Metabolisme Karbohidrat dan Enzim

Oleh Astri Sulastri Prasasti
Mahasiswa Fakultas KEdokteran
Universitas Islam Indonesia
UII
Yogyakarta


Karbohidrat adalah sumber energi utama dalam tubuh. Karbohidrat terdiri dari Monosakarida ( gulosa, galaktosa, fruktosa, dll ), Disakarida ( laktosa yang terdiri atas glukosa dan galaktosa, maltosa : glukosa dan glukosa serta sukrosa : glukosa dan fruktosa). Di dalam tubuh glukosa mengalami proses untuk menjalankan fungsinya sebagai sumber energi yaitu proses metabolisme. Metabolisme adalah seluruh reaksi kimia dalam tubuh yang terdiri dari katabolisme (reaksi oksidasi/ reaksi pembongkaran ) dan reaksi anabolisme (reaksi reduksi/ sintesis / penyusunan ) molekeul organic kompleks untuk mempertahankan hidup. Metabolisme karbohidrat terjadi hampir di seluruh sel tubuh dengan jalur- jalur sebagai berikut :
1. Glikolisis
2. Oksidasi Piruvat (Dekarboksilasi Oksidatif )
3. Glikogensis
4. Glikogenolisis
5. Glukoneogenesis
6. Jalur Pentosa Fospat (HMS) dan jalur lain pada metabolisme heksosa

1. Glikolisis
Glikolisis adalah jalur utama karbohidarat yang merupakan katabolisme glukosa menjadi asam piruvat yang terjadi dalam sitoplasma secara anaeraob dan hampir di seluruh sel tubuh. Proses glikolisis merupakan proses irreversible (reaksi searah). Hasil akhirnya adalah 2 asam pruvat + 2 ATP + 2NaDH.

2. Oksidasi piruvat (Dekarboksilasi Oksidatif )
Okdidasi asam piruvat adalah proses katabolisme piruvat menjadi asetiL KoA yang terjadi secara aerob di matriks mitokondria. Hasil akhirnya 2 Asetil KoA + CO2 +2NaDH2

3. Glikogenesis
Glikogenesis adalah proses anabolisme glikogen dari glukosa terutama terjadi di hati dan otot yang bertujuan untuk menambah simpanan glikogen dalam tubuh.

4. Glikogenolisis
Glikogenolisis adalah proses katabolisme glikogen menjadi glukosa yang terjadi di hati sedangkan pada otot menjadi adam piruvat dan asam laktat.

5. Glukoneogenesis
Glukoneogenesis adalah proses anabolisme glukosa dan glikogen yang berasal dari bahan non karbohidrat. Substrat utamanya yaitu asam amino, asam laktat, gliserol dan asam propionate.

6. Jalur Pentosa Fosfat (HMS) dan jalur lain pada metabolisme heksosa
Merupakan jalur lain metabolisme glukosa yang tidak menghasilkan ATP melainkan NADPH (untuk sintesis asam lemak dan steroid ) pada fase oksidatif dan Ribosa (untuk sintesis asam nukleat) pada fase non oksidatif. Contoh jalur lain pada metabolisme heksosa adalah jalur reaksi asam uronat. Jalur reaksi asam uronat ialah proses katabolisme glukosa menjadi asam glukoronat, askorbat dan pentosa.

Regulasi Gula Darah (Pengaturan Kadar Gula Darah / KGD)
Dalam tubuh harus terjadi homeostasis kadar glukosa, yaitu keseimbangan antara katabolisme dan anabolisme glukosa dalam darah. Regulasi glukosa dalam darah dijalankan oleh hormon metabolic , hormone yang utama yaitu ormon insulin dan glukagon.
a. Hormon Insulin
Hormon insulin dihasilkan oleh sel – sel β langerhans pada pancreas. Harmon insulin berfungsi untuk meningkatkan glikogenesis dan menghambat glikogenolisis. Terjadinya peristiwa glikogenesis berarti terjadi pengurangan glukosa yang diambil untuk sintesis glikogen , yang juga berarti menurunkan kadar glukosa dalam darah. Yang menghambat sekresi insulin adalah hormone epinefrin dan hormone nor epinefrin. Sedangkan yang mendorong sekresi insulin yaitu asam amino, asam lemak bebas, benda keton, glukagon, sekretin, sulfonil, urea, tulbotamid dan gliburit.
Maka bila kadar insulin dalam tubuh berlebih akan terjadi hipoglikemia (kekurangan gula darah ). Sedangkan apabila kadar glukosa berlebih (dalam keadaan hiperglikemia) insulin diproduksi.

b. Hormon Gulakon
Hormon glukagon diproduksi oleh sel-sel α langerhans pangkreas. Hormon glukagon memiliki fungsi yang sebaliknya dengan insulin yaitu menaikkan glukosa dalam darah dengan meningkatkan glikogenolisis melalui glukoneogenesis yang menyebabkan terlepasnya glikogen dalam hati. Maka bila kelebihan glukagon tubuh akan mengalami hiperglikemia. Sedangkan apabila tubuh mengalami hipoglikemia glukagon diproduksi.

Dalam keadaan stress ada hormone lain yang juga membantu menaikkan kadar glukosa dalam darah, yaitu hormone epinefrin (adrenalin) yang merangsang pembebasan glukosa dari glikogen. Hormon ini membantu tubuh kita untuk berkelahi dan berlari dalam keadaan darurat. Selain metabolisme karbohidrat dalam tubuh juga terjadi metabolisme protein ( hasilnya berupa asam amino ) dan metabolisme lemak (hasil akhirnya berupa asam lemak ) yang keseluruhan prosesnya melibatkan enzim. Enzim berperan sebagai biokatalisator yaitu senyawa organik yang berfungsi untuk mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi, sehingga dari awal hingga akhir proses enzim tidak mengalami perubahan struktur. Ezim terdiri dari bahan holoenzim yaitu gabungan antara protein dan non protein. Bagian enzim dari bahan protein disebut apoenzim sedangkan bahan non protein disebut kofaktor atau koenzim. Enzim memiliki sifat sebagai berikut :
a. Mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi
b. Susunannya tidak berubah dari awal sampai akhir
c. Berupa senyawa molekul besar
d. Enzim dibentuk didalam protoplasma
e. Enzim yang bekerja di dalam tempat sintesisnya disebut endoenzim sedangkan bila bekerja di luar tempat sintesisnya disebut eksoenzim.

Kerja enzim dipengaruhi oleh banyak faktor, diantaranya :
1. Suhu, kenaikan suhu akan mempercepat reaksi sampai batas tertentu sesuai kondisi tubuh. Dalam keadaan suhu rendah energi kinetic lebih rendah sehingga kecepatan rendah. Dalam keadaan suhu tinggi, enzim mengalami denaturasi sehingga kehilangan fungsi.
2. pH, perubahan pH akan mempengaruhi kecepatan enzim.
3. Konsentrasi enzim, kecepatan awal reaksi ditentukan oleh konsentrasi enzim.
4. Konsentrasi substrat, semakin tinggi konsentrasi substrat kecepatan reaksipun semakin meningkat.
5. Inhibitor, penghambat kerja enzim. Inhibitor dibagi menjadi dua yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor non kompetitif. Inhibitor kompetitif, inhibitor berkompetisi dengan substrat untuk berikatan dengan sisi aktif enzim karena memiliki bentuk yang sama. Pada inhobitor non kompetitif, inhibitor merusak sisi aktif enzim sehingga enzim kehilangan aktivitasnya karena tidak bisa berikatan dengan substrat.