KARBOHIDRATKARBOHIDRAT

Penggunaan Energi Penggunaan Energi pakanpakan

PakanPakan

dikonsumsi

Sisa pakanSisa pakan

Oksigen

dicerna dimetabolisme

Pertumbuhan

Ekskresi & Ekskresi & RespirasiRespirasi

FesesFeses

Growth = In - Out-sisa pakan

-Feses

-Ekskresi&Res

-Pakan

-Oksigen

Determination of feed utilization

Feed conversion ratio =kg of feed fed

kg of fish gain

2 kg

=1 kg gain

=FCR of

2

2 kg

=

2 kg gain

=FCR of

1

KARBOHIDRATKARBOHIDRAT

senyawa organik yang terdiri dari bahan senyawa organik yang terdiri dari bahan ekstrak tanpa nitrogen (BETN ) dan serat ekstrak tanpa nitrogen (BETN ) dan serat kasar kasar unsurnya terdiri dari karbon (C), hidrogen unsurnya terdiri dari karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O). (H) dan oksigen (O). Karbohidrat merupakan komponen dalam Karbohidrat merupakan komponen dalam makanan yang merupakan sumber energi makanan yang merupakan sumber energi utama bagi organisme hidup. utama bagi organisme hidup.

Pada tumbuhan, karbohidrat terdapat Pada tumbuhan, karbohidrat terdapat sebagai selulosa, yaitu senyawa yang sebagai selulosa, yaitu senyawa yang membentuk dinding sel tumbuhan. membentuk dinding sel tumbuhan.

Karbohidrat berasal dari makanan, Karbohidrat berasal dari makanan, dalam tubuh mengalami perubahan dalam tubuh mengalami perubahan atau metabolisme yang hasilnya atau metabolisme yang hasilnya adalah glukosa yang terdapat dalam adalah glukosa yang terdapat dalam darahdarah..

Klasifikasi KarbohidratKlasifikasi Karbohidrat

Karbohidrat dibagi menjadi dua golongan Karbohidrat dibagi menjadi dua golongan pokok: gula dan non gula. pokok: gula dan non gula.

Gula paling sederhana adalah Gula paling sederhana adalah monosakarida yang dibagi lagi menjadi monosakarida yang dibagi lagi menjadi sub golongan berdasar jumlah atom sub golongan berdasar jumlah atom karbon.karbon.

I. GULAI. GULA

A. MONOSAKARIDEA. MONOSAKARIDE Triose (C3H6O3) : Gliseraldehide, Triose (C3H6O3) : Gliseraldehide,

DihidroksiasetoneDihidroksiasetone Tetrose (C4H8O4): EritroseTetrose (C4H8O4): Eritrose Pentose (C5H10O5): ArabinosePentose (C5H10O5): Arabinose Heksose (C6H12O6): Fruktose, Heksose (C6H12O6): Fruktose,

Galaktose, Glukose, MannoseGalaktose, Glukose, Mannose

B. DISAKARIDE (C12H22O11): Selobiose, B. DISAKARIDE (C12H22O11): Selobiose, Laktose, Maltose, Sukrose, TrehaloseLaktose, Maltose, Sukrose, Trehalose

C. TRISAKARIDE (C18H32O16): RafinoseC. TRISAKARIDE (C18H32O16): Rafinose

D. TETRASAKARIDE (C24H42O21): StakioseD. TETRASAKARIDE (C24H42O21): Stakiose

Triose dan tetrose adalah zat intermedier Triose dan tetrose adalah zat intermedier yang terjadi pada metabolisme karbohidrat yang terjadi pada metabolisme karbohidrat lain. lain.

Monosakarida mungkin dapat bergabung Monosakarida mungkin dapat bergabung satu sama lain, dengan mengambil satu satu sama lain, dengan mengambil satu molekul air untuk tiap gabungan, molekul air untuk tiap gabungan, menghasilkan, di-, tri-, atau polisakarida menghasilkan, di-, tri-, atau polisakarida yang mengandung 2,3 atau lebih yang mengandung 2,3 atau lebih monosakarida.monosakarida.

II. NON-GULAII. NON-GULA HOMOPOLISAKARIDE HOMOPOLISAKARIDE

PentosanPentosan HeksosanHeksosan

HETEROPOLISAKARIDEHETEROPOLISAKARIDE HemiseluloseHemiselulose GummiGummi MusilageMusilage Zat PeptikZat Peptik Mukopolisakaride dari hewanMukopolisakaride dari hewan

Homopolisakaride: polisakaride yang oleh Homopolisakaride: polisakaride yang oleh hidrolisis menghasilkan hanya satu hidrolisis menghasilkan hanya satu macam gula, misal: glukans hanya macam gula, misal: glukans hanya menghasilkan glucose (atau dengan kata menghasilkan glucose (atau dengan kata lain glukan adalah polimer dari glucose), lain glukan adalah polimer dari glucose), fruktans fruktans fructose, xilans fructose, xilans xilose. xilose.

Heteropolisakaride: polisakaride campuran Heteropolisakaride: polisakaride campuran yang oleh hidrolisis menghasilkan yang oleh hidrolisis menghasilkan campuran monosakaride dan produk lain.campuran monosakaride dan produk lain.

Pati : polimer dari Pati : polimer dari αα-D-glukose, -D-glukose, sangat mudah dicernasangat mudah dicerna

Selulose: 2-Selulose: 2-ββ-D-glukose, sukar -D-glukose, sukar dicerna. Hewan tidak memproduksi dicerna. Hewan tidak memproduksi selulase (enzim yang menghidrolisis selulase (enzim yang menghidrolisis selulose), hanya diproduksi oleh selulose), hanya diproduksi oleh mikroba saluran pencernaan.mikroba saluran pencernaan.

Penentuan Karbohidrat untuk makanan Penentuan Karbohidrat untuk makanan ternakternak

Dalam analisis proksimat, karbohidrat Dalam analisis proksimat, karbohidrat terdiri dari serat kasar dan bahan ekstrak terdiri dari serat kasar dan bahan ekstrak tanpa nitrogen (BETN/NFE=Nitrogen Free tanpa nitrogen (BETN/NFE=Nitrogen Free Extract). Extract).

Serat kasar mengandung selulose, Serat kasar mengandung selulose, hemiselulose dan polisakaride lain yang hemiselulose dan polisakaride lain yang berfungsi sebagai bahan pelindung berfungsi sebagai bahan pelindung tanaman, serta lignin.tanaman, serta lignin.

BETN adalah 100% dikurangi jumlah BETN adalah 100% dikurangi jumlah % dari kadar air, abu, protein, lemak % dari kadar air, abu, protein, lemak kasar dan serat kasar.kasar dan serat kasar.

Lignin bukan suatu karbohidrat, Lignin bukan suatu karbohidrat, tetapi zat ini berhubungan erat tetapi zat ini berhubungan erat dengan bagian-bagian serat kasar dengan bagian-bagian serat kasar dalam analisis proksimat. dalam analisis proksimat.

Lignin adalah gabungan beberapa Lignin adalah gabungan beberapa senyawa yang erat hubungannya senyawa yang erat hubungannya satu dengan lainnya, mengandung satu dengan lainnya, mengandung karbon, hydrogen dan oksigen, karbon, hydrogen dan oksigen, namun proporsi karbonnya lebih namun proporsi karbonnya lebih tinggi dibanding senyawa tinggi dibanding senyawa karbohidrat, kandungan nitrogen 1-karbohidrat, kandungan nitrogen 1-5%. 5%.

Lignin sangat tahan terhadap setiap Lignin sangat tahan terhadap setiap degradasi kimia, termasuk degradasi degradasi kimia, termasuk degradasi enzimatik. enzimatik.

Kadar lignin tanaman bertambah Kadar lignin tanaman bertambah dengan bertambahnya umur dengan bertambahnya umur tanaman, sehingga daya cernanya tanaman, sehingga daya cernanya makin rendah dengan bertambahnya makin rendah dengan bertambahnya lignifikasi.lignifikasi.

Kemampuan ikan untuk memanfaatkan Kemampuan ikan untuk memanfaatkan karbohidrat tergantung pada karbohidrat tergantung pada kemampuannya menghasilkan enzim kemampuannya menghasilkan enzim amilase sebagai pemecah karbohidrat. amilase sebagai pemecah karbohidrat.

Pada proses pencernaan makanan, Pada proses pencernaan makanan, karbohidrat mengalami proses hidrolisis, karbohidrat mengalami proses hidrolisis, baik dalam mulut, lambung, maupun usus. baik dalam mulut, lambung, maupun usus.

Hasil akhir metabolisme karbohidrat Hasil akhir metabolisme karbohidrat adalah glukosa, fruktosa, galaktosa, adalah glukosa, fruktosa, galaktosa, manosa dan monosakarida lain. manosa dan monosakarida lain.

Selanjutnya senyawa ini diadsorbsi Selanjutnya senyawa ini diadsorbsi melalui dinding usus dan dibawa ke hati melalui dinding usus dan dibawa ke hati oleh darah. Dalam tubuh ikan karbohidrat oleh darah. Dalam tubuh ikan karbohidrat mengalami berbagai proses kimia mengalami berbagai proses kimia dimana antara reaksi yang satu dengan dimana antara reaksi yang satu dengan yang lain saling berhubungan dan tidak yang lain saling berhubungan dan tidak dapat berdiri sendiri. dapat berdiri sendiri.

Pada ikan, karbohidrat disimpan sebagai Pada ikan, karbohidrat disimpan sebagai glikogen yang dapat dimobilisasi untuk glikogen yang dapat dimobilisasi untuk kebutuhan cadangan energi. kebutuhan cadangan energi.

Karbohidrat merupakan sumber energi Karbohidrat merupakan sumber energi utama untuk hewan mamalia, tetapi utama untuk hewan mamalia, tetapi kurang dapat digunakan secara efisien kurang dapat digunakan secara efisien oleh ikan. oleh ikan.

Sebagai contoh, mamalia dapat Sebagai contoh, mamalia dapat menghasilkan energi sebanyak 4 menghasilkan energi sebanyak 4 kcal dari 1 gram karbohidrat, kcal dari 1 gram karbohidrat, sedangkan ikan hanya dapat sedangkan ikan hanya dapat menghasilkan sekitar 1,6 kcal dari 1 menghasilkan sekitar 1,6 kcal dari 1 gram karbohidrat. gram karbohidrat.

Karbohidrat dapat digunakan oleh Karbohidrat dapat digunakan oleh ikan sampai sekitar 20% dalam ikan sampai sekitar 20% dalam pakan ikan.pakan ikan.

Regulasi Metabolisme Glikogen dan Regulasi Metabolisme Glikogen dan GlukosaGlukosa

Penyerapan karbohidrat dalam bentuk Penyerapan karbohidrat dalam bentuk monosacharida yaitu glukosa, fruktosa, monosacharida yaitu glukosa, fruktosa, galaktosa. galaktosa.

Pada dinding usus terjadi reaksi asam Pada dinding usus terjadi reaksi asam phospat menjadi heksosa phospat. phospat menjadi heksosa phospat. Heksosa phospat dihidrolisa menjadi Heksosa phospat dihidrolisa menjadi glukosa. Glukosa masuk ke dalam sel glukosa. Glukosa masuk ke dalam sel darah. darah.

Hormon insulin yang dihasilkan oleh Hormon insulin yang dihasilkan oleh pancreas berfungsi mengatur pemasukan pancreas berfungsi mengatur pemasukan glukosa ke dalam sel darah. glukosa ke dalam sel darah.

Jika konsentrasi glukosa sel tubuh rendah Jika konsentrasi glukosa sel tubuh rendah maka insulin akan mempertinggi maka insulin akan mempertinggi permiabilitas dinding sel terhadap glukosa, permiabilitas dinding sel terhadap glukosa, sehingga glukosa darah masuk ke dalam sehingga glukosa darah masuk ke dalam sel tubuh, akibatnya glukosa darah turun sel tubuh, akibatnya glukosa darah turun konsentrasinya.konsentrasinya.

Agar berlangsung keseimbangan antara Agar berlangsung keseimbangan antara kadar gula darah dalam darah dengan kadar gula darah dalam darah dengan kadar gula dalam sel tubuh, maka growth kadar gula dalam sel tubuh, maka growth hormone yang diproduksi oleh hypophisa hormone yang diproduksi oleh hypophisa merangsang pancreas untuk merangsang pancreas untuk mensecresikan glukagon. mensecresikan glukagon.

Glukagon merangsang glikogen menjadi Glukagon merangsang glikogen menjadi glukosa darah. glukosa darah.

Glukosa darah yang tinggi mengalir juga Glukosa darah yang tinggi mengalir juga ke pancreas, dan akan disekresikan insulin ke pancreas, dan akan disekresikan insulin demikian seterusnyademikian seterusnya

Glukosa melalui proses glikogenesis Glukosa melalui proses glikogenesis dibentuk menjadi glikogen yang disimpan dibentuk menjadi glikogen yang disimpan dalam hati. dalam hati.

Jika dibutuhkan untuk tenaga, maka yang Jika dibutuhkan untuk tenaga, maka yang diproses melalui glikogenolisis akan diproses melalui glikogenolisis akan diuraikan menjadi glukosa, glukosa diubah diuraikan menjadi glukosa, glukosa diubah menjadi fruktosa. Fruktosa melalui menjadi fruktosa. Fruktosa melalui glikolisis diuraikan menjadi asam-asam glikolisis diuraikan menjadi asam-asam piruvat, asam laktat. piruvat, asam laktat.

Dalam setiap proses glikolisis dilepaskan Dalam setiap proses glikolisis dilepaskan 4 molekul ATP yang disimpan dalam 4 molekul ATP yang disimpan dalam mitochondria. ATP dengan katalisator mitochondria. ATP dengan katalisator mineral magnesium dipecah menjadi mineral magnesium dipecah menjadi ADP + P + tenaga. ADP + P + tenaga.

Dalam tubuh reaksi oksidasi harus Dalam tubuh reaksi oksidasi harus sedemikian rupa sehingga jumlah kalori sedemikian rupa sehingga jumlah kalori yang dilepaskan tidak menaikkan suhu yang dilepaskan tidak menaikkan suhu media. media.

Reaksi metabolisme dalam tubuh Reaksi metabolisme dalam tubuh umumnya bersifat bolak-balik . umumnya bersifat bolak-balik .

Jika tidak diperlukan maka glukosa yang Jika tidak diperlukan maka glukosa yang sampai di otot tidak dirombak akan tetapi sampai di otot tidak dirombak akan tetapi disintesa kembali menjadi glikogen otot disintesa kembali menjadi glikogen otot melalui proses glikogenesis. melalui proses glikogenesis.

Proses perombakan glukosa di otot Proses perombakan glukosa di otot selain proses glikolisis juga melalui siklus selain proses glikolisis juga melalui siklus sitrat, yaitu perubahan asam laktat atau sitrat, yaitu perubahan asam laktat atau asam piruvat, sehingga ada tambahan asam piruvat, sehingga ada tambahan tenaga sebesar 10 %.tenaga sebesar 10 %.

Dalam keadaan darurat, jika kekurangan Dalam keadaan darurat, jika kekurangan glikogen dalam hati maka tubuh akan glikogen dalam hati maka tubuh akan mengubah zat non karbohidrat, misalnya mengubah zat non karbohidrat, misalnya lemak menjadi karbohidrat melalui lemak menjadi karbohidrat melalui proses glikoneogenesis. proses glikoneogenesis.

Peranan KarbohidratPeranan Karbohidrat

Fungsi karbohidrat dalam tubuh hewan adalah:Fungsi karbohidrat dalam tubuh hewan adalah:

sumber lemak tubuh dan sumber energi untuk sumber lemak tubuh dan sumber energi untuk proses metabolisme tubuh. Sebagai sumber proses metabolisme tubuh. Sebagai sumber energi yang jauh lebih murah bila dibandingkan energi yang jauh lebih murah bila dibandingkan dengan protein, maka karbohidrat dapat dengan protein, maka karbohidrat dapat menekan biaya produksi dan yang pada menekan biaya produksi dan yang pada akhirnya dapat menurunkan total harga pakanakhirnya dapat menurunkan total harga pakan

sumber glikogen tubuhsumber glikogen tubuh sumber gula darahsumber gula darah

sumber bagian-bagian kerangka karbon untuk sintesis sumber bagian-bagian kerangka karbon untuk sintesis proteinprotein

sumber monosakaride dalam struktur polisakaride dan sumber monosakaride dalam struktur polisakaride dan asam nukleat tubuhasam nukleat tubuh

sebagai binder, karbohidrat (terutama yang berasal dari sebagai binder, karbohidrat (terutama yang berasal dari

bahan pakan tertentu) mampu meningkatkan kualitas fisik bahan pakan tertentu) mampu meningkatkan kualitas fisik pakan dan menurunkan prosentase debu pakanpakan dan menurunkan prosentase debu pakan

sebagai komponen tanpa nitrogen, maka penggunaan sebagai komponen tanpa nitrogen, maka penggunaan karbohidrat dalam jumlah tertentu dalam pakan dapat karbohidrat dalam jumlah tertentu dalam pakan dapat menurunkan sejumlah limbah ber-nitrogen sehingga menurunkan sejumlah limbah ber-nitrogen sehingga meminimalkan dampak negatif dari pakan terhadap meminimalkan dampak negatif dari pakan terhadap lingkunganlingkungan

Daya cerna atau kemampuan dalam Daya cerna atau kemampuan dalam memanfaatkan karbohidrat bervariasi memanfaatkan karbohidrat bervariasi dan terkait dengan :dan terkait dengan :

sumber/asal karbohidrat, sumber/asal karbohidrat, spesies,spesies, proses pembuatan pakan proses pembuatan pakan

(pemanasan/penggunaan suhu saat (pemanasan/penggunaan suhu saat pembuatan pellet), pembuatan pellet),

kondisi lingkungan hidupnya (terutama kondisi lingkungan hidupnya (terutama suhu), suhu),

status kesehatan. status kesehatan.

Pada ikan, karbohidrat diperlukan untuk Pada ikan, karbohidrat diperlukan untuk pertumbuhan dan energi. pertumbuhan dan energi.

Meskipun demikian, ikan tidak memerlukan Meskipun demikian, ikan tidak memerlukan karbohidrat dalam jumlah besar di dalam karbohidrat dalam jumlah besar di dalam pakannya. pakannya.

Persentase karbohidrat yang terlalu tinggi Persentase karbohidrat yang terlalu tinggi dapat menyebabkan rendahnya kandungan dapat menyebabkan rendahnya kandungan nutrient essensial yang lain. Hal ini terutama nutrient essensial yang lain. Hal ini terutama terjadi pada ikan muda yang membutuhkan terjadi pada ikan muda yang membutuhkan tingkat protein lebih tinggi. tingkat protein lebih tinggi.

Ikan dewasa dapat mentoleransi sebesar 40% Ikan dewasa dapat mentoleransi sebesar 40% karbohidrat di dalam pakannya tanpa karbohidrat di dalam pakannya tanpa menimbulkan efek kematian. menimbulkan efek kematian.

SERATSERAT Serat relative banyak dijumpai pada sayuran. Serat relative banyak dijumpai pada sayuran.

Meskipun dalam jumlah sedikit dapat Meskipun dalam jumlah sedikit dapat membantu proses pencernaan, serat tidak membantu proses pencernaan, serat tidak boleh diberikan terlalu banyak. boleh diberikan terlalu banyak.

direkomendasikan kandungan pada pakan ikan direkomendasikan kandungan pada pakan ikan tidak lebih dari 4%, sedangkan untuk ikan tidak lebih dari 4%, sedangkan untuk ikan herbivore dianjurkan untuk memberi serat herbivore dianjurkan untuk memberi serat sekitar 5-10%. sekitar 5-10%.

Penggunaan serat kasar untuk ikan kadang-Penggunaan serat kasar untuk ikan kadang-kadang disarankan untuk mempertinggi kadang disarankan untuk mempertinggi gerakan peristaltikgerakan peristaltik

Ikan tidak memiliki enzim selulase yang Ikan tidak memiliki enzim selulase yang diperlukan untuk pencernaan selulosa.diperlukan untuk pencernaan selulosa.

Tetapi selulase dihasilkan oleh mikroba di Tetapi selulase dihasilkan oleh mikroba di

dalam usus. dalam usus.

Di dalam tubuh ikan, mikroba usus juga Di dalam tubuh ikan, mikroba usus juga menghasilkan chitinase pada crustacea menghasilkan chitinase pada crustacea dan ikan-ikan herbivora yang berfungsi dan ikan-ikan herbivora yang berfungsi untuk mencerna serat.untuk mencerna serat.

METABOLISMMETABOLISME E

KARBOHIDRAKARBOHIDRATT

DIET BERVARIASI P.U. KARBOHIDRAT DIET BERVARIASI P.U. KARBOHIDRAT >> FUNGSI KARBOHIDRAT TERUTAMA SEBAGAI FUNGSI KARBOHIDRAT TERUTAMA SEBAGAI

SUMBER ENERGISUMBER ENERGI ( DR. ( DR. GLUKOSA GLUKOSA )) MONOSAKARIDA ( HEKSOSA ) HASIL PENCERNA-MONOSAKARIDA ( HEKSOSA ) HASIL PENCERNA-

AN KARBOHIDRAT TERUTAMA :AN KARBOHIDRAT TERUTAMA :

* * GLUKOSAGLUKOSA

* * FRUKTOSAFRUKTOSA

* * GALAKTOSAGALAKTOSA FRUKTOSA DAN GALAKTOSA DI HATI FRUKTOSA DAN GALAKTOSA DI HATI

GLUGLU--

KOSAKOSA

Jalur metabolisme disakarida dr dietJalur metabolisme disakarida dr diet

Metabolisme galaktosaMetabolisme galaktosa

Metabolisme FruktosaMetabolisme Fruktosa

Glukosa darah , memacu jalur metabolisme Glukosa darah , memacu jalur metabolisme karbohi-karbohi-

drat berikut :drat berikut :

1. Glikolisis1. Glikolisis

2. Glikogenesis2. Glikogenesis

3. HMP Shunt3. HMP Shunt

4. Oksidasi Piruvat4. Oksidasi Piruvat

5. Siklus Asam Sitrat5. Siklus Asam Sitrat

6. Sisa ditimbun sbg lemak6. Sisa ditimbun sbg lemak

Puasa / kelaparan kadar glukosa darah Puasa / kelaparan kadar glukosa darah memacu jalur metabolisme karbohidrat berikut : memacu jalur metabolisme karbohidrat berikut :

1. Glikogenolisis1. Glikogenolisis

2. Glukoneogenesis2. 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 )

Aerob AnaerobAerob Anaerob

( ( asam piruvatasam piruvat ) ( ) ( asam laktatasam laktat ) ) Pada keadaan aerob :Pada keadaan aerob :

Hasil akhirnya asam piruvat Masuk ke Hasil akhirnya asam piruvat Masuk ke dalam dalam

mitokondria Asetil KoAmitokondria Asetil KoA

Siklus Krebs Siklus Krebs ATP + COATP + CO22+ H+ H22OO

Jalur GlikolisisJalur Glikolisis

Jalur GlikolisisJalur Glikolisis

Pentingnya intermediate yang ter-fosforilasiPentingnya intermediate yang ter-fosforilasi1. Karena membran plasma umumnya kekurangan

transporter untuk gula ter-fosforilasi, sehingga intermediate glikolitik tidak dapat meninggalkan sel. Setelah fosforilasi awal tidak perlu energi untuk menahannya dalam sel.

2. Kelompok fosforil sangat penting untuk mempertahankan energi metabolik yang berasal dari pemecahan ATP glucose 6-phosphate 1,3-bisphosphoglycerate & phosphoenolpyruvate ATP

3. Kelompok fosfat (ATP, ADP, intermediate ter-fosforilasi) berikatan dengan Mg2+ kebanyakan aktivasi enzim glikolitik membutuhkan Mg2+

Reaksi2 pd Glikolisis pada umumnya berjalan searah, Reaksi2 pd Glikolisis pada umumnya berjalan searah, kecuali 3 reaksi :kecuali 3 reaksi :

1. Glukosa Glukosa 6-p1. Glukosa Glukosa 6-p

Dikatalisis oleh enzim : Dikatalisis oleh enzim : HeksokinaseHeksokinase dan dan GlukokinaseGlukokinase

* * Enzim HeksokinaseEnzim Heksokinase : :

- terdapat di sel - terdapat di sel otototot ( selain hati dan pankreas ) ( selain hati dan pankreas )

- dihambat secara allosterik oleh produk akhirnya- dihambat secara allosterik oleh produk akhirnya

- mempunyai - mempunyai afinitas tinggi terhadap glukosaafinitas tinggi terhadap glukosa

* * Enzim GlukokinaseEnzim Glukokinase : :

- terdapat di sel - terdapat di sel hati dan pankreashati dan pankreas

- - aktif pada saat konsentrasi glukosa darahaktif pada saat konsentrasi glukosa darah

* di jar. selain hati & pankreas, * di jar. selain hati & pankreas, glukosa masuk glikoli-glukosa masuk glikoli-

sis dikontrol oleh h. insulinsis dikontrol oleh h. insulin

*Reaksi ini bersifat *Reaksi ini bersifat irreversibleirreversible, ATP sbg donor , ATP sbg donor gugusgugus

fosfatfosfat

2. Fruktosa 6-p Fruktosa 1,6-bi-2. Fruktosa 6-p Fruktosa 1,6-bi-pp

* Dikatalisis oleh enzim : * Dikatalisis oleh enzim : FosfofruktokinaseFosfofruktokinase

* bersifat irreversible* bersifat irreversible

* Merupakan enzim pengendali kecepatan * Merupakan enzim pengendali kecepatan alur gliko-alur gliko-

lisis ( lisis ( rate limiting enzymerate limiting enzyme ) )

3. Fosfoenol piruvat Enol piruvat3. Fosfoenol piruvat Enol piruvat

* Dikatalisis oleh enzim : * Dikatalisis oleh enzim : Piruvat kinasePiruvat kinase

Energi yang dihasilkan :Energi yang dihasilkan : Oksidasi 1 mol Glukosa Oksidasi 1 mol Glukosa 2 mol piruvat2 mol piruvat

meng-meng-

hasilkan hasilkan 8 mol ATP8 mol ATP

* Reaksi 5 : 2 x 3 ATP = 6 ATP* Reaksi 5 : 2 x 3 ATP = 6 ATP

* Reaksi 6 & 9 : 2 + 2 ATP = 4 ATP* Reaksi 6 & 9 : 2 + 2 ATP = 4 ATP

* Reaksi 1 & 3 : * Reaksi 1 & 3 : =-2ATP=-2ATP

= 8 ATP= 8 ATP

Hitung berapa mol ATP yang dihasilkan jika 1 mol Hitung berapa mol ATP yang dihasilkan jika 1 mol gluglu

kosa dioksidasi sampai habis COkosa dioksidasi sampai habis CO22 dan H dan H22O ?O ?

Sisa Energi dalam piruvat Glikolisis hanya melepaskan sebagian kecil

energi dari keseluruhan energi yang tesedia dalam molekul glukosa; dua molekul piruvat yang terbentuk dalam glikolisis masih mengandung sebagian besar energi potensial glukosa,energi tersebut dapat dikeluarkan oleh reaksi-reaksi oksidasi dalam siklus asam sitrat dan fosforilasi oksidatif.

Pada Glikolisis AnaerobPada Glikolisis Anaerob ::

Rantai respirasi tidak berjalan karena NADH tidak Rantai respirasi tidak berjalan karena NADH tidak dapat teroksidasi padahal NAD dapat teroksidasi padahal NAD++ dibutuhkan dibutuhkan lagi untuk menerima elektron untuk oksidasi lagi untuk menerima elektron untuk oksidasi piruvat.piruvat.

Piruvat direduksi (menerima HPiruvat direduksi (menerima H++)) laktat laktat Hasil akhirnya asam laktatHasil akhirnya asam laktat Laktat dehidrogenaseLaktat dehidrogenase Piruvat + Piruvat + NADHNADH + H + H++ Laktat Laktat + +

NADNAD++

Energi yg dihasilkan :Energi yg dihasilkan : Reaksi 6 & 9 : 4 ATPReaksi 6 & 9 : 4 ATP Reaksi 1 & 3 : Reaksi 1 & 3 : -2 ATP-2 ATP = 2 ATP= 2 ATP

AnaerobAnaerob Rantai Respirasi tak berjalan Rantai Respirasi tak berjalan

NADH + HNADH + H++ yg dihasilkan dari reaksi 5 tak dapat yg dihasilkan dari reaksi 5 tak dapat dibentuk kembali menjadi dibentuk kembali menjadi NADNAD++ lewat rantai respirasi lewat rantai respirasi

Padahal NADPadahal NAD++ harus selalu tersedia untuk kelangsung harus selalu tersedia untuk kelangsung an Glikolisisan Glikolisis

Untuk mengatasinya : NADH + HUntuk mengatasinya : NADH + H++ akan dibentuk akan dibentuk menmen

jadi NADjadi NAD++ lewat pertolongan enzim lewat pertolongan enzim Laktat Laktat Dehidroge-Dehidroge-

nasenase ( ( LDHLDH ) yg akan mengubah ) yg akan mengubah PiruvatPiruvat LaktatLaktat

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

* Glikolisis di dalam eritrosit mamalia ada jalan sam-* Glikolisis di dalam eritrosit mamalia ada jalan sam-

ping yg bertujuan untuk membentuk : ping yg bertujuan untuk membentuk : 2,3-bifosfo Gli2,3-bifosfo Gli

seratserat yg berfungsi untuk membantu melepas yg berfungsi untuk membantu melepas

ikatan ikatan HbOHbO22 ( Oksihemoglobin ) ( Oksihemoglobin ) menjadi menjadi Hb + OHb + O22

Jalur Bifosfogliserat dalam eritrositJalur Bifosfogliserat dalam eritrosit

OKSIDASI ASAM PIRUVATOKSIDASI ASAM PIRUVAT Terjadi di dalam Terjadi di dalam mitokondriamitokondria Oksidasi 1 mol Piruvat 1 mol Asetil KoA Oksidasi 1 mol Piruvat 1 mol Asetil KoA

menghasilkan 3 mol ATPmenghasilkan 3 mol ATP Reaksinya memerlukan Reaksinya memerlukan TPPTPP ( ( Tiamin Piro PhosphatTiamin Piro Phosphat ) ) Dikatalisis oleh enzim : Dikatalisis oleh enzim : Kompleks Piruvat Dehidroge-Kompleks Piruvat Dehidroge-

nase nase yg memerlukan koenzim : yg memerlukan koenzim : CoACoA ( ( Koenzim AKoenzim A ) ) yg berasal dr Asam Pantotenat ( vitamin B5 )yg berasal dr Asam Pantotenat ( vitamin B5 )

Defisiensi tiamin penumpukan piruvatDefisiensi tiamin penumpukan piruvat

Alkoholik def. thiamin asidosis laktat & Alkoholik def. thiamin asidosis laktat & piruvatpiruvat

CHCH33COCOOH + HSCoA + NADCOCOOH + HSCoA + NAD++ CH CH33CO-SCoA + NADH HCO-SCoA + NADH H++

(piruvat) ( Asetil KoA )(piruvat) ( Asetil KoA )

Oksidasi dekarboksilasi asam Oksidasi dekarboksilasi asam piruvatpiruvat

SINTESIS ASETIL KoASINTESIS ASETIL KoA

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 UDPG + Glukosa 1-p + UTP UDPG + PirofosfatPirofosfat

UDPG PirofosforilaseUDPG Pirofosforilase

Enzim Glikogen sintetaseEnzim Glikogen sintetase ( ( sintasesintase ) mem- ) mem-

bentuk bentuk ikatan ikatan αα-1,4 Glikosidik-1,4 Glikosidik ( ( rantai lurusrantai lurus ) dr ) dr gliko-gliko-

gengen

Enzim PencabangEnzim Pencabang ( ( Branching EnzymeBranching Enzyme ) )

membentuk membentuk ikatan ikatan αα-1,6 Glikosidik-1,6 Glikosidik ( rantai cabang ) ( rantai cabang ) dr glikogendr glikogen

Molekul glikogen seperti pohon + cabang + Molekul glikogen seperti pohon + cabang + rantingnyarantingnya

SINTESIS GLIKOGENSINTESIS GLIKOGEN

SINTESIS GLIKOGENSINTESIS GLIKOGEN

Jalur glikogenesis dan Jalur glikogenesis dan glikogenolisisglikogenolisis

GlikogenesisGlikogenesis

GlikogenolisisGlikogenolisis

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 * hasil akhirnya : piruvat / laktat sebab

gluko-gluko- sa 6-p yg dihasilkan dr glikogenolisis masuk ke sa 6-p yg dihasilkan dr glikogenolisis masuk ke

jalur jalur glikolisis di ototglikolisis di otot DalamDalam hati hati : : * tujuannya : untuk * tujuannya : untuk mempertahankan kadar glukosamempertahankan kadar glukosa darah di antara dua waktu makandarah di antara dua 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

Enzim Glukosa 6-fosfataseEnzim Glukosa 6-fosfatase terdapat di : terdapat di : hati, ginjalhati, ginjal

dan dan epitel ususepitel usus ( tetapi tidak terdapat di otot ) ( tetapi tidak terdapat di otot )

Enzim Glikogen fosforilaseEnzim Glikogen fosforilase memutus memutus ikatan ikatan αα-1,4-1,4

glikosidik glikosidik dr glikogendr glikogen

Debranching enzymeDebranching enzyme memutus memutus ikatan ikatan αα--1,61,6

glikosidikglikosidik

GLUKONEOGENESISGLUKONEOGENESIS Pembentukan glukosa dari bahan bukan Pembentukan glukosa dari bahan bukan

karbohidratkarbohidrat Pada mmalia terutama terjadi di : hati dan ginjalPada mmalia terutama terjadi di : hati dan ginjal Substrat :Substrat : 1. 1. Asam laktatAsam laktat dr. otot, eritrosit dr. otot, eritrosit 2. 2. GliserolGliserol dr. hidrolisis Triasilgliserol dlm. dr. hidrolisis Triasilgliserol dlm.

jar. lemak ( adiposa )jar. lemak ( adiposa ) 3. 3. Asam amino glukogenikAsam amino glukogenik 4. 4. Asam propionatAsam propionat pd ruminansia pd ruminansia

Glukoneogenesis penting sekali untuk penyediaan Glukoneogenesis penting sekali untuk penyediaan gluglu

kosa bila karbohidrat tidak cukup dlm dietkosa bila karbohidrat tidak cukup dlm diet

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

Enzim bantuanEnzim bantuan : :

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

Glukoneogenesis dari asam aminoGlukoneogenesis dari asam amino

Perubahan asam propionat masuk ke Perubahan asam propionat masuk ke jalur glukoneogenesisjalur glukoneogenesis

Key Enzyme pd jalur Glikolisis dan Key Enzyme pd jalur Glikolisis dan GlukoneogenesisGlukoneogenesis

HMP SHUNTHMP SHUNT(HEKSOSA MONO PHOSPHAT (HEKSOSA MONO PHOSPHAT

SHUNT)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 )

Tidak aktif di dalam sel ototTidak aktif di dalam sel otot Fungsi :Fungsi : 1. Membentuk 1. Membentuk NADPHNADPH untuk sintesis untuk sintesis

asam leasam le mak, steroidmak, steroid 2. Membentuk 2. Membentuk pentosa ribosapentosa ribosa

untuk sintesis nukleotida dan asam nukleatuntuk sintesis nukleotida dan asam nukleat 3. Dalam eritrosit :3. Dalam eritrosit : Membentuk Membentuk NADPHNADPH untuk mereduksi : untuk mereduksi :

Glutathion reduktaseGlutathion reduktase

Glutathion Teroksidasi Glutathion Glutathion Teroksidasi Glutathion tereduksitereduksi

( ( G-S-S-GG-S-S-G ) ( ) ( 2-G-SH2-G-SH ) )

2G-SH + H2G-SH + H22OO22 G-S-S-G + 2H G-S-S-G + 2H22OO

Glutathion peroksidaseGlutathion peroksidase

Glutathion tereduksiGlutathion tereduksi membebaskan eritrosit dari H membebaskan eritrosit dari H22OO22

penimbunan Hpenimbunan H22OO22 memperpendek umur eritro- memperpendek umur eritro-

sitsit Mutasi enzim glutathion peroksidaseMutasi enzim glutathion peroksidase

Hemolisis eritrosit jika diberi oksidan spt. : primaquin,Hemolisis eritrosit jika diberi oksidan spt. : primaquin,

Aspirin, sulfonamidAspirin, sulfonamid

Ribosa 5-p yg terbentuk akan bereaksi dengan Ribosa 5-p yg terbentuk akan bereaksi dengan ATPATP

5-Phospho Ribosil 1-Piro Phosphat5-Phospho Ribosil 1-Piro Phosphat ( (PRPPPRPP))

Jalur HMP ShuntJalur HMP Shunt

PRODUK HMP SHUNTPRODUK HMP SHUNT

METABOLISME GLUKOSAMETABOLISME GLUKOSA

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

tubuh, disimpan :tubuh, 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 * Hormon dr. klj. Hipofisa anterior : Growth

HormoneHormone * Hormon klj. Medula adrenal : epinefrin, * Hormon klj. Medula adrenal : epinefrin,

glukagonglukagon

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 * Keadaan darurat merangsang

sekresi hormon adrenalinsekresi hormon adrenalin

GlukagonGlukagon (hati) (hati) PembentukanPembentukan cAMPcAMP EpinefrinEpinefrin (otot) (otot) 1. cAMP menghambat Glikogen 1. cAMP menghambat Glikogen

sinta-sinta- se menghambat se menghambat

glikogenesisglikogenesis 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

PERUBAHAN ANTAR BAHAN MAKANANPERUBAHAN ANTAR BAHAN MAKANAN

Makan banyak karbohidrat Makan banyak karbohidrat

Karbohidrat dapat dibentuk menjadi lemakKarbohidrat dapat dibentuk menjadi lemak

(Glukosa Asetil KoA Asam lemak TG)(Glukosa Asetil KoA Asam lemak TG)

Makan proteinMakan protein

Kelebihan protein dpt dibentuk menjadi lemakKelebihan protein dpt dibentuk menjadi lemak

Asam amino Anggota Siklus Kreb’s / PiruvatAsam amino Anggota Siklus Kreb’s / Piruvat

Asetil KoA Asam lemak TGAsetil KoA Asam lemak TG

Makan banyak lipidMakan banyak lipid

Lipid tidak dapat diubah menjadi protein Lipid tidak dapat diubah menjadi protein ataupun karbohidratataupun karbohidrat

LIPID (TG) cadangan energiLIPID (TG) cadangan energi

( oksidasi ( oksidasi ββ asam lemak)asam lemak)

Asetil KoA TCA Cycle Asetil KoA TCA Cycle E E

Metabolisme makananMetabolisme makanan