Oksidasi Asam Piruvat Apabila ada oksigen, asam piruvat masuk kedalam mitokhondria. Asam piruvat akan mengalami oksidasi dekarboksilasi menjadi asetil-KoA Dalam reaksi ini : Menghasilkan NADH Untuk 1 mol glukosa 2 mol NADH ~ 2 x 3 ATP Enzim : Piruvat Dehidrogenase Komplek Dihambat oleh hasil reaksinya dll. Kekurangan vitamin B1 memperlambat reaksi ini  beri-beri

Glikogen: Glikogenesis & glikogenolisis Cadangan energi dalam tubuh (karbohidrat, dalam hepar dan otot) Dalam hepar mencapai 6% berat basah Dalam otot 1% Puasa 18 jam glikogen hepar habis Otot jarang kehabisan Berat massa menjacapai 1- 4 juta

Metabolisme Glikogen

Glikogenesis Apabila habis makan; santai  terjadi sintesis glikogen (diantara sintesis senyawa lainnya) Glukosa 6P dlm sel sebagian  G 1P (fosfogluko mutase) G 1P dengan UTP  UDPG + PP (UDPG pirofosforilase) PP  Pi menarik reaksi di atas kekanan (pirofosfatase) UDPG + glikogenn  glikogenn+1 + UDP (Glikogen Sintase = GS) UDP + ATP  UTP + ADP Untuk satu glukosa perlu 2 ATP

Glikogenolisis Dalam keadaan puasa (hepar) atau lari (otot) Pemecahan glikogen oleh fosforilase dan enzim lainnya Menghasilkan glukosa 1P ( G 1P ) dan glukosa Memerlukan inorganik fosfat ( Pi ) Dalam hepar : G 1P  G 6P (fosfogluko mutase) G 6P  G + Pi (glukosa 6Pase) Dalam otot : G 1P  G 6P (fosfogluko mutase) G 6P masuk glikolisis  ATP Glukosa 6 Pase hanya ada di hepar, usus dan ginjal

Kontrol Glikogenolisis Apabila glukosa darah turun : Dalam hepar, glukagon akan mengaktifkan adenilil siklase. Adenilil siklase yg aktif akan membentuk cAMP dari ATP. cAMP akan mengaktifkan Protein Kinase cAMP Dependent Selanjutnya Protein Kinase ini akan mengkatalisis fosforilasi beberapa protein, diantaranya fosforilase kinase.

Fosforilase kinase-P (aktif = a) akan mengubah fosforilase (b=tidak aktif) menjadi fosforilase-P (a). Fosforilase yg aktif ini akan memecah glikogen menghasilkan glukose 1P.Selajutnya  G 6P  G Glukosa masuk ke peredaran darah, mempertahankan kadar glukosa darah.

5’ AMP fosfodiesterase (a) (b) (b) (a)

Adrenalin dalam otot Apabila “kaget” Adrenalin (dlm otot) bekerja mekanismenya = glukagon dlm hepar. Adrenlin  adenilil sklase. ATP  cAMP. Protein Kinase cAMP Dependent  aktif. Fosforilase kinase  aktif. Fosforilase  aktif. Glikogen  G 1P.  G 6P  karena tidak ada G 6Pase, G 6P tidak bisa  G. G 6P  glikolisis  ATP Mata  syaraf sentral  otot  Ca++ Ca/Calmodulin  fosforilase kinase aktif dst

Peran Ca++ dlm glikogenolisis

Kontrol glikogenesis Glikogen Sintase ( GS ) dlm bentuk aktif GS, dan dlm bentuk tidak aktif GS-P ( P dari ATP ) Protein Kinase GS  GS-P Protein kinase yg mengontrol glikogenesis ada 7 macam. Ca++ / Calmodulin Dependent ( 1 Fosforilase kinase ) cAMP Dependent Protein kinase Glikogen Sintase Kinase 3, 4 dan 5

Fosforilase kinase otot terdiri dari 4 subunit, , ,  dan  yang membentuk struktur ()4. Subunit  dan  mengandung residu serin yang dapat difosforilasi oleh Protein Kinase "cAMP-dependent". Subunit δ dapat mengikat 4 Ca++. Subunit δ identik dengan kalmodulin protein (suatu "Ca++ binding protein"). Terikatnya Ca++ pada subunit δ dapat mengaktifkan "catalytic site " biarpun enzim fosforilase kinase ini dalam bentuk defosforilasi (fosforilase kinase b). Akan tetapi fosforilase kinase a hanya akan mempunyai aktivitas maksimal apabila telah mengikat Ca++. TpC adalah Ca++ binding protein dalam otot, strukturnya mirip struktur Calmodulin.

Calmodulin atau TpC dapat berinteraksi dengan fosforilase-kinase (yang telah mengikat Ca++) dan menyebabkan aktivasi lebih lanjut. Jadi aktifasi kontraksi otot dan glikogenolisis dijalankan oleh kalmodulin yang sama. Efek Ca++ dalam sel dapat terlihat berkat adanya "the Ca++ binding protein" kalmodulin

Protein Phosphatase-1 Protein Phosphatase-1 ( ph = f ) dapat memecah protein-P menjadi protein dan inorganik fosfat ( Pi ). Diantaranya : Glikogen Sintase-P Fosforilase-P Fosforilase Kinase-P Protein Phosphatase-1 dapat dihambat oleh Inhibitor 1-P Inhibitor 1  Inhibitor 1-P prosesnya = Protein  Protein-P

KONTROL Metabolisme glikogen Dalam hepar: Fosforilase lebih dominan Fosforilase tidak dapat dibuat tidak aktif oleh protein fosfatase-1 Dalam otot : Kontrolnya  keseimbangan antara glikogen sintase (GS) dan fosforilase

Pengaruh glukosa: Fosforilase dihambat oleh glukosa. Insulin dapat menghambat fosforilase apabila ada glukosa. Apabila kadar glukosa meningkat maka akibatnya G 6P meningkat, senyawa ini dapat meningkatkan aktivitas glikogen sintase Insulin  (+) GS-P  GS

Epinefrin mempunyai efek di hepar dengan jalan : 1.Menyebabkan sekresi glukagon 2.Lewat beta-adrenergik reseptor, selanjutnya lewat cAMP 3.Lewat alfa-adrenergik reseptor  Inositol trifosfat (IP3),  Ca++ keluar dari ER  Fosforilase kinase  fosforilase dst (mekanisme ini terbesar) AMP dalam keadaan anerobik dapat mengak- tifkan fosforilase b.

Kelainan-kelainan penimbunan glikogen. Tipe I glikogenosis ( von Gierke's disease ). Dalam sel-sel hepar dan "renal convulated tubules" penuh dengan glikogen. Secara metabolik glikogen ini tidak bisa dipakai. Terbukti dengan terjadinya hipoglisemia padapenderita ini. Ketosis dan heperlipemia terjadi pada penderita ini, yang merupakan suatu tanda adanya kekurangan karbohidrat. Dalam hepar, ginjal dan usus halus aktivitas glukosa-6 fosfatase sedikit sekali atau tidak ada pada penderita ini.

Tipe V glikogenosis ( myophosphorylase deficiency glycogenosis: McArdle's syndrome) Fosforilase otot tidak ada. Penderita dengan tipe ini tidak tahan olahraga. Meskipun kadar glikogen dalam otot tinggi (2,5-4,1%) Sedikit sekali atau tidak terukur adanya asam laktat dalam darahnya.

Tipe VI glikogenosis (Hers' s disease). Dalam hepar kekurangan enzim fosforilase. Terjadi penimbunan glikogen dalam hepar. Ada tendensi mengalami hipoglikemi. Tipe VII glikogenosis (Tarui's disease) Fosfofrukto kinase dalam otot dan eritrosit menurun. Bisa mengalami anemi hemolitik