DR.YUSTINI ALIOES.MSI,APT Bagian Biokimia Fakultas Kedokteran

Presentasi berjudul: "DR.YUSTINI ALIOES.MSI,APT Bagian Biokimia Fakultas Kedokteran"— Transcript presentasi:

1 DR.YUSTINI ALIOES.MSI,APT Bagian Biokimia Fakultas Kedokteran
GLIKOLISIS DR.YUSTINI ALIOES.MSI,APT Bagian Biokimia Fakultas Kedokteran Universitas Andalas Padang

2 Overview Carbohydrates Metabolisme
Glucose Hexokinase Pentose Phosphate Shunt Glucose-6-P Glc-1- phosphate glycolysis glycogen Pyruvate

3 cytosol Pyruvate mitochondria (aerobic) Acetyl CoA Krebs cycle
FATTY ACIDS Krebs cycle Reducing equivalents AMINO ACIDS Oxidative Phosphorylation (ATP)

4 1.Glikolisis Disebut juga jalur metabolisme Embden-Meyerhof.
Adalah jalur oksidasi glukosa menjadi piruvat + energi (ATP) + NADH. Glikolisis berlangsung dalam sitosol. Glikolisis merupakan jalur sumber energi terutama bagi sel darah merah matang yang tidak lagi punya mitokondria.

5

6 Jaras Glikolisis

7 Jaras Glikolisis

8 Nasib Piruvat Piruvat dapat mengalami proses:
1. Aerobik (ada oksigen), piruvat dioksidasi untuk menghasilkan CO2 dan H2O melalui daur Kreb’s 2. Anaerobik (tanpa oksigen), manusia = piruvat --> laktat ragi = piruvat --> etanol

9

10 Kepentingan Laktat pada Manusia
Otot rangka memfermentasi gukosa menjadi laktat pada saat latihan berat. Laktat selanjutnya memasuki daur Cori. Pada kasus infark miokard, sel-sel otot jantung yang rusak melepaskan LDH ke dalam darah, sehingga enzim ini bisa digunakan untuk petanda diagnostik. Sel-sel astrosit pada saraf otak juga menghasilkan laktat.

11

12 Glikolisis Anaerob pada Ragi

13 Metabolisme Alkohol pada Manusia
etanol  asetaldehid  asetat - Manusia memiliki enzim untuk oksidasi etanol di hepar, yaitu; alkohol dehidrogenase - asetaldehid sangat reaktif dan toksik

14 Pengaturan Glikolisis
 hexokinase or glucokinase  phosphofructokinase  pyruvate kinase

15 Pengaturan Pertama Glikolisis: Heksokinase
Mengkatalisis semua heksosa. Terdapat hampir dalam semua sel, kecuali hepar dan sel-β pankreas. Tidak dipengaruhi oleh; puasa, diet, insulin, diabetes melitus Dihambat oleh Glukosa-6-fosfat.

16 Pengaturan Pertama Glikolisis: Glukokinase
Mengkatalisis hanya glukosa saja. Terdapat dalam sel hepar saja. Dipengaruhi oleh; puasa, diet, insulin, diabetes melitus Tidak dihambat oleh Glukosa-6-fosfat.

17 Pengaturan Glikolisis Utama: Fosfofruktokinase
Enzim ini membatasi / mengatur kecepatan jalur glikolitik. Diaktifkan oleh peningkatan AMP dalam sitosol. AMP meningkat karena ATP dihidrolisis oleh reaksi yang memerlukan energi.

18 Pengaturan oleh Piruvat Kinase
Piruvat Kinase diatur didalam hepar. Enzim ini mengubah kelebihan glukosa menjadi piruvat, selanjutnya dimetabolisme menjadi acetyl-CoA agar bisa disimpan sebagai fatty acids untuk cadangan energi jangka panjang.

19 Hasil Bersih Glikolisis Aerob
Glukosa + 2NAD+ + 2Pi + 2 ADP 2Piruvat + 2NADH + 4H+ + 2ATP + 2H2O

20 Hasil Bersih Glikolisis Anaerob
Glukosa + 2 ADP + 2 Pi 2 lactate + 2 ATP

21 Transpor Ekuivalen Pereduksi ke dalam Mitokondria
Mitokondria tidak permeabel terhadap NADH & FADH2, hanya elektron/H+ yang bisa memasuki mitokondria. Oleh sebab itu, terdapat sistem transpor ulak-alik yang terdiri dari: 1. Torak gliserol fosfat yg mengubah NADH sitoplasma menjadi FADH2 mitokondria. 2. Torak malat aspartat yg mengubah NADH sitoplasma menjadi NADH mitokondria.

22 Hasil Oksidasi 1 mol Glukosa
Sumber Gliserol-P Malat-asp Glikolisis; substrat 2 Daur Krebs; substrat Fosforilasi oks; 2 NADH 4 6 Daur Krebs; 6 NADH 18 Daur Krebs; 2 FADH2 Sintesis Asetil KoA; 2 NADH Total 36 38

23 Metabolisme Galaktosa

24 Metabolisme Fruktosa

25 2. Glikogenesis Adalah sintesis glikogen dari glukosa.
Glikogen adalah bentuk utama cadangan glukosa pada sel-sel manusia. Penyimpanan glikogen terutama terjadi dlm hepar dan otot rangka. Glikogen hepar berfungsi sebagai sumber glukosa darah. Glikogen otot rangka menghasilkan glukosa-6-fosfat untuk sintesis ATP dalam jalur glikolitik.

26 Metode “Carbohydrate Loading” untuk Olahragawan
Otot mengandung glikogen lebih sedikit daripada hepar, tetapi kadarnya akan menurun hanya sesudah kerja otot yang lama. Bila memakan banyak karbohidrat, maka glikogen otot akan meningkat melampaui tingkat biasa (>1%). Olahragawan memanfaatkan kemampuan otot ini untuk ketahanan saat bertanding.

27 3. Glikogenolisis Adalah jalur penguraian glikogen, tetapi bukan kebalikan glikogenesis. Glikogen diuraikan oleh enzim; 1. Glikogen fosforilase 2. debranching enzyme

28 Jalur Glikogenolisis

29 Pengaturan Metabolisme Glikogen
Primary hormones = -- epinephrine (adrenaline) -- glucagon -- insulin

30 ======== HORMONES ===========
Glucagon -- Terutama bekerja pada hepar. -- Diproduksi pada α-cells pulau-pulau Langerhan pankreas. -- Menstimulasi glikogenolisis. -- Menginhibisi glikogenesis. -- Glucagon juga menghambat glikolisis & -- Menstimulasi glukoneogenesis.

31 ======== HORMONES ==========
Epinephrine -- Bekerja terutama pada otot rangka. -- Menstimulasi glikogenolisis. -- Menginhibisi glikogenesis. Glucagon dan epinephrine menstimulasi jalur intracellular dengan cara meningkatkan kadar cAMP. Kinase fosforilase(aktif) yang terbentuk akan menginaktifkan glikogen sintase.

32 ======== HORMONES ==========
Insulin -- Tingginya kadar glukosa darah akan menginduksi pelepasan insulin dari β-cells pulau-pulau Langerhan pankreas. -- Meningkatkan glikogenesis di otot.

33 Fungsi Glikogen pada Janin
Pada 10 minggu terakhir gestasi, insulin menyebabkan peningkatan glikogenesis pada janin. Setelah tali pusat dijepit, maka pasokan glukosa dari ibu terhenti. Epinefrin & glukagon dengan cepat akan memulihkan kadar glukosa melalui glikogenolisis & glukoneogenesis.

34 4. Glukoneogenesis Adalah jalur untuk membentuk glukosa dari senyawa bukan karbohidrat, misalnya; laktat, gliserol, asam amino (tu alanin) Sebagian besar jalur glukoneogenesis menggunakan enzim yang sama dengan glikolisis. Jalur ini terjadi terutama di dalam hepar dan sebagian kecil di ginjal.

35 Daur Glukoneogenesis

36 Permulaan Glukoneogenesis
Glukoneogenesis dimulai dlm mitokondria, yaitu; enzim piruvat karboksilase yang mengkatalisis piruvat ----> oksaloasetat. Oksaloasetat meninggalkan mitokondria melalui torak malat-aspartat (malat-aspartat shuttle).

37 Sumber Glukoneogenesis

38 Enzim Glukoneogenesis
Mitokondria = - Piruvat karboksilase 2. Sitoplasma = - Fosfoenolpiruvat karboksikinase - Fruktosa 1,6-bisfosfatase - Glukosa 6 fosfatase

39 5. HMP-Shunt Disebut juga jalur pentosa fosfat / heksosa monofosfat.
Jalur ini menghasilkan NADPH dan ribosa di luar mitokondria. NADPH diperlukan untuk biosintesis; asam lemak,kolesterol, dan steroid lain. Ribosa untuk biosintesis asam nukleat.

40 Kepentingan lain HMP-shunt berlangsung dalam jaringan;
hepar, lemak, korteks adrenal, tiroid, eritrosit, kelenjar mammae sedang laktasi. NADPH juga penting dalam; detoksifikasi obat oleh monooksigenase, reduksi glutation.

41 HMP-shunt terdiri dari fase:
Oksidatif (irreversible); glukosa 6-fosfat ---> ribulosa 5-fosfat 2. Non-oksidatif (reversible); ribulosa 5-fosfat ---> ribosa 5-fosfat

42 Jalur HMP-Shunt

43 Hasil Bersih 3 glukosa 6-fosfat + 6 NADP+ 3 CO2 + 6 NADPH + 6H+ +
2 fruktosa 6-fosfat + gliseraldehida 3-fosfat

44 Defisiensi glukosa 6-fosfat dehidrogenase (G6PD)
Eritrosit matang sudah tidak mengandung mitokondria, Sehingga sangat tergantung pada G6PD. NADPH diperlukan untuk mereduksi; glutation teroksidasi --> glutation tereduksi (GSH) > (GS-SG) GSH penting untuk meredam H2O2.

45 Defisiensi glukosa 6-fosfat dehidrogenase (G6PD)
Hidrogen peroksida (H2O2) menyebabkan Hb ---> metHb, karena Fe2+ ---> Fe3+. Akibatnya terbentuk badan-Heinz yang akan menimbulkan anemia hemolitik. Penyakit ini makin memburuk bila penderita memakan obat malaria primaguin atau kacang fava.

46 Kepustakaan Marks, DB., Marks, AD., Smith CM Basic medical biochemistry: a clinical approach. Dalam: B.U. Pendit, penerjemah. Biokimia Kedokteran Dasar: Sebuah Pendekatan Klinis. Eds. J. Suyono., V. Sadikin., L.I. Mandera. Jakarta: EGC, 2000. Cohen, RJ. Carbohydrate metabolism.PPT Hardjasasmita, P. Ikhtisar: biokimia dasar B. Balai Penerbit FKUI. Jakarta Schumm, DE. Essentials of biochemistry. Dalam: Moch. Sadikin, penerjemah. Intisari Biokimia. Jakarta: Bina Aksara, 1993.