Nama : Putu Indah Lindiana Dewi R.

NPM : 10700258

Materi : Metabolisme Karbohidrat

Dosen Pengajar : dr. Loo Hian Dao, MSi

1. Mengapa glukokinase dikatakan dapat mengontrol kadar glukosa darah dibandingkan

dengan heksokinase? Jelaskan!

Jawab:

Glukokinase merupakan enzim hati yang melakukan fosforilasi glukosa dan aktivasinya

meningkat setelah makan, yaitu pada saat kadar glukosa di vena porta hepatik tinggi.

Glukokinase memiliki nilai Km yang lebih tinggi terhadapa glukosa dibandingkan

dengan heksokinase sehingga glukokinase memiliki daya ikat yang lebih lemah yang

menyebabkan substrat mudah dirubah menjadi produk sehingga dapat dengan cepat

menarik glukosa dalam darah setelah kita makan, yang diikuti dengan proses glikolisis.

2. Bagaimanakah peranan 2, 3-bifosfogliserat pathway pada orang yang tinggal di daerah

perbukitan yang tinggi dengan kadar O2 yang rendah? Jelaskan!

Jawab:

Peranannya penting bagi orang yang tinggal di daerah perbukitan yang tinggi dengan

kadar O2 yang rendah. 2, 3-bifosfogliserat pathway yang terjadi di eritrosit merupakan

jalur alternative yang tidak menghasilkan ATP dari glikolisis. Jalur ini berfungsi

menyediakan 2, 3-bifosfogliserat, yang berikatan dengan hemoglobin dan menurunkan

afinitasnya terhadap oksigen sehingga oksigen lebih mudah disalurkan ke jaringan.

3. Jelaskan manfaat dari kerja branching enzyme pada proses glikogenesis!

Jawab:

Branching enzyme berfungsi dalam pembentukan cabang dalam biosintesis glikogen yang

melibatkan pelepasan rantai glikogen yang sudah ada. Ketika rantai memiliki panjang

sedikit 11 residu glukosa, sebagian rantai 1→4 dipindahkan ke rantai di dekatnya oleh

branching enzyme untuk membentuk ikatan 1→6 sehingga terbentuk titik percabangan.

1

Jadi branching enzyme memiliki fungsi untuk membentuk cabang pada proses

glikogenesis.

4. Apakah terdapat perbedaan mekanisme kerja epinefrin dengan menstimulasi reseptor α

dan reseptor β terhadap metabolisme karbohidrat? Jelaskan!

Jawab:

Terdapat berbedaan anatara mekanisme kerja epinefrin dengan menstimulasi reseptor α

dan reseptor β.

Apabila epinefrin menstimulasi reseptor β saat keadaan lapar maka akan mengaktifkan

enzim adenilat siklase untuk membentuk cAMP→cAMP dependen protein

aktif→fosforilase kinase aktif→glikogen fosforilase aktif→glikogenolisis. Apabila

berlanjut terus cAMP akan berkurang menjadi 5’-AMP oleh enzim fosfodiesterase

dimana enzim ini akan menghambat glikogenolisis. Enzim fosfodiesterase akan dapat

meningkat dengan adanya insulin.

Sementara jika epinefrin menstimulasi reseptor α akan menginhibisi pelepasan insulin.

Jika terjadi inhibisi terhadap insulin, akan mempengaruhi proses metabolime yang terjadi

di dalam tubuh. Maka akan terjadi penghambatan proses glikolisis dan sintesis glikogen

serta asam lemak yang menyebabkan peningkatan dari proses glikogenolisis,

glukoneogenesis dan ketogenesis.

5. Mengapa diperlukan adanya 3 molekul glukosa 6-fosfat untuk memulai terjadinya

pentosa phosphat pathway? Jelaskan!

Jawab:

3 molekul glukosa 6-fosfat diperlukan karena akan menghasilkan 3 molekul CO2 dan 3

gula 5-karbon. Zat-zat ini disusun kembali untuk menghasilkan 2 molekul glukosa 6

fosfat dan 1 molekul zat antara glikolitik (gliseraldehida 3-fosfat). Karena 2 molekul

gliseraldehida 3-fosfat dapat menghasilkan glukosa 6-fosfat dan jalur ini dapat

mengoksidasi glukosa secara tuntas.

6. Jelaskan hubungan antara Pentosa Phophat Pathway dengan Heksosamine Pathway!

Jawab:

Pentosa phosphat pathway terdiri dari 3 siklus yang saling berhubungan, dengan glukosa

6-fosfat yang menjadi substrat maupun produk akhir.

2

Terdapat enzim Transaldolase yang mengkatalisis pemindahan gugus tiga-karbon

dihidroksiaseton dari ketosa sedoheptulosa 7-fosfat ke aldosa gliseraldehida 3-fosfat

untuk membentuk ketosa fruktosa 6-fosfat.

Untuk mengoksidasi glukosa secara sempurna menjadi CO2 melalui jalur pentosa fosfat,

di jaringan harus terdapat enzim-enzim untuk mengubah gliseraldehida 3-fosfat menjadi

glukosa 6-fosfat. Di jaringan yang tidak memiliki enzim ini, gliseraldehida 3-fosfat akan

mengikuti jalur normal glikolisis menjadi piruvat. Hal ini akan menyebabkan

peningkatan jalur glikolisis. Ketika terjadi peningkatan jalur glikolisis maka jalur pun

akan menjadi macet sehingga fruktosa 6-fosfat akan mencari jalur lain yaitu jalur

heksosamine pathway.

7. Jelaskan mekanisme terjadinya gangguan kerja enzim gliseraldehide 3-fosfat

dehidrogenase pada keadaan hiperglikemi kronik!

Jawab:

Pada hiperglikemi proses glikolisis akan macet atau ramai, maka glukosa akan dialihkan

ke jalur-jalur lainnya. Akan terjadi peningkatan glukosa, glukosa 6-fosfat, fruktosa 6-

fosfat, gliseraldehida 3-fosfat dan 3 fosfogliserat.

Dengan adanya peningkatan pada gliseraldehida 3-fosfat meyebankan Gliseraldehida 3-

fosfat dehidrogenase (GAPDH) akan mengalami penurunan sehingga masuk ke dalam

jalur glucotoxicity yaitu protein kinase C pathway dan AGE pathway yang menyebabkan

jalur glikolisis tidak akan berjalan sama sekali.

Kadar glukosa yang tinggi dalam sel, produksi superoksida mitokhondria yang

berlebihan, kerusakan DNA, dan aktivasi PARP, merupakan urutan proses yang

menghambat GAPDH.

8. Bagaimanakah peranan PARP pada keadaan hiperglikemi kronik? Jelaskan!

Jawab:

Pada keadaan hiperglikemi kronik akan terjadi aktivasi PARP yang berakibat terjadinya

inhibisi terhadap GAPDH, dan ini menyebabkan peningkatan seluruh jalur menyimpang

(glucotoxicity) yaitu Polyol pathway, heksosamine pathway, protein kinase C pathway

dan AGE pathway.

3

9. Mengapa dosis insulin tidak perlu diturunkan pada Dawn Effect? Jelaskan!

Jawab:

Dawn Effect diakibatkan oleh hasil serangkaian perubahan alami di dalam tubuh

seseorang sepanjang malam. Saat dosis insulin mulai menurun di malam hari, maka tubuh

akan meresponsnya dengan cara melepaskan glukosa simpanan sehingga menyebabkan

kenaikan kadar gula darah di pagi hari.

Kadar gula darah yang meningkat di pagi hari juga bisa disebabkan akibat berkurangnya

(penyusutan) kadar insulin di dalam tubuh, hal ini karena dosis insulin saat malam hari

berkurang atau habis.

Maka apabila dosis insulin diturunkan pada Dawn Effect akan dapat menyebabkan

terganggunya metabolisme karbohidrat dalam tubuh, dimana insulin juga memegang

peran penting di dalamnya.

10. Bagaimanakah mekanisme perubahan yang terjadi pada reseptor insulin pada seseorang

yang mengalami obesitas? Jelaskan!

Jawab:

Obesitas ini dapat meningkatkan resistansi insulin ke suatu tahap yang tidak lagi dapat

dikompensasi dengan meningkatkan produksi insulin. Konsep resistansi insulin adalah

sebagai berikut : pada awalnya tampak terdapat resistensi dari sel-sel sasaran terhadap

kerja insulin. Insulin mula-mula mengikat dirinya kepada reseptor-reseptor permukaan

sel tertentu, kemudian terjadi reaksi intraselluler yang meningkatkan transport glukosa

menembus membran sel.

Mekanisme perubahannya antara lain:

1. Augmentasi dari massa jaringan adiposa, yang menyebabkan peningkatan oksidasi

lipid.

2. Insulin resistensi pada awal obesitas, dinampakkan dari klem euglycemik, sebagai

resisten terhadap penyimpanan glukosa insulinmediated dan oksidasi. Seterusnya

memblokir fungsi siklus glikogen.

3. Meskipun sekresi insulin dipertahankan, namun, glikogen yang tidak terpakai

mencegah penyimpanan glukosa yang lebih lanjut dan mengarah ke diabetes tipe 2.

4. Kelelahan sel beta yang menghasilkan insulin secara komplit.

4

Resistensi insulin yang berkaitan erat dengan obesitas menimbulkan stres berlebihan pada

sel beta yang akhirnya mengalami kegagalan dalam menghadapi peningkatan kebutuhan

insulin.

Perubahan pada reseptor insulin disebabkan oleh berkurangnya jumlah tempat reseptor

yang responsif insulin pada membran sel. Akibatnya terjadi penggabungan abnormal

antara komplek reseptor insulin dengan system transport glukosa.

5