Metabolisme Karbohidrat PDF

METABOLISME KARBOHIDRAT KRISTINA SIMANJUNTAK Pengertian Karbohidrat adalah polihidroksi aldehid dan polihidroksi keton, Rumus Cn(H2O)n Sumber : Nasi, jagung, ubi (polisakarida) gula meja dan gula susu (disakarida), madu (monosakarida) Fungsi 1. Sebagai sumber energy utama bagi sel 2. Membent...

METABOLISME KARBOHIDRAT KRISTINA SIMANJUNTAK Pengertian Karbohidrat adalah polihidroksi aldehid dan polihidroksi keton, Rumus Cn(H2O)n Sumber : Nasi, jagung, ubi (polisakarida) gula meja dan gula susu (disakarida), madu (monosakarida) Fungsi 1. Sebagai sumber energy utama bagi sel 2. Membentuk ribose pada sintesis nukleotida, second messenger, DNA, RNA 3. Kebutuhan sel dalam menyediakan glukoronat, laktosa susu bagi ibu menyusui, pembentukan kondroitin, heparin, asam hialuronat, glikoprotein  Klasifikasi Karbohidrat  Monosakarida merupakan gula sederhana  Glucosa, fructose, galaktosa, ribose  Disaccharides : Gabungan dari 2 monosakarida  Sukrosa = glucosa and fructosa - Laktosa = glukosa dan galaktosa - Maltosa= 2 unit glukosa  Polysaccharides : Dibentuk dari monosakarida dengan rantai panjang (sintesis melalui dehidration )  Bentuk simpanan glucose dalam tanaman dan hewan  Amilun – bentuk simpanan glukosa dalam tanaman  Cellulose komponen dinding sel tumbuhan yang  tidak dapat dicerna pada manusia.  Glycogen – stored for of glucose in humans Figure 5.3c Aldose (Aldehyde Sugar) Ketose (Ketone Sugar) Hexoses: 6-carbon sugars (C6H12O6) Glucose Galactose Fructose  Bagian sistem pencernaan makanan Karbohidrat makanan 1. Polisakarida (nasi, ubi, jagung) 2. Disakarida (Gula meja, laktosa susu) 3. Monosakarida (madu) Sistem pencernaan Karbohidrat makanan Nasi, ubi, roti (amilum) Amilase liur Maltosa, Dektrin Amilase pankres Laktosa Sukrosa Maltosa Maltase, lactase, sukrase di Brush Border Glukosa, Glukosa, Glukosa darah Galaktosa fruktosa via vena hepatika Insulin Masuk dalam sel untuk metabolisme ABSORPSI MONOSAKARIDA DALAM DARAH Bahan makanan dicerna disistem pencernaan menjadi molekul sederhana (glukosa, fruktosa, galaktosa) kemudian diserap di brush border, masuk sel dan terjadi adalah metabolisme Lintasan Katabolisme Metabolisme Lintasan Anabolisme Lintasan Amfibolik Hubungan metabolisme karbohidrat, Lipid, Protein dan Asam Nukleat Hubungan metabolisme karbohidrat, Lipid, Protein dan Asam Nukleat  METABOLISME KARBOHIDRAT BAGAIMANA PROSES METABOLISME KARBOHIDRAT DALAM KEADAAN KENYANG DAN LAPAR ??? Metabolisme karbohidrat diatur oleh hormon untuk menginduksi enzim-enzim kunci Glc darah Kenyang meningkat Insulin Metabolisme karbohidrat Glukagon Puasa Glc darah Epineprin menurun ACTH Glukokortikoid Kadar glukosa homoestasis 70 – 110 mg/dL GH Tiroid METABOLISME KARBOHIDRAT PADA KEADAAN KENYANG Insulin Fosforilasi Glukosa Glukosa Glukosa 6P darah tinggi masuk sel Glikolisis KATABOLISME Siklus Krebs ANABOLISME Rantai respirasi HMP Shunt Asam uronat Gula Amino Galaktosa Glikogenesis Sintesis lipid Proses katabolisme karbohidrat berfungsi untuk pembentukan energy (ATP) melalui : 1. glikolisis 2. Siklus Krebs 3. Rantai respirasi Peranan ATP : 1. Untuk proses sintesis 2. Kontraksi otot 3. Eksitasi saraf 4. Transpor aktif Transduksi energi Bentuk fosfat berenergi tinggi selain ATP : 1. Glikolisis : a. 1.3 bisfosfogliserat b. Fosfoenolpiruvat 2. met. protein : Kreatin fosfat  Aerob = 8 ATP Glikolisis Anaerob = 2 ATP Pembentukan ATP Siklus Krebs 30 ATP Rantai respirasi Catatan : 1 mol NADH = 3 mol ATP 1 mol FADH2 = 2 mol ATP 1 mol Asetil koA = 12 mol ATP Sumber fosfat berenergi tinggi Senyawa non fosfat berenergi tinggi 1. Glikolisis 1. Asetil koA - 1,3 bifosfogliserat 2. S-adenosil metionin - Fosfoenolpiruvat (PEP) 3. Asil Carier protein 2. Siklus Krebs 4. Fosforibosilpirofosfat Suksinil koA (PRPP) 3. Rantai respirasi 5. UDP-glukosa 4. Kreatin fosfat Senyawa fosfat berenergi rendah 5. Karbamoil Fosfat 1. Glukosa 6P 2. Fruktosa 6P 3. Gliserol 3P 4. AMP Jumlah energi bebas Siklus ATP/ADP Glikolisis Embden Meyerhof  Glikolisis adalah degradasi Glukosa menjadi piruvat (aerobik ) atau laktat (anaerobik).  Terjadi pada semua jaringan  Enzim-enzim terdapat dalam sitosol (ekstra mitokhondria)  Enzim kunci glikolisis : glukokinase, fosfofruktokinase dan piruvat kinase  Energi yang dihasilkan :  Aerobik : 8 ATP  Anaerobik : 2 ATP Glikolisis Embden Meyerhof GLIKOLISIS DI SEL DARAH MERAH Dekarboksilasi oksidatif  KoASH CO2 Piruvat Dehidrogenase Piruvat Asetil KoA NAD NADH + H+ Siklus Krebs Pengaruh Insulin Terhadap Glikolisis Pembentukan ikatan berenergi tinggi dalam katabolisme glukoasa Siklus Krebs (Siklus Asam Sitrat = SAS)  SAS merupakan jalan akhir katabolisme karbohidrat, protein, lipid karena ketiganya dapat membentuk asetil KoA  SAS juga merupakan sumber mol untuk proses anabolik, seperti pembentukan asam lemak, asam amino dan glukoneogenesis  Terjadi di matriks mitrokondria  Di eritrosit tidak terjadi SAS karena tidak mempunyai mitokondria SIKLUS ASAM SITRAT (TRIKARBOKSILAT/KREBS) Fosfolipid ikut berfungsi pada sistem perpindahan elektron pada siklus pernapasan. Juga berperan sebagai pengatur pada sistem syaraf Efisiensi Oksidasi Glukosa  1 Mol Glukosa + O2 CO2 + H2O + 38 ATP  Menghasilkan 38 ATP = 38 x 7,6kkal = 288.800 kal  HMP-SHUNT  Merupakan jalur utama alternatif oksidasi glukosa  Tidak menghasilkan ATP  Menghasilkan CO2  Bekerja aktif di : Hati, jaringan adiposa, korteks adrenal, tiroid, eritrosit, testis dan kelenjar mamae  Menghasilkan 1. Jalur oksidatif produksi NADPH Fungsinya untuk sintesis - asam lemak - kolesterol - Steroid - Glutation 2. Jalur Non oksidatif produksi ribosa 5P Fungsinya untuk sintesis Nukleotida, DNA/RNA  KEPENTINGAN BIOMEDIS 1. Jalur utama untuk penggunaan glukosa : glikolisis dan HMP-shunt 2. Peranan Enzim Glukosa 6 Fosfat Dehidrogenase dalam Mempertahankan Integritas Membran Sel Darah Merah terhadap Beban Oksidatif JALUR HEKSOSA MONOPHOSPAT SHUNT (HMP SHUNT) JALUR HEKSOSA MONOPHOSPAT SHUNT (HMP SHUNT) Glukosa 6P Glukosa 6P Glukosa 6P NADPH NADPH NADPH 6fosfoglukonat 6fosfoglukonat 6fosfoglukonat NADPH NADPH NADPH Ribulosa 5P Ribulosa 5P Ribulosa 5P Xilulosa 5P Ribosa 5P Xilulosa 5P transketolase Sintesis Gliseraldehid 3P Sedoheptulosa 5P nukleotida RNA, DNA transaldolase Fruktosa 6P Eritrosa 4P Transketolase Fruktosa 6P Gliseraldehid 3P HMP-Shunt pada eritrosit menyediakan NADPH untuk mereduksi glutation teroksidasi menjadi glutation tereduksi yang dikatalisis oleh glutation reduktase METABOLISME KARBOHIDRAT PADA KEADAAN PUASA Glukagon Epineprin + Glikogenolisis Puasa Kadar Glc rendah Glukoneogenesis Lipolisis GLIKOGENESIS DAN GLIKOGENOLISIS  Terjadi hampir dalam semua jaringan, terutama dalam hati dan otot  Glikogen otot : sumber heksosa untuk glikolisis dalam otot sendiri  Glikogen hati : mempertahankan kadar glukosa darah  Dipengaruhi : faktor hormonal dan nutrisi Glikogenesis Glikogenolisis Regulasi glikogenesis dan glikogenolisis GLUKONEOGENESIS  Manfaat : 1. Mempertahankan kadar glukosa darah 2. Membersihkan hasil metabolisme jaringan seperti : laktat, dan gliserol  Terjadi terutama dalam hati dan ginjal  Dipengaruhi oleh faktor hormonal dan nutrisi Sumber Non-karbohidrat  Laktat (otot)  Gliserol  Propionat (lemak)  Asam amino glukogenik (aspartat, tirosin, lisin, glutamat, hidroksi prolin, serin, alanin, sistein. Glisin) SIKLUS ASAM LAKTAT (CORI)  Jalur asam uronat - Tidak menghasilkan ATP - Merupakan jalur alternatif oksidasi glukosa - Menghasilkan UDP- glukoronat, asam askorbat dan pentosa UDP Glukosa Glukosa 6P Glukosa 1P Glukosa UDP Glukoronat aktif Fungsi UDP-glukoronat 1. Pembentukan proteoglikan 2. Untukkonjugasi steroid, obat tertentu dan bilirubin (proses xenobiotik) 3. Dengan NADPH glukoronat menjadi L-gulonat yaitu jalur penghasil asam askorbat (pd binatang) 4. L-gulonat L-xilulosa Jalur pentosa fosfat JALUR ASAM URONAT (URONIC ACID PATHWAY) Metabolisme Galaktosa METABOLISME GULA AMINO GLUKOSA DARAH  Sumber  KH (makanan)  Glikogen hati (glikogenolisis)  Glukoneogenesis - laktat - propionat - gliserol - asam amino glukogenik Homoestatis Kadar Glukosa Darah Diatur Hipotalamus yang merangsang kelenjar endokrin untuk keluarkan hormon insulin dan glukagon Hormon Insulin - Dihasilkan dari sel beta pankreas sebagai respon hiperglikemia - Dihambat olen epineprin dan norepineprin - Meningkatkan transpor glukosa untuk masuk sel - Meningkatkan penggunaan glukosa, untuk bentuk ATP, glikogen, lipid - Meningkatkan absorpsi asam amino menjadi protein Hormon Glukagon - Dihasilkan di sel alpa pankreas sebagai respon hipoglikemia - Berlawanan kerjanya dengan hormon insulin - Mengaktifkan glikogenolisis di hati dan otot - Mengaktifkan lipolisis di jaringan adiposa - Mengaktifkan sintesis dan pelepasan glukosa dari hati Kadar gula darah : - Homoestatis normal : 70 – 110 mg/dL - Post absorbsi : 80 - 100 mg/dL - Puasa : 55 - 70 mg% - Setelah makan KH : 120 -130 mg/dL  Regulasi Kadar Glukosa Darah  Insulin  Glukagon, epinefrin, norepineprin, GH, ACTH  cAMP menurun  cAMP meningkat  Glikogenesis, glikolisis,  Glikogenolisis, glukoneogenesis lipogenesis, meningkat  Glukosa darah meningkat  Glukosa darah menurun Ambang Ginjal terhadap Glukosa  Batas tertinggi kemampuan ginjal untuk mereabsorbsi seluruh glukosa yang difiltrasi oleh glomerulus 170 – 180 mg%  Diatas 170 -180 mg% menyebabkan glukosuria  Glukosuria : - Hiperglikemik (Diabetes Melitus) - Renal : penyakit ginjal dan wanita hamil Toleransi terhadap Glukosa  Toleransi rendah : Hiperglikemi Glukosuria - Pada : DM, Kerusakan hati, obesitas, hiperpituitarism, Hiperfungsi kortek adrenal  Toleransi tinggi : - Pada : Hipopituitarism, hipofungsi kortek adrenal, hiperinsulinism 1.Senyawa-senyawa pembentuk tubuh kita 2. Apa yang kamu ketahui tentang enzim, sifat-sifatnya dan faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan enzim. 3. Pembentukan ATP dihasilkan dari proses mana saja Jumlah ATP untuk proses glikolisis, siklus Krebs, Rantai respirasi. Apa fungsi siklus Krebs 4. Glikolisis ? Glikogenolisis ? Glikogenesis ? Lipolisis Glukoneogenesis? 5. Hormon-hormon apa yang mengatur kadar gula darah