A. Sintesis Glikogen (Glikogenesis) Tahap pertama metabolisme karbohidrat adalah pemecahan glukosa (glikolisis) menjadi piruvat. Selanjutnya piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Akhirnya asetil KoA masuk ke dalam rangkaian siklus asam sitrat untuk dikatabolisir menjadi energi. Proses ini terjadi jika kita membutuhkan energi untuk aktifitas, misalnya berpikir, mencerna makanan, bekerja dan sebagainya. Jika kita memiliki glukosa melampaui kebutuhan energi, maka kelebihan glukosa yang ada akan disimpan dalam bentuk glikogen. Proses anabolisme ini dinamakan glikogenesis. Jadi, glikogenesis adalah proses anabolisme glikogen dari glukosa terutama terjadi di hati dan otot yang bertujuan untuk menambah simpanan glikogen dalam tubuh sebagai cadangan makanan jangka pendek. Glikogen merupakan bentuk simpanan karbohidrat yang utama di dalam tubuh dan analog dengan amilum pada tumbuhan. Unsur ini terutama terdapat didalam hati (sampai 6%), otot jarang melampaui jumlah 1%. Glikogen otot berfungsi sebagai sumber heksosa yang tersedia dengan mudah untuk proses glikolisis di dalam otot itu sendiri. Sedangkan glikogen hati sangat berhubungan dengan simpanan dan pengiriman heksosa keluar untuk mempertahankan kadar glukosa darah, khususnya pada saat di antara waktu makan. Setelah 12-18 jam puasa, hampir semua simpanan glikogen hati terkuras habis. Tetapi glikogen otot hanya terkuras secara bermakna setelah seseorang melakukan olahraga yang berat dan lama. Rangkaian proses terjadinya glikogenesis digambarkan sebagai berikut: 1. Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat (reaksi yang lazim terjadi juga pada lintasan glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase sedangkan di hati oleh glukokinase. 2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan bantuan katalisator enzim fosfoglukomutase. Enzim itu sendiri akan mengalami fosforilasi dan gugus fosfo akan mengambil bagian di dalam reaksi reversible yang intermediatnya adalah glukosa 1,6-bifosfat. Enz-P + Glukosa 1-fosfat Enz + Glukosa 1,6-bifosfat Enz-P + Glukosa 6-fosfat 3. Selanjutnya glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk uridin difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini dikatalisir oleh enzim UDPGlc pirofosforilase. UDPGlc + PPiUTP + Glukosa 1-fosfat Uridin difosfat glukosa (UDPGlc) (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper) Lintasan glikogenesis dan glikogenolisis (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper) Tahap-tahap perangkaian glukosa demi glukosa digambarkan pada bagan berikut: Biosintesis glikogen (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper) Tampak bahwa setiap penambahan 1 glukosa pada glikogen dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Sekelompok glukosa dalam rangkaian linier dapat putus dari glikogen induknya dan berpindah tempat untuk membentuk cabang. Enzim yang berperan dalam tahap ini adalah enzim pembentuk cabang (branching enzyme).

B. Proses Pemecahan Glikogen (Glikogenolisis) Jika glukosa dari diet tidak dapat mencukupi kebutuhan, maka glikogen harus dipecah untuk mendapatkan glukosa sebagai sumber energi. Proses ini dinamakan glikogenolisis. Jadi, glikogenolisis adalah proses katabolisme glikogen menjadi glukosa yang terjadi di hati sedangkan pada otot menjadi adam piruvat dan asam laktat. Glikogenolisis seakan-akan kebalikan dari glikogenesis, akan tetapi sebenarnya tidak demikian, proses ini memiliki lintasan terpisah. Untuk memutuskan ikatan glukosa satu demi satu dari glikogen diperlukan enzim 4fosforilase. Enzim ini spesifik untuk proses fosforolisis rangkaian 1 glikogen untuk menghasilkan glukosa 1-fosfat. Residu glukosil terminal pada rantai paling luar molekul glikogen dibuang secara berurutan sampai kurang lebih ada 4 buah residu glukosa yang tersisa pada tiap 6.sisi cabang 1 (C6)n-1 + Glukosa 1-fosfat(C6)n + Pi Glikogen Glikogen Glukan transferase dibutuhkan sebagai katalisator pemindahan unit trisakarida 6dari satu cabang ke cabang lainnya sehingga membuat titik cabang 1 6 memerlukan kerja enzim enzim pemutusterpajan. Hidrolisis ikatan 1 cabang (debranching enzyme) yang spesifik. Dengan pemutusan cabang tersebut, maka kerja enzim fosforilase selanjutnya dapat berlangsung. Tahap-tahap glikogenolisis (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper) C. Regulasi Gulah Darah (Pengaturan Kadar Gula Darah / KGD) Dalam tubuh harus terjadi homeostasis kadar glukosa, yaitu keseimbangan antara katabolisme dan anabolisme glukosa dalam darah. Regulasi glukosa dalam darah dijalankan oleh hormon metabolik, hormon yang utama yaitu hormon insulin dan glukagon. a. Hormon Insulin Hormon insulin dihasilkan oleh sel sel langerhans pada pankreas. Harmon insulin berfungsi untuk meningkatkan glikogenesis dan menghambat glikogenolisis. Terjadinya peristiwa glikogenesis berarti terjadi pengurangan glukosa yang diambil untuk sintesis glikogen, yang juga berarti menurunkan kadar glukosa dalam darah. Yang menghambat sekresi insulin adalah hormon epinefrin dan hormon nor epinefrin. Sedangkan yang mendorong sekresi insulin yaitu asam amino, asam lemak bebas, benda keton, glukagon, sekretin, sulfonil, urea, tulbotamid dan gliburit. Maka bila kadar insulin dalam tubuh berlebih akan terjadi hipoglikemia (kekurangan gula darah). Sedangkan apabila kadar glukosa berlebih (dalam keadaan hiperglikemia) insulin diproduksi. b. Hormon Glukagon Hormon glukagon diproduksi oleh sel-sel langerhans pangkreas. Hormon glukagon memiliki fungsi yang sebaliknya dengan insulin yaitu menaikkan glukosa dalam darah dengan meningkatkan glikogenolisis dengan cara menstimulir glikogen fosforilase dan menekan glikogen sintase yang menyebabkan terlepasnya glikogen dalam hati. Maka bila kelebihan glukagon tubuh akan mengalami hiperglikemia. Sedangkan apabila tubuh mengalami hipoglikemia glukagon diproduksi. Dalam keadaan stress ada hormon lain yang juga membantu menaikkan kadar glukosa dalam darah, yaitu hormon epinefrin (adrenalin) yang merangsang pembebasan glukosa dari glikogen. Hormon ini membantu tubuh kita untuk berkelahi dan berlari dalam keadaan darurat. Kontrol Metabolisme Glikogen