metabolisme karbohidrat

METABOLISME KARBOHIDRAT

GLUKONEOGENESIS

GLUKONEOGENESIS : Perubahan asam laktat menjadi glukosa.

Asam Laktat (dan piruvat) terbentuk dari oksidasi yang tidak

sempurna dari glukosa.

Salah satu cara menghilangkan asam laktat adalah dengan

mengoksidasinya menjadi CO2 dan H2O.

Proses oksidasi asam laktat terjadi dalam jaringan otot lurik, jantung, dan otak.

Asam laktat merupakan senyawa yang dapat berubah menjadi asam piruvat dan sebaliknya. Perubahan itu terjadi dalam peristiwa GLIKOLISIS (Peristiwa pemecahan gula yang terjadi di sitoplasma sel)

Reaksi-reaksinya sebagai berikut :

COO-

∣C2 H12O2 2 HO — C — H + 2 H+

Glukosa

∣ Pembentukan laktat ini menghasilkan ATP.2 H+ akan menaikkan ADP menjadi ATP

CH2

L-laktat

Ini adalah reaksi dari pemecahan glukosa tanpa menggunakan O2. Pemecahan glukosa menjadi asam laktat dan H+

digunakan sebagai pengganti pembakaran sempurna glukosa menjadi

CO2 dan H2O.Materi Biokimia : Triman Jr.Drs.MPd.& Katrina, SKM 1

Terbentuknya asam laktat ini menghasilkan ATP tanpa menggunakan O2. Hal ini dapat terjadi karena adanya

enzim LAKTAT DEHIDROGENASE yang mengubah menjadi asam

PIRUVAT secara bolak balik.

Peristiwa pemecahan glukosa menjadi asam laktat dan piruvat dalam

keadaan tanpa Oksigen dan menghasilkan ATP ini merupakan jalur

cepat penghasil energi untuk keperluan kontraksi otot pada keadaan

kerja berat. Peristiwa demikian disebut Glikolisis Jalur EMBDEN

MEYERHOF.

Reaksi perubahan piruvat menjadi asam laktat dan sebaliknya dapat dilihat sebagai berikut :

COO-

COO-

∣ Laktat DEHIDROGENASE ∣

2 HO

— C — H + NAD+

C =O

+ NADH

+ H+

∣ ∣CH2 CH3

L-laktat Piruvat

Catatan : Laktat dehidrogenase adalah suatu oksidoreduktase

Asam laktat yang terbentuk dari glikolisis yang terjadi di sitoplasma sel

sebagian akan dibawa oleh darah menuju jaringan lain untuk

dioksidasi. Sebagian besar sisanya akan diubah kembali menjadi

gugusan glukosa atau bila persediaan glukosa masih cukup maka akan

diubah menjadi lemak.

Perubahan glukosa menjadi asam Laktat melalui jalur EMBDEN-

MEYERHOF bersifat IRREVERSIBEL (TAK DAPAT BOLAK-

BALIK). Oleh karena itu harus ada jalur lain untuk mengubah kembali

LAKTAT menjadi glukosa.

Materi Biokimia : Triman Jr.Drs.MPd.& Katrina, SKM 2

Dalam jalur Embden-Meyerhof 2 ATP diperlukan untuk mengubah

glukosa menjadi dua triofosfat :

(1) GLUKOSA + 2 ATP ~~~ 2 TRIOFOSFAT + 2 ADP

Perubahan selanjutnya dari triofasfat menjadi laktat menghasilkan 4

ATP. Sedangkan jumlah hasil ATP untuk tiap perubahan glukosa

menjadi laktat adalah 2 ATP.

(2) 2 TRIOFOSFAT + 4 ADP + 2 Pi ~~~~ 2 LAKTAT + 4 ATP

Jumlah : GLUKOSA + 2 ATP + 2 Pi ~~~~~ 2 LAKTAT + 2 ATP

Reaksi glikolisis keseluruhan bersifat Irreversibel, berarti glukosa tidak

dapat dibentuk dari laktat. Berarti harus ada cara yang memerlukan

energi tinggi lebih banyak (FOSFAT) untuk membentuk glukosa dari

laktat, yaitu berupa modifikasi dari jalur Embden-Meyerhof.

Sebagian besar laktat yang terbentuk dalam serat otot kerangka putih

kembali membentuk GLIKOGEN (Glikogen disimpan dalam hati).

Perlu diketahui serat otot kerangka putih tergolong OTOT LURIK

(STRIATED MUSCLE). Ingat pula bahwa otot lurik memiliki 3 macam

serat, yaitu PUTIH, MERAH, dan INTERMEDIATE.

Perubahan asam laktat yang terjadi dalam HATI dan GINJAL menjadi

glukosa kembali dikenal sebagai SIKLUS CORI (Siklus Asam Laktat).

Karena 4 ATP dihasilkan pada perubahan 2 triofosfat menjadi 2 laktat,

maka diperlukan 4 ATP untuk proses kebalikannya. Apa Mungkin ?

Jawabnya : Ya, bilamana rasio ATP/ADP dalam otot tersebut tinggi.

Untuk itu diperlukan enzim KINASE. Perhatikan reaksi berikut :


4 ATP 4 ADP

2 LAKTAT FRUKTOSA

1,6-BIFOSFAT

FRUKTOSA

BIFOSTASE H2O

Pi

FRUKTOSA 6-

FOSFAT

GLUKOSA 6-

FOSFAT

GLIKOGEN

ALUR GLUKONEOGENESIS PADA SERAT OTOT KERANGKA PUTIH


TAHAP-TAHAP GLUKONEOGENESIS :

ASAM AMINO

GLIKOGENIK

GLUKOSA GLIKOGEN

Beberapa tahap

PIRUVAT FOSFOENOL

PIRUVAT

3-FOSFOGLIESERAT GLUKOSA 6-

FOSFAT

ASAM

LAKTAT

ZAT ANTARA

SIKLUS KREBMONOSAKARIDA/

DISAKARIDA LAIN

POLISAKARIDA


PENGATURAN KADAR GLUKOSA DARAH

Peristiwa glukoneogenesis berperan penting dalam penyediaan

energi bagi kebutuhan tubuh, khususnya sistem saraf dan

peredaran darah (eritrosit).

Kegagalan glukoneogenesis berakibat FATAL, yaitu

terjadinya DISFUNGSI OTAK yang berakibat KOMA dan

kematian. Hal ini terjadi bilamana kadar glukosa darah

berada di bawah nilai kritis.

NILAI NORMAL LABORATORIS DARI GLUKOSA

DALAM DARAH IALAH : 65 – 110 ml/dL atau 3.6 – 6.1

mmol/L.

Setelah penyerapan makanan kadar glukosa darah pada

manusia berkisar antara 4.5 – 5.5 mmol/L. Jika orang tersebut

makan karbohidrat kadarnya akan naik menjadi sekitar 6.5 –

7.2 mmol/L.

Saat puasa kadar glukosa darah turun berkisar 3.3 – 3.9

mmol/L.

Pengaturan kadar glukosa darah dilakukan melalui

mekanisme METABOLIK dan HORMONAL.

Pengaturan tersebut termasuk bagian dari HOMEOSTATIK.


Aktivitas metabolik yang mengatur kadar glukosa darah

dipengaruhi oleh berbagai faktor antara lain : (1) Mutu dan

Jumlah Glikolisis dan glukoneogenesis, (2) Aktivitas enzim-

enzim, seperti GLUKOKINASE dan HEKSOKINASE.

Hormon penting yang memainkan peranan sentral dalam

pengaturan kadar glukosa darah adalah INSULIN.

Insulin dihasilkan dari sel-sel B dari Pulau-pulau Langerhans

Pankreas dan disekresikan langsung ke dalam darah sebagai

reaksi langsung bila keadaan HIPERGLIKEMIA.

Proses pelepasan insulin dari sel B pulau Langerhans

Pankreas dijelaskan sebagi berikut :

Glukosa dengan bebas dapat memasuki sel-sel B Langerhans

karena adanya Transporter GLUT 2. Glukosa kemudian

difosforilasi oleh enzim GLUKOKINASE yang kadarnya

tinggi. Konsentrasi glukosa darah mempengaruhi kecepatan

pembentukan ATP dari proses glikolisis, glukoneogenesis,

siklus Kreb dan Electron Transport System di mitokondria.

Peningkatan produksi ATP akan menghambat pompa kalium (

K+ pump) sehingga membran sel-sel B mengalami depolarisasi

sehingga ion-ion Kalsium ( Ca2+ ) masuk ke dalam membran

dan mendorong terjadinya eksositosis INSULIN. Selanjutnya


insulin dibawa darah dan mengubah glukosa yang kadarnya

tinggi menjadi GLIKOGEN.

Obat-obat untuk penderita Diabetes mellitus, seperti

SULFONILUREA berkhasiat menekan (menghambat) pompa

kalium, sehingga penderita DM tipe II yang tidak tergantung

insulin dari luar dapat menghasilkan insulinnya sendiri.

Senyawaan lain yang mendorong pelepasan insulik dari sel-sel

B Langerhans adalah asam amino, asam lemak bebas, badan

keton, glukagon, dan preparat obat tolbutamid. Insulin

memiliki efek langsung terhadap aktivitas enzim glikogen

sintetase.

Enzim yang kerjanya berlawanan dengan insulin adalah

GLUKAGON.

Glukoagon dihasilkan oleh sel-sel A Langerhans Pankreas.

Sekresi hormon ini distimulasi oleh keadaan

HIPOGLIKEMIA. Bila glukoagon yang dibawa darah sampai

di hepar maka akan mengaktifkan kerja enzim

FOSFORILASE sehingga mendorong terjadinya

GLUKONEOGENESIS.

Keadaan hiperglikemia juga direspon oleh ginjal dengan

mengadakan pengaturan melalui penyaringan oleh

GLOMERULUS secara terus menerus. Kemampuan filtrasi


glukosa oleh ginjal adalah 350 mg/menit. Bila kadar glukosa

darah terus meningkat maka filtrat glomerulus dapat

mengandung glukosa yang kemudia dibuang bersama urin.

Keadaan semacam ini disebut GLIKOSURIA. Keadaan

glikosuria dapat digunakan sebagai indikasi adanya Diabetes

mellitus.

Keadaan yang berhubungan dengan kadar gula dan enzim

tertentu dapat menyebabkan HIPOGLIKEMIA. Contoh

penyebab hipoglikemia defisiensi FRUKTOSA 1,6 BIFOSFAT,

gangguan Oksidasi asam lemak, dan selama KEHAMILAN

dan NEONATUS (bayi lahir prematur atau dengan berat

badan rendah).

Glukosa merupakan precursor GULA SUSU (LAKTOSA)

dalam kelenjar payudara dan secara aktif diambil oleh janin

ibu yang mengandung.


JALUR ASAM URAT

ADENOSIN GUANOSIN

H2O

NH4+

Fosforilasi inosin dengan enzim nukleosida purin fosforilase, adenin & guanin melepas ribosa 1-fosfat dan basa nitrogen sehingga terbentuk hipoxantin

O2 + H2O

H2O

NH4+

HIPOXANTIN ALOPURINOL XANTIN OKSIDASE XANTIN

OBAT

XANTIN OKSIDASE

O2 + H2O

O2 +

H2O

ANION URAT XANTIN OKSIDASE

ASAM URAT

Mempelajari jalur asam urat disarankan memahami dahulu

komposisi asam inti dan peristiwa pelepasan

(pembongkaran) Nitrogen yang ada dalam protein.

Manusia mengubah nukleosida PURIN yaitu adenosin dan

guanosin melalui senyawa-senyawa dengan reaksi yang

beraneka menjadi produk akhir berupa ASAM URAT yang


diekskresikan bersama urin. Penjelasan singkatnya sebagai

berikut :

Adenosin mengalami DEAMINASI dengan bantuan enzim

ADENOSIN DEAMINASE menjadi INOSIN. Inosin

difosforilasi oleh enzim nuklesida purin fosforilase menjadi

HIPOXANTIN dan sambil melepaskan RIBOSA 1-FOSFAT

dan Basa Nitrogen.

Selanjutnya hipoxantin dan guanin membentuk xantin

dengan katalisis enzim xantin oksidase. Xantin selanjutnya

menjadi ASAM URAT.

ASAM URAT terbentuk dari katabolisma basa

NITROGEN PURIN yaitu ADENIN dan GUANIN. Ingat

masih ada basa nitrogen lain yaitu PIRIMIDIN (Timin,

Sitosin, dan Urasil)

Asam Urat dikeluarkan melalui atau bersama urin. Jumlah

netto asam urat manusia adalah 400-600 mg dalam 24 jam.

Adanya kandungan asam urat di atas normal (normal

wanita 2.5 sampai 7.5 mg/dL atau setara 0.15 sampai 0.45

mmol/L, sedang laki-laki 3 sampai 9 mg/dL atau setara 0.18

sampai 0.54 mmol/L) mengindikasikan adanya penyakit

encok biasa (Penyakit Asam Urat. Istilah klinis

HIPERURISEMIA).


Kemungkinan timbulnya penyakit tersebut ada dua sebab :

(1) adanya peningkatan laju pembentukan asam urat, dan

(2) kerusakan sistem katabolisma tubuh.

Peningkatan kadar asam urat dalam darah akan dideposit

pada sendi-sendi. Ini yang menyebabkan persendian

mengalami sakit (kesemutan, linu, atau mati rasa dan sulit

digerakkan karena persendian mengalami arthritis). Obat

yang cocok adalah obat yang dapat menghalangi

pembentukan xantin, yaitu obat jenis ALOPURINAL. Obat

ini menghambat biosintesis purin KHUSUSNYA pada

reaksi perubahan hipoxantin menjadi xantin oleh enzim

XANTIN OKSIDASE. Struktur molekul obat ini mirip

dengan struktur Enzim xantin oksidase sehingga dapat

menyainginya dan menghambat produksi asam urat.


metabolisme karbohidrat

Documents