· PENGERTIAN KARBOHIDRAT
KARBOHIDRAT ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Karbohidrat sendiri terdiri atas karbon, hidrogen, dan oksigen.
KARBOHIDRAT yaitu senyawa organik terdiri dari unsur karbon, hidrogen, dan oksigen. Terdiri atas unsur C, H, O dengan perbandingan 1 atom C, 2 atom H, 1 atom O.
Karbohidrat banyak terdapat pada tumbuhan dan binatang yang berperan struktural & metabolik.
o Pada tumbuhan untuk sintesis CO2 + H2O yang akan menghasilkan amilum / selulosa, melalui proses fotosintesis,
o Pada binatang tidak dapat menghasilkan karbohidrat sehingga tergantung tumbuhan. sehingga tergantung dari tumbuhan. karbohidrat merupakan sumber energi dan cadangan energi, yang melalui proses metabolisme.
Rumus umum karbohidrat yaitu Cn(H2O)m, sedangkan yang paling banyak kita kenal yaitu glukosa : C6H12O6, sukrosa : C12H22O11, sellulosa : (C6H10O5)n
· KLASIFIKASI KARBOHIDRAT
1. Monosakarida : terdiri atas 3-6 atom C dan zat ini tidak dapat lagi dihidrolisis oleh larutan asam dalam air menjadi karbohidrat yang lebih sederhana. tidak dapat dihidrolisis ke bentuk yang lebih sederhana. berikut macam-macam monosakarida : dengan ciri utamanya memiliki jumlah atom C berbeda-beda : triosa (C3), tetrosa (C4), pentosa (C5), heksosa (C6), heptosa (C7).
o Triosa : Gliserosa, Gliseraldehid, Dihidroksi aseton
o Tetrosa : threosa, Eritrosa, xylulosa
o Pentosa : Lyxosa, Xilosa, Arabinosa, Ribosa, Ribulosa
o Hexosa : Galaktosa, Glukosa, Mannosa, fruktosa
o Heptosa : Sedoheptulosa
2. Disakarida : senyawanya terbentuk dari 2 molekul monosakarida yg sejenis atau tidak. Disakarida dapat dihidrolisis oleh larutan asam dalam air sehingga terurai menjadi 2 molekul monosakarida.
o Hidrolisis : terdiri dari 2 monosakatida
o Sukrosa : glukosa + fruktosa (C 1-2)
o Maltosa : 2 glukosa (C 1-4)
o Trehalosa ; 2 glukosa (C1-1)
o Laktosa ; glukosa + galaktosa (C1-4)
3. Oligosakarida :senyawa yang terdiri dari gabungan molekul2 monosakarida yang banyak gabungan dari 3 – 6 monosakarida
dihidrolisis : gabungan dari 3 – 6 monosakarida misalnya maltotriosa
4. Polisakarida : senyawa yang terdiri dari gabungan molekul- molekul monosakarida yang banyak jumlahnya, senyawa ini bisa dihidrolisis menjadi banyak molekul monosakarida. Polisakarida merupakan jenis karbohidrat yang terdiri dari lebih 6 monosakarida dengan rantai lurus/cabang.
Ø Macam-macam polisarida :
1. Amilum/tepung
rantai a-glikosidik (glukosa)n : glukosan/glukan Amilosa (15 – 20%) : helix, tidak bercabang
· Amilopektin (80 – 85%) : bercabang
· Terdiri dari 24 – 30 residu glukosa,
· Simpanan karbohidrat pada tumbuhan,
· Tes Iod : biru
· ikatan C1-4 : lurus
· ikatan C1-6 : titik percabangan
2. Glikogen
· Simpanan polisakarida binatang
· Glukosan (rantai a) - Rantai cabang banyak
· Iod tes : merah
3. Inulin
· pati pada akar/umbi tumbuhan tertentu,
· Fruktosan
· Larut air hangat
· Dapat menentukan kecepatan filtrasi glomeruli.
· Tes Iod negatif
4. Dekstrin dari hidrolisis pati
5. Selulosa (serat tumbuhan)
· Konstituen utama framework tumbuhan
· tidak larut air - terdiri dari unit b
· Tidak dapat dicerna mamalia (enzim untuk memecah ikatan beta tidak ada) - Usus ruminantia, herbivora ada mikroorganisme dapat memecah ikatan beta : selulosa dapat sebagai sumber karbohidrat.
6. Khitin
· polisakarida invertebrata
7. Glikosaminoglikan
· karbohidrat kompleks
· merupakan (+asam uronat, amina)
· penyusun jaringan misalnya tulang, elastin, kolagen
· Contoh : asam hialuronat, chondroitin sulfat
8. Glikoprotein
· Terdapat di cairan tubuh dan jaringan
· terdapat di membran sel
· merupakan Protein + karbohidrat
· Berikut Penjelasan Singkat Langkah-Langkah dalam Metabolisme Karbohidrat
1. GLIKOLISIS yaitu: dimana glukosa dimetabolisme menjadi piruvat (aerob) menghasilkan energi (8 ATP)atau laktat (anerob)menghasilkan (2 ATP).
2. GLIKOGENESIS yaitu: proses perubahan glukosa menjadi glikogen. Di Hepar/hati berfungsi: untuk mempertahankan kadar gula darah. sedangkan di Otot bertujuan: kepentingan otot sendiri dalam membutuhkan energi.
3. GLIKOGENOLISIS yaitu : proses perubahan glikogen menjadi glukosa. atau kebalikan dari GLIKOGENESIS.
4. JALUR PENTOSA FOSFAT yaitu : hasil ribosa untuk sintesis nukleotida, asam nukleat dan equivalent pereduksi (NADPH) (biosintesis asam lemak dan lainnya.)
5. GLUKONEOGENESIS : senyawa non-karbohidrat (piruvat, asam laktat, gliserol, asam amino glukogenik) menjadi glukosa.
6. TRIOSA FOSFAT yaitu: bagian gliseol dari TAG (lemak)
7. PIRUVAT & SENYAWA ANTARA SIKLUS KREBS : untuk sintesis asam amino --> Asetil-KoA --> untuk sintesis asam lemak &kolesterol --> steroid.
· Fungsi Karbohidrat Bagi Tubuh Manusia
1. Sumber Energi Tubuh
Fungsi utama karbohidrat adalah sebagai pasokan utama energi bagi tubuh. Setiap gram karbohidrat menghasilkan 4 kkalori.Keberadaan karbohidrat di dalam tubuh, sebagian ada pada sirkulasi darah sebagai glukosa untuk keperluan energi, sebagian terdapat pada hati dan jaringan otot sebagai glikogen, dan sebagian lagi sisanya diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak.
Fungsi utama karbohidrat adalah sebagai pasokan utama energi bagi tubuh. Setiap gram karbohidrat menghasilkan 4 kkalori.Keberadaan karbohidrat di dalam tubuh, sebagian ada pada sirkulasi darah sebagai glukosa untuk keperluan energi, sebagian terdapat pada hati dan jaringan otot sebagai glikogen, dan sebagian lagi sisanya diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak.
2. Melancarkan Sistem Pencernaan
Makanan tinggi karbohidrat kaya akan serat yang berfungsi melancarkan sistem pencernaan dan buang air besar. Serat pada makanan dapat membantu mencegah kegemukan, kanker usus besar, diabetes mellitus, dan jantung koroner yang berkaitan dengan kolesterol tinggi.
Makanan tinggi karbohidrat kaya akan serat yang berfungsi melancarkan sistem pencernaan dan buang air besar. Serat pada makanan dapat membantu mencegah kegemukan, kanker usus besar, diabetes mellitus, dan jantung koroner yang berkaitan dengan kolesterol tinggi.
3. Mengoptimalkan Fungsi Protein
Ketika kebutuhan karbohidrat harian tidak terpenuhi, maka tumbuh akan mengambil protein sebagai cadangan energi. Akibatnya fungsi protein sebagai zat pembangun tidak optimal. Memenuhi kebutuhan karbohidrat akan membuat protein melaksanakan tugas utamanya sebagai zat pembentuk tubuh.
Ketika kebutuhan karbohidrat harian tidak terpenuhi, maka tumbuh akan mengambil protein sebagai cadangan energi. Akibatnya fungsi protein sebagai zat pembangun tidak optimal. Memenuhi kebutuhan karbohidrat akan membuat protein melaksanakan tugas utamanya sebagai zat pembentuk tubuh.
4. Mengatur Metabolisme Lemak
Fungsi karbohidrat lainnya, yaitu sebagai pengatur metabolisme lemak dalam tubuh. Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna.
Fungsi karbohidrat lainnya, yaitu sebagai pengatur metabolisme lemak dalam tubuh. Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna.
5. Karbohidrat Sebagai Pemanis Alami
Karbohidrat juga berfungsi sebagai pemberi rasa manis pada makanan, khususnya monosakarida dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama, dan Fruktosa adalah jenis gula yang paling manis.
Karbohidrat juga berfungsi sebagai pemberi rasa manis pada makanan, khususnya monosakarida dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama, dan Fruktosa adalah jenis gula yang paling manis.
· Berbagai Jenis Makanan Sumber Karbohidrat
Karbohidrat merupakan senyawa yang keberadaannya sangat melimpah di dunia ini. Banyak sekali jenis makanan yang mengandung karbohidrat. Berikut ini beberapa diantaranya:
1. Beras Merah
Kandungan tinggi seratnya yang membuat nasi merah dianggap sebagai sumber karbohidrat yang baik dan sehat. Nasi merah juga mengandung magnesium, zat besi, vitamin B, vitamin B2, vitamin B3 dan vitamin B6. Beras merah juga bisa mengurangi kolesterol jahat “LDL” tanpa mengurangi kolesterol baik “HDL”. Makan dua porsi atau lebih beras merah juga mengurangi resiko diabetes.
2. Kentang rebus
Makanan sumber karbohidrat yang terakhir ini memang tidak diragukan lagi. Kandungan pati yang tinggi menyebabkan makanan ini menimbulkan rasa kenyang dan juga menghasilkan kalori yang cukup besar. Oleh karena itu tak heran jika sebagian orang dapat menahan lapar hingga siang hanya dengan sarapan kentang.
3. Ubi Jalar
Ubi jalar adalah sumber karbohidrat yang sehat untuk penderita sakit maag, diabetes, masalah berat badan dan radang sendi. Nutrisi yang terkandung di dalamnya adalah serat, mangan, tembaga, potasium, zat besi, vitamin A, vitamin C dan vitamin B6. Ubi jalar juga kaya akan beta-karoten yang merupakan antoiksidan yang banyak ditemukan pada sayuran berdaun hijau.
4. Sagu
Sagu menjadi makanan pokok bagi penduduk di daerah Maluku atau Papua. Tanaman sagu biasa tumbuh di daerah rawa-rawa di daerah Indonesia Timur dan jarang ditemukan di daerah Barat Indonesia. Bentuknya seperti bubuk yang kemudian akan diolah. Masyarakat Indonesia Timur ini mengolah sagu menjadi bentuk seperti bubur yang lengket yang disebut papeda yang biasa disantap dengan ikan kuah kuning.
5. Singkong
Singkong juga menjadi salah satu makanan pokok di Indonesia. Akar tanaman ini dapat menjadi makanan yang mengenyangkan. Biasa disajikan dengan dibuat menjadi tiwul, digoreng atau direbus.
6. Roti Gandum Utuh
Ada banyak roti gandum yang dijual di pasaran. Tapi apakah itu benar-benar gandum utuh yang kaya serat? Belum tentu. Jangan hanya percaya dengan label ‘whole wheat bread’ di kemasan. Lihat juga daftar bahan-bahannya. Jika tertulis tepung terigu, sirup jagung, gula fruktosa atau pengembang/perasa buatan, sebaiknya jangan membelinya.
7. Bijirin Gandum
Bijirin gandum tidak mengalami pengolahan yang terlalu banyak dibandingkan olahan yang banyak ditemui pada roti putih dan pasta. Mengonsumsi gandum utuh membuat perut terasa kenyang lebih lama dan bisa meningkatkan metabolisme, karena tubuh memerlukan banyak tenaga untuk memrosesnya. Bijirin gandum bisa dikonsumsi dalam bentuk barley, beras merah dan beras coklat.
8. Jagung
Jagung merupakan makanan pokok untuk daerah Madura dan Nusa Tenggara Timur. Rasanya yang manis membuat banyak orang yang menyukainya. Memiliki kandungan asam folat dan serat yang baik untuk tubuh. Pada daerah-daerah tertentu, jagung dibuat menjadi nasi jagung. Dengan cara praktis Anda dapat mencoba memakannya dengan cara direbus atau dibakar.
9. Kacang-Kacangan
Kacang-kacangan seperti kacang merah, kacang hijau, buncis, kacang panjang, kedelai dan polong mengenyangkan perut dengan segera, tapi bisa bertahan dalam waktu lama. Kacang dan polong kaya akan folic acid, serat, vitamin, protein juga karbohidrat kompleks. Pastikan Anda menggunakan bahan yang segar dan tanpa pengawet. Bukan yang sudah diolah dalam kaleng atau kemasan beku.
10. Kacang Polong
Seperti halnya kacang, kacang polong juga jenis karbohidrat sehat yang proses pencernaannya lambat sehingga sangat baik dikonsumsi oleh orang yang tidak dapat memproses gula dengan baik. Kacang polong mengandung vitamin K, mangan, vitamin C dan tinggi serat.
11. Buah-Buahan Segar
Buah-buahan mengandung gula alami fruktosa yang tidak membuat tubuh gemuk. Selain itu juga mengandung mineral dan kaya nutrisi tapi tidak mengandung banyak kalori. Meskipun buah umumnya mengandung karbohidrat sederhana dan lemak, tapi juga kaya serat sehingga bereaksi seperti karbohidrat kompleks ketika dicerna.
12. Buah Berry
Tingginya kadar vitamin C dan vitamin E membuat jenis buah ini termasuk dalam sumber karbohidrat sehat. Selain sumber vitamin, fitonutrien dalam buah berry juga berfungsi sebagai antioksidan yang memberikan banyak manfaat bagi tubuh.
13. Buah Apel
Buah apel adalah karbohidrat yang sehat dan rendah kalori. Nutrisi yang terkandung di dalamnya seperti kalsium, vitamin C, vitamin A, folat, vitamin K dan kalium. Apel sangat baik dimakan bagi penderita asma, mengurangi resiko kanker dan penyakit jantung serta menyehatkan pencernaan.
14. Sayuran Hijau
Bayam, kubis, brokoli dan semua jenis sayuran berdaun hijau merupakan sumber karbohidrat sehat dan berkalori rendah. Sayuran hijau juga mengandung kalsium dan vitamin K serta merupakan jenis karbohidrat yang direkomendasikan untuk penderita diabetes. Sayuran ini juga dikenal bisa mengurangi resiko penyakit jantung dan kanker. Nutrisi penting dalam sayuran berdaun hijau adalah vitamin C, kalium, magnesium dan asam folat.
15. Oatmeal
Oatmeal memiliki kadar glycemic index yang rendah (tidak meningkatkan level insulin) sehingga menjadi salah satu pilihan diet sehat. Cara terbaik mengonsumsi oat adalah dengan mencampurkan 1 cangkir oat, sejumput kayu manis, 3/4 cangkir susu skim rendah lemak dan 1 sendok teh madu. Anda juga bisa menambahkan potongan pisang, peach, kacang almond atau kismis.
16. Pasta
Spaghetti, fettuccini, fusilli, cocciolini atau macaroni adalah beberapa bentuk pasta yang biasa kita temui. Pasta sebenarnya berasal dari tepung terigu yang diolah dan menghasilkan bentuk kering yang beraneka ragam. Biasa diolah dengan cara dipanggang, direbus kemudian ditambahkan saus seperti bolognaise atau carbonara.
Sumber karbohidrat memang sangat melimpah dan mudah didapatkan. Namun, kita harus tetap menjaga keseimbangan karena sesuatu yang berlebihan tentunya tidak baik. Obesitas atau kegemukan merupakan salah satu contoh terlalu banyak konsumsi karbohidrat.
GLUKONEOGENESIS· Pengertian Glukoneogenesis
Pada dasarnya glukoneogenesis adalah sintesis glukosa dari senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam laktat dan beberapa asam amino. Proses glukoneogenesis berlangsung terutama dalam hati. Asam laktat yang terjadi pada proses glikolisis dapat dibawa oleh darah ke hati. Di sini asam laktat diubah menjadi glukosa kembali melalui serangkaian reaksi dalam suatu proses yaitu glukoneogenesis (pembentukan gula baru).
Glukoneogenesis yang dilakukan oleh hati atau ginjal, menyediakan suplai glukosa yang teta. Kebanyakan karbon yang digunakan untuk sintesis glukosa akhirnya berasal dari katabolisme asam amino. Laktat yang dihasilkan dalam sel darah merah dan otot dalam keadaan anaerobik juga dapat berperan sebagai substrat untuk glukoneogenesis.
Glukoneogenesis mempunyai banyak enzim yang sama dengan glikolisis, tetapi demi alasan termodinamika dan pengaturan, glukoneogenesis bukan kebalikan dari proses glikolisis karena ada tiga tahap reaksi dalam glikolisis yang tidak reversibel, artinya diperlukan enzim lain untuk reaksi kebalikannya.
· Reaksi yang terjadi dalam Glikoneogenesis
o glukokinase
1. Glukosa + ATP Glukosa-6-fosfat + ADP
1. Glukosa + ATP Glukosa-6-fosfat + ADP
o fosfofruktokinase
2. Fruktosa-6-fosfat + ATP fruktosa-1,6-difosfat + ADP
2. Fruktosa-6-fosfat + ATP fruktosa-1,6-difosfat + ADP
Enzim glikolitik yang terdiri dari glukokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase mengkatalisis reaksi yang ireversibel sehingga tidak dapat digunakan untuk sintesis glukosa. Dengan adanya tiga tahap reaksi yang tidak reversibel tersebut, maka proses glukoneogenesis berlangsung melalui tahap reaksi lain. Reaksi tahap pertama glukoneogenesis merupakan suatu reaksi kompleks yang melibatkan beberapa enzim dan organel sel (mitokondrion), yang diperlukan untuk mengubah piruvat menjadi malat sebelum terbentuk fosfoenolpiruvat.
· Proses glukoneogenesis melalui tahap reaksi lain
· Pertama :
Mengubah piruvat menjadi fosfoenolpiruvat (PEP), jadi membalik reaksi yang dikatalisis oleh piruvat kinase. Perubahan ini dilakukan dalam 4 langkah:
§ Pertama, piruvat mitokondria mengalami dekarboksilasi membentuk oksaloasetat. Reaksi ini memerlukan ATP (adenosin trifosfat) dan dikatalisis oleh piruvat karboksilase. Seperti banyak enzim lainnya yang melakukan reaksi fiksasi CO2, pada reaksi ini memerlukan biotin untuk aktivitasnya.
§ Oksaloasetat direduksi menjadi malat oleh malat dehidrogenase mitokondria. Pada reaksi ini, glukoneogenesis secara singkat mengalami overlap (tumpang tindih) dengan siklus asam sitrat.
§ Malat meninggalkan mitokondria dan dalam sitoplasma dioksidasi membentuk kembali oksaloasetat.
§ Kemudian oksaloasetat sitoplasma mengalami dekarboksilasi membentuk PEP pada reaksi yang tidak memerlukan GTP (guanosin trifosfat) yang dikatalisis oleh PEP karboksikinase.
· Reaksi pengganti kedua dan ketiga dikatalisis oleh fosfatase. Fruktosa-1,6-bisfosfatase mengubah fruktosa-1,6-bisfosfat menjadi fruktosa-6-fosfat, jadi membalik reaksi yang dikatalisis oleh fosfofruktokinase. Glukosa-6-fosfatase yang ditemukan pada permulaan metabolisme glikogen, mengkatalisis reaksi terakhir glukoneogenesis dan mengubah glukosa-6-fosfat menjadi glukosa bebas.
Dengan penggantian reaksi-reaksi pada glikolisis yang secara termodinamika ireversibel, glukoneogenesis secara termodinamika seluruhnya menguntungkan dan diubah dari lintasan yang menghasilkan energi menjadi lintasan yang memerlukan energi. Dua fosfat berenergi tinggi digunakan untuk mengubah piruvat menjadi PEP. ATP tambahan digunakan untuk melakukan fosforilasi 3-fosfogliserat menjadi 1,3-bisfosfogliserat. Diperlukan satu NADH pada perubahan 1,3-bisfosfogliserat menjadi gliseraldehida-3-fosfat. Karena 2 molekul piruvat digunakan pada sintesis satu glukosa, maka setiap molekul glukosa yang disintesis dalam glukoneogenesis, sel memerlukan 6 ATP dan 2 NADH. Glikolisis dan glukoneogenesis tidak dapat bekerja pada saat yang sama. Oleh karena itu, ATP dan NADH yang diperlukan pada glukoneogenesis harus berasal dari oksidasi bahan bakar lain, terutama asam lemak.
Walaupun lemak menyediakan sebagian besar energi untuk glukoneogenesis, tetapi lemak hanya menyumbangkan sedikit fraksi atom karbon yang digunakan sebagai substrat. Ini sebagai akibat struktur siklus asam sitrat. Asam lemak yang paling banyak pada manusia yaitu asam lemak dengan jumlah atom karbon genap didegradasi oleh enzim -oksidasi menjadi asetil-KoA. Asetil KoA menyumbangkan fragmen 2-karbon ke siklus asam sitrat, tetapi pada permulaan siklus 2 karbon hilang sebagai CO2. Jadi, metabolisme asetil KoA tidak mengakibatkan peningkatan jumlah oksaloasetat yang tersedia untuk glukoneogenesis. Bila oksaloasetat dihilangkan dari siklus dan tidak diganti, kapasitas pembentukan ATP dari sel akan segera membahayakan. Siklus asam sitrat tidak terganggu selama glukoneogenesis karena oksaloasetat dibentuk dari piruvat melalui reaksi piruvat karboksilase.
Walaupun lemak menyediakan sebagian besar energi untuk glukoneogenesis, tetapi lemak hanya menyumbangkan sedikit fraksi atom karbon yang digunakan sebagai substrat. Ini sebagai akibat struktur siklus asam sitrat. Asam lemak yang paling banyak pada manusia yaitu asam lemak dengan jumlah atom karbon genap didegradasi oleh enzim -oksidasi menjadi asetil-KoA. Asetil KoA menyumbangkan fragmen 2-karbon ke siklus asam sitrat, tetapi pada permulaan siklus 2 karbon hilang sebagai CO2. Jadi, metabolisme asetil KoA tidak mengakibatkan peningkatan jumlah oksaloasetat yang tersedia untuk glukoneogenesis. Bila oksaloasetat dihilangkan dari siklus dan tidak diganti, kapasitas pembentukan ATP dari sel akan segera membahayakan. Siklus asam sitrat tidak terganggu selama glukoneogenesis karena oksaloasetat dibentuk dari piruvat melalui reaksi piruvat karboksilase.
Kebanyakan atom karbon yang digunakan pada sintesis glukosa disediakan oleh katabolisme asam amino. Beberapa asam amino yang umum ditemukan mengalami degradasi menjadi piruvat. Oleh karena itu masuk ke proses glukoneogenesis melalui reaksi piruvat karboksilase.
Asam amino lainnya diubah menjadi zat antara 4 atau 5 karbon dari siklus asam sitrat sehingga dapat membantu meningkatkan kandungan oksaloasetat dan malat mitokondria. Dari 20 asam amino yang sering ditemukan dalam protein, hanya leusin dan lisin yang seluruhnya didegradasi menjadi asetil-KoA yang menyebabkan tidak dapat menyediakan substrat untuk glukoneogenesis.
· Pengaturan Glukoneogenesis
Hati dapat membuat glukosa melalui glukoneogenesis dan menggunakan glukosa melalui glikolisis sehingga harus ada suatu sistem pengaturan yang mencegah agar kedua lintasan ini bekerja serentak.
Sistem pengaturan juga harus menjamin bahwa aktivitas metabolik hati sesuai dengan status gizi tubuh yaitu pembentukan glukosa selama puasa dan menggunakan glukosa saat glukosa banyak. Aktivitas glukoneogenesis dan glikolisis diatur secara terkoordinasi dengan cara perubahan jumlah relatif glukagon dan insulin dalam sirkulasi.
Bila kadar glukosa dan insulin darah turun, asam lemak dimobilisasi dari cadangan jaringan adipose dan aktivitas -oksidasi dalam hati meningkat. Hal ini mengakibatkan peningkatan konsentrasi asam lemak dan asetil-KoA dalam hati. Karena asam amino secara serentak dimobilisasi dari otot, maka juga terjadi peningkatan kadar asam amino terutama alanin. Asam amino hati diubah menjadi piruvat dan substrat lain glukoneogenesis. Peningkatan kadar asam lemak, alanin, dan asetil-KoA semuanya memegang peranan mengarahkan substrat masuk ke glukoneogenesis dan mencegah penggunaannya oleh siklus asam sitrat. Asetil-KoA secara alosterik mengaktifkan piruvat karboksilase dan menghambat piruvat dehidrogenase.
Bila kadar glukosa dan insulin darah turun, asam lemak dimobilisasi dari cadangan jaringan adipose dan aktivitas -oksidasi dalam hati meningkat. Hal ini mengakibatkan peningkatan konsentrasi asam lemak dan asetil-KoA dalam hati. Karena asam amino secara serentak dimobilisasi dari otot, maka juga terjadi peningkatan kadar asam amino terutama alanin. Asam amino hati diubah menjadi piruvat dan substrat lain glukoneogenesis. Peningkatan kadar asam lemak, alanin, dan asetil-KoA semuanya memegang peranan mengarahkan substrat masuk ke glukoneogenesis dan mencegah penggunaannya oleh siklus asam sitrat. Asetil-KoA secara alosterik mengaktifkan piruvat karboksilase dan menghambat piruvat dehidrogenase.
Oleh karena itu, menjamin bahwa piruvat akan diubah menjadi oksaloasetat. Piruvat kinase dihambat oleh asam lemak dan alanin, jadi menghambat pemecahan PEP yang baru terbentuk menjadi piruvat.
Pengaturan hormonal fosfofruktokinase dan fruktosa-1,6-bisfosfatase diperantarai oleh senyawa yang baru ditemukan yaitu fruktosa 2,6-bisfosfat. Pembentukan dan pemecahan senyawa pengatur ini dikatalisis oleh enzim-enzim yang diatur oleh fosforilasi dan defosforilasi. Perubahan konsentrasi fruktosa-2,6-bisfosfat sejajar dengan perubahan untuk glukosa dan insulin yaitu konsentrasinya meningkat bila glukosa banyak dan berkurang bila glukosa langka. Fruktosa-2,6- bisfosfat secara alosterik mengaktifkan fosfofruktokinase dan menghambat fruktosa 1,6-bisfosfatase. Jadi, bila glukosa banyak maka glikolisis aktif dan glukoneogenesis dihambat. Bila kadar glukosa turun, peningkaan glukagon mengakibatkan penurunan konsentrasi fruktosa-2,6-bisfosfat dan penghambatan yang sederajat pada glikolisis dan pengaktifan glukoneogenesis.
Pengaturan hormonal fosfofruktokinase dan fruktosa-1,6-bisfosfatase diperantarai oleh senyawa yang baru ditemukan yaitu fruktosa 2,6-bisfosfat. Pembentukan dan pemecahan senyawa pengatur ini dikatalisis oleh enzim-enzim yang diatur oleh fosforilasi dan defosforilasi. Perubahan konsentrasi fruktosa-2,6-bisfosfat sejajar dengan perubahan untuk glukosa dan insulin yaitu konsentrasinya meningkat bila glukosa banyak dan berkurang bila glukosa langka. Fruktosa-2,6- bisfosfat secara alosterik mengaktifkan fosfofruktokinase dan menghambat fruktosa 1,6-bisfosfatase. Jadi, bila glukosa banyak maka glikolisis aktif dan glukoneogenesis dihambat. Bila kadar glukosa turun, peningkaan glukagon mengakibatkan penurunan konsentrasi fruktosa-2,6-bisfosfat dan penghambatan yang sederajat pada glikolisis dan pengaktifan glukoneogenesis.
METABOLISME FRUKTOSAMetabolisme fruktosa akan sangat berbeda, kecuali dalam keadaan hanya fruktosa sebagai sumber karbohidrat yang masuk ke dalam darah dari intestindan hanya sedikit glikogen yang disimpan, hampir semua fruktosa akan dikonveksi oleh hati menjadi produk antara dalam lintasan glikolitik dalam hati bekerja mengarah kepada pembentukan piruvat dari glukosa setelah makanan yang mengandung glukosa dan fruktosa, metabolit-metabolit fruktosa akan dikonveksi menjadi piruvat dan atau alfa gliserofosfat. Piruvat akan dikonveksi menjadi Asetil CoA.
Hanya sedikit produk ini diubah untuk metabolisme energi melalui siklus krebs, sedangkan sisanya akan dikonveksi menjadi lemak. Jadi, kalau fruktosa masuk hati bersama glukosa akan menjadi sumber karbon secara langsung untuk pembentukan asam lemak dan trigliserida dan bukan untuk produksi glukosa. Kalau hanya fruktosa sebagai energi, situasi menjadi lain yaitu fruktosa dikonveksi menjadi produk-produk antara yang sama, tetapi produk tersebut kemudian membentuk glukosa atau glu-6 fosfat yang dapat digunakan untuk sekresi glu.
Salah satu problem kalau hanya fruktosa terkonsumsi adalah menurunnnya ATP dalam sel hati karena cepatnya proses fosforilasi fruktosa, menyebabkan menurunnya tingkat biosintesis, termasuk sintesis protein, juga dapat menghasilkan asam laktat dan meningkatkan konsentrasi asam urat dalam plasma.
Pembentukan asam laktat disebabkan oleh tidak lancarnya sel-sel membentuk kembali NAD+ dan NADH yang dibuat melalui glikoliisis fruktosa.
Peningkatan asam urat disebabkan oleh meningkatnya jumlah pemecahan AMP menjadi adenosin, inosin, dan kemudian asam urat, disebabkan oleh menurunnya konsumsi ATP.
METABOLISME GALAKTOSA Galaktosa yang diserap usus, dengan mudah diubah menjadi glukosa dalam hepar. "Galactose tolerance test" adalah suatu pemeriksaan untuk mengetahui fungsi hepar, namun sekarang sudah jarang dipakai. Jalur yang dipakai untuk mengubah galaktosa menjadi glukosa adalah sebagai berikut : Galaktokinase mengkatalisis reaksi (reaksi 1) dan dalam reaksi ini diperlukan ATP sebagai donor fosfat. Galaktosa 1-fosfat yang terbentuk akan bereaksi dengan uridin difosfat glukosa (UDPG) dan menghasilkan uridin difosfat galaktosa dan glukosa 1-fosfat. Reaksi ini dikatalisis enzim galaktosa 1-fosfat uridil transferase, galaktosa menggantikan tempat glukosa.
· Faktor-faktor yang mempengaruhi metabolisma karbohidrat
Ø akan menyehatkan metabolisme.
Ø Metabolisme tidak bisa diubah, tapi bisa dipengaruhi.
Ø Tingkat metabolisme setiap orang berbeda-beda.
Ø Olahraga meningkatkan metabolisme.
Ø Massa otot yang besar berarti metabolismenya cepat.
Ø Tidur yang cukup
· 5 TOLERANSI GLUKOSA
Tes toleransi glukosa oral/TTGO (oral glucose tolerance test, OGTT) dilakukan pada kasus hiperglikemia yang tidak jelas; glukosa sewaktu 140-200 mg/dl, atau glukosa puasa antara 110-126 mg/dl, atau bila ada glukosuria yang tidak jelas sebabnya. Uji ini dapat diindikasikan pada penderita yang gemuk dengan riwayat keluarga diabetes mellitus; pada penderita penyakit vascular, atau neurologic atau infeToleransi glukosa dapat dibagi menjadi 4, yaitu :
Ø Toleransi glukosa normal
Ø Toleransi glukosa melemah
Ø Penyimpanan glukosa yang lambat
Ø Toleransi glukosa meningkat
Ø ksi yang tidak jelas sebabnya.
gula darah adalah istilah yang mengacu kepada tingkat glukosa di dalam darah. Konsentrasi gula darah, atau tingkat glukosa serum, diatur dengan ketat di dalam tubuh. Glukosa yang dialirkan melalui darah adalah sumber utama energi untuk sel-sel tubuh.Umumnya tingkat gula darah bertahan pada batas-batas yang sempit sepanjang hari: 4-8 mmol/l (70-150 mg/dl). Tingkat ini meningkat setelah makan dan biasanya berada pada level terendah pada pagi hari, sebelum orang makan.Diabetes mellitus adalah penyakit yang paling menonjol yang disebabkan oleh gagalnya pengaturan gula darah.Meskipun disebut "gula darah", selain glukosa, kita juga menemukan jenis-jenis gula lainnya, seperti fruktosa dan galaktosa. Namun demikian, hanya tingkatan glukosa yang diatur melalui insulin dan leptin.
o ASAM AMINO
Asam amino adalah sembarang senyawa organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina (biasanya -NH2). Dalam biokimia seringkali pengertiannya dipersempit: keduanya terikat pada satu atom karbon (C) yang sama (disebut atom C "alfa" atau α). Gugus karboksil memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa. Dalam bentuk larutan, asam amino bersifat amfoterik: cenderung menjadi asam pada larutan basa dan menjadi basa pada larutan asam. Perilaku ini terjadi karena asam amino mampu menjadi zwitter-ion. Asam amino termasuk golongan senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah satu fungsinya sangat penting dalam organisme, yaitu sebagai penyusun protein.
o STRUKTUR ASAM AMINO
Struktur asam α-amino, dengan gugus amina di sebelah kiri dan gugus karboksil di sebelah kanan.
Struktur asam amino secara umum adalah satu atom C yang mengikat empat gugus: gugus amina (NH2), gugus karboksil (COOH), atom hidrogen (H), dan satu gugus sisa (R, dari residue) atau disebut juga gugus atau rantai samping yang membedakan satu asam amino dengan asam amino lainnya.
Struktur asam α-amino, dengan gugus amina di sebelah kiri dan gugus karboksil di sebelah kanan.
Struktur asam amino secara umum adalah satu atom C yang mengikat empat gugus: gugus amina (NH2), gugus karboksil (COOH), atom hidrogen (H), dan satu gugus sisa (R, dari residue) atau disebut juga gugus atau rantai samping yang membedakan satu asam amino dengan asam amino lainnya.
Atom C pusat tersebut dinamai atom Cα ("C-alfa") sesuai dengan penamaan senyawa bergugus karboksil, yaitu atom C yang berikatan langsung dengan gugus karboksil. Oleh karena gugus amina juga terikat pada atom Cα ini, senyawa tersebut merupakan asam α-amino.
Asam amino biasanya diklasifikasikan berdasarkan sifat kimia rantai samping tersebut menjadi empat kelompok. Rantai samping dapat membuat asam amino bersifat asam lemah, basa lemah, hidrofilik jika polar, dan hidrofobik jika nonpolar.
o ISOMERISME PADA ASAM AMINO
Dua model molekul isomer optis asam amino alanina
Karena atom C pusat mengikat empat gugus yang berbeda, maka asam amino—kecuali glisina—memiliki isomer optik: l dan d. Cara sederhana untuk mengidentifikasi isomeri ini dari gambaran dua dimensi adalah dengan "mendorong" atom H ke belakang pembaca (menjauhi pembaca). Jika searah putaran jarum jam (putaran ke kanan) terjadi urutan karboksil-residu-amina maka ini adalah tipe d. Jika urutan ini terjadi dengan arah putaran berlawanan jarum jam, maka itu adalah tipe l. (Aturan ini dikenal dalam bahasa Inggris dengan nama CLRN, dari singkatan COOH - R - NH2).
Pada umumnya, asam amino alami yang dihasilkan eukariota merupakan tipe l meskipun beberapa siput laut menghasilkan tipe d. Dinding sel bakteri banyak mengandung asam amino tipe d. Reaksi kondensasi dua asam amino membentuk ikatan peptida
Protein merupakan polimer yang tersusun dari asam amino sebagai monomernya. Monomer-monomer ini tersambung dengan ikatan peptida, yang mengikat gugus karboksil milik satu monomer dengan gugus amina milik monomer di sebelahnya. Reaksi penyambungan ini (disebut translasi) secara alami terjadi di sitoplasma dengan bantuan ribosom dan tRNA.
Pada polimerisasi asam amino, gugus -OH yang merupakan bagian gugus karboksil satu asam amino dan gugus -H yang merupakan bagian gugus amina asam amino lainnya akan terlepas dan membentuk air. Oleh sebab itu, reaksi ini termasuk dalam reaksi dehidrasi. Molekul asam amino yang telah melepaskan molekul air dikatakan disebut dalam bentuk residu asam amino.
Karena asam amino memiliki gugus aktif amina dan karboksil sekaligus, zat ini dapat dianggap sebagai sekaligus asam dan basa (walaupun pH alaminya biasanya dipengaruhi oleh gugus-R yang dimiliki). Pada pH tertentu yang disebut titik isolistrik, gugus amina pada asam amino menjadi bermuatan positif (terprotonasi, –NH3+), sedangkan gugus karboksilnya menjadi bermuatan negatif (terdeprotonasi, –COO-). Titik isolistrik ini spesifik bergantung pada jenis asam aminonya. Dalam keadaan demikian, asam amino tersebut dikatakan berbentuk zwitter-ion. Zwitter-ion dapat diekstrak dari larutan asam amino sebagai struktur kristal putih yang bertitik lebur tinggi karena sifat dipolarnya. Kebanyakan asam amino bebas berada dalam bentuk zwitter-ion pada pH netral maupun pH fisiologis yang dekat netral.
o ASAM AMINO DASAR (STANDAR)
Protein tersusun dari berbagai asam amino yang masing-masing dihubungkan dengan ikatan peptida. Meskipun demikian, pada awal pembentukannya protein hanya tersusun dari 20 asam amino yang dikenal sebagai asam amino dasar atau asam amino baku atau asam amino penyusun protein (proteinogenik). Asam-asam amino inilah yang disandi oleh DNA/RNA sebagai kode genetik.
Berikut adalah ke-20 asam amino penyusun protein (singkatan dalam kurung menunjukkan singkatan tiga huruf dan satu huruf yang sering digunakan dalam kajian protein), dikelompokkan menurut sifat atau struktur kimiawinya:
Asam amino alifatik sederhana
Asam amino hidroksi-alifatik
Asam amino dikarboksilat (asam)
Amida
Asam amino basa
·
Asam amino dengan sulfur
Prolin
Asam amino aromatik
o FUNGSI BIOLOGI ASAM AMINO
2. Kerangka dasar sejumlah senyawa penting dalam metabolisme (terutama vitamin, hormon dan asam nukleat).
3. Pengikat ion logam penting yang diperlukan dalam dalam reaksi enzimatik (kofaktor).
ASAM AMINO ESENSIAL
Asam amino diperlukan oleh makhluk hidup sebagai penyusun protein atau sebagai kerangka molekul-molekul penting. Ia disebut esensial bagi suatu spesies organisme apabila spesies tersebut memerlukannya tetapi tidak mampu memproduksi sendiri atau selalu kekurangan asam amino yang bersangkutan. Untuk memenuhi kebutuhan ini, spesies itu harus memasoknya dari luar (lewat makanan). Istilah "asam amino esensial" berlaku hanya bagi organisme heterotrof.
Bagi manusia, ada delapan (ada yang menyebut sembilan) asam amino esensial yang harus dipenuhi dari diet sehari-hari, yaitu isoleusina, leusina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofan, dan valina. Histidina dan arginina disebut sebagai "setengah esensial" karena tubuh manusia dewasa sehat mampu memenuhi kebutuhannya. Asam amino karnitina juga bersifat "setengah esensial" dan sering diberikan untuk kepentingan pengobatan.
PENGATURAN KADAR GLUKOSA DARAH Sumber utama glukosa plasma menurut Mayes dan Bender (2003) adalah absorpsi glukosa oleh usus yang berasal dari pemecahan makanan, glukoneogenesis (pembentukan glukosa dari prekursor non-glukosa) dan glikogenolisis (pemecahan simpanan glikogen menjadi glukosa).
o Proses pengaturan kadar glukosa plasma merupakan mekanisme homeostasis yang diatur sedemikian rupa dalam rentang yang sempit dan diatur dengan halus (Mayes dan Bender, 2003; Guyton dan hall, 2006). Kadar glukosa plasma tidak boleh menurun terlalu rendah karena glukosa merupakan satu-satunya sumber energi yang dapat digunakan oleh otak dan eritrosit (Mayes , 2003). Kadar glukosa plasma juga tidak boleh meningkat terlalu tinggi karena dapat mempengaruhi tekanan osmotik dan bila kadar glukosa plasma sangat tinggi akan menyebabkan dehidrasi seluler (Guyton dan Hall, 2006).
o Pengaturan kadar glukosa plasma melibatkan hepar, jaringan ekstrahepatik dan beberapa hormon. Sel-sel hepar dapat dilewati glukosa dengan bebas melalui transporter GLUT 2, sedangkan pada jaringan ekstrahepatik glukosa memerlukan transporter yang diatur oleh insulin untuk dapat masuk kedalam sel (Mayes dan Bender, 2003). Dalam pengaturan kadar glukosa plasma, selain insulin juga dibutuhkan peranan dari glukagon. Kedua hormon tersebut merupakan hormon yang disekresikan oleh sel pankreas. Sel β pankreas mensekresikan insulin dan sel α pankreas mensekresikan glukagon.
o Insulin bekerja untuk menurunkan kadar glukosa plasma dengan cara meningkatkan ambilan glukosa oleh jaringan lemak dan otot melalui transporter GLUT 4. Insulin juga akan mengaktivasi enzim glikogen sintase dan menghambat enzim fosforilase. (Mayes dan Bender, 2003; Ganong, 2005). Glikogen sintase merupakan enzim yang bertanggung jawab dalam polimerisasi monosakarida membentuk glikogen, sedangkan fosforilase merupakan enzim yang bertanggung jawab dalam pemecahan glikogen menjadi glukosa. Dengan demikian insulin akan menyebabkan peningkatan glikogenesis dan menghambat glikogenolisis (Guyton dan Hall, 2006).
Glukagon menyebabkan peningkatan glikogenolisis dan glukoneogenesis. Glukagon meningkatkan glikogenesis dengan cara mengaktivasi adenil siklase dan meningkatkan cAMP intraseluler pada hepar. Hal ini akan mengaktivasi fosforilase melalui protein kinase sehingga terjadi pemecahan glikogen. Dengan adanya glukagon maka glukoneogenesis juga akan meningkat (Ganong, 2005).
Pada keadaan puasa, sebagian besar glukosa tubuh berada pada insulin-independent tissue yaitu 50% berada pada jaringan otak, 25% berada pada hepar dan saluran pencernaan, sedangkan 25% berada pada insulin-dependent tissue yaitu otot dan jaringan lemak (DeFronzo, 2004). Kadar glukosa plasma akan menurun karena pasokan sumber glukosa yang berasal dari absorbsi usus terhenti. Namun hal ini akan segera direspon oleh tubuh. Terjadinya penurunan kadar glukosa plasma akan merangsang sel α pankreas untuk merespon dengan mensekresikan glukagon (Mayes and Bender, 2003). Seperti yang telah dijelaskan diatas glukagon bekerja dengan meningkatkan glikogenolisis dan glukoneogenesis sehingga meningkatkan kadar glukosa plasma (Goodman, 2009).
Pada beberapa jam puasa tubuh mulai menggunakan energi yang berasal dari simpanan energi. Sekitar 75% glukosa yang disekresikan oleh hepar berasal dari pemecahan glikogen. Dalam keadaan ini kadar glukosa plasma masih konstan (Goodman, 2009). Hal ini akan menjaga kadar glukosa plasma untuk utilisasi organ seperti otak (Duez dan Lewis, 2008). Namun cadangan glikogen dalam hepar hanya terbatas dan lama-kelamaan akan menipis. Menurut Mayes (2003) setelah seseorang puasa selama 8-12 jam maka hampir seluruh simpanan glikogen dalam hati akan terkuras. Oleh karena itu di dalam hepar mulai dilakukan proses glukoneogenesis (Goodman, 2009).
Glukoneogenesis merupakan pembentukan glukosa dari senyawa non-karbohidrat. Prekursor glukoneogenesis ini merupakan produk akhir dari metabolisme karbohidrat (piruvat, laktat), lemak (gliserol) dan protein (asam amino). Mekanisme glukoneogenesis ini juga merupakan cara untuk membersihkan produk metabolisme jaringan dari dalam darah seperti laktat yang dihasilkan oleh otot dan eritrosit serta gliserol yang dihasilkan oleh jaringan lemak (Mayes dan Bender, 2003; Hatta, 2006).
Sesaat setelah makan, kadar glukosa plasma akan meningkat dan mencapai puncak sekitar 60 menit setelah makan, jarang melebihi 140 mg/dl dan kembali pada kadar sebelum makan setelah 2-3 jam (Raghavan and Garber, 2008). Peningkatan kadar glukosa plasma ini akan menstimulasi sekresi insulin oleh sel β pankreas (Goodman, 2009). Sekresi insulin, selain distimulasi oleh peningkatan kadar glukosa darah, juga distimulasi oleh produksi hormon inkretin oleh usus (Raghavan dan Garber, 2008). Insulin akan meningkatkan penyimpanan glukosa, menghambat pembentukan glukosa oleh hepar dan meningkatkan ambilan glukosa oleh sel otot dan lemak sehingga menyebabkan penurunan kadar glukosa plasma (Goodman, 2009). Kombinasi dari hiperinsulinemia dan hiperglikemia ini akan menstimulasi ambilan glukosa oleh jaringan perifer dan jaringan splanchnic yaitu hepar dan usus (DeFronzo, 2004), penyimpanan glukosa dalam bentuk glikogen oleh hepar (Mayes and Bender, 2003) dan pembentukan triaselgliserol oleh asam lemak (Gastaldelli, 2009).
o Pedoman:
• Pada saat makan, kadar glukosa naik
– Perlu dilakukan penyimpanan
• Pada saat lapar, kadar glukosa turun
– Perlu dilakukan perombakan
– Ada mekanisme untuk menjaga kestabilan kadar gula darah
Pengaturan kadar glukosa darah sebagian besar tergantung pada ekstraksi glukosa, dan glikogenolisis dalam hati. Jumlah glukosa yang diambil, dilepaskan oleh hati dan yang dipergunakan oleh ferifer tergantung dari keseimbangan beberapa hormon, yaitu hormon yang dapat meningkatkan kadar glukosa seperti hormon glukagon yang disekresi oleh sel-sel alfa pulau langerhans, hormon glukokortikoit serta growthhormon ada hormon yang dapat menurunkan kadar glukosa darah yaitu insulin
Pada keadaan normal kadar glukosa dalam darah adalah antara 80 sampai 100 mg/100 ml. setelah makan makanan sumber karbohidrat konsentrasi glukosa darah naik hingga 120 sampai 130 mg / 100 ml, kemudian turun manjadi normal lagi. Namun pada keadaan tertentu dimana hormon insulin tidak mampu mengatur konsentrasi kadar glukosa darah maka akan terjadi penumpukan glukosa dalam darah (hiperglikemi). Terjadinya gangguan metabolisme yang kronik dan ditandai oleh hiperglikemi disebut Diabetes Militus. Keadaan ini dapat dideteksi melalui pemeriksaan kadar glukosa darah dengan menggunakan berbagai macam alat pengukur kadar glukosa yang dapat digunakan dengan mudah dan praktis pada laboratorium yang terpercaya.
PENGATURAN METABOLISME KARBOHIDRATPengaturan metabolisme karbohidrat dalam semua organisme, metabolisme karbohidrat mengikuti mekanisme pengaturan yang melibatkan hormon, metabolit, dan koenzim. Salah satu tugas penting hati adalah untuk menyimpan kelebihan glukosa dalam bentuk glikogen dan untuk melepaskan glukosa dari glikogen ketika diperlukan. Glikolisis dan glukoneogenesis tidak akan pernah terjadi secara bersamaan begitu juga sintesis glikogen dan degradasi glikogen. Terdapat dua enzim berbeda dengan fungsi katabolic atau anabolic saja. Hormon-hormon yang mempengaruhi metabolisme karbohidrat meliputi insulin dan glukagon, sebuah glukokortikoid, kortisol, dan katekolamin, epinephrine.
Insulin mengaktifkan glikogen sintase, dan menghambat sintesis enzim yang berperan pada glukoneogenesis pada waktu bersamaan. Glucagon, kebalikan insulin, mendorong enzim pada glukoneogenesis, menekan piruvat kinase, enzim kunci glikolisis. Glukagon menghambat sintesis glikogen seperti halnya epinephrine. Glukokortikoid mendorong enzim kunci pada glukoneogenesis dan enzim yang berperan pada degradasi asam amino pada glukoneogenesis.
Metabolisme karbohidrat menunjukkan berbagai biokimia proses yang bertanggung jawab untuk pembentukan , pemecahan dan interkonversi dari karbohidrat dalam hidup organisme .
Karbohidrat paling penting adalah glukosa , gula sederhana ( monosakarida ) yang dimetabolisme oleh hampir semua organisme yang dikenal. Glukosa dan karbohidrat lain adalah bagian dari berbagai jalur metabolik di seluruh spesies: tanaman mensintesis karbohidrat dari gas-gas atmosfer oleh fotosintesis menyimpan energi yang diserap internal, sering dalam bentuk pati atau lipid . Komponen tanaman yang dimakan oleh hewan dan jamur , dan digunakan sebagai bahan bakar untuk respirasi selular . Oksidasi satu gram karbohidrat menghasilkan sekitar 4 kkal energi dan dari lipid sekitar 9 kkal. Energi yang diperoleh dari metabolisme (oksidasi misalnya glukosa) biasanya disimpan sementara dalam sel dalam bentuk ATP . Organisme yang mampu respirasi aerobik memetabolisme glukosa dan oksigen untuk melepaskan energi dengan karbon dioksida dan air sebagai produk sampingan.
Karbohidrat adalah bahan bakar jangka pendek superior untuk organisme karena mereka mudah untuk metabolisme dari lemak atau bagian-bagian asam amino dari protein yang digunakan untuk bahan bakar. Pada hewan, karbohidrat paling penting adalah glukosa; begitu banyak sehingga, bahwa tingkat glukosa digunakan sebagai kontrol utama untuk metabolisme hormon pusat, insulin . Pati, dan selulosa dalam beberapa organisme (misalnya, rayap , ruminansia , dan beberapa bakteri ), kedua polimer glukosa menjadi yang dibongkar selama pencernaan dan diserap sebagai glukosa. Beberapa karbohidrat sederhana memiliki sendiri oksidasi enzimatik jalur, seperti yang dilakukan hanya beberapa dari karbohidrat yang lebih kompleks. Laktosa disakarida, misalnya memerlukan enzim laktase akan dipecah menjadi komponen monosakarida.banyak hewan kekurangan enzim ini di masa dewasa.
Karbohidrat biasanya disimpan sebagai polimer panjang molekul glukosa dengan ikatan glikosidik untuk dukungan struktural (misalnya kitin ,selulosa ) atau untuk penyimpanan energi (misalnya glikogen , pati ). Namun, afinitas yang kuat karbohidrat yang paling untuk membuat penyimpanan air dalam jumlah besar karbohidrat tidak efisien karena berat molekul besar dari kompleks karbohidrat terlarut air. Pada sebagian besar organisme, kelebihan karbohidrat secara teratur catabolised untuk membentuk asetil-KoA , yang merupakan bahan baku untuk sintesis asam lemak jalur, asam lemak , trigliserida , dan lipid yang biasanya digunakan untuk penyimpanan jangka panjang energi.Karakter hidrofobik lipid membuat mereka bentuk yang lebih kompak dari penyimpanan energi dari karbohidrat hidrofilik. Namun, hewan, termasuk manusia, kurangnya mesin enzimatik yang diperlukan dan sehingga tidak mensintesis glukosa dari lemak.
Semua karbohidrat berbagi rumus umum sekitar C n H 2n O n; glukosa adalah C 6 H 12 O 6. Monosakarida dapat terikat bersama untuk membentuk disakarida seperti sukrosa dan lebih lama polisakarida seperti pati dan selulosa .
Tidak ada komentar:
Posting Komentar