Karbohidrat adalah komponen dalam makanan yang merupakansumber energi yang utama bagi organisme hidup.

Karbohidrat (polisakarida) dibuat dalam tumbuhan dengan carafotosintesis.

Fotosintesis adalah proses pembentukan glukosa darikarbondioksida dan air.

sinar matahari

6CO2 + 6H2O C6H1206 + 6O2

klorofil glukosa

Tumbuhan menyimpan karbohidrat dalam bentuk amilum danselulosa.

Selulosa adalah blok pembangun pada dinding sel yang kaku danmrp jaringan kayu dalam tumbuhan.

Pati (amilum) adalah bentuk cadangan utama dari KH yangdigunakan sebagai makanan atau sumber energi

Molekul KH terdiri atas atom-atomkarbon, hidrogen dan oksigen.

Karbohidrat ialah senyawapolihidroksialdehida, polihidroksiketon.

Secara struktural pada senyawa yang termasuk KH terdapat gugusfungsi yaitu gugus OH- , gugus aldehida atau gugus keton.

Pada proses pencernaan makanan, KH mengalami proseshidrolisis, baik dalam mulut, lambung, maupun usus. Hasil akhir

proses pencernaan adalah glukosa, fruktosa, galaktosa dan

manosa serta monosakarida lainnya. Senyawa ini kemudian

diabsorbsi melalui dinding usus dan dibawa oleh darah kehati.

Klasifikasi Karbohidrat

Monosakarida (sakarida paling sederhana):

a.Glukosa

Disebut gula anggur atau dekstrosa.

Banyak terdapat pada buah-buahan, sayur-sayuran,madu , sirup jagung dan tetes tebu.

Monosakarida yang paling banyak ditemukan dalamtubuh organisme terdiri atas 6 (enam) atom C

Pada molekul ini terdpt 5 gugus hidroksil dan 1 gugusaldehid yang terikat pada atom karbon. Glukosa

memiliki dua isomer yaitu manosa dan Galaktosa.

O O

CH HCOH

HCOH C==O

HCOH HOCH

HCOH HCOH

HCOH HCOH

HCOH HCOH

H H

D-Ribosa D- Fruktosa

O

COH CH COH

HCOH HOCH HCOH

HOCH HCOH OHC H

HOCH HCOH HCOH

HCOH HCOH HCOH

CH2OH HCOH CH2OH

H

D-Galaktosa D-Manosa D-Glukosa

Glukosa dijumpai dalam aliran darah (disebut kadargula darah), berfungsi sebagai penyedia energi bagi

seluruh sel-sel dan jaringan tubuh. Pada keadaan

fisiologis kadar gula darah sekitar 80-120mg tiap 100ml

darah.

Dapat bertambah setelah kita makan yangmengandung karbohidrat, kira-kira 2 jam setelah itu

akan kembali ke keadaan semula.

Kadar gula darah dapat melebihi normal disebuthiperglikemik. Dijumpai pada penderita diabetes.

Hipoglikemik (dibawah normal).

b. Fruktosa

Disebut gula buah ataupun levulosa.

Termasuk sakarida yang paling manis, banyakdijumpai pada mahkota bunga, madu dan hasil

hidrolisa dari gula tebu.

Di dalam tubuh fruktosa di dapat dari hasilpemecahan sukrosa.

c. Galaktosa

Jarang sekali terdapat di alam. Galaktosa yang ada dalam tubuh merupakan hasil

pemecahan sukrosa.

Rasanya kurang manis daripada glukosa dan kuranglarut dalam air.

Disakarida

Gabungan dua monosakarida, ada 3 jenis yaitu:

a) Sukrosa

Merupakan gula yang kita gunakan sehari-

hari, disebut gula meja atau gula pasir atau gula

invert /campuran (glukosa&fruktosa).

Selain tebu, terdapat juga pada nanas dan wortel.

b) Laktosa

Mempunyai 2 molekul monosakarida yang terdiri dari molekulglukosa dan galaktosa.

Laktosa kurang larut dalam air.

Hanya terdapat pada susu sehingga disebut gula susu. Susu sapi(4-5%), ASI (4-7%).

c) Maltosa (gula gandum)

Terdiri dari dua molekul glukosa.

Dalam tubuh diperoleh dari pemecahan amilum, lebih mudahdicerna dan rasanya lebih enak dan nikmat.

Polisakarida

Memiliki molekul lebih besar dan lebih kompleks.Rasanya tawar tidak seperti monosakarida dan

disakarida.

a. Amilum

Amilum (pati), terdapat pada umbi, daun, batang, danbiji-bijian.

Amilum terdiri 2 macam polisakarida yaitu amilosa, danamilopektin.

Tidak larut dalam air dingin, tetapi larut dalam airpanas, membentuk cairan yang sangat pekat seperti

pasta (gelatinisasi).

b. Glikogen

Pada tubuh glikogen terdapat dalam hati dan otot.

Banyak terdapat pada kecambah, serealia, susu, sirupjagung.

c. Dekstrin

Merupakan hasil antara pada proses hidrolisisamilum sebelum terbentuk maltosa.

d. Selulosa

Terdapat dalam tumbuhan sebagai bahan pembentukdinding sel.

Jalur-Jalur Metabolisme karbohidrat

Beberapa jalur metabolisme karbohidrat yaitu glikolisis, oksidasipiruvat, siklus asam sitrat , glikogenesis, glikogenolisis sertaglukoneogenesis.

Proses Glikolisis Metabolisme glukosa dibagi dalam 2 bagian yaitu yang tidak

menggunakan oksigen (anaerob) dan yang menggunakan oksigen(aerob).

Reaksi anaerob terdiri atas serangkaian reaksi yang mengubah glukosamenjadi asam laktat. Proses ini disebut glikolisis.

Proses glikolisis adalah:

a. Heksokinase

Tahap pertama proses glikolisis adalah pengubahan glukosa

menjadi glukosa-6-fosfat dengan reaksi fosforilasi. Enzim

heksokinase merupakan katalis dalam reaksi tersebut.

Berasal dari ragi, dapat dihambat oleh hasil reaksi sendiri.

Artinya bila glukosa -6-fosfat terbentuk dalam jumlah banyak

dapat bersifat inhibitor, bila konsentrasi menurun enzim akan

aktif kembali.

b. Fosfoheksoisomerase

Reaksi berikutnya ialah isomerisasi, yaitu pengubahan glukosa-6-

fosfat, dengan enzim fosfoglukoisomerase. Juga diperoleh dari ragi

dengan kristalisasi.

c. Fosfofruktokinase

Fruktosa-6-fosfat diubah menjadi fruktosa-1,6-difosfat oleh enzim

fosfofruktokinase dibantu ion Mg2+ sebagai kofaktor. Dalam reaksi

ini gugus fosfat dipindahkan dari ATP kepada fruktosa-6-fosfat dan

ATP akan berubah menjadi ADP.

d. Aldolase

Tahap keempat dalam reaksi glikolisis adalah penguraian molekul

fruktosa-1,6-difosfat membentuk 2 molekul triosa fosfat, yaitu

dihidroksi aseton fosfat dan D-gliseraldehida-3-fosfat.

e. Triosafosfat Isomerase

Dalam reaksi penguraian oleh enzim aldolase terbentuk 2

senyawa, yaitu D-gliseraldehida-3-fosfat dan

dihidroksiasetonfosfat. Yang mengalami reaksi lebih lanjut adalah

D-gliseraldehida-3-fosfat. Bila dihidroksiasetonfosfat tidak dapat

diubah akan diubah oleh enzim triosafosfat isomerase.

f. Gliseraldehida-3-fosfat Dehidrogenase

Sebagai katalis pada reaksi oksidasi gliseraldehida-3-fosfat

menjadi asam 1,3 difosfogliserat. Reaksi oksidasi ini mengubah

aldehida menjadi asam karboksilat.

g. Fosfogliseril Kinase

Reaksi yang menggunakan enzim ini adalah reaksi pengubahan

asam 1,3-difosfogliserat menjadi asam 3-fosfogliserat.

i. Fosfogliseril Mutase

Bekerja sebagai katalis pada reaksi pengubahan asam 3-

fosfogliserat menjadi asam 2-fosfogliserat.

j. Enolase

Berperan dalam pembentukan asam fosfoenolpiruvat dari asam 2-

fosfogliserat serta ion Mg2+ .

k. Piruvat Kinase

Sebagai katalis pada reaksi pemindahan gugus fosfat dari asam

fosfoenolpiruvat kepada ADP hingga terbentuk molekul ATP dan

molekul asam piruvat.

m. Laktat Dehidrogenase

Reaksi yang menggunakan enzim laktat dehidrogenase ini adalah

reaksi tahap akhir glikolisis, yaitu pembentukan asam laktat

dengan cara reduksi asam piruvat.

COOH CO2H

C = O + NADH + H+ HOCH + NAD+

CH3 CH3

asam piruvat asam laktat

Tinjauan Energi dalam Proses Glikolisis

Proses glikolisis dimulai dengan molekul glukosa dan diakhiridengan terbentuknya asam laktat. Serangkaian reaksi-reaksi dalam

proses glikolisis tersebut dinamakan juga jalur Embden-Meyerhof.

Proses glikolisis tidak hanya melibatkan glukosa saja, tetapi jugamonosakarida lain, misalnya fruktosa, galaktosa dan manosa.

Monosakarida tersebut diserap melalui dinding usus dibawa ke hati.

Glikogenesis dan Glikogenolisis

Glukosa merupakan sumber bahan bagi proses

glikolisis, karena terdapat dalam jumlah banyak bila dibandingkanyang monosakarida lain.

Oleh karena itu bila jumlah glukosa dari makanan terlalu berlebih, maka glukosa akan disimpan dengan jalan diubah menjadi glikogendalam hati dan jaringan otot. Proses sintesis glikogen dari glukosa inidisebut glikogenesis.

Glikogen dalam hati dapat juga dibentuk dari asam laktat danglikogen yang dihasilkan dari proses glikolisis. Siklus perubahanglukosa, asam laktat dan glikogen disebut siklus Cori.

Glikogen hati

Asam laktat Glukosa darah

Glikogen otot

(Siklus Cori)

Konsentrasi glukosa dalam darah manusia normal adalah 80-100mg/100ml. Setelah makan makanan sumber karbohidrat, konsentrasi

glukosa darah dapat naik hingga 120-130mg/ml, kemudian turun menjadi

normal lagi.

Dalam keadaan puasa glukosa darah turun menjadi 60-70 mg/100ml.Kondisi glukosa darah yang lebih tinggi dari normal disebut

hiperglikemia, sedangkan yang lebih rendah dari normal disebut

hipoglikemia.

Bila konsentrasi terlalu tinggi sebagian glukosa akan dikeluarkan daritubuh melalui urine.

Kebalikan dari glikogenesis ialah glikogenolisis, yaitu pemecahan molekulglikogen menjadi molekul-molekul glukosa.

glukosa

Heksokinase (ATP,ADP)

glukosa-6-fosfat

fosfoglukosa

isomerase

fruktosa-6-fosfat

Fosfofruktokinase (ATP,ADP)

fruktosa1,6-difosfat

Aldolase

triosafosfat isomerase

Dihidroksi asetonfosfat gliseraldehida-3-fosfat

gliseraldehida-3-fosfat NADH + H+

NAD+ + P

dehidrogenase

1,3-difosfogliserat

fosfogliserat kinase (ADP, ATP)

3-fosfogliserat

fosfogliserat mutase

2-fosfogliserat

asam laktat + NAD+ enolase H2O

fosfoenolpiruvat

Laktat dehidrogenase piruvat kinase (ADP, ATP)

H + NADH + asam piruvat

Bagan Reaksi Glikolisis

Glukoneogenesis

Asam laktat (glikolisis) dapat dibawa oleh darah

ke hati. Asam laktat kemudian diubah

mjd glukosa kembali melalui serangkaian

rx yang disebut glukoneogenesis (pembentukan gula baru).

Glukoneogenesis adalah sintesis glukosa dari senyawa-senyawa bukanKH, misalnya asam laktat dan beberapa asam amino. Proses ini

berlangsung di hati.

Pada pembentukan glukosa terlihat adanya hubungan antaraglukoneogenesis dengan siklus asam sitrat (siklus reaksi kimia yang

mengubah asam piruvat menjadi CO2+HO2 dan menghasilkan energi

dalam bentuk ATP dengan proses oksidasi aerob).

Pada waktu otot bekerja jumlah asam piruvat melebihi jumlah asampiruvat dalam siklus asam sitrat. Sehingga akan diubah menjadi

asam laktat dengan proses reduksi. Reaksi ini akan menghasilkan

NAD+ dan NADH.

O O- O O-

C C

C = O + NADH + H+ H C OH + NAD+

CH3 CH3

asam piruvat asam laktat

Asam laktat adalah hasil yang terakhir dalam proses glikolisis.

Glukosa

Glukosa- 6-fosfat

Fruktosa-6-fosfat

Fruktosa-1-6-difosfat

Gliseraldehida-3-fosfat dihidroksiaseton fofat

1,3-difosfo gliserat

3-fosfogliserat

2-fosfogliserat

Fosfoenol piruvat

Oksaloasetat siklus asam sitrat

Asam laktat Piruvat asam amino

Skema Glukoneogenesis

Siklus Asam Sitrat

Serangkaian reaksi kimia dalam sel, yaitu padamitokondria, berlangsung berurutan dan berulang

Tujuannya adalah mengubah asam piruvat menjadi CO2, H2O dansejumlah energi.

Prosesnya adalah proses oksidasi menggunakan oksigen atauaerob.

Siklus asam sitrat ini disebut juga siklus krebs krn use nama Hanskrebs.

Reaksi-reaksi kimia yang berhubungan

dengan siklus asam sitrat adalah:

a. Pembentukan Asetil Koenzim A (Asetil KoA)

Dibentuk pada reaksi antara asam piruvat dengan koenzim A.Disamping itu asam lemak juga dapat menghasilkan asetil koenzimA.

b. Pembentukan Asam Sitrat

Asam sitrat dibentuk oleh asetil KoA dengan asam oksaloasetat.

c. Pembentukan Asam Isositrat

Asam sitrat diubah menjadi asam isositrat melalui asam akonitat.

d. Pembentukan asam ketoglutarat

Dlm rx ini asam isositrat diubah mjd asam

oksalosuksinat, kmd lbih lanjut diubah mjd

asam ketoglutarat.

e. Pembentukan suksinil KoA

Asam ketoglutarat diubah mjd suksinil KoA dgn jln karboksilasi

oksidatif.

f. Pembentukan Asam suksinat

Terbentuk dari suksinil koA dgn cara melepaskan koenzim A serta

pbtkn guanosin trifosfat (GTP) dr guanosin difosfat (GDP)

g. Pembentukan asam Fumarat

Dari asam suksinat diubah mjd asam fumarat

melalui proses oksidasi use enzim suksinat

dehidrogenase & FAD sbg koenzim.

h. Pembentukan asam malat

Terbtk dr asam fumarat dgn cara adisi molekul air.

i. Pembentukan asam oksaloasetat

Tahap akhir dalam siklus asam sitrat dehidrogenasi asam malat

membentuk asam oksaloasetat