Karbohidrat merupakan senyawa yang disusun oleh unsur C, H dan O. Keberadaan karbohidrat di bumi ini sangat melimpah dan merupakan nutrisi yang sangat diperlukan oleh tubuh manusia.

Berdasarkan ukuran molekulnya, karbohidrat dibagi menjadi tiga, yaitu Monosakarida, Disakrida dan Polisakrida. Sementara dalam ilmu gizi, karbohidrat dibedakan menjadi dua, yakni karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Pembahasan lebih lanjut mengenai hal ini akan diuraikan dalam artikel Jenis-Jenis Karbohidrat.

Fungsi Karbohidrat Bagi Tubuh Manusia

1. Sumber Energi TubuhFungsi utama karbohidrat adalah sebagai pasokan utama energi bagi tubuh. Setiap gram karbohidrat menghasilkan 4 kkalori.Keberadaan karbohidrat di dalam tubuh, sebagian ada pada sirkulasi darah sebagai glukosa untuk keperluan energi, sebagian terdapat pada hati dan jaringan otot sebagai glikogen, dan sebagian lagi sisanya diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak.

2. Melancarkan Sistem PencernaanMakanan tinggi karbohidrat kaya akan serat yang berfungsi melancarkan sistem pencernaan dan buang air besar. Serat pada makanan dapat membantu mencegah kegemukan, kanker usus besar, diabetes mellitus, dan jantung koroner yang berkaitan dengan kolesterol tinggi.

3. Mengoptimalkan Fungsi ProteinKetika kebutuhan karbohidrat harian tidak terpenuhi, maka tumbuh akan mengambil protein sebagai cadangan energi. Akibatnya fungsi protein sebagai zat pembangun tidak optimal. Memenuhi kebutuhan karbohidrat akan membuat protein melaksanakan tugas utamanya sebagai zat pembentuk tubuh.

4. Mengatur Metabolisme LemakFungsi karbohidrat lainnya, yaitu sebagai pengatur metabolisme lemak dalam tubuh. Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna.

5. Karbohidrat Sebagai Pemanis AlamiKarbohidrat juga berfungsi sebagai pemberi rasa manis pada makanan, khususnya monosakarida dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama, dan Fruktosa adalah jenis gula yang paling manis.

Berbagai Jenis Makanan Sumber Karbohidrat

Karbohidrat merupakan senyawa yang keberadaannya sangat melimpah di dunia ini. Banyak sekali jenis makanan yang mengandung karbohidrat. Berikut ini beberapa diantaranya:

1. Beras Merah

Kandungan tinggi seratnya yang membuat nasi merah dianggap sebagai sumber karbohidrat yang baik dan sehat. Nasi merah juga mengandung magnesium, zat besi, vitamin B, vitamin B2, vitamin B3 dan vitamin B6. Beras merah juga bisa mengurangi kolesterol jahat “LDL”

tanpa mengurangi kolesterol baik “HDL”. Makan dua porsi atau lebih beras merah juga mengurangi resiko diabetes.

2. Kentang rebus

Makanan sumber karbohidrat yang terakhir ini memang tidak diragukan lagi. Kandungan pati yang tinggi menyebabkan makanan ini menimbulkan rasa kenyang dan juga menghasilkan kalori yang cukup besar. Oleh karena itu tak heran jika sebagian orang dapat menahan lapar hingga siang hanya dengan sarapan kentang.

3. Ubi Jalar

Ubi jalar adalah sumber karbohidrat yang sehat untuk penderita sakit maag, diabetes, masalah berat badan dan radang sendi. Nutrisi yang terkandung di dalamnya adalah serat, mangan, tembaga, potasium, zat besi, vitamin A, vitamin C dan vitamin B6. Ubi jalar juga kaya akan beta-karoten yang merupakan antoiksidan yang banyak ditemukan pada sayuran berdaun hijau.

4. Sagu

Sagu menjadi makanan pokok bagi penduduk di daerah Maluku atau Papua. Tanaman sagu biasa tumbuh di daerah rawa-rawa di daerah Indonesia Timur dan jarang ditemukan di daerah Barat Indonesia. Bentuknya seperti bubuk yang kemudian akan diolah. Masyarakat Indonesia Timur ini mengolah sagu menjadi bentuk seperti bubur yang lengket yang disebut papeda yang biasa disantap dengan ikan kuah kuning.

5. Singkong

Singkong juga menjadi salah satu makanan pokok di Indonesia. Akar tanaman ini dapat menjadi makanan yang mengenyangkan. Biasa disajikan dengan dibuat menjadi tiwul, digoreng atau direbus.

6. Roti Gandum Utuh

Ada banyak roti gandum yang dijual di pasaran. Tapi apakah itu benar-benar gandum utuh yang kaya serat? Belum tentu. Jangan hanya percaya dengan label ‘whole wheat bread’ di kemasan. Lihat juga daftar bahan-bahannya. Jika tertulis tepung terigu, sirup jagung, gula fruktosa atau pengembang/perasa buatan, sebaiknya jangan membelinya.

7. Bijirin Gandum

Bijirin gandum tidak mengalami pengolahan yang terlalu banyak dibandingkan olahan yang banyak ditemui pada roti putih dan pasta. Mengonsumsi gandum utuh membuat perut terasa kenyang lebih lama dan bisa meningkatkan metabolisme, karena tubuh memerlukan banyak tenaga untuk memrosesnya. Bijirin gandum bisa dikonsumsi dalam bentuk barley, beras merah dan beras coklat.

8. Jagung

Jagung merupakan makanan pokok untuk daerah Madura dan Nusa Tenggara Timur. Rasanya

yang manis membuat banyak orang yang menyukainya. Memiliki kandungan asam folat dan serat yang baik untuk tubuh. Pada daerah-daerah tertentu, jagung dibuat menjadi nasi jagung. Dengan cara praktis Anda dapat mencoba memakannya dengan cara direbus atau dibakar.

9. Kacang-Kacangan

Kacang-kacangan seperti kacang merah, kacang hijau, buncis, kacang panjang, kedelai dan polong mengenyangkan perut dengan segera, tapi bisa bertahan dalam waktu lama. Kacang dan polong kaya akan folic acid, serat, vitamin, protein juga karbohidrat kompleks. Pastikan Anda menggunakan bahan yang segar dan tanpa pengawet. Bukan yang sudah diolah dalam kaleng atau kemasan beku.

10. Kacang Polong

Seperti halnya kacang, kacang polong juga jenis karbohidrat sehat yang proses pencernaannya lambat sehingga sangat baik dikonsumsi oleh orang yang tidak dapat memproses gula dengan baik. Kacang polong mengandung vitamin K, mangan, vitamin C dan tinggi serat.

11. Buah-Buahan Segar

Buah-buahan mengandung gula alami fruktosa yang tidak membuat tubuh gemuk. Selain itu juga mengandung mineral dan kaya nutrisi tapi tidak mengandung banyak kalori. Meskipun buah umumnya mengandung karbohidrat sederhana dan lemak, tapi juga kaya serat sehingga bereaksi seperti karbohidrat kompleks ketika dicerna.

12. Buah Berry

Tingginya kadar vitamin C dan vitamin E membuat jenis buah ini termasuk dalam sumber karbohidrat sehat. Selain sumber vitamin, fitonutrien dalam buah berry juga berfungsi sebagai antioksidan yang memberikan banyak manfaat bagi tubuh.

13. Buah Apel

Buah apel adalah karbohidrat yang sehat dan rendah kalori. Nutrisi yang terkandung di dalamnya seperti kalsium, vitamin C, vitamin A, folat, vitamin K dan kalium. Apel sangat baik dimakan bagi penderita asma, mengurangi resiko kanker dan penyakit jantung serta menyehatkan pencernaan.

14. Sayuran Hijau

Bayam, kubis, brokoli dan semua jenis sayuran berdaun hijau merupakan sumber karbohidrat sehat dan berkalori rendah. Sayuran hijau juga mengandung kalsium dan vitamin K serta merupakan jenis karbohidrat yang direkomendasikan untuk penderita diabetes. Sayuran ini juga dikenal bisa mengurangi resiko penyakit jantung dan kanker. Nutrisi penting dalam sayuran berdaun hijau adalah vitamin C, kalium, magnesium dan asam folat.

15. Oatmeal

Oatmeal memiliki kadar glycemic index yang rendah (tidak meningkatkan level insulin)

sehingga menjadi salah satu pilihan diet sehat. Cara terbaik mengonsumsi oat adalah dengan mencampurkan 1 cangkir oat, sejumput kayu manis, 3/4 cangkir susu skim rendah lemak dan 1 sendok teh madu. Anda juga bisa menambahkan potongan pisang, peach, kacang almond atau kismis.

16. Pasta

Spaghetti, fettuccini, fusilli, cocciolini atau macaroni adalah beberapa bentuk pasta yang biasa kita temui. Pasta sebenarnya berasal dari tepung terigu yang diolah dan menghasilkan bentuk kering yang beraneka ragam. Biasa diolah dengan cara dipanggang, direbus kemudian ditambahkan saus seperti bolognaise atau carbonara.

Sumber karbohidrat memang sangat melimpah dan mudah didapatkan. Namun, kita harus tetap menjaga keseimbangan karena sesuatu yang berlebihan tentunya tidak baik. Obesitas atau kegemukan merupakan salah satu contoh terlalu banyak konsumsi karbohidrat. http://manfaatnyasehat.blogspot.com/2013/06/sumber-karbohidrat-fungsi-karbohidrat.html

Seperti yang sudah kita tahu bahwa fungsi utama karbohidrat bagi tubuh adalah sebagai sumber

energi. Sementara bagi tumbuhan, karbohidrat sangat diperlukan untuk proses fotosintesis. Untuk

lebih jelasnya silahkan baca ulasan lengkap berikut ini :

Jenis-Jenis Karbohidrat

Monosakarida : Monosakarida adalah jenis karbohidrat yang paling sederhana menurut susunan

unsurnya karena hanya terdiri dari beberapa atom C. Monosakarida meliputi glukosa, fruktosa, dan

galaktosa.

Disakarida : Disakarida adalah jenis karbohidrat yang terbentuk dari dua molekul monosakarida dan

berikatan melalui gugus – OH dengan cara melepaskan molokul air. Disakarida meliputi sukrosa,

maltosa, dan laktosa.

Polisakarida : Polisakarida adalah karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida. Polisakarida

meliputi amilum, selulosa, dan glikogen.

Fungsi Karbohidrat Bagi Tubuh

1. Karbohidrat Sebagai Sumber Energi

Fungsi utama karbohidrat adalah sebagai sumber energi bagi tubuh. Setiap gram karbohidrat

menghasilkan 4 kkalori. Keberadaan karbohidrat di dalam tubuh, sebagian ada pada sirkulasi darah

sebagai glukosa untuk keperluan energi, sebagian terdapat pada hati dan jaringan otot sebagai

glikogen, dan sebagian lagi sisanya diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai

cadangan energi di dalam jaringan lemak. Kegemukan adalah salah satu akibat dari terlalu banyak

mengkonsumsi karbohidrat.

2. Sebagai Penghemat Protein

Bila kebutuhan karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan sebagai

cadangan makanan untuk memenuhi kebutuhan energi dan mengalahkan fungsi utamanya sebagai

zat pembangun. Hal ini berlaku sebaliknya, jika kebutuhan karbohidrat tercukupi, maka protein hanya

akan menjalankan fungsi utamanya sebagai zat pembangun.

3. Sebagai Pengatur Metabolisme Lemak

Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna, sehingga menghasilkan

bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam beta-hidroksi-butirat. Bahan-bahan

ini dibentuk menyebabkan ketidakseimbangan natrium dan dehidrasi. pH cairan menurun. Keadaan

ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh.

4. Membantu Pengeluaran Feses

Karbohidrat dapat membantu proses pengeluaran feses dengan cara mengatur peristaltik usus, hal ini

dapat didapat dari selulosa dalam serat makanan yang berfungsi mengatur peristaltik usus. Serat

pada makanan dapat membantu mencegah kegemukan, kanker usus besar, diabetes mellitus, dan

jantung koroner yang berkaitan dengan kolesterol tinggi. Laktosa yang terdapat pada susu dapat

membantu penyerapan kalsium. Keberadaannya yang tinggal lebih lama dalam saluran cerna

memberikan keuntungan karena menyebabkan pertumbuhan bakteri baik.

Makanan Sumber Karbohidrat Tebesar

1. Beras Merah

Kandungan tinggi seratnya yang membuat nasi merah dianggap sebagai sumber karbohidrat yang

baik dan sehat. Nasi merah juga mengandung magnesium, zat besi, vitamin B, vitamin B2, vitamin B3

dan vitamin B6. Beras merah juga bisa mnegurasi kolesterol jahat “LDL” tanpa mengurangi kolesterol

baik “HDL”. Makan dua porsi atau lebih beras merah juga mengurangi resiko diabetes.

2. Roti Gandum Utuh

Ada banyak roti gandum yang dijual di pasaran. Tapi apakah itu benar-benar gandum utuh yang kaya

serat? Belum tentu. Jangan hanya percaya dengan label 'whole wheat bread' di kemasan. Lihat juga

daftar bahan-bahannya. Jika tertulis tepung terigu, sirup jagung, gula fruktosa atau

pengembang/perasa buatan, sebaiknya jangan membelinya.

3. Kacang-Kacangan

Kacang-kacangan seperti kacang merah, kacang hijau, buncis, kacang panjang, kedelai dan polong

mengenyangkan perut dengan segera, tapi bisa bertahan dalam waktu lama. Kacang dan polong

kaya akan folic acid, serat, vitamin, protein juga karbohidrat kompleks. Pastikan Anda menggunakan

bahan yang segar dan tanpa pengawet. Bukan yang sudah diolah dalam kaleng atau kemasan beku.

4. Buah Berry

Tingginya kadar vitamin C dan vitamin E membuat jenis buah ini termasuk dalam sumber karbohidrat

sehat. Selain sumber vitamin, fitonutrien dalam buah berry juga berfungsi sebagai antioksidan yang

memberikan banyak manfaat bagi tubuh.

5. Buah Apel

Buah apel adalah karbohidrat yang sehat dan rendah kalori. Nutrisi yang terkandung di dalamnya

seperti kalsium, vitamin C, vitamin A, folat, vitamin K dan kalium. Apel sangat baik dimakan bagi

penderita asma, mengurangi resiko kanker dan penyakit jantung serta menyehatkan pencernaan.

6. Sayuran Hijau

Bayam, kubis, brokoli dan semua jenis sayuran berdaun hijau merupakan sumber karbohidrat sehat

dan berkalori rendah. Sayuran hijau juga mengandung kalsium dan vitamin K serta merupakan jenis

karbohidrat yang direkomendasikan untuk penderita diabetes. Sayuran ini juga dikenal bisa

mengurangi resiko penyakit jantung dan kanker. Nutrisi penting dalam sayuran berdaun hijau adalah

vitamin C, kalium, magnesium dan asam folat.

7. Ubi Jalar

Ubi jalar adalah sumber karbohidrat yang sehat untuk penderita sakit maag, diabetes, masalah berat

badan dan radang sendi. Nutrisi yang terkandung di dalamnya adalah serat, mangan, tembaga,

potasium, zat besi, vitamin A, vitamin C dan vitamin B6. Ubi jalar juga kaya akan beta-karoten yang

merupakan antoiksidan yang banyak ditemukan pada sayuran berdaun hijau.

8. Kacang Polong

Seperti halnya kacang, kacang polong juga jenis karbohidrat sehat yang proses pencernaannya

lambat sehingga sangat baik dikonsumsi oleh orang yang tidak dapat memproses gula dengan baik.

Kacang polong mengandung vitamin K, mangan, vitamin C dan tinggi serat.

9. Oatmeal

Oatmeal memiliki kadar glycemic index yang rendah (tidak meningkatkan level insulin) sehingga

menjadi salah satu pilihan diet sehat. Cara terbaik mengonsumsi oat adalah dengan mencampurkan

1 cangkir oat, sejumput kayu manis, 3/4 cangkir susu skim rendah lemak dan 1 sendok teh madu.

Anda juga bisa menambahkan potongan pisang, peach, kacang almond atau kismis.

10. Buah-Buahan Segar

Buah-buahan mengandung gula alami fruktosa yang tidak membuat tubuh gemuk. Selain itu juga

mengandung mineral dan kaya nutrisi tapi tidak mengandung banyak kalori. Meskipun buah

umumnya mengandung karbohidrat sederhana dan lemak, tapi juga kaya serat sehingga bereaksi

seperti karbohidrat kompleks ketika dicerna.

11. Bijirin Gandum

Bijirin gandum tidak mengalami pengolahan yang terlalu banyak dibandingkan olahan yang banyak

ditemui pada roti putih dan pasta. Mengonsumsi gandum utuh membuat perut terasa kenyang lebih

lama dan bisa meningkatkan metabolisme, karena tubuh memerlukan banyak tenaga untuk

memrosesnya. Bijirin gandum bisa dikonsumsi dalam bentuk barley, beras merah dan beras coklat.

12. Kentang rebus

Makanan sumber karbohidrat yang terakhir ini memang tidak diragukan lagi. Kandungan pati yang

tinggi menyebabkan makanan ini menimbulkan rasa kenyang dan juga menghasilkan kalori yang

cukup besar. Oleh karena itu tak heran jika sebagian orang dapat menahan lapar hingga siang hanya

dengan sarapan kentang.

Sumber Karbohidrat Lainnya :

Sereal, Tepung dan Roti : Roti tawar, Nasi putih, Tepung gandum, Jagung, Sagu, Terigu,

Kanji, Pasta, Spageti, Beras Merah

Buah-Buahan : Aprikot, Kurma, Blueberry, Pisang, Anggur, Apel, Jeruk, Pir, Nanas, Stroberi,

Semangka, Kismis

Kacang-kacangan : Kacang Tanah, Kacang hijau, Kacang merah, Lentil

Umbi-Umbian : Kentang, Ubi Jalar, Ketela Pohon, Wortel, Lobak

Produk Susu : Susu rendah lemak, Yoghurt rendah lemak, Susu coklat, Susu skim

Makanan Ringan : Cokelat, Permen, Kue Kering, Cake

http://dinkes.sumbarprov.go.id/berita-99-turunkan-angka-kematian-ibu-target-utama-

dinkes-sumbar.html

Metabolisme mengakar pada kata metabole dari bahasa Yunani yang berarti berubah. Dalam

dunia ilmu pengetahuan, secara sederhana metabolism diartikan sebagai proses kimiawi

yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup yang bertujuan untuk menghasilkan energi.

Proses metabolisme karbohidrat secara garis besar terdiri dari dua cakupan yakni reaksi

pemecahan atau katabolisme dan reaksi pembentukan atau anabolisme. Pada proses

pembentukan, salah satu unsur yang harus terpenuhi adalah energi. Energi ini dihasilkan dari

proses katabolisme. Sementara itu, tahapan metabolisme sendiri terdiri atas beberapa

bagian yakni glikolisis, oksidasi piruvat ke asetil-KoA, glikogenesis, glikogenolisis, hexose

monophosphate shunt dan terakhir adalah Glukoneogenesis.

Glikolisis Hingga Glikogenesis

Proses glikolisis mencakup oksidasi glukosa atau glikogen yang diurai menjadi piruvat juga

laktat dengan jalan emben-meyerhof Pathway atau biasa disingkat EMP. Proses glikolisis ini

terjadi di semua jaringan. Proses selanjutnya adalah oksidasi piruvat ke asetik KoA. Langkah

ini dibutuhkan sebelum proses masuknya hasil glikolisis di dalam siklus asam nitrat yang

merupakan jalan akhir oksidasi semua komponen senyawa protein, karbohidrat, dan juga

lemak. Sebelum asam piruvat memasuki asam nitrat, ia terlebih dahulu harus disalurkan ke

mitokondria dengan jalan transport piruvat khusus yang membantu pasasi melewati

membran di area mitokondria. Setelah sampai di wilayah mitokondria, piruvat mengalami

proses dekarboksilasi dan diolah menjadi senyawa asetil KoA. Proses dekarboksilasi ini

terjadi karena bantuan tiamin difosfat yang berperan sebagai derivate hidroksietil cincin

tiazol dan terkait dengan enzim.

Proses metabolisme karbohidrat selanjutnya adalah tahapan glikogenesis. Secara umum

proses ini menghasilkan sintesis glikogen dari glukosa. Merupakan lintasan metabolisme

dimana glikogen dihasilkan dan disimpan di dalam organ gati. Hormon yang berperan dalam

proses ini adalah insulin sebagai reaksi atas rasio gula di dalam darah yang kadarnya

meningkat.

Glikogenolisis Hingga Glukoneogenesis

Selanjutnya adalah tahapan glikogenolisis. Ia merupakan lintasan metabolisme yang

dipergunakan oleh tubuh dengan fungsi menjaga keseimbangan senyawa glukosa dalam

plasma darah sehingga simtoma hipoglisemia bisa dihindari. Proses glikogenolisis mencakup

gradasi glikogen secara berurut yakni 3 enzim, glikogen fosforilase, dan fosfoglukomutase

dan dihasilkanlah glukosa sebagai hasil akhir. Di dalam proses ini, beberapa hormone juga

terlibat antara lain adrenalin dan glucagon.

Tahapan berikutnya adalah hexose monophosphate shunt atau biasa disingkat HMP Shunt

dan juga dikenal dengan istilah Pentose phosphate pathway. HMP-Shunt merupakan jalur

pentose fosfat atau heksosa monofosfat yang menghasilkan NADPH juga ribosa di wilayah

luar mitokondria. Komponen NADPH sendiri dibutuhkan dalam proses biosintesis asam

lemak, steroid, kolesterol dan senyawa lainnya. Proses HMP-Shunt ini juga menghasilkan

pentose untuk digunakan dalam sintesis nukleotida juga asam nukleat. Sementara itu ribose

5-fosfat bereaksi dengan komponen ATP menjadi komponen 5-fosforibosil-1-pirofosfar atau

biasa disingkat PRPP.

Tahapan terakhir dalam proses metabolisme karbohidrat adalah Glukoneogenesis.

Merupakan lintasan metabolisme yang oleh tubuh digunakan untuk menjaga keseimbangan

glukosa dalam plasma darah agar terhindar dari simtoma hipoglisemia. Pada proses

glukoneogenesis, glukosa mengalami proses sintesis dengan substrat yang tak lain adalah

hasil dari lintasan aatau proses glikolisis antara lain asam piruvat, asam laktat, asam

oksaloasetat dan suksinat.

http://jurnalkarbohidrat.blogspot.com/2012/12/proses-metabolisme-karbohidrat.html

Metabolisme Karbohidrat

      GLIKOLISISGlikogen adalah molekul polisakarida yang tersimpan dalam sel-sel hewan bersama

dengan air dan digunakan sebagai sumber energi. Ketika pecah di dalam tubuh, glikogen

diubah menjadi glukosa, sumber energi yang penting bagi hewan. Banyak penelitian telah

dilakukan pada glikogen dan perannya dalam tubuh ,sejak itu glikogen diakui sebagai bagian

penting dari sistem penyimpanan energi tubuh. \

Glikolisis adalah serangkaian reaksi biokimia di mana glukosa dioksidasi menjadi

molekul asam piruvat. Glikolisis adalah salah satu proses metabolisme yang paling universal

yang kita kenal, dan terjadi (dengan berbagai variasi) di banyak jenis sel dalam hampir

seluruh bentuk organisme. Proses glikolisis sendiri menghasilkan lebih sedikit energi per

molekul glukosa dibandingkan dengan oksidasi aerobik yang sempurna. Energi yang

dihasilkan disimpan dalam senyawa organik berupa adenosine triphosphate atau yang lebih

umum dikenal dengan istilah ATP dan NADH

-          Terjadi dalam semua sel tubuh manusia -          Degradasi an-aerob glukosa menjadi laktat

Glukose+2 ADP+2 Pi                    2 Laktat + 2 ATP + 2 H2O     Glikolisis                    PDH

D-Glukosa                   2-Piruvat                     2 Asetil-KoA

                                                                            2 CO2                           2 Laktat

                                                                                   TCA

PDH= Pyruvate Dehydrogenase ADP= Adonesine Di PhosphateATP= Adonesine Tri Phosphate

      GLIKOGENESIS

Glikogenesis adalah poses pembentukan glikogen dari glukosa. Glikogenolisis adalah proses penguraian Glikogen menjadi Glukosa Fermentasi adalah Penguraian Glukosa menjadi Senyawa antara ( asam laktat ,

alkohol) karena penguraian glukosa dalam suasana Anaerob Respirasi adalah sebutan penguraian Glukosa menjadi CO2 dan H2O dalam suasana

Aerob

Pada metabolisme karbohidrat pada manusia dan hewan secara umum, setelah melalui dinding usus halus sebagian besar monosakarida dibawa oleh aliran darah ke hati.

Di dalam hati, monosakarida mengalami sintesis menghasilkan glikogen, oksidasi menjadi CO 2 dan H 2O atau dilepaskan untuk dibawa dengan aliran darah kebagian tubuh yang memerlukannya sebagaimana digambarkan sbb

Gambaran Umum Metabolisme Karbohidrat: Hubungan antara hati, darah dan otot.

Sebagian lain monosakarida dibawa langsung ke sel jaringan organ tertentu dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut.

Karena pengaruh berbagai faktor dan hormon insulinyang dihasilkan oleh kelenjar pankreas, maka hati dapat mengatur kadar glukosa dalam darah.

Bila kadar glkosa dalam darah meningkat sebagai akibat naiknya proses pencernaan dan penyerapan karbohidrat, sintesis glikogen dari glukosa oleh hati akan naik.

Sebaliknya bila kadar glukosa menurun, misalnya akibat latihan olahraga, glikogern diuraikan menjadi glukosa yang selanjutnya mengalami proses katabolisme menghasilkan energi (dalam bentuk energi kimia, ATP) yang dibutuhkan oleh kegiatan olahraga tersebut

Kadar glukosa dalam darah merupakan faktor yang sangat penting untuk kelancaran kerja tubuh. Kadar normal glukosa dalam darah adalah 70-90 mg/100 ml.

Keadaan dimana kadar glukosa berada di bawah 70mg/100ml disebut hipoglisemia, sedangkan diatas 90mg/100ml disebut hiperglisemia.

Hipoglisemia yang ekstrem dapat menghasilkan suatu rentetan reaksi goncangan yang ditunjukkan oleh gejala gemetarnya otot, perasaan lemah badan dan pucatnya warna kulit.

Hipoglisemia yang serius dapat menyebabkan kehilangan kesadaran sebagai akibat kekurangan glukosa dalam otak yang diperlukan untuk pembentukan energi, sehingga pada akhirnya dapat menyebabkan kematian.

Kadar glukosa yang tinggi merangsang pembentukan glikogen dari glukosa, sintesis asam lemak dan kolesterol dari glukosa. Kadar glukosa antara 140 dan 170 mg/100 ml disebut kadar ambang ginjal, karena pada kadar ini glukosa diekskresi dalam kemih melalui ginjal.

Gejala ini disebut glukosuria yaitu keadaan ketidakmampuan ginjal untuk menyerap kembali glukosa yang telah mengalami filtrasi melalui sel tubuh.

Kadar glukosa dalam darah diatur oleh beberapa hormon. Insulin dihasilkan oleh kelenjar pankreas menurunkan kadar glukosa dengan menaikkan pembentukan glikogen dari glukosa.

Adrenalin (epineprin) yang juga dihasilkan oleh pankreas, dan glukagon berperan dalam menaikkan kadar glukosa dalam darah. Semua faktor ini bekerjasama secara terkoordinasi mempertahankan kadar glukosa tetap normal untuk menunjang berlangsungnya proses metabolisme secara optimum.

Proses pembentukan glikogen ringkasnya 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. Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa-1-fosfat.3. Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat) dikatalisis oleh uridil

transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat (PPi).

4. Tahap terakhir terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor satu dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru dengan tambahan satu unit glukosa.

Glukosa 6-fosfat dan glukosa 1-fosfat merupakan senyawa antara dalam proses glikogenesis atau pembentukan glikogen dari glukosa.

Proses kebalikannya, penguraian glikogen menjadi glukosa yang disebut glikogenolisis juga melibatkan terjadinya kedua senyawa antara tersebut tetapi dengan jalur yang berbeda seperti digambarkan pada Gambar dibawah.

Senyawa antara UDP-glukosa (Glukosa Uridin Difosfat) terjadi pada jalur pembentukan tetapi tidak pada jalur penguraian glikogen. Demikian pula enzim yang berperan dalam kedua jalur tersebut juga berbeda.

Gambar Glikogenesis

Gugus fosfat dan energi yang diperlukan dalam reaksi pembentukan glukosa 6-fosfat dsari glukosa diberikan oleh ATP yang berperan sebagai senyawa kimia berenergi tinggi.

Sedang enzim yang mengkatalisnya adalah glukokinase. Selanjutnya, dengan fosfoglukomutase, glukosa 6-fosfat mengalami reaksi isomerasi menjadi glukosa 1-fosfat.

Gambar

Pembentukan Uridin Di Phosphat Glucosa

Glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin tri fosfat (UTP) dikatalis oleh glukosa 1-fosfat uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa)dan pirofosfat (PPi).

Mekanisme reaksi glikogenesis juga merupakan jalur metabolisme umum untuk biosintesis disakarida dan polisakarida.

Dalam berbagai tumbuhan seperti tanaman tebu, disakarida sukrosa dihasilkan dari glukosa dan fruktosa melalui mekanisme biosintesis tersebut.

Dalam hal ini UDP-glukosa abereaksi dengan fruktosa 6-fosfat, dikatalis oleh sukrosa fosfat sintase, membentuk sukrosa 6-fosfat yang kemudian dengan enzim sukrosa fosfatase dihidrolisis menjadi sukrosa.

Glikogenolisis

Tahap pertama penguraian glikogen adalah pembentukan glukosa 1-fosfat. Berbeda

dengan reaksi pembentukan glikogen, reaksi ini tidak melibatkan UDP-glukosa, dan

enzimnya adalah glikogen fosforilase. Selanjutnya glukosa 1-fosfat diubah menjadi glukosa

6-fosfat oleh enzim yang sama seperti pada reaksi kebalikannya (glikogenesis) yaitu

fosfoglukomutase.

Tahap reaksi berikutnya adalah pembentukan glukosa dari glukosa 6-fosfat. Berbeda dengan reaksi kebalikannya dengan glukokinase, dalam reaksi ini enzim lain, glukosa 6-fosfatase, melepaskan gugus fosfat sehigga terbentuk glukosa. Reaksi ini tidak menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat.

Glukosa yang terbentuk inilah nantinya akan digunakan oleh sel untuk respirasi sehingga menghasilkan energy , yang energy itu terekam / tersimpan dalam bentuk ATP

Istilah yang berhubungan dengan metabolisme penguraian glukosa Dibagi menjadi dua :

1. Fermentasi ( Respirasi Anaerob)2. Respirasi Aerob

Fermentasi atau peragian adalah proses penguraian senyawa kimia glukosa tanpa oksigen melalui proses Glikolisis yang menghasilkan asam Piruvat , namun tidak berlanjut dengan siklus krebs dan transport Elektron karena suasana reaksi tanpa oksigen.Asam Piruvat kemudian akan diproses tanpa oksigen menjadi Asam piruvat ( Fermentasi Asam Piruvat ) atau Asam Piruvat menjadi Asetal dehide kemudian Alkohol dalam Fermentasi AlkoholFermentasi menghasilkan gas CO2. Dalam Fermentasi Alkohol Respirasi aerob adalah proses reaksi kimia yang terjadi apabila sel menyerap O2, menghasilkan CO2 dan H2O.Respirasi dalam arti yang lebih khusus adalah prosesproses penguraian glukosa dengan menggunakan O2, menghasilkan CO2, H2O, dan energi (dalam bentuk energy kimia, ATP)

Proses Respirasi yang berjalan secara Aerob meliputi 3 langkah yaitu

1. Glikosis, 2. Daur Krebs : Dekarbosilasi Oksidatif dan Siklus Krebs3. Sistem Transport electron (Fosforilasi Oksidatif)

Glukosa adalah unit terkecil dari Karbohidrat Karbohidrat adalah senyawa yang tersusun atas unsur-unsur C, H, dan O. Karbohidrat setelah dicerna di usus, akan diserap oleh dinding usus halus dalam

bentuk monosakarida Monosakarida dibawa oleh aliran darah sebagian besar menuju hati, dan sebagian

lainnya dibawa ke sel jaringan tertentu, dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut.

Di dalam hati, monosakarida mengalami proses sintesis menghasilkan glikogen, dioksidasi menjadi CO2 dan H2O, atau dilepaskan untuk dibawa oleh aliran darah ke bagian tubuh yang memerlukan.

Hati dapat mengatur kadar glukosa dalam darah atas bantuan hormon insulin yang dikeluarkan oleh kelenjar pankreas.

Kenaikan proses pencernaan dan penyerapan karbohidrat menyebabkan glukosa dalam darah meningkat, sehingga sintesis glikogen dari glukosa oleh hati akan naik.

Sebaliknya, jika banyak kegiatan maka banyak energi untuk kontraksi otot sehingga kadar glukosa dalam darah menurun

Dalam hal ini, glikogen akan diuraikan menjadi glukosa yang selanjutnya mengalami katabolisme menghasilkan energi (dalam bentuk energi kimia, ATP).

Faktor yang penting dalam kelancaran kerja tubuh adalah kadar glukosa dalam darah. Kadar glukosa di bawah 70 mg/100 ml disebut hipoglisemia. Adapun di atas 90 mg/100 ml disebut hiperglisemia. Hipoglisemia yang serius dapat berakibat kekurangan glukosa dalam otak sehingga

menyebabkan hilangnya kesadaran (pingsan). Hiperglisemia merangsang terjadinya gejala glukosuria, yaitu ketidakmampuan ginjal

untuk menyerap kembali glukosa yang telah mengalami filtrasi melalui sel tubuh.

Hormon yang mengatur kadar gula dalam darah, yaitu:

1. Hormon insulin, dihasilkan oleh pankreas, berfungsi menurunkan kadar glukosa dalam darah;

2. hormon adrenalin, dihasilkan oleh korteks

Untuk memahami proses penyederhanaan Glukosa dalam Glikolisis, Dekarbolsilasi Oksidatif , Siklus krebs dan STE(Fosforilasi oksidatif) secara skematis akan diuraikan disini OK

 GLIKOLISIS

Proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat. Juga disebut jalur metabolisme Emden-Meyergoff dan sering diartikan pula sebagai penguraian glukosa menjadi piruvat. Proses ini terjadi dalam sitoplasma. Glikolisis anaerob: proses penguraian karbohidrat menjadi laktat melalui piruvat tanpa melibatkan oksigen.

Proses penguraian glukosa menjadi CO 2 dan air seperti juga semua proses oksidasi. Energi yang dihasilkan dari proses penguraian glukosa ini adalah 690 kilo-kalori (kkal).

Jumlah energi ini sebenarnya jauh lebih besar daripada jumlah energi yang dapat disimpan secara sangkil dalam bentuk energi kimia ATP yang dihasilkan dalam proses penguraian tersebut.

Dengan adanya oksigen (dalam suasana aerob), glikolisis menghasilkan piruvat, atau tanpa oksigen (glikolisis anaerob) menghasilkan laktat. Glikolisis menghasilkan dua senyawa karbohidrat beratom tiga dari satu senyawa beratom enam; pada proses ini terjadi

sintesis ATP dari ADP + Pi. Gambar 13 me-nunjukkan proses glikolisis secara

keselurhan.

Seperti halnya reaksi dengan glukokinase (reaksi tahap pertama) dan fosfofruktokinase (reaksi tahap ketiga), reaksi dengan piruvat kinase ini juga merupakan reaksi yang tidak reversibel, sehingga merupakan salah satu tahap reaksi pendorong glikolisis.

Reaksi kebalikannya yang merupakan reaksi tahap pertama glukoneogenesis merupakan suatu reaksi yang kompleksyang melibatkan beberapa enzim dan organel

sel yaitu mitokondrion, yang diperlukan untuk terlebih dahulu mengubah piruvat menjadi malat sebelum terbentuknya fosfoenol piruvat.

Pada jalan metabolisme ini, piruvat diangkut kedalam mitokondria dengan cara pengangkutan aktif melalui membran mitokondrion. Selanjutnya piruvat bereaksi dengan CO 2 menghasilkan asam oksalasetat.

Reaksi ini dikatalis oleh piruvat karboksilase (enzim yang terdapat pada mitokondria tetapi tidak terdapat pada sitoplasma), dan memerlukan koenzim biotin dan kofaktor ion maggan, serta ATP sebagai sumber energi.

Dalam mekanisme reaksinya, biotin (sebagai gugus biotinil) yang terikat pada gugus lisina dari piruvat karboksilase, menarik CO 2 atau HCO 3 dalam mitokondrion kemudian mengkondensasikan dengan asam piruvat ( dengan bantuan ATP dan Mn -2) menghasilkan asam oksalasetat.

Asam oksalasetat kemudian direduksi menjadi asam malat oleh NADH dan dikatalis malat dehidrogenase. Asam malat diangkut keluar mitokondria dengan cara pengangkutan aktif melalui membran mitokondrion yang kemudian dioksidasi kembali menjadi asam oksalasetat oleh NAD + dan malat dehidrogenase yang terdapat dalam sitoplasma.

Akhirnya oksalasetat dikarboksilasi dengan CO 2 dan difosforilasi dengan gugus fosfat dari GTP (guanosin trifosfat, sebagai sumber energi yang khas disamping ATP) dan dikatalis oleh fosfoenolpiruvat karboksikinase menghasilkan fosfoenolpiruvat.

Dengan demikian untuk mengubah satu molekul piruvat menjadi fosfoenolpiruvat diperlukan energi sebanyak satu ATP plus satu GTP dan melibatkan paling sedikit empat macam enzim.

Dibandingkan dengan reaksi kebalikannya, yaitu perubahan sat molekul fosfoenol piruvat menjadi piruvat, dihasilkan satu ATP dan melibatkan satu macam enzim saja.

Dilihat dari keseluruhan, glikolisis terbagi menjadi dua bagian. Bagian pertama meliputi tahap reaksi enzim yang memerlukan ATP, yaitu tahap reaksi dari glukosa sampai dengan pembentukan fruktosa 6-fosfat., yang menggunaka dua molekul ATP tiap satu molekul glukosa yang dioksidasi. Bagian kedua meliputi tahap reaksi yang menghasilkan energi (ATP dan NADH) yaitu dari gliseraldehide 3-fosfat sampai dengan piruvat. Dari bagian kedua ini dihasilkan dua molekul NADH dan empat molekul ATP untuk tiap molekul glukosa yang dioksidasi (atau untuk dua molekul gliseraldehid 3-fosfat yang dioksidasi). Karena satu molekul NADH yang masuk rantai pengangkutan elektron dapat menghasilkan tiga molekul ATP, maka tahap

reaksi bagian kedua ini menghasilkan 10 molekul ATP. Dengan demikian, keseluruhan proses glikolisis menghasilkan 10-2 = 8 molekul ATP untuk tiap molekul glukosa yang dioksidasi.

Sebaliknya, untuk mensintesis satu molekul glukosa dari dua molekul piruvat dalam proses glukoneogenesis diperlukan energi dari 4 molekul ATP, 2 GTP (sebanding dengan 2 ATP) dan 2 NADH (= 6 ATP) atau sebanding dengan 12 molekul ATP.

      GLUKONEOGENESIS

Glukoneogenesis adalah suatu pembentukan glukosa dari senyawa yang bukan

karbohidrat Glukoneogenesis penting sekali untuk menyediakan glukosa, apabila didalam

diet tidak mengandung cukup karbohidrat. Syaraf, medulla dari ginjal, testes, jaringan

embriyo dan eritrosit memerlukan glukosa sebagai sumber utama penghasil energi. Glukosa

diperlukan oleh jaringan adiposa untuk menjaga senyawa antara siklus asam sitrat. Didalam

mammae, glukosa diperlukan untuk membuat laktosa. Didalam otot, glukosa merupakan

satu-satunya bahan untuk membentuk energi dalam keadaan anaerobik.

Untuk membersihkan darah dari asam laktat yang selalu dibuat oleh sel darah merah dan otot,

dan juga gliserol yang dilepas jaringan lemak, diperlukan suatu proses atau jalur yang bisa

memanfaatkannya. Pada hewan memamah biak, asam propionat merupakan bahan utama

untuk glukoneogenesis. Jalur yang dipakai dalam glukoneogenesis adalah modifikasi dan

adaptasi dari jalur Embden-Meyerhof dan siklus asam sitrat.

Enzim tambahan yang diperlukan dalam proses ini selain dari enzim-enzim dalam kedua jalur

diatas adalah :

a.       Piruvat karboksilase

Fosfoenolpiruvat karboksikinase

Fruktosa 1,6-bisfosfatase (tidak ada dalam otot jantung dan otot polos)

Glukosa 6-fosfatase

Dalam keadaan puasa, enzim piruvat karboksilase dan enzim fosfoenolpiruvat karboksikinase

sintesisnya meningkat. Sintesis enzim ini juga dipengaruhi oleh hormon glukokortikoid.

Dalam keadaan puasa, oksidasi asam lemak dalam hepar meningkat. Ini membawa akibat

yang menguntungkan untuk glukoneogenesis karena akan menghasilkan ATP, NADH dan

oksaloasetat.

Asam lemak dan asetil-KoA akan menghambat enzim-enzim fosfofruktokinase, piruvat

kinase dan piruvat dehidrogenase, mengaktifkan enzim-enzim piruvat karboksilase dan

fruktosa 1,6-bisfosfatase.

b.      Substrat untuk glukoneogenesis adalah :

1.      asam laktat yang berasal dari otot, sel darah merah, medulla dari glandula supra-renalis,

retina dan sumsum tulang

2.      gliserol, yang berasal dari jaringan lemak

3.      asam propionat, yang dihasilkan dalam proses pencernaan pada hewan memamah biak.

4.      asam amino glikogenik

c.        Perubahan asam laktat menjadi glukosa

Untuk mengubah asam laktat menjadi glukosa dapat dilihat pada diagram (gambar 14):  

Asam laktat di dalam sitoplasma diubah menjadi asam piruvat, kemudian asam piruvat masuk

ke dalam mitokhondria dan diubah menjadi oksaloasetat. Karena oksaloasetat tidak dapat

melewati membran mitokhondria, maka diubah dulu menjadi malat. Di sitoplasma malat

diubah kembali menjadi oksaloasetat. Oksaloasetat kemudian diubah menjadi

fosfoenolpiruvat yang selanjutnya berjalan ke arah kebalikan jalur Embden-Meyerhof dan

akhirnya akan menjadi glukosa.

Pada diagram dapat juga kita lihat reaksi-reaksi yang diperlukan untuk mengubah gliserol dan

asam-asam amino glukogenik menjadi glukosa. Asam amino glukogenik masuk ke dalam

jalur glukoneogenesis ditandai dengan bundaran dan panah pada siklus asam tri karboksilat

( TCA cycle ).

Beberapa reaksi dan enzim-enzim tambahan untuk mengubah asam laktat menjadi glukosa

(selain jalur kebalikan glikolisis dan TCA cycle) adalah :

Enzim piruvat karboksilase mengkatalisis reaksi

1.      Piruvat     Oksaloasetat (gambar 15-16)

Dalam reaksi ini diperlukan ATP, CO2 (berasal dari H2CO3), biotin ( yang diperlukan untuk

mengikat bikarbonat pada enzim sebelum ditambahkan pada asam piruvat ) dan ion Mg.

2.      Enzim fosfoenolpiruvat karboksikinase  mengkatalisis reaksi :

Oksaloasetat     Fosfoenolpiruvat

Dalam reaksi ini diperlukan "high energy phosphate" GTP atau ATP, dan akan terbentuk

CO2.

7.3.3 Enzim fruktosa 1,6-bisfosfatase akan mengkatalisis reaksi :

Fruktosa 1,6-bisfosfat     Fruktosa 6-fosfat

Enzim ini bisa didapatkan dalam hati, ginjal otot bergaris, sedangkan jaringan lemak, otot

jantung dan otot polos tidak mengandung enzim fruktosa 1,6-bisfosfatase.

 Enzim glukosa 6-fosfatase mengkatalisis reaksi :

Glukosa 6-fosfat      Glukosa

Enzim ini terdapat dalam usus halus, hati, ginjal dan platelet, akan tetapi tidak bisa dijumpai

dalam otot dan jaringan lemak.

Enzim gliserokinase mengkatalisis reaksi :

             Gliserol      Gliserol 3-fosfat

 Dalam reaksi ini diperlukan ATP dan menghasilkan ADP. Enzim ini terutama terdapat

dalam  hati dan ginjal.

      Enzim gliserol 3-fosfat dehidrogenase mengkatalisis reaksi :

Gliserol 3-fosfat      Dihidroksi aseton fosfat ( DHAP )

Asam propionat perlu diaktivasi dahulu menjadi propionil-KoA. Ensim tiokinase

mengkatalisis reaksi ini dan memerlukan ATP , KoA dan ion Mg. Selanjutnya propionil-KoA

diubah menjadi D-metilmalonil-KoA, selanjutnya setelah mengalami rasemisasi akan diubah

menjadi L-metilmalonil-KoA. Senyawa ini kemudian akan diubah menjadi suksinil-KoA

yang akan masuk ke dalam siklus asam sitrat yang akhirnya akan diubah menjadi glukosa

melalui kebalikan jalur Embden-Meyerhof    

      Pada burung dara, ayam dan marmut fosfoenolpiruvat (PEP) kaboksikinase hepar terdapat

dalam mitokhondria. PEP yang terbentuk keluar dari mitokhondria.

      PEP karboksikinase pada tikus terdapat di sitoplasma. Malat keluar.

Pada manusia, guinea pig dan sapi PEP karboksikinase terdapat di dalam dan di luar

mitokhondria.

METABOLISME ASAM URONAT

Selain dari jalur yang telah diterangkan di atas, glukosa 6-fosfat dapat diubah menjadi asam

glukoronat (glucoronic acid), asam askorbat (ascorbic acid) dan pentosa melalui suatu jalur

yang disebut "the uronic acid pathway" ( gambar-21 ).

     Akan tetapi manusia, primata dan guinea pig tidak bisa membuat asam askorbat. 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 menjadi L-xylulose.

     Reaksi lengkapnya adalah  sebagai berikut :  glukosa-6fosfat akan diubah menjadi glukosa

1-fosfat. Glukosa 1-fosfat akan bereaksi dengan UTP (uridin trifosfat) dan membentuk

nukleotida aktif UDPG (uridin difosfat glukosa). Selanjutnya UDPG akan mengalami

oksidasi dua tahap pada atom karbon yang keenam. Asam glukoronat (D-glucoronate) 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 bah Ingrisnya, sebab bisa

disalah artikan dengan selulose=cellulose). D-xylulose merupakan bagian dari HMP Shunt.

Untuk bisa masuk ke dalam HMP Shunt,maka L-xylulose harus diubah dulu menjadi D-

xylulose melalui 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.

METABOLISME  GALAKTOSA

Galaktosa 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           ( gambar-23 ):

Galaktokinase mengkatalisis 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 3). 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 4). 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), (2) dan (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 lesa 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 homozygote.

http://fedrildwi.blogspot.com/p/metabolisme-karbohidrat_24.html

http://sule-gratis.blogspot.com/2013/04/struktur-karbohidrat.html

DEFINISI, JENIS, STRUKTUR, DAN FUNGSI KARBOHIDRAT

Karbohidrat atau Hidrat Arang adalah suatu zat gizi yang fungsi utamanya sebagai penghasil

enersi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Walaupun lemak menghasilkan enersi

lebih besar, namun karbohidrat lebih banyak di konsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan

pokok, terutama pada negara sedang berkembang. Di negara sedang berkembang karbohidrat

dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori, bahkan pada daerah-daerah miskin bisa

mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat dikonsumsi hanya sekitar 40-60%.

Hal ini disebabkan sumber bahan makanan yang mengandung karbohidrat lebih murah

harganya dibandingkan sumber bahan makanan kaya lemak maupun protein.

Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung, kentang dan

sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.

Definisi

Secara umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom Karbon,

Hidrogen dan Oksigen, dan pada umumnya unsur Hidrogen dan oksigen dalam komposisi

menghasilkan H2O. Di dalam tubuh karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino

dan sebagian dari gliserol lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan

makanan yang dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber bahan makan yang berasal dari

tumbuh-tumbuhan.

Sumber karbohidrat nabati dalam glikogen bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot dan

hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Pada tumbuh-

tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari basil reaksi CO2 dan H2O melalui proses foto sintese

di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun (klorofil). Matahari

merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak

akan dijumpai.

Reaksi fotosintese

   s.matahari

6 CO2 + 6 H2O---------------> C6 H12 O6 + 6 O2

Pada proses fotosintesis, klorofil pada tumbuh-tumbuhan akan menyerap dan menggunakan

enersi matahari untuk membentuk karbohidrat dengan bahan utama CO2 dari udara dan air

(H2O) yang berasal dari tanah. Enersi kimia yang terbentuk akan disimpan di dalam daun,

batang, umbi, buah dan biji-bijian.

A.        Karbohidrat Sederhana

Karbohidrat sederhana terdiri dari:

1.1.      Monosakarida

Sebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 6-rantai atau cincin

karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atau cincin ini secara terpisah

atau sebagai gugus hidroksil (OH). Ada tiga jenis heksosa yang penting dalam ilmu gizi,

yaitu glukods, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis

dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen.

Perbedaannya hanya terletak pada cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen di

sekitar atom-atom karbon. Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan

perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida tersebut.

Monosakarida yang terdapat di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer dekstro

(D). gugus hidroksil ada karbon nomor 2 terletak di sebelah kanan. Struktur kimianya dapat

berupa struktur terbuka atau struktur cincin. Jenis heksosa lain yang kurang penting dalam

ilmu gizi adalah manosa. Monosakarida yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa,

seperti ribosa dan arabinosa

2.         Glukosa, dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam

jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan dengan

fruktosa dalam madu. Glukosa memegang peranan sangat penting dalam ilmu gizi. Glukosa 

merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan

manusia. Dalam proses metabolisme, glukosa  merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di

dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi.

3.         Fruktosa, dinamakan juga levulosa atau gula buah, adalah gula paling manis. Fruktosa

mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa, C6H12O6, namun strukturnya berbeda.

Susunan atom dalam fruktosda merangsang jonjot kecapan pada lidah sehingga menimbulkan

rasa manis.

4.         Galaktosa, tidak terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan

tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa.

5.         Manosa, jarang terdapat di dalam makanan. Di gurun pasir, seperti di Israel terdapat

di dalam manna yang mereka olah untuk membuat roti.

6.         Pentosa, merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat

kecil, sehingga tidak penting sebagai sumber energi.

1.2.      Disakarida

Ada empat jenis disakarida, yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa, laktosa, dan trehaltosa.

1.         Trehaltosa tidak begitu penting dalam milmu gizi, oleh karena itu akan dibahas secara

terbatas. Disakarida terdiri atas dua unit monosakarida yang terikat satu sama lain melalui

reaksi kondensasi. kedua monosakarida saling mengikat berupa ikatan glikosidik melalui satu

atom oksigen (O). ikatan glikosidik ini biasanya terjadi antara atom C nomor 1 dengan atom

C nomor 4 dan membentuk ikatan alfa, dengan melepaskan satu molekul air. hanya

karbohidrat yang unit monosakaridanya terikat dalam bentuk alfa yang dapat dicernakan.

Disakarida dapat dipecah kembali mejadi dua molekul monosakarida

melalui reaksi hidrolisis. Glukosa terdapat pada ke empat jenis disakarida; monosakarida

lainnya adalah fruktosa dan galaktosa

         Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu atau gula bit. Secara komersial gula

pasir yang 99% terdiri atas sukrosa dibuat dari keuda macam bahan makanan tersebut melalui

proses penyulingan dan kristalisasi. Gula merah yang banayk digunakan di Indonesia dibuat

dari tebu, kelapa atau enau melalui proses penyulingan tidak sempurna. Sukrosa juga terdapat

di dalam buah, sayuran, dan madu.

         Maltosa (gula malt) tidak terdapat bebas di alam. Maltosa terbentuk pada setiap

pemecahan pati, seperti yang terjadi pada tumbuh- tumbuhan bila benih atau bijian

berkecambah dan di dalam usus manusia pada pencernaan pati.

         Laktosa (gula susu) hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu unit glukosa dan

satu unit galaktosa. Kekurangan laktase ini menyebabkan ketidaktahanan terhadap laktosa.

Laktosa yang tidak dicerna tidak dapat diserap dan tetap tinggal dalam saluran pencernaan.

Hal ini mempengaruhi jenis mikroorgnaisme yang tumbuh, yang menyebabkan gejala

kembung, kejang perut, dan diare. Ketidaktahanan terhadap laktosa lebih banyak terjadi pada

orang tua. Mlaktosa adalah gula yang rasanya paling tidak manis (seperenam manis glukosa)

dan lebih sukar larut daripada disakarida lain.

         Trehalosa seperti juga maltosa, terdiri atas dua mol glukosa dan dikenal sebagai gila

jamur. Sebanyak 15% bagian kering jamur terdiri atas trehalosa. Trehalosa juga terdapat

dalam serangga.

1.3.      Gula Alkohol

Gula alkohol terdapat di dalam alam dan dapat pula dibuat secara sintesis. Ada empat jenis

gula alkohol yaitu sorbitol, manitol, dulsitol, dan inositol.

         Sorbitol, terdapat di dalam beberapa jenis buah dan secara komersial dibuat dari

glukosa. Enzim  aldosa reduktase dapat mengubah gugus aldehida (CHO) dalam glukosa

menjadi alkohol (CH2OH). Struktur kimianya dapat dilihat di bawah.

Sorbitol banyak digunakan dalam minuman dan makanan khusus pasien diabetes, seperti

minuman ringan, selai dan kue-kue. Tingkat kemanisan sorbitol hanya 60% bila

dibandingkan dengan sukrosa, diabsorpsi lebih lambat dan diubah di dalam hati menjadi

glukosa. Pengaruhnya terhadap kadar gula darah lebih kecil daripada sukrosa. Konsumsi

lebih dari lima puluh gram sehari dapat menyebabkan diare pada pasien diabetes.

         Manitol dan  Dulsitol adalah alkohol yang dibuat dari monosakarida manosa dan

galaktosa. Manitol terdapat di dalam nanas, asparagus, ubi jalar, dan wortel. Secara

komersialo manitol diekstraksi dari sejenis rumput laut. Kedua jenis alkohol ini banyak

digunakan dalam industri pangan.

         Inositol merupakan alkohol siklis yang menyerupai glukosa. Inositol terdfapat dalam

banyak bahan makanan, terutama dalam sekam serealia.

1.4.      Oligosakarida

Oligosakarida terdiri atas polimer dua hingga sepuluh monosakarida.

         Rafinosa, stakiosa, dan verbaskosa adalah oligosakarida yang terdiri atas unit-unit

glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga jenis oligosakarida ini terdapat du dalam biji

tumbuh-tumbuhan dan kacang-kacangan serta tidak dapat dipecah oleh enzim-enzim

perncernaan.

         Fruktan adalah sekelompok oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa unit

fruktosa yang terikat dengan satu molekul glukosa. Fruktan terdapat di dalam serealia,

bawang merah, bawang putih, dan asparagus. Fruktan tidak dicernakan secara berarti.

Sebagian ebsar di dalam usus besar difermentasi.

B.        Karbohidrat Kompleks

2.2.      Polisakarida

Karbohidrat kompleks ini dapat mengandung sampai tiga ribu unit gula sederhana yang

tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang. Jenis polisakarida yang penting

dalam ilmu gizi adalah pati, dekstrin, glikogen, dan polisakarida nonpati.

         Pati merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan dan merupakan

karbohidrat utama yang dimakan manusia di seluruh dunia. Pati terutama terdapat dalam

padi-padian, biji-bijian, dan umbi-umbian.

Jumlah unit glukosa dan susunannya dalam satu jenis pati berbeda satu sama lain, bergantung

jenis tanaman asalnya. Bentuk butiran pati ini berbeda satu sama lain dengan karakteristik

tersendiri dalam hal daya larut, daya mengentalkan, dan rasa. Amilosa merupakan rantai

panjang unit glukosa yang tidak bercabang, sedangkan amilopektin adfalah polimer yang

susunannya bercabang-cabang dengan 15-30 unit glukosa pada tiap cabang.

            amilosa  amilopektin

         Dekstrin merupakan produk antara pada perencanaan pati atau dibentuk melalui

hidrolisis parsial pati. Dekstrin merupakan sumber utama karbohidrat dalam makanan lewat

pipa (tube feeding). Cairan glukosa dalam hal ini merupakan campuran dekstrin, maltosa,

glukosa, dan air. Karena molekulnya lebih besar dari sukrosa dan glukosa, dekstrin

mempunyai pengaruh osmolar lebih kecil sehingga tidak mudah menimbulkan diare.

         Glikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan bentuk simpanan karbohidrat

di dalam tubuh manusia dan hewan, yang terutama terdapat di dalam hati dan otot. Dua

pertiga bagian dari glikogen disimpan dalam otot dan selebihnya dalam hati. Glikogen dalam

otot hanya dapat digunakan untuk keperluan energi di dalam otot tersebut, sedangkan

glikogen dalam hati dapat digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan semua sel

tubuh. Kelebihan glukosa melampaui kemampuan menyimpannya dalam bentuk glikogen

akan diubah menjadi lemak dan disimpan dalam jaringan lemak.

2.2.      Polisakari dan Nonpati/Serat

Serat akhir-akhir ini banyak mendapat perhatian karena peranannya dalam mencegah

berbagai penyakit. Ada dua golongan serat yaitu yang tidak dapat larut dan yang dapat larut

dalam air. Serat yang tidak larut dalam air adalah selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Serat

yang larut dalam air adalah pektin, gum, mukilase, glukan, dan algal.

Fungsi karbohidrat

Fungsi utama karbohidrat adalah sebagai sumber biokalori dalam bahan makanan, disamping

itu juga sebagai bahan pengental atau GMC pada teknologi makanan sebagai bahan penstabil,

bahan pemanis (sukrosa, glukosa, fruktosa) dan bahan bakar, misalnya pada glukosa dan pati

dan sebagai penyusun struktur sel, misalnya selulosa dan khitin. (Sudarmadji, 1996)

Karbohidrat mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan

seperti rasa, warna dan tekstur.

Sedangkan fungsi karbohidrat di dalam tubuh adalah:

1. Fungsi utamanya sebagai sumber energi ( 1 gram karbohidrat menghasilkan 4 kalori ) bagi

kebutuhan sel-sel jaringan tubuh. Sebagian dari karbohidrat diubah langsung menjadi energi

untuk aktifitas tubuh, dan sebagian lagi disimpan dalam bentuk glikogen di hati dan otot. Ada

beberapa jaringan tubuh seperti sistem syaraf dan eritrosit hanya dapat menggunakan energi

yang berasal dari karbohidrat saja.

2. Melindungi protein agar tidak terbakar sebagai penghasil energi.

3. Kebutuhan tubuh akan energi merupakan prioritas pertama, bila karbohidrat yang

dikonsumsi tidak mencukupi untuk kebutuhan energi tubuh dan jika tidak cukup terdapat

lemak di dalam makanan atau cadangan lemak yang disimpan di dalam tubuh, maka protein

akan menggantikan fungsi karbohidrat sebagai penghasil energi. Dengan demikian protein

akan meninggalkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Apabila keadaan ini

berlangsung terus-menerus, maka keadaan kekurangan energi dan protein (KEP) tidak dapat

dihindari lagi.

4. Membantu metabolisme lemak dan protein, dengan demikian dapat mencegah terjadinya

ketosis dan pemecahan protein yang berlebihan.

5. Di dalam hepar berfungsi untuk detoksifikasi zat-zat toksik tertentu.

6. Beberapa jenis karbohidrat mempunyai fungsi khusus di dalam tubuh. Laktosa misalnya

berfungsi membantu penyerapan kalsium. Ribosa merupakan komponen yang penting dalam

asam nukleat.

7. Selain itu beberapa golongan karbohidrat yang tidak dapat dicerna, mengandung serat

(dietary fiber) berguna untuk pencernaan, seperti selulosa, pektin dan lignin

http://indaharitonang-fakultaspertanianunpad.blogspot.com/2013/05/definisi-jenis-struktur-dan-fungsi.html