Metabolisme adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi dalam organisme hidup untuk mempertahankan hidup. Proses ini memungkinkan organisme untuk tumbuh dan berkembang biak, menjaga struktur mereka, dan merespon lingkungan mereka. Metabolisme biasanya dibagi menjadi dua kategori. Katabolisme memecah bahan organik, misalnya untuk energi panen dalam respirasi selular. Anabolisme, menggunakan energi untuk membangun komponen sel seperti protein dan asam nukleat.

Reaksi kimia metabolisme tersebut akan disusun dalam jalur metabolik, di mana satu kimia diubah melalui serangkaian langkah-langkah ke kimia lain, dengan urutan enzim. Enzim sangat penting untuk metabolisme karena mereka memungkinkan organisme untuk menggerakkan reaksi diinginkan yang memerlukan energi dan tidak akan terjadi dengan sendirinya, dengan kopling mereka untuk reaksi-reaksi spontan yang melepaskan energi. Sebagai enzim bertindak sebagai katalis reaksi-reaksi mereka memungkinkan untuk melanjutkan dengan cepat dan efisien. Enzim juga memungkinkan regulasi jalur metabolik dalam menanggapi perubahan di lingkungan sel atau sinyal dari sel lain.

Metabolisme dari suatu organisme menentukan zat itu akan menemukan bergizi dan yang akan menemukan beracun. Sebagai contoh, beberapa prokariota menggunakan hidrogen sulfida sebagai nutrisi, namun gas ini beracun bagi hewan. Kecepatan metabolisme, tingkat metabolisme, juga mempengaruhi berapa banyak makanan organisme akan membutuhkan.

Proses metabolisme itu kemudian digolongkan menjadi 3 macam, yaitu:

1. Anabolime (penyatuan/pembentukan)Anabolisme merupakan serangkaian reaksi kimia yang substrat awalnya adalah molekul kecil dan produk akhirnya adalah molekul besar atau dengan kata lain reaksi yang bertujuan untuk penyusunan atau sintesis molekul. Pada makalah ini proses anabolisme yang dibahas adalah glukoneogenesis, glikogenesis dan fotosintesis.

2. Katabolisme (pemecahan)Katabolisme merupakan serangkaian reaksi kimiayang substrat awalnya adalah molekul besar dan produk akhirnya molekul kecil atau dengan kata lain reaksi yang bertujuan untuk pembongkaran atau penguraian suatu molekul. Pada makalah ini proses katabolisme yang dibahas adalah glikolisis asam piruvat.

3. Amfibolisme (persimpangan)Reaksi ini memiliki lebih dari satu fungsi dan terdapat pada persimpangan metabolisme sehingga bekerja sebagai penghubung antara reaksi anabolisme dan reaksi katabolisme. Contoh dari reaksi ini adalah siklus asam sitrat.

Macam makromolekul yang digunakan1. Karbohidrat

Molekul karbohidrat terdiri dari atom karbon, hidrogen dan oksigen. Berdasarkan gugus fungsinya karbohidrat merupakan polihidroksialdehid atau polihidroksiketon. Berdasarkan reaksi hidrolisisnya karbohidrat digolongkan menjadi monosakarida,disakarida, dan polisakarida.

1. MonosakaridaMonosakarida adalah satuan unit terkecil dari karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis lagi menjadi molekul karbohidrat yang lebih kecil.

a. GlukosaDi alam glukosa terdapat dalam buah-buahan dan madu lebah. Darah manusia normal mengandung glukosa dalam jumlah atau konsentarsi yang tetap, yaitu antara 70-100 mg tiap ml darah.

b. FruktosaMadu lebah selain mengandung glukosa juga mengandung fruktosa. Fruktosa mempunyai rasa manis lebih daripada glukosa, juga lebih manis daripada gula tebu atau sukrosa.

c. GalaktosaGalaktosa jarang terdapat bebas dialam. Umumnya berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu. Galaktosa mempunyai rasa yang kurang manis disbanding dengan glukosa dan kurang larut dalam air.

2. DisakaridaDisakarida terdiri atas dua unit monosakarida yang terikat satu sama lain melalui reaksi kondensasi.

a. SukrosaSukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu atau gula bit. Secara komersial gula pasir yang 99% terdiri atas sukrosa melalui proses penyulingan dan kristalisasi. Gula merah yang banyak digunakan di Indonesia dibuat dari tebu, kelapa atau enau melalui proses penyulingan tidak sempurna. Sukrosa juga terdapat di dalam buah, sayuran, dan madu.

b. LaktosaDengan hidrolisis laktosa akan menghasilkan D-galaktosa dan Dglukosa. Dalam susu terdapat laktosa yang sering disebut gula susu. Dibandingkan terhadapa glukosa, laktosa mempunyai rasa yang kurang manis.

c. MaltosaMaltosa terbentuk dari dua molekul glukosa. Maltosa merupakan hasilantara hidrolisis amilum dengan asam maupun dengan enzim. Maltosa mudah larut dalam air dan mempunyai rasa lebih manis daripada laktosa, tetapi kurang manis daripada sukrosa.

3. PolisakaridaMolekul polisakarida terdiri dari banyak molekul monosakarida. Polisakarida yang terdiri dari satu macam polisakarida disebut homopolisakarida sedangkan yang mengandung senyawa lain disebut heteropolisakarida.

a. AmilumAmilum terdiri dari dua macam polisakarida yang kedua-duanya merupakan polimer glukosa, yaitu amilosa (kira-kira 20-28%) dan sisanya amilopektin.

b. GlikogenGlikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan bentuk simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan, yang terutama terdapat di dalam hati dan otot.

c. DekstrinDekstrin adalah hasil antara hidrolisis amilum sebelum terbentuk maltosa. Larutan dekstrin banyak digunakan sebagai bahan perekat.

d. SelulosaSelulosa terdapat dalam tumbuhan sebagai bahan pembentuk dinding sel.

2. ProteinProtein merupakan komponen penting atau komponen utama sel hewan atau manusia (zat utama dalam pembentukan dan pertumbuhan tubuh)Ada 20 jenis asam amino yang terdapat dalam molekul protein. Asam–asam amino yang satu dengan yang lain terikat oleh ikatan peptide. Protein mudah dipengaruhi oleh suhu tinggi, pH dan pelarut organik.

1. Asam aminoAsam amino adalah asam karboksilat yang mengandung gugus amino (NH2)

2. PeptidaReaksi yang terpenting dari asam amino adalah pembentukan ikatan peptida. Protein adalah polipeptida yang jumlah asam aminonya lebih dari seratus. Peptide diperoleh dengan cara hidrolisis protein yang tidak sempurna.

3. ProteinProtein adalah suatu polipeptida yang mempunyai berat molekul yang sangat bervariasi, dari 5000 hingga satu juta lebih.

DefinisiDiabetes Melitus merupakan suatu penyakit multisistem dengan ciri hiperglikemia akibat kelainan sekresi insulin, kerja insulin, atau kedua-duanya. Kelainan pada sekresi/kerja insulin tersebut menyebabkan abnormalitas dalam metabolisme karbohidrat, lemak dan protein. Hiperglikemia kronik pada diabetes berhubungan dengan kerusakan jangka panjang, disfungsi atau kegagalan beberapa organ tubuh, terutama mata, ginjal, saraf, jantung dan pembuluh darah. World Health Organization (WHO) sebelumnya  telah merumuskan bahwa DM merupakan sesuatu yang tidak dapat dituangkan dalam satu jawaban yang jelas dan singkat, tetapi secara umum dapat dikatakan sebagai suatu kumpulan problema anatomik dan kimiawi akibat dari sejumlah faktor di mana didapat defisiensi insulin absolut atau relatif dan gangguan fungsi insulin.

1. Poliuri atau sering buang air kecil dengan volume yang banyak, apalagi pada malam hari. Mengapa demikian? Jika kadar gula darah melebihi nilai ambang ginjal atau lebih dari 180 mg/dl, maka gula akan keluar bersama urine. Untuk menjaga agar urine yang keluar, yang mengandung gula itu, tak terlalu pekat, tubuh akan menarik air sebanyak mungkin ke dalam urine sehingga volume urine yang keluar banyak dan kencing pun menjadi sering. Hal tersebut akan sangat sering sehingga pada malam hari bisa mengganggu tidur.  

2. Polidipsi atau sering kali merasa haus dan ingin minum sebanyak-banyaknya. Dengan begitu banyaknya urine yang keluar, badan akan kekurangan air atau dehidrasi. Untuk mengatasi hal tersebut, timbullah rasa haus sehingga orang ingin selalu minum dan ingin yang dingin, manis, segar, dan banyak. Minuman manis akan sangat merugikan karena membuat kadar gula semakin tinggi.  

3. Polifagi atau nafsu makan meningkat dan kurang tenaga. Pada diabetes, karena insulin bermasalah, pemasukan gula ke dalam sel-sel tubuh kurang sehingga energi yang dibentuk pun kurang. Itu sebabnya orang menjadi lemas. Dengan demikian, otak juga mengira bahwa kurang energi itu terjadi karena kurang makan. Oleh karena itu, tubuh berusaha meningkatkan asupan makanan dengan menimbulkan rasa lapar sehingga timbulah perasaan selalu ingin makan.

Penyakit diabetes membuat gangguan/komplikasi melalui kerusakan pada pembuluh darah di seluruh tubuh, disebut angiopati diabetik. Penyakit ini berjalan kronis dan terbagi dua yaitu gangguan pada pembuluh darah besar (makrovaskular) disebut makroangiopati, dan pada pembuluh darah halus (mikrovaskular) disebut mikroangiopati. Bila yang terkena pembuluh darah di otak timbul stroke, bila pada mata terjadi kebutaan, pada jantung penyakit jantung koroner yang dapat berakibat serangan jantung/infark jantung, pada ginjal menjadi penyakit ginjal kronik sampai gagal ginjal tahap akhir sehingga harus cuci darah atau transplantasi. Bila pada kaki timbul luka yang sukar sembuh sampai menjadi busuk (gangren). Selain itu bila saraf yang terkena timbul neuropati diabetik, sehingga ada bagian yang tidak berasa apa-apa/mati rasa, sekalipun tertusuk jarum /paku atau terkena benda panas.Kelainan tungkai bawah karena diabetes disebabkan adanya gangguan pembuluh darah, gangguan saraf, dan adanya infeksi. Pada gangguan pembuluh darah, kaki bisa terasa sakit, jika diraba terasa dingin, jika ada luka sukar sembuh karena aliran darah ke bagian tersebut sudah berkurang. Pemeriksaan nadi pada kaki sukar diraba, kulit tampak pucat atau kebiru-biruan, kemudian pada akhirnya dapat menjadi gangren/jaringan busuk, kemudian terinfeksi dan kuman tumbuh subur, hal ini akan membahayakan pasien karena infeksi bisa menjalar ke seluruh tubuh (sepsis). Bila terjadi gangguan saraf, disebut neuropati diabetik dapat timbul gangguan rasa (sensorik) baal, kurang berasa sampai mati rasa. Selain itu gangguan motorik, timbul kelemahan otot, otot mengecil, kram otot, mudah lelah. Kaki yang tidak berasa akan berbahaya karena bila menginjak benda tajam tidak akan dirasa padahal telah timbul luka, ditambah dengan mudahnya terjadi infeksi. Kalau sudah gangren, kaki harus dipotong di atas bagian yang membusuk tersebut.

Gangren diabetik merupakan dampak jangka lama arteriosclerosis dan emboli trombus kecil. Angiopati diabetik hampir selalu juga mengakibatkan neuropati perifer. Neuropati diabetik ini berupa gangguan motorik, sensorik dan autonom yang masing-masing memegang peranan pada terjadinya luka kaki. Paralisis otot kaki menyebabkan terjadinya perubahan keseimbangan di sendi kaki, perubahan cara berjalan, dan akan menimbulkan titik tekan baru pada telapak kaki sehingga terjadi kalus pada tempat itu.Gangguan sensorik menyebabkan mati rasa setempat dan hilangnya perlindungan terhadap trauma sehingga penderita mengalami cedera tanpa disadari. Akibatnya, kalus dapat berubah menjadi ulkus yang bila disertai dengan infeksi berkembang menjadi selulitis dan berakhir dengan gangren.Gangguan saraf autonom mengakibatkan hilangnya sekresi kulit sehingga kulit kering dan mudah mengalami luka yang sukar sembuh. Infeksi dan luka ini sukar sembuh dan mudah mengalami nekrosis akibat dari tiga faktor. Faktor pertama adalah angiopati arteriol yang menyebabkan perfusi jaringan kaki kurang baik sehingga mekanisme radang jadi tidak efektif. Faktor kedua adalah lingkungan gula darah yang subur untuk perkembangan bakteri patogen. Faktor ketiga terbukanya pintas arteri-vena di subkutis, aliran nutrien akan memintas tempat infeksi di kulit.

Mekanisme terjadinya penyakit periodontal pada penderita diabetes mellitus

Pada penderita diabetes mellitus dengan kelainan periodontal selalu diikutidengan factor iritasi lokal. Disebutkan bahwa diabetes mellitus merupakan factor predisposisi yang dapat mempercepat kerusakan jaringan periodontal lyang dimulai oleh agen microbial, perubahan vaskuler pada penderita diabetesdapat mengenai pembuluh darah besar dan kecil. Perubahan pada pembuluh darah kecil dapat dijumpai pada arteriol, kapilerdan venula pada bermacam

macam organ serta jaringan. Akibat adanya angiopati pada penderita diabetes mellitus , pada jaringan periodontal akan mengalami kekurangan suplai darah dan terjadi kekurangan oksigen, akibatnya akan terjadi kerusakan jaringan periodontal. Selanjutnya akibat kekurangan oksigen pertumbuhan bakteri anaerob akan meningkat. Dengan adanya infeks ibakteri anaerob pada diabetes mellitus akan menyebabkan pertahanan danperfusi jaringan menurun dan mengakibatkan hipoksia jaringan sehinggabakteri anaerob yang terdapat pada plak subgingiva menjadi berkembang dan lebih pathogen serta menimbulkan infeksi pada jaringan periodontal. Padaneuropati

diabetes mellitus yang mengenai syaraf otonom yang menginervasi kelenjar saliva, akan mengakibatkan produksi saliva berkurang dan terjadixerostom

Menurunnya kepadatan tulang seringkali mempunyai kaitan dengan diabetes mellitus. Sehubungan dengan kejadian ini, perlu diketahui bahwa insulin dan regulasi diabetes mellitus mempunyai pengaruh pada metabolismetulang, antara lain insulin meningkatkan uptake asam amino dan sintesis kolagen oleh sel tulang, yang penting untuk formasi tulang oleh osteoblast. Regulasi jelek diabetes mellitus menyebabkan hipokalsemia yang akan menimbulkan peningkatan hormon paratiroid ( resorbsi tulang akanmeningkat) regulasi jelek diabetes mellitus juga mengganggu metabolismevitamin D3 dengan kemungkinan menurunnya absorbsi kalsium di usus. Selain itu juga akan merangsang makrofag untuk sintesis beberapa sitokin yang akan meningkatkan resorbsi tulang. Semua pengaruh diabetes mellitus pada tulanginilah yang menyebabkan adanya hubungan antara diabetes mellitus dengan penurunan kepadatan tulang.Diabetes mellitus merupakan salah satu penyakit yang sangat berpengaruh terhadap kesehatan jaringan periodontal. Ada beberapa hal yang terjadi pada pasien diabetes sehingga penyakit ini cenderung untuk memperparah kesehatan dari jaringan periodontal :

Bacterial PathogensKandungan glukosa yang terdapat di dalam cairan gusi dan darah pada pasien diabetes dapat mengubah lingkungan dari mikroflora, meliputi perubahan kualitatif bakteri yang berpengaruh terhadap keparahan dari penyakit periodontal.

Polymorphonuclear Leukocyte FunctionPenderita diabetes rentan terhadap terjadinya infeksi. Hal ini dihipotesiskan sebagai akibat dari polymorphonuclear leukocyte deficiencies yang menyebabkan gangguan chemotaxis, adherence, dan defek phagocytosis.Pada pasien dengan diabetes yang tidak terkontrol terjadi pula gangguan padafungsi PMN (polymorphonuclear leukocytes) dan monocytes/macrophage yang berperan sebagai pertahanan terhadap bakteri patogen.

Altered Collagen MetabolismPada pasien diabetes yang tidak terkontrol yang mengalami hiperglikemi kronisterjadi pula perubahan metabolisme kolagen, dimana terjadi peningkatanaktivitas collagenase dan penurunan collagen synthesis. Kolagen yang terdapat di dalam jaringan cenderung lebih mudah mengalami kerusakan akibat infeksi periodontal. Hal ini mempengaruhi integritas jaringan tersebut.