mengurangi konsentrasi Fru-2,6-bP dan menghambat glikolisis,sementara pada waktu yang sama mengaktifkan glukoneogenesis. Sebaliknya, melalui , insulin mengaktifkan sintesis Fru-2,6-bP dan dengan demikian terjadi glikolisis. Selain itu, insulin juga menghambat aksi glukagon dengan mengurangi cAMP.

J.      Pengaturan Kadar Glukosa Darah

Sumber utama glukosa plasma menurut Mayes dan Bender (2003) adalah absorpsi glukosa oleh usus yang berasal dari pemecahan makanan, glukoneogenesis (pembentukan glukosa dari prekursor non-glukosa) dan glikogenolisis (pemecahan simpanan glikogen menjadi glukosa).

      Proses pengaturan kadar glukosa plasma merupakan mekanisme homeostasis yang diatur sedemikian rupa dalam rentang yang sempit dan diatur dengan halus (Mayes dan Bender, 2003; Guyton dan hall, 2006). Kadar glukosa plasma tidak boleh menurun terlalu rendah karena glukosa merupakan satu-satunya sumber energi yang dapat digunakan oleh otak dan eritrosit (Mayes , 2003). Kadar glukosa plasma juga tidak boleh meningkat terlalu tinggi karena dapat mempengaruhi tekanan osmotik dan bila kadar glukosa plasma sangat tinggi akan menyebabkan dehidrasi seluler (Guyton dan Hall, 2006).

      Pengaturan kadar glukosa plasma melibatkan hepar, jaringan ekstrahepatik dan beberapa hormon. Sel-sel hepar dapat dilewati glukosa dengan bebas melalui transporter GLUT 2, sedangkan pada jaringan ekstrahepatik glukosa memerlukan transporter yang diatur oleh insulin untuk dapat masuk kedalam sel (Mayes dan Bender, 2003). Dalam pengaturan kadar glukosa plasma, selain insulin juga dibutuhkan peranan dari glukagon. Kedua hormon tersebut merupakan hormon yang disekresikan oleh sel pankreas. Sel β pankreas mensekresikan insulin dan sel α pankreas mensekresikan glukagon.

      Insulin bekerja untuk menurunkan kadar glukosa plasma dengan cara meningkatkan ambilan glukosa oleh jaringan lemak dan otot melalui transporter GLUT 4. Insulin juga akan mengaktivasi enzim glikogen sintase dan menghambat enzim fosforilase. (Mayes dan Bender, 2003; Ganong, 2005). Glikogen sintase merupakan enzim yang bertanggung jawab dalam polimerisasi monosakarida membentuk glikogen, sedangkan fosforilase merupakan enzim yang bertanggung jawab dalam pemecahan glikogen menjadi glukosa. Dengan demikian insulin akan menyebabkan peningkatan glikogenesis dan menghambat glikogenolisis (Guyton dan Hall, 2006).

      Glukagon menyebabkan peningkatan glikogenolisis dan glukoneogenesis. Glukagon meningkatkan glikogenesis dengan cara mengaktivasi adenil siklase dan meningkatkan cAMP intraseluler pada hepar. Hal ini akan mengaktivasi fosforilase melalui protein kinase sehingga terjadi pemecahan glikogen. Dengan adanya glukagon maka glukoneogenesis juga akan meningkat (Ganong, 2005).

      Pada keadaan puasa, sebagian besar glukosa tubuh berada pada insulin-independent tissue yaitu 50% berada pada jaringan otak, 25% berada pada hepar dan saluran pencernaan, sedangkan 25% berada pada insulin-dependent tissue yaitu otot dan jaringan lemak (DeFronzo, 2004). Kadar glukosa plasma akan menurun karena pasokan sumber glukosa yang berasal dari absorbsi usus terhenti. Namun hal ini akan segera direspon oleh tubuh. Terjadinya penurunan kadar glukosa plasma akan merangsang sel α pankreas untuk merespon dengan mensekresikan glukagon (Mayes and Bender, 2003). Seperti yang telah dijelaskan diatas glukagon bekerja dengan meningkatkan glikogenolisis dan glukoneogenesis sehingga meningkatkan kadar glukosa plasma (Goodman, 2009).

      Pada beberapa jam puasa tubuh mulai menggunakan energi yang berasal dari simpanan energi. Sekitar 75% glukosa yang disekresikan oleh hepar berasal dari pemecahan glikogen. Dalam keadaan ini kadar glukosa plasma masih konstan (Goodman, 2009). Hal ini akan menjaga kadar glukosa plasma untuk utilisasi organ seperti otak (Duez dan Lewis, 2008). Namun cadangan glikogen dalam hepar hanya terbatas dan lama-kelamaan akan menipis. Menurut Mayes (2003) setelah seseorang puasa selama 8-12 jam maka hampir seluruh simpanan glikogen dalam hati akan terkuras. Oleh karena itu di dalam hepar mulai dilakukan proses glukoneogenesis (Goodman, 2009).

      Glukoneogenesis merupakan pembentukan glukosa dari senyawa non-karbohidrat. Prekursor glukoneogenesis ini merupakan produk akhir dari metabolisme karbohidrat (piruvat, laktat), lemak (gliserol) dan protein (asam amino). Mekanisme glukoneogenesis ini juga merupakan cara untuk membersihkan produk metabolisme jaringan dari dalam darah seperti laktat yang dihasilkan oleh otot dan eritrosit serta gliserol yang dihasilkan oleh jaringan lemak (Mayes dan Bender, 2003; Hatta, 2006).

      Sesaat setelah makan, kadar glukosa plasma akan meningkat dan mencapai puncak sekitar 60 menit setelah makan, jarang melebihi 140 mg/dl dan kembali pada kadar sebelum makan setelah 2-3 jam (Raghavan and Garber, 2008). Peningkatan kadar glukosa plasma ini akan menstimulasi sekresi insulin oleh sel β pankreas (Goodman, 2009). Sekresi insulin, selain distimulasi oleh peningkatan kadar glukosa darah, juga distimulasi oleh produksi hormon inkretin oleh usus (Raghavan dan Garber, 2008). Insulin akan meningkatkan penyimpanan glukosa, menghambat pembentukan glukosa oleh hepar dan meningkatkan ambilan glukosa oleh sel otot dan lemak sehingga menyebabkan penurunan kadar glukosa plasma (Goodman, 2009). Kombinasi dari hiperinsulinemia dan hiperglikemia ini akan menstimulasi ambilan glukosa oleh jaringan perifer dan jaringan splanchnic yaitu hepar dan usus (DeFronzo, 2004), penyimpanan glukosa dalam bentuk glikogen oleh hepar (Mayes and Bender, 2003) dan pembentukan triaselgliserol oleh asam lemak (Gastaldelli, 2009).

Pengaturan kadar glukosa darah sebagian besar tergantung pada ekstraksi glukosa, dan glikogenolisis dalam hati. Jumlah glukosa yang diambil, dilepaskan oleh hati dan yang dipergunakan oleh ferifer tergantung dari keseimbangan beberapa hormon, yaitu hormon yang dapat meningkatkan kadar glukosa seperti hormon glukagon yang disekresi oleh sel-sel alfa pulau langerhans, hormon glukokortikoit serta growth hormon ada hormon yang dapat menurunkan kadar glukosa darah yaitu insulin

            Pada keadaan normal kadar glukosa dalam darah adalah antara 80 sampai 100 mg/100 ml. setelah makan makanan sumber karbohidrat konsentrasi glukosa darah naik hingga 120 sampai 130 mg / 100 ml, kemudian turun manjadi normal lagi. Namun pada keadaan tertentu dimana hormon insulin tidak mampu mengatur konsentrasi kadar glukosa darah maka akan terjadi penumpukan glukosa dalam darah (hiperglikemi). Terjadinya gangguan metabolisme yang kronik dan ditandai oleh hiperglikemi disebut Diabetes Militus. Keadaan ini dapat dideteksi melalui pemeriksaan kadar glukosa darah dengan menggunakan berbagai macam alat pengukur kadar glukosa yang dapat digunakan dengan mudah dan praktis pada laboratorium yang terpercaya (Indriyanti, 2003).

 BAB III

PENUTUP

A.    KESIMPULAN

            Karbohidrat merupakan senyawa Senyawa karbon yang mengandung gugus hidroksil yang terdiri dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Metabolisme karbohidrat menunjukkan berbagai biokimia proses yang bertanggung jawab untuk pembentukan, pemecahan dan interkonversi dari karbohidrat dalam hidup organisme. Karbohidrat paling penting adalah glukosa, gula sederhana (monosakarida) yang dimetabolisme oleh hampir semua organisme yang dikenal.

B.    SARAN

            Sebaiknya kita banyak mengkonsumsi makanan yang mengandung karbohidrat, karena karbohidrat merupakan sumber utama energi bagi tubuh.

Subscribe to receive free email updates: