1. 1. Jelaskan cara kerja insulin untuk mengaktifkan GLUT 4 di dalam mekanisme
transport glukosa kedalam sel?
Pankreas adalah suatu kelenjar endokrin yang menghasilkan hormon peptida insulin,
glukagon, somatostatin, dan suatu kelenjar eksokrin yang menghasilkan enzim
pencernaan. Hormon peptida disekresikan dari sel – sel yang berlokasi dalam pulau –
pulau langerhans (β atau sel-B yang menghasilkan insulin, α2 atau sel-A yang
menghasilkan glukagon, dan α1 atau sel-D yang menghasilkan somatostatin).
Hormon – hormon ini memegang peranan penting dalam pengaturan aktivitas metabolik
tubuh, dengan demikian membantu memelihara homeostasis glukosa darah.
Hiperinsulinemia dapat menyebabkan hipoglikemia berat. Sebaliknya kekurangan insulin
relatif ataupun absolut (seperti pada diabetes melitus) dapat menyebabkan hiperglikemia
berat.
Mekanisme Kerja Insulin
Target utama insulin dalam mengatur kadar glukosa darah adalah di hepar, otot dan
adiposa. Peran utama insulin dalam sel adalah peran efek anabolik (uptake, utilisasi dan
penyimpanan nutrien di sel) sedangkan proses katabolisme (pemecahan glikogen, lemak,
dan protein) dihambat. Terdapat dua kerja insulin yang utama, pertama adalah pengaturan
transpor glukosa yang masuk ke dalam sel dan kedua mengatur metabolisme glukosa
dalam sel
a). Pengaturan transport glukosa
Insulin memperantarai masuknya ke sel, pertama insulin masuk ke sel dengan cara
berikatan reseptor insulin yang ada di membran sel, kemudian Insulin akan merangsang
atau mengaktifkan transporter glukosa (GLUT4) yang ada dalam sel, lalu transporter
glukosa (GLUT) tersebutlah yang memperantarai masuknya glukosa ke dalam sel. Jadi
kerja insulin dalam membantu masuknya glukosa dalam sel dengan cara tidak
langsung. GLUT yang telah mengangkut glukosa masuk kedalam sel akan kembali ke
pool intrasel saat insulin tidak bekerja lagi. Gangguan proses regulasi ini dapat menjadi
sebab DM tipe 2.

2. b). Pengaturan metabolisme glukosa
Setelah ada di dalam sel maka dimulailah konversi glukosa menjadi glukosa-6-fosfat
terjadi dengan bantuan enzim heksokinase. Dan insulin yang mengaktifkan enzim
heksokinase, sama spt GLUT jenisnya ada empat. Dimana heksokinase IV dan II
diregulasi oleh insulin.
2. Mengapa pada saat terjadi glukoneogenesis akan menimbulkan inhibisi pada
glikolisis? Jelaskan!
Pengaturan 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.
Metabolit yang berperan dalam regulasi metabolism karbohidrat adalah ATP, sitrat dan
Asetyl-CoA. ATP dan sitrat menghambat glikolisis (allosteric). ATP juga menghambat
piruvat kinase seperti halnya asetyl-CoA. Semua metabolit ini dihasilkan dari degradasi
glukosa.
Fruktosa 2,6-bifosfat merupakan bagian penting dalam metabolisme karbohidrat.
metabolisme ini dibentuk dalam jumlah kecil dari fruktosa 6-fosfat dan memiliki fungsi

3. murni peraturan. Ini merangsang glikolisis oleh aktivasi alosterik dari fosfofruktokinase
dan menghambat glukoneogenesis oleh penghambatan fruktosa 1,6-bisphosphatase.
Sintesis dan degradasi Fru-2, 6 -bP dikatalisis oleh satu dan protein yang sama. Jika enzim
hadir dalam bentuk tidak terfosforilasi, ia bertindak sebagai kinase dan mengarah ke
pembentukan Fru-2,6-bP. Setelah fosforilasi oleh cAMP-protein kinase A (PK-A), ia
bertindak sebagai fosfatase dan mendegradasi Fru-2, 6 -bP menjadi fruktosa 6-fosfat.
Kesetimbangan antara keduanya diatur oleh hormon. Epinefrin dan glukagon
meningkatkan cAMP. Sebagai hasil dari meningkat PK-A aktivitas, hal ini mengurangi
konsentrasi Fru-2,6-bP dan menghambat glikolisis,sementara pada waktu yang sama
mengaktifkan glukoneogenesis. Sebaliknya, melalui , insulin mengaktifkan sintesis Fru-
2,6-bP dan dengan demikian terjadi glikolisis. Selain itu, insulin juga menghambat aksi
glukagon dengan mengurangi cAMP.
3. Jelaskan peranan NADPH yang dihasilkan oleh pentosa phosphat pathway dalam
kaitanya dengan peredaman radikal bebas?
Enzim G6PD terdapat dalam sitoplasma, tersebar di seluruh sel dengan kadar yang
berbeda. Enzim ini bekerja pada tahap pertama jalur pentosa heksosemonofosfat (Pentosa
Phosphate Shunt) yaitu jalur oksidasi glukosa yang menghasilkan NADPH dan pentosa
(ribose 5 fosfat untuk sintesis asam lemak, kolesterol, hormon steroid, purin, pirimidin dan
forfirin). Pada jalur pentosa fosfat, G6PD mengkatalisis reaksi glukosa 6 fosfat (G6P) dan
NADP+ menjadi 6 fosfo glukonat (6GP) dan menghasilkan NADPH. NADPH merupakan
koenzim yang berfungsi sebagai donor hidrogen pada reaksi enzimatik pada berbagai alur
biosintetik. NADPH juga berfungsi sebagai koenzim pada reaksi pembentukan GSH
(glutation tereduksi) dari GSSG (glutation teroksidasi) oleh enzin glutation reduktase
(GSSGR). GSH sangat penting untuk melindungi sel terhadap kerusakan oksidatif karena
GSH dapat meredam hidrogen peroksida (H2O2) menjadi H2O dengan bantuan enzim
glutation peroksidase (GSHPX). Jalur alternatif untuk meredam H2O2 adalah melalui
enzim katalase, dalam keadaan normal jalur ini tidak efektif karena aktivitas katalase
terhadap H2O2 jauh lebih rendah dari pada afinitas GSHPX. Pada keadaan dimana terjadi
produksi H2O2 berlebihan maka katalase akan berperan lebih dari 50% meredam H2O2
yang terbentuk, namun untuk aktivitas katalase memerlukan NADPH. Jadi NADPH sangat

4. diperlukan baik untuk meredam H2O2. melalui jalur GSHPX ataupun melalui jalur
katalase.3,4,5,7,8.
Kadar enzim G6PD di dalam eritrosit relatif rendah bila dibandingkan dengan kadar enzim
G6PD pada sel tubuh yang lain. Enzim G6PD merupakan satu-satunya enzim dalam sel
eritrosit yang berfungsi memproduksi NADPH untuk mereduksi GSSG menjadi GSH
yang meredam H2O2, sehingga GSH berfungsi mencegah kerusakan eritrosit dari
kerusakan akibat oksidasi. Untuk mempertahankan kadar GSH selalu cukup, diperlukan
mekanisme pembentukan GSH dari GSSG dengan bantuan enzim glutation reduktase
(GSSGR) dan NADPH yang tergantung aktivitas G6PD. Semakin tua usia eritrosit,
aktifitas enzim G6PD juga semakin berkurang.
4. Jelaskan peranan glikogenolisis dan glikogenesis didalam mengatur homeostasis
glukosa darah?
Regulasi Kadar Glukosa Darah
Kadar glukosa darah dipengaruhi oleh beberapa faktor sebagai berikut: Jumlah dan jenis
makanan, kecepatan digesti makanan, ekskresi, latihan (olah raga), kondisi psikologis, dan
reproduksi. Faktor-faktor tersebut mempengaruhi baik secara terpisah (sendiri-sendiri)
atau bersamaan terhadap proses fisiologis yang mengatur kadar glukosa darah. Jika
makanan terbatas, maka latihan mampu menurunkan kadar glukosa darah. Penurunan
kadar glukosa darah dikenali oleh sel α pankreas menghasilkan hormon glukagon yang
merangsang sel hati membesaskan glukosa dari glikogen sehingga kadar gula darah
kembali normal. Sebaliknya oleh sesuatu hal (makanan) kadar gula darah naik, maka sel β
pankreas menghasilkan insulin yang berperan meningkatkan pengambilan glukosa dari
darah ke dalam sel hati dan sel lainnya, sehingga kadar glukosa darah kembali ke normal.
Glikogenesis
Glukosa setelah masuk ke dalam sel akan bergabung dengan gugus posfat radikal menjadi
Glu-6-P (Posforilasi):
Posforilasi glukosa tersebut bersifat reversibel. Glu-6-P dapat langsung digunakan untuk
sumber energi atau disimpan dalam bentuk glikogen. Jika konsumsi karbohidrat
berlebihan sehingga intake glukosa melimpah sedangkan pembongkaran glukosa untuk
sumber tenaga berkurang, maka glukosa akan diubah menjadi glikogen (glikogenesis).

5. Glikogenesis diregulasi oleh insulin. Pembentukan glikogen dapat terjadi di semua sel
tubuh terutama di hati dan otot (5-8 % dari seluruh sel). Selain itu, glukosa dapat dipecah
menjadi asetil Ko-A kemudian diubah menjadi lemak yang kemudian disimpan di dalam
hati dan jaringan adiposa (lemak) terutama di peritoneum.
Glikogenolisis
Pada saat seseorang berpuasa atau sedang melakukan aktivitas (latihan olahraga, bekerja)
yang berlebihan akan menyebabkan turunnya kadar glukosa darah menjadi 60 mg/100ml
darah. Keadaan ini (kadar gula darah turun) akan memacu hati untuk membebaskan
glukosa dari pemecahan glikogen yang disebut proses glikogenolysis. Glikogenolysis
dirangsang oleh hormon glukagon dan adrenalin.