Pingsan Saat Kegiatan PK2

Seorang mahasiswa baru (maba) pingsan ketika mengikuti kegiatan PK2, dan segera

dibawa ke tempat yang teduh. Kadar gula darahnya 24 mg/dl (normalnya >70 mg/dl). Ketika

mulai sadar, maba tersebut segera diberi teh manis hangat. Setelah itu dia dapat bercerita

bahwa tadi malam kurang tidur karena banyak tugas yang harus dikerjakan dan tadi pagi

tidak sempat sarapan.

Teh manis dapat sedikit memulihkan energi karena mengandung gula yang dapat

segera diabsorpsi dan dimetabolisme menghasilkan energi. Proses pembangkitan energi

dari gula antara lain melibatkan proses glikolisis, siklus Krebs, rantai respirasi dan fosforilasi

oksidatif.

Skenario I

1.1 LATAR BELAKANG

Metabolisme adalah proses pengolahan (pembentukan dan penguraian) zat zat yang

diperlukan oleh tubuh agar tubuh dapat menjalankan fungsinya . metabolisme juga dapat

diartikan sebagai proses pengolahan (pembentukan dan penguraian katabolisme dan

anabolisme)

Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon , hydrogen dan

oksigen . Sebagai salah satu jenis zat gizi , fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di

dalam tubuh . Tiap satu gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4

kkal dan energy hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan digunakan

oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti bernafas , kontraksi jantung

aktivitas fisik seperti berolahraga atau bekerja .

Secara sederhana karbohidrat dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu karbohidrat

sederhana dan karbohidrat kompleks dan bedasarkan responnya terhadap glukosa darah di

dalam tubuh , karbohidrat juga dapat dibedakan berdasarkan nilai tetapan indeks glicemiknya

(glycemic index)

Contoh dari karbohidrat sederhana adalah monosakarida seperti glukosa , fruktosa , dan

galaktosa ataujuga disakarida seperti sukrosa dan laktosa . jenis jenis karbohidrat sederhana ini

dapat ditemui terkandung didalam produk pangan seperti madu, buah-buahan dan susu .

sedangkan contoh dari karbohidrat kompeks adalah pati (starch) glikogen (simpaman energy

dalam tubuh), selulosa, serat (fiber) atau dalam konsumsi sehari-hari karbohidrat kompleks

dapat ditemui terkandung didalam produk pangan seperti , nasi , kentang , jagung , singkong ,

ubi , pasta , roti dan sebagainya

1.2 RUMUSAN MASALAH

1.3 TUJUAN DAN MANFAAT

BAB III

PEMBAHASAN

Manusia terdiri dari gabungan sel yang melakukan metabolisme untuk kelangsungan

hidupnya . dalam metabolisme sel dbutuhkan energi, energi tersebut diperoleh dari pemecahan

nutrisi dari makanan. sebagaian besar reaksi kimia dalam sel berkaitan dengan pembuatan

energi dalam makanan yang tersedia untuk berbagai sistem fisiologis sel. contohnya energi

dibutuhkan untuk aktivitas otot , sekresi kelenjar , mempertahankan potensial membran pada

saraf dan serabut otot , pembentukan zat dalam sel, absorpsi makanan dari saluran pencernaan

dan berbagai fungsi lainnya .

- Reaksi berpasangan

Semua zat makanan berenergi (karbohidrat,lemak dan protein) dapat dioksidasi didalam

sel, dan selama proses ini berlangsung sejumlah sejumlah energi dibebaskan. makanan

yang sama ini juga dapat dibakar dengan oksigen murni diluar tubuh dalam api yang

sebenarnya, yang akan membebaskan sejumlah besar energi ; namun , dalam hal ini ,

energy dilepaskan secara tiba-tiba dan seluruhnya dalam bentuk panas. energy yang

diperlukan oleh proses fisiologis sel bukan berbentuk panas tetapi sebagai energi untuk

menimbulkan pergerakan mekanik, misalnya untuk fungsi otot, untuk memekatkan zat

zat terlarut dalam sekresi kelenjar, dan untuk mempengaruhi fungsi lainnya. untuk

menyedikan energi tersebut, reaksi kimia harus “berpasangan” dengan sistem yang

bertanggung jawab terhadap fungsi fungsi fisiologi ini . hal ini dicapai melalui enzim sel

khusus dan sistem pemindahan energi .

- “energy bebas”

Jumlah energy yang dibebaskan oleh oksidasi makanan yang lengkap disebut energy

bebas dari oksidasi makanan, dan ini biasanya dinyatakan dalam simbol ΔG . Energi

bebas biasanya dinyatakan dalam kalori per mol zat . contohnya, jumlah energi yang

dibebaskan oleh oksidasi lengkap dari 1 mol (180 gram) glukosa adalah 686.000 kalori .

ADP+PI ATP

Peran Adenosin Trifosfat (ATP) dalam Metabolisme

Adenosin Trifosfat (ATP) adalah suatu rantai penghubung esensial antara fungsi

penggunaan energi dan fungsi penghasil energi didalam tubuh. Oleh sebab itu ATP disebut

energy currency of the body. Dan ATP dapat diperoleh dan digunakan berulang-ulang. Energi

yang berasal dari oksidasi karbohidrat, protein, dan lemak digunakan untuk mengubah

adenosine difosfat (ADP) menjadi ATP, yang selanjutnya digunakan oleh berbagai reaksi tubuh

yang diperlukan untuk (1) transport akrif molekul melalu membrane sel; (2) kontraksi otot dan

kerja mekanik; (3) berbagai reaksi sintetik yang menghasilkan hormon, membran sel, dan

banyak molekul esensial lainnya di tubuh; (4) konduksi impuls saraf; (5) pertumbuhan dan

pembelahan sel; dan (6) banyak fungsi fisiologis lainnya yang diperlukan untuk

mempertahankan dan meneruskan kehidupan.

ATP adalah suatu senyawa kimia yang labil yang terdapat dalam semua sel. ATP adalah

kombinasi adenine, ribosa, dan 3 radikal fosfat. 2 radikal fosfat yang terakhir dihubungkan

dengan sisa molekul oleh ikatan energi tinggi, yang dinyatakan dengan simbol.

Jumlah energi bebas dalam masing-masing ikatan berenergi tinggi permol ATP adalah

sekitar 7300 kalori pada keadaan standard an kira-kira 12000 kalori pada keadaan temperatur

Produksi energy- Protein- Karbohidrat- lemak

Penggunaan energi- Transport aktif electron- Kontraksi otot- Sintesis molekul - Pembelahan dan

pertumbuhan sel

dan konsentrasi reaktan yang biasa didalam tubuh. Oleh karena itu didalam tubuh, pemindahan

masing-masing 2 radikal fosfat yang terakhir akan membebaskan energi sekitar 12000 kalori.

Setelah kehilangan 1 radikal fosfat dari ATP, senyawa tersebut menjadi ADP, dan setelah radikal

fosfat yang kedua hilang, menjadi adenosin monofosfat (AMP). Interkonversi diantara ATP, ADP,

AMP adalah sebagai berikut:

ATP

ATP terdapat di mana-mana dalam sitoplasma dan nukleoplasma semua sel, dan pada

dasarnya semua mekanisme fisiologis yang membutuhkan energi untu bekerja, memperoleh

energinya lagsung dari ATP (atau senyawa berenergi tinggi lain yang sejenis – guanosin trifosfat

[GTP]). Selanjutnya, makanan dalam sel dioksidasi secara bertahap, dan energi yang dibebaskan

dipakai untuk membentuk ATP yang baru, sehingga suplai zat ini selalu dipertahankan; semua

pemindahan energi ini terjadi melalui reaksi yang berpasangan.

Peran Utama Glukosa dalam metabolisme kerbohidrat

Produk akhir pencernaan karbohidrat dalam saluran pencernaan hampir seluruhnya

dalam bentuk glukosa, fruktosa, dan galaktosa dengan glukosa, yang mewakili rata-rata sekitar

80 persen dari produk-produk akhir tersebut. Setelah adsorpsi dari saluran pencernaan , banyak

fruktosa dan hampir semua gaaktosa diubah secara cepat menjadi glukosa di semua galaktosa

yang terdapat dalam sirkulasi darah. Glukosa kemudian menjadi jalur umum akhir untuk

mentranspor hampir semua karbohidrat ke sel jaringan.

Didalam sel hati, tersedia enzim yang sesuai untuk meningkatkan interkonversi antar

monosakarida-glukosa, fruktosa dan galaktosa . dinamika reaksi berlangsung sedemikian rupa

sehingga bila hati melepaskan monosakarida kembali ke dalam darah, produk akhirnya hampir

seluruhnya berupa glukosa. Alasannya bahwa sel hati mengandung sejumlah besar glukosa

fosfatase. Oleh karena itu, glukosa-6-fosfatase dapat dipecah menjadi glukosa dan fosfat, dan

glukosa selanjutnya dapat ditranspor kembali melalui membran sel hati ke dalam darah.

Sekali lagi ditekankan bahwa lebih dari 95 persen dari seluruh monosakarida yang

beredar dalam darah biasanya merupakan produk perubahan akhir, yaitu glukosa.

{ADP + PO3}-12000 kal

+ 12000 kal

-12000 kal

+ 12000 kal

Transpor Glukosa melalui membran sel

Sebelum glukosa dapat-dipakai oleh sel-sel jaringan tubuh, glukosa harus ditranspor

melalui membran sel jaringan masuk ke dalam sitoplasma sel . akan tetapi, glukosa tidak dapt berdifusi

melalui pori-pori sel membran dengan mudah sebab berat molekul maksimum partikel yang dapat

berdifusi dengan mudah adalah sekitar 100, dan glukosa mempunyai berat molekul 180. Namun,

glukosa dapat masuk ke dalam sel dengan derajat kemudahan yang rasional melalui membran dengan

mekanisme difusi terfasilitasi. Mekanisme dasarnya adalah sebagai berikut. Molekul yang berpenetrasi

melalui matriks lipid adalah sejumlah besar molekul protein pembawa (carrier) yang dapat berikatan

dengan glukosa. Dalam bentuk ikatan ini, glukosa dapat diangkut oleh pembawa dari satu sisi membran

ke sisi lainnya dan kemudian dibebaskan. Oleh karena itu, jika konsentrasi glukosa lebih besar pada satu

sisi membran daripada sisi lainnya, lebih banyak glukosa akan diangkut dari daerah berkonsentrasi tinggi

ke daerah berkonsentrasi rendah dan bukan dari sisi yang berlawanan .

Transpor glukosa melalui membran sebagian besar sel jaringan cukup berbeda dari

transpor yang terjadi melalui membran saluran pencernaan atau melalui epitel tubulus ginjal. Didua

tempat tersebut tadi, glukosa diangkut oleh mekanisme ko-transpor aktif natrium glukosa, yaitu

transpor aktif natrium menyediakan energi untuk mengabsorpsi glukosa melawan perbedaan

konsentrasi. Mekanisme ko-transpor natrium hanya berfungsi disel epitel tertentu yang secara khusus

disesuaikan untuk absorbsi aktif glukosa. Pada membran sel yang lain, glukosa diangkut hanya dari

konsentrasi yang lebih tinggi menuju ke konsentrasi yang lebih rendah oleh difusi terfasilitasi, yang

dimungkinkan oleh ikatan khusus dari protein pembawa glukosa dimembran.

Insulin meningkatkan difusi glukosa terfasilitasi

Kecepatan pengangkutan glukosa dan kcepatan pengangkutan beberapa mono sakarida

lainnya sangat di tingkatkan oleh insulin. Bila sejumlah besar insulin disekresi oleh pankreas, kecepatan

pengangkutan glukosa ke dalam sebagian besar sel meningkat sampai 10 kali atau lebih dibandingkan

dengan kecepatan pengangkutan tanpa adanya sekresi insulin. Sebaliknya, jumlah glukosa yang dapat

berdifusi ke dalam sebagian besar sel tubuh tanpa adanya insulin, terlalu sedikit untuk menyediakan

sejumlah glukosa yang dibutuhkan untuk metabolisme energi pada keadaan normal, dengan

pengecualian di sel hati dan sel otak. Secara praktis, kecepatan pemakaian karbohidrat oleh sebagian

besar sel diatur oleh kecepatan sekresi insulin dari pankreas.

Fosforilasi Glukosa

Segera setelah masuk ke dalam sel, glukosa bergabung dengan radikal fosfat yang sesuai

dengan reaksi berikut:

Glukosa glukokinase atau heksokinase

+ATP> Glukosa-6-fosfat

Fosforilasi ini ditingkatkan terutama oleh enzim glukonase di dalam hati dan oleh

heksokinase di dalam sebagian besar sel yang lain. Fosforilasi glukosa hampir seluruhnya irreversible

kecuali di sel hati, sel epitel tubulus ginjal, dan sel epitel usus; di dalam sel-sel tersebut, suatu enzim

yang lain, glukosa fosfatase, juga tersedia, dan bila enzim ini diaktifkan, reaksi dapat berjalan dalam arah

yang berkebalikan. Di sebagian besar jaringan tubuh, fosforilasi bekerja untuk menangkap glukosa di

dalam sel. Artinya, karena glukosa berikatan secara cepat dengan fosfat, glukosa tidak akan berdifusi

keluar, kecuali dari sel-sel khusus, terutama sel-sel hati, yang memiliki enzim fosfatase.

Penyimpanan Glikogen di Hati dan Otot

Setelah di absorbsi ke dalam sel, glukosa dapat segera dipakai untuk melepaskan energi

ke sel atau dapat disimpan dalam bentuk glikogen, yang merupakan polimer besar glukosa.

Semua sel tubuh mempunyai kemampuan untuk menyimpan paling sedikit beberapa

glikogen, tetapi sel-sel tertentu dapat menyimpan dalam jumlah yang besar, terutama sel hati, yang

dapat menyimpan glikogen sebanyak 5-8% dari beratnya, dan sel-sel otot, yang dapat menyimpan

glikogen sebanyak 1-3%. Molekul glikogen dapat dipolimerisasi dan polimernya bisa mencapai hampir

semua berat molekul, dengan berat molekul rata-rata 5 juta atau lebih besar; kebanyakan glikogen

mengendap dalam bentuk granula padat.

Konversi dari monosakarida menjadi senyawa presipitat dengan berat molekul tinggi

(glikogen) memungkinkan tersimpannya karbohidrat dalam jumlah besar tanpa mengubah tekanan

osmotik cairan intrasel secara bermakna. Konsentrasi yang tinggi dari monosakarida yang mudah larut

dengan berat molekul rendah akan sangat mengganggu hubungan osmotik antara cairan intrasel dan

ekstrasel.

Glikogenesis - proses pembentukan glikogen

Glukosa-6-fosfat dapat diubah menjadi glukosa-1-fosfat: yang kemudian diubah menjadi

glikogen. Beberapa enzim khusus dibutuhkan untuk mendapatkan perubahan ini. Dan setiap

monosakarida yang dapat diubah menjadi glukosa dapat masuk lebih kecil meliputi asam laktat, gliserol,

asam piruvat, asam amino, deaminasi, dapat juga diubah menjadi glukosa atau senyawa yang hampir

serupa dan kemudian diubah menjadi glikogen.

Membran Sel

Glikogen

Glukosadarah

Uridin difosfat glukosa(fosforilase)

Glukosa-1-fosfat

Glukosa-6-fosfat(glukokinase)

(fosfatase)

Glikolisis

Glukosa

Pemindahan Glikogen yang Disimpan – GlikogenolisisGlikogenolisis berarti pemecahan glikogen yang disimpan sel untuk membentuk kembali glukosa

di dalam sel. Glukosa kemudian dapat digunakan untuk menyediakan energi. Glikogenolisis tidak dapat terjadi melalui pembalikan reaksi kimia yang sama yang dipakai untuk membentuk glikogen; sebagai gantinya, setiap molekul glukosa yang berurutan pada masing-masing cabang polimer glikogen dilepaskan melalui proses fosforilasi, yang dikatalisis oleh enzim fosforilase.

Pada keadaan istirahat, fosforilase terdapat dalam bentuk tidak aktif, sehingga glikogen tetap dapat disimpan. Bila pembentukan glukosa dari glikogen diperlukan kembali, fosforilase harus diaktifkan terlebih dahulu. Hal ini dapat dicapai dalam beberapa cara, meliputi 2 cara berikut ini.

Aktivasi Fosforilase oleh Epinefrin atau oleh Glukagon. Dua hormon epinefrin dan glukagon, dapat mengaktifkan fosforilase dan dengan demikian menimbulkan glikogenolisis secara cepat. Pengaruh pertama dari masing-masing hormon ini adalah meningkatkan pembentukan siklik AMP kedalam sel, yang kemudian memicu suatu rangkaian reaksi kimia yang mengaktifkan fosforilase.

Epinefrin dilepaskan oleh medula adrenal ketika sistem saraf simpatis dirangsang. Oleh karena itu, salah satu fungsi sistem saraf simpatis adalah meningkatkan penyediaan glukosa untuk metabolisme energi secara cepat. Fungsi epinefrin ini terjadi secara nyata baik di dalam sel hati maupun otot, sehingga turut berperan bersama pengaruh lain dari rangsangan simpatis, guna menyiapkan tubuh untuk bekerja.

Glukogen adalah hormon yang disekresi oleh sel alfa pankreas apabila kadar gula darah turun sangat rendah. Glukagon merangsang pembentukan siklik AMP terutama di sel hati, dan hal ini selanjutnya meningkatkan pengubahan glikogen hati menjadi glukosa dan melepaskannya ke dalam darah, sehingga meningkatkan kadar gula darah.