METABOLISME KARBOHIDRAT DAN LEMAK

METABOLISME Proses pengolahan (pembentukan dan penguraian) zat -zat yang diperlukan tubuh agar tubuh dapat menjalankan fungsinya modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel Proses kimia yang menunjukan sel melangsungkan kehidupan Mengubah nutrisi dari makanan menjadi energi melalui reaksi kimia tubuh Mencakup sintesis (anabolisme) & penguraian (katabolisme) Terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim sebagai jalur metabolisme

KATABOLISME Menguraikan molekul kompleks mjd senyawa sederhana Katabolisme karbohidrat Glikogenolisis, pengubahan glikogen menjadi glukosa Glikolisis, pengubahan glukosa menjadi piruvat dan ATP Katabolisme protein, hidrolisis protein mjd asam amino.

ANABOLISME Membentuk senyawa dari prekursor sederhana Glikogenesis  pembentukan glikogen dari glukosa Glukoneogenesis  pembentukan glukosa dari senyawa organik lain Jalur HMG CoA reduktase  mengawali pembentukan kolesterol dan isoprenoid

Hubungan glikogenesis, glikogenolisis, dan glukoneogenesis

METABOLISME KARBOHIDRAT (KH) TRANSPORT GLUKOSA dinding usus halus  vena portae  hepar  sebagian disimpan sebagai glikogen  kadar gula darah dipertahankan dalam batas normal bila jumlah karbohidrat melebihi kebutuhan tubuh  2/3 disimpan di dalam otot dan hati sebagai glikogen kelebihan karbohidrat diubah menjadi lemak  disimpan di jaringan lemak/adiposa Tubuh memerlukan energi  simpanan glikogen dipergunakan terlebih dahulu, disusul mobilisasi lemak. Sel-sel tubuh yang sangat aktif dan perlu banyak energi, mendapatkan energi dari hasil pembakaran glukosa yang di ambil dari aliran darah. Kadar gula darah akan diisi kembali dari cadangan glikogen yang ada di dalam hati.

Peran utama Glukosa dalam metabolisme KH Di saluran pencernaan, KH diubah menjadi Glukosa  80% sebagai sumber energi Fruktosa diubah menjadi glukosa di Galaktosa hati  sbg sumber energi

Transpor glukosa melalui membran sel Glukosa tidak bisa berdifusi melalui pori-pori membran sel (BM : 180) Melalui mekanisme difusi terfasilitasi melalui carier (protein pembawa)  penetrasi melalui membran sel  glukosa masuk ke sel Di tubulus ginjal dan saluran pencernaan  glukosa diangkut ke sel dengan mekanisme ko transpor aktif natrium glukosa

Metabolisme karbohidrat dipengaruhi hormon insulin Mempercepat oksidasi glukosa di jaringan Merangsang perubahan glukosa menjadi glikogen di sel hepar maupun otot Pengangkutan glukosa ke sebagian sel meningkat hormon glukagon  meningkatkan glukosa darah epinefrin (adrenalin)  meningkatkan glukosa darah Glukagon dan epinefrin  meningkatkan pembentukan c AMP  mengaktifkan fosforilase  terjadi glikogenolisis (memcah glikogen menjadi glukosa)

FOSFORILASI GLUKOSA Glukosa masuk ke sel glukosa bergabung dengan 1 radikal fosfat yang sesuai glukokinase atau heksokinase Glukosa Glukosa 6 fosfat + ADP + ATP Fosforilasi sebagian besar bersifat ireversibel kecuali di sel hati, epitel tubulus ginjal dan sel epitel usus  tersedia enzim glukosa fosfatase yang bisa membalikan reaksi

GLIKOGENESIS Proses pembentukan glikogen Glukosa 6 fosfat  Glukosa 1 fosfat  Uridin difosfat glukosa  glikogen Asam laktat Asam piruvat Gliserol  glukosa  glikogen Asam amino deaminasi

Glikogen uridin difosfat glukosa Glukosa 1 fosfat glukokinase/heksokinase Glukosa darah glukosa 6 fosfat fosfatase Glikolisis Glikogen glukosa 1 fosfat fosforilase

GLIKOGENOLISIS Pemecahan glikogen yang disimpan di dalam sel untuk menghasilkan kembali glukosa Istirahat  fosforilase tidak aktif Bila diperlukan pembentukan glukosa dari glikogen  fosforilase harus diaktifkan lebih dulu Pengaktifan bisa dengan glukagon atau epinefrin

PROSES PENGAKTIFAN FOSFORILASE

GLIKOGENOLISIS Polimer glikogen diubah menjadi glukosa-1-fosfat dengan enzim glikogen fosforilase, yang menggunakan fosfat inorganik dalam bentuk HPO4 2 - untuk melepaskan molekul glukosa-1-fosfat dari ujung molekul glikogen yang tidak tereduksi Glukosa-1-fosfat kemudian diubah menjadi glukosa-6-fosfat oleh enzim fosfoglukomutase

Glukosa-6-fosfat dapat masuk ke dalam glikolisis atau dapat kehilangan gugus fosfatnya (defosforilasi) dan dilepaskan ke darah sebagai glukosa. Enzim glukosa-6-fosfatase mengkatalisis pelepasan fosfat. Hal ini terjadi terutama di hati, karena kebanyakan jaringan tubuh lainnya (kecuali usus halus dan ginjal) kekurangan enzim ini. Misalnya glukosa yang dilepaskan dari glikogen otot, yang berbentuk glukosa-6-fosfat, hanya dapat digunakan dalam glikolisis, dan tidak untuk mempertahankan kadar glukosa darah, karena otot kekurangan glukosa-6-fosfatase.

IKATAN GLIKOSIDA

Dua enzim yang berbeda diperlukan untuk memisahkan masing-masing 1-4 dan 1-6 ikatan glikosida dalam glikogen: glikogen fosforilase memotong hubungan alfa (1-4). Amylo-1,6-glukosidase, memotong hubungan alpha 1-6.

Hubungan alpha 1-4 pada glikogen menunjukkan bahwa dua cincin glukosa dihubungkan bersama-sama mulai dari atom karbon nomor 1 pada satu cincin glukosa, ke nomor atom karbon 4 pada cincin glukosa lain. Pemecahan fosfolitik dicapai dengan penambahan asam fosfat (H3PO4) di masing-masing ikatan. Glycogen phosphorylase melakukan hal ini untuk memisahkan glikogen menjadi glukosa.

GLIKOLISIS Terjadi di sitoplasma sel Memecah glukosa membentuk 2 molekul asam piruvat Hasil akhir proses glikolisis 1 molekul glukosa: 2 ATP, 2 asam piruvat, 2 NADH Glukosa + 2 NAD + 2 ADP + 2 Pi  2 asam piruvat + 2NADH+ 2H+ + 2ATP + 2H2O

DEKARBOKSILASI OKSIDATIF Konversi asam piruvat menjadi asetil-KoA 2 asam piruvat diangkut ke matriks mitokondria  diubah menjadi 2 asetil KoA 2 asam piruvat + koenzim A  2 asetil KoA + 2NADH + 2CO2 Koenzim A merupakan derivat vitamin asam pentotenat (vit B5)

SIKLUS KREBS

GLIKOLISIS ANAEROBIK O2 tidak tersedia ----fosforilasi oksidatif tidak bisa terjadi Asam piruvat + NADH + H+ laktat dehidrogenase asam laktat O2 tercukupi kembali Asam laktat asam piruvat + NADH + H+ energi glukosa

DAUR CORI

JALUR PENTHOSA FOSFAT Disebut juga jalur fosfoglukonat Ikut bertanggungjawab dalam pemecahan glukosa Dapat menyediakan energi yang tidak tergantung enzim dari siklus asam sitrat ----- sebagai jalur alternatif jika ada kelainan enzimatik di dalam sel Hidrogen dari jalur pentosa bergabung dengan NADP NADPH NADPH berperan dalam sintesa lemak dari Karbohidrat NADPH berlebih membantu mengubah asetil KoA menjadi asam lemak

GLUKONEOGENESIS Bila simpanan KH tubuh berkurang di bawah normal glukosa dapat dibentuk dari asam amino, gliserol lemak, dll Cth: Alanin  asam piruvat  glukosa

Glukoneogenesis dan ketogenesis pada asam amino Deaminasi alanin  asam piruvat dikonversi menjadi glukosa atau glikogen atau asetil koA Dipolimerisasi 2 asetil KoA membentuk menjadi asam lemak asam asetoasetat Glukoneogenesis  konversi asam amino menjadi glukosa Ketogenesis  konversi asam amino menjadi benda keton atau asam lemak