Metabolisme Karbohidrat1

METABOLISME KARBOHIDRAT

M.Dawam Jamil, SKM, M.Kes.

PENGERTIAN karbohidrat

• Rumus empiris pada umummnya berupa Cn(H2O)n, yaitu disebut sebagai karbon yang mengalami hidratasi. = KARBOHIDRAT

• Mengandung unsur CHO = senyawa organik

• polihidroksi aldehid atau polihidroksiketon melalui jembatan GLIKOSIDIK = C-O-C

18

PengolonganMONOSAKARIDA :

• TRIOSA : GLISERALDEHIDA, DI-OH KETON• PENTOSA : RIBOSA, DIOKSI RIBOSA• HEXOSA : GLUKOSA, GALAKTOSA, GALAKTOSA

DISAKARIDA :• SUKROSA : FRUKTOSA + GLUKOSA = α 1,2

GLIKOSIDIK• MALTOSA : GLUKOSA + GLUKOSA = α 1,4 GLIKOSIDIK• LAKTOSA : GALAKTOSA + GLUKOSA = α 1,4

GALAKTOSIDIK.POLISAKARIDA : polihidroksi aldehid atau polihidroksiketon

• PATI : AMILOSA (α 1,4 GLIKOSIDIK )+ AMILOPEKTIN (α 1,6 GLIKOSIDIK )

• GLIKOGEN : PATI HEWANI (α 1,4 GLIKOSIDIK) • SELULOSA, HEMISELULOSA, PEKTIN, KHITIN, DLL

PERANAN KARBOHIDRAT

• MAKANAN :• MENENTUKAN KARAKTERISTIK : RASA, WARNA,

TEKSTUR, DLL

• TUBUH MANUSIA :• SUMBER ENERGI :

• MURAH• MENCEGAH KETOSIS• PEMECAHAN PROTEIN BERLEBIHAN• KEHILANGAN MINERAL.• MEMBANTU METABOLISME LEMAK DAN PROTEIN • GERAK PERISTALTIK USUS

sumber

• Pati nabati : pati• Biji-bijian, kacang-kacanga, umbi-

umbian.

• KH hewani : laktosa, glikogen• Susu, daging, hati.

METABOLISME KARBOHIDRAT• DIMULUT : PTYALIN = α AMILASE (SUASANA

ALKALI) POLI SEDERHANA• DILAMBUNG = α AMILASE NON AKTIF.• DIUSUS : MUARA PANKREAS α AMILASE ,

DISAKARIDASE (MALTASE, SAKARASE, LAKTASE)

• BUILDING BLOCK : GLUKOSA, FRUKTOSA, GALAKTOSA BRUSH BORDER VENA PORTA (FRUKTOSA, GALAKTOSA HATI GLUKOSA) GLUKOSA DARAH MENINGKAT SEL TARGET OKSIDASI ENERGI, METABOLIK ANTARA.

JALUR METABOLISME KARBOHIDRAT

• GLIKOLISIS AN-AEROB• GLIKOLISIS AEROB• GLIKOGENESIS DAN

GLIKOGENLISIS• ASAM GLUKORONAT.• HMP-SHUT• GLUKONEOGENESIS

GLIKOLISIS

Glikolisis

• Jalur utama metab glukosa• Jalur utama metab fruktosa dan

galaktosa diet• Penting menghasilkan ATP, terutama

bagi otak dan eritrosit• Berlangsung dlm sitosol• 2 bentuk : Aerob dan Anaerob (reaksi

sama, beda produk akhir dan ATP yg terbntk)

Makna Penting

• Jalur Utama Penghasil energi • Secara an aerob • Otot, otak, eritrosit, dll tetap

dapat mendapatkan ATP • Pada otot jantung (aorobik) ,

anaerobik iskemik

Glik. Aerob (reaksi2nya)1. Glukosa + ATP G-6-P

Enzim yang bekerja pada reaksi ini adalah Heksokinase (hati) atau Glukokinase(otot)

2. G-6-P Fruktosa-6-phosphat

enzimnya oleh enzim fosfoheksosa isomerase Isomerasi aldosa ketosa

3. F-6-P + ATP F 1,6 DP

enzimnya oleh fosfofruktokinase

4. F 1,6 DP G-3-P + DHAP enzimnya oleh Aldolase

5. DHAP G-3-P enzimnya oleh fosfotriose isomerase

Lanjutan Glik. Aerob

6. G-3-P + NAD+ + Pi 1,3-BPG + NADH + H+ enzimnya oleh gliseraldehid 3 phosphat DH (dihambat oleh Iodoacetate)

7. 1,3 BPG + ADP 3 fosfogliserat + ATP enzimnya oleh fosfogliserat kinase

8. 3-fosfogliserat 2-fosfogliserat enzimnya oleh fosfogliserat mutase

9. 2-fosfogliserat PEP + H2O enzimnya oleh enolase, dihambat oleh fluorida

10. PEP + ADP piruvat + ATP enzimnya oleh piruvat kinase, lalu secara spontan akan jadi Pir (Keto) dari Pir (enol)

Glik. Anaerob

Dari reaksi 1 – 10 sama dengan Aerob, pada Anaerob ada reaksi ke 11, yaitu :

Pyruvate(keto)+NADH+H+ As. Laktat + NAD+ enzimnya oleh Laktat DH.

Hasil Akhir

• Aerob : 2 As. Piruvat, 2 NADH, 2 ATP

• Anaerob : 2 As. Laktat, 2 ATP

GlukosaGlukosa-6P

ATP ADP

Mg2+

HeksosakinaseGlukokinase

Glukosa-1P

Glikogen

Fosfoheksosa

Isomerase

Fruktosa-6P

FosfofruktokinaseMg2+

ATP

ADP

Fruktosa-1,6-bis.P

Gliserad-3P

Dihidroksiaseton-P

aldolase

Fosfotriosaisomerase

1,3-bis-P gliserat3-P-gliserat

gliserald-3P-DH-ase

Jodoasetat

ATP ADP

NAD+

NADH+H+

Fosfogliseratmutase

2-P-Gliserat

Fosfoenolpiruvat(PEP)

H2O

Enolase

Fluorida

Asam Piruvat

ADP

ATP

Piruvat kinase

OKSIDASI DALAM KREBS

Asam Laktat

NADH+H+ NAD+

1/2 O2

3 ADP + 3Pi 3 ATP

H20

Laktat dehidrogenase

Glukosa

Glukosa-6P

ATP ADP

Mg2+

HeksosakinaseGlukokinase

Glukosa-1P

Glikogen

FosfoheksosaIsomerase Fruktosa-

6P

Fosfofruktokinase

Mg2+

ATP

ADPFruktosa 1,6 bi pospat

Gliserad-3P

Dihidroksiaseton-P

aldolase

Fosfotriosaisomerase

1,3-bis-P gliserat3-P-gliserat

gliserald-3P-DH-ase

Jodoasetat

ATP ADP

NAD+NADH+H+

Fosfogliseratmutase

2-P-Gliserat

Fosfoenolpiruvat(PEP)

H2O

Enolase

Fluorida

Asam Piruvat

ADP

ATP

Piruvat kinase

OKSIDASI DALAM KREBS

Asam Laktat

NADH+H+ NAD+

1/2 O2

3 ADP + 3Pi 3 ATP

H20

Laktat dehidrogenase

• Enzim heksokinase di hati dapat dihambat oleh hasil reaksinya : jumlah glukosa 6 P banyak inhibitor enzim.

• Enzim Fruktokinase dihambat : • ATP yang berlebih• Asam sitrat yang berlebih.

• Efektor positif :• AMP, ADP, dan Fruktosa 6P

• Peningkatan kadar asam laktat dapat dideteksi • Jaringan• Darah• Urin

• Glikolisis di sel darah merah selalu berakhir asam laktat.• Karena enzim oksidasi aerob tidak terdapat

• Jaringan penghasil asam laktat :• Otot.• Sel darah merah.• Jaringan otak.• Traktus gastrointestinal.• Medula renalis.• Retina.• Kulit.

• Reaksi glikolisis bersifat reversisibel, terdapat 3 reaksi irreversibel (tempat-tempat pengaturan glikolisis :• Heksokinase (glukokinase)• Fosfofruktokinase• Piruvat kinase.

• Menjaga kadar glukosa :• Sel mampu menimbulkan gerakan netto

metabolit dalam arah sintesis pada lintasan glikolisis Glukoneogenesis

• Dalam eritrosit, tempat kedua dalam glikolisis memproduksi ATP terdapat jalur pintas.

Glukosa - - - Gliseraldehid 3 P

1,3 Bisfosfogliserat

3-Fosfosgliserat

2,3 Bisfosfogliserat

Bisfosfogliserat Mutase

Glieraldehid 3 P

DH-ase

2,3 Bisfosfogliserat

fosfatase

Piruvat

NAD+

NADH+ + H+

• Pengaruh jalur pintas : meningkatnya konsentrasi 2,3 bisfosfogliserat oksi Hb melepaskan Oksigen

• Penghambatan Piruvat DH-ase oleh produknya :• Asetil-KoA dan NADH

• Ion Arsen dan Hg komplek dg gugus SH pada lipoat.

• Defisiensi vitamin B1 pernisiosa Verhicle

• Penghambatan metabolisme piruvat akan menimbulkan laktasidosis kematian

• Kelainan bawaan defisiensi adolase A dan def piruvat kinase di eritrosit anemia hemolitik

Asam Piruvat

Hidroksietil Tiamin difosfat

Piruvat DH-ase

Asetil Lipoamida

Asetil -SKoA

KoASHDihidroksilipoil Dehidrogenase

L-(SH)2Lipoamida tereduksi

FADH2

FAD

NAD+

NADH+H

Dihidrolipoil Dehidrogenase

L-(S)2=Lipoammida teroksidasi

TPP

DEKARBOKSILASI OKSIDASI ASAM PIRUVAT

SIKLUS ASAM SITRATSIKLUS KREBS

SIKLUS TRI CARBOKSILAD ACID(TCA)

ASETIL KO-A

Sitrat

KoASHSitrat Sintase

Sisakonitat

Isositrat

α-KetoglutaratSuksinil-SKoA

NAD

NADH+H+

NADH+H+

NAD

Suksinat

Fumarat

Malat

Oksaloasetat

GDP+Pi

GTP

Mg+

CO2KoASH

KoASHSuksinat tiokinase

FAD

FADH2H2O

NAD

NADH+H+Malat DH-ase

H2O