BAB
I
PENDAHULUAN
A.
Latar
Belakang
Tubuh manusia terdiri
dari jutaan sel-sel, di mana masing-masing sel membutuhkan energi untuk
kehidupannya. Energi tersebut berasal dari makanan, terutama zat karbohidrat. 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 berbagai aktivitas fisik seperti
berolahraga atau bekerja.
Secara sederhana karbohidrat dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu karbohidrat
sederhana dan karbohidrat kompleks dan berdasarkan responnya terhadap glukosa
darah di dalam tubuh, karbohidrat juga dapat dibedakan berdasarkan nilai
tetapan indeks glicemik-nya (glycemic index).
Contoh dari
karbohidrat sederhana adalah monosakarida seperti glukosa, fruktosa dan
galaktosa atau juga disakarida seperti sukrosa dan laktosa. Jenis – jenis
karbohidrat sederhana ini dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan
seperti madu, buah-buahan dan susu. Sedangkan contoh dari karbohidrat kompleks adalah
pati (starch), glikogen (simpanan energi di dalam tubuh), selulosa,
serat (fiber) atau dalam konsumsi sehari-hari karbohidrat kompleks dapat
ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti, nasi, kentang, jagung,
singkong, ubi, pasta, roti dsb.
Di dalam tubuh manusia, Karbohidrat mengalami berbagai proses
kimia. Proses inilah yang mempunyai peranan penting dalam tubuh kita.
Reaksi-reaksi kimia yang terjadi dalam sel ini tidak berdiri sendiri, tetapi
saling berhubungan dan saling mempengaruhi. Dalam hubungan antar reaksi-reaksi
ini enzim-enzim mempunyai peranan sebagai pengatur atau pengendali. Proses
kimia yang terjadi dalam sel disebut metabolisme.
B. Rumusan Masalah
Dari latar belakang di
atas maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut:
A. Apa
metabolisme karbohidrat?
B. Apa itu
Glukogenesis?
C. Apa itu
Uronik Acid Pathway?
C. Bagaimana
proses metabolisme fruktosa?
D. Bagaimana
metabolisme galaktosa?
E. Bagaimana
metabolisme gula amino?
F. Bagaimana
cara pengaturan metabolisme karbohidrat?
G. Bagimana
pengaturan kadar glukosa darah?
C. Tujuan
Tujuan dari
pembuatan makalah yang berjudul “Metabolisme karbohidrat” yaitu:
A. Mengetahui metabolisme
karbohidarat
B. Mengetahui Glukogenesis
C. Mengetahui Uronik
Acid pathway
D. Mengetahui
proses metabolisme fruktosa
E. Mengetahui
metabolisme galaktosa
F. Mengetahui
metabolisme gula amino
G. Mengetahui
cara pengaturan metabolisme karbohidrat
H. Mengetahui
pengaturan kadar glukosa darah
BAB
II
PEMBAHASAN
A. Karbohidrat
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
berbagai aktivitas fisik seperti berolahraga atau bekerja.
Di dalam
ilmu gizi, secara sederhana karbohidrat dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu
karbohidrat sederhana & karbohidrat kompleks dan berdasarkan responnya
terhadap glukosa darah di dalam tubuh, karbohidrat juga dapat dibedakan
berdasarkan nilai tetapan indeks glicemik-nya (glycemic index).
Contoh
dari karbohidrat sederhana adalah monosakarida seperti glukosa, fruktosa &
galaktosa atau juga disakarida seperti sukrosa & laktosa. Jenisjenis
karbohidrat sederhana ini
dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti madu, buah-buahan dan
susu.Sedangkan contoh dari karbohidrat kompleks adalah pati (starch),
glikogen (simpanan energi di dalam tubuh), selulosa, serat (fiber) atau dalam konsumsi
sehari-hari karbohidrat kompleks dapat ditemui terkandung di dalam produk
pangan seperti, nasi, kentang, jagung, singkong, ubi, pasta, roti dsb.
B. Jenis-Jenis karbohidrat
a.
Karbohidrat
sederhana
1. Monosakarida
Monosakarida merupakan
jenis karbohidrat sederhana yang terdiri dari 1 gugus cincin. Contoh dari monosakarida
yang banyak terdapat di dalam sel tubuh manusia adalah glukosa, fruktosa dan
galaktosa.
Glukosa di dalam industri
pangan lebih dikenal sebagai dekstrosa atau
juga gula anggur. Di alam,
glukosa banyak terkandung di dalam buah-buahan, sayuran dan juga sirup jagung.
Fruktosa dikenal juga sebagai gula buah dan merupakan gula dengan rasa yang
paling manis. Di alam fruktosa banyak terkandung di dalam madu (bersama dengan
glukosa), dan juga terkandung diberbagai macam buah-buahan. Sedangkan galaktosa
merupakan karbohidrat hasil proses pencernaan laktosa sehingga tidak terdapat
di alam secara bebas. Selain sebagai molekul tunggal, monosakarida juga akan
berfungsi sebagai molekul dasar bagi pembentukan senyawa karbohidrat kompleks
pati (starch) atau selulosa.
2. Disakarida
Disakarida merupakan jenis
karbohidrat yang banyak dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupan sehari-hari.
Setiap molekul disakarida akan terbentuk dari gabungan dua molekul
monosakarida. Contoh disakarida yang umum digunakan dalam konsumsi sehari-hari
adalah sukrosa yang terbentuk dari gabungan satu molekul glukosa dan fruktosa
dan juga laktosa yang terbentuk dari gabungan 1 molekul glukosa & galaktosa
.Di dalam produk pangan, sukrosa merupakan pembentuk hampir 99% dari gula pasir
atau gula meja (table sugar) yang biasa digunakan dalam konsumsi
sehari-hari sedangkan laktosa merupakan karbohidrat yang banyak terdapat di
dalam susu sapi dengan konsentrasi 6.8 gr / 100 ml.
b.
Karbohidrat
kompleks
1. Pati
Pati yang
juga merupakan simpanan energi di dalam sel-sel tumbuhan ini berbentuk
butiran-butiran kecil mikroskopik dengan berdiameter berkisar antara 5-50 nm.
Dan di alam, pati akan banyak terkandung dalam beras, gandum, jagung,
biji-bijian seperti kacang merah atau kacang hijau dan banyak juga terkandung
di dalam berbagai jenis
umbi-umbian seperti singkong, kentang atau ubi.
Di dalam
berbagai produk pangan, pati umumnya akan terbentuk dari dua polimer molekul
glukosa yaitu amilosa (amylose) dan amilopektin (amylopectin).
Amilosa merupakan polimer glukosa rantai panjang yang tidak bercabang sedangkan
amilopektin merupakan polimer glukosa dengan susunan yang bercabangcabang.
Komposisi kandungan
amilosa dan amilopektin ini akan bervariasi dalam produk pangan dimana produk
pangan yang memiliki kandungan amilopektin tinggi akan semakin mudah untuk
dicerna.
2. Glikogen
Glikogen merupakan salah
satu bentuk simpanan energi di dalam yang
dapat dihasilkan melalui konsumsi karbohidrat dalam sehari-hari dan merupakan
salah satu sumber energi utama yang digunakan oleh tubuh pada saat berolahraga.
Di dalam tubuh glikogen akan tersimpan di dalam hati dan otot. Kapasitas
penyimpanan glikogen di dalam tubuh sangat terbatas yaitu hanya sekitar 350-500
gram atau dapat menyediakan energi sebesar 1.200-2.000 kkal. Namun kapasitas
penyimpanannya ini dapat ditingkatkan dengan cara memperbesar konsumsi karbohidrat
dan mengurangi konsumsi lemak atau dikenal dengan istilah carbohydrate
loading dan penting dilakukan bagi atlet terutama yang menekuni cabang olahraga
bersifat endurans (endurance) seperti maraton atau juga sepakbola. Sekitar
67% dari simpanan glikogen yang terdapat di dalam tubuh akan tersimpan di dalam
otot dan sisanya akan tersimpan di dalam hati. Di dalam
otot, glikogen merupakan
simpanan energi utama yang mampu membentuk hampir 2% dari total massa otot. Glikogen
yang terdapat di dalam otot hanya dapat digunakan untuk keperluan energi di
dalam otot tersebut dan tidak dapat dikembalikan ke dalam aliran darah dalam
bentuk glukosa apabila terdapat bagian tubuh lain yang membutuhkannya.Berbeda
dengan glikogen hati dapat dikeluarkan apabila terdapat bagian tubuh lain yang
membutuhkan. Glikogen yang terdapat di dalam hati dapat dikonversi melalui
proses glycogenolysis
menjadi glukosa dan
kemudian dapat dibawa oleh aliran darah menuju bagian tubuh yang membutuhkan seperti
otak, sistem saraf, jantung, otot dan organ tubuh lainnya.
C. Metabolisme Karbohidrat
Metabolisme karbohidrat menunjukkan berbagai biokimia proses
yang bertanggung jawab untuk pembentukan, pemecahan dan
interkonversi dari karbohidrat dalam hidup organisme. Karbohidrat
paling penting adalah glukosa, gula
sederhana (monosakarida) yang
dimetabolisme oleh hampir semua organisme yang dikenal. Glukosa dan
karbohidrat lain adalah bagian dari berbagai jalur metabolik di seluruh spesies
tanaman mensintesis
karbohidrat dari gas-gas atmosfer oleh fotosintesis menyimpan
energi yang diserap internal, sering dalam bentuk pati atau lipid.
Komponen
tanaman yang dimakan oleh hewan dan jamur, dan
digunakan sebagai bahan bakar untuk respirasi selular. Oksidasi satu gram karbohidrat menghasilkan
sekitar 4 kkal energi dan
dari lipid sekitar 9 kkal. Energi yang diperoleh dari metabolisme
(oksidasi misalnya glukosa) biasanya disimpan sementara dalam sel dalam
bentuk ATP. Organisme yang mampu respirasi aerobik memetabolisme glukosa dan oksigen untuk
melepaskan energi dengan karbon dioksida dan air sebagai
produk sampingan.
Karbohidrat
adalah bahan bakar jangka pendek superior untuk organisme karena mereka mudah
untuk metabolisme dari lemak atau
bagian-bagian asam amino dari protein yang
digunakan untuk bahan bakar. Pada hewan, karbohidrat paling penting adalah
glukosa.
Tingkat
glukosa digunakan sebagai kontrol utama untuk metabolisme hormon pusat, insulin. Pati
dan selulosa dalam beberapa organisme (misalnya, rayap, ruminansia, dan
beberapa bakteri), kedua
polimer ini dibongkar selama pencernaan dan diserap sebagai
glukosa. Beberapa karbohidrat sederhana memiliki jalur oksidasi enzimatik sendiri, seperti yang dilakukan hanya beberapa
dari karbohidrat yang lebih kompleks. Karbohidrat biasanya disimpan
sebagai polimer panjang molekul glukosa dengan ikatan glikosidik untuk dukungan struktural (misalnya kitin dan selulosa ) atau
untuk penyimpanan energi (misalnya glikogen dan pati ). Namun,
afinitas yang kuat karbohidrat yang paling untuk membuat penyimpanan air dalam
jumlah besar karbohidrat tidak efisien karena berat molekul besar dari kompleks
karbohidrat terlarut air.
Pada
sebagian besar organisme, kelebihan karbohidrat secara teratur dikatabolisme
untuk membentuk asetil-KoA , yang
merupakan bahan baku untuk sintesis asam lemak jalur, asam lemak , trigliserida, dan lipid yang
biasanya digunakan untuk penyimpanan jangka panjang energi.Karakter hidrofobik
lipid membuat mereka bentuk yang lebih kompak dari penyimpanan energi dari
karbohidrat hidrofilik. Namun, hewan, termasuk manusia, kurangnya mesin
enzimatik yang diperlukan dan sehingga tidak mensintesis glukosa dari
lemak. Semua karbohidrat berbagi rumus umum sekitar C n H 2n O n glukosa
adalah C 6 H 12 O 6. Monosakarida
dapat secara kimiawi berikatan bersama untuk membentuk disakarida seperti sukrosa dan
lebih lanjut polisakarida seperti pati dan selulosa.
D.
Glukogenesis
Glikogenesis
adalah proses pembentukan glikogen dari glukosa. Glikogenesis diaktivasi di dalam
hati dan otot. Secara garis besar proses glikogenesis adalah sebagai berikut:
- Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa, dengan bantuan enzim glukokinase dan mendapat tambahan energi dari ATP dan fosfat.
- Tahap kedua adalah Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa-1-fosfat
- Tahap ketiga adalah Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat) dikatalisis oleh uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat (PPi).
- Tahap keempat adalah terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor satu dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru dengan tambahan satu unit glukosa.
E. Metabolisme Asam Uronat (Uronik
Acid Pathway)
Uronik Acid pathway merupakan jalan
untuk mengkonversi glukosa 6-fosfat menjadi
asam glukoronat(glucoronic acid), asam askorbat (ascorbid acid) dan pentosa.
Akan tetapi manusia, primata dan guinea pig
tidak bisa membuat asam askorbat. Hal itu terjadi karena kekurangan enzim
tertentu, maka L-gulonat yang terbentuk tidak bisa diubah menjadi L-asam
askorbat. L-gulonat akan dioksidasi menjadi 3-keto-L-gulonat, yang kemudian
mengalami dekarboksilasi L-Xylulose.
Reaksi lengkapnya adalah sebagai
berikut: glukosa-6-fosfat akan diubah menjadi glukosa 1-fosfat. Glukosa
1-fosfat akan bereaksi dengan UTP (Uridin Trifospat) dan membentuk nukleotida
aktif UDPG (Uridin Difosfat Glukosa). Selanjutnya UDPG akan mengalami oksidasi
dua tahap pada atom karbon yang keenam. Asam glukoronat (D-glukoronate) yang
terbentuk oleh enzim yang tergantung pada NADPH, direduksi menjadi L-gulonat.
L-gulonat merupakan bahan baku untuk membuat asam askorbat.
Pada manusia, primata, dan guinea
pig L-gulonat melalui 3-keto-L-gulonat akan diubah menjadi L-xylulose(L-silulose) (mungkin lebih baik dipakai istilah bahasa Inggrisnya, sebab bisa disalahartikan dengan selulose=cellulose). D-xylulose merupakan bagian bagian dari HMP Shunt. Untuk bisa masuk ke dalam HMP Shunt,maka L-xylulose
harus diubah dulu menjadi D-xylulose me-lalui silitol. Dalam proses ini
diperlukan NADPH dan NAD+. Perubahan silitol menjadi D-silulosa
dikatalisis enzim silulosa reduktase. D-xylulose akan diubah menjadi D-xylulose
5-fosfat, ATP bertindak sebagai donor fosfat.
Pada suatu penyakit yang menurun yang disebut "essential
pentosuria" di dalam urinnya banyak didapatkan L-xylulose, diperkirakan
enzim yang mengkatalisis L-xylulose menjadi silitol tidak ada pada penderita
penyakit ini.
F. Metabolisme Fruktosa
Fruktosa bisa didapat dari disakarida sukrosa atau juga ditemukan sebagai monosakarida
dalam buah. Fruktosa dalam sel
difosforilasi oleh heksokinase atau fruktokinase yang akhirnya menjadi fruktosa
1 fosfat. Kemudian dipecah menjadi DHAP (dihidkrosiasetonfosfat)
dan Gliseraldehid oleh aldolase B. DHAP dapat secara langsung masuk ke
glikolisis dan glukoneogenesis di dalam hati khususnya. Lalu gliseraldehid tersebut
dapat dimetabolisme menjadi sintesis TAG atau dapat menjadi gliseral 3 fosfat.
Fruktosa banyak di dalam liver dan menyebabkan sintesis dari asam lemak, meningkatkan esterifikasi dari asam lemak dan meningkatkan sekresi VLDL.
Aldolase reduktase mereduksi glukosa untuk mereduksi sorbitol ke dalam jaringan
retina, ginjal, sperma dan lain-lain. Di dalam
hati, pembentukan sorbitol berubah menjadi fruktosa oleh enzim sorbitol
dehidrogenase. Sorbitol tidak seperti
glukosa, dia tidak bisa melewati membran sel akibatnya sorbitol terjebak
didalam sel. Ketika sorbitol dehidgrogenasenya rendah sorbitol akan menumpuk
didalam sel. Ini menyebabkan efek osmotik meningkat, sorbitol menarik air
sehingga terjadi pembengkakan diantaranya katarak, neurophati petipheral, masalah vaskular yang nantinya mengakibatkan retinophati dan nefrophati.
G. Metabolisme Galaktosa
Galaktosa yang diserap usus, dengan mudah diubah menjadi glukosa dalam
hepar. "Galactose tolerance test" adalah suatu pemeriksaan untuk
mengetahui fungsi hepar, namun sekarang sudah jarang dipakai. Jalur yang
dipakai untuk mengubah galaktosa menjadi glukosa adalah sebagai berikut :
Galaktokinase mengkatalisis reaksi (reaksi 1) dan dalam reaksi ini diperlukan
ATP sebagai donor fosfat. Galaktosa 1-fosfat yang terbentuk akan bereaksi
dengan uridin difosfat glukosa (UDPG) dan menghasilkan uridin difosfat
galaktosa dan glukosa 1-fosfat. Reaksi ini dikatalisis enzim galaktosa 1-fosfat
uridil transferase, galaktosa menggantikan tempat glukosa.
Suatu epimerase mengubah galaktosa menjadi glukosa (reaksi 2). Reaksi ini
terjadi pada suatu nukleotida yang mengandung galaktosa, peristiwa
oksidasi-reduksi berlangsung dan memerlukan NAD+ sebagai ko-enzim.
UDP-glukosa yang dihasilkan, dibebaskan dalam bentuk glukosa 1-fosfat (reaksi
3). Mungkin sebelum dibebaskan digabung dulu dengan molekul glikogen, baru
kemudian dipecah enzim fosforilase. (Reaksi 3) adalah reaksi dua arah. Dari
diagram dapat dilihat bahwa glukosa bisa diubah menjadi galaktosa. Dalam tubuh
galaktosa diperlukan bukan hanya untuk sintesis laktosa, tetapi juga untuk
membuat serebrosida, proteoglikan dan glikoprotein. Sintesis laktosa dalam
mamma terjadi dengan jalan kondensasi UDP-galaktosa dengan glukosa dan
dikatalisis enzim laktosa sintetase.
Suatu
penyakit yang dapat diturunkan menyebabkan galaktosemia, mungkin terjadi akibat
kekurangan enzim-enzim pada (reaksi 1), (reaksi 2) dan (reaksi 3). Akan tetapi
yang paling banyak diketahui adalah akibat kekurangan enzim uridil transferase
(reaksi 2). Karena kadar galaktosa meningkat, dalam lensa mata galaktosa bisa
mengalami reduksi menjadi galaktitol. Apabila kadar galaktitol ini tertimbun
dalam lensa mata maka akan mempercepat terjadinya katarak.
Kekurangan enzim yang mengkatalisis (reaksi
2) membawa akibat yang paling buruk bila dibandingkan dengan kekurangan
enzim-enzim yang lain, karena galaktosa 1-fosfat tertimbun sedangkan hepar
kekurangan fosfat inorganik. Ini bisa menyebabkan kegagalan fungsi hepar dan
retardasi mental. Ekspresi klinik terjadi apabila aktivitas uridil transferase
berkurang lebih dari 50 %, dan ini hanya terjadi pada homozigot.
H.
Metabolisme
Gula Amino
Asam
amino dalam tubuh terutama digunakan untuk sintesis protein. Tetapi, jika
asupan glukosa rendah, asam amino dapat diubah menjadi glukosa melalui jalur
yang disebut glukoneogenesis,yaitu pembentukan glukosa baru dari
nonkarbohidrat. Jalur yang
dipakai dalam glukoneogenesis adalah modifikasi dan adaptasi dari jalur
Embden-Meyerhof dan siklus asam sitrat.
Reaksi
metabolisme asam amino meliputi reaksi pelepasan gugus asam amino,kemudian
perubahan kerangka karbon.
1.
Transaminasi : Proses katabolisme asam
amino berupa pemindahan gugus amino dari suatu asam amino ke senyawa lain (keto. Asam piruvat,
ketoglutarat atau oksaloasaetat).Sehingga (keto)senyawa tersebut dirubah
menjadi asam amino. Sedangkan asam amino dirubah menjadi senyawa keto)
2. Deaminasi
oksidatif:Asam glutamat dapat mengalami deaminasi oksidatif mengunakan glutamat
dehidrogenase, menghasilkan NH4+ NADP NAD sebagai akseptor elektron. Asam amino
glukogenik masuk ke dalam jalur glukoneogenesis ditandai dengan bundaran dan
panah pada siklus asam tri karboksilat (TCA cycle).
I.
Pengaturan
Metabolisme Karbohidrat
Pengaturan
metabolisme karbohidrat dalam semua organisme, metabolisme karbohidrat
mengikuti mekanisme pengaturan yang melibatkan hormon, metabolit, dan koenzim.
Salah satu tugas penting hati adalah untuk menyimpan kelebihan glukosa dalam
bentuk glikogen dan untuk melepaskan glukosa dari glikogen ketika diperlukan.
Glikolisis dan glukoneogenesis tidak akan pernah terjadi secara bersamaan
begitu juga sintesis glikogen dan degradasi glikogen. Terdapat dua enzim
berbeda dengan fungsi katabolic atau anabolic saja. Hormon-hormon yang
mempengaruhi metabolisme karbohidrat meliputi insulin dan glukagon, sebuah
glukokortikoid, kortisol, dan katekolamin, epinephrine.
Insulin
mengaktifkan glikogen sintase, dan menghambat sintesis enzim yang berperan pada
glukoneogenesis pada waktu bersamaan. Glucagon, kebalikan insulin, mendorong
enzim pada glukoneogenesis, menekan piruvat kinase, enzim kunci glikolisis.
Glukagon menghambat sintesis glikogen seperti halnya epinephrine.
Glukokortikoid mendorong enzim kunci pada glukoneogenesis dan enzim yang
berperan pada degradasi asam amino pada glukoneogenesis.
Metabolit
yang berperan dalam regulasi metabolisme karbohidrat adalah ATP, sitrat dan
Asetyl-CoA. ATP dan sitrat menghambat glikolisis (allosteric). ATP juga
menghambat piruvat kinase seperti halnya asetyl-CoA. Semua metabolit ini
dihasilkan dari degradasi glukosa.
Fruktosa
2,6-bifosfat merupakan bagian penting dalam metabolisme karbohidrat.
metabolisme ini dibentuk dalam jumlah kecil dari fruktosa 6-fosfat dan memiliki
fungsi murni peraturan. Ini merangsang glikolisis oleh aktivasi alosterik dari
fosfofruktokinase dan menghambat glukoneogenesis oleh penghambatan fruktosa
1,6-bisphosphatase.
Sintesis
dan degradasi Fru-2, 6 -bP dikatalisis oleh satu dan protein yang sama. Jika
enzim hadir dalam bentuk tidak terfosforilasi, ia bertindak sebagai kinase dan
mengarah ke pembentukan Fru-2,6-bP. Setelah fosforilasi oleh cAMP-protein
kinase A (PK-A), ia bertindak sebagai fosfatase dan mendegradasi Fru-2, 6 -bP
menjadi fruktosa 6-fosfat. Kesetimbangan antara keduanya diatur oleh hormon.
Epinefrin dan glukagon meningkatkan cAMP. Sebagai hasil dari meningkat PK-A
aktivitas, hal ini mengurangi konsentrasi Fru-2,6-bP dan menghambat
glikolisis,sementara pada waktu yang sama mengaktifkan glukoneogenesis.
Sebaliknya, melalui , insulin mengaktifkan sintesis Fru-2,6-bP dan dengan
demikian terjadi glikolisis. Selain itu, insulin juga menghambat aksi glukagon
dengan mengurangi cAMP.
J. Pengaturan Kadar Glukosa Darah
Sumber utama
glukosa plasma menurut Mayes dan Bender (2003) adalah absorpsi glukosa oleh
usus yang berasal dari pemecahan makanan, glukoneogenesis (pembentukan glukosa
dari prekursor non-glukosa) dan glikogenolisis (pemecahan simpanan glikogen
menjadi glukosa).
Proses pengaturan kadar glukosa plasma
merupakan mekanisme homeostasis yang diatur sedemikian rupa dalam rentang yang
sempit dan diatur dengan halus (Mayes dan Bender, 2003; Guyton dan hall, 2006).
Kadar glukosa plasma tidak boleh menurun terlalu rendah karena glukosa
merupakan satu-satunya sumber energi yang dapat digunakan oleh otak dan
eritrosit (Mayes , 2003). Kadar glukosa plasma juga tidak boleh meningkat
terlalu tinggi karena dapat mempengaruhi tekanan osmotik dan bila kadar glukosa
plasma sangat tinggi akan menyebabkan dehidrasi seluler (Guyton dan Hall,
2006).
Pengaturan kadar glukosa plasma
melibatkan hepar, jaringan ekstrahepatik dan beberapa hormon. Sel-sel hepar
dapat dilewati glukosa dengan bebas melalui transporter GLUT 2, sedangkan pada
jaringan ekstrahepatik glukosa memerlukan transporter yang diatur oleh insulin
untuk dapat masuk kedalam sel (Mayes dan Bender, 2003). Dalam pengaturan kadar
glukosa plasma, selain insulin juga dibutuhkan peranan dari glukagon. Kedua
hormon tersebut merupakan hormon yang disekresikan oleh sel pankreas. Sel β
pankreas mensekresikan insulin dan sel α pankreas mensekresikan glukagon.
Insulin bekerja untuk menurunkan kadar
glukosa plasma dengan cara meningkatkan ambilan glukosa oleh jaringan lemak dan
otot melalui transporter GLUT 4. Insulin juga akan mengaktivasi enzim glikogen
sintase dan menghambat enzim fosforilase. (Mayes dan Bender, 2003; Ganong,
2005). Glikogen sintase merupakan enzim yang bertanggung jawab dalam
polimerisasi monosakarida membentuk glikogen, sedangkan fosforilase merupakan
enzim yang bertanggung jawab dalam pemecahan glikogen menjadi glukosa. Dengan
demikian insulin akan menyebabkan peningkatan glikogenesis dan menghambat
glikogenolisis (Guyton dan Hall, 2006).
Glukagon menyebabkan peningkatan
glikogenolisis dan glukoneogenesis. Glukagon meningkatkan glikogenesis dengan
cara mengaktivasi adenil siklase dan meningkatkan cAMP intraseluler pada hepar.
Hal ini akan mengaktivasi fosforilase melalui protein kinase sehingga terjadi
pemecahan glikogen. Dengan adanya glukagon maka glukoneogenesis juga akan
meningkat (Ganong, 2005).
Pada keadaan puasa, sebagian besar
glukosa tubuh berada pada insulin-independent
tissue yaitu 50% berada pada jaringan otak, 25% berada pada hepar dan
saluran pencernaan, sedangkan 25% berada pada insulin-dependent tissue yaitu otot dan jaringan lemak (DeFronzo,
2004). Kadar glukosa plasma akan menurun karena pasokan sumber glukosa yang berasal
dari absorbsi usus terhenti. Namun hal ini akan segera direspon oleh tubuh.
Terjadinya penurunan kadar glukosa plasma akan merangsang sel α pankreas untuk
merespon dengan mensekresikan glukagon (Mayes and Bender, 2003). Seperti yang
telah dijelaskan diatas glukagon bekerja dengan meningkatkan glikogenolisis dan
glukoneogenesis sehingga meningkatkan kadar glukosa plasma (Goodman, 2009).
Pada beberapa jam puasa tubuh mulai
menggunakan energi yang berasal dari simpanan energi. Sekitar 75% glukosa yang
disekresikan oleh hepar berasal dari pemecahan glikogen. Dalam keadaan ini
kadar glukosa plasma masih konstan (Goodman, 2009). Hal ini akan menjaga kadar
glukosa plasma untuk utilisasi organ seperti otak (Duez dan Lewis, 2008). Namun
cadangan glikogen dalam hepar hanya terbatas dan lama-kelamaan akan menipis.
Menurut Mayes (2003) setelah seseorang puasa selama 8-12 jam maka hampir
seluruh simpanan glikogen dalam hati akan terkuras. Oleh karena itu di dalam
hepar mulai dilakukan proses glukoneogenesis (Goodman, 2009).
Glukoneogenesis merupakan pembentukan
glukosa dari senyawa non-karbohidrat. Prekursor glukoneogenesis ini merupakan
produk akhir dari metabolisme karbohidrat (piruvat, laktat), lemak (gliserol)
dan protein (asam amino). Mekanisme glukoneogenesis ini juga merupakan cara
untuk membersihkan produk metabolisme jaringan dari dalam darah seperti laktat
yang dihasilkan oleh otot dan eritrosit serta gliserol yang dihasilkan oleh
jaringan lemak (Mayes dan Bender, 2003; Hatta, 2006).
Sesaat setelah makan, kadar glukosa
plasma akan meningkat dan mencapai puncak sekitar 60 menit setelah makan,
jarang melebihi 140 mg/dl dan kembali pada kadar sebelum makan setelah 2-3 jam
(Raghavan and Garber, 2008). Peningkatan kadar glukosa plasma ini akan
menstimulasi sekresi insulin oleh sel β pankreas (Goodman, 2009). Sekresi
insulin, selain distimulasi oleh peningkatan kadar glukosa darah, juga
distimulasi oleh produksi hormon inkretin oleh usus (Raghavan dan Garber,
2008). Insulin akan meningkatkan penyimpanan glukosa, menghambat pembentukan
glukosa oleh hepar dan meningkatkan ambilan glukosa oleh sel otot dan lemak
sehingga menyebabkan penurunan kadar glukosa plasma (Goodman, 2009). Kombinasi
dari hiperinsulinemia dan hiperglikemia ini akan menstimulasi ambilan glukosa
oleh jaringan perifer dan jaringan splanchnic
yaitu hepar dan usus (DeFronzo, 2004), penyimpanan glukosa dalam bentuk
glikogen oleh hepar (Mayes and Bender, 2003) dan pembentukan triaselgliserol
oleh asam lemak (Gastaldelli, 2009).
Pengaturan kadar glukosa darah sebagian besar
tergantung pada ekstraksi glukosa, dan glikogenolisis dalam hati. Jumlah
glukosa yang diambil, dilepaskan oleh hati dan yang dipergunakan oleh ferifer
tergantung dari keseimbangan beberapa hormon, yaitu hormon yang dapat
meningkatkan kadar glukosa seperti hormon glukagon yang disekresi oleh sel-sel alfa
pulau langerhans, hormon glukokortikoit serta growth hormon
ada hormon yang dapat menurunkan kadar glukosa darah yaitu insulin
Pada keadaan normal kadar glukosa dalam
darah adalah antara 80 sampai 100 mg/100 ml. setelah makan makanan sumber
karbohidrat konsentrasi glukosa darah naik hingga 120 sampai 130 mg / 100 ml,
kemudian turun manjadi normal lagi. Namun pada keadaan tertentu dimana hormon
insulin tidak mampu mengatur konsentrasi kadar glukosa darah maka akan terjadi
penumpukan glukosa dalam darah (hiperglikemi). Terjadinya gangguan
metabolisme yang kronik dan ditandai oleh hiperglikemi disebut Diabetes
Militus. Keadaan ini dapat dideteksi melalui pemeriksaan kadar glukosa darah
dengan menggunakan berbagai macam alat pengukur kadar glukosa yang dapat
digunakan dengan mudah dan praktis pada laboratorium yang terpercaya
(Indriyanti, 2003).
BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Karbohidrat
merupakan senyawa Senyawa karbon yang mengandung gugus hidroksil yang terdiri dari molekul karbon,
hidrogen dan oksigen. Fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam
tubuh. Metabolisme karbohidrat menunjukkan
berbagai biokimia proses
yang bertanggung jawab untuk pembentukan, pemecahan dan
interkonversi dari karbohidrat dalam hidup organisme. Karbohidrat
paling penting adalah glukosa, gula
sederhana (monosakarida) yang
dimetabolisme oleh hampir semua organisme yang dikenal.
B. SARAN
Sebaiknya
kita banyak mengkonsumsi makanan yang mengandung karbohidrat, karena
karbohidrat merupakan sumber utama energi bagi tubuh.
