METABOLISME METABOLISME KARBOHIDRATKARBOHIDRAT

Dr. Gilang KusdinarDr. Gilang Kusdinar

METABOLISME ?META

=BERUBAH

BOHOLIC=

SENYAWA KIMIA

Perubahan senyawa kimia yg

terjadi didalam tubuh makhluk hidup

METABOLISME•SERANGKAIAN REAKSI ENZIMATIK YG SALING TER KAIT DAN BEKERJA SAMA SECARA AMAT TER ORGANISASI

•MEMPUNYAI TUJUAN YANG SPESIFIK :

1. Untuk memperoleh enersi kimia dari degradasi makanan atau dari enersi solar (matahari)

2. Untuk mengubah molekul nutrien menjadi prekursor unit pembangun bagi makromolekul sel

3. Untuk menggabung unit unit pembangun menjadi protein, asam nukleat, lipida, polisakarida serta kom ponen sel yg lain

4. Untuk membentuk & mendegradasi biomolekul yg diperlukan dalam fungsi khusus sel

METABOLISME

KATABOLISME

MOLEKUL MAKRO

MOLEKUL MIKRO

(AMILUM)POLISAKARIDA

(DAGING/TELUR)PROTEIN JARINGAN

(MINYAK/MENTEGA)LEMAK JARINGAN

GLUKOSA/MONOSA LAIN

BERBAGAI ASAM AMINO

ASAM LEMAK & KOMPONENLEMAK YG LAIN

ANABOLISME/SINTESA

MOLEKUL MAKRO

(GLIKOGEN) POLISAKARIDA

(AKTIN, MIOSIN) PROTEIN JARINGAN

(FOSFOLIPID, TG) LEMAK JARINGAN

~E

METABOLISME KARBOHIDRAT

SECARA UMUM

DIET KHAmilase saliva

amilase pankreasHCO

TrisakaridaseOligosakaridase

Maltase

Isomaltase

Sukrase

Laktase

GlcGlcGlcGlcGlcFrukGlcGal

FIBER:•SELULOSA, HEMISELULOSA•PEKTIN•MUCILAGE•GUM, LIGNIN

MENCEGAH Ca COLONIKAT KOLESTEROLIKAT GULA SEDERHANAPERLANCAR DEFEKASI

LACTOSA INTOLERANCE•PENYAKIT KETURUNAN •SERING PADA BAYI •DEFISIENSI SEL LAKTASE

Laktase sel

FERMENTASI

CO2

GLIKOSIDASEKOMPLEKS

(Protein membran)

LAKTOSA

AMILUM (60%)SUKROSAFIBER

DEKTRIN

TRISAKARIDAOLIGOSAKARIDA

MALTOSAISOMALTOSA

CO2CO2CO2CO2

CO2CO2CO2CO2CO2

LAKTOSA

H2OH2OH2OH2OH2O

KEMBUNGDIARRHEA

Setelah diserap, glukosa didistribusikan Setelah diserap, glukosa didistribusikan hepar, otot skelet, ginjal, otak, SDM, jar hepar, otot skelet, ginjal, otak, SDM, jar lemak dan yang lain lemak dan yang lain metabolisme (untuk metabolisme (untuk memenuhi kebth jar dan mengendalikan memenuhi kebth jar dan mengendalikan kadar glukosa darah tetap dbn.kadar glukosa darah tetap dbn.

Segera setelah makan (post absorbtif) Segera setelah makan (post absorbtif) glukosa yang masuk hepar diubah menjadi glukosa yang masuk hepar diubah menjadi glikogen (GLIKOGENESIS) dan disimpan glikogen (GLIKOGENESIS) dan disimpan sebagai cadangan.sebagai cadangan.

Sebagian yang lain disimpan dalam bentuk Sebagian yang lain disimpan dalam bentuk asam amino (utk memenuhi kebt asam amino (utk memenuhi kebt as.amino as.amino esensialesensial), sebag yang lain melalui jalur ), sebag yang lain melalui jalur pentosa (pentosa (HMP=Hexosa Mono PhosphatHMP=Hexosa Mono Phosphat) ) untuk memperoleh ribosa yang penting untuk memperoleh ribosa yang penting untuk untuk sintesa nukleotidasintesa nukleotida (ATP, RNA, DNA (ATP, RNA, DNA dll), serta sumber dll), serta sumber NADPHNADPH (untuk sintesa as. (untuk sintesa as. lemak dan as.amino khususnya yang lemak dan as.amino khususnya yang menggunakan enzmenggunakan enz.glutamat transaminase.glutamat transaminase))..

Selain itu glukosa dalam hepar sebag juga Selain itu glukosa dalam hepar sebag juga diubah menjadi diubah menjadi as.glukoronatas.glukoronat yang penting yang penting untuk konjugasi senyw2 beracun limbah untuk konjugasi senyw2 beracun limbah metabolisme, mis: bilirubinmetabolisme, mis: bilirubin

Di otot skelet bila tidak Di otot skelet bila tidak exerciseexercise glukosa glukosa akan disimpan sebagai glikogen dan bila akan disimpan sebagai glikogen dan bila dibutuhkan untuk kontraksi, glukosa akan dibutuhkan untuk kontraksi, glukosa akan dioksidasi menghasilkan energi.dioksidasi menghasilkan energi.

Di jar.otak glukosa merupakan sumber Di jar.otak glukosa merupakan sumber utama energi serta bahan baku utama energi serta bahan baku sintesa sintesa αα--ketoglutaratketoglutarat (senyw penting utk eliminasi (senyw penting utk eliminasi NHNH33 ,limbah metab as.amino yang toksis ,limbah metab as.amino yang toksis

bagi sel syaraf). Di samping itu derivat bagi sel syaraf). Di samping itu derivat glukosa juga penting sebagai bahan dasar glukosa juga penting sebagai bahan dasar sintesa neurotransmittersintesa neurotransmitter..

Di dalam SDM (eritrosit), glukosa mrpkn Di dalam SDM (eritrosit), glukosa mrpkn satu2nya sumber energi selain menjadi satu2nya sumber energi selain menjadi sumber sumber Bi-Phospho-Gliserat (BPG)Bi-Phospho-Gliserat (BPG), , senyawa yang sangat membantu proses senyawa yang sangat membantu proses disosiasi HbOdisosiasi HbO22..

Glukosa melalui jalur HMP amat penting Glukosa melalui jalur HMP amat penting sbg sumber NADPH yang amat penting sbg sumber NADPH yang amat penting untuk mereduksi glutation teroksidasi (GS-untuk mereduksi glutation teroksidasi (GS-SG) menjadi glutation tereduksi (2 G-SH).SG) menjadi glutation tereduksi (2 G-SH).

Glutation tereduksiGlutation tereduksi tsb amat penting untuk tsb amat penting untuk melindungi SDM dari serangan melindungi SDM dari serangan ROSROS (Reactive Oxygen Species) yang setiap saat (Reactive Oxygen Species) yang setiap saat dapat terbentuk pada saat oksigenasi Hb.dapat terbentuk pada saat oksigenasi Hb.

Di jar Di jar lemak (lemak (adipose tissueadipose tissue)) seluruh seluruh molekul glukosa dapat diubah menjadi molekul glukosa dapat diubah menjadi lemak (lemak (TG=TriasilgliserolTG=Triasilgliserol) untuk disimpan ) untuk disimpan sebagai cadangan energi.sebagai cadangan energi.

Semua proses tadi berjalan secara Semua proses tadi berjalan secara simultan dan serentak di seluruh jaringan simultan dan serentak di seluruh jaringan tubuh secara teratur dan efisien.tubuh secara teratur dan efisien.

Hal ini mungkin terjadi karena ada sistem Hal ini mungkin terjadi karena ada sistem pengendalian yang sangat efektif dalam pengendalian yang sangat efektif dalam mengatur met.KH bahkan dikaitkan dengan mengatur met.KH bahkan dikaitkan dengan met senyw lain.met senyw lain.

Pengendalian ini sudah berjalan semenjak Pengendalian ini sudah berjalan semenjak KH masuk ke usus dengan memicu sel KH masuk ke usus dengan memicu sel mukosa usus agar mensekresi sekelompok mukosa usus agar mensekresi sekelompok senyw yang dinamakan senyw yang dinamakan Intestinal FactorIntestinal Factor..

Intestinal factor Intestinal factor ini oleh darah akan diangkut ini oleh darah akan diangkut sampai ke pankreas, memicusampai ke pankreas, memicu sel sel ββ untuk untuk meningkatkan meningkatkan sekresi insulinsekresi insulin..

InsulinInsulin inilah pengendali utama (t.u kadar inilah pengendali utama (t.u kadar glukosa dalam darah) saat post sbsorbtif.glukosa dalam darah) saat post sbsorbtif.

USUS MUSCLE

OTAK

HEPAR

ADIPOSA

GINJAL

SDM

Fibroblas

SAAT MAKAN(ABSORBTIVE STATE)

KH

ENZ

GGGG GG

IF

III

GlkSTS

Glut

Glut

III

GGGG

GLKG

GLKG

TGKH LIPID

100 g

350 g

100 X ENERSI HEPAR

AA PROT

KH PROTEIN

I

GlkSTSKey enz glikolisis

Key enz glikolisisKey enz lipogenesis

CADANGAN ~E

GGG

~E

GLIKOLISIS GLIKOLISIS

Adalah rangkaian reaksi kimia enzimatik Adalah rangkaian reaksi kimia enzimatik untuk untuk memecah glukosamemecah glukosa dengan cara dengan cara oksidasioksidasi menjadi menjadi piruvat piruvat (suasana aerob) (suasana aerob) atau atau laktatlaktat (suasana anaerob) dengan tujuan (suasana anaerob) dengan tujuan memperoleh energi, serta menyediakan memperoleh energi, serta menyediakan piruvat bagi piruvat bagi oksidasioksidasi lebih lanjut lebih lanjut mendorong mendorong siklus asam sitratsiklus asam sitrat maupun maupun oksidasi respirasioksidasi respirasi agar diperoleh energi yang agar diperoleh energi yang lebih besar.lebih besar.

Glikolisis juga untuk persiapan merubah Glikolisis juga untuk persiapan merubah glukosa/ KH yang lain menjadi as.amino glukosa/ KH yang lain menjadi as.amino atau lemak atau sebaliknya dan bagi atau lemak atau sebaliknya dan bagi SDMSDM sebagai sumber sebagai sumber BPG (Bi-Phospho BPG (Bi-Phospho Gliserat)Gliserat)..

Glikolisis terjadi di seluruh jaringan tubuh Glikolisis terjadi di seluruh jaringan tubuh dan berlangsung di dalam sitoplasma dan berlangsung di dalam sitoplasma (ekstra mitokondria)(ekstra mitokondria)..

Sumber Gluc-6PSumber Gluc-6P

Reaksi glikolisis berawal dari glukosa-6P Reaksi glikolisis berawal dari glukosa-6P yang dalam tubuh dapat diperoleh yang dalam tubuh dapat diperoleh dengan 2 cara:dengan 2 cara:

1.1. Aktivasi glukosaAktivasi glukosa: glukosa dari darah di : glukosa dari darah di dalam sel dapat diaktifkan menjadi gluk-dalam sel dapat diaktifkan menjadi gluk-6P dengan energi dari ATP. Reaksi ini 6P dengan energi dari ATP. Reaksi ini dikatalis oleh 2 macam enzim dikatalis oleh 2 macam enzim heksokinaseheksokinase dan dan glukokinaseglukokinase (dalam (dalam hepar, khusus thd gluk dan diinduksi hepar, khusus thd gluk dan diinduksi oleh insulin).oleh insulin).

2.2. Dari jalur Dari jalur glikogenolisisglikogenolisis: di dalam jar : di dalam jar hepar, otot skelet, jantung serta ginjal hepar, otot skelet, jantung serta ginjal terdapat cadangan KH dalam bentuk terdapat cadangan KH dalam bentuk glikogen. Melalui jalur glikogenolisis, glikogen. Melalui jalur glikogenolisis, glikogen akan dihidrolisa oleh enzim glikogen akan dihidrolisa oleh enzim glikogen fosfatase glikogen fosfatase dandan debranching debranching enzymenzym. . Glikogen fosfatase menghasilkan Glikogen fosfatase menghasilkan glukosa-1P & debranching enzym glukosa-1P & debranching enzym menghasilkan glukosa-6P.menghasilkan glukosa-6P.

Karena ikatan cabang jauh lebih sedikit maka Karena ikatan cabang jauh lebih sedikit maka sebagian besar hasil glikogenolisis adalah sebagian besar hasil glikogenolisis adalah gluk-1P, yang oleh enz gluk-1P, yang oleh enz fosfoglukomutase fosfoglukomutase akan diubah menjadi gluk-6P.akan diubah menjadi gluk-6P.

Glukosa-6P selain mjd bahan dasar jalur Glukosa-6P selain mjd bahan dasar jalur glikolisis ternyata juga merupakan glikolisis ternyata juga merupakan titik temu titik temu antar berbagai jalur metab KH: jalur glikolisis/ antar berbagai jalur metab KH: jalur glikolisis/ glukoneogenesis,glikogenesis/ glikogenolisis, glukoneogenesis,glikogenesis/ glikogenolisis, jalur HMP, jalur as uronat, laktogenesis dan jalur HMP, jalur as uronat, laktogenesis dan sintesa glikoprotein.sintesa glikoprotein.

GLIKOGEN

DIET Glc Glc-6P Glc-1P

FRUK-1,6P2

HMP

RIBOSA-5P

LAKTOSAJALUR URONAT

AS. GLUKURONAT

RIBOSA

GULA AMINO

PROTEOGLIKAN

PROTEIN

JALUR JALUR MET KH

GLIS-3P

PIRUVAT

ASETIL-KoA

S.A.SGTP FADH

NADH

H+

OKSIDASIRESPIRASI

O2

H2O

ADPATP

NADPH DNARNA

ASIL-KoA

GLISERIDA:TGFL

KG

NH2 Glu Gln Pool AA

Ala

Asp, Met, Phe, His, Tyr, Ileu, dsb

NADPH

GLUKONEOGENESIS

Gliserol

GLUKONEOGENESISGLUKONEOGENESIS

Adalah reaksi yang mengubah senyawa Adalah reaksi yang mengubah senyawa bukan KH menjadi KH (glukosa).bukan KH menjadi KH (glukosa).

Jalur tersebut mrpk salah satu jalur yang Jalur tersebut mrpk salah satu jalur yang mrpk mrpk sumber glukosa endogen.sumber glukosa endogen.

Peranan fisiologis jalur tsb adalah Peranan fisiologis jalur tsb adalah mempertahankan kadar glukosa darah mempertahankan kadar glukosa darah agar tidak kurang dari batas minimal, saat agar tidak kurang dari batas minimal, saat masukan glukosa rendah, mis: saat masukan glukosa rendah, mis: saat puasa atau stress pd tubuh.puasa atau stress pd tubuh.

Kadar glukosa harus dipertahankan di Kadar glukosa harus dipertahankan di atas batas minimal karena jar.tubuh atas batas minimal karena jar.tubuh seperti seperti otak, SDM, sel limfoid otak, SDM, sel limfoid dandan makrofagmakrofag mutlak membutuhkan glukosa. mutlak membutuhkan glukosa.

Sel otak membutuhkan glukosa utk Sel otak membutuhkan glukosa utk sumber energi dan eliminasi NHsumber energi dan eliminasi NH33. SDM . SDM memakai glukosa sbg sumber energi dan memakai glukosa sbg sumber energi dan memperoleh BPG utk disosiasi HbOmemperoleh BPG utk disosiasi HbO22..

Disamping reaksi jalur glikolisis, jalur Disamping reaksi jalur glikolisis, jalur glukeneogenesis umumnya juga glukeneogenesis umumnya juga menggunakan sebagian dari siklus asam menggunakan sebagian dari siklus asam sitrat.sitrat.

““Orang yang bodoh adalah yang selalu mengikuti Orang yang bodoh adalah yang selalu mengikuti hawa nafsunya tetapi selalu mengharapkan hawa nafsunya tetapi selalu mengharapkan balasan yang baik (dari Allah) baginya” balasan yang baik (dari Allah) baginya”