Nama : I Wayan Agus Wira SentanuNPM : 10700338Materi Kuliah : Karbohidrat ( Biokimia I )Dosen : dr. Loo Hian Dao

KARBOHIDRAT

Karbohidrat ( 'hidrat dari karbon', hidrat arang ) atau sakarida ( dari bahasa Yunani , skcharon, berarti "gula" ) adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar ( misalnya glukosa ) , cadangan makanan ( misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan ) , dan materi pembangun ( misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur ) .Secara biokimia , karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis . Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil . Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH2O)n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air . Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur .Macam macam karbohidrat bisa dibagi menjadi 4 yaitu : Monosakarida : merupakan bentuk karbohidrat paling sederhana terdiri dari satu molekul gula sederhana dan tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih sederhana . Menurut jumlah atom karbonnya monosakarida dapat dibagi menjadi 5 yaitu : Triosa , Tetrosa , Ketosa , Heksosa , Heptosa atau Oktasa . Selain itu ada juga monosakarida yang mengandung gugus aldehid atau keton yaitu : Aldosa atau Ketosa . Disakarida : karbohidrat yang tersusun dari 2 molekul monosakarida, yang dihubungkan oleh ikatan glikosida . Ikatan glikosida terbentuk antara atom C 1 suatu monosakarida dengan atom O dari OH monosakarida lain . Hidrolisis 1 mol disakarida akan menghasilkan 2 mol monosakarida , contoh : Maltosa dihidrolisis menjadi glukosa + glukosa dan Sukrosa dihidrolisis menjadi glukosa + fruktosa . Berikut ini beberapa disakarida yang banyak terdapat di alam . Disakarida yang banyak terdapat di alam adalah maltose , laktosa dan sukrosa . Oligosakarida : gabungan dari molekul monosakarida yang bila dihidrolisis bisa menghasilkan 2 10 unit monosakarida , contoh : maltotriosa . Polisakarida : merupakan polimer monosakarida , mengandung banyak satuan monosakarida yang dihubungkan oleh ikatan glikosida . Hidrolisis lengkap dari polisakarida akan menghasilkan lebih dari 10 unit monosakarida . Contoh : pati & dekstrin .

Pada pembelajaran Karbohidrat hal-hal yang dipelajari yaitu : Proses Pencernaan Karbohidrat :Proses pencernaan Karbohidrat ini berawal dari mulut yang dibantu oleh enzim-enzim hingga proses distribusi ke seluruh tubuh dengan bantuan Glut I sampai dengan Glut V . Glikolisis :Glikolisis berasal dari kata Gliko ( glycose ) yang berarti glukosa dan lisis ( lysys ) yang berarti degradasi dimana dalam Glikolisis merupakan jalur metabolisme yang mengubah glukosa menjadi asam piruvat dimana energi bebas yang didapatkan dari jalur ini nantinya akan digunakan untuk membentuk ATP dan NADH .Proses Glikolisi dapat dibagi menjadi 4 tahap yaitu : Transport glukosa ke dalam sel yang diikuti oleh sintesa glukosa 6-fosfat . Perubahan glukosa 6 fosfat menjadi 2 molekuk triosa fosfat . Perubahan triosa fosfat menjadi piruvat . Oksidasi piruvat menjadi asetil koA dalam mitokondria .Perubahan Glukosa menjadi piruvat disebut dengan Jalur Embden Myerhof . Proses Glikolisi dapat memakai O2 bila tersedia ataupun bekerja dalam keadaan tanpa O2 . Proses glikolisis yang memakai O2 disebut dengan proses Aerob , sedangkan proses glikolisis yang tidak memakai O2 disebut dengan proses Anaerob . Proses glikolisis ini terjadi di luar mitokondria dan memakai enzim-enzim yang terlarut dalam sitosol atau menempel pada permukaan membran . Fosfat energi tinggi ( ATP ) yang nantinya dibentuk dari proses glikolisis ini dihasilkan melalui proses fosforilasi oksidatif mitokondria . Glukoneogenesis :Glukoneogenesis terdiri dari kata Gluko (Glukosa) + Neo (Baru) dan Genesis (Pembentukan) sehingga Glukoneogenesis dapat dikatakan sebagai proses pembentukan glukosa baru dari senyawa non karbohidrat atau merupakan proses dimana glukosa di sintesis dari molekul yang lebih kecil seperti laktat atau piruvat sementara jalur katabolik linear dari glikolisis berperan dalam memecah dan mengekstrak energy dari glukosa . Proses glukoneogenesis berperan dalam menjaga agar level gula darah tetap dalam keadaan terkendali . Regulasi Glikoneogenesis : Glikoneogenesi ini berlangsung selama puasa serta saat melakukan olahraga dalam waktu yang lama dan saat melakukan diit tinggi protein atau saat dalam keadaan stress . Gliserol dibebaskan dari jaringan adipose apabila kadar insulin menurun dan kadar glukagon atau hormon stress ( epinephrine & kortisol ) meningkat di dalam darah . Laktat dihasilkan oleh otot selama olahraga dan oleh eritrosit . Asam amino akan dilepas dari otot apabila kadar insulin rendah dan kadar kortisol naik . Asam amino juga akan tersedia untuk glukoneogenesis apabila diberi diit tinggi protein dan rendah karbohidrat .Glukoneogenesis diatur dalam 3 tahap yaitu : Piruvat diubah menjadi fosfoenolpiruvat . Fruktosa 1,6 bifosfat diubah menjadi fruktosa 6 fosfat . Glukosa 6 fosfat diubah menjadi glukosa .Energi bagi Glukoneogenesis : Pada glukoneogenesis terajadi penguraian 6 mol ikatan fosfat berenergi tinggi . Perlu 2 mol piruvat untuk mensintesis 1 mol glukosa . Proses karbolsilasi 2 mol piruvat oleh piruvat karboksilase memerlukan hidrolisis 2 mol ATP . Perubahan 2 mol oksaloasetat menjadi 2 mol fosfoenolpiruvat oleh fosfoenolpiruvat karboksilase memerlukan 2 mol GTP . Fosforilasi 2 mol 3-fosfogliserat menjadi 2 mol 1,3-bifosfogliserat memerlukan 2 ATP . Peruabahan 1,3-bifosfogliserat menjadi gliseraldehid 3-fosfat memerlukan NADH. Pada keadaan puasa energi untuk glukoneogenesis diperoleh dari oksidasi asam lemak . Metabolisme Glikogen :Glikogenadalah molekulyang berfungsi sebagaipenyimpananjangka panjangenergi sekunderpada hewandan seljamur , denganmenyimpan energiprimerditahan dijaringan adipose .Glikogendibuat terutamaoleh hati danotot,tetapi jugadapat dibuat denganglikogenesisdalam otakdan perut .Regulasi Metabolisme Glikogen : Glikogen hati berfungsi terutama sebagai penyokong glukosa darah pada keadaan puasa atau saat kebutuhan meningkat seperti pada saat olahraga . Regulasi di hati terutama oleh rasio (insulin) / (glucagon) dan kadar glukosa dalam darah . Glikoneogenesis di hati diaktifkan pleh epinephrine yang dilepaskan sebagai respon terhadap olahraga , hipoglikemi dan situasi stress serta sebab lain seperti terjadinya peningkatan kebutuhan glukosa . Glikogen otot sebagai cadangan untuk membentuk ATP melalui glikolisis yang terutama diatur oleh AMP dan Ca2+ selama kontraksi otot . Epinephrin juga menyebabkan glikogenolisis otot rangka . Pada keadaan puasa , simpanan glikogen otot menurun . Enzim utama yang mengendalikan metabolisme glikogen adalah glikogen fosforilase dan glikogen sintatase . CAMP dibentuk dari ATP oleh enzim adenilat siklase yang diaktifkan oleh hormon epinephrine , norepinephrine dan glucagon . CAMP diubah menjadi AMP oleh fosfodiesterase yang diaktifkan oleh insulin . Pentosa Phosphat Pathway :Jalur pentosa fosfat ( juga disebut jalur phosphogluconate dan shunt monofosfat heksosa ) adalah proses yang menghasilkan NADPH dan pentosa ( 5-karbon gula ) . Ada dua tahap yang berbeda dalam jalur . Yang pertama adalah fase oksidatif , dimana NADPH yang dihasilkan , dan yang kedua adalah sintesis non-oksidatif 5-karbon gula . Jalur ini adalah sebuah alternatif untuk glikolisis . Meskipun tidak melibatkan oksidasi glukosa , peran utamanya adalah anabolik daripada katabolik .Hasil Pentosa Phosphate Pathway : Menghasilkan NADPH yang digunakan untuk Lipogenesis & Steroidogenesis . Sintesa Ribosa menghasilkan nukleotida & asam nukleat . Tidak menghasilkan ATP . Pentosa Phosphat Pathway berlokasi di sitoplasma . Terdiri dari 2 fase yaitu : Oxidative nonreversible :Mengubah Glukosa 6-P menjadi Ribolosa 5-P denga melibatkan Dehidrogenase dan Dekarboksialase yang menghasilkan NADPH Nonoxidative reversible :Mengibah Ribolosa 5-P menjadi Glukosa 6-P melibatkan 2 grup enzim yaitu Transkelotase dan Transalodase yang nantinya akan menghasilkan Ribosa .Perbedaan Pentosa Phosphate Pathway ( HMP Shunt ) dengan Glikolisis : HMP Shunt memakai NADP+ sebagai akseptor electron Sedangkan Glikolisis memakai NAD+ . HMP Shunt memerlukan CO2 sedangkan Glikolisis tidak . HMP Shunt tidak menghasilkan ATP melainkan Ribosa Phosphate sedangkan Glikolisis tidak menghasilkan Ribosa Phosphate dan menghasilkan ATP . Interkonversi Gula Fruktosa Loading : Pemebebanan hepar dengan fruktosa seperti pada diit tinggi fruktosa atau pemberian infuse fruktosa akan meningkatkan sintesa TG serta sekresi VLDL . Hal ini menimbulkan Hipertrigliseridmia yang juga menyebabkan terjadinya kenaikan kadar LDL Kolesterol yang dianggap potensial untuk menimbulkan ateroskleresis . Fruktosa loading juga menimbulkan sekuestrasi fosfat anorganik dalam senyawa fruktosa 1-fosfat & mengurangi sintetase ATP . Hal ini mengakibatkan inhibisi sintesa purin oleh ATP dihilangkan & sintesa asam urat dipercepat sehingga timbul hiperurisemia yang menimbulkan penyakit gout . Galaktosemia :Galaktosemia merupakan ketidakmampuan untuk memobilisasi galaktosa yang dapat disebabkan oleh defek pada enzim galaktokinase , uridil transferase , 4 epimerase . Kadar galaktosa yang tinggi dalam darah direduksi oleh aldosa reduktase didalam mata menjadi poliol ( galaktiol ) sehingga terjadi akumulasi galaktiol yang menimbulkan katarak . Pada defek enzim uridil transferase akan terjadi akumulasi galaktosa 1 fosfat yang menyebabkan fosfat anorganik dalam hepar habis sehingga pasien mengalami kegagalan hepar dan gangguan jiwa . Epimerase ditemukan dalam jumlah yang kurang didalam eritrosit , tetapi dalam jumlah yang memadai di hepar serta tempat lain , sehigga menimbulkan keadaan yang asimptomatik .

Materi yang Menarik untuk Saya :Materi yang paling menarik bagi saya adalah tentang proses pencernaan dari mulut hingga di transfer ke seluruh tubuh dengan bantuan Glut 1 hingga Glut V . Saya tertarik pada materi ini karena Dosen pemberi kuliah menjelaskan materi ini dengan baik dan tidak terburu-buru serta dengan disertai contoh-contoh yang sangat bagus sehingga bisa dengan mudah saya pahami . Berikut adalah proses pencernaan karbohidrat yang berawal dari mulut hingga di transportasikan ke seluruh tubuh dengan bantuan Glut I hingga Glut V . Mulai dari mulut karbohidrat dicerna oleh enzim ptyalin atau enzim amylase dimana ini merupakan percernaan karbohidrat yang paling pertama terjadi pada tubuh manusia . Enzim ptyalin atau enzim amylase berfungsi untuk memecah amylum atau zat tepung menjadi 4 macam karbohidrat yaitu : monosakarida , disakarida , oligosakarida dan polisakarida . Selanjutnya pencernaan karbohidrat berlanjut ke lambung dimana amylum yang telah dicerna oleh enzim ptyalin atau amylase nantinya akan dicerna lagi oleh bantuan enzim dextrin yang bersifat asam karena pengaruh HCL pada lambung .Dari lambung karbohidrat akan diteruskan ke usus halus (duodenum , jejunum dan ileum) yang memiliki suasana basa . Namun karena dextrin bersifat asam maka terlebih dahulu harus dinetralkan dengan bantuan ( HCO3- ) atau ion bikarbonat yang dihasilkan dari pancreas . Selain menghasilkan ion bikarbonat atau ( HCO3- ) , pancreas juga menghasilkan enzim pancreatic -amilase . Percampuran -dextrin dengan ion bikarbonat (HCO3-) dan pancreatic -amilase akan menghasilkan trisakarida dan oligosakarida, disakarida ( maltose dan isomaltosa ) . Pada usus halus ini tidak hanya terjadi pencampuran -dextrin dengan ion bikarbonat (HCO3-) dan pancreatic -amilase , tetapi juga ada proses penyerapan atau absorbsi pada daerah Brush Border . Tapi sebelum bisa di absorbsi oleh Brush Border , sebelumnya molekul-molekul tersebut harus diubh menjadi molekul yang jauh lebih sederhana yaitu menjadi monosakarida . Pada daerah Brush Border ini terdapat enzim-enzim disakaridase yang memiliki fungsi untuk memecah molekul disakarida menjadi molekul monosakarida , seperti : Maltosa dan Isomaltosa + enzim Maltose dan Isomaltose diubah menjadi Glukosa . Sukrosa + enzim Sukrase diubah menjadi Glukosa dan fruktosa . Laktosa + enzim lactase diubah menjadi Glukosa dan galaktosa .

Dari brush border ini, molekul-molekul monosakarida tadi akan ditransport ke dalam pembuluh darah dengan bantuan 2 jenis transporter monosakarida yaitu : Sodium glukosa kotransporter ( Na+ glucose cotransporter ) Glukosa transporter terfasilitasi .

Dari brush border, molekul-molekul monosakarida, seperti glukosa, galaktosa dan fruktosa nantinya akan ditransfer masuk ke intestinal epithelium. Glukosa dan galaktosa akan diangkut oleh sodium glukosa cotranporter ( Na+ glucose cotransporter ). Dalam hal ini berarti glukosa dan galaktosa akan dapat masuk ke intestinal epithelium jika terdapat sodium atau Na+.Tetapi selain dapat diangkut oleh Na+ glucose cotransporter , glukosa juga dapat masuk ke intestinal epithelium dengan bantuan Glukosa Transporter Terfasilitasiseperti halnya dengan fruktosa . Setelah berada di intestinal epithelium , molekul-molekul monosakarida tadi krmudian akan ditransport ke sistem aliran darah kapiler dengan menggunakan satu jenis transporter yaitu glukosa transporter terfasilitasi . Contoh dari glukosa transporter terfasilitasi adalah GLUT 1-5. Glut 1 :Memiliki afinitas yang sangat tinggi, artinya memiliki ikatan yang sangat kuat dengan glukosa nantinya Glut 1 akan bertugas melewati beberapa sel barrier seperti : Eritrosit manusia Barrier darah placental Barrier darah otak Barrier darah - testis Barrier darah - retina Glut 2 :Memiliki kapasitas yang besar tetapi afinitasnya rendah . Artinya GLUT 2 mampu menampung glukosa dalam jumlah besar tetapi ikatannya terhadap glukosa tersebut rendah . Pada dasarnya dapat membawa lebih banyak glukosa akan tetapi jika ada organ lain yang memerlukan glukosa , maka glukosa tersebut akan ditransfer ke organ tersebut sesuai kebutuhan organ yang memerlukan . Glut 2 mendistribusikan karbohidrat ke jaringan : Hati Sel pancreas Permukaan basolateral usus Glut 3 :Merupakan transporter yang berkerja khusus hanya pada sistem saraf pusat atau otak . GLUT 3 ini memiliki sifat yang hampir sama dengan GLUT 1 karena Glut 3 berfungsi untuk membawa Glukosa untuk melewati barrier otak karena otak hanya menggunakan glukosa sebagai cadangan energinnya . Glut 4 :Merupakan transporter khusus yang kerjanya dipengaruhi oleh insulin . Artinya jika ada insulin , barulah GLUT 4 akan bisa mengangkut glukosa . GLUT 4 memiliki daya ikat tinggi serta jumlahnya meningkat pada permukaan sel .Agar insulin dapat bekerja untuk Glut 4 , maka diperlukan adanya reseptor untuk insulin tersebut , tetapi pada penderita diabetes mellitus reseptor insulin tidak dapat mengenali ketersediaan insulin , maka transpoter GLUT 4 tidak akan bisa bekerja sehingga menyebabkan penumpukan kadar gula dalam darah yang dapat menyebabkan terjadinya hiperglikemia . Glut 4 mentransportasikan karbohidrat ke jaringan : Otot jantung Otot bergaris Jaringan adipose Glut 5 :Merupakan transporter yang terdapat pada intestinal epithelium dan hanya berfungsi untuk melakukan pengangkutan fruktosa . Glut 5 mendistribusikan fruktosa ke jaringan : Usus halus Otot rangka Testis dan sperma Jaringan adiposa Kadar rendah di ginjal Otak

Fungsi pembelajaran Karbohidrat untuk masyarakat :Dengan mempelajari karbohidrat kita akan mampu untuk mengenali beberapa penyakit yang berhubungan dengan proses pencernaan karbohidrat dalam tubuh beserta gejala dan cara penanggulangannya . Beberapa penyakit yang berhubungan dengan karbohidrat antara lain : Intoleransi LaktosaMeruapakan keadaan dimana tidak terdapat cukup enzim lactase untuk mencerna laktosa sehingga akan mengalami gangguan pencernaan seperti sakit perut dan diare . Pada keadaan normal , tubuh dapat memecah laktosa menjadi gula sederhana dengan bantuan enzim lactase . Berbeda dengan sebagian besar mamalia yang tidak lagi memproduksi laktase sejak masa penyapihan , pada manusia, laktase terus diproduksi sepanjang hidupnya . Enzim laktase yang berfungsi memecah gula susu (laktosa) terdapat di mukosa usus halus. Enzim tersebut bekerja memecah laktosa menjadi monosakarida yang siap untuk diserap oleh tubuh yaitu glukosa dan galaktosa . Gejala Intoleransi Laktosa : Sakit perut Perut kembung Diare Penyebab terjadinya intoleransi laktosa :Intoleransi laktosa sebagian besar disebabkan oleh faktor genetik dimana penderita memang memiliki enzim lactase dengan jumlah yang lebih sedikit dibandingkan orang normal . Selain karena faktor genetic , Intoleransi laktosa juga dapat disebabkan karena : Gastroenteritis , dapat menyebabkan terjadinya penguraian enzim lactase yang dapat berlangsung sampai beberapa minggu . Infeksi parasit , dapat menyebabkan pengurangan jumlah laktase sementara waktu . Defisiensi besi, rendahnya asupan besi dapat mengganggu pencernaan dan penyerapan laktosa . Penanggulangan : Menghindari atau membatasi produk makanan yang mengandung padatan susu , padatan susu bebas lemak , whey dan gula susu . Mengkonsumsi produk susu fermentasi seperti keju dan yogurt karena pada umunya jenis makanan ini ditoleransi dengan lebih baik daripada susu . Meminum susu yang banyak mengandung lemak susu karena lemak dapat memperlambat transportasi susu dalam saluran pencernaan sehingga dapat menyediakan waktu yang cukup untuk enzim lactase dalam mencerna susu. Mengkonsumsi susu bebas laktosa . Mengkonsumsi produk kedelai sebagai pengganti susu karena kedelai juga banyak mengandung kalsium . Memperhatikan makanan yang mungkin mengandung laktosa tersembunyi seperti sereal olahan , pancake , roti , scramble eggs , margarine dan biskuit atau kue yang mengandung susu atau padatan susu .

Diabetes Mellitus Diabetes Mellitus adalah suatu kumpulan gejala yang timbul pada seseorang yang disebabkan oleh karena adanya peningkatan kadar gula ( glukosa ) darah akibat kekurangan insulin atau karena insulin yang diproduksi tidak dapat direspon oleh sel sehingga menyebabkan terjadinya penumpukan kadar gula dalam darah . Untuk mengetahui apakah seseorang terkena diabetes atau tidak dapat kita amati melalui kadar gula dalam darah diamana kadar gula darah normal yaitu :Pada saat puasa ( nuchter ) : 80 -< 110 mg/dl Setelah makan : 110 -< 160 gr/dl Tipe Diabetes Mellitus : Diabetes Mellitus Tipe I :DM ini disebabkan akibat kekurangan insulin dalam darah yang terjadi karena kerusakan dari sel beta pancreas . Penderita biasanya berumur kurang dari 30 tahun atau anak-anak dan remaja . Gejala yang menonjol adalah terjadinya Poliuria atau sering kencing (terutama malam hari) , Polifagia atau sering lapar dan Polidipsia atau sering haus . Sebagian besar penderita DM type ini berat badannya normal atau kurus dimana penderita penyakit ini 90% sel betanya rusak sehingga harus mendapatkan suntikan insulin secara teratur . Diabetes Mellitus Tipe II :DM tipe ini disebabkan oleh insulin yang tidak dapat bekerja dengan baik . Kadar insulin penderita DM tipe ini bisa normal , lebih rendah atau bahkan meningkat , hanya saja fungsi insulin untuk metabolisme glukosa tidak ada / kurang sehingga glukosa dalam darah tetap tinggi yang menyebabkan terjadinya hiperglikemia . 75 % dari penderita DM type II dengan obersitas atau sangat kegemukan dan biasanya diketahui DM setelah usia 30 tahun dan DM jenis ini cenderung diturunkan secara genetik .

Dengan mempelajari Proses Pencernaan Karbohidrat , banyak hal yang dapat kita sumbangkan pada masyarakat nantinya yang secara khusus berorientasi pada permasalahan kesehatan dan penangannya . Seperti pada pembelajaran Karbohidrat yang berhubungan dengan penyakit Intoleransi Laktosa dan Diabetes Mellitus , dengan mempelajari Karbohidrat , nantinya kita akan mampu untuk mengenali dan menangani pasien yang menderita penyakit di atas sehingga nantinya kita akan bisa membantu masyarakat dengan secara langsung dengan mempelajari Karbohidrat saat ini .