METABOLISME KARBOHIDRATMETABOLISME KARBOHIDRAT

RUDI MUNZIRWAN SIREGAR SSI, MSIRUDI MUNZIRWAN SIREGAR SSI, MSI

FUNGSI KARBOHIDRAT TERUTAMA SEBAGAI FUNGSI KARBOHIDRAT TERUTAMA SEBAGAI SUMBER ENERGISUMBER ENERGI

MONOSAKARIDA ( HEKSOSA ) HASIL PENCERNA-MONOSAKARIDA ( HEKSOSA ) HASIL PENCERNA- AN KARBOHIDRAT TERUTAMA :AN KARBOHIDRAT TERUTAMA : * * GLUKOSAGLUKOSA * * FRUKTOSAFRUKTOSA * * GALAKTOSAGALAKTOSA

Proses pada metabolisme karbohidrat :Proses pada metabolisme karbohidrat :

1. Glikolisis1. Glikolisis

2. Glikogenesis2. Glikogenesis

3. Glikogenolisis3. Glikogenolisis

4. HMP Shunt4. HMP Shunt

5. Glukoneogenesis5. Glukoneogenesis

GLIKOLISISGLIKOLISIS Disebut juga Disebut juga EMBDEN MEYER HOFF PATHWAYEMBDEN MEYER HOFF PATHWAY Terjadi di dalam Terjadi di dalam sitosolsitosol Glikolisis : oksidasi glukosa energi ( ATP )Glikolisis : oksidasi glukosa energi ( ATP )

AnaerobAnaerob

( ( asam laktatasam laktat ) )

Jalur GlikolisisJalur Glikolisis

Reaksi pd Glikolisis pada umumnya berjalan 2 arah, Reaksi pd Glikolisis pada umumnya berjalan 2 arah, kecuali 3 reaksi berikut berjalan searah yaitu kecuali 3 reaksi berikut berjalan searah yaitu heksokinase, fosfofruktokinase dan piruvat kinase heksokinase, fosfofruktokinase dan piruvat kinase

GLIKOLISIS DI ERITROSITGLIKOLISIS DI ERITROSIT : :

* Eritrosit dewasa tidak mempunyai inti sel dan orga-* Eritrosit dewasa tidak mempunyai inti sel dan orga-

nel sel ( mitokondria ) nel sel ( mitokondria ) Rantai RespirasiRantai Respirasi dan dan

Siklus Asam SitratSiklus Asam Sitrat tidak dapat terjaditidak dapat terjadi

* oksidasi glukosa di eritrosit selalu menghasilkan * oksidasi glukosa di eritrosit selalu menghasilkan

asam laktatasam laktat

Siklus asam sitrat: mengubah asam Siklus asam sitrat: mengubah asam piruvat menjadi CO2, H2O dan piruvat menjadi CO2, H2O dan sejumlah energisejumlah energi

GLIKOGENESISGLIKOGENESIS Sintesis glikogen dari glukosaSintesis glikogen dari glukosa Terjadi di dalam Terjadi di dalam hati dan otothati dan otot Reaksi 1 : Reaksi 1 : MgMg++++

Glukosa + ATP Glukosa 6-p + ADPGlukosa + ATP Glukosa 6-p + ADP

Glukokinase / HeksokinaseGlukokinase / Heksokinase

Reaksi 2 : Reaksi 2 :

Glukosa 6-p Glukosa 1-pGlukosa 6-p Glukosa 1-p

FosfoglukomutaseFosfoglukomutase

Reaksi 3 :Reaksi 3 :

Glukosa 1-p + UTP UDP + GlikogenGlukosa 1-p + UTP UDP + Glikogen

UDPG PirofosforilaseUDPG Pirofosforilase

Glikogenesis dan GlikogenolisisGlikogenesis dan Glikogenolisis Kelebihan glukosa Kelebihan glukosa penyimpanan (glikogen hati dan otot) = penyimpanan (glikogen hati dan otot) =

glikogenesis.glikogenesis. Dapat diubah jadi glukosa Dapat diubah jadi glukosa mempertahankan glukosa darah mempertahankan glukosa darah

(dalam keadaan puasa) = 12- 18 jam puasa.(dalam keadaan puasa) = 12- 18 jam puasa. Glikogen hati dapat dibentuk dari Asam laktat. Glikogen hati dapat dibentuk dari Asam laktat. Konsentrasi glukosa darah normal = 80 – 120 mg / 100 ml.(3-7 Konsentrasi glukosa darah normal = 80 – 120 mg / 100 ml.(3-7

mmol/L) Setelah makan mmol/L) Setelah makan glukosa darah naik hingga 120-130 glukosa darah naik hingga 120-130 mg /100 ml mg /100 ml turun menjadi normal. turun menjadi normal.

Dalam keadaan puasa glukosa darah Dalam keadaan puasa glukosa darah 60 – 70 mg / 100 ml. 60 – 70 mg / 100 ml. (hipoglikemik < kadar normal > hiperglikemik). Hiperglikemik (hipoglikemik < kadar normal > hiperglikemik). Hiperglikemik (melewati ambang ginjal 170 atau 180 mg (melewati ambang ginjal 170 atau 180 mg glukosuria. glukosuria.

Glukosa darah turun dibawah 1,5 mmol / L Glukosa darah turun dibawah 1,5 mmol / L fungsi otak fungsi otak terganggu terganggu koma koma kematian. kematian.

Glikogen hatiGlikogen hati

asam laktat glukosa darahasam laktat glukosa darah

Glikogen ototGlikogen otot

Siklus CoriSiklus Cori

Jalur glikogenesis dan glikogenolisisJalur glikogenesis dan glikogenolisis

Glikogen Lisis = GlikogenolisisGlikogen Lisis = Glikogenolisis Pemecahan Glikogen -> GlukosaPemecahan Glikogen -> Glukosa

Glikogen Fosforilase : Glikogen (Glikogen Fosforilase : Glikogen (αα 1,4 glikosidik ) -- 1,4 glikosidik ) -- Glukosa 1-PGlukosa 1-P

Tranferase : memindahkan 3 residu glukosa Tranferase : memindahkan 3 residu glukosa cabang lain cabang lain αα 1,6 gilokosilase 1,6 gilokosilase ikatan ikatan αα 1,6 glikosidik 1,6 glikosidik

Glukosa 1p Glukosa 1p Glukosa 6 P Glukosa 6 P Glukosa (Di hati dan Ginjal) -> Glukosa (Di hati dan Ginjal) -> Glukosa DarahGlukosa Darah

Di Otot Di Otot Glukosa 6 P Glukosa 6 P Jalur Glikolisis Jalur Glikolisis

GLIKOGENOLISISGLIKOGENOLISIS Proses Proses pemecahan glikogenpemecahan glikogen Dalam Dalam otot otot :: * tujuannya untuk mendapat * tujuannya untuk mendapat energi bagi ototenergi bagi otot * hasil akhirnya : piruvat / laktat sebab gluko-* hasil akhirnya : piruvat / laktat sebab gluko- sa 6-p yg dihasilkan dr glikogenolisis masuk ke jalur sa 6-p yg dihasilkan dr glikogenolisis masuk ke jalur glikolisis di ototglikolisis di otot DalamDalam hati hati : : * tujuannya : untuk * tujuannya : untuk mempertahankan kadar glukosamempertahankan kadar glukosa darah pada waktu makandarah pada waktu makan * Glukosa 6-p akan diubah menjadi glukosa* Glukosa 6-p akan diubah menjadi glukosa

Glukosa 6-p + HGlukosa 6-p + H22O Glukosa + PiO Glukosa + Pi Glukosa 6-fosfataseGlukosa 6-fosfatase

Glikogenesis dan Glikogenlisis Glikogenesis dan Glikogenlisis HatiHati

Pembentukan dipengaruhi oleh insulin (sama Pembentukan dipengaruhi oleh insulin (sama dengan di hati)dengan di hati)

Glikogenolisis dipengaruhi oleh Epineprin Glikogenolisis dipengaruhi oleh Epineprin dan Cadan Ca

Otot kontraksi Otot kontraksi konsentarsi Ca meningkat konsentarsi Ca meningkat peningkatan penangkapan Ca oleh peningkatan penangkapan Ca oleh protein (Calmodulin) protein (Calmodulin) Forsofrilasi kinase Forsofrilasi kinase Glikogen fosfolisae (GlikogenGlikogen fosfolisae (Glikogen G-1P) G-1P)

Hormon epineprin (medula renalis) Hormon epineprin (medula renalis) mekanisme spt hormon glukagonmekanisme spt hormon glukagon

GLUKONEOGENESISGLUKONEOGENESIS Pembentukan glukosa dari bahan bukan karbohidratPembentukan glukosa dari bahan bukan karbohidrat Pada mamalia terutama terjadi di : hati dan ginjalPada mamalia terutama terjadi di : hati dan ginjal Substrat :Substrat : 1. 1. Asam laktatAsam laktat dari otot, eritrosit dari otot, eritrosit 2. 2. GliserolGliserol dr. hidrolisis Triasilgliserol dlm. jar. dr. hidrolisis Triasilgliserol dlm. jar. lemak ( adiposa )lemak ( adiposa ) 3. 3. Asam propionatAsam propionat pd ruminansia pd ruminansia

Glukoneogenesis penting sekali untuk penyediaan gluGlukoneogenesis penting sekali untuk penyediaan glu kosa bila karbohidrat tidak cukup dlm dietkosa bila karbohidrat tidak cukup dlm diet

Asam laktat Asam laktat Asam laktat masuk ke mitokondria Asam laktat masuk ke mitokondria oksaloasetat (enzim oksaloasetat (enzim

piruvat karboksilase)piruvat karboksilase) Malat Malat ke sitosol ke sitosol oksaloasetat oksaloasetat PEP PEP Glukosa 6 P (enzim Glukosa 6-P-ase di hepar, ginjal) Glukosa 6 P (enzim Glukosa 6-P-ase di hepar, ginjal) Glukosa. Glukosa.

Protein :Asam amino :Protein :Asam amino : Asam aspartat Asam aspartat oksaloasetat oksaloasetat Tirosin, fenilalanin Tirosin, fenilalanin fumarat fumarat Isoleusin, metionin, valin Isoleusin, metionin, valin suksinil Ko-A. suksinil Ko-A. Histidin, prolin, glutamin, arginin Histidin, prolin, glutamin, arginin Glutamat Glutamat alfa-ketoglutarat. alfa-ketoglutarat.

Lemak :Lemak : Gliserol Gliserol dihidroksi aseton-P dihidroksi aseton-P Asam lemak Asam lemak asetil Ko-A asetil Ko-A PropionatPropionat Propionil S-KoA Propionil S-KoA D-metil-malonil S KoA D-metil-malonil S KoA L- L-

metilmalonil-SKo-Ametilmalonil-SKo-A Suksinil Ko-A. Suksinil Ko-A.

Jaringan perlu pasokan glukosa kontinu sebagai Jaringan perlu pasokan glukosa kontinu sebagai sumber energi terutama sumber energi terutama sistem saraf dan sistem saraf dan eritrositeritrosit

Glukoneogenesis dengan bantuanGlukoneogenesis dengan bantuan enzim: enzim: 1.1. Piruvat karboksilasePiruvat karboksilase 2. Fosfoenolpiruvat karboksikinase2. Fosfoenolpiruvat karboksikinase 3. Fruktosa 1,6 bifosfatase3. Fruktosa 1,6 bifosfatase 4. Glukosa 6-fosfatase4. Glukosa 6-fosfatase

Jalur GlukoneogenesisJalur Glukoneogenesis

HMP SHUNTHMP SHUNT(HEKSOSA MONO PHOSPHAT SHUNT)(HEKSOSA MONO PHOSPHAT SHUNT)

Disebut juga : Disebut juga : Pentose Phosphate PathwayPentose Phosphate Pathway Merupakan Merupakan jalan lain untuk oksidasi glukosajalan lain untuk oksidasi glukosa Tidak bertujuan menghasilkan energi ( ATP )Tidak bertujuan menghasilkan energi ( ATP ) Aktif dalam :Aktif dalam : 1. Hati1. Hati 2. Jar. Lemak2. Jar. Lemak 3. Klj. Korteks adrenal3. Klj. Korteks adrenal 4. Klj. Tiroid4. Klj. Tiroid 5. Eritrosit5. Eritrosit 6. Klj. Mammae ( laktasi )6. Klj. Mammae ( laktasi )

HMS (HEKSOSA MONOPHOSPHAT SHUNTHMS (HEKSOSA MONOPHOSPHAT SHUNT

Jalur metabolisme utama penggunaan glukosa Jalur metabolisme utama penggunaan glukosa selain glikolisis.selain glikolisis.

Secara Kuantitatif kecil, berperan penting.Secara Kuantitatif kecil, berperan penting.

1.1. Menghasilkan NADPH Menghasilkan NADPH sintesis reduktif : sintesis reduktif : biosintesis asam lemak, steroid.asam-asam biosintesis asam lemak, steroid.asam-asam amino amino lewat lewat glutamat amino amino lewat lewat glutamat dehidrogenase, sintesis glutation tereduksi dehidrogenase, sintesis glutation tereduksi di dalam eritrosit.di dalam eritrosit.

2.2. Produksi ribosa untuk biosintesis nukleotida Produksi ribosa untuk biosintesis nukleotida serta asam nukleat.serta asam nukleat.

Jalur HMP ShuntJalur HMP Shunt

Kesamaan dengan glikolisis : Kesamaan dengan glikolisis : Glukosa 6P.Glukosa 6P.

Perbedaan dengan glikolisis :Perbedaan dengan glikolisis : Menggunakan NADP bukan NAD.Menggunakan NADP bukan NAD. Menghasilkan Co2, tidak Menghasilkan Co2, tidak

dihasilkan pada glikolisis-dihasilkan pada glikolisis-anaerobanaerob

Tidak menghasil ATP.Tidak menghasil ATP. Mengahasilkan Ribosa fosfatMengahasilkan Ribosa fosfat..

GLUKOSA DARAHGLUKOSA DARAH Glukosa dapat dipakai oleh semua jaringan tubuh, Glukosa dapat dipakai oleh semua jaringan tubuh,

disimpan :disimpan : * hati dan otot * hati dan otot GlikogenGlikogen * jaringan lemak * jaringan lemak Triasilgliserol ( TG )Triasilgliserol ( TG ) Sumber glukosa darah :Sumber glukosa darah : 1. Karbohidrat Makanan1. Karbohidrat Makanan 2. Glikogenolisis hepar2. Glikogenolisis hepar 3. Glukoneogenesis3. Glukoneogenesis Hormon yg mengatur glukosa darah :Hormon yg mengatur glukosa darah : * Insulin* Insulin * Hormon dr. klj. Hipofisa anterior : Growth Hormone* Hormon dr. klj. Hipofisa anterior : Growth Hormone * Hormon klj. Medula adrenal : epinefrin, glukagon* Hormon klj. Medula adrenal : epinefrin, glukagon

PENGARUH HORMONPENGARUH HORMON : :

* Keadaan kadar glukosa darah * Keadaan kadar glukosa darah

merangsang sekresi hormon glukagonmerangsang sekresi hormon glukagon

* Keadaan kadar glukosa darah * Keadaan kadar glukosa darah merangsang sekresi hormon insulinmerangsang sekresi hormon insulin

* Keadaan darurat merangsang sekresi * Keadaan darurat merangsang sekresi hormon adrenalinhormon adrenalin

GlukagonGlukagon (hati) (hati) PembentukanPembentukan cAMPcAMP EpinefrinEpinefrin (otot) (otot) 1. cAMP menghambat Glikogen sinta-1. cAMP menghambat Glikogen sinta- se menghambat glikogenesisse menghambat glikogenesis 2. cAMP memacu fosforilase2. cAMP memacu fosforilase memacu glikogenolisismemacu glikogenolisis INSULININSULIN : : 1. Memacu glikogen sintase1. Memacu glikogen sintase 2. Memacu fosfodiesterase yg akan memecah 2. Memacu fosfodiesterase yg akan memecah

cAMP menjadi 5’AMPcAMP menjadi 5’AMP efekefek : memacu glikogenesis : memacu glikogenesis menghambat glikogenolisismenghambat glikogenolisis