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:
- Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa, dengan bantuan enzim glukokinase dan mendapat tambahan energi dari ATP dan fosfat.
- Tahap kedua adalah Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa-1-fosfat
- 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).
- 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.
0 Response to "Makalah Metabolisme Karbohidrat"
Posting Komentar