Metabolisme Karbohidrat

METABOLISME KARBOHIDRAT (Carbohydrate Metabolism)

Metabolism 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 (salah satu unsur yang harus terpenuhi adalah energi ) dan reaksi pembentukan atau anabolisme (terdiri atas beberapa bagian yakni glikolisis, oksidasi piruvat ke asetil-KoA, glikogenesis, glikogenolisis, hexose monophosphate shunt dan terakhir adalah Glukoneogenesis).

Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. Metabolism 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.

KARBOHIDRAT merupakan hidrat dari unsur karbon (C)/ dari polisakarida dirubah menjadi monosakarida (galaktose, fruktose, glukose). Peristiwa ini banyak dijumpai pada tubuh makhluk hidup, baik tumbuhan, hewan, atau manusia

Terdiri 3 fase:

1. Glikolisis
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi Oksidatif

GLIKOLISIS

• Proses perubahan glukose menjadi asam piruvat atau asetil coenzim-A

Glikolisis terjadi di sitoplasma

• Glikolisis terdiri 2 lintasan:
• Katabolisme glukosa (glikolisis) melalui triose (dihidroksi aseton fosfat atau gliseraldehid 3-PO4) disebut lintasan Embden Meyerhof
• Katabolisme glukosa (glikolisis) melalui 6-fosfoglukonat disebut lintasan oksidatif langsung (pintas heksosmonofosfat)

SIKLUS KREBS

• Proses perubahan asetil co-A → H
• Proses ini terjadi didalam mitokondria
• Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis

FOSFORILASI OKSIDATIF

• Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh senyawa yang disebut ATP
• Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi

KELAINAN METABOLISME KARBOHIDRAT:

1.Diabetes Mellitus

Diabetes Mellitus adalah suatu sindrom(kumpulan gejala) yang timbul karena adanya peningkatan kadar glukosa darah akibat kekurangan hormon insulin baik absolute maupun relatif, dimana penyakit ini merupakan penyakit menahun yang akan diderita seumur hidup.
2.Galaktosemia

Galaktosemia adalah kadar glukosa yang tinggi dalam darah, etiologinya disebabkan oleh kekurangan atau bahkan ketidakpunyaan tubuh terhadap enzim galaktose 1-fosfat uridil transfarase.
3.Glikogenosis

Glikogenosis (Penyakit penimbunan glikogen) adalah sekumpulan penyakit keturunan yang disebabkan oleh tidak adanya 1 atau beberapa enzim yang diperlukan untuk mengubah gula menjadi glikogen atau mengubah glikogen menjadi glukosa (untuk digunakan sebagai energi).
4.Intoleransi Fruktosa Herediter

Intoleransi Fruktosa Herediter adalah suatu penyakit keturunan dimana tubuh tidak dapat menggunakan fruktosa karena tidak memiliki enzim fosfofruktaldolase.

Mencerna fruktosa atau sukrosa (yang dalam tubuh akan diuraikan menjadi fruktosa, kedua jenis gula ini terkandung dalam gula meja) dalam jumlah yang lebih, bisa menyebabkan:

- hipoglikemia (kadar gula darah yang rendah) disertai keringat dingin
- tremor (gerakan gemetar diluar kesadaran)
- linglung
- mual
- muntah
- nyeri perut
- kejang (kadang-kadang)
- koma.

5.Fruktosuria

Fruktosuria merupakan suatu keadaan yang tidak berbahaya, dimana fruktosa dibuang ke dalam air kemih. Fruktosuria disebabkan oleh kekurangan enzim fruktokinase yang sifatnya diturunkan.
6.Pentosuria

Pentosuria adalah suatu keadaan yang tidak berbahaya, yang ditandai dengan ditemukannya gula xylulosa di dalam air kemih karena tubuh tidak memiliki enzim yang diperlukan untuk mengolah xylulosa.
7.Intoleransi Pada Laktosa (Lactose Intolerance)

Intoleransi Pada Laktosa (Lactose Intolerance) merupakan gangguan pencernaan yang terjadi karena kurang atau tidak adanya enzim lactose
8.Kekurangan Isomaltase-Sukrosa

Kekurangan enzim ini menyebabkan intoleransi terhadap sukrosa didalam makanan. Penanganannya dilakukan dengan menghindari sukrosa.

9.Kerusakan Disakarida Bawaan (Bereditary Defects)

Kekurangan enzim disakaridase menyebabkan intoleransi terhadap disakarida (disaccharide intolerance).

Metabolisme Karbohidrat

Karbohidrat adalah derivate aldehid atau keton dari alkohol polihidris atau senyawa lain yang menghasilkan derivat tersebut pada hidrolisinya. Karbohidrat dikelompokkan menjadi:
1. Monosakarida, tidak dapat dihidrolisis menjadi senyawa karbohidrat yang lain tanpa kehilangan sifat-sifat sebagai karbohidrat. Misalnya: gliserol, ribose, galaktosa, dan fruktosa.
2. Disakarida, jika dihidrolisis menjadi 2 molekul monosakarida. Misalnya: maltose, skrosa, laktosa dan trehalosa.
3. Olisakarida, jika dihidrolis menghasilkan sampai 10 molekul monosakarida. Misalnya: raffinosa.
4. Polisakarida, jika dihidrolisis menghasilkan lebih dari 10 molekul monosakarida. Misalnya: amilum, dekstran, dekstrin, glikogen, selulosa, galaktan, dll.

Energi Makanan

ENERGI MAKANAN

FUNGSI MAKANAN

•          Sumber energi (melalui metabolisme, akan dihasilkan energi). Energi digunakan untuk proses metabolisme dan termoregulasi dalam tubuh

Bentuk dasar energi dlm tubuh

1. Energi mekanis ( 25% ) : kontraksi otot

2. Energi kimia : sintesis komponen baru

3. Energi listrik : aktifitas syaraf & otak

4. Energi elektro kimia : pompa Na

5. Energi panas : pengaturan panas tubuh

PENYIMPANAN  ENERGI  DALAM  TUBUH

GLIKOGEN  :  HATI  &  OTOT

PROTEIN     :  OTOT

LEMAK         :  JARINGAN  ADIPOSA

KELEBIHAN MASUKAN ENERGI DIPAKAI DALAM PEMBENTUKAN LEMAK DAN DISIMPAN DALAM JUMLAH BESAR DI DALAM TUBUH

•          CARA PENGUKURAN ENERGI

1. Cara Langsung

                Dengan Kalorimeter, biasanya menggunakan Bomb Calorimeter. Cara ini lebih mahal dan lebih sulit.

2. Cara Tak Langsung

                kecepatan metabolisme diukur dengan mengukur konsumsi oksigen atau produksi CO₂ menggunakan spirometer dalam waktu tertentu. Hasil pengukuran jumlah O₂ yg diperlukan atau jumlah CO₂ yang dikeluarkan untuk kegiatan kemudian diubah dalam jumlah panas yg dihasilkan tiap m² luas permukaan tubuh per jam.

•          PENGELUARAN ENERGI

1. BMR (Basal Metabolic Rate) adalah energi yang diperlukan untuk mempertahankan hidup dalam keadaan istirahat dan sadar (Mayes, 1999).

               

                 Faktor2 yg mempengaruhi:

                a. Jenis kelamin (pria > wanita)

                b. Suhu tubuh (BMR me↑ pd saat demam; pe ↑an suhu             tubuh 1^o C BMR me ↑ 12%)

                c. Suhu lingkungan (meningkat pd cuaca dingin)

                d. Usia (BMR anak >dewasa >lansia)

                e. Status kesehatan (org sakit BMR > org sehat,                 kehamilan dan menyusui BMR meningkat)

2. SDA (Specific Dynamic Action): energi untuk mengolah makanan.

                 

3. Aktivitas Fisik

                berat ringannya aktivitas fisik yang dilakukan seseorang sangat berpengaruh terhadap besarnya pengeluaran energi.

                aktivitas ringan: BMR+30% BMR

                aktivitas sedang: BMR+40% BMR

                aktivitas berat: BMR+50%BMR

•          KEBUTUHAN MAKANAN

RDA (Recommended Daily Allowance) adalah jumlah makanan yang dianjurkan dalam sehari untuk memenuhi kesehatan yg sebaik-baiknya.

Kebutuhan energi seseorang dipengaruhi oleh:

-          Jenis kelamin

-          Usia

-          Kehamilan dan menyusui

-          Beban pekerjaan.

•          SUMBER ENERGI MAKANAN

1. Karbohidrat

                Fungsi:

                1. Menyediakan keperluan energi tubuh (1gr karbohidrat = 4      kcal) dan Menyiapkan cadangan energi berbentuk                 glikogen

                2. Membantu metabolisme lemak dan sebagai penghemat          protein.

                3. Membantu penyerapan mineral

                                contoh: Laktosa misalnya berfungsi membantu                 penyerapan kalsium

                4. Mengatur gerak peristaltik usus, terutama usus besar               (selulosa/serat berfungsi mengatur peristaltik usus shg         melancarkan BAB)

               

Sumber karbohidrat:

a. Karbohidrat kompleks/ zat tepung/ pati: gandum, beras, kentang

b. Gula(berasa manis):

                glukosa→ dalam daging buah, madu

                laktosa → dalam susu

                sukrosa → gula dapur

c. Serat/ selulosa:

                - pektin & gum →pd tepung beras, tepung gandum, buncis, kacang polong, jeruk, apel, strawbery

                - hemiselulosa → pd biji2an, gandum,sayur & buah yg dimakan dg kulitnya,kacang2an.

                Umumnya serat tidak dapat dicerna namun dapat mempercepat peristaltik usus, terutama usus besar

2. Protein

Fungsi:

 1. Sebagai enzim (biokatalisator)

                Hampir semua reaksi kimia dalam sistem biologi                dikatalisis oleh enzim dan hampir semua enzim adalah                 protein.

2. Sebagai hormon

                Protein merupakan bagian dari hormon

3. Sebagai alat transpor dalam darah      

                 contoh: transferin→mentransport zat besi

4. Sistim pertahanan tubuh

5. Pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan

6. Penyediaan energi

                1gram protein= 4 kcal

               

Keseimbangan Nitrogen

                adalah perbedaan antara jumlah nitrogen yg masuk dlm tubuh setiap hari (terutama dr protein makanan) dan jumlah senyawa bernitrogen (urea, kreatinin, asam urat, NH₄⁺ yg keluar melalui urine, keringat, feses dan sel2 yg terlepas.

-          Keseimbangan nitrogen pd org dewasa =0

                nitrogen yg masuk dr makanan = nitrogen yg keluar.

- Keseimbangan nitrogen positif: nitrogen masuk > keluar

                contoh: pd masa pertumbuhan, kehamilan, & masa penyembuhan.

- Keseimbangan nitrogen negatif: nitrogen masuk < keluar Contoh:pd kelaparan, malnutrisi, penyakit, trauma, operasi, luka bakar.

                Sumber Protein:

                1. Protein hewani: protein yg berasal dr hewan

                                contoh: susu, telur, daging, ikan, unggas

                2. Protein nabati: protein yg berasal dr tumbuh2an

                                contoh: umbi2an (kentang), kacang2an, gandum,             jagung, oats (gandum), gluten

3. Lemak/ lipid

                Fungsi:

                a. Fungsi utama

                                1. Sbg penghasil energi (1 gr lemak = 9-9,3 kcal)

                                2. Sbg pembangun/pembentuk susunan tubuh,                                                                pelindung kehilngan panas tubuh

                                3. Sbg penghemat protein (jika lemak dlm tubuh                                                              mencukupi maka tubuh tdk akan memecah                                                                 protein utk memenuhi kebutuhan energi tubuh.

                                4. Sbg pelarut vitamin A, D, E, K

                                5. Mencegah pengeluaran panas tubuh berlebihan

                                6. Perlindungan

               

Sumber Lemak:

                1. Lemak nabati

                                Mengandung lebih banyak asam lemak tak jenuh (kec. Minyak kelapa mengandung lbh bnyk asam lemak jenuh), shg titik didihnya lebih rendah. Dalam suhu kamar biasanya berbentuk cair yg disebut minyak.

                Contoh: minyak dr biji2an spt kacang tanah, biji jagung, biji kacang kedelai, alpukat, margarine.

               

               

2. Lemak hewani

                                Mengandung lebih banyak asam lemak jenuh terutama yg mempunyai rantai karbon panjang, shg dalam suhu kamar berbentuk padat yg disebut lemak atau orang awam menyebutnya gajih.

                Contoh: ikan, telur, susu, lemak babi, lemak sapi, kulit ayam, mentega.