METABOLISME KARBOHIDRAT

 Pencernaan pertama kali terjadi di mulut dengan bantuan enzim ptialin menjadi alfa amilase. α amilase tadi memecah amilum menjadi karbohidrat.

    Di lambung yang suasananya asam, polisakarida menghasilkan α-dekstrin dan pHnya pun akan berubah menjadi pH yg pH asam, dengan adanya tambahan pancreas juice yg mengatur ion bikarbonat maka suasana asam tadi dapat dinetralisir oleh ion bikarbonat ini. Setelah suasana asam tadi dapat dinetralisir maka getah pancreas yg juga mengandung enzim amylase-α ini bisa bekerja, amylase-α yang berasal dari getah pancreas inilah yg akhirnya akan melanjutkan proses pencernaan dari dekstrin-α. Makanan dari lambung diberi bikarbonat yang berasal dari pankreas agar suasana menjadi basa, dan dihasilkan trisakarida, oligosakarida, isomaltosa, dan maltosa, kemudian pencernaan berlanjut.

KLASIFIKASI KARBOHIDRAT

1. MONOSAKARIDA: bentuk karbohidrat yg tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yg lebih sederhana.

2. DISAKARIDA: bila dihidrolisis menghasilkan 2 molekul monosakarida yg sama atau berbeda, contoh : Maltosa --> glukosa + glukosa,  Sukrosa --> glukosa + fruktosa.

3. OLIGOSAKARIDA: bila dihidrolisis menghasilkan 2-10 unit monosakarida, contoh: maltotriosa.

4. POLISAKARIDA: bila dihidrolisis menghasilkan >10 unit monosakarida, contoh: pati & dekstrin.

GLIKOLISIS

·         Pemecahan glukosa menjadi asam piruvat atau asam laktat

·         Terjadi terutama dalam otot bergaris

·         Menghasilkan ATP

·         Merupakan lintasan utama bagi penggunaan glukosa dan ditemukan di dalam semua sel tubuh (bisa aerob / anaerob)

Proses glikolisis dapat dibagi menjadi beberapa tahap:

   1.Transport glukosa ke dalam sel diikuti sintesa glukosa 6-fosfat.

   2. Perubahan glukosa 6-fosfat menjadi 2 molekul triosa fosfat.

   3. Perubahan triosa fosfat menjadi piruvat.

   4. Oksidasi piruvat menjadi asetil-koa dalam mitokondria.

Perubahan glukosa sampai menjadi piruvat disebut JALUR EMBDEN-MEYERHOF.

·         Proses glikolisis dapat memakai O2 bila O2 tersedia (aerob) atau dapat pula bekerja dalam keadaan tanpa O2 sama sekali (anaerob).

·         Proses glikolisis terjadi di luar mitokondria & memakai enzim-enzim yg terlarut dalam sitosol atau menempel pada permukaan membran.

·         Fosfat energi tinggi dihasilkan melalui proses fosforilasi tingkat substrat atau melalui proses fosforilasi oksidatif mitokondrial.

            Pada keadaan2 kelaparan atau keadaan dengan terjadinya keadaan setrsesor maka terbentuk adanya hormone glucagon, glucagon akan mengaktifkan cAMP, cAMP akan mengaktifkan protein kinase-α, atau cAMP dependent protein kinase, dengan cAMP dependent protein kinase ini aktif maka akan menyebabkan peningkatan aktifitas fruktosa 2,6 biphosphatase, sedangkan fosfofruktokinase 2nya inaktif sehingga akan merubah atau menurunkan kadar  fruktosa 2,6 biphosphat, kl pada fruktosa 2,6 biphospatnya turun menjadi piruvat kinase, Hasil Piruvat kinase ini adalah enzim yg dapat berperan merubah fosfoenol piruvat membentuk adanya piruvat. Dari enzim fosfoenol piruvat oleh enzim piruvat kinase dia diubah menjadi piruvat.

Ada beberapa factor yang bs menyebabkan adanya aktifitas piruvat ini meningkat dan juga yg menghambat aktifitasnya,

1.      fruktosa 1,6 biphosphat yg menyebabkan adanya rangsangan kearah depan atau forward stimulator, Dimana untuk menghindari penumpukan fruktosa 1,6 bifosfat, maka fruktosa 1,6 bifosfat ini nantinya akan bertindak sebagai stimulator analsenik terhadap piruvat kinase, dengan piruvat kinasenya aktif maka dia akan merubah fosfoenol piruvat menjadi piruvat

2.      Untuk sementara itu ATP tentunya dapat menghambat daripada proses glikolisis

3.      Kemudian Alanin, alanin juga demikian dia akan menghambat enzim piruvat kinase, alanin dapat dirubah menjadi piruvat sehingga nanti piruvatnya masuk dalam proses Glikoneogenesis, Alanin ini berupa Asam amino yg besifat Glukogenik, dia bisa menimbulkan terjadinya hipomiogenesis, kl ada proses Glikoneogenesis maka secara otomatis proses Glikolisis akan dihambat, maka Alanin menghambat proses Glkolisis.

            Keadaan2  anda lapar seperti Puasa, terjadi keadaan strees disini akan terjadi peningkatan kadar Glukagon sehingga rasio insulin glucagonnya rendah, kl rasio insulin glucagonnya rendah maka yg aktif adalah Protein kinase α atau cAMP dependent Protein kinase, kl cAMP dependent Protein kinase aktif akan terjadi proses fosforilasi enzim piruvat kinase yg tadinya aktif menjadi inaktif, sebaliknya makan kenyang atau makan tinggi karbohidrat maka rasio insulin glucagonnya akan meningkat, pada waktu rasio insulin glucagonnya akan meningkat maka yg bekerja aktif adalah protein fosfatase, dimana protein fosfatase akan menyebabkan defosforilasi dari enzim piruvat kinase, sehingga protein fosfatase yg inaktif akan kembali aktif, jadi pada waktu kenyang Glikolisis akan meningkat.

       Glikolisis pada Eritrosit, bentuk Eritrosit tidak mempunyai Mitokondria, Karena tidak punya mitokondria maka proses Glikolisisnya bersifat Anaerob, Kl bersifat anaerob maka hasil akhir dari Eritrosit berupa laktat, Pada proses Glikolisis pada Eritrosit ada yg khas/unik yaitu pada proses glikolisis biasa

1,3 bifosfogliserat diubah menjadi 3 fosfogliserat dengan menghasilkan ATP karena adanya enzim fosfogliserat kinase, Pada Eritrosit bs lewat suatu jalur By Pass dimana 1,3 bifosfogliserat akan diubah menjadi 2,3 bifosfogliserat dengan enzim Bifosfogliserat Mutase, Kemudian dari 2,3 bifosfogliserat dia akan kembali dihasikan 3 fosfogliserat dengan enzim 2,3 bifosfogliserat fosfatase, disini dari proses difosforilasi.

Ada 2 keuntungan dari jalur by Pass ini

1.      Jalur yg tidak menghasilkan ATP jadi reaksi yg dikatalisa oleh bifosfogliserat mutase meskipun oleh 2,3 bifosfogliserat fosfatase yg membentuk ATP keuntungannya meskipun Eritrosit tidak membutuhkan ATP tetapi proses glikolisis tetap berlangsung

2.      Dengan terbentuknya 2,3 bifosfogliserat itu akan menyebabkan kurva disoiasi terhadap O₂ itu akan bergeser ke kanan, artinya afinitas dari eritrosit terhadap O₂ terutama pada Hb maka afinitasnya menjadi lebih rendah, bila afinitas rendah O₂ bs dengan mudah terlepas dari Eritrosit, sehingga O₂ ini bs dimanfaatkan oleh jaringan2 yang lain terutama untuk memenuhi kebutuhan metabolismenya, jadi dengan adanya 2,3 bifosfogliserat maka O₂ akan lebih mudah terlepas dari eritrosit.

            Secara aerob Piruvat diperantarai oleh Piruvat Carrier masuk ke dalam matriks mitokondria, dalam matriks mitokondria  dengan kerja dari enzim Piruvat Dehidrogenase, piruvat akan diubah menjadi menjadi asetil co-A, asetil co-A kemudian mengikuti Creb cycle kemudian menghasilkan adanya energy, kompleks enzim piruvat dehidrogenase itu, sama seperti  α-ketoglutarat dehidrogenase kl anda masukan pada Creb cycle ada enzim yg namanya α-ketogluv tarat dehidrogenase itu juga adalah suatu kompleks enzim yg terdiri dari 3 macam enzim,

Piruvat dehidrogenase ini adalah kompleks enzim yg terdiri dari 3 macam enzim,yaitu:

1.      Piruvat dehidogenase

2.      Dehidrolicoil Transasetilase

3.      Dehidrolicoil Dehidrogenase

Sebagai kofaktornya bs FAD, FMN bs juga menggunakan asam Lipoat ataupun juga menggunakan NAD⁺

            Hubungannya dengan Creb Cycle tadi adalah ada hubungan dengan rantai respirasi maka pengendalian dari pada Piruvat Dehidrogenase ini juga tidak terlepas dari proses yg ada hubungan Creb Cyclenya maupun dengan rantai respirasinya

1.      Piruvat Dehidrogenase ini akan merubah Piruvat menjadi Asetil co-A, tentunya apabila asetil co-Aya sudah cukup maka akan terbentuk feed back inhibitor dari asetil co-A terhadap piruvat dehidrogenase

2.      Inhibisi oleh Adanya oleh NADH jadi kl rasio NADH per NADnya itu tinggi tentunya dengan sendirinya akan menghambat kerja dari Piruvat Dehidrogenase atau kl NADH per NADnya tinggi maka tidak ada lagi equivalen pereduksi transport sehinga respirasinya akan macet jalannya, kl respirasi aerob macet maka proses aerob akan terhambat, selain itu juga rasio ATP per ADP, kl rasio ATP per ADPnya tinggi berarti kebutuhan makan ATPnya sudah cukup, maka dengan sendirinya proses untuk membentuk ATP juga akan dihambat, kl rasio asetil co-A per co-Anya meningkat, rasio NADH per NAD⁺ Meningkat, rasio ATP per ADPnya juga meningkat ini semua akan merangsang enzim Piruvat Dehidrokinase kinase, Piruvat dehidrokinase kinase inilah yang akan menyebabkan proses fosforilasi, dari Piruvat Dehidrogenase yang aktif menjadi Piruvat Dehidrokinase yang inaktif, sebaliknya apabila ada piruvat yang menumpuk atau dicloro asetat 2 macam ini akan menyebakan adanya hambatan, atau akan menyebabkan Piruvat Dehidrogenase tetap aktif, begitu juga kalsium selain merangsang kontraksi dari otot Kalsium juga bertanggung jawab untuk pemenuhan energinya,  Kalsium akan menghambat enzim kinasenya , dan akan mengaktifkan enzim fosfatase, sehingga dengan adanya aktifasi dari enzim fosfatase akan terjadi proses difosforilasi dari piruvat dehidrogenase yang inaktif menjadi Piruvat Dehidrogenase yang aktif, begitu juga dengan insulin dan Magnesium ini juga akan meyebabkan aktifasi dari enzim Piruvat dehidrogenase.

            Anaerob sedikit ADP Cuma 2 ADP dari 4 ADP Total yang dihasilkan, maka di harus bayar utang 2 ADP maka sisanya 2 ADP

Aerob tentunya akan dibutuhkan ATP yang jauh lebih banyak, semua kalikan 2 tujuannya karena ada 2 Molekul triosafosfat disini total dihasilkan 40 ATP dia harus bayar utang 2 ATP maka hasilnya 38 ATP

Keadaan laktat Asidosis adalah terjadinya penimbunan laktat di dalam darah pHnya menjadi asam

Ada beberapa penyebab, yaitu:

1.      Adanya hambatan pada enzim piruvat dehidrogenase, bs bermacam-macam diantaranya oleh karena NADHnya tidak bs mengalami proses ReOksidasi

2.      NADH yang meningkat berlebihan terutama pada peminum alcohol atau pada pemabuk rasio NADH per NADnya tinggi maka terjadi hambatan pada proses Glukoneogenesis sehingga terjadi penumpukan dari pada laktat sehingga terjadi Asidosis Laktat, dan juga

3.      Defisiensi dari pada enzim piruvat Karboksilase yaitu enzim yg bertindak untuk reaksi anapleotis bertanggung jawab untuk penyediaan Oksalo Asetat yang akan direaksikan oleh diasetil co-A, kl Oksalo Asetatnya berkurang dengan sendirinya pembentukan asetil co-Anya akan dihambat dengan cara menghambat enzim piruvat Dehidrogenase, jika piruvat dehidrogenase dihambat maka piruvat akan lari ke arah laktat, sehingga laktat menumpuk terjadi asidosis laktat

4.      Defisiensi pada Tiamin salah satu kofaktor enzim piruvat Dehidrogenase adalah Tiamin bifosfat, sama pada α-ketoglutarat kompleks, parahnya pada pemabuk ini Tiamin ini akan menurun juga akan menyebabkan turunnya kofaktor tadi sehingga Piruvat Dehidrogenase tidak dapat bekerja

5.      Keadaan-keadaan pada intoleransi terhadap fruktosa ini juga akan menimbulkan inklusi dari laktat menjadi piruvat, masuk ke dalam jalur Glukoneogenesisnya akan terhambat sehingga laktatnya akan menumpuk

6.      Defisiensi pada enzim Glukosa 6 fosfatase menyebabkan peningkatan dari proses Glikolisis

7.      Keracunan Arsen ataupun Mercury menyebabkan hambatan dari kerja kofaktor dari asam lipoat sehingga akan menghambat kerja enzim piruvat dehidrokinase

8.      Keadaan phisiologis yaitu terjadi proses peningkatan Glikolisis secara Anaerob, terjadi pada Olah Raga tanpa melakukan pemanasan maka akan terjadi Penumpukan Laktat  termasuk asidosis Laktat tetapi tidak terlalu parah

GLUKONEOGENESIS

Jadi Glikokolisis arahnya adalah dari Glukosa sampai menghasilkan ADP, maka Glukoneogenesis ini kebalikannya dari piruvat naik ke atas. Di sini ada beberapa sumber senyawa-senyawa non Karbohidrat yang bs dipakai untuk proses Glukoneogenesis

1.      Gliserol yaitu berasal dari proses pemecahan Triasil Gliserol yang ada pada jaringan adipose ataupun Gliserol yang berasal dari proses katabolisme lipoprotein ada LDL, ada Kilomikron semua akan mengalami proses katabolisme oleh protein yang namanya lipoprotein lipase, katabolisme lipoprotein akan menghasilkan Gliserol. Gliserol yang  dihasilkan kemudian nanti akan dimanfaatkan oleh jaringan2 yang mempunyai aktivitas enzim Gliserol kinase diantaranya adalah hepar, oleh hepar ini gliserol nantinya akan dipakai yaitu untuk dirubah menjadi  glukosa lewat proses glukoneogenesis.

2.      Kemudian berikutnya adalah yang berasal dari laktat, Laktat dihasilkan dari proses glikolisis yang secara anaerob yang terjadi pada otot terutama otot-otot yang serabutnya tidak mengandung Mitokondria atau kurang mengandung  mitokondria contohnya adalah serabut otot putih pada pelari-pelari jarak pendek, itu akan terjadi penghasilan laktat yang tinggi, dari laktat ini kemudian diubah menjadi piruvat yang dipakai untuk proses Glukoneogenesis

3.      Yang berasal dari asam-asam amino yang bersifat Glukogenik terutama adalah dari alanin, alanin kemudian dirubah menjadi piruvat, piruvat akhirnya bisa membentuk Glukosa

4.      Propionat berasal dari asam lemah atau berasal dari asetil co-A yang mempunyai jumlah atom karbon ganjil, nanti ada proses oksidasi β, ada yang atom karbonnya genap ada yang karbon atomnya ganjil, kalo yang atom karbonnya ganjil akan menghasilkan propionil co-A, dari propionil co-A nantinya akan dirubah menjadi Alomil co-A, nantinya akan berubah menjadi suksinil co-A yang natinya akan masuk ke dalam jalur Glukoneogenesis, tetapi pada manusia yang berasal dari sumber propionil co-A ini akan kecil jumlahnya, berbeda dengan hewan pemamah biak

            Proses Glukoneogenesis terutama pada alanin dirubah menjadi piruvat, piruvat dengan enzim piruvat karboksilase kemudian akan diubah menjadi oksalo asetat, oksalo asetat kemudian akan diubah menjadi malat lewat enzim malat dehidrogenase, kemudian malat ini akan dibawa keluar dari mitokondria lewat Privat Oksalat carrier malat setelah diluar kembali akan diubah menjadi Oksalo-asetat yaitu oleh enzim Malat dehidrogenase yang ekstraselluler, jadi ada Malat dehidrogenase yang IntraMitokondrial dan ada Malat dehidrogenase yang Extra Mitokondrial ini akan merubah malat menjadi Oksalo-Asetat, Oksalo-Asetat yang dihasilkan dari sitoplasma ini kemudian dirubah kembali menjadi fosfoenol piruvat yaitu oleh enzim Fosfoenol Piruvat Karboksi Kinase, fosfoenol piruvat Karboksi kinase ini yang akan berperan pada proses Glukoneogenesis. Dari Fosfoenol piruvat dirubah menjadi 2-Fosfo gliserat, kemudian menjadi 3-Fosfo gliserat, diubah menjadi 1,3 Difosfo gliserat, kemudian diubah menjadi Gliseraldehid 3 Fosfat, kemudian diubah menjadi Fruktosa 1,6 Bifosfat, setelah terbentuk Fruktosa 1,6 Bifosfat ini jalurnya berbeda dengan jalur Glikolisis dari Fruktosa 1,6 Bifosfat kemudian diubah menjadi Fruktosa 6 Fosfat oleh enzim Fruktosa 1,6 BiFosfatase, ini merupakan enzim yang berperan untuk regulasi dari Glukoneogenesis, setelah Fruktosa 6 Fosfat kemudian dirubah menjadi Glukosa 6 Fosfat, kemudian diubah menjadi Glukosa oleh enzim Glukosa 6 Fosfatase

            Jadi proses Glukoneogenesis ini nantinya juga akan memerlukan fosfat dengan energy tinggi yang nantinya akan memerlukan 6 buah molekul fosfat berenergi tinggi, dari  1,3-Bifosfo gliserat ini nantinya akan dirubah menjadi 2 buah molekul Triosa Fosfat,yaitu Gliseraldehid Asetal Fosfat dan Dihidroksi asetal Fosfat, disini yang memerlukan energy tinggi yang pertama adalah untuk merubah Piruvat menjadi Oksalo-Asetat pada enzim piruvat Karboksilase dia perlu ATP, ATP dirubah menjadi ADP, kemudian pada waktu Oksalo-Asetat yang berada di dalam Sitoplasma dirubah menjadi Fosfoenol Piruvat yaitu oleh enzim Fosfoenol Piruvat Karboksi Kianse ini perlu juga adanya GTP atau Guanin Trifosfat, kemudian berikutnya Perubahan daripada 3 Fosfo-Gliserat dirubah menjadi 1,3 BiFosfo-Gliserat, ini juga memerlukan adanya ATP jadi total pada proses Glukoneogenesis ini kita memerlukan adanya 6 buah molekul ATP, Jadi Glukoneogenesis proses untuk menjaga agar kadar gula dalam darah tidak terlalu rendah, yang terajadi pada waktu puasa pada waktu Exercise yang lama, pada pemberian diet tinggi protein dan juga pada waktu stress, jadi bahan dasarnya bisa dari Gliserol, Laktat, dan dari asam-asam amino,

            Energy diperoleh dari 6 Molekul ATP berenergi tinggi, Energi proses Glukoneogenesis diperoleh dari proses Oksidasi β, jadi pada waktu keadaan puasa proses Glikolisisnya dihambat Glukoneogenesisnya meningkat, Glukoneogenesis dapat bekerja apabila ada energy ATP dari Oksidasi β

·         Properties of the GLUT 1 – GLUT 5

GLUT 1= mempunyai ikatan yang kuat dengan glukosa. ex: blood brain barrier, blood retinal barrier, blood placental barrier.

GLUT 2= kapasitas besar, afinitas rendah. ex: liver, ginjal, pankreas.

GLUT 3= khusus diciptakan untuk sistem saraf pusat. ex: brain.

GLUT 4= diperngaruhi insulin. ex: adipose tissue, skletal muscle, heart muscle.

GLUT 5= transporter fruktosa. ex: intestinal epithelium, spermatozoa.

Regulasi kadar gula darah

Gula itu bs berasal di dalam darah itu karena beberapa sumber yaitu dari makanan kita yaitu terutama dari yin dr karbohidrat & proses metabolism dalam tubuh kita sendiri yaitu glikogenolisis (Pemecahan dari Glikogen menjadi Glukosa) terutama pada hepar, Tujuannya untuk mempertahankan kadar gula dalam darah jika Glukogeno lisis ada pada otot untuk memenuhi kebutuhan ATP & glukoneogenesis (Merubah dari bahan2 Non Karbohidrat untuk dirubah menjadi Glukosa) yg akan di regulasi oleh hormone yg berlawanan dg kerja Insulin, yaitu hormone glucagon ,Katekolamin, Epineprin, Growth hormone, kortisol semua ini akan merangsang proses Glikogenolisis & glukoneogenesis, insulin akan menghambat Glikogenolisis & Glukoneo Genolisis, pada keadaan puasa kadar gula dalam darah 80-100 mg/dl, Makan2 tinggi karbohidrat akan terjadi peningkatan kadar gula dalam darah yaitu 120-140 mg/dl antar 30 menit s/d 1 jam setelah kita makan , kemudian 2 jam setelah makan kadar gula dalam darah akan kembali pada keadaan normal yaitu kadar gula puasa yaitu 80-100 mg/dl, oleh karena itu diperiksa kadar gula puasa dan kadar gula 2 jam setelah makan, dipengaruhi oleh endogenus production, selain pemasukan ini utility oleh jaringan tubuh, pentose fosfat patchway glukosa dibutuhkan dirubah untuk menjadi dihasilkan ATP yang lebih besar akan disimpan dalam bentuk cadangan yg tinggi yaitu Glikogen.

            Sel β pancreas dimana glukosa yg ada didalam darah di dalam rantai respirasi maka dia akan menghasilkan adanya ATP dengan adanya peningkatan dari rasio ATP /ADP maka akan menyebab kan penutupan yg ada pada kalium chanel atau potassium chanel yang ada pada sel β pancreas, penutupan menimbulkan adanya proses depolarisasi maka timbul rangsangan pd kalsium chanelnya akan menjadi terbuka dg adanya pembukaan  maka akan terjadi intake drpd kalsium dr extrasel masuk ke dalam intrasel sehingga kadar kalsium dr sel β pancreas meningkat akan menyebabkan ekpresi gen pada produksi insulin lewat protein yang namanya CREB Calsium Responsive Elemen Binding Protein yg akan merangsang DNA/mitokondria yg berada di sel β pancreas untuk merangsang sel insulin kemudian dirubah menjadi pro insulin dg bantuan kalsium akan mengalami exocitosis keluar dari sel β pancreas masuk ke dalam darah, Jadi kl kadar glukosa  di dalam darah tinggi maka akan mempengaruhi proses pengeluaran insulin dari sel β pancreas, dengan insulin ini keluar akan menyebabkan terjadinya penurunan kadar glukosa didalam darah untuk bs kembali ke level pada keadaan puasa tadi, seperti pada keadaan puasa sesudah makan meningkat 120-140 mG keluar insulin yang menyebabkan Glukosa darah kembali turun kembali pd keadaan puasa yaitu 80-100 mG/dl,Glukosa diterima oleh Glukosa transporter atau Glukosa 2 yg ada pd sel β pakreas kemudian setelah sampai pada sel  Glukosa akan mengalami glikolisis, Glikolisis secara aerob yg akan masuk ke dalam mitokondria bergabung dg  TCA cycle juga akan dihasilkan adanya ATP yg menyebabkan peningkatan rasio ATP/ADP sehingga akan menyebabkan penutupan potasium chanel jadi kl ATPnya meningkat Potasium chanelnya akan meningkat yang akan menyebabkan depolarisai yg menyebabkan terbukany kalsium chanel, akan menyebabkan terjadinya inflak dari pada kalisum dr extrasel masuk ke dalam intra sel, sehingga kalsium intra sel meningkat yg menyebabkan proses exocitosis drpd pro insulin juga akan membentuk insulin dalam darah, kadar insulin dalam darah akan meningkat.

            Selain itu kl ada glukosa dalam sel akan menyebabkan terjadinya peningkatan Triasil Gliserol meningkatkan Produksi Protein Kinase C ini juga akan menyebabkan pengeluaran insulin, kita makan pada waktu makanan yg mengandung karbohidrat akan melewati intestinum akan menghasilkan adanya suatu hormone GLP 1 atu Glukagon Light Peptide 1, Glukagon GLP1 mempunyai reseptor yg juga terletak pd sel β pancreas dimana ikatan antara GLP 1 dg reseptornya yg akan menyebabakan peningkatan CAMP akan menyebabkan peningkatan CAMP dependent protein kinase akan menyebakan fosforilasi pada potassium chanel yg menyebabkan potassium chanel tertutup sehingga menyebabkan terjadi inflak menyebabkan eksresi dari pada insulin, dg GLP 1 menyebabkan kadar gula di dalam darah turun tetapi GLB1 hanya mempunyai waktu paruh yg sangat singkat, karena GLP 1 ini nantinya akan sangat mudah dicerna oleh enzim dipeptidil peptidase 4 atau DPP4  dimana enzim DPP4 ini yang akan menghalangi kerja dari GLP 1, tentunya bila GLP 1 tidak dapat bekerja dg sendirinya kadar gula dalam darah hanya tergantung pada pengeluaran insulin,  kegunaan pada GLP 1 ini dapat terlihat pada penderita DIABET pada DM type 2 dmn terjadi kerusakan pd  β pancreas maka dg sendirinya produksi insulin menurun, disini baru akan terasa bantuan dr GLP 1 tadi karena GLP 1 dapat meregulasi  kadar gula dI dalm darah maka diberikan inhibitor terhadap enzim DPP4 ini nantinya tidak akan menghambat kerja daripada GLP 1, dg demikian GLP 1 akan membantu meregulasi kadar gula dalam darah.

            Kerja dari Insulin terhadap metabolisme karbohidrat di dalam liver/hepar, dmn gula pd waktu msk kedlm liver mengalami bermacam2 proses, mengalami proses dirubah menjadi glikogen disini insulin yg ada pd hepar dia akan merangsang agar gukosa tadi dapat dirubah menjadi glikogen selain glukosa ini mengalami proses glikolisis, jadi pada waktu masuk pd hepar glukosa ini akan dipake untuk proses glikolisis, yaitu untuk memenuhi kebutuhan energy untuk hepar maka glukosa tadi disimpan dalam bentuk glikogen, insulin ini akan merangsang proses Glikogenesis tetapi dia akan menghambat proses glikogenolisis, selain itu juga glucose yg msuk dalam proses glikolisis ini bs membentuk adanya Gliserol dengan terbentuknya Gliseraldehid 3 fosfat, glukosa jug abs membentuk Free Fatty Acid yg nantinya akan bergabung dg Gliserol yg akan mengalami proses Esterifikasi, yg akan menghasilkan Triasil Gliserol atau TG.

            TG yg terbentuk di dalam sel Hepar ini nantinya akan dibawa ke dalam darah dg suatu perantaraan Lipoprotein yg  namanya adalah VLDL atau VERY LOW DENSITY LIPOPROTEIN, VLDL akan dibawa keluar yg nantinya masuk ke dalam darah, yg akan dipengaruhi oleh tingginya kadar glucose di dalam darah, jadi kl kadar darah di dalam Glukosa itu tinggi, kemudian Glukosanya masuk ke dalam Hepar,dia juga akan menyebabkan peningkatan kadar VLDL, jika VLDL meningkat LDL juga meningkat, menyebabkan terjadinya proses Aterosklerosis, berlaku juga pada keadaan Fruktosa Oedema. Pada pemberian fruktosa, fruktosa bisa melakukan by pass pada metabolisme glikolisis, akan menyebabkan terjadinya peningkatan triasil gliserol, meningkatkan sintesa VLDL, meningkatkan LDL.

            Kegunaan insulin pada otot bergaris, glukosa untuk masuk ke dalam otot perlu bantuan insulin. Insulin akan membantu masuk ke sel otot, insulin akan berikatan dengan reseptor terlebih dahulu lalu akan terbentuk insulin factoring pathway akan merangsang GLUT4 pada otot agar bisa membawa glukosa dari dalam darah masuk ke otot. Di dalam otot, glukosa mengalami glikolisis menghasilkan ATP terutama untuk kontraksi otot, kalo uda terpenuhi akan disimpan jadi glikogen. Peranan insulin untuk memerantarai glukosa. Jika terjadi resistensi insulin, resistensi insulin sudah berikatan dengan reseptor tetapi tidak menimbulkan sinyal ataupun glukosa tidak bisa berikatan dengan reseptor. Klo terjadi insulin resistensi, glukosa tidak bisa dimanfaatkan oleh sel-sel dalam otot. Sel-sel tidak bisa memenuhi kebutuhannya.

            Peranan insulin pada jaringan lemak/ adiposa, insulin harus berikatan dengan reseptor dan akan terbentuk insulin factoring pathway akan merangsang translokasi GLUT4 yg membawa dari dalam darah masuk ke jaringan adiposa. Di dalam jaringan adiposa, glukosa akan mengalami proses glikolisis dan membentuk CO₂, H₂O, maupun ATP. Ataupun glukosa yang ada di jaringan adiposa tadi akan dirubah jadi gliserol 3 fosfat dan gliserol 3 fosfat  akan menyebabkan adanya proses esterifikasi dari free fatty acid akan disimpan dalam bentuk triasilgliserol. Triasilgliserol akan menjadi simpanan energi yang ada pada jaringan adiposa. Free Fatty Acid selain berasal dari proses glikolisis juga dari VLDL yg berasal dari hepar membawa triasilgliserol dari dalam darah akan mengalami proses lipolisis yang di bantu enzim lipoprotein lipase. Triasilgliserol akan dipecah jadi gliserol dan Free Fatty Acid. Free fatty acidnya akan dibawa masuk dalam jaringan adiposa dan disimpan sebagai cadangan energi.

HMP SHUNT = HEXOSE MONOPHOSPHATE SHUNT ( =PENTOSE PHOSPHATE PATHWAY = OKSIDASI GLUKOSE LANGSUNG = JALUR FOSFOGLUKONAT)

·      Jalur alternatif untuk oksidasi glukosa

·      Menghasilkan NADPH dan ribosa

·      Hepar, jaringan adiposa, adrenalin cortex, glandula tiroid, sel darah merah testes, mamae sedang menyusui. Aktivitas rendah dalam sel-sel otot.

·      Enzim : dalam sitosol

Fungsi HMP Shunt :

Ø  Menghasilkan NADPH : diperlukan untuk proses anabolik di luar mitokondria, contoh : sintesa asam lemak dan steroid (dan sintesa asam amino). Dalam eritrosit sebagai penghasil reduktor à  mereduksi glutation yang telah mengalami oksidasi àglutation yang tereduksi yang dikatalisis oleh Enzim Glutation Reduktase à mengeluarkan H2O2 dari eritrosit dalam reaksi yang dikatalisa enzim GLUTATION PEROKSIDASE.

            Penumpukan H2O2 : memendekkan umur eritrosit dengan meningkatkan kecepatan

oksidasi hemoglobin menjadi methemoglobin.

            Enzim Glukose 6 P ~ fragilitas sel darah merah mudah hemolisa dengan pemberian

oksidan (primaquin, aspirin, sulfonilamid, fava bean)

Ø  Menghasilkan ribosa : untuk sintesa nukleotida dan asam nukleat

Macam rx dibagi 2 fase :

1. Fase oksidatif non reversibel

Glukose 6P à proses dehidrogenasi dan dekarboksilasi untuk memberikan sebuah

senyawa pantosa yaitu ribulosa 5P.

2. Fase nonoksidatif reversibel

Ribulosa 5P diubah kembali menjadi glukosa 6P oleh serangkaian rx melibatkan enzim

TRANSKETOLASE dan enzim TRANSALDOLASE.

REAKSI :

·      D-Glukose 6P alami oksidasi menjadi 6 Fosfoglukonolakton dengan enzim GLUKOSE 6FOSFAT DEHIDROGENASE memerlukan bantuan Mg++ / Ca++, memakai NADP dan menghasilkan NADPH.

·      6 Fosfoglukonolakton diubah menjadi 6 Fosfoglukonat Bantuan Mg++, Ca++ , Mn++. Satu molekul air (H2O) terpakai, ikatan cincin terlepas. Enzim : GLUKONOLAKTON HIDROLASE

·      6 Fosfoglukonat alami dekarboksilasi dan berubah menjadi Ribulose 5 fosfat. Sebelum dekarboksilasi mengalami oksidasi menjadi senyawa perantara 3 keto 6-fosfoglukonat.

     Memerlukan ion Mg, Mn, Ca. NADP sebagai hidrogen akseptor menjadi NADPH. Enzim yang mengkatalisa rx ini : 6-FOSFOGLUKONAT DEHIDROGENASE yang aktivitasnya tergantung adanya NADP.

·      Ribulose 5 fosfat dapat menjadi substrat dari 2 enzim :

1. Ribulose 5 fosfat epimerase yang membentuk suatu epimer pada karbon ketiga yakni Xylulose 5 phosphate.

2. Ribose 5 fosfat ketoisomerase  merubah ribulose 5 Fosfat menjadi ribose 5 fosfat.

·      Terjadi suatu Transketolasa yaitu : pemindahan 2 unit karbon (C1 dan C2) dari suatu ketosa pada aldehida dari aldosa. Perlu koenzim, thiamin difosfat dan ion Mg.

·         Dua karbon dari Xylulosa 5 phosphate dipindah pada ribose 5 fosfat menghasilkan Sedoheptulose 7 fosfat dan Gliseraldehida 3 fosfat.

·         Hasil rx TRANSALDOLASE membentuk Fruktosa 6 fosfat dan eritrose 4 fosfatà terjadi perpindahan 3 karbon active dihydroxy acetone (C1 - C3) dari keto dengan 7 karbon pada aldose dengan 3 karbon.

·         Rx transketolase à xylulose 5 F menjadi donor active glycoaldehyde (C1 – C2). Eritrose 4P (dari transaldolase) : sebagai akseptor C1 – C2. Memerlukan thiamin, ion Mg sebagai koenzim à menghasilkan Fruktose 6P dan Glyceraldehyde 3P.

·         Agar glukose dioksidasi sempurna jadi Co2 perlu enzim yang dapat merubah gliseraldehid 3P jadi glukose 6P à enzim EMBDEN MEYERHOF yang bekerja ke arah berlawanan dan enzim FRUKTOSE 1,6-DIFOSFATASE yang mengubah Fruktose 1,6-bifosfat menjadi fruktosa 6P.

·      Proses ini dapat dianggap suatu oksidasi 3 molekul glukose 6P menjadi 3 molekul CO2 dan 3 molekul pentose fosfat. Tiga molekul pentose fosfat diubah menjadi 2 molekul glukosa fosfat dan 1 molekul gliseraldehida 3P. Karena 2 molekul gliseraldehida 3P dapat diubah jadi satu molekul glukosa 6P dengan jalur kebalikan glikolisis, maka HMP Shunt dapat dikatakan suatu jalur oksidasi yang komplit dari glukosa.

·      Kontrol HMP Shunt : Enzim 6 FOSFOGLUKONAT DEHIDROGENASE yang dapat dihambat oleh NADPH dimana rx tidak berjalan bila NADPH tidak terpakai atau konsentrasinya tidak menurun.

Metabolisme Fruktosa

·      Fruktose dapat difosforilasi jadi fruktosa 6P oleh enzim HEKSOKINASE.

·      FRUKTOKINASE dapat mengkatalisasi fruktose jadi fruktose 1P

·      Fruktose 1P selanjutnya dipecah jadi D-gliseraldehid d dihidroksiaseton fosfat yang dikatalisa oleh enzim ALDOLASE yang dapat memakai juga Fruktosa 1,6 bifosfat sebagai substrat.

·      D-Gliseraldehid masuk dalam glikolisis melalui beberapa jalur:

     1. Alkohol dehidrogenase mengubah D-gliseraldehid menjadi gliserol enzim Gliserokinase gliserol 3P à dioksidasi jadi dihidroksiaseton fosfat oleh enzim α-gliserofosfat dihidrogenase.

     2. Enzim trikinase mengkatalisa rx D-gliseraldehid jadi gliseraldehid 3P.

·      Fruktosa juga dapat dibuat dari glukosa lewat jalur sorbitol.

·      Aldose reduktase mengubah D-glucose jadi D-sorbitol

·      D-sorbitol diubah menjadi D-fruktose oleh enzim sorbitol dehidrogenase.

Metabolsime Galaktosa

·      Galaktokinase mengkatalisa reaksi galaktose menjadi galaktose 1P

·      Galaktokinase 1P bereaksi dengan UDP6  menghasilkan uridin difosfat galaktose dan glukosa 1P.

·      Galaktosa dipindah untuk mengganti tempat glukose pada UDPG yang dikatalisa oleh enzim galaktose 1P uridil transferase.

·      Diubah jadi UDP glukose, dikatalisa oleh enzim uridine di-P-galaktosa 4- epimerase. Glukose dibebaskan dari UDP Glc sebagai glukosa 1P. Pembebasan mungkin terjadi setelah penyatuannya ke dalam glikogen yang diikuti oleh fosforolisis oleh enzim fosforilase.

·      Rx epimerase bersifat reversibel maka glukosa dapat diubah jadi galaktosa sehingga galaktosa yang sudah terbentuk sebelumnya bukan merupakan unsur esensial dalam makanan.

·      Galaktosa diperlukan tubuh untuk : pembentukan laktosa, konstituen glikolipid (serebrosida), proteoglikan dan glikoprotein.

·      Dalam kelenjar mammae : sintesis laktosa dari glukosa dengan jalan glukosa diubah jadi UDP Gal oleh enzim yang diuraikan di atas. UDP Gal mengadakan kondensasi dengan glukosa untuk menghasilkan laktosa dan proses ini dikatalisasi oleh enzim LAKTOSA SINTASE.

Saya tertarik untuk mengembangkan hubungan antara konsumsi karbohidrat dengan karies dentis.

            Hubungan antara konsumsi karbohidrat dengan terjadinya karies dentis ada kaitannya dengan pembentukan plaque pada permukaan gigi. Plaque terbentuk dari sisa-sisa makanan yang melekat di sela-sela gigi. Plaque ini akhirnya akan ditumbuhi bakteri yang dapat mengubah  pH  rongga mulut menurun sampai dengan pH 4,5. Pada keadaan demikian maka  struktur  email gigi akan terlarut (email tidak larut pada pH 5,41). Konsumsi gula murni (permen, coklat, karamel) sering, akan  menyebabkan keasaman rongga mulut menjadi permanen, sehingga semakin banyak  email yang terlarut. Kerusakan email yang parah, disebut dengan karies dentis.  Dari berbagai penelelitian sukrosa (gula bit dan gula tebu) mempunyai efek  kariogenik lebih tinggi dibandingkan  dengan  fruktosa, glukosa dan maltosa. Sedangkan karbohidrat kompleks seperti amilum dan dekstrin, efek kariogeniknya  tidak ada sama sekali.

Penerapan dalam masyarakat

Kelainan metabolisme karbohidrat yang paling banyak didapat adalah diabetes, yang disebabkan oleh insufisiensi fungsi artinya terjadi ketidak seimbangan antara insulin yang beredar dengan kebutuhan fungsi fisiologi insulin.

Keadaan ini dapat disebabkan oleh produksi insulin memang kurang mencukupi dan tidak mampu menjalankan fungsinya secara opti-mal, dan mengakibatkan di jaringan lemak adanya hambatan masuknya glukosa ke dalam sel serta hambatan glikolisis  dan lipogenesis sehingga menyebabkan TG lipase sensitif hormon aktifitasnya naik sehingga terjadi peningkatan lipolisis yang berakibat terjadinya mobilisasi FFA dari jaringan lemak.

            Pada Diabetes mellitus tipe II terjadi karena kelainan metabolisme karbohidrat, akibat dari kekurangan jumlah serta fungsi insulin  yang ditandai dengan meningkatnya kadar glukosa darah. Apabila jumlah karbohidrat lebih dari kemampuan tubuh untuk membakarnya sebagai sumber energi, maka karbohidrat akan dikonversikan ke lemak. Terjadinya resistensi insulin pada DM Tipe 2 mengakibatkan peningkatan kadar glukosa darah, tekanan darah, hyperinsulinemia dan ketidaknormalan kadar lemak yang ditandai dengan adanya peningkatan kadar kolesterol darah, LDL, penurunan kadar HDL dan peningkatan kadar trigliserida darah yang merupakan faktor independen terhadap penyakit jantung.

            Hal yang berpengaruh terhadap kadar glukosa darah pada kelompok DM adalah gangguan insulin. Terjadinya gangguan fisiologi yang ditandai dengan adanya resisten insulin akibat dari tubuh dalam merespon insulin yang diproduksi oleh pankreas.

            Adanya resistensi insulin tersebut akan mengganggu keseimbangan antara jaringan dalam menggunakan dan menyimpan glukosa darah selama puasa dan makan terutama dilakukan melalui kerja homeostasis metabolik insulin dan glukagon.

            Pada klinisnya di rumah sakit nantinya kita akan banyak menemukan pasien dengan diabetes mellitus. Oleh karena itu dengan mempelajari metabolisme karbohidrat kita akan mengetahui bagaimana insulin itu bekerja dalam tubuh apabila dalam tubuh kita banyak terdapat karbohidrat yang berlebihan maka glukosa darah juga akan meningkat dan menyebabkan diabetes mellitus.

            Kita dengan mempelajari metabolisme karbohidrat juga bisa memberikan edukasi kepada pasien dengan menyarankan pasien diabetes mellitus untuk memperhatikan intake karbohidrat yang di konsumsi supaya glukosa dalam darah tidak meningkat. 

SUMBER : http://monicaayurossalya.blogspot.com/2012/03/all-about-medical.html