METABOLISME KARBOHIDRAT

  • View
    171

  • Download
    8

Embed Size (px)

Text of METABOLISME KARBOHIDRAT

METABOLISME KARBOHIDRATI. PENDAHULUANKarbohidrat merupakan sumber. Energi utama bagi organisme hidup. Manusia menggunakan pati sebagai nutrien utama. Pati yang dapat berasal dari beras, jagung, gandum, singkong, ubi sagu dan lain-lain merupakan polimer dari glukosa yang disintesis oleh tumbuh- tumbuhan bagi cadangan energi/makan bagi tumbuh-tumbuhan tersebut.Pada hewan dan manusia, karbohidrat disimpan dalam bentuk glikogen, terutama dihati (2-8%) dan otot (0.5-1%). Glikogen hati terutama berguna bagi untuk mempertahankan agar kadar glukosa darah normal (70-90 mg/ml darah), sedangkan glikogen otot bertindak sebagai penyedia energi untuk keperluan interaksi.Glukosa digunakan baik oleh organisme anaerob maupun aerob. Pada tahap-tahap awal jalur katabolisme untuk kedua tipe organisme itu mirip satu sama lain. Organisme anaerob memecahkan glukosa menjadi senyawa yang lebih sederhana yang tidak dapat dimetabolisme lebih lanjut, tanpa bantuan oksigen. Sedangkan organisme anaerob selain memiliki perangkat enzim yang dimiliki oleh organisme dan aerob, juga memiliki kemampuan lebih yang dapat memecahkannya lebih sempurna, maka energi yang dihasilkan lebih banyak daripada yang dihasilkan oleh organisme anaerob.II. RUMUSAN MASALAHDalam makalh ini, masalah yang akan dibahas meliputi sebagai berikut. A. Apa saja jenis karbohidrat? B. Bagaimana proses metabolisme glukosa? 1.Glikolisis2.Siklus asam sitrat (TCA)3.Glikogenesis4.Metabolisme melalui jalur HMPC. Bgaiman metabolisme saat puasa? III. PEMBAHASANA. JenisK arbohidratKarbohidrat merupakan salah satu dari tiga bahan makanan pokok manusia dan hewan disamping lemak dan protein. Dalam tubuh manusia dan hewan, senyawa ini merupakan cadangan energi dan tersimpan didalam sel sebagai glikogen. Karbohidrat terdapat dalam jumlah cukup besar didalam tumbuh-tumbuhan, terutama pada bagian- bagian yang keras seperti biji, ubi dan kulit.Karbohidrat sebenarnya bukan nama umum senyawaan kimia yang secara kimiawi berupa bentuk hidrat dari karbon dan secara empiris mempunyai rumus: (Cn(H2O)n). Termasuk dalam kelompok senyawa ini misalnya glukosa (C6H12O6) dan sakarosa (C11H22O11). Terdapat pula senyawa yang tidak mematuhhi rumus umum tersebut seperti ramnosa dengan rumus molekul (C6H12O5) dan dimasukkan dalam kelompok karbohidrat karena senyawa ini memiliki sifat-sifat yang sama dengan karbohidrat.Disamping itu, ternyata dikenal pula banyak senyawa yang memenuhi rumus umum diatas tetapi tidak masuk dalam kelompok karbohidrat, seperti asam cuka (C2H4O2) dan asam laktat (C3H6O3).Berdasarkan sifat hidrolisisnya karbohidatdapat dibagi menjad empat golongan,yaitu:1. MonosakaridaMonosakarida dikenal sebagai bentuk paling sederhana dari karbohidrat dan karena monosakarida umumnya memiliki rasa manis, maka senyawa ini disebut juga sebagai gula sederhana. Contohnya: glukosa, fruktosa, dan galaktosa.Monosakarida merupakan karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis dan tidak kehilangan sifat gulanya. Golongan monosakarida ini biasanya dikelompokkan dalam triosa, tetrafosfat, pentosaheksosa, dan heptosa. Disakarida merupakan karbohidrat yang bila dihidrolisis menghasilkan dua monosakarida yang sama atau berbeda. Contohnya adalah sukrosa yang jika dihidrolisis akan menghasilkan glukosa dan fruktosa.2. OligosakaridaSenyawa ini terdiri atas dua buah atau lebih monosakarida yang dengan pengaruh asam senyawa ini dapat mengalami hidrolisa menjadi bentuk-bentuk monosakarida penyusunnya. Oligosakarida merupakan karbohidrat yang bila dihidrolisis menghasilkan tiga hingga sepuluh monosakarida. Bila senyawa ini terdiri dari dua monosakarida penyusun, disebut disakarida, dan apabila terdiri dari tiga penyusun disebut trisakarida dan seterusnya. Contohnya: sakarosa, maltosa, dan laktosa.3. GlukosidaSenyawa ini merupakan turunan karbohidrat, tersusun atas molekul-molekul gula dan molekul-molekul non gula yang tergabung satu sama lain dengan ikatan glukosida. Contohnya: metilglukosida.4. PolisakaridaSenyawa polisakarida merupakan gabungan dari banyak molekul monosakarida dengan ikatan glukosakarida. Sebenarnya oligosakarida merupakan polisakarida sederhana, tetapi tidak terdapat batas yang jelas antara oligosakarida dan polisakarida.Polisakarida merupakan polimer monosakarida yang memiliki bobot molekul yang tinggi. Bila dihidrolisis akan menghasilkan lebih dari sepuluh monosakarida, senyawa yang termasuk dalam golongan ini adalah pati, dekstrin, dan sellulosa.1Tabel tpe dan komponen karbohidratTipekomponensumberPolisakarida, pati, dekstrinD-glukosaBiji-bijian, umbi- umbian, kacang- kacangan, tebu, bit SelulosaD-glukosaDinding sel dan serattanamanGlikogenD-glukosaHati, jaringan hewan,jagungHemiselulosaL-arabinosa, D-xylosa,L-rhamnosa, D-galaktosa,Dinding sel dan serattanaman, biji-bijian,1ht t p:/ / www.bl ogpri badi .com / 2009/ 07/ karbohi drat .ht mMetabolisme Karbohidrat1. GlikolisisBaik dalam keadaan anaerob maupun aerob, glukosa diubah menjadi privat melalaui serangkaian reaki glikolisis. Dalam keadaan anaerob piuvat dikonversi menjadi asam lakta atau alkohol sedangkan dalam keadaan aerob piravat dikonversi menjadi asetil KoA yang kemudian masuk dalam jalur asam trikarboksilat.Sedangkan serangkaian reaksi yang terjadi berurutan dalam jalur EMP untuk mengkonversi glukosa menjadi asam privat yang secara garis besar dapat dikelompokkan dalam dua tahap, yaitu tahap perubahan glukosa menjadi triosa fosfat (yang memerlukan energi kemia) dan tahap perubahan triofo fosfat menjadi asam privat sambil melepaskan energi kimia ke lingkungannya.a.Isomerasi Glukosa 6-FosfatReaksi berikutnya adalah reaksi isomerasasi glukosa menjadi frutkosa 6-faosfat. Reaksi ini dan sebaliknya dikatalisis enzim fosfo glukoisomerase (G = + 1400 kalori, pH 7) Kkstb = 0,5.b.Fosforealasi Frutkosa -6-Fosfat Menjadi Frutkosa 1,6 DifosfatPada reaksi tahap ketiga ini dikatalisis oleh fosfo-fruktosakinase.Tahap ini merupakan tahap reaksi penting untuk pengendalian metabolisme karena enzim ini adalah enzim allosterik yang dapat dipengaruhi oleh beberapa metabolit umum. Kelebihan ATP ataupun asam sitrat dapat menghambat enzim fosfofruktokinase ini. Sebaliknya AMP, ADP, dan Fruktosa 6-P dapat menstimulasi enzim. Enzim ini memerlukan ion Mg2+ sebagai kfaktor dan memiliki berat molekul yang sangat tinggi ( 360.000) dan terdiri dari 4 sub unit).c.Pembentukan Trio FosfatReaksi berikutnya menyangkut pemotongan glukosa 1,6 difosfat dengan membentuk dua triosa fosfat: dihidroksi aseton fasfat dan D-gliseraldehida -3- fosfat. Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah aldolase, yang diisolasi pertama kali oleh Warburg kini diketahui banyak ditemukan di alam.Garapan yang didapat dari oksidasi aldehida menjadi asam karboksilat disimpandalam bentuk gugus asil fosfat:1-3 difosfogliserat. Enzim yang berperan adalah2.Siklus krebsSiklus Krebs adalah tahapan selanjutnya dari respirasi seluler. Siklus Krebs adalah reaksi antara asetil ko-A dengan asam oksaloasetat, yang kemudian membentuk asam sitrat. Siklus Krebs disebut juga dengan siklus asam sitrat, karena menggambarkan langkah pertama dari siklus tersebut, yaitu penyatuan asetil ko-A dengan asam oksaloasetat untuk membentuk asam sitrat.Pertama-tama, asetil ko-A hasil dari reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif)masuk ke dalam siklus dan bergabung dengan asam oksaloasetat membentukasamsitrat. Setelah "mengantar" asetil masuk ke dalam siklus Krebs, ko-A memisahkan diridari asetil dan keluar dari siklus. Kemudian, asam sitrat mengalami pengurangan dan penambahan satu molekul air sehingga terbentuk asam isositrat. Lalu, asam isositrat mengalami oksidasi dengan melepas ion H+, yang kemudian mereduksi NAD+ menjadi NADH, dan melepaskan satu molekul (CO2) dan membentuk asam a-ketoglutarat (baca: asam alpha ketoglutarat). Setelah itu, asam a-ketoglutarat kembali melepaskan satu molekul (CO2), dan teroksidasi dengan melepaskan satu ion H+ yang kembali mereduksi NAD+ menjadi NADH. Selain itu, asam a-ketoglutarat mendapatkan tambahan satu ko-A dan membentuk suksinil ko-A. Setelah terbentuk suksinil ko-A 1. PROSES GLIKOLISIS Glikolisis merupakan jalur, dimana pemecahan D-glukosa yang dioksidasi menjadi piruvat yang kemudian dapat direduksi menjadi laktat. Jalur ini terkait dengan metabolisme glikogen lewat D-glukosa 6-fosfat. Glikolisis bersangkutan dengan hal-hal berikut : 1. Pembentukan ATP dalam rangkaian ini molekul glukosa dioksidasi sebagian. 2. Produksi piruvat 3. Pembentukan senyawa antara bagi proses-proses biokimiawi lain misalnya, gliserol 3-fosfat. Untuk biosintesis trigliserid dan fosfolipid, 2, 3bisfosfogliserat dalam eritrosit, piruvat untuk biosintesis Lalanin, dan sebagainya. Glikolisis dapat berlangsung dalam keadaan aerob, bila sediaan oksigen cukup untuk mempertahankan kadar NAD+ yang diperlukan, atau dalam keadaan anaerob (hipoksik), bila kadar NAD+ tidak dapat dipertahankan lewat sistem sitokrom mitokondrial dan bergantung pada usaha temporer perubahan piruvat menjadi laktat. Glikolisis anaerob, yang menaruh kepercayaan temporer pada piruvat merupakan usaha tubuh dalam menantikan pulihnya kecukupan oksigen. Dengan demikian glikolisis merupakan keadaan ini disebut hutang oksigen. Pemeliharaan kadar oksigen dan karbondioksida tertentu dalam sel essensial untuk fungsi normalnya. Tetapi situasi abnormal dapat terjadi, bila tubuh menderita stres. Stres demikian mungkin berupa keperluan energi tinggi misalnya, labihan ekstrim atau hiperventilasi esenfalitis, apabila laju pengangkutan oksigen kedalam sel tidak sama kecepatannya dengan reaksi katabolik oksidatif penghasil ATP. Karena reaksi-reaksi oksidatif ini dikaitkan dengan oksigen lewat NAD+ / NADH dan sistem sitokrom, dan karena hal-hal tersebut tidak dapat berlangsung kecuali NADH + H + diubah menjadi NAD+, diperlukan langkah darurat yang melibatkan piruvat. Hal ini mengakibatkan konversi piruvat menjadi laktat. Bila kadar laktat dalam darah meningkat, pH menurun, dan timbul tanda-tanda yang diperkirakan, yakni pernafasan cepat dan kehabisan energi. V