0

METABOLISME KARBOHIDRAT DAN KELAINANNYA

Makalah ini dibuat untuk memenuhi tugas mata kuliah Gizi dan Kesehatan

Dosen Pengampu: dr. Lia Ratnasari

Disusun oleh:

Kelompok 2

Aprilia Anggraeni P. 07680022

M. Bagus Pamuji 07680023

H.B.A Jayawardana07680031

Atik Kusumawati07680036

Mutrofingatun S. 07680041

Siti Munjaenab 07680043

Uswatun Navisah H. 07680044

Ratih Andriyani 07680045

PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UIN SUNAN KALIJAGA YOGYAKARTA

2010

BAB I

PENDAHULUAN

Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti bernafas, kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan berbaga aktivitas fisik seperti berolahraga atau bekerja.

Di dalam tubuh, karbohidrat yang telah terkonversi menjadi glukosa tidak hanya akan berfungsi sebagai sumber energi utamapbagi kontraksi otot atau aktifitas fisik tubuh, namun glukosa juga akan berfungsi sebagai sumber energi bagi sistem syaraf pusat termasuk juga untuk kerja otak. Selain itu, karbohidrat yang dikonsumsi juga dapat tersimpan sebagai cadangan energi dalam bentuk glikogen di dalam otot dan hati. Glikogen otot merupakan salah satu sumber energi tubuh saat sedang berolahraga sedangkan glikogen hati dapat berfungsi untuk membantu menjaga ketersediaan glukosa di dalam sel darah dan sistem pusat syaraf.

BAB II

PEMBAHASAN

Karbohidrat sederhana

Karbohidrat yang penting dalam ilmu gizi dibagi dalam dua golongan, yaitu karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Karbohidrat sederhana terdiri atas:

Monosakarida

Pada umumnya terasa manis dan didalam bahan makanan mempunyai tiga jenis monosakarida, yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Glukosa dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur terdapat luas di alam dalam jumlah sedikit. Contohnya dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Glukosa memegang peranan sangat penting dalam 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.

Tingkat kemanisan glukosa hanya separuh dari sukrosa sehingga dapat digunakan lebih banyak untuk tingkat kemanisan yang sama. Fruktosa dinamakan juga levulosa atau gula buah adalah gula pemanis. Fruktosa mempunya rumus kimia yang sama dengan glukosa C6H12O6, namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosa merangsang jonjot kecapan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis. Gula ini terutama terdapat dalam madu bersama glukosa dalam buah, nektar bunga dan juga di dalam sayur. Fruktosa dapat diolah dari pati dan digunakan secara komersial sebagai pemanis. Galaktosa, tidak terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa.

Disakarida

Terdiri atas empat jenis disakarida, yaitu sukrosa, maltosa, laktosa, dan trehalosa. Sukrosa juga dinamakan gula tebu atau gula bit. Secara komersial 99% kandungan gula pasir adalah sukrosa melalui proses penyulingan dan kristalisasi. Gula merah yang banyak digunakan di Indonesia dibuat dari tebu, kelapa atau enau melalui proses penyulingan tidak sempurna. Bila dicernakan atau dihidrolisis sukrosa pecah menjadi satu unit glukosa dan satu unit fruktosa. 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. Dalam proses berkecambah pati yang terdapat pada padi-padian pecah menjadi maltosa untuk kemudian diuraikan menjadi unit-unit glukosa tunggal sebagai makanan bagi benih yang sedang tumbuh.

Produksi bir terjadi bila maltosa difermentasi menjadi alkohol. Bila dicernakan atau dihidrolisis maltosa pecah menjadi dua unit glukosa. Laktosa atau gula susu hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu uinit glukosa dan satu unit galaktosa. Kadar laktosa pada susu sapi adalah 6,8 gram per 100ml, sedangkan pada ASI 4,8 gram per 100 ml. Laktosa adalah gula yang rasanya paling tidak manis (1/6 manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada disakarida lain. Trehalosa seperti juga maltosa terdiri atas dua molekul glukosa dan dikenal sebagai gula jamur. Trehalosa juga terdapat dalam serangga.

Gula alkohol

Terdapat di 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. 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 50 gram per hari dapat menyebabkan diare pada pasien diabetes. Sorbitol tidak mudah dimetabolisme oleh bakteri dalam mulut sehingga tidak mudah menimbulkan karies gigi. Oleh karena itu, sorbitol banyak digunakan dalam pembuatan permen karet. Manitol dan dulsitol adalah alkohol yang dibuat dari monosakarida manosa dan galaktosa. Manitol terdapat di dalam nanas, asparagus, ubi jalar, dan wortel. Inositol merupakan alkohol siklis yang menyerupai glukosa. Inositol terdapat dalam banyak bahan makanan, terutama dalam sekam serealia. Bentuk esternya dengan asam fitat menghambat absorpsi kalsium dan zat besi dalam usus halus.

Oligosakarida

Termasuk jenis ini adalah rafinosa, stakiosa, dan verbaskosa. Ketiga jenis oligosakarida ini terdapat di dalam biji tumbuh-tumbuhan dan kacang-kacangan serta tidak dapat dipecah oleh enzim-enzim pencernaan. Seperti halnya polisakarida nonpati, oligosakarida ini di dalam susu mengalami fermentasi. Fruktan terdapat di dalam sereali, bawang merah, bawang putih, dan asparagus. Fruktan tidak dicerna tetapi sebagian difermentasi dalam usus besar.

Karbohidrat kompleks terdiri atas:

Polisakarida

Terdiri atas pati, dekstrin, glikogen. Pati merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan dan merupakan karbohidrat utama yang dimakan manusia di seluruh dunia. Pati terdapat pada padi-padian, biji-bijian, dan umbi-umbian. Beras, jagung, dan gandum mengandung 70-80% pati, kacang-kacang kering seperti kacang kedelai, kacang merah, dan kacang hijau 30-60%, sedangkan ubi, talas, kentang, dan singkong 20-30%. Molekul pati terdiri atas amilosa dan amolopektin.

Komposisi amilosa dan amilopektin berbeda dalam pati berbagai bahan makanan. Amilopektin pada umumnya terdapat dalam jumlah besar, sebagian besar pati mengandung 15-35% amilosa. Pada beras semakin kecil kandungan amilosa atau semakin tinggi kandungan amilopektin, semakin pulen (lekat) nasi yang diperoleh. Dekstrin merupakan produk antara pada pencernaan pati atau dibentuk melalui hidrolisis parsial pati. Dekstrin merupakan sumber utama karbohidrat dalam makanan lewat pila (tube feeding). Dekstrin maltosa, suatu produk hasil hidrolisis parsial pati, digunakan sebagai makanan bayi karena tidak mudah mengalami fermentasi dan mudah dicernakan.

Glikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan bentuk simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan, terutama terdapat dalam hati dan otot. Tubuh mempunyai kapasitas terbatas untuk menyimpan glikogen, yaitu hanya sebanyak 350 gram. Dua pertiga bagian dari glikogen disimpan dalam otot dan selebihnya dalam hati. Glikogen dalam otot hanya dapat digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan semua sel tubuh.

Polisakarida nonpati/serat

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. Sedangkan serat yang larut dalam air adalah pektin, gum, mukilase, gluka, dan algal. Selulosa, hemiselulosa, dan lignin merupakan kerangka struktural semua tumbuh-tumbuhan. Pektin terdapat dalam syur dan buah, terutama jenis sitrus, pepaya, apel, jambu biji, anggur, dan wortel. Senyawa pektin berfungsi sebagai perekat antar dinding sel. Buah-buahan yang mengandung pektin tinggi baik untuk dibuat jam atau jeli. Gum arabic adalah sari pohon akasia.gum diekstraksi secara komersial dan digunakan dalam industri pangan sebagai pengental, emulsifier, dan stabilizer. Mukilase terdapat di dalam biji-bijian dan akar yang fungsinya diduga mencegah pengeringan.

Fungsi Karbohidrat antara lain sebagai berikut:

Sumber energi

Yaitu menyediakan energi bagi tubuh. 1 gram karbohidrat menghasilkan 4 kilo kalori (kkl).

Pemberi rasa manis pada makanan

Khususnya monosakarida dan disakarida. Fruktosa adalah gula manis. Bila tingkat kemanisan sukrosa diberi nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7; glukosa 0,7; maltosa 0,4; dan laktosa 0,2.

Penghemat protein

Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun.

Pengatur metabolisme lemak

Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna.

Membantu pengeluaran feses

Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara mengatur peristaltic usus dan memberi bentuk pada feses.

Tabel nilai karbohidrat berbagai bahan makanan

No.

Bahan makanan

Nilai karbohidrat

1.

Gula pasir

94,0

2.

Pati

87,6

3.

Beras

78,3

4.

Jagung

73,7

5.

Ketela pohon

34,7

6.

Umbi jalar

27,9

7.

Kentang

19,2

8.

Kacang hijau

62,9

9.

Kedelai

34,8

Metabolisme Karbohidrat

Peranan utama karbohidrat di dalam tubuh adalah menyediakan glukosa bagi sel-sel tubuh, yang kemudian diubah menjadi energy. Glukosa memegang peranan sentral dalam metabolisme karbohidrat. Jaringan tertentu hanya memperoleh energi dari karbohidrat seperti sel darah merah serta sebagian besar otak dan system syaraf.

Penyimpanan Glukosa Dalam Bentuk Glikogen

Salah satu fungsi utama hati adalah menyimpan dan mengeluarkan glukosa sesuai kebutuhan tubuh. Kelebihan glukosa akan disimpan didalam hati dalam bentuk glikogen. Bila persediaan glukosa darah menurun, hati akan mengubah sebagian dari glikogen menjadi glukosa dan mengeluarkannya ke dalam aliran darah.

Glukosa ini akan dibawa oleh darah keseluruh bagian tubuh yang memerlukan, seperti otak, system syaraf, jantung dan organ tubuh lain. Sel-sel otot dan sel-sel lain disamping glukaosa menggunakan lemak sebagai sumber energi. Sel- sel otot itu juga menyimpan glukosa dalam bentuk glikogen (sebanyak dua pertiga bagian). Glikogen ini hanya digunakan sebagai energi untuk keperluan otot saja dan tidak dapat dikembalikan sebagai glukosa ke dalam aliran darah.Tubuh hanya dapat menyimpan glikogen dalam jumlah terbatas, yaitu untuk keperluan energi beberapa jam.

Penggunaan Glukosa Untuk Energi

Bila glukosa memasuki sel, enzim-enzim akan memecahnya menjadi bagian-bagian kecil yang pada akhirnya akan menghasilkan energi, karbon dioksida, dan air. Bagian- bagian kecil itu dapat pula disusun kembali menjadi lemak.

Agar tubuh selalu menjadi glukosa untuk keperluan energi, hendaknya seseorang tiap hari memakan sumber karbohidrat pada selang waktu tertentu, karena persediaan glikogen hanya bertahan untuk keperluan beberapa jam. Apakah karbohidrat dan makanan dapat digantikan sebagai sumber energi oleh lemak dan protein?

Protein dapat diubah menjadi glukosa melalui proses glukoneogenesis (sintesis glukosa dari rantai karbon nonkarbohidrat) dalam batas-batas tertentu, tetapi protein mempunyai fungsi lain yang tidak dapat digantikan oleh zat gizi lain, seperti untuk pertumbuhan. Lemak tubuh tidak dapat diubah menjadi glukosa dalam jumlah berarti. Glukosa sebagai sumber energi untuk sel-sel otak, sel syaraf lain dan sel darah merah tidak dapat digantikan oleh lemak. , jadi, makanan sehari-hari harus mengandung harbohidrat. Karbohidrat yang cukup akan mencegah penggunaan protein untuk energi (sebagai penghemat protein).

Perubahan Glukosa Menjadi Lemak

Kelebihan karbohidrat didalam tubuh dapat diubah menjadi lemak. Perubahan ini terjadi di dalam hati. Lemak ini kemudian dibawa ke sel-sel lemak yang dapat menyimpan lemak dalam jumlah tidak terbatas.

Gula Darah

Agar dapat berfungsi secara optimal, tubuh hendaknya dapat mempertahankan konsentrasi darah gula (dalam bentuk glukosa) dalam batas-batas tertentu, yaitu 70-120 mg/ml dalam keadaan puasa. Bila gula darah naik di atas 170 mg/100 ml, gula akan dikeluarkan melalui urine. Bila sebaliknya gula darah turun hingga40-50 mg/100ml, kita akan merasa gugup, pusing, lemas, dan lapar. Gula darah terlalu tinggi disebut hiperglikemia dan bila terlalu rendah disebut hipoglikemia. Beberapa macam hormon terlibat dalam pengaturan gula darah ini.

Hormon insulin yang diproduksi oleh sel-sel beta pulau langerhands pancreas menurunkan gula darah. Mekanisme penurunan gula darah oleh insulin, meliputi peningkatan laju penggunaan glukosa melalui oksidasi, glikogenesis (perubahan glukosa menjadi glikogen) dan lipogenesis (perubahan glukosa menjadi lemak). Difusi fasilitatif glukosa ke dalam sel-sel otot dan sel-sel lemak meningkat, glukosa disimpan dalam hati dan otot-otot dalam bentuk glikogen, serta pengambilan glukosa untuk diubah menjadi lemak oleh sel-sel lemak dan hati meningkat. Pengeluaran insulin dirangsang oleh hormon-hormon saluran cerna.

Glukagon yang diproduksi oleh sel-sel alfa pulau-pulau langerhands mempunyai pengaruk kebalikan dari insulin. Glucagon meningkatkan gula darah melalui peningkatan glikogenolisis (perubahan glikogen menjadi glukosa) glukoneogenesis. Insulin dan glucagon adalah antagonis dan pengaruhnya berlawanan inilah yang untuk sebagian menjaga keseimbangan metabolism karbohidrat. Epinefrin, hormon yang dikeluarkan oleh medulla kelenjar adrenal mempengaruhi pemecahan glikogen dalam hati dan otot menjadi glukosa dan menurunkan pengeluaran insulin dari pancreas. Dengan demikian epinefrin meningkatkan gula darah. Sekresi epinefrin meningkat bila marah dan ketakutan, pembentukan glukosa yang menyusul mengeluarkan energy ekstra untuk menghadapi kritis.

Kelainan-kelainan pada metabolisme karbohidrat

Obesitas

Penyakit kegemukan (obesitas) disebabkan ketidak seimbangan antara konsumsi kalori dan kebutuhan energi, dimana konsumsi terlalu berlebihan dibandingkan dengan kebutuhan atau pemakaian energi. Kelebihan energi di dalam tubuh disimpan dalam bentuk jaringan lemak. Seseorang disebut menderita obesitas apabila berat badanya pada laki-laki melebihi 15% dan pada wanita melebihi 20% dari berat badan ideal menurut umurnya.

Diabetes mellitus

Merupakan gangguan metabolic yang bersangkutan dengan karbohidrat glukosa. Penyakit ini disebabkan oleh defisiensi hormon insulin. Hormon yang dihasilkan oleh sel-sel beta di dalam pulau langerhans dalam pancreas ini mengatur metabolism glukosa. Defisiensi relatif dari hormon insulin ini bisa karena sintesisnya defisien, tetapi mungkin pula produksinya cukup tetapi sensitifitas sel target terhadap hormon menurun.

Kembung, kejang perut, dan diare.

Kekurangan lactase dapat menyebabkan ketidak tahanan terhadap laktosa. Laktosa yang tidak dicerna, tidak dapat diserap dan tetap tinggal dalam saluran pencernaan. Hal ini menyebabkan mikroorganisme tertentu tumbuh, dan menyebabkan gejala-gejala kembung, kejang, dan diare.

BAB III

KESIMPULAN

Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal.

Karbohidrat yang penting dalam ilmu gizi dibagi dalam dua golongan, yaitu karbohidrat sederhana dan karbohidrat kompleks. Karbohidrat sederhana terdiri atas monosakarida, disakarida, oligosakarida, dan gula alcohol. Sedangkan karbohidrat kompleks terdiri atas polisakarida dan serat (polisakarida non pati).

Fungsi karbohidrat adalah sebagai sumber energi, pemberi rasa manis pada makanan, penghemat protein, pengatur metabolism lemak, dan membantu pembuangan feses. Kelainan pada metabolism karbohidrat yaitu obesitas, diabetes mellitus, kembung, kejang perut, dan diare.

DAFTAR PUSTAKA

Almatsir, sunita. 2009. Prinsip Dasar Ilmu Gizi. Jakarta: Gramedia

Irawan, M. Anwari. 2007. Karbohidrat. Sports Science Brief Vol. 01 Nomor 03. http://pssplab.com

Yuniastuti, Ari. 2008. Gizi dan Kesehatan. Yogyakarta: Graha Ilmu.