Tinjauan Pustaka Metabolisme Karbohidrat dan Hormon yang Berperan Siska (102012102/C5) Universitas Kristen Krida Wacana, Jl. Arjuna Utara No.6, Jakarta, 11510 [email protected]Abstrak: Metabolisme adalah proses pengolahan (pembentukan dan penguraian) zat -zat yang diperlukan oleh tubuh agar tubuh dapat menjalankan fungsinya. Metabolisme juga dapat diartikan sebagai proses pengolahan (pembentukan dan penguraian “Katabolisme dan Anabolisme” ) zat-zat yang diperlukan oleh tubuh untuk menjalankan fungsinya. Dalam kehidupan sehari-hari metabolisme karbohidrat, protein, dan lemak sangat dibutuhkan untuk menghasilkan energi agar kita dapat beraktivitas dengan baik dan memiliki energi yang cukup. Kata Kunci : Metabolisme. Abstract: Metabolism is the process of treatment (the formation and decomposition) substance or substances needed by the body for the body to function. Metabolism can also be defined as the process of processing (the formation and decomposition "Catabolism and Anabolism") substances needed by the body to perform its functions. In everyday life the metabolism of carbohydrates, protein, and fat is needed to produce energy so that we can move well and have enough energy. Keywords: Metabolism. Pendahuluan Suatu proses metabolisme. Yang paling sering terjadi adalah kelainan metabolisme karbohidrat, karbohidrat merupakan salah satu zat gizi yang mempunyai jenis-jenis beragam 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Tinjauan Pustaka
Metabolisme Karbohidrat dan Hormon yang Berperan
Siska (102012102/C5)
Universitas Kristen Krida Wacana, Jl. Arjuna Utara No.6, Jakarta, 11510
Abstrak: Metabolisme adalah proses pengolahan (pembentukan dan penguraian) zat -zat yang diperlukan oleh tubuh agar tubuh dapat menjalankan fungsinya. Metabolisme juga dapat diartikan sebagai proses pengolahan (pembentukan dan penguraian “Katabolisme dan Anabolisme” ) zat-zat yang diperlukan oleh tubuh untuk menjalankan fungsinya. Dalam kehidupan sehari-hari metabolisme karbohidrat, protein, dan lemak sangat dibutuhkan untuk menghasilkan energi agar kita dapat beraktivitas dengan baik dan memiliki energi yang cukup.
Kata Kunci : Metabolisme.
Abstract: Metabolism is the process of treatment (the formation and decomposition) substance or substances needed by the body for the body to function. Metabolism can also be defined as the process of processing (the formation and decomposition "Catabolism and Anabolism") substances needed by the body to perform its functions. In everyday life the metabolism of carbohydrates, protein, and fat is needed to produce energy so that we can move well and have enough energy.
Keywords: Metabolism.
Pendahuluan
Suatu proses metabolisme. Yang paling sering terjadi adalah kelainan metabolisme
karbohidrat, karbohidrat merupakan salah satu zat gizi yang mempunyai jenis-jenis beragam
diantaranya glukosa , sukrosa dan fruktosa. Beberapa jenis KH tersebut dalam tubuh harus
dimetabolisme (dipecah) sebelum digunakan tubuh . pemecahan karbohidrat memerlukan
sebuah enzim . kelainan Metabolisme karbohidrat biasanya karena ketidakmampuan tubuh
memiliki enzin pemecah. Beberapa jenis karbohidrat tersebut sehingga KH yang akan
terpecah dalam tubuh tidak dapat ter-Metabolisme. Karbohidrat adalah gula, diantaranya
adalah glukosa, sukrosa dan fruktosa.Beberapa gula (misalnya sukrosa) harus diproses oleh
enzim di dalam tubuh sebelum bisa digunakan sebagai sumber energi. Jika enzim yang
diperlukan tidak ada, maka gula akan tertimbun dan menimbulkan masalah kesehatan.
Karbohidrat juga berperan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan, misalnya
amonium, karbon dioksida, dan fosfat (yang berasal dari ATP) untuk membentuk karbamoil
fosfat sintase, enzim yang terdapat dalam mitokondria hati organisme ureotelik, reaksi 2:
pemindahan gugus karbamoil fosfat ke ornitin, membentuk sitrulin + Pi, dikatalisis oleh L-
ornitin transkarbamiolase mitokondria hati. Reaksi sangat spesifik untuk ornitin, dan
keseimbangan cenderung kuat ke sintesis sitrulin, reaksi 3: sintesis argininsuksinat dalam
reaksi argininosuksinat sintase, aspartat dan sitrrulin diikat bersamaan melalui gugus amino
aspartat. Reaksi membutuhkan ATP, dan keseimbangan cenderung kuat ke sintesis
argininosuksinat, reaksi 4: pembelahan aregininoksuksinat menjadi arginin dan fumarat,
reaksi 5 : pembelahan arginin menjadi ornitin dan urea.1
Metabolisme Lemak
β-oksidasi asam lemak enzim-enzim ini mengkatalisis oksidasi asil-KoA menjadi
asetil-KoA, sistem yang digabung dengan fosforilasi ADP menjadi ATP, setelah dibentuk
asil-KoA dan penetrasi gugus asil-KoA melalui membran mitokondria lewat sistem transport
karnitin, berikutnya terjadi pembuangan 2atom hidrogen dari karbon α dan β, yang dikatalisis
oleh asil-KoA dehidrogenase ini menghasilkan pembentukan α dan β unsaturated, koenzim
untuk dehidrogenase adalah satu flavoprotein, yanh mengandung flavin adenin dinukleotida
sebagai gugus prosteotik. Asam lemak dengan jumlah atom karbon ganjil dioksidasi melalui
jalan β-oksidasi sampai tersisa residu 3 karbon. Senyawa ini dikonversi menjadi suksinil-
KoA, suatu komponen siklus asam sitrat.1
15
oksidasi asam lemaki peroksisomal suatu bentuk modifikasi β-oksidasi ditemukan
dalam peroksisom yang mengakibatkan pembentukan asetil KoA dan H2O2. Sistem tersebut
tidak berhubungan langsung dengan fosforilasi dan pembentukan ATP tetapi membantu
oksidasi asam lemak rabtai sangat panjang dan dapat diinduksi oleh diet tinggi lemak dan
obat-obatan hipolipidemik. 1
α oksidasi asam lemak pengeluaran satu karbon dari ujung karboksil molekul, telah
ditemukan pada jaringan otak. Ini tidak memerlukan zat antara KoA dan tidak menyebabkan
pembentukan fosfat berenergi tinggi. Ω oksidasi asam lemak dilakukan oleh enzim-enzim
hidroksilase yang melibatkan sitokrom P-450 dalam mikrosom. Gugus CH3 dikonversi
menjadi gugus –CH2OH yang selanjutnya di oksidasi menjadi –COOH, yang demikian
membentuk asam dikarboksilat.1
KETOSIS
Proses ketosis adalah proses yang terjadi bila asupan karbohidrat tidak tersedia sehingga tubuh akan menggunakan lemak dan protein sebagai sumber energi.
· Degradasi asam lemak → Asetil KoA terjadi di Hati, tetapi hati hanya mengunakan sedikit asetil KoA → akibatnya sisa asetil KoA berkondensasi membentuk Asam Asetoasetat
· Asam asetoasetat merupakan senyawa labil yang mudah pecah menjadi: Asam β hidroksibutirat dan Aseton.
· Ketiga senyawa diatas (asam asetoasetat, asam β hidroksibutirat dan aseton) disebut BADAN KETON.
· Adanya badan keton dalam sirkulasi darah disebut: ketosis
· Ketosis terjadi saat tubuh kekurangan karbohidrat dalam asupan makannya → kekurangan oksaloasetat
· Jika Oksaloasetat menurun → maka terjadi penumpukan Asetil KoA didalam aliran darah → jadi badan keton → keadaan ini disebut KETOSIS
· Badan keton merupakan racun bagi otak → mengakibatkan Coma, karena sering terjadi pada penderita DM → disebut Koma Diabetikum.3
Ketosis terjadi pada keadaan :
1. Kelaparan2. Diabetes Melitus3. Diet tinggi lemak, rendah karbohidrat
16
Hormon yang berperan
Hormon yang berperan dalam pengaturan glukosa darah yang terutama adalah hormon-hormon yang dihasilkan oleh pulau-pulau langerhans kelenjar pancreas yang merupakan kumpulansel-sel ovoid tersebar di seluruh pancreas dan terdiri dari beberapa jenis sel. Hormon-hormon yaitu insulin dan glukagon.
Insulin dan glukagon adalah dua hormon yang mengatur penyimpanan dan mobilisasi bahan bakar. Insulin adalah hormon anabolik utama dalam tubuh. Insulin mendorong penyimpanan bahan bakar dan penggunaan bahan bakar. Hormon lain, misalnya epinefrin, dikeluarkan sebagai respon sistem saraf pusat terhadap hipoglikemia, olahraga, atau stres fisiologis jenis lain. Epinefrin dan hormon stres lain juga meningkatkan ketersediaan bahan bakar.4
Insulin
Insulin disekresikan oleh sel beta pankreas. Sekresinya merupakan umpan langsung
dari kadar gula darah yang mengalirinya. Kenaikan kadar glukosa darah seperti setelah
makan merangsang insulin untuk disekresikan agar glukosa darah dapat
diturunkan,digunakan dan disimpan oleh tubuh. Sedangkan pada kadar gula darah yang turun
maka insulin akan dihambat. Selain kadar glukosa darah, insulin juga ditingkatkan pada
peningkatan kadar asam amino darah, aktivitas saraf parasimpatis dan hormon saluran cerna
yaitu glucose dependen insulinoreopic peptide. Insulin merupakan hormon yang memiliki
efek paling penting dalam metabolisme karbohidrat, lemak dan asam amino serta mendorong
penyimpanan bahan bahan tersebut menjadi glikogen, triasilgliserol dan protein.
Efek pada karbohidrat yaitu memelihara homeostasis kadar gula darah. Pengaturan
insulin dalam guna menurunkan kadar gula darah yaitu: insulin memudahkan transport
glukosa ke sebagian sel, insulin merangsan glikogenesis,insulin menghambat glikogenolisis
dan insulin menurunkan pengeluaran glukosa oleh hati dengan menghambat glukoneogenesis.
Oleh karena 4 hal ini, insulin mengurangi konsentrasi glukosa darah. Insulin adalah satu
satunya hormon yang dapat menurunkan kadar gula darah. Sedangkan pada lemak insulin
memliki efek untuk menurunkan kadar asam lemak darah dan mendorong penyimpanan
triasilgliserol dengan cara: insulin meningkatkan pemasukan asam lemak dari darah ke dalam
jaringan lemak,insulin meningkatkan transport glukosa ke dalam sel jaringan lemak yang
berfungsi sebagai bahan mentah untuk pembentukan trasilgliserol,insulin menghambat
lipolisis. Dan efek insulin terhadap asam amino yaitu. Insulin mendorong transport aktif asam
17
amino dari darah ke otot dan jaringan lain, insulin meningkatkan laju inkorporasi asam amino
menjadi protein, insulin menghambat penguraian protein.5,6
Glukagon
Glukagon adalah suatu hormon protein yang dikeluarkan oleh sel alfa pulau langerhans sebagai respons terhadap kadar glukosa darah yang rendah dan peningkatan asam amino plasma. Glukagon adalah hormon utama stadium pasca absorptif pencernaan, yang terjadi selama periode utama adalah katabolik( penguraian). Secara umum, kerja glukagon berlawanan dengan fungsi insulin. Sebagai contoh, glukagon bekerja sebagai antagonis insulin dengan menghambat perpindahan glukosa ke dalam sel. Glukagon juga menstimulasi glukoneogenesis hati dan menyebabkan penguraian simpanan glikogen untuk digunakan sebagai sumber energi. Glukagon menstimulasi penguraian lemak dan pelepasan asam lemak bebas ke dalam aliran darah, untuk digunakan sebagai sumber ebergi selain glukosa. Fungsi-fungsi tersebut bekerja untuk meningkatkan kadar glukosa darah. Pelepasan glukagon oleh pankreas distimulasi oleh saraf simpatis.7
Pada karbohidrat, glukagon meningkatkan glukosa dalam darah dengan proses pengeluaran glukosa oleh hati. Pada lemak, mendorong penguraian lemak, menghambat sintesis trigliserida sehingga kadar asam lemak dalam darah meningkat. Pada protein, menghambat sintesis protein dan meningkatkan pengurain protein dihati. Rangsang utama sekresi glukagon juga sama seperti insulin yaitu kadar glukosa dalam darah. Apabila terjadi kelebihan sekresi dari hormon glukagon (hipersekresi), maka akan terjadi hiperglikemia dimana bila terjadi pada penderita DM maka akan memperburuk keadaan penyakitnya. Selain 2 hormon utama dalam metabolik itu, ada juga hormon yang dihasilkan oleh kelenjar suprarenal yaitu cortisol yang juga ikut berperan di dalam metabolic hormon.
Cortisol
Hormon ini berperan merangsang glukoneogenesis yaitu mengacu pada perubahan asam amino, menjadi karbohidrat di dalam hati. Dan juga merangsang penguraian protein di jaringan,terutama di otot dan dialirkan ke darah agar siap untuk dijadikan bahan glukoneogenesis juga. Hormon ini menghambat penyerapan dan penggunaan glukosa oleh banyak jaringan, kecuali otak. Karena otak menggunakan bahan bakar hanya dari glukosa.
Kortisol merangsang penguraian protein di banyak jaringan, terutama otot. Dengan menguraikan sebagian protein otot menjadi asam amino konstituennya, kortisol meningkatkankonsentrasi asam amino darah. Asam amino yang dimobilisasi ini siap digunakan untuk glukoneogenesis atau dipakai di tempat lain yang memerlukannya, misalnya untuk memperbaiki jaringan yang rusak atau sintesis struktur sel yang baru. Meningkatkan lipolisis, penguraian simpanan lemak di jaringan adipose. Asam-asam lemak yang sudah dipecah ini dapat dijadikan bahar bakar pengganti bagi jaringan yang menggunakan glukosa, agar glukosa bisa dihemat untuk diotak. Sekresi cortisol diatur langsung oleh ACTH yang berasal dari hipofisis anterior, terjadi mekanisme umpan balik negative yang berfungsi agar sekresi kortisol relative konstan.4
18
Epinefrin
Epinefrin menimbulkan beberapa efek metabolik, bahkan pada konsentrasi hormon dalam darah yang lebih rendah dari pada yang dibutuhkan untuk menimbulkan efek kardiovaskuler. Secara umum, epinefrin merangsang mobilisasi simpanan karbohidrat dan lemak sehingga tersedia energi yang dapat segera digunakan oleh otot. Secara spesifik,epinefrin meningkatkan kadar glukosa darah melalui beberapa mekanisme yang berlainan. Pertama hormon ini merangsang glukoneogenesis dan glikogenolisis di hati, yang terakhir mengacu pada penguraian simpanan glikogen menjadi glukosa yang kemudian dibebaskan ke dalam darah. 4
Epinefrin juga merangsang glikogenolisis di otot rangka. Epinefrin dan sistem simpatis juga memiliki efek hiperglikemik dengan menghambat sekresi insulin, hormon pankreas terutama berperan menurunkan kadar gula dari darah, dan dengan merangsang glukagon, hormon pankreas lainnya yang meningkatkan glikogenolisis dan glukoneogenesis hati. Selain meningkatakan kadar gula darah, epinefrin juga menignkatkan kadar asam lemak darah dengan mendorong lipolisis.4
Efek metabolik epinefrin sesuai untuk situasi fight or flight. Kadar glukosa dan asam lemak yang meningkat merupakan tambahan bahan bakar untuk menjalankan berbagai aktivitas otot yang dibutuhkan pada keadaan terebut dan juga memastikan bahwa otak mendapat cukup makanan selama krisis saat individu yang bersangkutan tidak mengkonsumsi nutrien baru. Otot dapat menggunakan asam lemak sebagai sumber energi,tetapi otak tidak. Epinefrin uga meningkatkan laju metabolisme keseluruhan. Epinefrin dan norepinefrin menyebakan pengeluaran keringat, yang membantu tubuh mengeluarkan panasekstra yang disebabkan oleh meningkatnya aktivitas otot. Selain menyerupai efek pelepasan muatan saraf noradregenik, norepinefrin dan epinefrin memperlihatkan efek metabolik yang mencakup glikogenolisis di hati dan otot rangka, mobilisasi asam lemak bebas, peningkatan laktat plasma dan stimulasi tingkat metabolik.4
Kesimpulan
Epinefrin meningkatkan kadar glukosa darah melalui beberapa mekanisme yang berlainan. Pertama hormon ini merangsang glukoneogenesis dan glikogenolisis di hati, yang akan mengacu pada penguraian simpanan glikogen menjadi glukosa yang kemudian dibebaskan ke dalam darah. Epinefrin juga merangsang glikogenolisis di otot rangka. Epinefrin dan sistem simpatis juga memiliki efek hiperglikemik dengan menghambat sekresi insulin, hormon pankreas terutama berperan menurunkan kadar gula dari darah, dan dengan merangsang glukagon, hormon pankreas lainnya yang meningkatkan glikogenolisis dan glukoneogenesis hati sehingga meningkatkan kadar gula darah.
Daftar Pustaka
19
1. Peter A. Mayes, Daryl K. Granner, Victor W. Rodwell, dkk. Biokimia Harper Edisi
27. Jakarta : EGC;2006. H. 187-208, 233-7,318-25
2. Mary L. Turgeon. Clinical Hematology: Theory and Procedures 4th Edition.
Baltimore : Lippincott Williams and Wilkins;2005. H. 85-8
3. Dawn B. Marks, Allan D. Marks. Biokimia Kedokteran Dasar. Jakarta :EGC; 2000.
H. 415
4. Marks DB, Marks AD, Smith CM. Biokimia kedokteran dasar: sebuah pendekatan