BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

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 sepert

i 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.

Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian

(katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri

atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai

jalur metabolisme. Metabolism total merupakan semua proses biokimia di

dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses kimia di

dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup.

1.2 SKENARIO

1

Setelah berlarian tujuh putaran mengelilingi lapangan bola, Udin merasa

kecapekan, nafasnya terengah-engah. Keadaan yang dialami Udin menunjukkan

adanya peningkatan pembakaran energi dalam tubuh, utamanya karbohidrat.

Proses tersebut antara lain melibatkan proses glikolisis, oksidasi asam piruvat,

siklus krebs,rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif.

1.3 RUMUSAN MASALAH

1. Apa yang dimaksud dengan karbohidrat?

2. Bagaimana proses metabolisme karbohidrat?

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Karbohidrat memiliki peran struktural dan metabolik yang penting.

Glukosa adalah karbohidrat terpenting, kebanyakan karbohidrat dalam

makanan diserap ke dalam aliran darah sebagai glukosa, dan gula lain

diubah menjadi glukosa di dalam hati. Glukosa adalah prekursor untuk

sintesis semua karbohidrat lain di tubuh, termasuk glikogen untuk

penyimpanan, ribosa dan deoksiribosa dalam asam nukleat, galaktosa

dalam laktosa susu, dalam glikolipid, dan sebagai kombinasi dengan

protein dalam glikoprotein dan proteoglikan.

Menurut Murray, Granner, dan Rodwell (2009:119) karbohidrat

adalah turunan aldehida atau keton dari alkohol polihidrat. Karbohidrat

diklasifikasikan sebagai berikut:

1) Monosakarida adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi

karbohidrat yang lebih sederhana. Monosakarida ini dapat

diklasifikasikan sebagai triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, atau heptosa,

bergantung pada jumlah atom karbon. Sebagai aldosa atau ketosa

bergantung pada gugus aldehida atau keton yang dimiliki senyawa

tersebut.

2) Disakarida adalah produk kondensasi dua unit monosakarida,

contohnya maltosa dan sukrosa.

3) Oligosakarida adalah produk kondensasi tiga sampai sepuluh

monosakarida. Sebagian besar oligosakarida tidak dicerna oleh enzim

dalam tubuh manusia.

4) Polisakarida adalah produk kondensasi lebih dari sepuluh unit

monosakarida, contohnya pati.

Produk akhir dari pencernaan karbohidrat dalam saluran

pencernaan hampir seluruhnya dalam bentuk glukosa, fruktosa, dan

galaktosa. Glukosa mewakili 80% dari produk akhir tersebut. Setelah

absorpsi dari saluran pencernaan, banyak fruktosa dan hampir semua

galaktosa diubah secara cepat menjadi glukosa di dalam hati. Oleh karena

3

itu, hanya sejumlah kecil fruktosa dan galaktosa di dalam sirkulasi darah.

Glukosa kemudian jadi jalur umum akhir untuk mentranspor hampir

semua karbohidrat ke sel jaringan.

Setelah diabsorpsi ke dalam sel, glukosa dapat segera dipakai

untuk melepaskan energi ke sel atau dapat disimpan dalam bentuk

glikogen, yang merupakan polimer besar glukosa.

Semua sel tubuh mempunyai kemampuan untuk menyimpan paling

sedikit beberapa glikogen, tetapi sel-sel tertentu dapat menyimpan dalam

jumlah yang besar, terutama sel hati, yang dapat menyimpan glikogen

sebanyak 5 sampai 8 persen dari beratnya, dan sel-sel otot, yang dapat

menyimpan glikogen sebanyak 1 sampai 3 persen. Molekul glikogen dapat

dipolimerisasi dan polimernya bisa mencapai hampir semua berat molekul,

kebanyakan glikogen mengendap dalam bentuk granula padat.

Merujuk pada Guyton (2007:874) terdapat reaksi kimia

glikogenesis dan glikogenolisia:

Membran sel

Glukosa darah

Glikogen

Uridin difosfat glukosa fosforilase

Glukosa-1-fosfat

(glukokinase)

glukosa-6-fosfat

glukosa

(fosfatase)

Glikolisis

Berdasarkan gambar di atas dapat dilihat bahwa glukosa-6-fosfat

dapat diubah menjadi glukosa-1-fosfat yang kemudian diubah menjadi

uridin difosfat glukosa yang akhirnya diubah menjadi glikogen.

A. Metabolisme Karbohidrat

Metabolisme adalah jumlah semua proses fisik dan kimiawi di

mana substansi hidup yang diorganisasi dihasilkan dan dipertahankan

4

(anabolisme), dan juga transformasi di mana energi yang ada digunakan

untuk organisme (katabolisme) (Kamus Saku Kedokteran

Dorland,1998:666).

Proses metabolisme terbagi menjadi beberapa tahap yaitu glikolisis,

siklus kreb, rantai respirasi, dan fosforilasi oksidatif

Sumber: biology.arizona.edu

Glikolisis berarti memecahkan molekul glukosa untuk membentuk

dua molekul asam piruvat. Glikolisis terjadi melalui 10 reaksi kimia yang

berurutan. Masing-masing langkah dikatalisis paling sedikit oleh satu

enzim protein yang spesifik. Mula-mula glukosa diubah menjadi fruktosa

1,6-difosfat dan kemudian dipecahkan menjadi dua molekul dengan tiga

atom karbon, gliseroldehid-3-fosfat yang masing-masing diubah menjadi

asam piruvat melalui lima langkah tambahan (Guyton, 2007:875)

5

Sumber : onechemist16.wordpress.com

Siklus krebs merupakan suatu lanjutan reaksi kimia saat gugus

asetil dari asetil-KoA dipecah menjadi karbon dioksida dan atom hidrogen.

Semua reaksi ini terjadi di dalam matriks mitokondria. Atom hidrogen

yang dilepaskan kemudian akan menambah jumlah atom hidrogen yang

dioksidasi, dan melepaskan sejumlah besar energi untuk membentuk ATP

(Guyton,2007:876)

Sistem transpor elektron terdiri dari satu rantai akseptor elektron

yang terletak di membran dalam mitokondria. Transpor elektron berjalan

bersamaan dengan fosforilasi ATP dari ADP yang kemudian disebut

fosforilasi oksidatif. Sumber elektron berupa molekul NADH+ H+

(NADH) dan FADH2. Elektron dilepas sepanjang akseptor elektron dalam 6

rangkaian reaksi redoks. Akseptor elektron dalam rantai adalah flavin

mononukleotida (FMN), ubiquinon (koenzim Q) dan serangkain sitokrom

c, b , a, dan a3. Sitokrom merupakan protein yang ditandai dengan gugus

hem (zat besi). Zat besi berikatan dengan elektron atom hidrogen. Elektron

bergerak dari sitokrom satu ke sitokrom lainnya dan dalam perjalanan

tersebut melepaskan energi. Sitokrom terakhir yaitu sitokrom a3

melewatkan dua elektron menuju molekul oksigen. Elektron-elektron

berikatan dengan proton untuk membentuk kembali hidrogen, ikatan

antara hidrogen dan oksigen membentuk air (Ethel, 2003:305).

Sumber: signaterdadie.wordpress.com

Berdasarkan Guyton (2007:879) Hukum kerja massa menyatakan

bahwa sewaktu terbentuk hasil akhir reaksi kimia dalam medium reaksi,

maka kecepatan reaksi menurun, yang mendekati nol. Dua hasil akhirnya

dari glikolisis adalah asam piruvat dan atom hidrogen, yang dikombinasi

dengan NAD+ untuk membentuk NADH dan H+. Hasil pembentukan salah

satu atau keduanya akan menghentikan proses glikolisis dan mencegah

pembentukan ATP lebih lanjut. Bila jumlah keduanya berlebihan, kedua

hasil akhir ini akan bereaksi satu sama lain membentuk asam laktat.

7

Sumber: id.wikipedia.org

8

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 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 meenjalankan bebagai aktifitas fisik seperti berolahraga atau

bekerja.

Di dalam ilmu gizi, secara sederhana karbohidrat dapat dibedakan menjadi

2 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.

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

9

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 2 molekul monosakarida. Contoh disakarida yang

umum digunakan dalam konsumsi sehari-hari adalah sukrosa yang

terbentuk dari gabungan 1 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. Karbohidrat kompleks

merupakan karbohidrat yang terbentuk oleh hampir lebih dari 20.000 unit

molekul monosakarisa terutama glukosa. Di dalam ilmu gizi, jenis

karbohidrat kompleks yang merupakan sumber utama bahan makanan

yang umum dikonsumsi oleh manusia adalah pati (starch).

Jenis Karbohidrat:

Pati (Strach)

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. Glikogen merupakan salah satu bentuk simpanan

10

energi di dalam tubuh 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 marathon 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.

3.2 Proses metabolisme karbohidrat

Secara umum, metabolisme karbohidrat terdiri atas glikolisis,oksidasi

asam piruvat,siklus krebs, rantai respirasi, dan fosforilasi oksidatif.

Glikolisis secara harfiah berarti pemecahan glukosa. Jalur glikolisis

terjadi di sitoplasma sel. Sebelum glikolisis dapat berlangsung, sebuah sel harus

memperoleh glukosa. Hasil glikolisis adalah dua unit senyawa yang mengandung

tiga atom karbon yaitu asam piruvat. Jadi, glikolisis adalah proses pemecahan satu

molekul glukosa yang mengandung enam atom karbon menjadi dua molekul asam

piruvat yang mengandung tiga atom karbon. Namun, sebagian sel-sel mengubah

11

asam piruvat menjadi asam laktat apabila tidak ada oksigen. Glikolisis terdiri dari

2 fase: Fase preparasi (preparatory phase), yaitu fosforilasi glukosa dan

konversinya menjadi gliseraldehid 3-fosfat. Fase pembayaran (payoff phase),

yaitu konversi oksidatif gliseraldehid 3-P menjadi piruvat disertai pembentukan

ATP dan NADH. Glikolisis terjadi melalui beberapa reaksi kimia yang berurutan.

Reaksi-reaksinya sebagai berikut:

1. Glukosa yang masuk ke dalam sel mengalami fosforilasi dengan

bantuan enzim heksokinase dan menghasilkan glukosa 6 fosfat.

Reaksi ini memerlukan energi yang diperoleh dari perubahan ATP

menjadi ADP.

2. Glukosa 6 fosfat diubah oleh enzim fosfoglukoisomerase menjadi

bentuk isomernya berupa fruktosa 6 fosfat.

3. Dengan menggunakan energi dari hasil perubahan ATP menjadi

ADP, fruktosa 6 fosfat diubah oleh enzim fosfofruktokinase

menjadi fruktosa 1,6 bifosfat.

4. Fruktosa 1,6-bifosfat (molekul berkarbon 6) dipecah membentuk 2

molekul berkarbon 3, yaitu gliseraldehid 3-fosfat olae enzim

aldolase.

5. Masing-masing gliseraldehid 3-fosfat berubah menjadi 1,3-

bifosfogliserat dengan bantuan enzim triosefosfat dehidrogenase.

6. Terjadi perubahan 1,3-bifosfogliserat menjadi 3-fosfogliserat oleh

enzim fosfoglisero kinase. Pada tahap ini juga terjadi pembentukan

2 molekul ATP dengan menggunakan gugus fosfat yang sudah ada

sebelumnya.

7. Terjadi perubahan 3-fosfogliserat menjadi 2-fosfogliserat karena

enzim fosfogliseromutase memindahakan gugus fosfatnya.

8. Terjadi perubahan 2-fosfogliserat menjadi 2-fosfoenol piruvat

dengan bantuan enzim enolase dan pembebasan 2 molekul H2O.

9. 2-fosfoenol piruvat berubah menjadi asam piruvat melalui bantuan

enzim piruvatkinase dan menghasilkan 2 molekul ATP.

12

Reaksi glikolisis dapat ditulis:

Glukosa + 2 NAD + 2 ADP + 2P 2 Asam piruvat + 2 N

-Glikogenesis

Glikogenesis adalah lintasan metabolisme yang mengkonversi glukosa

menjadi glikogen untuk disimpan di dalam hati.

Lintasan diaktivasi di dalam hati, oleh hormon insulin sebagai respon

terhadap rasio gula darah yang meningkat, misalnya karena kandungan

karbohidrat setelah makan; atau teraktivasi pada akhir siklus Cori.

Penyimpangan atau kelainan metabolisme pada lintasan ini disebut

glikogenosis.

Proses glikogenesis adalah 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

13

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 + PPi↔UTP + Glukosa 1-fosfat

4. Hidrolisis pirofosfat inorganic berikutnya oleh enzim pirofosfatase

inorganik akan menarik reaksi kearah kanan persamaan reaksi.

5. Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan

glikosidik dengan atom C4 pada residu glukosa terminal glikogen, sehingga

membebaskan uridin difosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim glikogen sintase.

Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya (disebut glikogen primer) harus

ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer selanjutnya dapat terbentuk pada

primer protein yang dikenal sebagai glikogenin.

Secara singkat, proses glikogenesis digambarkan sebagai berikut:

14

-Pembentukan Asetil Koenzim A (Dekarboksilasi Oksidatif )

Molekul-molekul asam piruvat yang terbentuk pada glikolisis memasuki

mitokondria dan diubah menjadi asetil koenzim A. Dalam serangkaian reaksi yang

kompleks, piruvat mengalami dekarboksilasi oksidatif. Pertama, gugus karboksil

dilepaskan sebagai karbondioksida yang selanjutnya berdifusi ke luar

sel.kemudian, dua karbon yang tersisa dioksidasi dan hidrogenyang dilepaskan

dalam proses oksidasi diterima oleh NAD+ .Akhirnya, oksidasi dua gugus karbon,

yaitu gugus asetil, melekat pada gugus sulfidril koenzim A (KoA-SH) untuk

membentuk asetil koenzim A.Koenzim A dibentuk didalam sel dari salah satu

vitamin B, yaitu asam pantotenat.Reaksi pembentkan asetil KoA dikatalisis oleh

suatu kompleks multienzim yang mengandung beberapa salinan dari tiap tiga

enzim yang berbeda. Keseluruhan reaksi pembentukan asetil koenzim A adalah :

NAD+ NADH

O O

H O

CH3 C C H C C

O- H

S

KoA

15

CO2

Molekul glukosa dioksidasi menjadi 2 gugus asetil dan 2molekulkarbondioksida.

Hidrogen yang dilepaskan mereduksi NAD+ menjadi NADH.Dalam respirasi

aerob, diahsilkan 4 molekul NADH dari 1 molekul glukosa, yaitu 2 selama

glikolisis dan 2 selama pembentukan asetil KoA dari piruvat.

-Siklus Krebs

Siklus asam sitrat merupakan sebuah jalur metabolik dimana beragam

tahapan enzimatik berintegrasi menjadi sebuah pola yang kohesif. Enzim-enzim

siklus Krebs ditemukan di dalam mitokondria.

16

1. Pembentukan asam sitrat. KoA membawa gugus asetil dua-karbon ke

dalam siklus asam sitrat, tempatnya bereaksi dengan asam oksaloasetat

empat-karbon untuk membentuk asam sitrat enam-karbon. KoA dilepas

untu berikatan dengan gugus asetil lain dan satu molekul air untuk

digunakan dalam sintesis asam sitrat.

2. Asam sitrat enam-karbon tersusun ulang membentuk asam isositrat.

Isositrat teroksidasi dan melepas dua elektron hidrogen untuk menjadi

molekul berentang hidup pendek, asam oksalosuksinat. Hodrogen-

hidrogen yang ditarik oleh NAD membentuk NADH ditambah H+

(NADH2).

3. Asam oksalosuksinat melepaskan satu karbon yang masuk ke dalam

proses pembuatan dua molekul CO2 pertama, dilepas dalam siklus sebagai

produk sisa. Molekul lima-karbon yang tersisa, asam alfa-ketoglutarat,

teroksidasi. NADH2 lain terbentuk saat dua elektron hidrogen ditarik oleh

NAD dan molekul CO2 yang lain juga terbentuk.

4. Pada reaksi selanjutnya, yang dikatalis oleh berbagai kompleks enzim,

asam alfa-ketoglutarat mengalami dekarboksilasi oksidatif. CO 2 kedua

terlepas, NAD terreduksi menjadi NADH2. Senyawa empat karbon yang

tersisa berikatan dengan KoA sebagai suksinil KoA. Ikatan ini merupakan

ikatan tidak stabil yang berenergi tinggi, ikatan ini memiliki cukup energi

untuk memfosforilasi ADP.

5. Energi dalam ikatan suksinil-KoA dilepas ke ikatan fosfat kaya energi

dalam guanosin trifosfat (GTP). Dari GTP, gugus fosfat berenergi tinggi

dilepaskan ke ADP untuk membentuk ATP melalui fosforilasi tingkat

substrat.

6. Asam suksinat teroksidasi menjadi asam fumarat, tetapi hidrogen tidak

dilepas ke NAD, melainkan diambil oleh koenzim lain, FAD (Flavin

Adenin Dinukleotida) yang mengandung vitamin riboflavin.

7. Jika ditambah air, asam fumarat akan diubah menjadi asam malat.

8. Asam malat melepaskan hidrogen dan diubah menjadi asam oksaloasetat.

Dua hidrogen dilepas ke NAD, dan asam oksaloasetat dapat berikatan

dengan molekul KoA lain untuk memulai siklus kembali.

17

Untuk setiap molekul glukosa (dua asetil KoA) yang masuk siklus asam

sitrat, akan terbentuk dua molekul ATP tambahan. Total ATP dari siklus asam

sitrat adalah empat molekul ATP.

-Rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif

Rantai respirasi terjadi di dalam mitokondria sebagai pusat tenaga. Di

dalam mitokondria inilah sebagian besar peristiwa penangkapan energi yang

berasal dari oksidasi respiratorik berlangsung. Sistem respirasi dengan proses

pembentukan intermediat berenergi tinggi (ATP) ini dinamakan fosforilasi

oksidatif. Fosforilasi oksidatif memungkinkan organisme aerob menangkap energi

bebas dari substrat respiratorik dalam proporsi jauh lebih besar daripada

organisme anaerob.

Proses fosforilasi oksidatif

Organisme kemotrop memperoleh energi bebas dari oksidasi molekul

bahan bakar, misalnya glukosa dan asam lemak. Pada organisme aerob, akseptor

elektron terakhir adalah oksigen. Namun elektron tidak langsung ditransfer

langsung ke oksigen, melainkan dipindah ke pengemban-pengemban khusus

antara lain nikotinamida adenin dinukleotida (NAD+) dan flavin adenin

dinukleotida (FAD).

Pengemban tereduksi ini selanjutnya memindahkan elektron ke oksigen

melalui rantai transport elektron yang terdapat pada sisi dalam membrane

mitokondria. Gradien proton yang terbentuk sebagai hasil aliran elektron ini

kemudian mendorong sintesis ATP dari ADP dan Pi dengan bantuan enzim ATP

sintase. Proses tersebut dinamakan fosforilasi oksidatif. Dalam hal ini energi

dipindahkan dari rantai transport elektron ke ATP sintase oleh perpindahan proton

melintasi membran. Proses ini dinamakan kemiosmosis.

Rantai transport elektron membawa proton dan elektron, memindahkan

electron dari donor ke akseptor dan mengangkut proton melalui membran.

18

Proses kontraksi & penggunaan energi.

Sebelum kontraksi, kepala jembatan penyebrangan berikatan dengan ATP.

ATP yang terikat ADP & p sehingga kepala menjadi tegak lurus ke arah

fil.aktin.

Ca mengikat kompleks troponin-tropomiosin sehingga bagian aktif

fil.aktin terbuka.

Kepala miosin berikatan dengan bagian aktif.

Memberikan daya kuncup untuk menarik aktin ( power stroke ) dengan

energi dari pemecahan ATP.

Kepala jembatan penyebrangan miring menyebabkan pelepasan ADP & P

Kepala lepas dari aktin dengan mengikat ATP baru dan kembali ke posisi

istirahat,

Proses kembali berulang.

Kelelahan otot

Kemampuan glikolisis untuk menghasilkan ATP tanpa oksigen

memungkinkan otot rangka bekerja keras defisiensi enzim glikolitik

jika defeknya mengenai otot rangka kelelahan

Kontraksi yang kuat dan lama, sehingga pemakaian glikogen otot

meningkat.

Hambatan aliran darah yang menuju ke otot yg sedang kontraksi, sehingga

suplai nutrisi menurun, terutama oksigen.

Pemakaian anaerob pada saat kerja berat

19

1. Kerja otot energi berasal dari ATP sel otot

2. Fosfokreatin dalam sel

3. Energi anaerobik yang dilepas kelenjar glikolitik glikogen as.

Laktat

Udin terengah-engah: gikolisis anaerob dialihkan as. Laktat

sehingga dihasilkan 2 ATP

Karena curah kerja otot meningkatkan konsumsi oksigen, dan selanjutnya

konsumsi oksigen akan melebarkan pembuluh darah otot, sehingga

meningkatkan aliran balik vena dan curah jantung.

Pemakaian Oksigen berlebihan hutang O2

1. Mengubah as.laktat selama kerja otot glukosa

2. Mengubah kembali adenosin monofosfat (AMP) dari ADP menjadi

ATP

3. Mengubah kembali kreatin dan (P) menjadi fosfokreatin

4. Mengembalikan kembali konsentrasi normal ikatan O2 tersebut

&mioglobin

(darah menjadi pekat dan kontraksi jantung meningkat)

5. Meningkatkan konsentrasi O2 dalam paru-paru hingga normal

(hasil asam laktat bersifat reversibel)

20

BAB IV

PENUTUP

4.1. KESIMPULAN

Untuk bisa memahami metabolisme karbohidrat yang meliputi glikolisis,

dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, rantai respirasi dan forforilasi oksidatif, kita

juga harus memahami tentang pengertian karbohidrat itu sendiri dan juga

kelebihan energi hasil metabolisme karbohidrat yang disimpan dalam otot

maupun hati serta pengaruh kekurangan glukosa dalam tubuh yang menyebabkan

tubuh mensintesa cadangan glukosa yang ada di dalam otot maupun hati.

21

DAFTAR PUSTAKA

Arthur C. Guyton, John E. Hall. 2007. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Ed 11.

Alih Bahasa : Irawati. Jakarta : EGC

William F. Ganong. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Ed 22. Alih Bahasa :

Brahm U. Jakarta : EGC

Setiadi. 2007. Anatomi dan Fisiologi Manusia. Yogyakarta: Graha Ilmu

Sloane,Ethel. 2003. Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula. Jakarta : EGC

22