BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kata karbohidrat berasal dari kata karbon dan air. Secara sederhana
karbohidrat didef...
1.3 Tujuan
1. Untuk mengetahui pengertian karbohidrat
2. Untuk mengetahui metabolism karbohidrat
3. Untuk mengetahui prose...
BAB III
PEMBAHASAN

2.1 Definisi Karbohidrat
Karbohidrat merupakan bahan yang sangat diperlukan tubuh
manusia, hewan, dan ...
glukosa dimetabolisme mellui tahap oksidatif yang berlangsung secara
aerobik (dalam mitokondrio) maupun anaerobik (dalam s...
2.2 Metabolisme Karbohidrat
A. Glikolisis
Glikogen adalah molekul polisakarida yang tersimpan dalam
sel-sel hewan bersama ...
karbohidrat pada manusia dan hewan secara umum, setelah melalui
dinding usus halus sebagian besar monosakarida dibawa oleh...
ml disebut kadar ambang ginjal, karena pada kadar ini glukosa
diekskresi

dalam

disebut glukosuria yaitu

kemih

melalui
...
antara tersebut tetapi dengan jalur yang berbeda seperti digambarkan
pada Gambar dibawah. Senyawa antara UDP-glukosa (Gluk...
Selanjutnya glukosa 1-fosfat diubah menjadi glukosa 6-fosfat oleh
enzim yang sama seperti pada reaksi kebalikannya (glikog...
Proses Respirasi yang berjalan secara Aerob meliputi 3 langkah yaitu
Glikosis,
Daur Krebs : Dekarbosilasi Oksidatif dan Si...
ketidakmampuan ginjal untuk menyerap kembali glukosa yang telah
mengalami filtrasi melalui sel tubuh.
Hormon yang mengatur...
melibatkan beberapa enzim dan organel sel yaitu mitokondrion, yang
diperlukan untuk terlebih dahulu mengubah piruvat menja...
Glikolisis terbagi menjadi dua bagian. Bagian pertama meliputi
tahap reaksi enzim yang memerlukan ATP, yaitu tahap reaksi ...
satu-satunya bahan untuk membentuk energi dalam keadaan
anaerobik.
Untuk membersihkan darah dari asam laktat yang selalu d...
4. asam amino glikogenik
c. Perubahan asam laktat menjadi glukosa
Asam laktat di dalam sitoplasma diubah menjadi asam piru...
Selama proses oksidasi asetil KoA didalam siklus akan terbentuk
ekuivalen pereduksi dalam bentuk hydrogen atau electron se...
adanya yang spesifik NAD, hanya ditemukan didalam mitokondria ,
dua enzim lainnya bersifat spesifik NADP , dan masing-masi...
2.3 Proses Metabolisme Karbohidrat
Lintasan metabolisme dapat digolongkan menjadi 3 kategori:
1. Lintasan anabolik (penyat...
Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Dalam bentuk glukosalah
massa karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah,...
5. Jika terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energi,
maka glikogen dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya glu...
BAB III
PENUTUP

3.1 Kesimpulan
Karbohidrat yaitu senyawa organik terdiri dari unsur karbon, hidrogen,
dan oksigen. Terdir...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Biokimia

817 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
817
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
42
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Biokimia

  1. 1. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kata karbohidrat berasal dari kata karbon dan air. Secara sederhana karbohidrat didefenisikan sebagai polimer gula. Metabolisme karbohidrat Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. Metabolism total merupakan semua proses biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup. karbohidrat merupakan hidrat dari unsur karbon (C). Peristiwa ini banyak dijumpai pada tubuh makhluk hidup, baik tumbuhan, hewan, atau manusia. Sedangkan bilirubin adalah senyawa pigmen berwarna kuning yang merupakan produk katabolisme enzimatik biliverdin oleh biliverdin reduktase. Oksidasi bilirubin menghasilkan biliverdin kembali, hingga memberikan atribut antioksidan pada senyawa ini dalam fisiologi selular, selain GSH. Bilirubin merupakan penghambat respon sel T CD4+, tingginya rasio serum bilirubin akan menginduksi apoptosis sel T CD4+ tersebut, sehingga bilirubin dianggap dapat menghentikan penyakit otoimun seperti sklerosis multipel. 1.2 Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud dengan karbohidrat ? 2. Bagimana metabolism karbohidrat ? 3. Bagimana proses metabolism karbohidrat ? 1
  2. 2. 1.3 Tujuan 1. Untuk mengetahui pengertian karbohidrat 2. Untuk mengetahui metabolism karbohidrat 3. Untuk mengetahui proses metabolism karbohidrat 2
  3. 3. BAB III PEMBAHASAN 2.1 Definisi Karbohidrat Karbohidrat merupakan bahan yang sangat diperlukan tubuh manusia, hewan, dan tumbuhan di samping lemak dan protein. Senyawa ini dalam jaringan merupakan cadangan makanan atau energi yang disimpan dalam sel. Sebagian besar karbohidrat yang ditemukan di alam terdapat sebagai polisakarida dengan berat molekul tinggi . Beberapa polisakarida berfungsi sebagai penyimpan bagi monosakarida, sedangkan yang lain sebagai penyusun struktur di dalam dinding sel dan jaringan pengikat. Karbohidrat merupakan komponen pangan yang menjadi sumber energi utama dan sumber serat makanan. Komponen ini disusun oleh 3 unsur utama, yaitu karbon (C), hidrogen(H) dan oksigen (O). Atau dengan kata lain, karbohidrat merupakan suatu senyawa yang terdiri dari molekul-molekul karbon (C), hydrogen (H) dan oksigen (O) atau karbon dan hidrat (H2O) sehingga dinamakan karbo-hidrat. Pada tumbuhan, karbohidrat disintesis dari CO2 dan H2O melalui proses fotosintesis dalam sel berklorofil dengan bantuan sinar metahari. Karbohidrat yang dihasilkan merupakan cadangan makanan yang disimpan dalam akar, batang, dan biji sebagai pati (amilum). Karbohidrat dalam sel tubuh disimpan dalam hati dan jaringan otot dalam bentuk glikogen. Metabolisme Karbohidrat Karbohidrat merupakan sember energi utama dalam sel Metabolisme karbohidrat merupakan pusat dari semua proses metabolisme 3
  4. 4. glukosa dimetabolisme mellui tahap oksidatif yang berlangsung secara aerobik (dalam mitokondrio) maupun anaerobik (dalam sitosol) yang menghasilkan pembentukan ATP (adenosin trifosfat) 2.2 Jenis Karbohidrat Karbohidrat dapat dikelompokkan menurut jumlah unit gula , ukuran dari rantai karbon ,lokasi gugus karbonil (-C=O) ,serta stereokimia. Berdasarkan jumlah unit gula dalam rantai ,karbohidrat digolongkan menjadi 4 golongan karbohidrat utama yaitu : 1. Monosakarida ( terdiri atas satu unit gula ) 2. Disakarida ( terdiri atas dua unit gula ) 3. Oligosakarida ( terdiri atas 3-10 unit gula ) 4. Polisakarida ( terdiri atas lebih 10 unti gula ) Berdasarkan lokasi gugus karbonil -C=O ,monosakarida fif=golongkan menjadi 2 : 1. Aldosa (berupa aldehid) 2. Ketosa ( berupa keton ) Berdasarkan jumlah atom C, monosakarida digolongkan menjadi : 1. Triosa ( terdiri atas 3 atom C ) 2. Tetrosa ( terdiri atas 4 atom C ) 3. Pentosa ( terdiri atas 5 atom C ) 4. Heksosa ( terdiri atas 6 atom C ) 5. Heptosa ( terdiri atas 7 atom C ) 6. Oktosa ( terdiri atas 8 atom C ) 4
  5. 5. 2.2 Metabolisme Karbohidrat A. Glikolisis Glikogen adalah molekul polisakarida yang tersimpan dalam sel-sel hewan bersama dengan air dan digunakan sebagai sumber energi. Ketika pecah di dalam tubuh, glikogen diubah menjadi glukosa, sumber energi yang penting bagi hewan. Banyak penelitian telah dilakukan pada glikogen dan perannya dalam tubuh ,sejak itu glikogen diakui sebagai bagian penting dari sistem penyimpanan energi tubuh. Glikolisis adalahserangkaian reaksi biokimia dimana glukosadio ksidasi menjadi molekul asam piruvat. Glikolisis adalah salah satu proses metabolisme yang paling universal yang kita kenal, dan terjadi (dengan berbagai variasi) di banyak jenis sel dalam hampir seluruh bentuk organisme. Proses sedikit energi per glikolisis molekul sendiri glukosa menghasilkan dibandingkan lebih dengan oksidasi aerobik yang sempurna. Energi yang dihasilkan disimpan dalam senyawa organik berupa adenosine triphosphate atau yang lebih umum dikenal dengan istilah ATP dan NADH - Terjadi dalam semua sel tubuh manusia - Degradasi an-aerob glukosa menjadi laktat B. Glikogenesis Glikogenesis adalah poses pembentukan glikogen dari glukosa. Glikogenolisis adalah proses penguraian Glikogen menjadi Glukosa Fermentasi adalah Penguraian Glukosa menjadi Senyawa antara ( asam laktat , alkohol) karena penguraian glukosa dalam suasana Anaerob respirasi. Respirasi adalah sebutan penguraian Glukosa menjadi CO2 dan H2O dalam suasana Aerob .Pada metabolisme 5
  6. 6. karbohidrat pada manusia dan hewan secara umum, setelah melalui dinding usus halus sebagian besar monosakarida dibawa oleh aliran darah ke hati. Di dalam hati, monosakarida mengalami sintesis menghasilkan glikogen, oksidasi menjadi CO 2 dan H 2O atau dilepaskan untuk dibawa dengan aliran darah kebagian tubuh yang memerlukannya sebagaimana. Sebagian lain monosakarida dibawa langsung ke sel jaringan organ tertentu dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut.Karena pengaruh berbagai faktor dan hormon insulinyang dihasilkan oleh kelenjar pankreas, maka hati dapat mengatur kadar glukosa dalam darah. Bila kadar glkosa dalam darah meningkat sebagai akibat karbohidrat, naiknya sintesis proses glikogen pencernaan dari glukosa dan oleh penyerapan hati akan naik.Sebaliknya bila kadar glukosa menurun, misalnya akibat latihan olahraga, glikogern diuraikan menjadi glukosa yang selanjutnya mengalami proses katabolisme menghasilkan energi (dalam bentuk energi kimia, ATP) yang dibutuhkan oleh kegiatan olahraga tersebut . Kadar glukosa dalam darah merupakan faktor yang sangat penting untuk kelancaran kerja tubuh. Kadar normal glukosa dalam darah adalah 70-90 mg/100 ml. Keadaan dimana kadar glukosa berada di bawah 70mg/100ml disebut hipoglisemia, sedangkan diatas 90mg/100ml disebut hiperglisemia. Hipoglisemia yang ekstrem dapat menghasilkan suatu rentetan reaksi goncangan yang ditunjukkan oleh gejala gemetarnya otot, perasaan lemah badan dan pucatnya warna kulit. Hipoglisemia yang serius dapat menyebabkan kehilangan kesadaran sebagai akibat kekurangan glukosa dalam otak yang diperlukan untuk pembentukan energi, sehingga pada akhirnya dapat menyebabkan kematian. Kadar glukosa yang tinggi merangsang pembentukan glikogen dari glukosa, sintesis asam lemak dan kolesterol dari glukosa. Kadar glukosa antara 140 dan 170 mg/100 6
  7. 7. ml disebut kadar ambang ginjal, karena pada kadar ini glukosa diekskresi dalam disebut glukosuria yaitu kemih melalui keadaan ginjal. ketidakmampuan Gejala ginjal ini untuk menyerap kembali glukosa yang telah mengalami filtrasi melalui sel tubuh.Kadar glukosa dalam darah diatur oleh beberapa hormon. Insulin dihasilkan oleh kelenjar pankreas menurunkan kadar glukosa dengan menaikkan pembentukan glikogen dari glukosa. Adrenalin (epineprin) yang juga dihasilkan oleh pankreas, dan glukagon berperan dalam menaikkan kadar glukosa dalam darah. Semua faktor ini bekerjasama secara terkoordinasi mempertahankan kadar glukosa tetap normal untuk menunjang berlangsungnya proses metabolisme secara optimum. Proses pembentukan glikogen ringkasnya sebagai berikut : 1. Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa, dengan bantuan enzim glukokinase dan mendapat tambahan energi dari ATP dan fosfat. 2. Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa-1-fosfat. 3. Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat) dikatalisis oleh uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDPglukosa) dan pirofosfat (PPi). 4. Tahap terakhir terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor satu dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru dengan tambahan satu unit glukosa. Glukosa 6-fosfat dan glukosa 1-fosfat merupakan senyawa antara dalam proses glikogenesis atau pembentukan glikogen dari glukosa. Proses kebalikannya, penguraian glikogen menjadi glukosa yang disebut glikogenolisis juga melibatkan terjadinya kedua senyawa 7
  8. 8. antara tersebut tetapi dengan jalur yang berbeda seperti digambarkan pada Gambar dibawah. Senyawa antara UDP-glukosa (Glukosa Uridin Difosfat) terjadi pada jalur pembentukan tetapi tidak pada jalur penguraian glikogen. Demikian pula enzim yang berperan dalam kedua jalur tersebut juga berbeda. Glikogenesis itu sendiri Gugus fosfat dan energi yang diperlukan dalam reaksi pembentukan glukosa 6-fosfat dsari glukosa diberikan oleh ATP yang berperan sebagai senyawa kimia berenergi tinggi. Sedang enzim yang mengkatalisnya adalah glukokinase. Selanjutnya, dengan fosfoglukomutase, glukosa 6-fosfat mengalami reaksi isomerasi menjadi glukosa 1-fosfat. Glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin tri fosfat (UTP) dikatalis oleh glukosa 1-fosfat uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa)dan pirofosfat (PPi). Mekanisme reaksi glikogenesis juga merupakan jalur metabolisme umum untuk biosintesis disakarida dan polisakarida. Dalam berbagai tumbuhan seperti tanaman tebu, disakarida sukrosa dihasilkan dari glukosa dan fruktosa melalui mekanisme biosintesis tersebut. Dalam hal ini UDP-glukosa abereaksi dengan fruktosa 6fosfat, dikatalis oleh sukrosa fosfat sintase, membentuk sukrosa 6fosfat yang kemudian dengan enzim sukrosa fosfatase dihidrolisis menjadi sukrosa. C. Glikogenolisis Tahap pertama penguraian glikogen adalah pembentukan glukosa 1fosfat. Berbeda dengan reaksi pembentukan glikogen, reaksi ini tidak melibatkan UDP-glukosa, dan enzimnya adalah glikogen fosforilase. 8
  9. 9. Selanjutnya glukosa 1-fosfat diubah menjadi glukosa 6-fosfat oleh enzim yang sama seperti pada reaksi kebalikannya (glikogenesis) yaitu fosfoglukomutase. Tahap reaksi berikutnya adalah pembentukan glukosa dari glukosa 6-fosfat. Berbeda dengan reaksi kebalikannya dengan glukokinase, dalam reaksi ini enzim lain, glukosa 6-fosfatase, melepaskan gugus fosfat sehigga terbentuk glukosa. Reaksi ini tidak menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat. Glukosa yang terbentuk inilah nantinya akan digunakan oleh sel untuk respirasi sehingga menghasilkan energy , yang energy itu terekam / tersimpan dalam bentuk ATP Istilah yang berhubungan dengan metabolisme penguraian glukosa Dibagi menjadi dua : 1. Fermentasi ( Respirasi Anaerob) 2. Respirasi Aerob Fermentasi atau peragian adalah proses penguraian senyawa kimia glukosa tanpa oksigen melalui proses Glikolisis yang menghasilkan asam Piruvat , namun tidak berlanjut dengan siklus krebs dan transport Elektron karena suasana reaksi tanpa oksigen. Asam Piruvat kemudian akan diproses tanpa oksigen menjadi Asam piruvat ( Fermentasi Asam Piruvat ) atau Asam Piruvat menjadi Asetal dehide kemudian Alkohol dalam Fermentasi Alkohol menghasilkan gas CO2. Respirasi aerob adalah proses reaksi kimia yang terjadi apabila sel menyerap O2, menghasilkan CO2 dan H2O. Respirasi dalam arti yang lebih khusus adalah prosesproses penguraian glukosa dengan menggunakan O2, menghasilkan CO2, H2O, dan energi (dalam bentuk energy kimia, ATP) 9
  10. 10. Proses Respirasi yang berjalan secara Aerob meliputi 3 langkah yaitu Glikosis, Daur Krebs : Dekarbosilasi Oksidatif dan Siklus Krebs Sistem Transport electron (Fosforilasi Oksidatif) Glukosa adalah unit terkecil dari Karbohidrat. Karbohidrat adalah senyawa yang tersusun atas unsur-unsur C, H, dan O. Karbohidrat setelah dicerna di usus, akan diserap oleh dinding usus halus dalam bentuk monosakarida. Monosakarida dibawa oleh aliran darah sebagian besar menuju hati, dan sebagian lainnya dibawa ke sel jaringan tertentu, dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut. Di dalam hati, monosakarida mengalami proses sintesis menghasilkan glikogen, dioksidasi menjadi CO2 dan H2O, atau dilepaskan untuk dibawa oleh aliran darah ke bagian tubuh yang memerlukan. Hati dapat mengatur kadar glukosa dalam darah atas bantuan hormon insulin yang dikeluarkan oleh kelenjar pankreas. Kenaikan proses pencernaan dan penyerapan karbohidrat menyebabkan glukosa dalam darah meningkat, sehingga sintesis glikogen dari glukosa oleh hati akan naik. Sebaliknya, jika banyak kegiatan maka banyak energi untuk kontraksi otot sehingga kadar glukosa dalam darah menurun . Dalam hal ini, glikogen akan diuraikan menjadi glukosa yang selanjutnya mengalami katabolisme menghasilkan energi (dalam bentuk energi kimia, ATP). Faktor yang penting dalam kelancaran kerja tubuh adalah kadar glukosa dalam darah.Kadar glukosa di bawah 70 mg/100 ml disebut hipoglisemia. Adapun di atas 90 mg/100 ml disebut hiperglisemia. Hipoglisemia yang serius dapat berakibat kekurangan glukosa dalam otak sehingga menyebabkan hilangnya kesadaran (pingsan).Hiperglisemia merangsang terjadinya gejala glukosuria,yaitu 10
  11. 11. ketidakmampuan ginjal untuk menyerap kembali glukosa yang telah mengalami filtrasi melalui sel tubuh. Hormon yang mengatur kadar gula dalam darah, yaitu : Glukosa dalam darah; Hormon adrenalin, dihasilkan oleh korteks D. GLIKOLISIS Proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat. Juga disebut jalur metabolisme Emden-Meyergoff dan sering diartikan pula sebagai penguraian glukosa menjadi piruvat. Proses ini terjadi dalam sitoplasma.Glikolisis anaerob: proses penguraian karbohidrat menjadi laktat melalui piruvat tanpa melibatkan oksigen. Proses penguraian glukosa menjadi CO 2 dan air seperti juga semua proses oksidasi. Energi yang dihasilkan dari proses penguraian glukosa ini adalah 690 kilo-kalori (kkal). Jumlah energi ini sebenarnya jauh lebih besar daripada jumlah energi yang dapat disimpan secara sangkil dalam bentuk energi kimia ATP yang dihasilkan dalam proses penguraian tersebut. Dengan adanya oksigen (dalam suasana aerob), glikolisis menghasilkan piruvat, atau tanpa oksigen (glikolisis anaerob) menghasilkan laktat. Glikolisis menghasilkan dua senyawa karbohidrat beratom tiga dari satu senyawa beratom enam; pada proses ini terjadi sintesis ATP dari ADP + Pi. Seperti halnya reaksi dengan glukokinase (reaksi tahap pertama) dan fosfofruktokinase (reaksi tahap ketiga), reaksi dengan piruvat kinase ini juga merupakan reaksi yang tidak reversibel, sehingga merupakan salah satu tahap reaksi pendorong glikolisis. Reaksi kebalikannya glukoneogenesis yang merupakan merupakan suatu 11 reaksi reaksi yang tahap pertama kompleksyang
  12. 12. melibatkan beberapa enzim dan organel sel yaitu mitokondrion, yang diperlukan untuk terlebih dahulu mengubah piruvat menjadi malat sebelum terbentuknya fosfoenol piruvat. Pada jalan metabolisme ini, piruvat diangkut kedalam mitokondria dengan cara pengangkutan aktif melalui membran mitokondrion. Selanjutnya piruvat bereaksi dengan CO 2 menghasilkan asam oksalasetat. Reaksi ini dikatalis oleh piruvat karboksilase (enzim yang terdapat pada mitokondria tetapi tidak terdapat pada sitoplasma), dan memerlukan koenzim biotin dan kofaktor ion maggan, serta ATP sebagai sumber energi. Dalam mekanisme reaksinya, biotin (sebagai gugus biotinil) yang terikat pada gugus lisina dari piruvat karboksilase, menarik CO 2 atau HCO 3 dalam mitokondrion kemudian mengkondensasikan dengan asam piruvat ( dengan bantuan ATP dan Mn -2) menghasilkan asam oksalasetat. Asam oksalasetat kemudian direduksi menjadi asam malat oleh NADH dan dikatalis malat dehidrogenase. Asam malat diangkut keluar mitokondria dengan cara pengangkutan aktif melalui membran mitokondrion yang kemudian dioksidasi kembali menjadi asam oksalasetat oleh NAD + dan malat dehidrogenase yang terdapat dalam sitoplasma. Akhirnya oksalasetat dikarboksilasi dengan CO 2 dan difosforilasi dengan gugus fosfat dari GTP (guanosin trifosfat, sebagai sumber energi yang khas disamping ATP) dan dikatalis oleh fosfoenolpiruvat karboksikinase menghasilkan fosfoenolpiruvat. Dengan demikian untuk mengubah satu molekul piruvat menjadi fosfoenolpiruvat diperlukan energi sebanyak satu ATP plus satu GTP dan melibatkan paling sedikit empat macam enzim. Dibandingkan dengan reaksi kebalikannya, yaitu perubahan sat molekul fosfoenol piruvat menjadi piruvat, dihasilkan satu ATP dan melibatkan satu macam enzim saja. 12
  13. 13. Glikolisis terbagi menjadi dua bagian. Bagian pertama meliputi tahap reaksi enzim yang memerlukan ATP, yaitu tahap reaksi dari glukosa sampai dengan pembentukan fruktosa 6-fosfat., yang menggunaka dua molekul ATP tiap satu molekul glukosa yang dioksidasi. Bagian kedua meliputi tahap reaksi yang menghasilkan energi (ATP dan NADH) yaitu dari gliseraldehide 3-fosfat sampai dengan piruvat. Dari bagian kedua ini dihasilkan dua molekul NADH dan empat molekul ATP untuk tiap molekul glukosa yang dioksidasi (atau untuk dua molekul gliseraldehid 3-fosfat yang dioksidasi). Karena satu molekul NADH yang masuk rantai pengangkutan elektron dapat menghasilkan tiga molekul ATP, maka tahap reaksi bagian kedua ini menghasilkan 10 molekul ATP. Dengan demikian, keseluruhan proses glikolisis menghasilkan 10-2 = 8 molekul ATP untuk tiap molekul glukosa yang dioksidasi. Sebaliknya, untuk mensintesis satu molekul glukosa dari dua molekul piruvat dalam proses glukoneogenesisdiperlukan energi dari 4 molekul ATP, 2 GTP (sebanding dengan 2 ATP) dan 2 NADH (= 6 ATP) atau sebanding dengan 12 molekul ATP. E. GLUKONEOGENESIS Glukoneogenesis adalah suatu pembentukan glukosa dari senyawa yang bukan karbohidrat Glukoneogenesis penting sekali untuk menyediakan glukosa, apabila didalam diet tidak mengandung cukup karbohidrat. Syaraf, medulla dari ginjal, testes, jaringan embriyo dan eritrosit memerlukan glukosa sebagai sumber utama penghasil energi. Glukosa diperlukan oleh jaringan adiposa untuk menjaga senyawa antara siklus asam sitrat. Didalam mammae, glukosa diperlukan untuk membuat laktosa. Didalam otot, glukosa merupakan 13
  14. 14. satu-satunya bahan untuk membentuk energi dalam keadaan anaerobik. Untuk membersihkan darah dari asam laktat yang selalu dibuat oleh sel darah merah dan otot, dan juga gliserol yang dilepas jaringan lemak, diperlukan suatu proses atau jalur yang bisa memanfaatkannya. Pada hewan memamah biak, asam propionat merupakan bahan utama untuk glukoneogenesis. Jalur yang dipakai dalam glukoneogenesis adalah modifikasi dan adaptasi dari jalur Embden-Meyerhof dan siklus asam sitrat. Enzim tambahan yang diperlukan dalam proses ini selain dari enzim-enzim dalam kedua jalur diatas adalah : a. Piruvat karboksilase Dalam keadaan puasa, enzim piruvat karboksilase dan enzim fosfoenolpiruvat karboksikinase sintesisnya meningkat. Sintesis enzim ini juga dipengaruhi oleh hormon glukokortikoid. Dalam keadaan puasa, oksidasi asam lemak dalam hepar meningkat. Ini membawa akibat yang menguntungkan untuk glukoneogenesis Asam lemak dan asetil-KoA akan menghambat enzim-enzim fosfofruktokinase, piruvat kinase dan piruvat dehidrogenase, mengaktifkan enzim-enzim piruvat karboksilase dan fruktosa 1,6bisfosfatase. b. Substrat untuk glukoneogenesis adalah : 1. asam laktat yang berasal dari otot, sel darah merah, medulla dari glandula supra-renalis, retina dan sumsum tulang 2. gliserol, yang berasal dari jaringan lemak 3. asam propionat, yang dihasilkan dalam proses pencernaan pada hewan memamah biak. 14
  15. 15. 4. asam amino glikogenik c. Perubahan asam laktat menjadi glukosa Asam laktat di dalam sitoplasma diubah menjadi asam piruvat, kemudian asam piruvat masuk ke dalam mitokhondria dan diubah menjadi oksaloasetat. Karena oksaloasetat tidak dapat melewati membran mitokhondria, maka diubah dulu menjadi malat. Di sitoplasma malat diubah kembali menjadi oksaloasetat. Oksaloasetat kemudian diubah menjadi fosfoenolpiruvat yang selanjutnya berjalan ke arah kebalikan jalur Embden-Meyerhof dan akhirnya akan menjadi glukosa karboksikinase terdapat di dalam dan di luar mitokhondria. F. SIKLUS KREBS Siklus ini juga biasa disebut siklus kreb’s atau siklus asam trikarbosilat dan berlangsung didalam mitokondria . Siklus asam sitrat merupakan jalur bersama oksidasi karbohidrat , lipid , dan protein . Siklus asam sitrat merupakan rangkaian reaksi yang menyebabkan katabolisme asetil KoA dengan membebaskan sejumlah ekuivalen hydrogen yang pada oksidasi menyebabkan pelepasan dan penangkapan sebagian besar energy yang tersedia dari bahan bakar jaringan , dalam bentuk ATP . Residu asetil ini berada dalam asetilKoA (CH3-CO-KoA, asetat aktif ) , suatu ester koenzim A. KoA mengandung vitamin asam pantotenat Fungsi utama asam sitrat adalah sebagai lintasan akhir bersama untuk oksidasi karbohidrat ,lipid, protein. Hal ini terjadi karena glukosa asam lemak dan banyak asam amino dimetabolisir menjadi asetil KoA atau intermediat yang ada dalam siklus tersebut . 15
  16. 16. Selama proses oksidasi asetil KoA didalam siklus akan terbentuk ekuivalen pereduksi dalam bentuk hydrogen atau electron sebagai hasil kegiatan enzim dehidrogenase spesifik. Unsur ekuivalen pereduksi ini kemudian memasuki tempat resiprasi sejumlah besar ATP dihasilkan fosforilasi oksidatif . Pada keadaan tanpa oksigen (anoksia) atau kekurangan oksigen (hipoksia) terjadi hambatan total pada siklus tersebut. Enzim-enzim siklus asam sitrat terletak didalam matriks mitokondria, baik dalam bentuk bebas atau melekat pada permukaan membrane interna mitokdria sehingga memfasilitasi pemindahan unsure ekuivalen pereduksi keenzim terdekat pada rantai respirasi , yang bertempat didalam membrane interna mitokondria. Reaksi-reaksi pada siklus asam sitrat , yaitu: 1. Kondensasi awal asetil KoA Oksaloasetat membentuk sitrat ,dikatalisir oleh enzim sitrat sintase menyebabkan sistesi ikatan karbon ke karbon diantara atom karbon metal pada asetil KoA dengan atom karbonil pada oksaloasetat . Reaksi kondensasi yang membentuk sitril KoA ,diikuti hidrolisis ikatan trioster KoA yang disertai dengan hilangnya energy bebas dalam bentuk panas dalam jumlah besar, memastikan reaksi tersebut selesai dengan sempurna. Asetil KoA + Oksaloasetat + H20 -> Sitrat + KoA 2. Sitrat dikonversi menjadi isositrat oleh enzim akonitase ( akonitat hidratase ) yang mengandung besi Fe dalam bentuk protein besisulfur ( Fe:S) . Konversi ini berlangsung dalam 2 tahap , yaitu : dehidrasi yang menjadi sis-akonitat , yang sebagian diantaranya terikat pada enzim dan rehidrasi menjadi isositrat . 3. Isositrat mengalami dehidrogenasi membentuk aksalosuksinat dengan adanya enzim isositrat dehidrogenase. Diantara enzim ini 16
  17. 17. adanya yang spesifik NAD, hanya ditemukan didalam mitokondria , dua enzim lainnya bersifat spesifik NADP , dan masing-masing secara berurutan dijumpai didalam mitokodria serta sitosol. Oksidasi terkait rantai respirasi terhadap isositrat berlangsung hampir sempurna pada enzim yang bergantung NAD. Isositrat + NAD ,, Oksalosuksinat <-> u-ketoglutarat + CO2 + NADH +H ( terikat enzim ) 4. Selanjutnya u-ketoglutarat mengalami dekarboksilasi oksidatif melalui cara yang sama dekarboksilasi oksidatf piruvat dengan kedua substrat berupa asamu-keto. u-ketoglutarat + NAD + KoA -> suksinil KoA + CO2 + NADH + H 5. Tahap selanjutnya terjadi perubahan suksinil KoA menjadi suksinat denga adanya peran enzim suksinat tiokinase ( suksinil KoA sintetase ) Suksinil KoA + Pi + ADP <-> Suksinat + ATP + KoA Dalam siklus asam sitrat reaksi ini adalah satu-satunya contoh pembentukkan fosfat berengi tinggi pada tingkatan substrat dan terjadi karena pelepasan energy bebas. 6. Suksinat dimetabolisir lebih lanjut melalui reaksi dehidrogenasi yang diikuti oleh penambahan air dan kemudian dehidrogenasi lebih lanjut yang menghasilkan oksaloasetat. Suksinat + FAD <-> Fumarat + FADH2 17
  18. 18. 2.3 Proses Metabolisme Karbohidrat Lintasan metabolisme dapat digolongkan menjadi 3 kategori: 1. Lintasan anabolik (penyatuan/pembentukan) Ini merupakan lintasan yang digunakan pada sintesis senyawa pembentuk struktur dan mesin tubuh. Salah satu contoh dari kategori ini adalah sintesis protein. 2. Lintasan katabolik (pemecahan) Lintasan ini meliputi berbagai proses oksidasi yang melepaskan energi bebas, biasanya dalam bentuk fosfat energi tinggi atau unsur ekuivalen pereduksi, seperti rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif. 3. Lintasan amfibolik (persimpangan) Lintasan ini memiliki lebih dari satu fungsi dan terdapat pada persimpangan metabolisme sehingga bekerja sebagai penghubung antara lintasan anabolik dan lintasan katabolik. Contoh dari lintasan ini adalah siklus asam sitrat (Siklus Kreb). Karbohidrat, lipid dan protein sebagai makanan sumber energi harus dicerna menjadi molekul-molekul berukuran kecil agar dapat diserap. Berikut ini adalah hasil akhir pencernaan nutrien tersebut:  Hasil pencernaan karbohidrat: monosakarida terutama glukosa  Hasil pencernaan lipid: asam lemak, gliserol dan gliserida  Hasil pencernaan protein: asam amino Semua hasil pencernaan di atas diproses melalui lintasan metaboliknya masing-masing menjadi Asetil KoA, yang kemudian akan dioksidasi secara sempurna melalui siklus asam sitrat dan dihasilkan energi berupa adenosin trifosfat (ATP) dengan produk buangan karbondioksida (CO2). 18
  19. 19. Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Dalam bentuk glukosalah massa karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah, atau ke dalam bentuk glukosalah karbohidrat dikonversi di dalam hati, serta dari glukosalah semua bentuk karbohidrat lain dalam tubuh dapat dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi manusia dan bahan bakar universal bagi janin. Glukosa diubah menjadi karbohidrat lain misalnya glikogen untuk simpanan, ribose untuk membentuk asam nukleat, galaktosa dalam laktosa susu, bergabung dengan lipid atau dengan protein, contohnya glikoprotein dan proteoglikan. Jalur Metabolisme Karbohidrat Terdapat beberapa jalur metabolisme karbohidrat yaitu glikolisis, oksidasi piruvat, siklus asam sitrat, glikogenesis, glikogenolisis serta glukoneogenesis. Secara ringkas, jalur-jalur metabolisme karbohidrat dijelaskan sebagai berikut : 1. Glukosa sebagai bahan bakar utama metabolisme akan mengalami glikolisis (dipecah) menjadi 2 piruvat jika tersedia oksigen. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP. 2. Selanjutnya masing-masing piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP. 3. Asetil KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP. 4. Jika sumber glukosa berlebihan, melebihi kebutuhan energi kita maka glukosa tidak dipecah, melainkan akan dirangkai menjadi polimer glukosa (disebut glikogen). Glikogen ini disimpan di hati dan otot sebagai cadangan energi jangka pendek. Jika kapasitas penyimpanan glikogen sudah penuh, maka karbohidrat harus dikonversi menjadi jaringan lipid sebagai cadangan energi jangka panjang. 19
  20. 20. 5. Jika terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energi, maka glikogen dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa mengalami glikolisis, diikuti dengan oksidasi piruvat sampai dengan siklus asam sitrat. 6. Jika glukosa dari diet tak tersedia dan cadangan glikogenpun juga habis, maka sumber energi non karbohidrat yaitu lipid dan protein harus digunakan. Jalur ini dinamakan glukoneogenesis (pembentukan glukosa baru) karena dianggap lipid dan protein harus diubah menjadi glukosa baru yang selanjutnya mengalami katabolisme untuk memperoleh energi. 20
  21. 21. BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan 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. Enzim-enzim yanmg berkaitan dalam metabolisme karbohidrat yaitu Piruvat karboksilase dan Substrat Metabolisme karbohidrat Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. Metabolism total merupakan semua proses biokimia di dalam organisme. 3.2 Saran Penulis berharap dalam perkembangan selanjutnya agar pembaca dapat memberikan masukan dan kritikan yang membangun agar makalah ini dapat menjadi pegangan yang lebih baik lagi. 21

×