LAPORANSGD 6 BLOK 5 LBM 4METABOLISME KARBOHIDRAT

Anggota Kelompok :1. Y. Aditya Yoga 2. Atika Febrianti3. Reza Elina4. Agung Ika Putri Mulatpeni5. Mufidah Lulu Nur Rozi6. Nadila Putri Mahani7. Nashriatul Mawaddah8. Nurul Lailatul Badriyah9. Nurul Novita Suhartono10. Rusna Fiki Kafalia11. Tiara Bistya Astari

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGIUNIVERSITAS ISLAM SULTAN AGUNG (UNISSULA)SEMARANG2013LEMBAR PERSETUJUAN

LAPORAN TUTORIALSGD 6 BLOK 5 LBM 4

METABOLISME KARBOHIDRAT

Telah Disetujui oleh :

Semarang, Maret 2014Tutor

drg. Aning Susilowati

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL iLEMBAR PERSETUJUAN iiDAFTAR ISIiiiBAB I : PENDAHULUANA. Latar Belakang 1B. Skenario 2C. Identifikasi Masalah 2BAB II : TINJAUAN PUSTAKAA. Dasar Teori 3B. Kerangka Konsep33BAB III : PenutupA. Kesimpulan34DAFTAR PUSTAKAiv

BAB IPENDAHULUANA. Latar BelakangKarbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gzi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikomsumsi akan menghasilkan energi sebanyak 4 kkal dari 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 fisik seperti berolahraga atau bekerja. Di dalam sistem pencernaan dan juga usus halus, semua jenis karbohidrat yang dikomsumsi akan terkonversi menjadi glukosa untuk kemudian diabsorbsi oleh aliran darah dan ditempatkan ke berbagai organ dan jaringan tubuh. Molekul glukosa hasil konversi berbagai macam jenis karbohidrat inilah yang kemudian akan berfungsi sebagai dasar bagi pembentukan energi di dalam tubuh. Melalui berbagai tahapan dalam proses metabolisme, sel-sel yang terdapat dalam tubuh dapat mengoksidasi glukosa, dimana proses ini juga akan disertai dengan produksi energi. Proses metabolisme glukosa yang terjadi di dalam tubuh ini akan memberikan kontribusi hampir lebih dari 50% bagi ketersediaan energi di dalam tubuh, karbohidrat yang telah terkonversi menjadi glukosa tidak hanya akan berfungsi sebagai sumber energi utama.

B. SkenarioHari ini Nisha akan mengikuti kegiatan olahraga di sekolahnya. Ibu Nisha telah mempersiapkan sarapan untuknya tetapi Nisha menolak untuk memakannya. Ketika kegiatan olahraga berlangsung, perut Nisha mulai terasa lapar, ia menghiraukannya dan tetap berolahraga. Seiring berjalannya waktu, Nisha mulai merasakan lemas dan pusing, terik matahari semakin membuatnya kelelahan, Nisha pun akhirnya pingsan. Guru olahraga langsung membawa Nisha ke UKS dan menyadarkannya lalu membuatkan segelas teh manis hangat untuk memenuhi asupan glukosa tubuh sehingga tenaganya pulih kembali.Nisha menjelaskan ke gurunya bahwa ia tidak sarapan sebelum mengikuti olahraga. Ibu guru pun menjelaskan bahwa sebelum olahraga sebaiknya memakan makanan yang mengandung karbohidrat agar terdapat energi bagi tubuh.

C. Identifikasi Masalah1. Fungsi karbohidrat2. Klasifikasi karbohidrat3. Sumber karbohidrat4. Korelasi antara karbohidrat dengan kadar glukosa darah5. Sumber glukosa darah6. Metabolisme karbohidrat7. Faktor yang mempengaruhi metabolisme karbohidrat8. Hormon yang berperan dalam metabolisme karbohidrat9. Faktor yang menghambat dan mempercepat sekresi insulin10. Angka Kecukupan Karbohidrat (AKK)11. Kadar glukosa darah12. Pengaturan glukosa darah13. Gangguan kelebihan maupun kekurangan karbohidratBAB IITINJAUAN PUSTAKA

A. LANDASAN TEORI1. Fungsi KarbohidratKarbohidrat merupakan koefisien utama makanan yang terdapat pada hewan dan tumbuhan yang merupakan turunan dari aldehid atau keton dari alkohol. Pelihidroksil atau zat-zat pada hidrolisa menghasilkan derivat-derivat tersebut. Karbohidrat sukar larut dalam larutan organik tetapi dapat larut dalam air. Karbohidrat terdiri dari karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O). Perbandingan unsur-unsur tersebut yakni 1 atom C, 2 atom H, dan 1 atom O. Fungsi karbohidrat diklasifikasikan menjadi 3 bagian :a. Fungsi primerFungsi karbohidrat yang utama adalah sebagai cadangan energi jangka waktu pendek. Contoh fungsi primer karbohidrat adalah penggunaan glukosa pada saat aktivitas dengan intensitas tinggi. Glukosa segera dibentuk untuk memenuhi kebutuhan metabolisme.b. Fungsi sekunderSebagai cadangan energi jangka menengah. Contohnya adalah pati pada tumbuhan, dan glikogen pada hewan dan manusia. Keduanya digunakan ketika cadangan glukosa dalam tubuh mulai menurun. c. Fungsi lainFungsi lain karbohidrat diantaranya adalah sebagai komponen struktural sel, energi utama pada organ utama (seperti pada otak yang membutuhkan oksigen dan glukosa untuk dapat bekerja), menjaga keseimbangan asam dan basa, penyerapan kalsium, membantu dalam proses metabolisme zat lain dalam tubuh (misalnya pada metabolisme protein dan lemak sehingga dapat mencegah ketosis dan pemecahan protein berlebihan), karbohidrat di dalam hati juga dapat digunakan untuk detoksifikasi.

2. Klasifikasi karbohidratKlasifikasi karbohidrat pada umumnya didasarkan atas kompleksitas struktur kimia. Berdasarkan kompleksitasnya, karbohidrat dibedakan atas karbohidrat sederhana, yang lebih dikenal sebagai monosakarida dan disakarida, serta karbohidrat majemuk yang meliputi oligosakarida, dan polisakarida. a. MonosakaridaMonosa atau monosakarida adalah karbohidrat yang molekulnya lebih kecil dan susunannya lebih sederhana dibandingkan dengan molekul karbohidrat yang lain. Molekul karbohidrat ini tidak dapat diperkecil lagi dengan cara hidrolisis. Monosakarida adalah suatu persenyawaan yang netral, mudah larut dalam air, kelarutannya dalam alkohol kecil, dan tidak larut dalam dietileter. Banyak monosakarida yang mempunyai rasa manis dan apabila dipanaskan mencair sambil memecah, akbirnya membentuk arang. Dalam saluran cerna, monosakarida langsung diabsorpsi oleh dinding usus halus dan masuk ke dalam aliran darah. Pembentukan monosakarida ini di dalam tubuh berasal dari pemecahan disakarida atau pemecahan polisakarida dari makanan kita sehari-hari.Monosakarida biasanya memiliki tiga sampai sembilan atom karbon, dan berdasarkan jumlah atom karbon penyusunnya, monosakarida dibedakan atas triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, heptosa, oktosa, dan nanosa. Jadi, triosa adalah monosakarida yang mempunya tiga atom karbon. Monosakarida yang paling banyak ditemukan di alam adalah pentosa dan heksosa. Meskipun demikian, triosa, beberapa tetrosa, dan beberapa heptosa juga berperanan penting dalam metabolisme hewan, manusia, dan tumbuhan.Selain itu, monosakarida diklasifikasikan berdasarkan pada gugus fungsi atau radikal fungsi yang terdapat di dalam struktur kimianya. Berdasarkan hal tersebut, monosakarida dibedakan atas aldosa dan ketosa. Contoh monosakarida adalah glukosa, galaktosa, dan fruktosa.

b. DisakaridaKarbohidrat sederhana yang tersusun atas dua satuan monosakarida dikenal sebagai disakarida atau biosa. Disakarida umumnya tersusun atas dua satuan heksosa sehingga sering disebut heksodisakarida. Disakarida yang tersusun atas dua satuan monosakarida yang sama disebut homosakarida, sedangkan disakarida yang tersusun atas dua satuan monosakarida yang berbeda disebut heterodisakarida. Maltosa adalah salah satu contoh homodisakarida; sedangkan laktosa dan sukrosa adalah beberapa contoh heterodisakarida. Maltosa disebut homodisakarida karena tersusun atas dua satuan glukosa, laktosa tersusun atas molekul glukosa dan galaktosa, dan sukrosa tersusun atas molekul glukosa dan fruktosa.

c. OligosakaridaOligosakarida tersusu atas sedikit satuan atau unit monosakarida. Unit-unit penyusun oligosakarida dapat sama, tetapi dapat pula berbeda. Umumnya, oligosakarida tersusun atas 3-10 satuan monosakarida. Oligosakarida dapat berupa zat padat berbentuk kristal yang dapat larut dalam air. Oligosakarida yang terdapat di alam adalah trisakarida dan tetrasakarida. Contoh lain oligosakarida adalah sarbosa, rafinosa, dan ASI.

d. PolisakaridaPolisakarida yang juga dikenal sebagai poliosa merupakan karbohidrat majemuk yang mempunyai susunan kompleks (kondensasi lebih dari sepuluh monosakarida) dengan berat molekul yang beasar. Makromolekul ini merupakan polimer monosakarida atau polimer turunan-turunan monosakarida. Apabila monomer polisakarida hanya terdiri atas satu jenis monosakarida, polisakarida ini disebut homopolisakarida, apabila monomer terdiri atas lebih dari satu jenis monosakarida atau turunan monosakarida, polisakarida ini disebut heteropolisakarida. Contoh dari polisakarida adalah pati, glukagon, selulosa, inulin, chitin.

3. Sumber KarbohidratAda tiga macam sumber karbohidrat :a. Sumber karbohidrat yang berasal dari makanan berseratYaitu buah-buahan dan sayur-sayuranb. Simple karbohidratDidapat dari konsumsi gula c. Kompleks karbohidratDidapat dari nasi, kentang, jagung, roti, dan lain-lain.

Sumber karbohidrat adalah padi-padian (gandum dan beras) atau serelia, umbi-umbian (kentang, singkong, ubi jalan), jagung, kacang-kacang kering, dan gula. Hasil olahan dari sumber karbohidrat adalah mie, bihun, roti, tepung, selai, sirup, dan sebagainya. Sebagian sayur dan buah tidak banyak mengandung karbohidrat. Sayur umbi-umbian, seperti worter dan kacang-kacangan relatif lebih banyak mengandung karbohidrat daripada sayuran. Bahan makanan hewani seperti daging, ayam, ikan, telur, dan susu sedikit sekali mengandung karbohidrat. Sumber karbohidrat yang banyak dimakan sebagai makanan pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong, talas, dan sagu.4. Korelasi antara karbohidrat dengan kadar glukosa darahSel-sel tubuh membutuhkan energi untuk bekerja. Makanan yang diasup dibutuhkan untuk mendapatkan energi. Asupan makanan memiliki kandungan karbohidrat, protein dan lemak sebagai penyedia zat energi. Diet sehat mengandung hampir 60% karbohidrat, 20% protein, dan 20% lemak. Setelah makan, komponen karbohidrat makanan dipecah menjadi glukosa di dalam usus, kemudian disalurkan ke dalam darah, dan mulai masuk ke sel-sel tubuh. Tetapi glukosa tidak dapat masuk ke dalam sel tanpa bantuan dari hormon insulin. Insulin adalah hormon terus menerus yang dilepaskan dari pankreas, insulin membutuhkan glukosa dalam sel. Makanan diubah mejadi glukosa dan glukosa disediakan untuk sel-sel tubuh dengan bantuan insulin. Setiap kali makanan masuk, glukosa masuk dalam darah dan kuantitas insulin yang dihasilkan oleh pankreas meningkat. Jumlah ekstra insulin kemudian menggeser glukosa datang dari makanan ke dalam sel-sel tubuh dimana ia digunakan untuk menyediakan energi.Jika pankreas tidak menghasilkan insulin dengan jumlah yang cukup atau insulin beredar dalam darah bekerja kurang efektif, kemudian setelah makan, glukosa masuk dalam darah tetapi tidak dapat dipindahkan ke sel-sel tubuh dan dengan demikian tingkat glukosa mulai naik dalam darah dan tahap ini disebut diabetes. Jadi pada diabetes, di satu sisi sel tubuh kekurangan glukosa dan pada glukosa sisis lain beredar dalam tingkat tinggi dalam darah dan akan dikonversi menjadi berbagai bahan kimia yang merusak mata, ginjal, saraf, dan jantung. Tujuan mengobati diabetes adalah menjaga tingkat glukosa dalam darah pada rentang normal.5. Sumber glukosa darahKarbohidrat, protein, dan lemak merupakan nutrisi penting bagi tubuh. Di dalam saluran cerna, masing-masing karbohidrat, lemak, dan protein tersebut akan dipecah melalui berbagai proses menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana. Karbohidrat menjadi glukosa, protein menjadi asam amino, dan lemak menjadi kolesterol dan asam lemak bebas. Tubuh memakai glukosa sebagai sumber energi utama. Glukosa akan diabsorpsi oleh saluran cerna dan ditransport untuk selanjutnya disimpan dan dipakai oleh sel. Setelah diabsorpsi, glukosa akan berada di dalam darah. Kadar glukosa dalam darah dipertahankan antara 4,5-5,5 mmol/L. Selanjutnya untuk mempertahankan kadar glukosa, terjadi proses pembentukan glukosa menjadi glikogen maupun penguraian glikogen menjadi glukosa. Dalam mempertahankan glukosa dalam darah, tuuh mendapat glukosa dari berbagai sumber, antara lain :a. Dari karbohidrat makananSebagian besar karbohidrat dalam makanan pada pencernaan membentuk glukosa, galaktosa, atau fruktosa. Zat-zat ini kemudian diabsorpsi ke dalam vena porta. Galaktosa dan fruktosa segera diubah menjadi glukosa dalam hati.b. Dari berbagai senyawa glukogenik yang mengalami glukoneogenesisSenyawa-senyawa ini dibagi dalam dua kategori: (1) Senyawa yang langsung diubah menjadi glukosa tanpa banyak resiklus, seperti beberapa asam amino dan propionat(2) Senyawa yang merupakan hasil dari metabolisme parsial glukosa dalam jaringan tertentu yang diangkut ke hati dan ginjal, dimana mereka disintesis kembali menjadi glukosa. Misalnya, laktat, yang dibentuk dari oksidasi glukosa dalam otot rangka dan oleh eritrosit, ditransport ke hati dan ginjal dimana mereka diubah menjadi glukosa, yang dapat digunakan lagi melalui sirkulasi untuk oksidasi dalam jaringan, proses ini dikenal sebagai siklus cori atau siklus asam laktat.Gliserol untuk triasilgliserol jaringan adipose mula-mula berasal dari glukosa darah karena gliserol bebas tidak segera dapat dipergunakan untuk sintesis triasilgliserol dalam jaringan ini. Asilgliserol jaringan adiposa secara kontinu mengalami hidrolisis untuk membentuk gliserol bebas, yang berdifusi keluar dari jaringan masuk ke dalam darah. Ia diubah kembali menjadi glukosa oleh mekanisme glukoneogenesis dalam hati dan ginjal. Jadi terdapat suatu siklus yang kontinu dimana glukosa ditransport dari hati dan ginjal ke jaringan adiposa dan gliserol dan dikembalikan untuk disintesis menjadi glukosa oleh hati dan ginjal.c. Dari glikogen hati oleh glikogenolisisGlukosa bila tidak digunakan akan disimpan dalam bentuk glikogen di hati sebagai cadangan makanan. Proses penyimpanan glukosa menjadi glikogen disebut glikogenesis. Jika tubuh kekurangan glukosa, maka glikogen pun akan dipecah menjadi glukosa melalui proses glikogenolisis. 6. Metabolisme karbohidrat Metabolisme mengakar pada kata metabole dari bahasa Yunani yang berarti berubah. Dalam dunia ilmu pengetahuan, secara sederhana metabolisme diartikan sebagai proses kimiawi yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup yang bertujuan untuk menghasilkan energi. Proses metabolisme karbohidrat secara garis besar terdiri dari dua cakupan yakni reaksi pemecahan atau katabolisme dan reaksi pembentukan atau anabolisme. Pada proses pembentukan, salah satu unsur yang harus terpenuhi adalah energi. Energi ini dihasilkan dari proses katabolisme.Lintasan metabolisme dapat digolongkan menjadi 3 kategori:1. Lintasan anabolik (penyatuan/pembentukan)Ini merupakan lintasan yang digunakan pada sintesis senyawa pembentuk struktur dan mesin tubuh. Salah satu contoh dari kategori ini adalah sintesis protein.2. Lintasan katabolik (pemecahan)Lintasan ini meliputi berbagai proses oksidasi yang melepaskan energi bebas, biasanya dalam bentuk fosfat energi tinggi atau unsur ekuivalen pereduksi, seperti rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif.3. Lintasan amfibolik (persimpangan)Lintasan ini memiliki lebih dari satu fungsi dan terdapat pada persimpangan metabolisme sehingga bekerja sebagai penghubung antara lintasan anabolik dan lintasan katabolik. Contoh dari lintasan ini adalah siklus asam sitrat.Untuk mempermudah mempelajari metabolisme karbohidrat, maka dibagi menjadi beberapa jalur metabolisme. Namun hendaknya diingat bahwa di dalam tubuh, jalur-jalur ini merupakan kesatuan, yang mana jalur yang paling banyak dilalui tergantung pada keadaan (status nutrisi) waktu itu.Metabolisme karbohidrat pada manusia terutama :a. Glikolisis, yaitu oksidasi glukosa atau glikogen menjadi piruvat dan asam laktat melalui Embden-Meyerhof Pathway (EMP).b. Glikogenesis, yaitu sintesis glikogen dari glukosa.c. Glikogenolisis, yaitu pemecahan glikogen, pada hepar hasil akhir adalah glukosa, sedangkan di otot diubah menjadi piruvat dan asam laktat.d. Glukoneogenesis, yaitu pembentukan glukosa atau glikogen dari zat-zat bukan karbohidrat.e. Oksidasi asam piruvat menjadi asetil Ko-A, yaitu lanjutan dari glikolisis serta menjadi penghubung antara glikolisis dan siklus Krebs.f. Siklus Krebs atau siklus asam trikarboksilat atau siklus asam sitrat adalah suatu jalan bersama dari oksidasi karbohidrat, lemak dan protein melalui asetil-Ko-A dan akan dioksidasikan secara sempurna menjadi CO2 & H2O.g. Heksosa Monofosfat Shunt atau siklus pentosa fosfat adalah suatu jalan lain dari oksidasi glukosa selain EMP dan siklus Krebs.

1. GlikolisisTahap ini merupakan awal terjadinya respirasi sel. Molekul glukosa akan masuk ke dalam sel melalui proses difusi. Agar dapat bereaksi, glukosa diberi energi aktivasi berupa satu ATP. Hal ini mengakibatkan glukosa dalam keadaan terfosforilasi menjadi glukosa-6-fosfat yang dibantu oleh enzim heksokinase. Secara singkat, glukosa-6-fosfat dipecah menjadi 2 buah molekul gliseraldehid-3-fosfat (PGAL) dengan bantuan satu ATP dan enzim fosfoheksokinase. Proses selanjutnya merupakan proses eksergonik. Hasilnya adalah 4 molekul ATP dan hasil akhir berupa 2 molekul asam piruvat (C3). Secara lengkap, proses glikolisis yang terjadi sebagai berikut

Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul sumber energi, yaitu glukosa yang mempunyai 6 atom C manjadi senyawa yang lebih sederhana, yaitu asam piruvat yang mempunyai 3 atom C. Reaksi ini berlangsung di dalam sitosol (sitoplasma).Reaksi glikolisis mempunyai sembilan tahapan reaksi yang dikatalisis oleh enzim tertentu. Dari sembilan tahapan reaksi tersebut dapat dikelompokkan menjadi dua fase, yaitu fase investasi energi, yaitu dari tahap 1 sampai tahap 4, dan fase pembelanjaan energi, yaitu dari tahap 5 sampai tahap 9. Pertama-tama, glukosa mendapat tambahan satu gugus fosfat dari satu molekul ATP, yang kemudian berubah menjadi ADP, membentuk glukosa 6-fosfat. Setelah itu, glukosa 6-fosfat diubah oleh enzim menjadi isomernya, yaitu fruktosa 6-fosfat. Satu molekul ATP yang lain memberikan satu gugus fosfatnya kepada fruktosa 6-fosfat, yang membuat ATP tersebut menjadi ADP dan fruktosa 6-fosfat menjadi fruktosa 1,6-difosfat. Kemudian, fruktosa 1,6-difosfat dipecah menjadi dua senyawa yang saling isomer satu sama lain, yaitu dihidroksi aseton fosfat dan PGAL (fosfogliseraldehid atau gliseraldehid 3-fosfat). Tahapan-tahapan reaksi diatas itulah yang disebut dengan fase investasi energi. Selanjutnya, dihidroksi aseton fosfat dan PGAL masing-masing mengalami oksidasi dan mereduksi NAD+, sehingga terbentuk NADH, dan mengalami penambahan molekul fosfat anorganik (Pi) sehingga terbentuk 1,3-difosfogliserat. Kemudian masing-masing 1,3-difosfogliserat melepaskan satu gugus fosfatnya dan berubah menjadi 3-fosfogliserat, dimana gugus fosfat yang dilepas oleh masing-masing 1,3-difosfogliserat dipindahkan ke dua molekul ADP dan membentuk dua molekul ATP. Setelah itu, 3-fosfogliserat mengalami isomerisasi menjadi 2-fosfogliserat. Setelah menjadi 2-fosfogliserat, sebuah molekul air dari masing-masing 2-fosfogliserat dipisahkan, menghasilkan fosfoenolpiruvat. Terakhir, masing-masing fosfoenolpiruvat melepaskan gugus fosfat terakhirnya, yang kemudian diterima oleh dua molekul ADP untuk membentuk ATP, dan berubah menjadi asam piruvat.Setiap pemecahan 1 molekul glukosa pada reaksi glikolisis akan menghasilkan produk kotor berupa 2 molekul asam piruvat, 2 molekul NADH, 4 molekul ATP, dan 2 molekul air.Akan tetapi, pada awal reaksi ini telah digunakan 2 molekul ATP, sehingga hasil bersih reaksi ini adalah 2 molekul asam piruvat (C3H4O3), 2 molekul NADH, 2 molekul ATP, dan 2 molekul air.Walaupun empat molekul ATP dibentuk pada tahap glikolisis, namun hasil reaksi keseluruhan adalah dua molekul ATP. Ada dua molekul ATP yang harus diberikan pada fase awal glikolisis. Tahap glikolisis tidak memerlukan oksigen.

1. Dekarboksilasi OksidatifSetiap asam piruvat yang dihasilkan kemudian akan diubah menjadi Asetil-KoA (koenzim-A). Asam piruvat ini akan mengalami dekarboksilasi sehingga gugus karboksil akan hilang sebagai CO2 dan akan berdifusi keluar sel. Dua gugus karbon yang tersisa kemudian akan mengalami oksidasi sehingga gugus hidrogen dikeluarkan dan ditangkap oleh akseptor elektron NAD+.

Gugus yang terbentuk, kemudian ditambahkan koenzim-A sehingga menjadi asetil-KoA. Hasil akhir dari proses dekarboksilasi oksidatif ini akan menghasilkan 2 asetil-KoA dan 2 molekul NADH. Pembentukan asetil-KoA memerlukan kehadiran vitamin B1. Berdasarkan hal tersebut, dapat diketahui betapa pentingnya vitamin B dalam tubuh hewan maupun tumbuhan.

1. Siklus KrebsProses selanjutnya adalah daur asetil-KoA menjadi beberapa bentuk sehingga dihasilkan banyak akseptor elektron. Selain disebut sebagai daur asam sitrat, proses ini disebut juga daur Krebs. Hans A. Krebs adalah orang yang pertama kali mengamati dan menjelaskan fenomena ini pada tahun 1930. Setiap tahapan dalam daur asam sitrat dikatalis oleh enzim yang khusus. Berikut adalah tahapan yang terjadi dalam daur asam sitrat.

Asetil-KoA akan menyumbangkan gugus asetil pada oksaloasetatsehingga terbentuk asam sitrat. Koenzim A akan dikeluarkan dandigantikan dengan penambahan molekul air. Perubahan formasi asam sitrat menjadi asam isositrat akan disertaipelepasan air. Asam isositrat akan melepaskan satu gugus atom C dengan bantuan enzimasam isositrat dehidrogenase, membentuk asam-ketoglutarat.NAD+akan mendapatkan donor elektron dari hidrogen untuk membentukNADH. Asam-ketoglutarat selanjutnya diubah menjadi suksinil KoA. Asam suksinat tiokinase membantu pelepasan gugus KoA dan ADPmendapatkan donor fosfat menjadi ATP. Akhirnya, suksinil-KoAberubah menjadi asam suksinat. Asam suksinat dengan bantuan suksinat dehidrogenase akan berubahmenjadi asam fumarat disertai pelepasan satu gugus elektron. Padatahap ini, elektron akan ditangkap oleh akseptor FAD menjadi FADH2. Asam Fumarat akan diubah menjadi asam malat dengan bantuan enzimfumarase. Asam malat akan membentuk asam oksaloasetat dengan bantuan enzimasam malat dehidrogenase.NAD+akan menerima sumbangan elektrondari tahap ini dan membentuk NADH. Dengan terbentuknya asam oksaloasetat, siklus akan dapat dimulai lagidengan sumbangan dua gugus karbon dari asetil KoA.

1. Transfer Elektron Selama tiga proses sebelumnya, dihasilkan beberapa reseptor elektronyang bermuatan akibat penambahan ion hidrogen. Reseptor-reseptor inikemudian akan masuk ke transfer elektron untuk membentuk suatu molekulberenergi tinggi, yakni ATP.Reaksi ini berlangsung di dalam membran mitokondria. Reaksi iniberfungsi membentuk energi selama oksidasi yang dibantu oleh enzimpereduksi. Transfer elektron merupakan proses kompleks yang melibatkanNADH (Nicotinamide Adenine Dinucleotide), FAD (Flavin Adenine Dinucleotide),dan molekul-molekul lainnya. Dalam pembentukan ATP ini, ada akseptorelektron yang akan memfasilitasi pertukaran elektron dari satu sistem kesistem lainnya. Enzim dehidrogenase mengambil hidrogen dari zat yang akan diubaholeh enzim (substrat). Hidrogen mengalami ionisasi sebagai berikut : 2H 2H++ 2e (Elektron). NADH dioksidasi menjadi NAD+ dengan memindahkan ion hidrogenkepada flavoprotein (FP), flavin mononukleotida (FMN), atau FAD yangbertindak sebagai pembawa ion hidrogen. Dari flavoprotein atau FAD,setiap proton atau hidrogen dikeluarkan ke matriks sitoplasma untukmembentuk molekulH2O. Elektron akan berpindah dari ubiquinon ke protein yang mengandungbesi dan sulfur (FeSa dan FeSb)sitokrom bkoenzim quinonsitokrom b2 sitokrom ositokrom csitokrom asitokrom a3,dan terakhir diterima oleh molekul oksigen sehingga terbentuk H2O.Perhatikan gambar.Di dalam rantai pernapasan, 3 molekul air (H2O) dihasilkan melaluiNADH dan 1 molekulH2Odihasilkan melalui FAD. Satu molH2Oyangmelalui NADH setara dengan 3 ATP dan 1 molekul air yang melalui FAD setara dengan 2 ATP.Walaupun ATP total yang tertera pada Tabel 1 adalah 38 ATP, jumlahtotal yang dihasilkan pada proses respirasi adalah 36 ATP. Hal tersebutdisebabkan 2 ATP digunakan oleh elektron untuk masuk ke mitokondria.

NoProsesAkseptorATP

1.Glikolisis2 asam piruvat2 NADH2 ATP

2.

Siklus Krebs2 asam piruvat2 asetil KoA + 2CO22 asetil KoA4CO22 NADH6 NADH2ATP

3.Rantai transfer elektron10NADH + 50210NAD++ 10H2O2 FADH2+ O22 FAD + 2H2O

30 ATP4 ATP34 ATP

1. Glikogenesis Glikogenesis adalah lintasan metabolisme yang mengkonversi glukosa menjadi glikogen untuk disimpan di dalam hati.Lintasan diaktivasi di dalam hati, oleh hormon insulin sebagai respon terhadap rasio gula darah yang meningkat, misalnya karena kandungan karbohidrat setelah makan; atau teraktivasi pada akhir siklus Cori. Penyimpangan atau kelainan metabolisme pada lintasan ini disebut glikogenosis.Proses glikogenesis adalah sebagai berikut : Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat (reaksi yang lazim terjadi juga pada lintasan glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase sedangkan di hati oleh glukokinase. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan bantuan katalisator enzim fosfoglukomutase. Enzim itu sendiri akan mengalami fosforilasi dan gugus fosfo akan mengambil bagian di dalam reaksi reversible yang intermediatnya adalah glukosa 1,6-bifosfat.Enz-P + Glukosa 1-fosfatEnz + Glukosa 1,6-bifosfatEnz-P + Glukosa 6- fosfat Selanjutnya glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk uridin difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini dikatalisir oleh enzim UDPGlc pirofosforilase.UDPGlc + PPiUTP + Glukosa 1-fosfat Hidrolisis pirofosfat inorganic berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganik akan menarik reaksi kearah kanan persamaan reaksi. Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan glikosidik dengan atom C4 pada residu glukosa terminal glikogen, sehingga membebaskan uridin difosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya (disebut glikogen primer) harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer selanjutnya dapat terbentuk pada primer protein yang dikenal sebagai glikogenin.

1. Glikogenolisis Glikogenolisis adalah lintasan metabolisme yang digunakan oleh tubuh, selain glukoneogenosis, untuk menjaga keseimbangan kadar glukosa di dalam plasma darah untuk menghindari simtoma hipoglisemia. Pada glikogenolisis, glikogen digradasi berturut-turut dengan 3 enzim, glikogen fosforilase, glukosidase, fosfoglukomutase, menjadi glukosa. Hormon yang berperan pada lintasan ini adalah glukagon dan adrenalin.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 sehigga 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 / tersimpan dalam bentuk ATP.1. GlukoneogenesisGlukoneogenesis adalah lintasan metabolisme yang digunakan oleh tubuh, selain glikogenolisis, untuk menjaga keseimbangan kadar glukosa di dalam plasma darah untuk menghindari simtoma hipoglisemia. Pada lintasan glukoneogenesis, sintesis glukosa terjadi dengan substrat yang merupakan produk dari lintasan glikolisis, seperti asam piruvat, asam suksinat, asam laktat, asam oksaloasetat, terkecuali:Fosfopiruvat + Piruvat kinase + ADP Piruvat + ATPFruktosa-6P + Fosfofrukto kinase + ATP Fruktosa-1,6-BPt + ADPGlukosa + Heksokinase + ATP Glukosa-6P + ADPEnzim glikolitik yang terdiri dari glukokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase mengkatalisis reaksi yang ireversibel sehingga tidak dapat digunakan untuk sintesis glukosa. Dengan adanya tiga tahap reaksi yang tidak reversibel tersebut, maka proses glukoneogenesis berlangsung melalui tahap reaksi lain. Reaksi tahap pertama glukoneogenesis merupakan suatu reaksi kompleks yang melibatkan beberapa enzim dan organel sel (mitokondrion), yang diperlukan untuk mengubah piruvat menjadi malat sebelum terbentuk fosfoenolpiruvat.Berikut ini penjelasan proses glukoneogenesis.Asam laktat yang terjadi pada proses glikolisis dapat dibawa oleh darah ke hati. Disini asam laktat diubah menjadi glukosa kembali melalui serangkaian reaksi dalam suatu proses yang disebut glukoneogenesis (pembentukan gula baru).Pada dasarnya glukoneogenesis ini adalah sintesis glukosa dari senyawa-senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam laktat danbeberapa asam amino. Proses glukoneogenesis berlangsung terutama dalam hati.Walaupun proses glukoneogenesis ini adalah sintesis glukosa, namun bukan kebalikandari proses glikolisis karena ada tiga tahap reaksi dalam glikolisis yang tidak reversible, artinya diperlukan enzim lain untuk kebalikannya. Glukosa + ATP heksokinase Glukosa-6-Posfat + ADP Fruktosa-6-posfat + ATP fosforuktokinase fruktosa 1,6 diposfat + ADP Fosfoenol piruvat + ADP piruvatkinase asam piruvat + ATPDengan adanya tiga tahap reaksi yang tidak reversible tersebut, maka proses glukoneogenesis berlangsung melalui tahap reaksi lain, yaitu : Fosfoenolpiruvat dibentuk dari asam piruvat melalui pembentukan asam oksaloasetat. a) asam piruvat + CO2+ ATP + H2O asam oksalo asetat +ADP + Fosfat + 2H+b) oksalo asetat + guanosin trifosfat fosfoenol piruvat +guanosin difosfat + CO2Reaksi (a) menggunakan katalis piruvatkarboksilase dan reaksi (b) menggunakan fosfoenolpiruvat karboksilase.Jumlah reaksi (a) dan (b) ialah : asam piruvat + ATP + GTP + H2O + fosfoenol piruvat + ADP +GDP + fosfat+ 2H+ Fruktosa-6-fosfat dibentuk dari fruktosa-1,6-difosfat dengan cara hidrolisis oleh enzim fruktosa-1,6-difosfatase. Glukosa dibentuk dengan cara hidrolisis glikosa-6-fosfat dengan katalis glukosa-6-fosfatase.glukosa-6-fosfat + H2O glukosa + fosfat.

1. Hexose Monophosphate Shunt (HMP Shunt) = Pentose Phosphate Pathway (PPP) Oksidasi Glukosa Langsung = Jalur FosfoglukonatJalur ini aktif dalam hepar, jaringan adiposa (lemak), adrenal korteks, glandula tiroid, sel darah merah,testes dan payudara yang sedang menyusui. Dalam otot aktivitas jalur ini rendah sekali.Fungsi utama jalur ini adalah untuk menghasilkan NADPH, yaitu dengan mereduksi NADP+. NADPH diperlukan untuk proses anabolik di luar mitokhondria, seperti sintesis asam lemak dan steroid. Fungsi yang lain adalah menghasilkan ribosa-5-fosfat untuk sintesis nukleotida dan asam nukleat.Jalannya reaksi sebagai berikut : -D-glukosa 6-fosfat mengalami oksidasi menjadi 6-fosfoglukonolakton. Enzimnya adalah glukosa 6-fosfat dehidrogenase (G6PD). Reaksi ini memerlukan Mg++ atau Ca++ , memakai NADP+ dan menghasilkan NADPH. Insulin meningkatkan sintesis enzim ini. Selanjutnya 6-fosfoglukonolakton diubah menjadi 6-fosfoglukonat. Reaksi ini juga memer-lukan Mg++, Mn++ atau Ca++. Enzimnya glukono-lakton hidrolase. Satu molekul air (H2O) terpakai, ikatan cincin terlepas. 6-fosfoglukonat selanjutnya mengalami dekarboksilasi dan berubah menjadi riboluse-5-fosfat. Sebelum dekarboksilasi 6-fosfoglukonat dioksidasi menjadi semyawa antara 3-keto 6-fosfoglukonat. Ion Mg++, Mn++ atau Ca++ diperlukan. NADP+ bertindak sebagai hidrogen ekseptor menjadi NADPH. Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah 6-fosfoglukonat dehidrogenase. Aktivitas enzim ini tergantung adanya NADP+. Seperti halnya enzim G6PD enzim 6-fosfoglukonat dehidrogenase sintesisnya dirangsang oleh insulin. Selanjutnya Ribulosa 5-fosfat dapat menjadi dua substrat dari dua enzim yaitu:1. Ribulosa 5-fosfat epimerase, yang membentuk suatu epimer pada karbon ketiga, yaitu xylulose 5-fosfat (xylulose 5-phosphate).2. Ribosa 5-fosfat ketoisomerase, yang merubah ribulosa 5-fosfat menjadi ribosa 5-fosfat. Proses selanjutnya akan melibatkan suatu enzim transketolase, yang dapat memindah dua unit karbon ( C1 dan C2 ) dari suatu ketosa pada aldehida dari aldosa. Dalam reaksi ini diperlukan suatu koenzim, tiamin difosfat dan ion Mg++. Dua karbon dari xylulose 5-fosfat dipindah pada ribosa 5-fosfat, menghasilkan suatu ketosa dengan tujuh karbon yaitu sedoheptulosa 7-fosfat dan aldosa dengan tiga karbon gliseraldehida 3-fosfat. Sedoheptulosa 7-fosfat dan gliseraldehida 3-fosfat akan bereaksi dengan bantuan enzim transaldolase dan membentuk fruktosa 6-fosfat dan eritrosa 4-fosfat.Dalam reaksi ini, transaldolase memindah tiga karbon "active dihydroxy acetone" (C1-C3) dari keto dengan tujuh karbon pada aldosa dengan tiga karbon. Reaksi selanjutnya kembali melibatkan enzim transketolase, dimana xylulose 5-fosfat menjadi donor "active glycoaldehyde" (C1-C2). Eritrosa 4-fosfat yang terbentuk dari reaksi sebelumnya, akan bertindak sebagai akseptor (penerima) C1-C2. Reaksi ini memerlukan tiamin dan ion Mg++ sebagai ko-enzim dan menghasilkan fruktosa 6-fosfat dan gliseraldehida 3-fosfat. Agar glukosa dapat dioksidasi secara sempurna menjadi CO2, diperlukan enzim yang dapat mengubah gliseraldehide 3-fosfat menjadi glukosa 6-fosfat. Untuk ini diperlukan enzim Embden-Meyerhof (glikolisis) yang bekerja kearah yang berlawanan. Selain itu, juga diperlukan enzim fruktosa 1,6-difosfatase. Enzim ini mengubah fruktosa 1,6-difosfat menjadi fruktosa 6-fosfat. Secara keseluruhan proses ini dapat dianggap suatu oksidasi tiga molekul glukosa 6-fosfat menjadi tiga molekul CO2 dan tiga molekul pentosa fosfat. Tiga molekul pentosa fosfat diubah menjadi dua molekul glukosa fosfat dan satu molekul gliseraldehida 3-fosfat. Karena dua molekul gliseraldehide 3-fosfat dapat diubah menjadi satu molekul glukosa 6-fosfat melalui jalur kebalikan glikolisis, maka HMP Shunt dapat dikatakan suatu oksidasi glukosa yang komplit (sempurna). Enzim 6-fosfoglukonat dehidrogenase mengontrol HMP Shunt. Enzim ini dapat dihambat oleh NADPH. Reaksi yang dikatalisis enzim ini tidak akan berjalan apabila NADPH tidak dipakai atau dengan kata lain konsentrasinya tidak menurun. Perlu diingat bahwa produksi ribosa 5-fosfat tidak tergantung pada oksidasi glukosa, tapi dapat melewati kebalikan jalur glikolisis. NADPH yang terbentuk berguna dalam sintesis asam lemak, steroid dan sintesis asam amino. Sintesis asam amino melalui glutamat dehidrogenase. Adanya lipogenesis yang aktif ,maka NADPH diperlukan, hal ini mungkin akan merangsang oksidasi glukosa lewat HMP Shunt. "Fed state", suatu keadaan dimana seseorang baru saja makan, mungkin dapat menginduksi sintesis enzim-enzim glukosa 6-fosfat dehidro-genase dan 6-fosfoglukonat dehidrogenase.HMP Shunt dalam eritrosit berguna sebagai penghasil suatu reduktor (NADPH). NADPH dapat mereduksi glutation yang telah mengalami oksidasi (G-S-S-G) menjadi glutation yang tereduksi (2 G-SH). Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah glutation reduktase. Selanjutnya glutation yang tereduksi dapat membebaskan eritrosit dari H2O2 dengan suatu reaksi yang dikatalisis oleh enzim glutation peroksidase.2 G-SH + H2O2 G-S-S-G + 2 H2OReaksi ini penting sebab penimbunan H2O2 memperpendek umur eritrosit. Telah dibuktikan adanya korelasi terbalik antara aktivitas enzim glukosa 6-fosfat dehidrogenase dengan fragilitas sel darah merah. Pada beberapa orang yang mengalami mutasi dimana enzim ini berkurang, maka mereka akan lebih mudah mengalami hemolisis sel darah merah apabila diberi suatu oksidan seperti primaquin, aspirin, sulfonamid atau apabila diberi makan "fava bean".HMP Shunt akan menghasilkan suatu pentosa untuk sintesis nukleotida dan asam nukleat. Ribosa 5-fosfat akan bereaksi dengan ATP menjadi 5-fosforibosil-1-pirofosfat (PRPP). Dalam otot enzim glukosa 6-fosfat dehidro-genase dan 6-fosfoglukonat dehidrogenase hanya sedikit sekali, namun otot dapat membuat ribosa 5-fosfat, yaitu dengan kebalikan HMP Shunt. 7. Faktor yang mempengaruhi metabolisme karbohidrata) Metabolisme tidak bisa diubah, tapi bisa dipengaruhi.Seseorang tidak bisa mengontrol metabolisme secara langsung, tapi seseorang dapat mengontrol makanan apa saja yang dikonsumsi, berapa jumlahnya dan aktivitas fisik yang dilakukan.

b) Tingkat metabolisme setiap orang berbeda-beda.BMR adalah mengukur berapa banyak kalori yang dibakar saat tidak melakukan apa-apa, kondisi ini dipengaruhi oleh jenis kelamin, usia, tinggi dan berat badan, genetik,massaotot dan faktor lingkungan.c) Olahraga meningkatkan metabolisme.Pada dasarnya semakin aktif seseorang maka akan semakin banyak kalori yang dibakar, hal ini menunjukkan bahwa olahraga akan mempengaruhi kemampuan metabolisme tubuh.d) Massa otot yang besar berarti metabolismenya cepat.Massa otot bisa membuat seseorang menjadi kuat sehingga mambantu membakar kalori. Beberapa studi telah menemukan bahwa ketika latihan kekuatan untuk meningkatkan massa otot ditambakan dalam rutinitas olahraga mingguan bisa mendorong laju basal metabolisme.e) Tidur yang cukup akan menyehatkan metabolisme.Sebuah studi yang dilakukanUniversityofChigagomenemukan ketika seseorang tidak cukup tidur akan mengganggu sistem endokrin tubuh, termasuk metabolisme. Kondisi ini akan mempengaruhi kadar gula darah dan proses penyimpanan energi di dalam tubuh.8. Hormon yang berperan dalam metabolisme karbohidratGlukosa darah berada dalam keseimbangan dan yang mengatur metabolisme karbohidrat secara hormonal, yaitu:a. Hormon TiroidHomon ini harus dipandang sebagai hormon yang mempengaruhi glukosa darah. Terdapat bukti-bukti eksperimental bahwa tiroksin mempunyai kerja diabetogenik dan bahwa tindaan tiroidektomi menghambat perkembangan diabeters. Pada manusia, kadar glukosa puasa tampak naik di antara pasien-pasien hipotiroid. Meskipun demikian, pasien hipertiroid kelihatannya menggunakan glukosa dengan kecepatan yang normal atau meningkat, sedangkan pasien hipotiroid mengalami penurunan kemampuan dalam menggunakan glukosa.b. Hormon InsulinHormon insulin yaitu hormon penurun kadar glukosa darah, meningkat dalam waktu beberapa menit setelah makan dan kembali turun ke nilai dasar dalam waktu tiga jam. Insulin menurunkan glukosa darah dengan meningkatkan transpor glukosa ke dalam sel dan melalui glukogenesis, insulin berperan penting dalam mengatur metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein.Pada orang sehat, sekresi insulin mengimbangi jumlah asupan makan yang bermacam-macam. Sebaliknya, orang yang menderita diabetes tidak mampu menyekresi jumlah insulin yang cukup untuk mempertahankan tubuh. Sebagai akibatnya, kadar glukosa darah meningkat tinggi sebagai respon terhadap makanan dan tetap tinggi pada keadaan puasa.c. Hormon GlukagonGlukagon adalah suatu hormon protein yang dikeluarkan oleh sel alfa pulau langerhans sebagai respon terhadap kadar glukosa darah yang rendah dan peningkatan asam amino plasma. Glukagon adalah hormon utama stadium pasca absortif pencernaan, yang terjadi selama periode puasa di antara waktu makan.Fungsi hormon ini terutama adalah katabolik (penguraian). Sebagai contoh, glokagon bekerja sebagai antagonis insulin dengan menghambat perpindahan glukosa ke dalam sel. Glukagon juga menstimulusi glukoneogenesis hati dan menyababkan penguraian simpana glikogen untuk digunakan sebagai sumber energi selain glukosa. Glukagon menstimulus penguraian lemak dan pelepasan asam lemak bebas ke dalam aliran darah, untuk digunakan sebagai sumber energi selain glukosa. Fungsi-fungsi tersebut bekerja untuk meningkatkan kadar glukosa darah.d. Hormon EpinefrinHormon epinefrin disekresi oleh medulla adrenal sebagai akibat dari rangsangan yang menimbulkan stress (ketakutan, kegembiraan, pendarahan, hipoksia, hipoglikemia, dll) dan menimbulkan glikogenolisis di hati serta otot.Hhormon epinefrin adalah hormon yang responsif terhadap penurunan konsentrasi glukosa darah, menghambat glikolisis dan merangsang glukoneogenesis di hati. e. Hormon PertumbuhanHormon pertumbuhan disekresi oleh kelenjar hipofise anterior. Hormon ini menimbulkan pengeluaran asam lemak bebas dari jaringan adiposa, jadi mempermudah ketogenesis. Hormon pertumbuhan juga dapat menurunkan pasokan glukosa oleh hati dan dapat menurunkan peningkatan insulin oleh jarinagan.f. Hormon SomatostatinSomatostatin dijumpai di sel D pulau langerhans pankreas. Somatostatin menghambat sekresi insulin, glukagon, dan polipeptida pankreas dan mungkin bekerja lokal di dalam pulau-pulau pankreas. Sekresi somatostatin pankreas meningkat oleh beberapa rangsangan yang juga merangsang sekresi insulin, yakni glukosa dan asam amino, terutama arginin dan leusin. Somatostatin dikeluarkan dari pankreas dan saluran cerna ke dalam darah perifer.9. Faktor yang menghambat dan mempercepat sekresi insulinPada dasarnya sekresi insulin dikendalikan oleh kadar glukosa darah. Kadar glukosa darah yang melebihi kadar ambang darah (blood glukosa treshold : 110-180 mg/L), akan merangsang sekresi insulin. Sebaliknya bila kadar glukosa darah normal atau rendah, maka sekresi insulin akan berkurang.Selain dikendalikan oleh kadar glukosa darah sebagai pengendali utama, sekresi insulin juga dipengarui oleh beberapa faktor lain, baik yang meningkatkan maupun yang menghambat. Namun demikian, baik yang merangsang maupun yang menghambat keduanya berkaitan dengan metabolisme karbohidrat dan pengaruhnya pada siklus adenosina monofosfat (AMP).Faktor-faktor yang merangsang sekresi insulin antara lain:a. Kadar glukosab. Arginin, leusin, asam asetoasetat, dan asam amino tertentuc. Asetilkolin atau perangsangan parasimpatis (vagus) d. Glukagone. Gastrin Pankreozimin-Cholecytokinine (PZ CCK) dan sekretinSedangkan faktor yang menghambat sekresi insulin antara lain:a. Somatostatinb. Perangsangan reseptor alfa adrenergikc. Kadar ion K plasma yang rendah

10. Angka Kecukupan Karbohidrat (AKK)UmurAKK 2012 (gr)

Anak

0-5 bl58

6-11 bl82

1-3 th155

4-6 th220

2-9 th254

Laki-laki

10-12 th289

13-15 th340

16-18 th368

19-29 th375

30-49 th394

50-64 th349

65-79 th309

80+ th248

Perempuan

10-12 th275

13-15 th292

16-18 th292

19-29 th209

30-49 th323

50-64 th285

65-79 th252

80+ th232

Hamil (+an)

Trimester 125

Trimester 241

Trimester 341

Menyusui (+an)

6 bl pertama45

6 bl kedua55

Catatan : AKK 2012 = Angka Kecukupan Karbohidrat 201211. Kadar Glukosa DarahDalam keadaan post absorbsi konsentrasi glukosa darah manusia berkisar antara 80-100 mg/dl. Setelah makan karbohidrat kadar dapat meningkat sampai sekitar 120-130 mg/dl. Selama puasa, kadarnya turun sampai sekitar 60-70 mg/dl. Dalam keadaan normal, kadarnya dikontrol dalam batas-batas ini. 12. Pengaturan Glukosa DarahMempertahankan kadar glukosa darah hingga stabil adalah salah satu mekanisme homeostatik yang paling baik, dimana hati, jaringan-jaringan ekstrahepatik, dan beberapa hormon mempunyai peranan. Sel-sel hati sangat permeable terhadap glukosa, sedangkan sel-sel jaringan ekstrahepatik relatif impermeabel. Ini mengakibatkan penembusan glukosa melalui membran sel merupakan langkah-langkah yang rate limiting dalam jaringan ekstrahepatik. Glukosa dengan cepat mengalami fosforilasi oleh heksokinase pada waktu masuk ke dalam sel. Sebaliknya, ada kemungkinan bahwa aktifasi enzim-enzim tertentu dan konsentrasi zat-zat antara yang penting lebih banyak mempengaruhi secara langsung uptake dan output glukosa dalam darah. Hal ini merupakan faktor yang penting dalam mengatur kecepatan uptake glukosa dalam hati dan jaringan ekstrahepatik.Heksokinase dihambat oleh glukosa 6-fosfat, sehingga dapat terjadi pengaturan umpan balik terhadap uptake glukosa dalam jaringan ekstrahepatik yang tergantung pada heksokinase untuk fosforilase glukosa. Glukokinase, yang mempunyai km lebih tinggi (afinitas yang lebih rendah) untuk glukosa daripada heksokinase, meningkat dalam aktifitas batas konsentrasi fisiologis glukosa dan mempuyai hubungan spesifik dengan uptake glukosa di hati pada konsentrasi yang lebih tinggi setelah mengkonsumsi karbohidrat.Disamping pengaruh langsung dari kondisi hiperglikemia dalam meningkatkan uptake glukosa ke dalam hati dan jaringan perifer, hormon insulin juga memegang peranan pokok dalam pengaturan konsentrasi glukosa darah. Insulin dihasilkan oleh selsel beta pulau langerans dalam pankreas dan disekresi ke dalam darah sebagai respon langsung terhadap hiperglikemia. Konsentrasinya dalam darah sebanding dengan konsentrasi glukosa. Hormon-hormon seperti epinefrin dan norepinefrin menghambat pengeluaran insulin. Secara in vitro (dan mungkin in vivo) ditemukan bahwa insulin mempunyai efek langsung pada jaringan seperti jaringan adiposa dan otot dalam menaikkan kecepatan uptake glukosa. Diduga bahwa kerja ini disebabkan karena peningkatan transport glukosa melalui membran sel.Glukagon adalah hormon yang dipengaruhi oleh sel-sel alfa pulau langerhans dari pankreas. Sekresinya dirangsang oleh hipoglikemia dan bila sampai di hati (melalui vena porta), menyebabkan glikogenolisis dengan mengaktifkan fosforilase dengan cara yang sama seperti epinefrin. Tidak seperti epinefrin, glukagon tidak mempunyai efek terhadap fosforilase otot. Glukagon juga merangsang efek glukoneogenesis serta glikogenolisis hati dan menambah efek hiperglikemik yanng diakibatkan oleh glukagon. Kelenjar hipofisis anterior mensekresi hormon-hormon yang cendeerung untuk meningkatkan glukosa darah dan oleh karena itu melawan kerja insulin. Hormon-hormon ini adalah hormon pertumbuhan, ACTH (kortikotropin), dan mungkin zat diabetogenik lainnya. Sekresi hormon pertumbuhan, dirangsang oleh hipoglikemia. Hormon ini bekerja dengan menurunkan uptake glukosa dalam jaringan tertentu, misalnya otot. Pemberian hormon pertumbuhan untuk waktu yang lama dapat menimbulkan diabetes. Efek hiperglikemia yang timbul akibat perangsangan hormon pertumbuhan merangsang sekresi insulin, dengan kemungkinan menyebabkan sel-sel beta menjadi letih. Selain hormon pertumbuhan, ACTH dapat mempunyai efek tidak langsung pada penggunaan glukosa, yaitu meningkatkan pengeluaran asam-asam lemak bebas dari jaringan adiposa. Efek utamanya pada metabolisme karbohidrat adalah perangsangan sekresi hormon korteks adrenal.Korteks adrenal mensekresi sejumlah hormon steroid antara lain glukokortikoid (kortisol) dan mineralokotikoid (aldesteron). Glukokortikoid berperan penting dalam metabolisme karbohidrat. Pemberian glukokortikoid menyebabkan terjadinya glukoneogenesis. Sehingga terjadi kenaikan katabolisme protein dalam jaringan, peningkatan uptake asam amino oleh hati, dan kenaikan aktivitas transaminase dan enzim-enzim lain yang berhubungan dengan glukoneogenesis dalam hati. Selain itu, glukokortikoid juga menghambat penggunaan glukosa dalam jaringan ekstrahepatik. Glukokortikoid juga berperan dengan suatu cara yang antagonostik terhadap insulin.Epinefrin, disekresi oleh medulla adrenal, merangsang pemecahan glikogen dalam otot. Akan tetapi, pemberian epinefrin mengakibatkan pengeluaran glukosa dari hati bila terdapat glikogen akibat perangsangan fosforilase. Pada otot, sebagai akibat tidak adanya glukosa 6-fosfatase, glikogenoliosis mengakibatkan pembentukan laktat. Laktat yang berdifusi ke dalam darah diubah kembali oleh glukoneogenesis menjadi glikogen dalam hati (siklus cori). Kondisi hipoglikemia menyebabkan suatu rangsangan saraf simpatis, sehingga terjadi kenaikan sekresi epinefrin, akibatnya terjadi proses glikogenolisis dan diikuti oleh kenaikan konsentrasi glukosa darah.13. Gangguan Kelebihan Maupun Kekurangan Karbohidrata. Penyakit Akibat Kekurangan Karbohidrat MarasmusGangguan akibat kekuranganasupan makanan yang mengandung karbohidrat dapat mengakibatkan penyakit di antaranya adalah penyakit yang sering mengenai anak balita (di bawah lima tahun) disebut juga penyakit marasmus.

Ciri-ciri penyakit marasmus : Selalu merasa kelaparan Anak sering menangis Tubuh menjadi sangat kurus, biasanya pada anak yang terkena penyakit busung lapar Kulit menjadi keriput Pernapasan terganggu akibat tekanan darah dan detak jantung yang tidak stabilPenyakit marasmus sangat berbahaya dan bisa menyebabkan kematian apabila tidak ditangani secara serius. Penyakit marasmus akan mengakibatkan tumbuh kembang anak menjadi terhambat, perkembangan kecerdasannya menjadi lambat, dan tidak menutup kemungkinan akan berdampak pada perkembangan psikologisnya.Penyakit marasmus sangat berbahaya dan bisa menyebabkan kematian apabila tidak ditangani secara serius.Penyakit kekurangan karbohidratmarasmus ini akan mengakibatkan tumbuh kembang anak menjadi terhambat, perkembangan kecerdasannya menjadi lambat, dan tidak menutup kemungkinan akan berdampak pada perkembangan psikologisnya. Kekurangan Kalori dan Protein (KKP)Penyakit kekurangan kalori dan protein pada dasaraya terjadi karena defisiensi energi dan defisiensi protein, disertai susunan hidangan yang tidak seimbang. Penyakit KKP terutama menyerang anak yang sedang tumbuh, dan dapat pula menyerang orang dewasa, yang biasanya kekruangan makan secara menyeluruh.Penyakit KKP memyerang anak yang sedang tumbuh pesat (balita), terutama berusia 2-4 tahun. Beberapa gejala definiensi energi, anak kelihatan kurus seolah-olah hanya tinggal kulit pembalut tulang. Muka berkerut seperti orang tua, kulit di dekat pantat Juga tampak berlipat-lipat, mengenaskan kulit yang terlalu lebar untuk badan anak. Anak tergeletak pasif, apatis, tanpa respon terhadap keadaan sekitar, dan bila dipegang tidak terasa jariagan lemak subkutan di antara lipatan kulitnya.Pada anak yang kekurangan protein (kwashiskor) ditemui gejala antara lain, anak aptis, rambut kepala halus dan jarang, rambut bewarna kemerahan, kusam tidak hitam mengkilap seperti pada anak Sehat, rambut ini aering mudah dicabut tanpa terasa sakit oleh ponderita. Kadang kala terdapat uban yang momperkuat diagnosa, kwashiorkor.Bila KKP menyerang orang dewasa akan terlihat gejala berupa udema kelaparan, karona udema tampak menonjol pada bagian ulnar penderita. HipoglikemiaHipoglikimia(kadar glukosa darah yang abnormal-rendah) terjadi kalau kadarglukosa turun di bawah 50 hingga 60 mg/dl (2,7 hingga 3,3mmol/L).Hipoglikemi adalah suatu kondisi dimana kadar glukosa darah yang abnormal rendah) terjadi kalau kadar glukosa turun di bawah 50 hingga 60 mg/dl.Faktor-faktor yang menyebabkan hipoglikemia: Asupan karbohidrat kurang,Makan tertunda atau lupa, porsi makan kurang Diet slimming, anorexia nervosa Muntah, gastroparesis Menyusui Absorbsi yang cepat, pemulihan glikogen otot Alkohol,pemakaian alkohol dalam jumlah banyak tanpa makan dalam waktu yang lama bisa menyebabkan hipoglikemia yang cukup berat sehingga menyebabkanstupor.

b. Jenis Penyakit Akibat Kelebihan Karbohidrat Diabetes MelitusDiabetes diturunkan dari bahasa Yunani yaitudiabtsyang berarti pipa air melengkung (syphon). Diabetes dinyatakan sebagai keadaan di mana terjadi produksi urin yang melimpah pada penderita Diabetes mellitus (DM) merupakan suatu penyakit yang melibatkan hormon endokrin pankreas, antara lain insulin dan glukagon. Manifestasi utamanya mencakup gangguan metabolisme lipid, karbohidrat, dan protein yang pada gilirannya merangsang kondisi hiperglikemia. Kondisi hiperglikemia tersebut akan berkembang menjadi diabetesmellitus dengan berbagai macam bentuk manifestasi komplikasi.Terdapat beberapa definisi yang dapat merepresentasikan penyebab, perantara dan wujud komplikasi tersebut.Diabetes mellitus (DM) tipe I diperantarai oleh degenerasi sel Langerhans pankreas akibat infeksi virus, pemberian senyawa toksin, diabetogenik (streptozotosin, aloksan), atau secara genetik (wolfram sindrome) yang mengakibatkan produksi insulin sangat rendah atau berhenti sama sekali. Hal tersebut mengakibatkan penurunan pemasukan glukosa dalam otot dan jaringan adiposa. Secara patofisiologi, penyakit ini terjadi lambat dan membutuhkan waktu yang bertahun-tahun, biasanya terjadi sejak anak-anak atau awal remaja. Penurunan berat badan merupakan ciri khas dari penderita DM I yang tidak terkontrol. Gejala yang sering mengiringi DM I yaitu poliuria, polidipsia, dan polifagia. Peningkatan volume urin terjadi disebabkan oleh diuresis osmotik (akibat peningkatan kadar glukosa darah atau hiperglikemik) dan benda-benda keton dalam urin. Lebih lanjut, diuresis osmotik tersebut akan mengakibatkan kondisi dehidrasi, kelaparan dan shock. Gejala haus dan lapar merupakan akibat dari kehilangan cairan dan ketidakmampuan tubuh menggunakan nutrisi .Pada DM I, kadar glukosa darah sangat tinggi, tetapi tubuh tidak dapat memanfaatkannya secara optimal untuk membentuk energi. Oleh karena itu, energi diperoleh melalui peningkatan katabolisme protein dan lemak. Seiring dengan kondisi tersebut, terjadi perangsangan lipolisis serta peningkatan kadar asam lemak bebas dan gliserol darah.Hormon insulinyang kurang berfungsi bisa karena memang simtomnnya yang tidak cukup, atau kepekaan sel target terhadap hormon itu yang menurun. Namun ada yang berpendapat hormonnya disintesa dalam jumlah cukup, tetapi mobilisasinya terhambat sehingga bertumpuk dalam bertuk inaktif dalan sel-sel otot. Banyak juga faktor lain yang ikut mempengaruhi timbulnya penyakit kencing manis.Insulin rerupakan pengatur glukosa untuk masuk ke dalam sel target dan sel lain. Pada defisiensi insulin, glukosa tak dapat masuk ke dalam sel, sehinga konsentrasinya meningkat di luar sel, termanuk di dalam cairan darah, Namun timbunan glukosa itu tak dapat dimanfaatkam sel yang memerlukan untuk energi, Tumpukan glukosa itu kemudian dibuang melalui ginjal ke dalam urine sehinnga. air kencing meagandung gula yang disebut glukosuria.Diabetes melitus dapat ditangani dengan upaya diet, kegiatan fisik dan otak. Jika penangannya cukup Baik, penderita dapat menjalani kehidupan normal untuk jangka waktu cukup lama. Pada penderita sering dijumpai kelainan sampingan, terutama yang tidak dirawat dengan baik, misalaya kelainan retina (retiaepathia diabetica), kelainan kardiovaskuler dengan gejala penyumbatan pembuluh darah halus, kelainan ginjal dan kelainan hati. Bisa juga, terjadi kelainan saraf yang disebut neorepathia diabetica.Penyakit kencing manis dapat dikatakan suatu kelainan akibat kekurangan hormon insulin. AkiBatnya, glukosa yang dikonsumsi tetap redah dalam darah dan sukar menembus dinding sel untuk disimpan menjadi glikogen atau digunakan sebagai energi. Pada. penderita diabetes, kadar gula dapat mencapai 1.200ol/dl, Keadaan inihanya dapat diatasi dengan suntikanhormon insulin secara teratur dan pembatasan makanan atau diet yang ketat. ObesitasObesitas atau kegemukan adalala kelebihan gizi yang ditandai dengan adanya penimbunan lemak secara berlebihan dalan tubuh sehingga menaikkan berat Badan. Kegemukan hanya dapat terjadi jika ada kelebihan energi karena berbagai sebab, antara lain kelebihan zat gizi, kelainan baagian otak tertentu, kelainan hormon endokrin, faktor keturunan, dan akibat pemakaian obat tertentu.Kelebihan berat antara lain disebabkan ketidakseimbangan konsumsi kalori dengan kebutuhan energi, dimana konsumai terlalu berlebihan dibanding kebutuhan energi. Kelebihan energi itu disimpan dalam bentuk jaringan lemak. Pada keadaan normal, jaringan lemak itu ditimbun di beberapa tempat, diantaranya dalam jaringan subkutan dan dalam jaringan tirai khusus (ementum).Penimbunam lemak pada wanita memiserikan bentuk khas feminin, misalaya di daerah pinggul, daerah bahu, dan dada. Timbunan ringan lemak di daerah khusus itu sangat ditakuti dan dijauhi kaum wanita karena cukup sulit diatasi. Jantung KoronerPenyakit jantung dimulai ketika kolesterol, bahan lemak, dan kalsium tertumpuk dalam arteri.Ketika ini terjadi dalam arteri yang mensuplai jantung, penumpukan ini, atau plak, menyebabkan arteri menyempit, sehingga pengiriman oksigen ke jantung berkurang. Pengurangan pengiriman oksigen ke jantung dapat membuat nyeri dada, juga disebut angina. Penyakit jantung dimulai ketika kolesterol, bahan lemak, dan kalsium membangun di arteri, sebuah proses yang dikenal sebagai aterosklerosis. Hubungan antara penyakit jantung dan serangan jantung Ketika plak terjadi sampai ke titik dan pecah, hal itu menyebabkan bekuan darah terbentuk di arteri koroner. Bekuan darah memblok darah mengalir ke otot jantung, menyebabkan serangan jantung. Dalam skenario terburuk, serangan jantung tiba-tiba atau gangguan irama fatal dapat terjadi. Penyumbatan arteri koroner oleh plak dapat menyebabkan serangan jantung (myocardial infarction) atau gangguan irama fatal (serangan jantung tiba-tiba). Penyakit jantung: pembunuh nomor satu Penyakit jantung mempengaruhi sekitar 14 juta laki-laki dan perempuan di Amerika Serikat, dan memiliki tingkat kematian yang tinggi. Bahkan, merenggut kehidupan lebih banyak dari total gabungan penyebab utama kematian berikutnya.

B. Kerangka Konsep HormonKarbohidrat

Asam amino Lemak Glikogenesis Glukoneogenesis Glikolisis GlikogenolisisGlikogen(hati dan otot)Glukosa(darah)

BAB IIIPENUTUP

A. KesimpulanKarbohidrat atau sakarida adalah segolongan besar senyawa organik yang tersusun dari atom karbon, hidrogen dan oksigen. Karbohidrat adalah senyawa polihidroksi aldehid atau polihidroksiketon. Karbohidrat mempunyai 3 lintasan metabolisme, yaitu: lintasan anabolisme, lintasan katabolisme, dan lintasan amfibolik. Jalur metabolisme karbohidrat antara lain: glikolisis, oksidasi piruvat, siklus asam sitrat, transfer elektron, glikogenesis, glikogenolisis, dan glukoneogenesis.Glikogenesis adalah lintasan metabolisme yang mengkonversi glukosa menjadi glikogen untuk disimpan di dalam hati. Lintasan diaktivasi di dalam hati oleh hormon insulin sebagai respon terhadap rasio gula darah yang meningkat. Glikogenolisis adalah lintasan metabolisme yang digunakan oleh tubuh, selain glukoneogenosis, untuk menjaga keseimbangan kadar glukosa di dalam plasma darah untuk menghindari simtoma hipoglisemia.Glukosa yang terbentuk dari glikogenolisis nantinya akan digunakan oleh sel untuk respirasi sehingga menghasilkan energi, yang energi itu terekam / tersimpan dalam bentuk ATP. Glikoneogenesis adalah biosintesis glukosa atau glikogen dari senyawa-senyawa nonkarbohidrat. Glukoneogenesis terjadi jika sumber energi dari karbohidrat tidak tersedia lagi. Asam laktat yang terjadi pada proses glikolisis dapat dibawa oleh darah ke hati. Disini asam laktat diubah menjadi glukosa kembali melalui serangkaian reaksi dalam suatu proses yang disebut glukoneogenesis (pembentukan gula baru).

DAFTAR PUSTAKA

Bondy P.K. and Rosenberg L.E. : Duncan's Diseases of Metabolism Genetic Metabolism and Endocrino-logy. Seventh Ed. Asian Ed. W.B. Saunder Comp. Igaku Shoin Ltd. Tokyo 1974. pp 245 - 250.Devlin T.M. : Texbook of Biochemistry with Clinical correlation. Third Ed. John Wiley & Son Pub. Singapore. 1992. pp 351, 1077 1081Lehninger A.L., Nelson D.L and Cox M.M : Principles of Biochemistry. Second Ed. Worth Publ. Inc. New York. 1993. pp 298, 598-599Murry R.M., Granner D.K., Mayes P.A. and Rodwell V.W.: Harper's Biochemistry. Twenty-sixthth Edition. Appleton & Lance. Englewood Cliffs. New Jersey. USA. 2003. pp 122 129, 136 172.Robert G.P dkk : Harrison's Principles of Internal Medicine. Tenth Ed. International Student Edition. McGrawHill Book Copm. Tokyo. 1985 pp 1873Rypier's Medical Licensure Examination. 13th Ed. J.P. Lippincott Comp. Phil. 1981. pp 245 - 261.Marks, Dawn B dkk. Biokimia Kedokteran Dasar. 1996. Jakarta: EGCKuchel, Philip and Ralston, Gregory B. Schaums Easy Outlines Biochemistry. 2002. Jakarta: ErlanggaSumardjo, Damin. Pengantar Kimia: Buku Panduan Kuliah Mahasiswa Kedokteran dan Program Strata I Fakultas Bioeksakta. Jakarta: EGC