Metabolisme Karbohidrat

Bismillahirrahmanirrahimm :)

Pembahasan Praktikum Metabolisme Karbohidrat: Biokimia, Blok 2 Struktur dan fungsi tubuh

Karbohidrat biasa terdapat dalam nasi yang kita makan. Karbohidrat yang terus menerus kita kunyah lama kelamaan membentuk glukosa. Karena di dalam karbohidrat atau nasi itu sendiri terdapat glukosa yang cukup banyak. Metabolisme karbohidrat merupakan keseluruhan rangkaian reaksi kimia yang memecah karbohidrat menjadi glukosa dan glukosa tersebut merupakan sumber  karbon untuk mensintesis  sebagian senyawa lain.Glukosa juga sebagai  precursor untuk sintesis bermacam-macam gula lain yang digunakan untuk pembentukan senyawa khusus,misalnya laktosa, antigen permukaan sel, nukleotida, atau glikosamonoglikan. Glukosa juga merupakan
perkursor pokok bagi senyawa nonkarbohidrat misalnya glukosa diubah menjadi lemak [1].

      Metabolisme karbohidrat diawali dengan pemecahan karbohidrat menjadi monosakarida lain disalurkan cerna. Apabila pengaturan keseimbangan karbohidrat di dalam metabolism terganggu, maka akan memicu timbulnya penyakit. Metabolisme karbohidrat antara lain glikolisis, glikoneogenesis, jalur pentose, phosfat, jalur metabolism urunat dan galaktosa [1].

       Glikolisis adalah rangkaian reaksi kimia enzimatik yang mengubah glukosa menjadi piruvat dengan cara oksidasi. Senyawa piruvat terbentuk pada keadaan aerob, sedangkan laktat pada keadaan anaerob. Glikolisis digunakan untuk memperoleh energy lebih besar. Glikolisis terjadi disemua jaringan tubuh dan didalam sistol. Glikolisis diatur oleh tiga enzim yang mengatalis reaksi yang tak seimbang yaitu: heksokinase, fosfofruktokinase dan piruvat kinase. Di eritrosit tempat pertama dalam glikolisis untuk menghasilkan ATP dapat dipintas sehingga terbentuk 2,3 bisfosfogliserat, yang penting untuk menurukan afnitas hemoglobin terhadap O2. Piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA oleh suatu kompleks multienzim, piruvat dehidragenase yang bergantung pada kofaktor timin difosfat [1,2].

            Glukosa menyediakan kerangka karbon bagi mioetas gliserol lemak dan gliserol berbagai asam amino nonesensial. Reaksi alam jalur glikolisis dibedakan menjadi delapan tahap yaitu:

1.Pembentukan glukosa-6-fosfat

   Glukosa-6-fosfat merupakan bahan dasar dari glikolisis dan merupakan titik temu berbagai jalur metabolism karbohidrat. Pada tahap ini, glukosa memasuki lintasan glikolisis dengan diaktifkan terlebih dahulu  melalui fosforilasi menjadi glukosa-6-fosfat. Dikatalis oleh dua jenis yaitu heksokinase dan glukokinase. Heksokinase merupakan enzim yang mengkatalis heksosa dan terdapat dalam sel kecuali sel parenkim hati. Sedangkan glikokinase merupakan enzim yang mengkatalis glukosa dan terdapat di hati. 

2.Perubahan glukosa-6P menjadi fruktosa 1,6 bifosfat

   Pada tahap ini glukosa-6P diubah lebih dahulu menjadi fruktosa-6P oleh enzim fosfoheksosa isomerase, pada tahap selanjutnya ATP yang dihasilkan dari tahap-tahap sampingan dikatalis oleh enzim fosfofrukukinase menjadi fruktosa 1,6-bifosfat.

3.Perubahan fruktosa 1,6-bifosfat menjadi gliseroldehid-3P

   Pada tahap ini fruktosa 1,6-bifosfat dihidrolisis oleh enzimal dolase menjadi gliseraldehid-3P dan hidroksi asetan-P.

4.Perubahan gliseraldhid-3P menjadi 1,3 bifosfogleserat

   Pada tahap ini, enzim mengkatalis adalah gliseraldehid-3-phosfat dehidrogenase. Diperlukan NAD+ untuk terjadinya glikolisis.

5.Perubahan 1,3-bifosfogliserat menjadi 3-fosfogliserat

   Pada tahap ini 1,3-bisfosfogliserat menjadi 3-fosfogliserat dikatalis oleh enzim fosfogliserat kinase. Selain menghasilkan 3-fosfogliserat juga akan menghasilkan  panas pada tahap ini.

6.Perubahan 3-fosfogliserat menjadi 2,3 bifosfogliserat

    Tahap ini  dikatalis oleh fosfogliserat menjadi 2,3 bifosfogliserat.

7.Perubahan 2-fosfogliserat menjadi 3-fosfogliserat.

8.Perubahan fosfoenal piruvat menjadi piruvat.

     Pada tahap ini dikatalis oleh enzim piruvat kinase. Pada keadaan aerob piruvat akan  dioksidasi lebih lanjut menjadi asetil KoA. Akan tetapi, bila keadaan anaerob,piruvat akan direduksi lebih lanjut menjadi asam laktat [1].

                    

           Glukoneogenesis adalah serangkaian reaksi yang mengubah senyawa bukan karbohidrat menjadi glukosa. Glukoneogenesis merupakan sumber pembentukan glukosa endogen untuk mempertahankan kadar glukosa dalam darah. Enzim pada glukoneogenesis merupakan enzim yang sama pada glikolisis. Glikoneogenesis berlangsung pada mitokondria dan RE. Reaksi glukoneogenesis sama namun ada 3 tahap yang berlainan yaitu:

1.Glukosa 6-P menjadi  glukosa.

   Perubahan glukosa 6-fosfat menjadi glukosa dikatalis oleh glukoa 6-fosfat.Enzim  ini terdapat di hati dan ginjal.

2.Fruktosa 1,6-bifosfat menjadi fruktosa 6-P

   Digunakan untuk pembalikan glikolisis,dikatalis oleh fruktosa 1,6-bisfosfatase. Sebagai penentu apakah jaringan mampu membentuk glikosa tidak hanya dari piruvat namun juga dari triosafosfat.

3.Piruvat menjadi fosfoenal piruvat

   Dikatalis oleh piruvat kinase dalam glikolisis melibatkan dua reaksi endotermik

             Disamping itu pada beberapa reaksi lain pada glukoneogenesis yaitu gliserol dan senyawa-senyawa pembentuk gliserol [2,3].

          Glikogen merupakan polisakarida, yang berfungsi sebagai cadangan karbohidrat, didalam tubuh. Terdapat dalam hepar. Glikogenesis adalah peristiwa perubahan glukosa menjadi glikogen. Glikogen otot berfungsi  sebagai cadangan energy dan tidak berperan langsung pada regulasi gula darah. Enzim pemecah terpenting adalah glikogen fosforilase. Perubahan residu glukosa ke rantai glikogen yang sidah ada terjadi di ujung luar molekul [1,2].

        Jalur pentosa disebut juga jalur heksosa monofosfat shunt. Jalur ini tidak menghasilkan energy melainkan mempunyai peranan fisiologis khusus sebagai sumber NADPH, dan sumber ribose. Reaksi jalur pentose menjadi 2 yaitu: fase oksidasi dekarboksilase glukosa-6P menjadi pentose dan fase perubahan kembali pentose menjadi glukosa. Jalur metabolisme urunat merupakan sederetan reaksi kimia yang berasal dari glukosa pada jaringan. Horrane yang dapat meningkatkan glikogenesis di hepar dengan cara meningkatkan kadar glikosa di hepar melalui peningkatan glikoneagenesis [1,2].

              Setelah latihan lama, oksidasi karbohidrat didapat hasil dari piruvat menurun dan suplai asam lemak meningkat dan akhirnya menyebabkan kegiatan piruvat dehydrogenase. Piruvat berinteraksi dengan asam amino alanin,glutamine dan glutamate;dimana  penurunan produksi piruvat, dapat mempengaruhi tricarbexgalis siklus flukserta glikoneogenesis. Arteri pengiriman glukosa adalah salah satu  elemen kunci dalam penyedian energy dan tubuh mempertahankan glukosa selama pelatihan dengan produksi glukosa hati mengakibatkan insulin menurun, glukogen meningkat dan ketelokelamin serta glukoneogenesis prekursur, glutamin dan alanine meningkat terus menerus [4].

           Icodextrin digunakan untuk mengubah status cairan dengan mengurangi ekstra-seluler volume cairan. Icodextrin memiliki dampak pada volume urin residu. Glikogen merupakan salah satu simpanan energy yang digunakan untuk pembentukan dari karbohidrat. Icodextri (glukosa) yang adatersebut merupakan salah satu unsure dari glukosa atau pun glikogen yang ada saat olahraga. Glukosa yang dibawa aliran tubuh digunakan untuk otak, system saraf, jantung, otot dan jaringan lainnya [5].

REFERENSI

1. Anonimous. 2011. Diktat dan Modul Biokimia. Banjarbaru: Bagian Biokimia Kedokteran FK UNLAM.
2. Murray K Robert. 2003. Biokimia Harper. Jakarta: EGC.
3. Marks, Dawn B et al. 2011. Biokimia Kedokteran Dasar: Sebuah Pendekatan Klinis. Jakarta: EGC.
4. Davies J Simon et al. 2008. Longitudinal relationship between fluid status,inflammation,urine volume and plasma metabolites of icodextrin 14 patients randomized to glucose or icodextrin for the long exchange. Vol 23. Page 2982-2988.
5. Mourtzakis, Marina et al. 2006. Carbohydrate metabolism during prolonged exercise and recorvery: interactions between pyruvate dehydrogenase,fatty acids and amino acids. Vol 100. Page 1822-1830.