Metabolisme karbohidrat

Metabolisme
Serangkaian reaksi enzimatik yg saling terkait & bekerjasama secara amat terorganisasi
Tujuan metabolisme:

• Memperoleh energi kimia
• Mengubah molekul nutrien menjadi prekursor unit pembangun bagi makromolekul sel
• Untuk menggabungkan unit pembangun menjadi protein, asam nukleat, lipid, polisakarida serta komponen sel lain
• Untuk membentuk & mendegradasi biomolekul yg diperlukan dlm fungsi khusus sel

Katabolisme
Perubahan senyawa besar/makro menjadi senyawa yg lebih kecil/mikro
Anabolisme/Sintesa
Perubahan senyawa kecil/mikro menjadi senyawa yg lebih besar/makro

KARBOHIDRAT:

• Merupakan senyawa karbon, hidrogen & oksigen yg terdapat di alam
• Komponen makanan yg merupakan sumber energi utama bagi organisme
• Rumus umum CnH2nOn
• Karbohidrat sederhana disintesis oleh tanaman yg mengandung klorofil

Sinar matahari
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
Klorofil

PENGGOLONGAN KARBOHIDRAT

• Monosakarida
• Disakarida
• Oligo sakarida
• Polisakarida

Monosakarida:

• Karbohidrat sederhana
• Tidak dapat dihidrolisa
• Hanya terdiri dari satu monomer / sakarida

Contoh :
Glukosa, Fruktosa, Galaktosa, Pentosa

Disakarida:

• Terdiri dari dua monomer
• Menghasilkan dua molekul monosakarida yg sama/berbeda bila dihidrolisis

Contoh :
Sukrosa (Glukosa + Fruktosa)
Laktosa (Glukosa + Galaktosa)
Maltosa (Glukosa + Glukosa)
Oligosakarida:
Menghasilkan 2 – 10 monosakarida pada hidrolisis
Contoh :
   Rafinosa:
   - Merupakan trisakarida (glukosa, galaktosa, fruktosa)
   - Terdapat dalam tepung biji kapas
   - Tdk digunakan sbg sumber karbohidrat
   Stakiosa:
   - Merupakan tetrasakarida
   - Terdiri dari 2 molekul galaktosa, 1 molekul glukosa & fruktosa
Polisakarida:
Menghasilkan > 10 monosakarida pada hidrolisis
Contoh :
   Amilum
   – Terdapat pd sebagian besar tumbuhan
   – Dlm bahasa sehari-hari → “Pati”
   – Banyak pd umbi, daun, batang & biji-bijian
   – Terdiri dari 2 polisakarida (Amilosa + Amilopektin)
   – Amilosa + Yod → Warna biru
   – Amilopektin + Yod → Warna ungu / merah lembayung
   – Dpt dihidrolisa dg enzim amilase
   Glikogen
   - Banyak terdapat dlm hati & otot
   - Sebagai sumber energi u/ aktifitas sehari-hari → glikogen otot
Polisakarida
Dekstrin:

• Hasil antara pd hidrolisis amilum sebelum terbentuk maltosa
• Banyak digunakan sbg pereka

Contoh:

    Selulose

• Terdapat pd serat tumbuhan, sayuran, buah
• Tdk dpt digunakan sbg bahan makanan
• Di dlm tubuh tdk ada enzim yg mencerna
• Berguna u/ memperlancar pencernaan makanan

Tahap Hodrolisis
      Amilum
          ↓
Amilum terlarut
          ↓
Amilodekstrin
          ↓
Eritrodekstrin
          ↓
    Maltosa

Pencernaan & Absorbsi Karbohidrat

• Karbohidrat mencatu 40 – 45 % masukan makanan sehari-hari
• Lokasi utama pencernaan : mulut, lumen usus halus & “brush border”
• Hidrolisis ikatan glikosidik dikatalis enzim glikosidase
• Sebagian gula absorbsinya dengan difusi, dan lainnya dengan transport aktif (Na-K ATP ase)
• Monosakarida yg diabsorbsi masuk sistem portal & pertama masuk hepar

Glikolisis

Glikolisis adalah rangkaian reaksi kimia enzimatik u/ memecah glukosa dg cara oksidasi menjadi piruvat (pd suasana aerob) atau laklat (pd suasana anaerob)

Tujuan Glikolisis :
• Memperoleh energi
• Penyedia Piruvat u/ mendorong S.A.S
• Sbg jalur interkonversi KH, Protein, Lemak
   (Persiapan u/ merubah glukosa/KH yg lain menjadi asam amino atau lemak atau sebaliknya)
• Sumber BPG bagi sel darah merah
Glikolisis terjadi di seluruh jaringan tubuh & berlangsung di dlm Sitoplasma (ekstramitokondria)
Energi yg dihasilkan dari Glikolisis :
• Keadaan aerob : 8 ATP
• Keadaan anaerob : 2 ATP

Oksidasi Piruvat Asetil – koA

• Jalur antara yg menjadi penghubung jalur glikolisis dg siklus asam sitrat
• Reaksinya dikatalis oleh kelompok enzim yg bekerja secara kompak & berurutan Piruvat Dehidrogenase Kompleks (PDH)

Siklus asam sitrat

• Merupakan jalur oksidasi bersama KH, Protein, Lemak
• Merupakan jalur interkonversi KH, Protein, Lemak
• Merupakan sumber energi
• Merupakan sumber senyawa khusus u/ beberapa jaringan (Glutamat bg otak, oksaloasetat bg hepar)
• Terjadi di dlm mitokondria

Enersi dari oksidasi sempurna 1 mol glukosa
l Dari glikolisis : 8 ATP
l Oksidasi Piruvat : 6 ATP
l SAS : 24 ATP
Total : 38 ATP

Glukoneogenesis

• Adalah reaksi yg merubah senyawa bukan karbohidrat menjadi karbohidrat (glukosa)
• Jalur ini merupakan salah satu jalur yg merupakan sumber glukosa endogen
• Terutama terjadi di hepar

Manfaat fisiologis :

• Mempertahankan kadar gula darah
• Saat masukan glukosa rendah
• Keadaan stress

GLIKOGENESIS

Proses merangkai atau menggandengkan glukosa satu dg yg lain menjadi glikogen dg ikatan glikosida 1-4 alfa pd rantai lurus & 1-6 alfa pd percabangannya

Glikogenesis

• Merupakan reaksi untuk menimbun kelebihan karbohidrat yg berasal dari makanan untuk cadangan energi
• Terutama terjadi di hepar & otot, serta sedikit di ginjal, otak, usus & jaringan lain

GLIKOGENOLISIS

• Reaksi hidrolisa glikogen menjadi glukosa
• Merupakan reaksi u/ membongkar cadangan enersi dlm rangka memasok kebutuhan energi jaringan atau mempertahankan kadar gula darah

JALUR HMP (Heksosa Mono Pospat)

• Disebut juga jalur pentosa karena salah satu produknya berupa pentosa (ribosa)
• Bukan sebagai sumber energi
• Peran utamanya sbg sumber NADPH (pereduktor) & Ribosa –P
• Amat penting bagi SDM u/ menangkal R.O.S

METABOLISME FRUKTOSA
Fruktosa yg ada di dlm tubuh berasal dari 2 sumber :

• Sumber eksogen dari makanan
• Sumber endogen dari heksosa / monosakarida lain yg oleh tubuh sendiri khususnya hepar dirubah menjadi fruktosa

METABOLISME GALAKTOSA

Galaktosa yg digunakan oleh tubuh u/ berbagai keperluan fisiologis, antara lain u/ sintesa laktosa, glikolipid, proteoglikan, glikoprotein, semuanya diperoleh dg cara merubah glukosa menjadi galaktosa

PERAN INSULIN
Di Hepar :

• Meningkatkan glukokinase
• Memacu fosfodiesterase
• Menghambat fosfatase-1
• Memacu sintesa asam amino & protein

Dampak Insulin di Hepar

• Glikogenesis ↑
• Glikogenolisis ↓
• Sintesa asam amino & protein ↑

Di Otot & Adiposa

• Menginduksi enzim kunci glikolisis
• Memacu glikogenesis (otot), lipogenesis (adiposa)
• Menghambat glikogenolisis (otot), lipolisis (adiposa)
• Memicu transport asam amino & sintesa protein

Dampak Insulin di Otot & Adiposa :

• Glukosa mudah masuk ke dalam sel
• Asam lemak dari kilomikron hampir semuanya masuk ke adiposa & otot
• Lipogenesis & glikogenesis ↑

• Gula darah normal : 80 – 100 mg/dl
• 30 – 60 mnt stlh makan : 130 mg/dl
• 2 – 21/2 jam : 70 – 90 mg/dl
• Puasa : 60 – 70 mg/dl
Influks Glukosa dlm darah
                    ↓
Peningkatan kadar gula darah
                    ↓
Merangsang Pankreas
                    ↓
Sekresi insulin meningkat
                    ↓
Sekresi glukagon menurun
                    ↓
Peningkatan ambilan glukosa o/ hati, otot, jar lemak
Peningkatan sintesis glikogen di hati & otot
Penurunan cAMP & proses fosforilasi

Kelebihan glukosa dikonversi menjadi asam-asam lemak dan trigliserida.

Influks glukosa intestinal berhenti
                     ↓
Kadar glukosa darah mulai turun
                      ↓
Meningkatkan sekresi glukagon
Menurunkan sekresi insulin
                      ↓
Peningkatan cAMP
Peningkatan proses fosforilasi
                      ↓
Mobilisasi glikogen hati
Merangsang glukoneogenesis

Glikogen Otot

• Digunakan bila stress + olah raga
• Dipicu oleh katekolamin
• Tidak dibebaskan dlm peredaran darah
• Tidak punya enzim glukosa 6-fosfatase

Radikal bebas

Senyawa yg tidak selalu oksigen, terdiri dari elektron yg tidak berpasangan & secara kimia diberi titik kanan atas.

ROS (Reactive Oxygen Species)
Contoh : Super – Oxyde (O2.), H2O2, Hydroxyl Radical (OH.)
Radikal bebas yg mengandung oksigen selalu ROS
ROS tidak selalu radikal bebas.
ROS : Lisis sel darah merah
Radikal bebas : Merusak dinding sel