Macam-macam Proses Metabolisme Karbohidrat dalam Tubuh- 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 prosespencernaan 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 ketidakmampuan ginjal untuk menyerap kembali glukosa yang telah mengalami filtrasi melalui sel tubuh. Hormon yang mengatur kadar gula dalam darah, yaitu:
- hormon insulin, dihasilkan oleh pankreas, berfungsi menurunkan kadar glukosa dalam darah;
- hormon adrenalin, dihasilkan oleh korteks adrenal, berfungsi menaikkan kadar glukosa dalam darah.
Macam-macam proses metabolisme karbohidrat
A. Glikogenesis. Glikogenesis adalah poses pembentukan glikogen dari glukosa. Proses pembentukan glikogen sebagai berikut.
- Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa, dengan bantuan enzimglukokinase dan mendapat tambahan energi dari ATP dan fosfat.
- Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa-1-fosfat.
- Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat) dikatalisis oleh uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat (PPi).
- Tahap terakhir terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor satu dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru dengan tambahan satu unit glukosa.
Istilah yang berhubungan dengan metabolisme penguraian glukosa sebagai berikut.
– Fermentasi atau peragian adalah proses penguraian senyawa kimia yang menghasilkan gas. Dalam hal ini adalah penguraian karbohidrat, etanol, dan CO2.
– Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat.
– Glikolisis anaerob adalah proses penguraian karbohidrat menjadi laktat tanpa melibatkan O2.
– Respirasi adalah proses reaksi kimia yang terjadi apabila sel menyerap O2, menghasilkan CO2dan H2O.
– Fermentasi atau peragian adalah proses penguraian senyawa kimia yang menghasilkan gas. Dalam hal ini adalah penguraian karbohidrat, etanol, dan CO2.
– Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat.
– Glikolisis anaerob adalah proses penguraian karbohidrat menjadi laktat tanpa melibatkan O2.
– Respirasi adalah proses reaksi kimia yang terjadi apabila sel menyerap O2, menghasilkan CO2dan H2O.
Respirasi dalam arti yang lebih khusus adalah proses-proses penguraian glukosa dengan menggunakan O2, menghasilkan CO2, H2O, dan energi (dalam bentuk energi kimia, ATP) yang melibatkan metabolisme glikosis, Daur Krebs, dan fosforilase bersifat oksidasi.
B. Glikolisis. Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat. Karbohidrat di dalam usus yaitu glukosa setelah melalui dinding usus. Glukosa dalam darah sebagian diubah menjadi glikogen. Peristiwa oksidasi glukosa di dalam jaringan terjadi secara bertingkat dan pada tingkat tertinggi dilepaskan energi melalui prosesproses kimiawi (glukosa, glikogen) diubah menjadi piruvat. Piruvat ini merupakan zat antara yang sangat penting dalam metabolisme karbohidrat. Sifat-sifat peristiwa glikolisis, antara lain:
a. oksidasi glikogen/glukosa menjadi piruvat laktat;
b. dapat berlangsung secara aerob dan anaerob;
c. diperlukan adanya enzim dan energi;
d. menghasilkan senyawa karbohidrat beratom tiga;
e. terjadi sintesis ATP dari ADP + Pi.
a. oksidasi glikogen/glukosa menjadi piruvat laktat;
b. dapat berlangsung secara aerob dan anaerob;
c. diperlukan adanya enzim dan energi;
d. menghasilkan senyawa karbohidrat beratom tiga;
e. terjadi sintesis ATP dari ADP + Pi.
Pada peristiwa glikolisis aerob dihasilkan piruvat, sedangkan pada glikolisis anaerob dihasilkan laktat melalui piruvat. Proses glikolisis secara keseluruhan ditunjukkan oleh skema pada Gambar 2.2. ini.
Gambar 2.2 Skema proses glikolisis secara Keseluruhan
Glukoneogenesis adalah pembentukan glukosa dari piruvat (kebalikan glikolisis). Sifat-sifat peristiwa glukoneogenesis antara lain:
a. merupakan reaksi yang kompleks;
b. melibatkan beberapa enzim dan organel sel, yaitu mitokondrion;
c. terlebih dahulu mengubah piruvat menjadi malat;
d. metabolisme piruvat diangkut ke dalam mitokondrion dengan cara pengangkutan aktif melalui membran.
a. merupakan reaksi yang kompleks;
b. melibatkan beberapa enzim dan organel sel, yaitu mitokondrion;
c. terlebih dahulu mengubah piruvat menjadi malat;
d. metabolisme piruvat diangkut ke dalam mitokondrion dengan cara pengangkutan aktif melalui membran.
Dalam peristiwa glukoneogenesis diperlukan energi sebanding dengan 12 molekul ATP.
C. Daur Krebs. Piruvat diubah menjadi asam laktat, etanol, dan sebagian asetat. Asetat khususnya asetil koenzim-A dapat diolah lebih lanjut dalam suatu proses siklis yang disebutlingkaran trikarboksilat. Hal itu dikemukakan oleh Krebs (1937), sehingga disebut juga Daur Krebs. Dalam proses siklik dihasilkan CO2 dan H2O, terlepas energi yang mengandung tenaga kimia besar, yaitu ATP (Adenosin Tri Phosfat). Daur Krebs merupakan jalur metabolisme yang utama dari berbagai senyawa hasil metabolisme, yaitu hasil katabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Untuk lebih jelasnya, dapat diamati dalam diagram berikut ini.
Gambar 2.3 Daur Krebs
Tahap-tahap daur asam trikarboksilat (Daur Krebs) sebagai berikut.
a. Fase pertama, terurainya asam piruvat terlebih dahulu atas CO2 dan suatu zat yang mempunyai atom C (asetat). Senyawa kemudian bersatu dengan koenzim A menjadi asetil koenzim A.
b. Fase kedua, bersatunya asam oksalo asetat dengan asetil koenzim A sehingga tersusun asam sitrat.
a. Fase pertama, terurainya asam piruvat terlebih dahulu atas CO2 dan suatu zat yang mempunyai atom C (asetat). Senyawa kemudian bersatu dengan koenzim A menjadi asetil koenzim A.
b. Fase kedua, bersatunya asam oksalo asetat dengan asetil koenzim A sehingga tersusun asam sitrat.
Tujuh reaksi dalam Daur Krebs sebagai berikut.
1) Pembentukan sitrat dari oksalo asetat dengan enzim sitratsinase.
2) Pembentukan isositrat dari sitrat melalui cis-akonitat dengan enzim akonitase.
3) Oksidasi isositrat menjadi a-ketoglutarat dengan enzim isositrat dehidrogenase.
4) Oksidasi a-ketoglutarat menjadi suksinat dengan enzim a-ketoglutarat dehidrogenase.
5) Oksidasi suksinat menjadi fumarat oleh enzim suksinat dehidrogenase.
6) Penambahan 1 mol H2O pada fumarat dengan enzim fumarase menjadi malat.
7) Oksidasi malat menjadi oksalo asetat dengan enzim malat dehidrogenase.
1) Pembentukan sitrat dari oksalo asetat dengan enzim sitratsinase.
2) Pembentukan isositrat dari sitrat melalui cis-akonitat dengan enzim akonitase.
3) Oksidasi isositrat menjadi a-ketoglutarat dengan enzim isositrat dehidrogenase.
4) Oksidasi a-ketoglutarat menjadi suksinat dengan enzim a-ketoglutarat dehidrogenase.
5) Oksidasi suksinat menjadi fumarat oleh enzim suksinat dehidrogenase.
6) Penambahan 1 mol H2O pada fumarat dengan enzim fumarase menjadi malat.
7) Oksidasi malat menjadi oksalo asetat dengan enzim malat dehidrogenase.
Satu molekul asetil co-A dalam Daur Krebs menghasilkan 12 ATP. Adapun satu molekul glukosa akan menghasilkan 38 ATP.