METABOLISMEdr. P. Murdani K, MHPEd KARBOHIDRAT

Siklus Asam SitratOksidasi Piruvat Asetil Ko. AGlikolisisGlikogenesisGlikogenolisisHexose Monophosphat ShuntGlukoneogenesisJalan-jalan minor pada metabolisme glukosa

SIKLUS ASAM SITRAT

SIKLUS ASAM SITRAT

Bersifat amfibolik siklus asam sitrat sbg sumber-sumber molekul untuk proses-proses anabolik yaitu sintesis : asam lemak asam amino glukosa (glukoneogenesis)

Ringkasan Metabolisme Asetil Ko ALaktat

Siklus As. Sitrat / Siklus KREBS / Siklus As. TrikarboksilatSuatu rangkaian mekanisme dlm mitokondria yang melakukan oksidasi residu asetil, membebaskan ekuivalen hidrogen/pereduksi yang pd oksidasi mengakibatkan pelepasan sebagian energi bebas dari bahan bakar jaringan.

Residu asetilasetil Ko A(CH3 CO S Ko A)

Energetika Oksidasi KH1 mol glukosa CO2 + H2O (kolorimeter)timbul panas 2870 KJ

dalam jaringan sebagian panas (1398 KJ) diikat fosfat berenergi tinggi.

1 mol glukosa CO2 + H2O + 38 ATP(1ATP 36,8 KJ)

ATP dibentuk fosforilasi oksidatif dari reoksidasi koenzim tereduksi oleh rantai pernafasan. fosforilasi pada tingkat substrat

Rantai Pernafasan : (di mitokondria)rangkaian enzim dan zat pengemban yang bertanggung jawab untuk membawa ekuivalen pereduksi dari substrat ke molekul oksigen.

Potensial Oksidasi Reduksi (Redoks) pertukaran energi bebas yang sebanding dengan kecenderungan reaktan untuk melepas/menerima elektron pada reaksi oksidasi-reduksi.

RP enzim-enzim utama tersusun menurut potensial redoks yang meningkat. Elektron mengalir melalui rantai secara bertahap dari unsur yang lebih elektron oksigen yg lebih elektron

Tak semua substrat dihubungkan dengan RP melalui NAD (mis. suksinat) ok. Potensial redoksnya > dibanding NAD langsung ke FAD sitokrom-sitokrom RP

Bila substrat dioksidasi melalui NAD 3 mol P anorganik bergabung dengan 3 mol NAD 3 mol ATP.

Bila tak lewat NAD tapi langsung ke FAD dibentuk 2 mol ATP.

Bila tidak lewat RP (hanya di substrat yaitu: suksinil Ko A suksinat) 1 mol ATP.

SIKLUS ASAM SITRATSubstratInhibitorEnzimMg2+Mn2+Kofaktor : thiamin diphosphate,lipoate, NAD+, FAD & CoAKoenzim vitKoenzim mineral

SIKLUS ASAM SITRATDi mitokondriaYang membantu :1. Enzim :a. Di luar & di dlm mitokondriab. Di dlm mitokondria (2 enzim) : - -Ketoglutarat dehidrogenase- Suksinat dehidrogenase2. Koenzim :a. Vitamin (B1)b. Mineral (Fe2+, Mn2+, Mg2+)

Yang mengganggu :1. Fluoroasetat (inhibitor Aconitase)2. Arsenit (inhibitor -Ketoglutarate dehidrogenase complex)3. Malonat (inhibitor Suksinat dehidrogenase))

Energetika siklus asam sitratSetiap mol asetil KoA / 1 lingkaran siklus di rantai pernafasan:3 mol NADH3 x 3 ikatan P 9 ATP2 mol FADH21 x 2 ikatan P 2 ATPdi tingkat substrat (suksinil KoA suksinat)1 mol GTP 1 ATPTotal = (9 + 2 + 1) = 12 ATP

Enzim-enzimNADH1. isositrat dehidrogenase2. Ketoglutarat dehidrogenase3. malat dehidrogenase FADH2suksinat dehidrogenaseSubstratsuksinat tirokinase

Reaksi-reaksi siklus asam sitratAsetil. KoA + oksaloasetat + H2O sitrat + KoA SH

Sitrat sis-akonitatisositrat

Isositrat + NAD+ oksalosuksinat . ketoglutarat + CO2 + NADH + H+

. ketoglutarat + NAD+ + KoASH suksinil KoA + CO2 + NADH + H+

Reaksi-reaksi siklus asam sitratSuksinil Ko A + Pi + GDP suksinat + GTP + KoASH

Suksinat + FADFumarat + FADH2

Fumarat + H2OL. Malat

L. Malat + NAD+ oksaloasetat + NADH + H+ Semua enzim juga ditemukan diluar mitokondria, kecuali :. ketoglutarat dehidrogenasesuksinat dehidrogenase

Enzim : kompleks -ketoglutarat dehidrogenase Reaksi :DEKARBOKSILASI -KETOGLUTARAT-ketoglutarat + NAD+ + KoA Suksinil KoA + NADH + H+ + CO2

Peranan Amfibolik Siklus Asam SitratMencakup jalan: 1. glukoneogenesis, transaminasi dan deaminasi 2. sintesis asam lemak

Glukoneogenesis, transaminasi dan deaminasiUnsur-unsur kimia dari sitrat oksaloasetatBerpotensi glukogenik (hati dan ginjal)LAKTATsubstrat penting utk glukoneogenesisALANINASPARTATreaksi transminasi (bolak-balik)GLUTAMAT

Keterlibatan Siklus Asam Sitrat dlm Transaminasi GlukoneogenesisGlukoneogenesisPiruvat dehidro-genase

Peran Siklus Krebs pd Sintesis Asam Lemak dr Glukosa

Oksidasi Piruvat Asetil KoADalam mitokondriaEnzim : kompleks Piruvat dehidrogenaseReaksi :Piruvat + NAD+ + KoA Asetil KoA + NADH + H+ + CO2

OKSIDASI PIRUVAT Asetil KoA

Oksidasi piruvat Asetil KoASymporttransport piruvat khusus yang membantu pasasi melintasi membran bagian dalam mitokondira.

Enzim:Kompleks piruvat dehidrogenase yang terdiri atas:29 mol piruvat dehidrogenase8 mol flavoprotein (dihidrolipoil dehidrogenase) di sekeliling1 mol trans asetilase

Tiamin difosfat (kofaktor)PiruvatPiruvatDehidrogenaseCOOH C-OH CS +N C=C CH3 HOOC-(CH2)2-CO2PiruvatDehidrogenase H C-OH CS +N C=C CH3 HOOC-(CH2)2-Asetil lipoamidaKoA-SHDihidrolipoilDehidrogenaseLipoamida tereduksiAsetil KoADihidroksilipoilTransasetilaseDihidroksilipoil transasetilaseLipoamida teroksidasiFADFADH2NAD+NADH + H+Hidroksietil tiamin difosfatOKSIDASI PIRUVAT ASETIL KOA

Ion arsenit merkuri

difisiensi tiaminalkoholismeDapat menghambat piruvat dehidrogenasePiruvat asidosisi laktat

JALAN-JALAN UTAMA METABOLISME KARBOHIDRAT

GLIKOLISISGLIKOGENESISGLIKOGENELISIS

GLIKOLISISPengertian :

GLIKOLISISGlikolisis anaerob- glikogen hilang- laktat dan piruvat timbul

glikolisis aerob- glikogen timbul lagi- laktat dan piruvat hilang(piruvat CO2 + H2O)

Glikolisis dalam eritrositAerob/anaerob selalu berakhir sebagai laktat

GLIKOLISIS

Jalur GlikolisisEmbden-Meyerhof

Glikolisis terjadi di seluruh jaringan

Reaksi glikolisis reversible KECUALI reaksi-reaksi yang dikatalisis oleh :HEKSOKINASEFOSFOFRUKTO KINASEPIRUVAT KINASE

Semua enzim jalan Embden meyerhof ada di luar mitokondria di sitosol

Glikogenesis terjadi di semua jaringan glikogen hati 6% berat basah ssd makanglikogen otot 1% berat basah

glikogen otot sumber heksosa untuk glikolisis otot sendiri

glikogen hati pemeliharaan glukosa darah

PEMBENTUKAN IKATAN-IKATAN BERENERGI TINGGI PADA KATABOLISME GLUKOSA

JALANREAKSI DIKATALIS OLEHCARA PEMBENTUKAN P (OKSIDASI)JML P YG DIHASILKAN PER MOL GLUKOSAGLIKOLISISGLISERALDEHIDE 3-P DEHIDROGENASEFOSFOGLISERAT KINASEPIRUVAT KINASE

KONSUMSI ATP PDHEKSOKINASEFOSFOFRUKTOKINASE

PIRUVAT DEHIDROGENASE2 NADH (RP)TK. SUBSTRATTK SUBSTRAT

JUMLAH- 2 NADH (RP)6

22

-2

86SIKLUS KREBSISOSITRA DEHIDROGENASE KETOGLUTARAT DEHIDROGENASESUKSINAT TIOKINASESUKSINAT DEHIDROGENASEMALAT DEHIDROGENASE

Jumlah per mol glukosa AEROB ANAEROB ?2 NADH (RP)2 NADH (RP)

TK SUBSTRAT2 FADH2 (RP)2 NADH (RP)JUMLAH66

24638 P38 ATP

Glikogenesis & Glikogenolisis

GLIKOGENESIS & GLIKOGENOLISISDalam HatiMempertahankan kadar normal Glukosa darahGlukosa :- prekursor laktosa di kelenjar mamma- sumber energi sistem syaraf & eritrosit- sumber gliserida gliserol di jaringan adiposa- satu-satunya energi otot rangka

Mekanisme Pengaturan Glikogenesis

Penyakit-penyakit penyimpanan glikogenpenyimpanan hereditair dengan adanya deposisi glikogen dalam jaringan dengan jenis dan kwantitas abnormal.

Glikogenosisi tipe I / Peny. Von GierkeAda hipoglikemiatapi ada penumpukan glikogen di sel hati dan tubuli kontortiAktivitas glukosa 6-fosfatase rendah/tak ada sama sekali.Glikogenosisi tipe II / Peny. PompeAda penumpukan glikogen di lisosomDef. - 1.4 & 1.6 glukosidase lisosomalGlikogenosisi tipe IIITerjadi tumpukan polisakarida limit dekstrinTak ada debranching enzyme

Penyakit-penyakit penyimpanan glikogenGlikogenosisi tipe IVTerjadi penumpukan polisakarida yang mempunyai sedikit titik cabangTak ada branching enzymeGlikogenosisi tipe VIGlikogen abnormal di otot tetapi tidak ada laktat toleransi latihan phisikada defisiensi fosforilase otot tetapi di hati normal.Glikogenosisi tipe VIIDif. fosforilase dalam hatiDif. fosfofruktokinase dalam otot dan eritrositGlikogenosisi tipe VIII / Peny. TaruiFosforilase kinase hati (

THE HEXOSA MONOPHOSPAT SHUNT

The Hexose Monofosfat Shuut(Jalan Pentosa Phosphat)Fungsi:menyediakan NADPH untuk sintesis reduktif di luar mitokondriamelengkapi ribosa untuk sintesis nukleotida dan asam nukleatTempat proses:tidak di otot rangkahati, jar. Adiposa, tiroid, testiskel. Mammae yang laktasieritrositEnzim: di bagian larut sel, di luar mitokondriaReaksi: 3 glukosa 6P + 6 NADP+ 2 glukosa 6P + gliseralhida 3P + 6 NADPH + 6H+ + 3 CO2

Jalur Pentose-Phosphate/ Hexose-Monophosphate Shunt

Lanjutan

Beda HMS dan jalan EM1. HMS oksidasi pada reaksi pertama2. CO2 tak dihasilkan di jalan EM

HMS dalam eritrosit : G S S G 2G SH Glutation glutationteroksidasi tereduksi

2G SH + H2O2 G S S G + H2ONADPH NADPH + H+glutation reduktaseNADPH NADPH + H+glutation peroksidase

H2O2 kecepatan oksidasi Hb Met Hb

Eritrosit bila glukosa G P dehidrogenaseeritrosit rapuhhemolisisDif. enzim anemia haemolitikaOksidan : primakuin, aspirin, sulfonamida

HMSWilliamtipe Fjaringan lemaktipe Ljaringan lainLandautipe Fhati

Jaringan lain :kortek adrenaltiroid, testis, eritrositkel. Mammae (laktasi)otot rangka (sedikit)oksidan

GLUKONEOGENESIS

Ad 7. GlukoneogenesisJalan yang terkait :siklus as. Sitratkebalikan glikolisisSubstrat utama :as. Amino glukogeniklaktatGliserol produk metab. Jar. AdiposaPropionat bnt memamah biakFungsi :memenuhi kebutuhan glukosa bila KH tak cukup dalam makanan

Glukosa :prekussor laktosa di kel. Mammaesumber energi sistem syarat dan eritrositsumber gliserida gliserol dalam jaringan adiposasatu-satunya sumber energi otot rangka anaerob.Organ utama untuk glukoneogenesis :hati dan ginjal Glukoneogenesis pembalikan glikolisis glukoneogenesis aktif glikolisis rendahEnzim fruktosa 1.6 bifosfatase enzim kunciDif. Vit B12 ekskresi metilmalonat (methylmalonic aciduria)

Dalam hati titik masuk asam amino ssdh transaminasi Substrat : a. Asam amino glukogenik b. Gliserol c. Laktat d. Propionat (binatang memamah biak)Jalan Utama GlukoneogenesisFungsi : memenuhi kebutuhan glukosa bila KH tak cukup dlm makananOrgan utama : hati & ginjal

JALAN-JALAN MINOR PADA METABOLISME GLUKOSA

METABOLISME HEKSOSA(FOSFORILASE)Fosfoglukomutase Mg++

HEKSOSAENZIMHASIL (Heksosa Fofosfat)GLUKOSA

FRUKTOSAGALAKTOSAglukokinaseheksokinasefruktokinasegalaktokinaseGlukosa G PGlukosa 1 P Fruktosa 1 P Galaktosa 1 P

Jalan-jalan Minor Pada Metabolisme GlukosaJalan oksidasi glukosa- as. Glukoronat- as. Askorbat oksalat- pentosa oksalattak ada pembentukan ATP (seperti HMS)HMS

Pentosa xilitol D. xilulosa S.P xilulosa 1 P glikoaldehida glikolat oksalat oksalosis Penumpukan Ca-oksalat di otak dan ginjal

METABOLISEME FRUKTOSAIntoleransi fruktosa herediterDefisiensi fruktosa 1,6-bifosfatase HYPOGLIKEMIA (meskipun cadangan glikogen tinggi)

Fruktosa 1. fosfatFruktosa 1,6-bifosfat

Hambat aktivitas fosforilase hati

Fruktosa dan sorbitolada di lensa manusiapada DM, kadar katarak diabetes

Jalan sorbitol pembentukan fruktosa dari glukosa yg pd DM(di luar hati)menumpuk

Metabolisme Fruktosa

METABOLISME GALAKTOSAGalaktosa :pembentukan sususebagai unsur glikolipid (serebrosida)proteoglikan/mukopolisakaridaglikoprotein mis. N. Asetilgalaktosamin

Galaktokinase enzim yg adaptif respon pd galaktosa makananGalaktosemia peny. Metabolisme herediter ok. ada gangguan enzim 1, 2, dan 3 galaktosa darah urin

galaktosa darah poliol (galaktiol) KATARAKaldosareduktase

Jalur Metabolisme Galaktosa mjd Glukosa di HatiGalactosaGalaktokinase enzim yang adaptif respon pada galaktosa makanan.Galaktosemia penyakit metabolisme herediter krn galaktosa darah meningkat poliol / galaktiol mngkt katarak reduktasealdosol

Jalur Metabolisme Glukosa mjd Laktosa di Klj Mammae

LAKTOSA GALAKTOSA + GLUKOSA

Galaktosa Glukosa (dalam hati)

TES TOLERANSI GALAKTOSA

Glikosaminoglikanterdiri atas unit-unit 2 monosakarida yang salah satunya adalah gula amino

METABOLISME GULA AMINO / GLUKOSAMINGlukosamin unsur penting KH yang terdapat dalam seluruh tubuh sebagai struktur jaringan. Misal: mukopolisakarida glikosaminoglikan

Beda dengan glikogen :Glikogen setiap unit polisakaridanya sama yaitu: glikosilMukopolisakarida memp. 2 unit yang berbeda / >

Contoh :heparinas. Hialuronat cairan sinovialkondroitin sulfat tulang rawanN. Asetil galaktosamin