Metabolisme Karbohidrat

PENGERTIAN METABOLISMEMetabolisme/Biotransformasi : mempelajari perubahan-perubahan senyawa-senyawa dalam sel-sel tubuh baik dalam bentuk, sifat dan fungsiMeliputi proses katabolisme dan anabolismeBerlansung dengan bantuan :enzim, air, vitamin, mineral dan hormon-hormonBerfungsi:- Menghasilkan energi umumnya dalam bentuk ATP- Menghasilkan bahan baku untuk membentuk molekul baru- Menghasilkan bahan yang akan diekskresi

PENGERTIAN METABOLISMEEnergi yang dihasilkan dalam metabolisme dipergunakan untuk :- Proses kontraksi otot- Proses transport aktif membran- Proses transduksi signal dalam mekanisme kerja hormon- dsbPengaturan metabolisme oleh kontrol dari:- Jumlah enzim- Aktivitas katalitik - Tersedianya substratDipertahankan dalam keadaan homeostasis sehat

PENCERNAAN KARBOHIDRATPencernaan : proses pemecahan molekul makanan yang kompleks menjadi sederhana bisa diabsorbsi Proses berlangsung di sepanjang saluran cerna dengan bantuan enzim HidrolaseHampir seluruh sel-sel jaringan tubuh perlu/dapat menggunakan karbohidrat ( glukosa)Karbohidrat dalam diet umumnya dalam bentuk zat pati, laktosa, sukrosa, selulosaPencernaan KH dimulai di rongga mulut yang mengandung saliva yang disekresikan glandula saliva

PENCERNAAN KARBOHIDRATFungsi saliva: pelumas waktu mengunyah dan menelan makanan dan melarutkan molekul makanan enzim hidrolase dapat memulai proses proses pencernaanPencernaan KH terhenti di lambung adanya HCl yang menambah keasaman lambungPencernaan KH dilanjutkan saat isi lambung (chyme/kimus) memasuki duodenum sedikit demi sedikitMonosakarida, hasil pencernaan sempurna karbohidrat, diserap dari jejenum ke dalam sistem venous porta(selulosa yang dimakan, pada manusia tidak ada enzim yang menghidrolisisnya tidak dicerna)

PENCERNAAN KARBOHIDRATMelalui sistem portal hepatik ini langsung menuju hepar dan disini monosakarida (galaktosa,fruktosa)diinterkonversi mejadi glukosaGlukosa pergi ke sirkulasi darah KGDMasuknya glukosa dari sirkulasi darah ke sel-se (kec. sel hepar) dipercepat dengan adanya insulinKekurangan insulin hiperglikemiaKelebihan insulin hipoglikemiaKekurangan KGD yang ekstrim koma hipoglikemia (KGD < 20 mg %)Ini terjadi karena pasokan glukosa ke sel otak terganggu/kurang (sel otak sumber energinya hanya glukosa = eritrosit ) Kadar glukosa darah parameter keberhasilan atau tidaknya pengaturan metabolisme

METABOLISME KARBOHIDRAT GLIKOLISISJalur pemecahan glukosa untuk menghasilkan energiBerlangsung disitoplasma, secara aerob maupun anaerobDalam keadaan aerob, glukosa dioksidasi menjadi piruvatGikolisis dalam keadaan anaerob terjadi pada sel yang tidak mengandung mitokhondria (mis:sel eritrosit) atau jaringan yang dalam keadaan anoksia Asam laktat sebagai produk akhirAsam laktat dapat dikeluarkan dari sel, mengikuti peredaran darah membentuk glukosa (glukoneogenesis) di hepar atau di ginjal

JALUR GLIKOLISISKeseluruhan lintasan glikolisis diatur oleh 3 buah enzim utama yaitu : Heksokinase (Glukokinase), Fosfofruktokinase, dan Piruvat kinaseReaksi keseluruhan Glikolisis sehingga terbentuk Piruvat : Glukosa + 2Pi + 2 NAD+ + 2 ADP 2 Piruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2H+ + H2OReaksi keseluruhan Glikolisis sehingga terbentuk Laktat: Glukosa + 2Pi + 2 ADP 2 Laktat + 2 ATP + H2O

JALUR GLIKOLISIS

ENERGI YANG TERBENTUK PADA GLIKOLISISOksidasi glukosa dalam keadaan aerob dan anaerob menghasilkan sejumlah energi dalam bentuk ATP. Pada glikolisis 1 mol glukosa pada keadaan aerob maka akan dihasilkan 38 mol ATP Dalam keadaan anaerob, oksidasi glukosa menghasilkan 2 mol ATPSebagai konsekuensi, untuk memperoleh energi dalam jumlah banyak, lebih banyak glukosa yang menjalani glikolisis pada keadaan anaerob daripada keadaan aerob

GLIKOGENESISKondensasi glukosa menjadi glikogenProses dikendalikan oleh enzim Glikogen SintaseBerlangsung terutama di jaringan otot, hepar dan ginjalGlikogen tempat simpanan karbohidrat yang utama dalam tubuh mamalia (pati pada tumbuhan )Di hepar berhubungan dengan simpanan dan pengiriman heksosa (glukosa) keluar untuk mempertahankan KGD khusus saat sebelum sarapan

GLIKOGENESISDalam otot unsur ini hanya memenuhi kebutuhan organ itu sendiri sumber bahan bakar yang siap pakai untuk kontraksi ototBila glukosa tidak tertampung sebagai glikogen saja, kelebihan dialihkan dan dibentuk menjadi asam lemak bebas melalui proses lipogenesis

GLIKOGENOLISISDeretan reaksi hidrolisis glikogen menjadi glukosa, kembali menjadi sumber energiProses ini bukan pembalikan Glikogenesis melainkan lintasan yang terpisah Enzim utama : Glikogen fosforilaseDi hepar dan ginjal , Glukosa 6 phosphatase mengeluarkan phosphat dari Glukosa 6 phosphat difusi glukosa dari sel ke darah kenaikan KGD Enzim ini tidak terdapat di sel-sel otot dan otak

GLIKOGENESIS-GLIKOGENOLISIS

GLUKONEOGENESISProses pembentukan glukosa / hidrat arang dari zat non hidrat arangAsam amino glukogenik, asam laktat, dan gliserol adalah 3 kelompok substrat untuk proses iniBerlangsung setiap saat di dalam tubuh untuk membersihkan laktat yang terbentuk dari glikolisis anaerobSenyawa laktat hasil oksidasi glukosa di sel otot dan sel eritrosit di bawa ke hepar dan ginjal Di sini asam laktat dijadikan glukosa melalui lintasan glukoneogenesis sehingga unsur ini tersedia lagi bagi oksidasi jaringan lewat sirkulasiProses ini dikenal sebagai siklus Cori atau siklus asam

GLUKONEOGENESIS

Senyawa gliserol bebas merupakan senyawa yang berasal dari hidrolisis asilgliserol dalam jaringan adiposa Gliserol ini akan berdifusi ke dalam darah dan diubah menjadi glukosa dalam proses glukoneogenenesis.Proses ini berlangsung pada sel yang mengandung enzim pengaktifnya yaitu Gliserol KinasePada keadaan prolong starvation tubuh akan kekurangan / kehabisan zat hidrat arang ataupun lipid sebagai sumber energiAlanin adalah asam amino yang dominan diangkut dari otot ke hepar selama masa kelaparanSenyawa ini akan mengalami glukoneogenesis menghasilkan molekul glukosa dalam siklus glukosa alanin.

JALUR GLUKONEOGENESISGlukoneogenesis berlangsung terutama di sel-sel ginjal dan hepar (sedikit di otot dan otak)Reaksi meliputi reaksi glikolisis yang reversibel, siklus kreb, dan beberapa reaksi khusus untuk tambahanRangkaian reaksi glukoneogenesis walau menggunakan lintasan yang sama, bukan merupakan kebalikan dari reaksi glikolisisEnzim utama dari proses ini yang mengkatalisis reaksi tambahan pada glukoneogenesis :- Piruvat karboksilase- Fosfoenol piruvat karboksikinase- D Fruktosa 1,6 bifosfatase- D Glukosa 6 fosfatase

GLUKONEOGENESIS

MEKANISME METABOLISME DAN HORMONAL MENGATUR KONSENTRASI GLUKOSA DARAH

Langerhans produksi hormon glukagon, insulin dan somatostatinGlukagon disekresikan sebagai respon terhadap hipoglikemi dan mengaktifkan glikogenolisis serta glukoneogenesis asam amino dan laktatIni menimbulkan efek hiperglikemia dan kerja hormon ini berlawanan dengan kerja hormon insulin. Hormon insulin disekresikan sebagai respon langsung terhadap hiperglikemi. Pemberian insulin akan menyebabkan hipoglikemia seketikaSekresi insulin dan glukagon dihambat oleh somatostatin

MEKANISME METABOLISME DAN HORMONAL MENGATUR KONSENTRASI GLUKOSA DARAH

Rangsang utama untuk antaraksi ini adalah KGDEpineprin dan norepineprin akan menghalangi pelepasan insulin Epineprin menimbulkan glikogenolisis pada sel hepar serta otot karena stimulasi enzim fosforilaseHormon pertumbuhan, ACTH dan preparat hormon diabetogenik lain cenderung menaikkan kadar glukosa darah Kerja hormon-hormon ini antagonis dengan kerja insulin.Hormon pertumbuhan menurunkan pengambilan glukosa oleh jaringan tertentu misalnya otot dengan memobilisasi asam lemak bebas dari jaringan adiposa .Asam lemak ini akan menghalangi penggunaan glukosa.

MEKANISME METABOLISME DAN HORMONAL MENGATUR KONSENTRASI GLUKOSA DARAH

Hormon Glukokortikoid meningkatkan glukoneogenesis melalui melalui peningkatan katabolisme protein di jaringanIni menyebabakan peningkatan pengambilan asam amino oleh hepar, peningkatan aktivitas enzim transaminase dan enzim lain yang berhubungan dengan glukoneogenesis di hepar. Glukokortikoid juga menghambat penggunaan glukosa dalam jaringan ekstrahepatik.Hormon thyroid juga dipandang sebagai hormon yang mempengaruhi glukosa darah.

LINTASAN PENTOSA FOSFAT (PMP SHUNT )Jalur alternatif untuk metabolisme glukosaBerlangsung di sitoplasma dari selDapat berlangsung di sel hepar, jaringan adiposa, korteks adrenal, tiroid, eritrosit, testis dan kelenjar mamae wanita menyusui Berfungsi menghasilkan 2 senyawa penting :1. Produksi NADPH untuk sintesis reduktif 2. Pentosa (residu ribosa) untuk sintesis nukleotida dan asam nukleat baik DNA atau RNA

LINTASAN PENTOSA FOSFAT (PMP SHUNT )Enzim utama pada lintasan ini adalah glukosa 6 fosfat dehidrogenase yang tergantung NADPSemua jaringan yang lintasan ini aktif bekerja mempergunakan NADPH dalam berbagai sintesis reduktifDi jaringan adiposa NADPH dipergunakan untuk biosintesis asam lemak de novaDi kelenjar suprarenalis NADPH dipergunakan untuk sintesis hormon- hormon suprarenalis

Di dalam eritrosit , jalur ini penting untuk mempertahankan kehidupan eritrosit dewasaNADPH dari jalur PMP shunt dipergunakan untuk mereduksi kembali oxyglutation menjadi reduce glutation oleh enzim glutation reduktase (enzim flavoprotein mengandung FAD)Glutation tereduksi mengeluarkan H2O2 dari eritrosit oleh enzim Glutation PeroksidasePenumpukan H2O2 memendekkan umur eritrosit

LINTASAN PENTOSA FOSFAT (PMP SHUNT )

PMP SHUNT

URONIC ACID PATHWAYLintasan untuk konversi glukosa menjadi asam glukoronat, asam askorbat dan pentosaLintasan ini tidak menghasilkan energiOksidasi glukosa untuk membentuk asam glukoronat olek kerja enzim Uridin Difosfat Glukosa(UDPG)PyrofosforilaseAsam glukoronat bentuk aktif dipergunakan sebagai penawar racunDalam reaksi yang tergantung NADPH , glukoronat direduksi menjadi L gulonat prekursor askorbat pada hewan yang mampu mensintesis vitamin ini oleh kerja enzim L gulonolakton oksidase

URONIC ACID PATHWAY