MAKALAH BIOKIMIA

“METABOLISME KARBOHIDRAT”

Dosen Pengampu :

Hadi Kurniawan, M.Sc, Apt.

Disusun Oleh :

1. Tri Wulandari (I1022141003)

2. Yelda Aprilia (I1022141005)

3. Salfitri (I1022141008)

4. Ridho Bayu Saputra (I1022141021)

5. Julkifli (I1022141027)

6. Ade Afria Nurul Haini (I1022141040)

7. Nurul Fikri (I1022141046)

8. Sutri Harjani (I1022141049)

9. Puput Dian Pratiwi (I1022141052)

10. Yoga Prananda (I1022141053)

PROGRAM STUDI FARMASI

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

PONTIANAK

2015

ii

LEMBAR PENGESAHAN

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Yoga Prananda

NIM : I1022141053

Judul Makalah : Metabolisme Karbohidrat

Tanggal pembuatan makalah : 05 Mei 2015

Dosen Pengampu : Hadi Kurniawan,M.Sc,Apt

Makalah Biokimia dengan judul “Metabolisme Karbohidrat” ini dibuat dengan

menggunakan data yang sebenar-benarnya .

Dosen Pengampu

Hadi Kurniawan,M.Sc,Apt

Pontianak , 05 Mei 2015

Ketua Kelompok

Yoga PranandaI1022141053

iii

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan limpahan anugerah serta rahmat

dan karunia-Nya sehingga proses dalam pembuatan makalah ini berjalan dengan lancar dan

selesai tepat pada waktunya. Makalah ini ditulis berkaitan dengan tugas mata kuliah Biokimia

dengan dosen koordinator adalah Bapak Hadi Kurniawan, M.sc, Apt.

Makalah ini merupakan hasil kerja sama teman-teman dari kelompok tiga yang telah

meluangkan waktu dan kesediannya untuk menyelesaikan makalah ini. Atas saran dari

masing-masing anggota kelompok tiga, makalah yang merupakan tugas dari mata kuliah

biokimia ini dapat terselesaikan.

Namun tidak lepas dari semua itu, penulis menyadari sepenuhnya bahwa ada

kekurangan baik dari segi penyusun bahasanya maupun segi lainnya. Oleh karena itu dengan

lapang dada dan tangan terbuka penulis membuka selebar-lebarnya bagi pembaca yang ingin

memberi saran dan kritik yang konstruktif agar penulis dapat memperbaiki makalah biokimia

ini.

Akhirnya penyusun mengharapkan semoga makalah biokimia mengenai

“METABOLISME KARBOHIDRAT” ini dapat bermanfaat dan juga memberikan inpirasi

terhadap pembaca.

Pontianak , 05 Mei 2015

Penyusun

iv

DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan ......................................................................................................... ii

Kata Pengantar ................................................................................................................. iii

Daftar Isi .......................................................................................................................... iv

Bab 1 Pendahuluan ........................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ................................................................................................ 1

1.2 Rumusan Masalah .......................................................................................... 2

1.3 Tujuan ............................................................................................................ 2

Bab 2 Pembahasan ........................................................................................................... 3

2.1 Definisi Karbohidrat ...................................................................................... 3

2.2 Jenis karbohidrat ............................................................................................ 3

2.3 Metabolisme Karbohidrat ............................................................................... 8

2.3.1 Tahapan Dalam Metabolisme Karbohidrat ........................................... 7

2.3.1.2 Glikolisis ..................................................................................... 7

2.3.1.2 Dekarboksilasi Oksidatif............................................................. 9

2.3.1.3 Siklus Krebs .............................................................................. 10

2.3.1.4 Transpor Elektron ..................................................................... 11

2.4 Fungsi karbohidrat dalam tubuh .................................................................. 13

Bab 3 Penutup ................................................................................................................. 15

3.1 Kesimpulan ................................................................................................... 15

3.2 Saran.............................................................................................................. 15

Daftar Pustaka ................................................................................................................ 16

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang masalah

Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen

dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil

energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi

sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan

digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti bernafas,

kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan berbagai aktivitas sehari-hari.

Contoh dari karbohidrat sederhana adalah monosakarida seperti glukosa, fruktosa dan

galaktosa atau juga disakarida seperti sukrosa dan laktosa jenis-jenis karbohidrat sederhana

ini dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti madu, buah-buahan dan susu.

Sedangkan contoh dari karbohidrat kompleks adalah pati (starch), glikogen (simpanan enegi

di dalam tubuh), selulosa, serta (fiber) atau dalam konsumsi sehari-hari karbohidrat kompleks

dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti nasi, kentang, jagung, singkong,

ubi, pasta, roti dan sebagainya.

Metabolisme mempunyai pengertian yang sangat luas, yang pada prinsipnya dapat

diartikan sebagai semua reaksi kimia atau perubahan kimia yang terjadi di dalam tubuh

makhluk hidup. Metabolisme yang terjadi dalam tubuh makhluk hidup melibatkan berbagai

reaksi kimia yang saling berkaitan satu dengan yang lain yang saling menunjang. Pentingnya

proses metabolisme dalam tubuh berpengaruh penting pada kesehatan. Karena didalamnya

menyangkut organ-organ yang dijadikan tempat mesin untuk membantu menguraikan

senyawa-senyawa kompleks seperti lambung, usus halus, hati, dan pankreas. Salah satunya

adalah metabolisme karbohidrat yang umumnya digunakan untuk memenuhi kebutuhan

energi.

Metabolisme karbohidrat sebagai hasil pencernaan dan absorpsi jenis gula dan jenis

zat tepung ada di dalam darah sebagai glukosa. Kadar gula darah yang normal adalah 100 mg

glukosa setiap ccm darah. Glukosa dapat segera didifusikan ke dalam sel, dan konsentrasi

glukossa yang sama terdapat di dalam cairan tubuh. Glukossa disimpan di dalam hati dan otot

tulang-tulang sebagai glikogen. Proses ini menghendaki kegiatan insulin. Glikogen dalam

otot digunakan sewaktu aktifitas otot dan diisi kembali dengan glukosa gula darah menurut

kebutuhan, dan dalam banyak penyakit diperlukan tambahan kalori oleh badan, dan karena

karbohidrat termasuk jenis makanan yang paling mudah dicerna dan asimilasikan, maka

makanan tambahannya lebih banyak berupa karbohidrat daripada protein ataupun lemak.

2

Berdasarkan uraian di atas, hal inilah yang mendorong penulis untuk membuat makalah yang

berjudul “metabolisme karbohidrat”.

1.2 Rumusan masalah

Rumusan masalah dalam penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:

1. Apakah yang dimaksud dengan metabolisme karbohidrat?

2. Bagaimana proses glikolisis?

3. Apakah yang dimaksud dengan glikogenesis dan glikogenolisis?

4. Bagaimanakah siklus asam sitrat?

5. Berapakah energi yang dihasilkan dari metabolisme karbohidrat?

1.3 Tujuan penulisan

Tujuan penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:

1. Mengetahui pengertian metabolisme karbohidrat.

2. Mengetahui proses glikolisis.

3. Mengetahui proses glikogenesis dan glikogenolisis.

4. Mengetahui proses siklus asam sitrat.

5. Mengetahui energi yang dihasilkan dari metabolisme karbohidrat.

3

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Definisi Karbohidrat

Secara umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom

Karbon, Hidrogen dan Oksigen, dan pada umumnya unsur Hidrogen clan oksigen dalam

komposisi menghasilkan H2O. Karbohidrat di dalam tubuh dapat dibentuk dari beberapa asam

amino dan sebagian dari gliserol lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari

bahan makanan yang dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber bahan makan yang berasal dari

tumbuh-tumbuhan (Hutahalung, 2004).

Sumber karbohidrat nabati dalam glikogen bentuk glikogen, hanya dijumpai pada otot

dan hati dan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu. Karbohidrat

pada tumbuh-tumbuhan di bentuk dari hasil reaksi CO2 dan H2O melalui proses foto sintese

di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung hijau daun (klorofil). Matahari

merupakan sumber dari seluruh kehidupan, tanpa matahari tanda-tanda dari kehidupan tidak

akan dijumpai (Hutagalung, 2004).

2.2 Jenis karbohidrat

Berbagai senyawa yang termasuk kelompok karbohidrat mempunyai molekul yang

berbeda-beda ukurannya, yaitu dari senyawa yang sederhana yang mempunyai berat molekul

90 hingga senyawa yang mempunyai berat molekul 500.000 bahkan lebih. Berbagai senyawa

itu dibagi dalam tiga golongan, yaitu golongan mnosakarida, golongan oligosakarida dan

golongan polisakarida (Poedjiadi, 2009) :

2.2.1. Monosakarida

Monosakarida ialah karbohidrat yang sederhana, dalam arti molekulnya hanya terdiri

atas beberapa atom karbon saja dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis dalam

kondisi lunak menjadi karbohidrat lain. Monosakarida yang paling sederhana ialah

gliseraldehida dan dihidroksiaseton. Gliseraldehida dapat disebut aldotriosa karena terdiri

atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus aldehida. Dihidroksiaseton dinamakan

ketotriosa karena terdiri atas tiga atom karbon dan mempunyai gugus keton.monosakarida

yang terdiri atas empat atom karbon disebut tetrosa dengan rumus C4H8O4. Eritrosa adalah

contoh aldotetrosa dan eritrulosa adalah suatu ketotetrosa. Pentosa ialah monosakarida yang

mempunyai lima atom karbon. Contoh pentosa ialah ribosa dan ribulosa. Ribosa adalah

suatu aldopentosa, sedangkan ribulosa adalah suatu ketopentosa. Pentosa dan heksosa

(C6H12O6) merupakan monosakarida yang penting dalam kehidupan. Monosakarida yang

4

dapat dianggap derivat D-gliseraldehida, untuk mengenal monosakarida lebih lanjut, berikut

ini akan dibahas beberapa monosakarida yang penting :

a. Glukosa

Glukosa adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut dekstrosa karena mempunyai

sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi kearah kanan. Glukosa di alam, terdapat dalam

buah-buahan dan madu lebah. Darah manusia normal mengandung glukosa dalam jumlah

atau konsentrasi yang tetap, yaitu antara 70-100 mg tiap 100 ml darah. Glukosa darah ini

dapat bertambah setelah kita makan-makanan sumber karbohidrat, namun kira-kira 2 jam

setelah itu. Jumlah glukosa darah akan kembali pada keadaan semula. Pada orang yang

menderita diabetes mellitus atau kencing manis, jumlah glukosa darah lebih besar dari

130 mg per 100 ml darah. Glukosa di alam dihasilkan dari reaksi antara karbon dioksida

dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Proses ini disebut

fotosintesis dan glukosa yang terbentuk terus digunakan untuk pembentukan amilum atau

selulosa. Amilum terbentuk dari glukosa dengan jalan penggabungan molekul-molekul

glukosa yang membentuk rantai lurus maupun bercabang dengan melepaskan molekul

air.Sirup glukosa dalam dunia perdagangan dikenal, yaitu suatu larutan glukosa yang

sangat pekat, sehingga mempunyai viskositas atau kekentalan yang tinggi. Sirup glukosa

ini diperoleh dari amilum melalui proses hidrolisis dengan asam .

b. Fruktosa

Madu lebah selain glukosa juga mengandun fruktosa. Fruktosa adalah suatu

ketohektosa yang mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke kiri da karena nya

disebut juga levulosa . pada umunya monosakarida dan disakarida mempunyai rasa

manis. Fruktosa mempunyai rasa lebih manis daripada glukosa, juga lebih manis dari

pada gula tebu atau sukrosa. Fruktosa dapat dibedakan darin glukosa dengan pereaksi

seliwanoff, yaitu larutan resorsinol (1,3 dihidroksi-benzena) dalam asam HCl. Pereaksi

ini mula-mula fruktosa diubah menjadi hidroksimetilfurfural yang senjutnya bereaksi

dengan resorsinol membentuk senyawa yang berwarna merah. Pereaksi seliwanoff ini

khas untuk menunjukkan adanya ketosa. Fruktosa berkaitan dengan glukosa membentuk

sukrosa, yaitu sugar yantg biasa digunakan sehari-hari sebagai pemanis, yang berasal

dari tebu atau bit.

c. Galaktosa

Monosakarida ini jarang terdapat bebas dalam alam. Umumnya berkaitan dengan

glukosa dalalm bentuk laktosa, yaitu gula yang terdapat dalam susu. Galaktos

mempunyai rasa kurang manis daripada glukkosa dan kurang larut dalam air. Galaktosa

5

mempunyai sifat memutar bidang cahaya terpolarisasi ke kanan. Proses oksidasi oleh

asam nitrat pekat dan dalam keadaan panas glaktosa menghasilkan asam musat yang

kurang larut dalam air bila dibandingkan dengan asam sakarat yang dihasilkan oleh

oksidasi glukosa. Pembentukan asam musat ini dapat dijadikan cara identifikasi

galaktosa, karena Kristal asam musat mudah dimurnikan dan diketahui bentuk Kristal

maupun titik leburnya.

d. Pentose

Beberapa pentose yang penting diantaranya ialah arabinosa, xilosa, ribosa dan 2-

deoksiribosa. Keempat pentose ini adalah aldopentosa dan tidak terdapat dalam keadaan

bebas dialam. Arabinose diperoleh dari gom arab dengan jalan hidrolisis, sedangkan

xilosa diperoleh dari proses hidrolisis terhadap jerami atau kayu. Xilosa terdapat di urine

seseorang yang disebabkan oleh suatu kelainan pada metabolisme karbohidart. Kondisi

seseorang sedemikian itu disebut pentosuria. Ribose dan deoksiribosa merupakan

komponen dari molekul asam nukleat dan dapat diperoleh dengan cara hidrolisis. Dari

rumusnya tampak bahwa deoksiribosa kekurangan satu atom oksigen dibandingkan

dengan ribose.

2.2.2. Oligosakarida

Senyawa yang termasuk oligosakarida mempunyai molekul yang terdiri atas beberapa

molekul yang terdiri atas bebrapa molekul monosakarida. Dua molekul monosakarida yang

berikatan satu dengan yang lain , membentuk satu molekul disakarida. Oligosakarida yang

lain ialahh trisakarida yaitu yang terdiri atas tiga molekul monosakarida dan tetrasakarida

yang terbentuk dari empat molekul monosakarida. Oligasakarida yang paling banyak

terdapat dialam adalah disakarida. Berikut golongan-golongan oligosakarida :

a. Sukrosa

Sukrosa ialah gula yang kita kenal sehari-hari, baik yang berasal dari tebu maupun bit.

Selain pada tebu dan bit, sukrosa terdapat pula pada tumbuhan lain, misalnya dalam buah

nanas dan wortel. Dengan hidrolisis sukrosa akan terpecah dan menghasilkan glukosa

dan fruktosa. Molekul sukrosa terdapat ikatan antara molekul glukosa dan fruktosa, yaitu

antara atom karbon nomor 1 pada glukosa dengan atom karbon nomor 2 pada fruktosa

melalui atom oksigen. Ke 2 atom karbon tersebut adalah atom karbon yang mempunyai

gugus –OH glikosidik, atau atom karbon yang merupakan gugus aldehida pada glukosa

dan gugus keton fruktosa. Oleh Karena itu molekul sukrosa tidak mempunyai gugus

aldehida atau keton bebas, atau tidak mempunyai gugus –OH glikosidik. Dengan

demikian sukrosa tidak mempunyai sifat dapat mereduksi ion-ion CU2+ atau Ag+ dan

6

juga tidak membentuk osazon. Sukrosa mempunyai sifat memutar cahaya terpolarisasi ke

kanan. Hasil yang diperoleh dari reaksi hidrolisis ialah glukosa dan fruktosa dalam

jumlah ekuimolekular.

b. Laktosa

Hidrolisis laktosa akan menghasilkan D-galaktosa dan D-glukosa, karena itub laktos

aadalah suatu disakarida. Ikatan galaktosa dan glukosa terjadi antara karbon nomor1 pad

agalaktosa dan atom karbon nomor 4 pglukosa. Oleh karenanya melekul laktosa masih

mempunyai gugus –OH glikosidik. Dengan demikian laktosa mempuyai sifat mereduksi

dan mutarotasi. Biasanya laktosa mengkristal dalam bentuk α.

c. Maltose

Maltose adalah suatu disakarida yang terbentuk dari dua molekul glukosa. Ikatan yang

terjadi adalah antara atom karbon nomor 1 dan atom karbon nomor 4 , oleh karenanya

maltose masih mempunyai gugus –OH glikosidik dan dengan demikian masih

mempunyai sifat mereduksi. Maltos merupakan hasil antara dalam proses hidrolisis

amilum dengan asam maupun dengan enzim. Hidrolisis amilum akan memberikan hasil

akhir glukosa. Amilum dalam tubuh kita mengalami hidrolisis menjadi Matosa oleh

enzim amylase.

d. Rafinosa

Rafinosa adalah suatu trisakarida yang penting, terdiri atas tiga molekul monosakarida

yang berikatan, yaitu galaktosa-glukosa-fruktosa. Atom karbon 1 pada galaktosa

berikatan dengan atom karbon 6 pada glukosa, selanjutnya atom karbon satu pada

glukosa berikatan dengan atom karbon 2 pada fruktosa. Apabila dihidrolisis sempurna,

rafinosa akan menghasilkan galaktosa, glukosa, dan fruktosa. Kenyataannya rafinosa

tidak mempunyai sifat mereduksi. Hal ini disebabkan karena dalam molekul rafinosa

tidak terdapat gugus –OH glikosidik.

e. Stakiosa

Stakiosa adalah suatu tetrasakarida. Dengan jalan hidrolisis sempura, stakiosa

menghasilkan dua molekul galaktosa, satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa.

Hidrolisis parsial dapat dihasilkan fruktosa dan manotriosa suatu trisakarida. Stakiosa

tidak mempunyai sifat mereduksi.

2.2.3. Polisakarida

Polisakarida memempunyai molekul besar dan lebih kompleks dari pada

monosakarida dan oligosakarida. Molekul polisakarida terdiri atas banyak molekul

monosakarida. Polisakarida yang terdiri atas satu macam monosakarida saja disebut

7

homopolisakarida, sedangkan yang mengandung senyawa lain yang disebut

heteropolisakarida. Polisakarida berupa senyawa bewarna putih dan tidak berbentuk Kristal,

tidak mempunyai rasa manis dan tidak mempunyai sifat mereduksi. Golongan-golongan

yang termasuk polisakarida adalah sebagai berikut :

a. Amilum

Polisakarida ini terdapat banyak di alam, yaitu pada sebagian besar tumbuhan.

Amilum atau dalam bahasa sehari-hari disebut pati terdapat pada umbi, daun, batang, dan

biji-bijian. Amilum teridiri atas dua macam polisakarida yang kedua-duanya adalah

polimer dari glukosa, yaitu amilosa (kira-kira 20-28 %) dan sisanya amilopektin.

Molekul amilopektin lebih besar dari pada molekul amilosa karena terdiri atas lebih dari

1000 unit glukosa. Amilum dapat dihidrolisis sempurna dengan menggunakan asam

sehingga menghasilkan glukosa. Hidrolisis juga dapat dilakukan dengan bantuan enzim

amilase. Dalam ludah dan dalam cairan yang dikeluarkan oleh pankreas terdapat amilase

yang bekerja terhadap amilum yang terdapat dalam makanan kita. Oleh enzim amilase,

amilum diubah menjadi maltosa dalam bentuk β maltose.

b. Glikogen

Glikogen juga menghasilkan D-glukosa pada proses hidrolisis. Glikogen terdapat

dalam hati dan otot. Hati berfungsi sebagai tempat pembentuk glikogen dari glukosa.

Apabila kadar glukosa dalam darah bertambah, sebagian diubah menjadi glikogen

sehingga kadar glukosa dalam darah normal kembali. Apabila kadar glukosa darah

menurun, glikogen dalam hati diuraikan menjadi glukosa kembali, sehingga kadar

glukosa darah normal kembali. Glikogen yang ada didalam otot digunakan sebagai

sumber energi untuk melakukan aktivitas sehari-hari.

c. Dekstrin

Reaksi hidrolisis parsial amilum terpecah menjadi molekul-molekul yang lebih kecil

yang dikenal dengan nama dekstrin. Dekstrin adalah hasil antara proses hidrolisis amilum

sebelum terbentuk maltose.

d. Selulosa

Selulosa terdapat dalam tumbuhan sebagai pembentuk dinding sel. Serat kapas boleh

dikatakan seluruhnya adalah selulosa. Dalam tubuh kita selulosa tidak dapat dicerna

karena tidak mempunyai enzim yang dapat menguraikan selulosa. Meskipun selulosa

tidak dapat digunakan sebagai bahan makanan oleh tubuh, namun selulosa terdapat

sebagai serat-serat tumbuhan, sayuran, atau buah-buahan berguna untuk memperlancar

pencernaan makanan.

8

e. Mukopolisakarida

Mukopolisakarida adalah suatu heteropolisakarida, yaitu polisakarida yang terdiri atas

dua jenis derivat monosakarida. Derivat monosakarida yang membentuk

mukopolisakarida tersebut adalah gula amino dan asam uronat. Sebagai contoh asam

hialuronat yang merupakan komponen jaringan ikatan yang terdapat pada otot, terbentuk

dari kumpulan unit N-asetilglukosamina yang berikatan dengan asam glukuronat.

Heparin, suatu senyawa yang berfungsi sebagai antikoagulan darah, adalah

mukopolisakarida.

2.3 Metabolisme Karbohidrat

Semua jenis karbohidrat diserap dalam bentuk monosakarida, proses penyerapan ini

terjadi di usus halus. Glukosa dan galaktosa memasuki aliran darah dengan jalan transfer

aktif, sedangkan fruktosa dengan jalan difusi. Para ahli sepakat bahwa karbohidrat hanya

dapat diserap dalam bentuk disakarida. Hal ini dibuktikan dengan dijumpainya maltosa,

sukrosa dan laktosa dalam urine apabila mengkonsumsi gula dalam jumlah banyak. Akhimya

berbagai jenis karbohidrat diubah menjadi glukosa sebelum diikut sertakan dalam proses

metabolisme (Rochimah, 2009) :

2.3.1 Tahapan Dalam Metabolisme Karbohidrat

Metabolisme karbohidrat dalam menghasilkan energi mempunyai beberapa tahapan

yaitu sebagai berikut :

2.3.1.1. Glikolisis

Glikolisis adalah rangkaian reaksi kimia penguraian glukosa (yang memiliki 6 atom

C) menjadi asam piruvat (senyawa yang memiliki 3 atom C), NADH, dan ATP. NADH

(Nikotinamida Adenina Dinukleotida Hidrogen) adalah koenzim yang mengikat elektron

(H), sehingga disebut sumber elektron berenergi tinggi. ATP (adenosin trifosfat)

merupakan senyawa berenergi tinggi. Setiap pelepasan gugus fosfatnya menghasilkan

energi. proses glikolisis, pada setiap 1 molekul glukosa diubah menjadi 2 molekul asam

piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP (Rochimah, 2009).

Glikolisis memiliki sifat-sifat, antara lain: glikolisis dapat berlangsung secara aerob

maupun anaerob, glikolisis melibatkan enzim ATP dan ADP, serta peranan ATP dan ADP

pada glikolisis adalah memindahkan (mentransfer) fosfat dari molekul yang satu ke

molekul yang lain. Sel eukariotik pada glikolisis terjadi di sitoplasma (sitosol). Glikolisis

terjadi melalui 10 tahapan yang terdiri dari 5 tahapan penggunaan energi dan 5 tahapan

pelepasan energi. Berikut ini reaksi glikolisis secara lengkap, dari skema tahapan glikolisis

menunjukkan bahwa energi yang dibutuhkan pada tahap penggunaan energi adalah 2 ATP.

9

Sementara itu, energi yang dihasilkan pada tahap pelepasan energi adalah 4 ATP dan 2

NADH. Dengan demikian, selisih energi atau hasil akhir glikolisis adalah 2 ATP + 2

NADH. Proses pembentukan ATP inilah yang disebut fosforilasi. Enzim mentransfer

gugus fosfat dari substrat (molekul organic dalam glikolisis) ke ADP sehingga prosesnya

disebut fosforilasi tingkat substrat Pada saat tahapan glikolisis tersebut (Rochimah, 2009).

Gambar 2.3.1.1. Tahapan Glikolisis

2.3.1.2 Dekarboksilasi Oksidatif

Tahapan dekarboksilasi oksidatif, yaitu tahapan pembentukan CO2 melalui reaksi

oksidasi reduksi (redoks) dengan O2 sebagai penerima elektronnya. Dekarboksilasi

oksidatif ini terjadi di dalam mitokondria sebelum masuk ke tahapan siklus Krebs. Oleh

karena itu, tahapan ini disebut sebagai tahapan sambungan (junction) antara glikolisis

dengan siklus Krebs. Pada tahapan ini, asam piruvat (3 atom C) hasil glikolisis dari sitosol

diubah menjadi asetil koenzim A (2 atom C) di dalam mitokondria. Molekul piruvat (3

atom C) pada tahap 1 melepaskan elektron (oksidasi) membentuk CO2 (piruvat dipecah

menjadi CO2 dan molekul berkarbon 2). Kemudian pada tahap 2, NAD+ direduksi

10

(menerima elektron) menjadi NADH + H+. Selanjutnya pada tahap 3, molekul berkarbon

2 dioksidasi dan mengikat Ko-A (koenzim A) sehingga terbentuk asetil Ko-A. Hasil akhir

tahapan ini adalah asetil koenzim A, CO2, dan 2NADH. Berikut gambar dekarboksilasi

oksidatif dan reaksinya (Rochimah, 2009) :

Gambar 2.3.1.2 Reaksi Dekarboksilasi Oksidatif

2.3.1.3 Siklus Krebs

Siklus Krebs terjadi di matriks mitokondria dan disebut juga siklus asam

trikarboksilat. Hal ini disebabkan siklus Krebs tersebut menghasilkan senyawa yang

mempunyai gugus karboksil, seperti asam sitrat dan asam isositrat. Asetil koenzim A hasi

dekarboksilasi oksidatif memasuki matriks mitokondria untuk bergabung dengan asam

oksaloasetat dalam siklus Krebs, membentuk asam sitrat. Demikian seterusnya, asam sitrat

membentuk bermacam-macam zat dan akhirnya membentuk asam oksaloasetat lagi

Berikut ini tahapan-tahapan dari 1 kali siklus krebs (Rochimah, 2009) :

1. Asetil Ko-A (2 atom C) menambahkan atom C pada oksaloasetat (4 atom C) sehingga

dihasilkan asam sitrat (6 atom C).

2. Sitrat menjadi isositrat (6 atom C) dengan melepas H2O dan menerima H2O kembali.

3. Isositrat melepaskan CO2 sehingga terbentuk - ketoglutarat (5 atom C).

4. Ketoglutarat melepaskan CO2. NAD+ sebagai akseptor atau penerima elektron) untuk

membentuk NADH dan menghasilkan suksinil Ko-A (4 atom C).

11

5. Terjadi fosforilasi tingkat substrat pada pembentukan GTP (guanosin trifosfat) dan

terbentuk suksinat (4 atom C).

6. Pembentukan fumarat (4 atom C) melalui pelepasan FADH2.

7. Fumarat terhidrolisis (mengikat 1 molekul H2O) sehingga membentuk malat (4 atom

C).

8. Pembentukan oksaloasetat (4 atom C) melalui pelepasan NADH. satu siklus Krebs

tersebut hanya untuk satu molekul piruvat saja.

Sementara itu, hasil glikolisis menghasilkan 2 molekul piruvat (untuk 1 molekul

glukosa). Oleh karena itu, hasil akhir total dari siklus Krebs tersebut adalah 2 kalinya.

Dengan demikian, diperoleh hasil sebanyak 6 NADH, 2FADH2 dan 2ATP (ingat: jumlah

ini untuk katabolisme setiap 1 molekul glukosa (Rochimah, 2009).

Gambar 2.19 Hasil Siklus Krebs

2.3.1.4 Transpor Elektron

Sebelum masuk rantai tanspor elektron yang berada dalam mitokondria, 8 pasang

atom H yang dibebaskan selama berlangsungnya siklus Krebs akan ditangkap oleh NAD

dan FAD menjadi NADH dan FADH. Pada saat masuk ke rantai transpor elektron,

molekul tersebut mengalami rangkaian reaksi oksidasi-reduksi (Redoks) yang terjadi

12

secara berantai dengan melibatkan beberapa zat perantara untuk menghasilkan ATP dan

H2O. Beberapa zat perantara dalam reaksi redoks, antara lain flavoprotein, koenzim A dan

Q serta sitokrom yaitu sitokrom a, a3, b, c, dan c1. Semua zat perantara itu berfungsi

sebagai pembawa hidrogen/pembawa elektron (electron carriers) untuk 1 molekul NADH2

yang masuk ke rantai transpor elektron dapat dihasilkan 3 molekul ATP sedangkan dari 1

molekul FADH2 dapat dihasilkan 2 molekul ATP (Kistinnah, 2009).

Molekul pertama yang menerima elektron berupa avoprotein, dinamakan avin

mononukleotida (FMN). Selanjutnya, elektron dipindahkan berturut-turut melewati

molekul protein besi-sulfur (Fe-S), ubiquinon (Q atau CoQ), dan sitokrom (Cyst). Elektron

melewati sitokrom b, Fe-S, sitokrom c1, sitokrom c, sitokrom a, sitokrom a3, dan oksigen

sebagai penerima elektron terakhir. Akhirnya terbentuklah molekul H2O (air). Pada sistem

transportasi elektron, NADH dan FADH2 masing-masing menghasilkan rata-rata 3 ATP

dan 2 ATP. Sebanyak 2 NADH hasil glikolisis dan 2 NADH hasil dekarboksilasi oksidatif

masing-masing menghasilkan 6 ATP. Sementara itu, 6 NADH dan 2 FADH2 hasil siklus

Krebs masing-masing menghasilkan 18 ATP dan 4 ATP. Jadi, sistem transportasi elektron

menghasilkan 34 ATP (Rochimah, 2009).

Setiap molekul glukosa akan menghasilkan 36 ATP dalam respirasi. Hasil ini berbeda

dengan respirasi pada organism prokariotik. Telah diketahui bahwa oksidasi NADH atau

NADPH2 dan FADH2 terjadi dalam membrane mitokondria, namun ada NADH yang

dibentuk di sitoplasma (dalam proses glikolisis). Pada organism eukariotik, untuk

memasukkan setiap 1 NADH dari sitoplasma ke dalam mitokondria diperlukan 1 ATP.

Dengan demikian, 2 NADH dari glikolisis menghasilkan hasil bersih 4 ATP setelah dikurangi

2 ATP. Sementara itu, pada organisme prokariotik, karena tidak memiliki sistem membran

13

dalam maka tidak diperlukan ATP lagi untuk memasukkan NADH ke dalam mitokondria

sehingga 2 NADH menghasilkan 6 ATP. Akibatnya total hasil bersih ATP yang dihasilkan

respirasi aerob pada organisme prokariotik, yaitu 38 ATP (Sembiring, 2009).

2.4 fungsi karbohidrat dalam tubuh

Karbohidrat mempunyai peranan penting dalam menentukan karakteristik bahan

makanan, seperti rasa, warna dan tekstur. Fungsi karbohidrat di dalam tubuh adalah

(Hutagalung, 2004) :

1. Fungsi utamanya sebagai sumber enersi (1 gram karbohidrat menghasilkan 4 kalori) bagi

kebutuhan sel-sel jaringan tubuh. Sebagian dari karbohidrat diubah langsung menjadi

enersi untuk aktifitas tubuh, clan sebagian lagi disimpan dalam bentuk glikogen di hati

dan di otot. Ada beberapa jaringan tubuh seperti sistem syaraf dan eritrosit, hanya dapat

menggunakan energi yang berasal dari karbohidrat saja.

2. Melindungi protein agar tidak dibakar sebagai penghasil energi. Kebutuhan tubuh akan

energi merupakan prioritas pertama, bila karbohidrat yang di konsumsi tidak mencukupi

untuk kebutuhan enersi tubuh dan jika tidak cukup terdapat lemak di dalam makanan

atau cadangan lemak yang disimpan di dalam tubuh, maka protein akan menggantikan

fungsi karbohidrat sebagai penghasil enersi. Dengan demikian protein akan

meninggalkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Apabila keadaan ini

berlangsung terus menerus, maka keadaan kekurangan energi dan protein (KEP) tidak

dapat dihindari lagi.

3. Membantu metabolisme lemak dan protein dengan demikian dapat mencegah terjadinya

ketosis dan pemecahan protein yang berlebihan.

4. Berfungsi untuk detoksifikasi zat-zat toksik tertentu dalam hepar.

14

5. Beberapa jenis karbohidrat mempunyai fungsi khusus di dalam tubuh. Laktosa misalnya

berfungsi membantu penyerapan kalsium. Ribosa merupakan merupakan komponen yang

penting dalam asam nukleat. Selain itu beberapa golongan karbohidrat yang tidak dapat

dicerna, mengandung serat (dietary fiber) berguna untuk pencernaan, memperlancar

defekasi.

15

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang didapat dari pembahasan mengenai metabolisme karbohidrat ini

adalah :

1. Metabolisme karbohidrat merupakan suatu proses perubahan-perubahan kimiawi

yang secara umum menghasilkan energi bagi kebutuhan, baik dari sel maupun sampai

ke suatu individu.

2. Proses glikolisis merupakan proses yang menyebabkan terjadinya konversi satu

molekul glukosa mejadi dua molekul piruvat yang menghasilkan asam piruvat, 2

NADH, dan 2 ATP

3. Proses dekarboksilasi karbohidrat merupakan proses sambungan antara glikolisis dan

siklus krebs yang terjadi di dalam mitokondria dan menghasilkan asetil koenzim A,

CO2, dan 2NADH

4. Energi yang dihasilkan pada metabolisme karbohidrat yang meliputi beberapa tahap

adalah 36 ATP dan pada sel prokariotik menghasilkan 38 ATP.

3.2 Saran

Saran yang didapat dari makalah yang telah dibuat mengenai metabolisme karbohidrat

ini adalah :

1. Sebaiknya kita sebagai mahasiswa harus bisa memahami materi mengenai

metabolisme karbohidrat ini.

2. Penulis juga berharap saran dari para pembaca sangat yang bertujuan agar pembuatan

makalah selanjutnya dapat lebih baik lagi dan dapat lebih bermanfaat bagi penyusun

dan pembaca.

16

DAFTAR PUSTAKA

Hutagalung, Halomoan. 2004. Karbohidrat. Universitas Sumatera Utara: Sumatera Utara

Kistinnah, Idun dan Endang, Sri Lestari. 2009. Biologi Makhluk Hidup dan Lingkungannya.

Jakarta : Pusat Perbukuan Pendidikan Nasional.

Poedjiadi, Anna. 2009. Dasar-Dasar Biokimia. Jakarta : Penerbit Universitas Indonesia.

Rochmah, Sit Nur. 2009. Biologi. Jakarta : Pusat Perbukuan Pendidikan Nasional.

Sembiring, Langkah. 2009. Biologi. Jakarta : Pusat Perbukuan Pendidikan Nasional.