beLaJaR biOkimia yupz.: METABOLISME KARBOHIDRAT (Carbohydrate Metabolism)

APA ITU PENCERNAKAN

Pencernakan: proses pemecahan makanan dari bentuk komplek menjadi bentuk sederhana
Karbohidrat: dari polisakarida dirubah menjadi monosakarida (galaktose, fruktose, glukose)
Glukose merupakan monosakarida terbanyak dalam sirkulasi (70 – 110 mg/ml)
Galaktose dan fruktose dikonversi oleh hati dengan enzim yang sesuai menjadi glukose , kemudian masuk sirkulasi

METABOLISME KARBOHIDRAT

Terdiri 3 fase:

Glikolisis
Siklus Kreb
Fosforilasi Oksidatif

GLIKOLISIS

Proses perubahan glukose menjadi asam piruvat atau asetil coenzim-A
Glikolisis terjadi di sitoplasma

Glukose tidak dapat langsung diffusi ke sel
Glukose harus berikatan dulu dengan carrier: G + C → GC → GC dapat berdiffusi kedalam sel
Didalam sel GC → G + C
C keluar sel lagi untuk mengikat G yang lain → sampai semua G masuk sel
Proses ini dipercepat oleh H. Insulin, jika H. Insulin kurang → proses masuknya G kedalam sel lambat → G menumpuk didalam darah → DM
G di sitoplasma mengalami fosforilasi → glukose 6-PO4 (enzim glukokinase)
Fruktokinase → fruktose → fruktose 6-PO4
Galaktokinase → galaktose → galaktose 6-PO4

Glikolisis: proses perubahan glukose menjadi asam piruvat atau asam laktat
Glikolisis terdiri 2 lintasan:
Katabolisme glukosa (glikolisis) melalui triose (dihidroksi aseton fosfat atau gliseraldehid 3-PO4) disebut lintasan Embden Meyerhof
Katabolisme glukosa (glikolisis) melalui 6-fosfoglukonat disebut lintasan oksidatif langsung (pintas heksosmonofosfat)

SIKLUS KREBS

Proses perubahan asetil co-A → H
Proses ini terjadi didalam mitokondria
Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis
Jika dalam asupan nutrisi kekurangan KH → akan kekurangan oxaloasetat

Kekurangan oxaloasetat → pengambilan asetil co-A di sitoplasma terhambat → asetil co-A menumpuk di sitoplasma
Penumpukan asetil co-A → berikatan sesama asetil co-A → asam aseto asetat
Asam aseto asetat → senyawa tidak setabil → mudah mengurai: aseton + asam β hidroksi butirat

Ketiga senyawa: asam aseto asetat, aseton dan asam β hidroksi butirat → disebut Badan Keton
Meningkatnya badan keton didalam darah → ketosis
Badan keton bersifat racun bagi otak → koma, karena biasanya terdapat pada penderita DM → koma diabeticum

FOSFORILASI OKSIDATIF

Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh senyawa yang disebut ATP
Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi

Fosforilasi oksidatif: proses perubahan ADP → ATP dengan cara mengambil energi yang dihasilkan Rantai Respirasi (reaksi H + O2 → H2O)

RINGKASAN METABOLISME KARBOHIDRAT

Glikolisis: perubahan glukose → asam piruvat
R/ Glukose + 2 ADP + 2 PO4 → 2 asam piruvat + 2 ATP + 4 H
Hasil utama glikolisis: asam piruvat
Energi dihasilkan: 2 ATP
Tempat reaksi glikolisis: sitoplasma
Terdiri 2 lintasan: Embden Meyerhof dan Heksosmonofosfat

Siklus Kreb: perubahan asetil co-A → H
R/ 2 Asetil Ko-A + 6 H2O + 2 ADP → 4 CO2 + 16 H + 2 Ko-A + 2 ATP
Hasil utama: H
Energi dihasilkan: 2 ATP
Tempat berlangsung: mitokondria
Sisa metabolisme CO2 berasal dari hasil samping Siklus Krebs/ Siklus Asam Sitrat/ Siklus Asam Trikarboksilat

Fosforilasi oksidatif: proses perubahan ADP → ATP dengan cara mengambil energi yang dihasilkan Rantai Respirasi (reaksi H + O2 → H2O)
R/ 2 H + ½ O2 + 2e + ADP → H2O + ATP
Energi yang dihasilkan: 34 ATP
Total hasil energi metabolisme karbohidrat: 38 ATP

REFERENSI

Harper, Rodwell, Mayes, 1977, Review of Physiological Chemistry
Colby, 1992, Ringkasan Biokimia Harper, Alih Bahasa: Adji Dharma, Jakarta, EGC
Wirahadikusumah, 1985, Metabolisme Energi, Karbohidrat dan Lipid, Bandung, ITB
Harjasasmita, 1996, Ikhtisar Biokimia dasar B, Jakarta, FKUI
Toha, 2001, Biokimia, Metabolisme Biomolekul, Bandung, Alfabeta
Poedjiadi, Supriyanti, 2007, Dasr-dasar Biokimia, Bandung, UI Press

PENGANTAR METABOLISME (Introduction of Metabolism)

Dr. Suparyanto, M.Kes

APA ITU METABOLISME

Metabolisme = perubahan
Metabolisme: semua proses perubahan kimia dan tenaga (energi) yang terjadi didalam tubuh
Metabolisme adalah suatu proses komplek perubahan makanan menjadi energi dan panas melalui proses fisika dan kimia, berupa proses pembentukan dan penguraian zat didalam tubuh organisme untuk kelangsungan hidupnya.

MACAM METABOLISME

Metabolisme dibedakan 2 macam:

Katabolisme : proses penguraian/ pemecahan makanan menjadi energi, yang terjadi pada proses respirasi sel.
Anabolisme : proses pembentukan (sintesa) zat organik komplek yang berasal dari zat yang lebih sederhana

CONTOH KATABOLISME

Glikogenolisis : proses pemecahan glikogen menjadi glukose
Glikogen merupakan simpanan karbohidrat (sumber energi), disimpan di semua sel, terbanyak di hati dan otot
Pada saat kurang makan dipecah jadi energi
Glikolisis : proses pemecahan glukose menjadi asam piruvat
Glikolisis terjadi dlm sitoplasma
Glikolisis merupakan metabolisme antara pembentukan energi

CONTOH ANABOLISME

Glikogenesis : proses pembentukan glikogen dari glukose
Glikogenesis terjadi pada saat kita kelebihan makanan
Glikoneogenesis : proses pembentukan glukose dari protein atau lemak
Glikoneogenesis terjadi pada saat kita kekurangan karbohidrat (sumber energi)

HASIL METABOLISME

Metabolisme makanan menghasilkan energi yang disebut ATP (Adenosin Tri Fosfat).
ATP merupakan senyawa yang terdiri dari 3 gugus yaitu: Adenin (asam amino), ribose (senyawa karbohidrat) dan fosfat.
ATP merupakan simpanan energi (hasil metabolisme sel) yang siap digunakan sel untuk kelangsungan hidup: transport membran, sintesis senyawa kimia, kerja mekanik.
Jika sel memerlukan energi, maka energi diambil dari ATP dengan cara melepas satu gugus fosfat menjadi ADP ( Adenosin Di Phosfat ) dengan melepas 8.000 kalori.

PENGGUNAAN ATP

ATP → ADP + PO4 + 8.000 kalori
ADP masih dapat melepas satu gugus Fosfat lagi
ADP → AMP + PO4 + 8.000 kalori
AMP (Adenosin Mono Phospat ) sudah tidak dapat mengeluarkan energi lagi.
Untuk itu AMP harus diisi lagi dengan energi baru yang berasal dari metabolisme makanan menjadi ATP.
AMP → ADP → ATP

ATP (hasil metabolisme makanan) didalam otot diikat oleh kreatin (rangkaian asam amino metionin, glisin dan arginin) menjadi simpanan energi yang disebut fosforil kreatin
Kreatin + ATP → Fosforil kreatin + ADP
Jika otot perlu energi untuk gerak maka fosforil kreatin dipecah → Kreatin + ATP.
ATP inilah yang digunakan untuk gerak

METABOLISME KARBOHIDRAT

Terdiri 3 fase:

Glikolisis
Siklus Kreb
Fosforilasi Oksidatif

METABOLISME LEMAK

Terdiri 3 fase:

β oksidasi
Siklus Kreb
Fosforilasi Oksidatif

METABOLISME PROTEIN

Terdiri 3 fase

Deaminasi
Siklus Kreb
Fosforilasi oksidatif

TAHAP PERTAMA METABOLISME KARBOHIDRAT

Glikolisis: proses perubahan glukose menjadi asam piruvat atau asetil ko-enzim A
Glikolisis merupakan proses awal metabolisme karbohidrat
Glikolisis terjadi didalam sitoplasma sel, dan telah menghasilkan 2 ATP
Glukose → asam piruvat + 2 ATP

TAHAP PERTAMA METABOLISME LEMAK

Beta oksidasi: proses pemecahan lemak menjadi asetil koenzim-A
Asetil koenzim-A adalah senyawa organik yang mempunyai 2 rantai karbon
Beta oksidasi memecah lemak (rantai C yang panjang) menjadi asetil koenzim-A (2 rantai C)
Lemak dengan x rantai carbon akan dipecah dengan beta oksidasi menjadi: (x/2) asetil koenzim-A

TAHAP PERTAMA METABOLISME PROTEIN

Deaminasi: proses pembuangan gugus amino dari asam amino
Asam α-ketoglutarat + Asam Amino → Asam α –keto + Asam Glutamat + NH3
Deaminasi adalah proses pengambilan gugus amino dari asam amino menjadi zat yang dapat masuk siklus Krebs
Zat yang dapat masuk siklus Krebs adalah: asam alfa keto glutarat, suksinil koenzim-A, asam fumarat, oksaloasetat, asam sitrat

SIKLUS KREB

Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2
Proses ini terjadi didalam mitokondria
Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat , proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis
Oksaloasetat berasal dari asam piruvat
Jika asupan nutrisi kekurangan Karbohidrat, akan menyebabkan kurang asam. piruvat → yang juga akan mengakibatkan kekurangan oxaloasetat

RANTAI RESPIRASI

H → hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH
H dari NADH → Flavoprotein → Quinon → sitokrom c → sitokrom b → sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O
Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi
Proses ini terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase

FOSFORILASI OKSIDATIF

Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi, energi tsb ditangkap oleh senyawa yang disebut ATP
Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi
Fosforilasi oksidatif adalah proses merubah ADP menjadi ATP