Makalah Biokimia
METABOLISME KARBOHIDRAT
BIDANG PEMINATAN :
BUDIDAYA PERAIRAN
Disusun Oleh:
Muhammad Arsyad
I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. Metabolisme total merupakan semua proses biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup.
Metabolisme sangat penting bagi makhluk hidup untuk kelangsungan hidupnya. Metabolisme adalah segala proses reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup, mulai dari makhluk hidup bersel satu sampai makhluk hidup yang susunan tubuhnya sangat kompleks.
Jalur-jalur metabolisme penting mencakup metabolisme karbohidrat, metabolisme lemak, metabolisme protein dan metabolisme asam nukleat. Khusus untuk metabolisme karbohidrat berperan penting dalam reaksi kimia yang terjadi dalam tubuh yang fungsi utamanya untuk menghasilkan sumber energi.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan makalah ini di antaranya adalah sebagai berikut:
· Untuk mengetahui reaksi-reaksi kimia karbohidrat yang terjadi dalam tubuh untuk menghasilkan energi.
II PEMBAHASAN
2.1 Karbohidrat
Karbohidrat ('hidrat dari karbon', hidrat arang) atau sakarida (dari bahasa Yunani, sákcharon, berarti "gula") adalah segolongan besar senyawa organik yang paling melimpah di bumi. Karbohidrat memiliki berbagai fungsi dalam tubuh makhluk hidup, terutama sebagai bahan bakar (misalnya glukosa), cadangan makanan (misalnya pati pada tumbuhan dan glikogen pada hewan), dan materi pembangun (misalnya selulosa pada tumbuhan, kitin pada hewan dan jamur). Pada proses fotosintesis, tumbuhan mengubah karbondioksida menjadi karbohidrat.
Secara biokimia, karbohidrat adalah polihidroksil-aldehida atau polihidroksil-keton, atau senyawa yang menghasilkan senyawa-senyawa ini bila dihidrolisis. Karbohidrat mengandung gugus fungsi karbonil (sebagai aldehida atau keton) dan banyak gugus hidroksil. Pada awalnya, istilah karbohidrat digunakan untuk golongan senyawa yang mempunyai rumus (CH2O)n, yaitu senyawa-senyawa yang n atom karbonnya tampak terhidrasi oleh n molekul air. Namun demikian, terdapat pula karbohidrat yang tidak memiliki rumus demikian dan ada pula yang mengandung nitrogen, fosforus, atau sulfur. Formula umum karbohidrat adalah CN (H2O)2, contoh glukosa C6H12O6. Karbohidrat berdsarkan analisa proksimat terdiri dari serat kasar dan bahan ekstra tanpa nitrogen.
Bentuk molekul karbohidrat paling sederhana terdiri dari satu molekul gula sederhana yang disebut monosakarida, misalnya glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Banyak karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari molekul gula yang terangkai menjadi rantai yang panjang serta dapat pula bercabang-cabang, disebut polisakarida, misalnya pati, kitin, dan selulosa. Selain monosakarida dan polisakarida, terdapat pula disakarida (rangkaian dua monosakarida) dan oligosakarida (rangkaian beberapa monosakarida).
2.1.1 Klasifikasi Karbohidrat
Karbohidrat dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1) Monosakarida merupakan karbohidrat paling sederhana karena molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi karbohidrat lain. Monosakarida dibedakan menjadi aldosa dan ketosa. Contoh dari aldosa yaitu glukosa dan galaktosa. Contoh ketosa yaitu fruktosa.
2) Disakarida dan oligosakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang berikatan melalui gugus -OH dengan melepaskan molekul air. Contoh dari disakarida adalah sukrosa, laktosa, dan maltosa.
3) Polisakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai monomernya. Rumus umum polisakarida yaitu C6(H10O5)n. Contoh polisakarida adalah selulosa, glikogen, dan amilum.
2.2 Metabolisme Karbohidrat
Karbohidrat adalah senyawa yang tersusun atas unsur-unsur C, H, dan O. Karbohidrat setelah dicerna di usus, akan diserap oleh dinding usus halus dalam bentuk monosakarida. Monosakarida dibawa oleh aliran darah sebagian besar menuju hati, dan sebagian lainnya dibawa ke sel jaringan tertentu, dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut. Di dalam hati, monosakarida mengalami proses sintesis menghasilkan glikogen, dioksidasi menjadi CO2 dan H2O, atau dilepaskan untuk dibawa oleh aliran darah ke bagian tubuh yang memerlukan. Hati dapat mengatur kadar glukosa dalam darah atas bantuan hormon insulin yang dikeluarkan oleh kelenjar pankreas. Kenaikan proses pencernaan dan penyerapan karbohidrat menyebabkan glukosa dalam darah meningkat, sehingga sintesis glikogen dari glukosa oleh hati akan naik. Sebaliknya, jika banyak kegiatan maka banyak energi untuk kontraksi otot sehingga kadar glukosa dalam darah menurun. Dalam hal ini, glikogen akan diuraikan menjadi glukosa yang selanjutnya mengalami katabolisme menghasilkan energi (dalam bentuk energi kimia, ATP).
Faktor yang penting dalam kelancaran kerja tubuh adalah kadar glukosa dalam darah. Kadar glukosa di bawah 70 mg/100 ml disebut hipoglisemia. Adapun di atas 90 mg/100 ml disebut hiperglisemia. Hipoglisemia yang serius dapat berakibat kekurangan glukosa dalam otak sehingga menyebabkan hilangnya kesadaran (pingsan). Hiperglisemia merangsang terjadinya gejala glukosuria, yaitu ketidakmampuan ginjal untuk menyerap kembali glukosa yang telah mengalami filtrasi melalui sel tubuh. Hormon yang mengatur kadar gula dalam darah, yaitu:
· Hormon insulin, dihasilkan oleh pankreas, berfungsi menurunkan kadar glukosa dalam darah.
· Hormon adrenalin, dihasilkan oleh korteks adrenal, berfungsi menaikkan kadar glukosa dalam darah.
Macam-macam proses metabolisme karbohidrat:
1. Glikogenesis, adalah poses pembentukan glikogen dari glukosa. Proses pembentukan glikogen sebagai berikut.
a. Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa, dengan bantuan enzim glukokinase dan mendapat tambahan energi dari ATP dan fosfat.
b. Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa-1-fosfat.
c. Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat) dikatalisis oleh uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat (PPi).
d. Tahap terakhir terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor satu dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru dengan tambahan satu unit glukosa.
Istilah yang berhubungan dengan metabolisme penguraian glukosa sebagai berikut.
· Fermentasi atau peragian adalah proses penguraian senyawa kimia yang menghasilkan gas. Dalam hal ini adalah penguraian karbohidrat, etanol, dan CO2.
· Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat.
· Glikolisis anaerob adalah proses penguraian karbohidrat menjadi laktat tanpa melibatkan O2.
Pada saat kelaparan, tubuh beradaptasi melalui glukoneogenesis untuk mencegah kekurangan kadar glukosa darah (hipoglikonia) yang bisa berakibat buruk bagi tubuh manusia.
Respirasi adalah proses reaksi kimia yang terjadi apabila sel menyerap O2, menghasilkan CO2 dan H2O. Respirasi dalam arti yang lebih khusus adalah prosesproses penguraian glukosa dengan menggunakan O2, menghasilkan CO2, H2O, dan energi (dalam bentuk energi kimia, ATP) yang melibatkan metabolisme glikosis, Daur Krebs, dan fosforilase bersifat oksidasi.
Glikolisis, adalah proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat. Karbohidrat di dalam usus yaitu glukosa setelah melalui dinding usus. Glukosa dalam darah sebagian diubah menjadi glikogen. Peristiwa oksidasi glukosa di dalam jaringan terjadi secara bertingkat dan pada tingkat tertinggi dilepaskan energi melalui proses-proses kimiawi (glukosa, glikogen) diubah menjadi piruvat. Piruvat ini merupakan zat antara yang sangat penting dalam metabolisme karbohidrat.
Sifat-sifat peristiwa glikolisis, antara lain:
a. oksidasi glikogen/glukosa menjadi piruvat laktat
b. dapat berlangsung secara aerob dan anaerob
c. diperlukan adanya enzim dan energi;
d. menghasilkan senyawa karbohidrat beratom tiga;
e. terjadi sintesis ATP dari ADP + Pi.
Pada peristiwa glikolisis aerob dihasilkan piruvat, sedangkan pada glikolisis anaerob dihasilkan laktat melalui piruvat.
3. Glukoneogenesis adalah pembentukan glukosa dari piruvat (kebalikan glikolisis). Sifat-sifat peristiwa glukoneogenesis antara lain:
a. merupakan reaksi yang kompleks
b. melibatkan beberapa enzim dan organel sel, yaitu mitokondrion
c. terlebih dahulu mengubah piruvat menjadi malat
d. metabolisme piruvat diangkut ke dalam mitokondrion dengan cara pengangkutan aktif melalui membran.
Dalam peristiwa glukoneogenesis diperlukan energisebanding dengan 12 molekul ATP.
2.3 Hubungan Metabolisme Karbohidrat dengan Metabolisme Lemak dan Protein
Hasil pencernaan lemak (asam lemak dan gliserol) dan protein (asam amino) masuk ke dalam jalur respirasi sel pada titik-titik yang diperlihatkan. Beberapa titik yang sama bekerja untuk mengalirkan kelebihan zat intermedier ke dalam jalur anabolisme ke sintesis lemak dan asam amino tertentu.
Daur Krebs merupakan jalur metabolisme yang utama dari berbagai hasil metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Hasil dari Siklus Krebs adalah energi ATP, CO2, dan H2O. Hal itu terjadi pada makhluk hidup aerob, sedangkan pada makhluk hidup anaerob tidak menggunakan metabolisme Daur Krebs sebagai penghasil energinya.
2.4 Daur Krebs
Piruvat diubah menjadi asam laktat, etanol, dan sebagian asetat. Asetat khususnya asetil koenzim-A dapat diolah lebih lanjut dalam suatu proses siklis yang disebut lingkaran trikarboksilat. Hal itu dikemukakan oleh Krebs (1937), sehingga disebut juga Daur Krebs.
Dalam proses siklik dihasilkan CO2 dan H2O, terlepas energi yang mengandung tenaga kimia besar, yaitu ATP (Adenosin Tri Phosfat). Daur Krebs merupakan jalur metabolisme yang utama dari berbagai senyawa hasil metabolisme, yaitu hasil katabolisme karbohidrat, lemak, dan protein.
Untuk lebih jelasnya, dapat diamati dalam pernyataan berikut. Tahap-tahap daur asam trikarboksilat (Daur Krebs) sebagai berikut:
· Fase pertama, terurainya asam piruvat terlebih dahulu atas CO2 dan suatu zat yang mempunyai atom C (asetat). Senyawa kemudian bersatu dengan koenzim A menjadi asetil koenzim A.
· Fase kedua, bersatunya asam oksalo asetat dengan asetil koenzim A sehingga tersusun asam sitrat.
Tujuh reaksi dalam Daur Krebs sebagai berikut:
· Pembentukan sitrat dari oksalo asetat dengan enzim sitratsinase.
· Pembentukan isositrat dari sitrat melalui cis-akonitat dengan enzim akonitase.
· Oksidasi isositrat menjadi a-ketoglutarat dengan enzim isositrat dehidrogenase.
· Oksidasi a-ketoglutarat menjadi suksinat dengan enzim a-ketoglutarat dehidrogenase.
· Oksidasi suksinat menjadi fumarat oleh enzim suksinat dehidrogenase.
· Penambahan 1 mol H2O pada fumarat dengan enzim fumarase menjadi malat.
· Oksidasi malat menjadi oksalo asetat dengan enzim malat dehidrogenase.
Satu molekul asetil co-A dalam Daur Krebs menghasilkan 12 ATP. Adapun satu molekul glukosa akan menghasilkan 38 ATP.
Satu molekul asetil co-A dalam Daur Krebs menghasilkan 12 ATP. Adapun satu molekul glukosa akan menghasilkan 38 ATP.
III PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Setelah membahas mengenai metabolisme karbohidrat yang terjadi dalam tubuh organisme, dapat diambil beberapa kesimpulan, di antaranya adalah sebagai berikut:
· Karbohidrat adalah senyawa yang tersusun atas unsur-unsur C, H, dan O. Karbohidrat setelah dicerna di usus, akan diserap oleh dinding usus halus dalam bentuk monosakarida. Monosakarida dibawa oleh aliran darah sebagian besar menuju hati, dan sebagian lainnya dibawa ke sel jaringan tertentu, dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut.
· Faktor yang penting dalam kelancaran kerja tubuh adalah kadar glukosa dalam darah. Kadar glukosa di bawah 70 mg/100 ml disebut hipoglisemia. Adapun di atas 90 mg/100 ml disebut hiperglisemia.
· Hormon yang mengatur kadar gula dalam darah, yaitu:
- Hormon insulin, dihasilkan oleh pankreas, berfungsi menurunkan kadar glukosa dalam darah.
- Hormon adrenalin, dihasilkan oleh korteks adrenal, berfungsi menaikkan kadar glukosa dalam darah.
· Macam-macam proses metabolisme dalam tubuh organisme yang terbagi atas 4 lintasan, yaitu glikogenesis, glikolisis, glukoneogenesis dan glikogenolisis
· Glikogenesis, adalah poses pembentukan glikogen dari glukosa.
· Glikolisis adalah proses penguraian karbohidrat menjadi piruvat. Karbohidrat di dalam usus yaitu glukosa setelah melalui dinding usus. Glukosa dalam darah sebagian diubah menjadi glikogen. Glikolisis anaerob adalah proses penguraian karbohidrat menjadi laktat tanpa melibatkan O2.
· Glukoneogenesis adalah pembentukan glukosa dari piruvat (kebalikan glikolisis).
· Glikogenolisis merupakan proses pengrairan glikogen menjadi glukosa
· Daur Krebs merupakan jalur metabolisme yang utama dari berbagai hasil metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein.
3.2 Saran
Adapun beberapa saran yang dapat penullis sampaikan mengenai proses metabolisme karbohidrat yang terjadi dalam tubuh organisme, di antaranya adalah sebagai berikut:
· Karena karbohidrat merupakan salah satu unsur senyawa kimia yang ada dalam tubuh yang berfungsi menghasilkan energi, maka sebaiknya kita sebagai makhluk yang hidup (organisme) harus memperhatikan kadar glukosa yang ada dalam tubuh, agar energi/stamina tubuh kita tetap terjaga dengan baik.
· Untuk memenuhi kebutuhan tubuh agar karbohidratnya terjaga, sebaiknya kita memakan makanan yang banyak mengandung glukosa.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2000, Petunjuk Praktikum Biokimia Untuk PSIK (B) Fakultas Kedokteran Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta: Lab. Biokimia FK UGM
Guyton AC, Hall JE, 1996, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, Edisi IX, Penerjemah: Setiawan I, Tengadi LMAKA, Santoso A, Jakarta: EGC
Tidak ada komentar:
Posting Komentar