METABOLISME KARBOHIDRAT KENKEN AINA RAHMAWATI FARMASI 2A

Pengertian Metabolisme merupakan reaksi dalam sel yang dikatalisis oleh enzim-enzim. Lebih jauh, metabolisme bukanlah suatu proses acak malainkan sangat terintegrasi dan terkoordinasi. Mempunyai tujuan dan mencakup berbagai kerjasama banyak sistem multi enzim (Albert, Lehninger, 2000). Karbohidrat merupakan pusat metabolisme tanaman hijau dan organisme fotosintesis lainnya yang menggunakan energi matahari untuk melakukan sintesis karbohidrat dan CO 2 dan H 2 O. Sejumlah besar pati dan karbohidrat lainnya yang dibuat dalam fotosintesis menjadi energi pokok dan sumber karbon bagi sel nonfotosintetis pada hewan, tanaman dan dunia mikrobial (Albert L.Lehninger, 2000).

Metabolisme adalah keseluruhan proses kimiawi dalam tubuh organisme yang melibatkan energi dan enzim, diawali dengan substrat awal dan diakhiri produk akhir. Metabolisme dapat digolongkan menjadi dua, yakni proses penyusunan yang disebut anabolisme dan proses pembongkaran yang disebut katabolisme. Katbohidrat merupaka hasil sintesis CO 2 dan H 2 O dengan bantuan sinar matahari dan zat hijau daun (klorofil) melalui fotosintesis. Zat makanan ini merupakan sumber energi bagi organisme heterotrof (makhluk hidup yang memperoleh energi dari sumber organik di lingkungannya). Pada proses pencernaan makanan, karbohidrat mengalami proses hidrolisis (penguraian dengan menggunakan molekul air). Proses pencernaan karbohidrat terjadi dengan menguraikan polisakarida menjadi monosakarida (Anonim, 2015).

Metabolisme dapat digolongkan menjadi dua, yakni proses penyusunan yang disebut anabolisme dan proses pembongkaran yang disebut katabolisme.

1). Katabolisme (penguraian) Katabolisme (penguraian) dari masing-masing nutrien untuk menghasilkan energi utama (karbohidrat, lipid dan protein), berlangsung secara bertahap melalui sejumlah reaksi enzimatik yang berurutan. Terdapat tiga tahap utama katabolisme aerobik seperti Gambar 1.2 halaman berikut. Tahap 1. Makromolekul sel dipecahkan menjadi unit-unit pembangun utamanya. Jadi, polisakarida dipecah menjadi heksosa atau pentosa; Lipid dipecah menjadi asam lemak, gliserol, dan komponen lainnya, dan protein terhidrolisis menjadi 20 komponen asam aminonya. (Albert L.Lehninger, 2000). 2). Anabolisme (biosintesis) Anabolisme (biosintesis) merupakan kebalikan dari katabolisma, yang harus memenuhi tiga tahapan seperti keterangan di atas.

Fungsi karbohidrat Fungsi karbohidrat di dalam tubuh adalah Sumber energi. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kkalori. Karbohidrat di dalam tubuh sebagian berada dalam sirkulasi darah sebagai glukosa untuk keperluan energi segera, dan sebagian lagi disimpan sebagai glikogen dalam hati dan otot, dan sebagian diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi dalam jaringan lemak. Sistem saraf sentral dan otak sama sekali tergantung pada glukosa untuk keperluan energinya. Pemberi rasa manis pada makanan. Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya monosakarida dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa adalah gula paling manis. Penghemat protein. Protein akan digunakan sebagai sumber energi, jika kebutuhan karbohidrat tidak terpenuhi, dan akhirnya fungsi protein sebagai zat pembangun akan terkalahkan. Pengatur metabolisme lemak. Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna.

Membantu pengeluaran feses. Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara mengatur peristaltik usus dan memberi bentuk pada feses. Selulosa dan serat makanan mengatur peristaltik usus, sedangkan hemiselulosa dan pektin mampu menyerap banyak air dalam usus besar sehingga memberi bentuk pada sisa makanan yang akan dikeluarkan. Serat makanan mencegah kegemukan, konstipasi, hemoroid, penyakit-penyakit divertikulosis, kanker usus besar, penyakit diabetes mellitus dan jantung koroner yang berkaitan dengan kadar kolesterol.

Sumber Karbohidrat Sumber karbohidrat adalah padi-padian atau serealia, umbi-umbian, kacang- kacang kering dan gula. Hasil olahan bahan-bahan ini adalah bihun, mie, roti, tepung- tepungan, selai, sirup dan lainnya. Sumber karbohidrat yang banyak dimakan sebagai makanan pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong, talas dan sagu. Bahan makananNilai KHBahan makananNilai KH Gula pasir94Kacang tanah23,6 Gula kelapa76Tempe12,7 Jelli/jam64,5Tahu1,6 Pati (maizena)87,6Pisanng ambon25,8 Bihun82Apel14,9 Makaroni78,7Mangga harumanis11,9 Beras setengah giling78,3Pepaya12,2 Jagung kuning, pipil73,7Daun singkong13 Kerupuk udang dengan pati68,2Wortel9,3 Mie kering50Bayam6,5 Roti putih50Kangkung5,4 Ketela pohon (singkong)34,7Tomat masak4,2 Ubi jalar merah27,9Hati sapi6 Kentang19,2Telur bebek0,8 Kacang ijo62,9Telur ayam0,7 Kacang merah59,5Susu sapi4,3 Kacang kedelai34,8Susu kenta manis4 Tabel 1. Nilai Karbohidrat (KH) berbagai bahan makanan (gram/100 gram) Sumber: Daftar Komposisi Bahan Makanan, Depkes, 1979.

Jenis- Jenis Karbohidrat Jenis-jenis karbohidrat dibagi menjadi 2, yaitu : (Campbell,2002) 1. Karbohidrat Sederhana a). Monosakarida (C 6 H 12 O 6 ) Monosakarida merupakan jenis karbohidrat sederhana yang terdiri dari 1 gugus cincin.. Contoh dari monosakarida adalah heksosa. Glukosa, fruktosa, galaktosa, monosa, ribosa (penyusun RNA) dan deoksiribosa (penyusun DNA). b). Disakarida (C 12 H 22 O 11) Disakarida merupakan jenis karbohidrat yang paling banyak dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupan sehari-hari. Setiap molekul disakarida akan terbentuk dari gabungan 2 molekul monosakarida.. Contoh pati disakarida adalah laktosa (gabungan antara glukosa dan fruktosa) dan maltosa (gabungan antara dua glukosa).

c). Polisakarida (C 6 H 11 O 5 ) Polisakarida merupakan karbohidrat yang terdiri dari banyak gugus gula, rata-rata terdiri dari 10 gugus gula. Pada umumnya polisakarida tidak berasa atau pahit dan sifatnya sukar larut dalam air. d). Oligosakarida Merupakan bentuk karbohidrat yang bila dihidrolisis menjadi dua sampai sepuluh unit monosakarida. Contoh dari oligosakarida adalah maltosa. 2. Karbohidrat Kompleks Karbohidrat kompleks merupakan karbohidrat yang terbentuk hampir lebih dari unit molekul monosakarida terutama glukosa. Di dalam ilmu gizi, jenis karbihodrat kompleks yang merupakan sumber utama bahan makanan yang umumnya di konsumsi oleh manusia adalah pati (strach).

Pembagian Metabolisme Karbohidrat Untuk mempermudah mempelajari metabolisme karbohidrat, maka dibagi menjadi beberapa jalur metabolisme. Namun hendaknya diingat bahwa dalam tubuh, jalur-jalur ini merupakan kesatuan, dimana jalur yang paling banyak dilalui tergantung pada keadaan (status nutrisi) waktu itu. 1). Glikolisis Glikolisis adalah pemecahan glukosa menjadi asam piruvat atau. asam laktat. Apabila glikolisis terjadi dalam suasana anaerobik maka akan berakhir dengan asam laktat dan menghasilkan 2 ATP, apabila dalam keadaan aerobik berakhir menjadi asam piruvat dengan 8 ATP.

Persiapan Glikolisis

Reaksi Glikolisis

2). Glikogenesis Glikogenesis adalah reaksi pemecahan molekul glikogen menjadi molekul glukosa. Gikogenesis juga dapat berarti lintasan metabolisme yang digunakan oleh tubuh. Glikogenesis merupakan bentuk simpanan karbohidrat yang utama di dalam tubuh dan analog dengan amilum pada tumbuhan. Unsur ini terutama terdapat di dalam hati (sampai 6%), otot jarang melampaui jumlah 1%. Glkogen dalam sel binatang fungsinya mirip dengan amilum dalam tumbuhan, yaitu sebagai cadanagan energi. Pembentukan glikogen (glikogenesis) terjadi hampir dalam semua jaringan, tapi yang paling banyak adalah dalam hepar dan dalam otot. Tahap-tahap glikogenesis : Tahap pertama penguraian glikogen adalah pembentukan glukosa 1-fosfat. Berbeda dengan reaksi pembentukan glikogen, reaksi ini tidak melibatkan UDP-glukosa, dan enzimnya adalah glikogen fosforilase. 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 sehingga terbentuk glukosa. Reaksi ini tidak menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat. Glukosa yang terbentuk inilah nantinya akan digunakan oleh sel untuk respirasi sehingga menghasilkan energi, yang energi itu terekam atau tersimpan dalam bentuk ATP.

3). Glikogenolisis Pemecahan glikogen dalam hepar dan oto berbeda dengan enzim yang terdapat dalam pencernaan. Enzim glikogen fosforilase akan melepaskan unit glukosa dari rantai cabang glikogen yang tidak dapat di reduksi. Reaksinya : (Glukosa)n + H 2 PO 4  Glukosa I-fosfat + (Glukosa) n-1 Dalam glikogenolisis, glikogen yang disimpan dalam hati dan otot dipecah menjadi glukosa I-fosfat kemudian diubah menjadi glukosa 6-fosfat. Glukogenisis diatoleh hormon glukogen yang di sekresiakan pankreas dan epinerfin yang dieksresikan kelenjar adrenal. Kedua hormon tersebut akan menstimulasi enzim glikogen fosforilase untuk memulai glikogenolisis dan menghambat kerja enzim glikogen sintase (menghentikan glikogenesis). Glukosa-6-fosfat masuk ke dalam poses glikolisis untuk menghasilkan energi. Glukosa-6-fosfat juga dapat diubah menjadi glukosa untuk didistribusikan oleh darah menuju sel-sel yang membutuhkan glukosa.

4). Glikoneogenesis Glikoneogenesis adalah suatu pembentukan glukosa dari senyawa yang bukan karbohidat. Glikoneogenesis penting sekali untuk menyediakan glukosa apabila di dalam diet tidak mengandung cukup karbohidrat. Pada dasanya glikoneogenesis adalah sintetis glukosa dari senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam laktat dan beberapa asam amino. Proses glikoneogenesis berlangsung terutama dalam hati. Glikoneogenesis yang dilakukan oleh hati atau ginjal, menyediakan suplai glukosa yang tepat. Kebanyakan karbon yang digunakan untuk sintetis glukosa akhirnya berasal dari katabolisme asam amino.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Metabolisme Karbohidrat Faktor-faktor yang mempengaruhi metbolime karbohhidrat adalah : Pada keadaan kelaparan, enzim enzim-enzim utama dari glikolisis, HMP shunt dan glikogenesisi aktifitasnya menurun, sebaliknya aktifitas enziim-enzim utama dari glukogenesisi dan glikogenesis meningkat. Pada keadaan Diabetes Melitus, aktifitas enzim-enzim tersebut mirip dengan keadaan kelaparan. Pada pemberian makanan tinggi karbohidrat, aktifitas enzim-enzim glikolisis, HMP shunt dan glikolisis meningkat, sedangkan aktifitas utama glukoneogensis dan glikogenesis menurun (Yohanis,2009).

Sumber Wahjuni, Sri Metabolisme Biokimia. Denpasar : Udayana University Press. Jurnal Ilmu Keolahragaan Vol. 13 (2) Juli – Desember 2014 :

TERIMA KASIH