BAB I

PENDAHULUAN

I.LATAR BELAKANG

Karbohidrat merupakan sumber. Energi utama bagi organisme hidup. Manusia menggunakan pati sebagai nutrien utama. Pati yang dapat berasal dari beras, jagung, gandum, singkong, ubi sagu dan lain-lain merupakan polimer dari glukosa yang disintesis oleh tumbuh- tumbuhan bagi cadangan energi/makan bagi tumbuh-tumbuhan tersebut.

Pada hewan dan manusia, karbohidrat disimpan dalam bentuk glikogen, terutama dihati (2-8%) dan otot (0.5-1%). Glikogen hati terutama berguna bagi untuk mempertahankan agar kadar glukosa darah normal (70-90 mg/ml darah), sedangkan glikogen otot bertindak sebagai penyedia energi untuk keperluan interaksi.

Glukosa digunakan baik oleh organisme anaerob maupun aerob. Pada tahap-tahap awal jalur katabolisme untuk kedua tipe organisme itu mirip satu sama lain. Organisme anaerob memecahkan glukosa menjadi senyawa yang lebih sederhana yang tidak dapat dimetabolisme lebih lanjut, tanpa bantuan oksigen. Sedangkan organisme anaerob selain memiliki perangkat enzim yang dimiliki oleh organisme dan aerob, juga memiliki kemampuan lebih yang dapat memecahkannya lebih sempurna, maka energi yang dihasilkan lebih banyak daripada yang dihasilkan oleh organisme anaerob.

II. RUMUSAN MASALAH

Dalam makalh ini, masalah yang akan dibahas meliputi sebagai berikut.
A.Apa saja jenis karbohidrat?
B. Bagaimana proses metabolisme glukosa?

1. Glikolisis

2. Siklus asam sitrat (TCA)

3. Glikogenesis

4. Metabolisme melalui jalur HMP

C. Bagaiman metabolisme

BAB II

PEMBAHASAN

A. Jenis Karbohidrat

Karbohidrat merupakan salah satu dari tiga bahan makanan pokok manusia dan hewan disamping lemak dan protein. Dalam tubuh manusia dan hewan, senyawa ini merupakan cadangan energi dan tersimpan didalam sel sebagai glikogen. Karbohidrat terdapat dalam jumlah cukup besar didalam tumbuh-tumbuhan, terutama pada bagian- bagian yang keras seperti biji, ubi dan kulit.

Karbohidrat sebenarnya bukan nama umum senyawaan kimia yang secara kimiawi berupa bentuk hidrat dari karbon dan secara empiris mempunyai rumus: (Cn(H2O)n). Termasuk dalam kelompok senyawa ini misalnya glukosa (C6H12O6) dan sakarosa (C11H22O11). Terdapat pula senyawa yang tidak mematuhhi rumus umum tersebut seperti ramnosa dengan rumus molekul (C6H12O5) dan dimasukkan dalam kelompok karbohidrat karena senyawa ini memiliki sifat-sifat yang sama dengan karbohidrat.

Disamping itu, ternyata dikenal pula banyak senyawa yang memenuhi rumus umum diatas tetapi tidak masuk dalam kelompok karbohidrat, seperti asam cuka (C2H4O2) dan asam laktat (C3H6O3).

Berdasarkan sifat hidrolisisnya karbohidatdapat dibagi menjad empat golongan, yaitu:

1. Monosakarida

Monosakarida dikenal sebagai bentuk paling sederhana dari karbohidrat dan karena monosakarida umumnya memiliki rasa manis, maka senyawa ini disebut juga sebagai “gula sederhana”. Contohnya: glukosa, fruktosa, dan galaktosa.

Monosakarida merupakan karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis dan tidak kehilangan sifat gulanya. Golongan monosakarida ini biasanya dikelompokkan dalam triosa, tetrafosfat, pentosaheksosa, dan heptosa. Disakarida merupakan karbohidrat yang bila dihidrolisis menghasilkan dua monosakarida yang sama atau berbeda. Contohnya adalah sukrosa yang jika dihidrolisis akan menghasilkan glukosa dan fruktosa.

2. Oligosakarida

Senyawa ini terdiri atas dua buah atau lebih monosakarida yang dengan pengaruh asam senyawa ini dapat mengalami hidrolisa menjadi bentuk-bentuk monosakarida penyusunnya. Oligosakarida merupakan karbohidrat yang bila dihidrolisis menghasilkan tiga hingga sepuluh monosakarida. Bila senyawa ini terdiri dari dua monosakarida penyusun, disebut disakarida, dan apabila terdiri dari tiga penyusun disebut trisakarida dan seterusnya. Contohnya: sakarosa, maltosa, dan laktosa.

3. Glukosida

Senyawa ini merupakan turunan karbohidrat, tersusun atas molekul-molekul gula dan molekul-molekul non gula yang tergabung satu sama lain dengan ikatan glukosida. Contohnya: metilglukosida.

4. Polisakarida

Senyawa polisakarida merupakan gabungan dari banyak molekul monosakarida dengan ikatan glukosakarida. Sebenarnya oligosakarida merupakan polisakarida sederhana, tetapi tidak terdapat batas yang jelas antara oligosakarida dan polisakarida.Polisakarida merupakan polimer monosakarida yang memiliki bobot molekul yang tinggi. Bila dihidrolisis akan menghasilkan lebih dari sepuluh monosakarida, senyawa yang termasuk dalam golongan ini adalah pati, dekstrin, dan sellulosa.

B. Metabolisme Karbohidrat

1. Glikolisis

Baik dalam keadaan anaerob maupun aerob, glukosa diubah menjadi privat melalaui serangkaian reaki glikolisis. Dalam keadaan anaerob piuvat dikonversi menjadi asam lakta atau alkohol sedangkan dalam keadaan aerob piravat dikonversi menjadi asetil KoA yang kemudian masuk dalam jalur asam trikarboksilat.

Sedangkan serangkaian reaksi yang terjadi berurutan dalam jalur EMP untuk mengkonversi glukosa menjadi asam privat yang secara garis besar dapat dikelompokkan dalam dua tahap, yaitu tahap perubahan glukosa menjadi triosa fosfat (yang memerlukan energi kemia) dan tahap perubahan triofo fosfat menjadi asam privat sambil melepaskan energi kimia ke lingkungannya.

a. Isomerasi Glukosa 6-Fosfat

Reaksi berikutnya adalah reaksi isomerasasi glukosa menjadi frutkosa 6-faosfat. Reaksi ini dan sebaliknya dikatalisis enzim fosfo glukoisomerase (∆G = + 1400 kalori, pH 7) Kkstb = 0,5.

b. Fosforealasi Frutkosa -6-Fosfat Menjadi Frutkosa 1,6 Difosfat

Pada reaksi tahap ketiga ini dikatalisis oleh fosfo-fruktosakinase.

Tahap ini merupakan tahap reaksi penting untuk pengendalian metabolisme karena enzim ini adalah enzim allosterik yang dapat dipengaruhi oleh beberapa metabolit umum. Kelebihan ATP ataupun asam sitrat dapat menghambat enzim fosfofruktokinase ini. Sebaliknya AMP, ADP, dan Fruktosa 6-P dapat menstimulasi enzim. Enzim ini memerlukan ion Mg2+ sebagai kfaktor dan memiliki berat molekul yang sangat tinggi (± 360.000) dan terdiri dari 4 sub unit).

c. Pembentukan Trio Fosfat

Reaksi berikutnya menyangkut pemotongan glukosa 1,6 – difosfat dengan membentuk dua triosa fosfat: dihidroksi aseton fasfat dan D-gliseraldehida -3- fosfat. Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah aldolase, yang diisolasi pertama kali oleh “Warburg” kini diketahui banyak ditemukan di alam.

Garapan yang didapat dari oksidasi aldehida menjadi asam karboksilat disimpan dalam bentuk gugus asil fosfat:1-3 difosfogliserat. Enzim yang berperan adalah gliseraldehida-3-fosfatdehidrogenase. Berat molekul enzim ini 145.000 dan terdiri atas suatu tetramer dengan berat molekul masing-masing sebunit 35.000 dan terikat erat dengan NAD+, jadi seluruhnya ada 4 NAD+.

d. Interkonversi Asam 3-Fosfogliserat Menjadi 2-Fosfogliserat Fosfogliseril mutase mengkatkalisis interkonvensi dua macam asam Fosfogliserat.

e. Pembentukan Asam Fosfoenol Piruvat Reaksi berikutnya dikatalisis oleh enzim enolase:

Tetapan setimbang (Kstb) reaksi ini sama dengan 3. hal ini berarti bahwa reaksi diatas berjalan secara reversible. Asam fosfoenol piravat (PED) merupakan molekul berenergi tinggi. Hidrolisis molekul ini menghasilkan ∆G’=-14.800 kalori.

f. Hidrolisis Asam Fosfoenol Piravat Menjadi Piravat

Gugus fosfat dari PEP dipindahkan kepada ADP sehingga terbentuk ATP. Reaksi ini dikatalisis leh enzim piravat kinase dan menghasilkan energi sebesar 61000 kalori.

Taoutomerisasi dari bentuk enol menjadi keto dapat memberikan cukup energi untuk membentuk ATP. Berikut adalah bagan glikolisis.

Gambar jalur glikolisis

2.Siklus krebs

Siklus Krebs adalah tahapan selanjutnya dari respirasi seluler. Siklus Krebs adalah reaksi antara asetil ko-A dengan asam oksaloasetat, yang kemudian membentuk asam sitrat. Siklus Krebs disebut juga dengan siklus asam sitrat, karena menggambarkan langkah pertama dari siklus tersebut, yaitu penyatuan asetil ko-A dengan asam oksaloasetat untuk membentuk asam sitrat.

Pertama-tama, asetil ko-A hasil dari reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif)

masuk ke dalam siklus dan bergabung dengan asam oksaloasetat membentukasam

sitrat. Setelah "mengantar" asetil masuk ke dalam siklus Krebs, ko-A memisahkan diri

dari asetil dan keluar dari siklus. Kemudian, asam sitrat mengalami pengurangan dan penambahan satu molekul air sehingga terbentuk asam isositrat. Lalu, asam isositratmengalami oksidasi dengan melepas ion H+, yang kemudian mereduksi NAD+ menjadi NADH, dan melepaskan satu molekul (CO2) dan membentuk asam a ketoglutarat (baca: asam alpha ketoglutarat). Setelah itu, asam a-ketoglutarat kembali melepaskan satu molekul (CO2), dan teroksidasi dengan melepaskan satu ion H+ yang kembali mereduksi NAD+ menjadi NADH. Selain itu, asam a-ketoglutarat mendapatkan tambahan satu ko-A dan membentuk suksinil ko-A. Setelah terbentuk suksinil ko-A,molekul ko-A kembali meninggalkan siklus, sehingga terbentuk asam suksinat. Pelepasan ko-A dan perubahan suksinil ko-A menjadi asam suksinat menghasilkan cukup energi untuk menggabungkan satu molekul ADP dan satu gugus fosfat anorganik menjadi satu molekulATP. Kemudian, asam suksinat mengalami oksidasi dan melepaskan dua ion H+, yang kemudian diterima oleh FAD dan membentuk FADH2, dan terbentuklah asam fumarat. Satu molekul air kemudian ditambahkan ke asam fumarat dan menyebabkan perubahan susunan (ikatan) substrat pada asam fumarat, karena itu asam fumarat berubah menjadi asam malat. Terakhir, asam malat mengalami oksidasi dan kembali melepaskan satu ion H+, yang kemudian diterima oleh NAD+ dan membentuk NADH, dan asam oksaloasetat kembali terbentuk. Asam oksaloasetat ini kemudian akan kembali mengikat asetil ko-A dan kembali menjalani siklus Krebs.

Dari siklus Krebs ini, dari setiap molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP,6

NADH, 2 FADH2, dan 4 CO2. Selanjutnya, molekul NADH dan FADH2 yang

terbentuk akan menjalani rangkaian terakhir respirasi aerob, yaitu rantai transpor

elektron.

3. Glikogenesis

Gugus fosfat dan energi yang diperlukan dalam reaksi pembentukan glukosa 6-fosfat dsari glukosa diberikan oleh ATP yang berperan sebagai senyawa kimia berenergi tinggi. Sedang enzim yang mengkatalisnya adalah glukokinase. Selanjutnya, dengan fosfoglukomutase, glukosa 6-fosfat mengalami reaksi isomerasi menjadi glukosa 1-fosfat.

Glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin tri fosfat (UTP) dikatalis oleh glukosa 1-fosfat uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa)dan pirofosfat (PPi).

Mekanisme reaksi glikogenesis juga merupakan jalur metabolisme umum untuk biosintesis disakarida dan polisakarida. Dalam berbagai tumbuhan seperti tanaman tebu, disakarida sukrosa dihasilkan dari glukosa dan fruktosa melalui mekanisme biosintesis tersebut. Dalam hal ini UDP-glukosa abereaksi dengan fruktosa 6-fosfat, dikatalis oleh sukrosa fosfat sintase, membentuk sukrosa 6-fosfat yang kemudian dengan enzim sukrosa fosfatase dihidrolisis menjadi sukrosa.

4.Jalur kata bolisme melalui jalur HMP

Jalur HMP sangat penting untuk menghasilkan pentose yang diperlukan untuk sintesis asam nukleat dan nukleotida yang mengandung gugus prostetik, juga sebagai penghasil materi awal untuk sintesis asam amino aromatic dan vitamin,dan juga berperan dalam beberapa reaksi biosintesis.

Pola jalur HMP dapat dilihat pada gambar 1. Disini terlihat adanya penambahan fragmen C2 dan C3 yang diperkirakan diperlukan untuk biosintesis intermediate seperti leusin, isoleusin dan valin.

Jalur HMP mempunyai beberapa macam pola modifikasi dan campuran

diantaranya: Modifikasi campuran EMP dan HMP. Pola ditemui pada kelompok mikroorganisme Hidrolaktat fermentatife basillus. Pola jalur modifikasi ini dapat dilihat pada (gambar ). Dalam jalur modifikasi terjadi perbedaan pada tahap perubahan glukosa -6P. Pada alur glikolisis terlihat pada perubahan glukosa -6-P. Diubah menjadi fruktosa -6P dan selanjutnya mengalami isomerisasi dan dirubah lagi oleh enzim aldolase menjadi gliseraldehida-3P dan dihidroksiaseton P. Sedangkan pada jalur HMPnya terlihat glukosa -6-P diubah menjadi 6- fosfoglukonat dan selanjutnya membentuk ribolus A-5-fosfat. Hal ini sama seperti tahap awal jalur.

C.Metabolisme saat Puasa

Puasa pada bulan Ramadan adalah wajib hukumnya bagi umat Islam. Artinya, siapa pun orangnya puasa Ramadan tidak boleh ditinggalkan. Secara keyakinan mungkin tidak perlu diragukan lagi, akan tetapi sebenarnya adakah rahasia yang terkandung di dalam puasa tersebut?

Mari kita telaah lebih dalam lagi tentang apa yang sebenarnya terjadi dalam tubuh kita saat berpuasa. Dalam keadaan normal, tubuh mendapatkan energi dari luar melalui makanan dan minuman atau dari dalam tubuh melalui pembakaran sistem metabolisme lemak dan protein.

Dalam keadaan puasa, tubuh tidak disibukkan untuk melakukan penyerapan makanan dari usus sebagai sumber energi dari luar, tetapi tubuh sendiri menyediakan sekaligus menggunakan energi dari hasil proses metabolisme tubuh sendiri, yaitu dengan membentuk gula darah dari glikogen yang berada di sel-sel hati dan siap pakai sebagai sumber energi alami.

Diawali dengan makan sahur, tiga jam setelahnya tubuh kita akan menyimpan kelebihan kalori dalam bentuk sumber tenaga cadangan berupa glikogen, asam amino, dan lemak. Sumber energi ini akan digunakan dalam pergantian sel mati, perbaikan sel rusak, dan pembentukan sel yang baru dengan kualitas yang baik.

Yang menarik, dalam keadaan puasa proses metabolisme ini selain menghasilkan energi tadi, juga menghasilkan sisa-sisa metabolisme yang berbahaya, tetapi sekaligus akan segera dibersihkan oleh sel-sel hati yang selanjutnya akan dibuang keluar tubuh. Subhanallah!

Dalam keadaan puasa, kita melakukan pembatasan asupan kalori dari luar, pembatasan ini meningkatkan zat yang bermanfaat berupa antioksidan. Antioksidan ini dapat membersihkan zat yang bersifat racun, sekaligus mengeluarkannya dari dalam tubuh, sehingga tubuh terhindar dari zat-zat yang berbahaya.

Selain itu, puasa juga meningkatkan jumlah sel darah putih untuk menangkal serangan penyakit infeksi, sehingga terjadi peningkatan sistem kekebalan dalam tubuh. Dan, yang mencengangkan dari puasa adalah sebagai upaya tubuh menyeimbangkan asam

basa tubuh yang diperlukan dalam proses metabolisme agar tetap berjalan sesuai dengan

rambu rambu. Subhanallah!

Dalam keadaan puasa, energi yang berasal dari makanan dan minuman saat sahur akan digunakan secara hemat untuk aktivitas sistem kekebalan tubuh dan proses berpikir oleh otak karena gula darah yang tersedia dari pencernaan sangat mudah untuk mengalami proses metabolisme sistem kekebalan tubuh dan proses berpikir tidak memerlukan hormon insulin.

Selain itu, puasa juga dapat mencegah penyakit yang timbul karena pola makan yang berlebihan. Makanan yang berlebihan gizi belum tentu baik untuk kesehatan seseorang. Kelebihan gizi atau overnutrisi dapat menyebabkan kegemukan. Kegemukan ini merupakan sumber berbagai penyakit seperti kelainan lemak kolesterol dan trigliserida tinggi, jantung koroner, kencing manis (diabetes mellitus), dan lain-lain. Dengan demikian, sudah sepatutnya saat berbuka puasa tidak dianjurkan makan secara berlebihan. Bahaya!

Dapatlah digarisbawahi bahwa puasa secara ilmiah tidak hanya suatu upaya ibadah wajib yang semata menahan lapar, dahaga, dan nafsu. Akan tetapi, mempunyai rahasia kesehatan dalam meningkatkan daya tahan tubuh terhadap penyakit yang berbahaya.

BAB III

PENUTUP

KESIMPULAN

Demikian makalah ini kiami susun. Kritik dan saran yang bersifat membangun kami

harapkan untuk makalah selanjutnya. Semoga makalah ini bermanfaat bagi kita semua.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.blogpribadi.com/2009/07/karbohidrat.html

http://septa-ayatullah.blogspot.com/2008/12/tipe-karbohidrat-komponen-dan-

sumbernya.html

Murray, Robert k.2003. Biokimia Harper. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC

http://www.biokimia/metabolisme karbohidrat.com