metabolisme karbohidrat (SLESAI)
advertisement
[ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Assalamu’alaikum… Tmn2, dalam materi ini kita akan bahas metabolisme karbohidrat yang merupakan lanjutan dari materi kuliah siklus krebs… Waktu itu dr. Salmah Obrbaniyah ngasih kuliahnya baru tentang “Prolog” dari metabolisme karbohidrat ini, jd br sedikit. Tp biar gampang belajarnya, aku ngeditnya sampe slidenya slese ya... Selamat belajar, berdoa dulu...biar mudeng smua..Bismillahirrohmanirrahim.. METABOLISME KARBOHIDRAT Kamis, 11 Maret 2010 dr. Salmah Orbayinah METABOLISME KARBOHIDRAT Mekanisme Pengubahan dan Penyimpanan Glukosa : Glycogen Pati, sukrosa simpanan GLUKOSA Oksidasi via PPP Ribosa 5-phospat Oksidasi via glikolisis pyruvat Metabolisme Karbohidrat dalam Tubuh : Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [1] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Amilase mulut Pati maltosa Pembuluh darah maltase Maltosa GLIKOLISIS 2 glukosa Penjelasannya nih… Pertama-tama kita mengkonsumsi makanan yang mengandung karbohidrat. Dalam mulut ada enzin amilase / ptialin, yang mengubah karbohidrat tadi menjadi maltosa ( disakarida ). Makanan masuk ke lambung. Tetapi, di lambung maltosa tidak mengalami pencernaan, karena tidak ada enzim amilase(yg ada enzim pepsin,lipase,renin). Maltosa kemudian masuk ke duodenum (usus). Disini maltosa oleh enzim maltase diubah menjadi GLUKOSA. Setelah dicerna dalam usus, glukosa akan dibawa oleh darah menuju ke sel. Di dalam sel akan mengalami proses yang disebut GLIKOLISIS. Disitulah glukosa diubah menjadi ATP untuk menghasilkan energi. ^^ Maltosa dalam contoh gambar diatas merupakan jenis Disakarida. Jenis disakarida antara lain, maltosa, sukrosa, dan laktosa. Yang kesemuanya akan diubah juga menjadi glukosa. Contoh : 1. kita mengonsumsi Susu. Susu karbohidrat utamanya adalah LAKTOSA. Laktosa akan dicerna dalam duodenum oleh enzim laktase menjadi Glukosa dan Galaktosa. Nah, berhubungan dengan hal ini, kelainan pada proses pencernaan laktosa akan menimbulkan suatu gangguan yang disebut ”Intoleransi Laktosa”. Yang artinya, tubuh tidak mau bertoleransi dengan laktosa. Contoh Intoleransi laktosa: mencret, diare, dsb. Jadi jika kita tidak terbiasa mengkonsumsi susu, maka terkadang timbul gangguan tersebut. Hal ini karena gangguan pada proses pencernaannya, yaitu enzim laktase mungkin tidak aktif. Nah macam Intoleransi Laktosa ini bisa karena sebab genetik ataupun bawaan (bukan genetik). 2. Minum teh dengan pemanis Gula Pasir Gulanya merupakan SUKROSA. Jika kita mngkonsumsi sukrosa, maka oleh enzim sukrase akan diubah menjadi Fruktosa dan Glukosa. * Contoh sukrosa : gula pasir, gula tebu Fruktosa : berasal dari buah-buahan Glukosa : berasal dari serealia, permen, dsb Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [2] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Jadi, Dari contoh-contoh sumber makanan diatas, maka disakarida penting antara lain : 1. Maltosa --- Glukosa dan Glukosa 2. Sukrosa -- Glukosa dan Fruktosa 3. Laktosa -- Glukosa dan Galaktosa Maltosa, Sukrosa, dan Laktosa semuanya akan diubah menjadi Glukosa. Kemudian, Glukosa, Fruktosa, dan Galaktosa di dalam tubuh akan masuk dalam lintasan Glikolisis. Nah, secara garis besar dalam materi Metabolisme Karbohidrat ini, yang akan kita pelajari yaitu: 1. GLIKOLISIS - Merupakan jalur utama dari metabolisme Karbohidrat - Jika Glikolisis sisa, maka akan disimpan dalam bentuk glikogen (prosesnya Disebut Glikogenesis) 2. GLIKOGENESIS - Menyimpan glukosa dalam bentuk Glikogen (banyak Glukosa) 3. GLIKOGENOLISIS - Proses pembongkaran Glikogen menjadi Glukosa 4. GLUKONEOGENESIS - Pembentuka glukosa dari bahan bukan karbohidrat 5. JALUR PENTOSA FOSFAT - Adalah jalur menyimpang dari glukosa (karena hasilnya adalah Ribosa 5 Fosfat) - Hasil dari Jalur Pentosa Fosfat : 1. Ribosa 5 Fosfat : fungsinya untuk sintesis DNA dan RNA 2. CO2 3. NADPH : fungsinya untuk sintesis (pembentukan) lemak 6. JALUR ASAM URONAT - Jalur menyimpang dari Glukosa - hasilnya yaitu membentuk asam Glukoronat ( untuk mengkonjugasi ( di hepar) senyawa-senyawa metabolit dalam tubuh ) 7. JALUR METABOLISME FRUKTOSA DAN GALAKTOSA - Fruktosa adalah glukosa yang dapat terdapat di buah-buahan. Baik untuk penderita Diabetes Melitus, karena Fruktosa tidak butuh Insulin, serta Fruktosa melintas di jalur Glikolisis, jadi jalurnya pendek (tidak terlalu lama dalam darah, sehingga tidak meningkatkan kadar gula Dalam darah) - Galaktosa terdapat dalam susu Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [3] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] GLIKOLISIS DEFINISI • Glikolisis adalah rangkaian reaksi yang mengubah glukosa menjadi dua molekul piruvat • Pada proses ini juga dihasilkan ATP • Dikenal sebagai Embden-Meyerhof pathway • 10 langkah utk menjadi piruvat Glikolisis: Glukosa membutuhkan 2 ATP untuk menjadi Glukosa fosfat. Dalam proses tersebut dibantu oleh hexoginase dan glukoginase. Kemudian Glukosa fosfat akan diubah menjadi triosa fosfat (yang ekuivalensinya 2) menjadi piruvat. Piruvat kemudian diubah menjadi asetil KoA dibantu oleh enzim PDH (piruvat dehidroginase). Asetil KoA akan masuk ke dalam siklus krebs. Glikolisis Anaerob : NADH yang dihasilkan untuk merubah piruvat menjadi laktat akan berubah menjadi NAD kemudian berubah menjadi NADH, begitu seterusnya sampai terbentuk laktat. Jadi, NAD dan NADH membantu proses pembentukan laktat. Glikolisis, Sikls Krebs, dan Fosforilasi Oksidatif menghasilkan ATP secara langsung. 2,3 DPG untuk menghemat oksigen, memindahkan Hb melepas oksigen di jaringan hanya ada di eritrosit. Glikolisis diatur oleh ketercukupan ATP. Jika ATP naik glikolisis akan berhenti, sebaliknya jika ATP turun maka AMP dan ADP akan memacu glikolisis. Mg2+ adalah mineral utama glikolisis yang mempunyai peran untuk memacu enzim kinase, Mineral utama pada siklus krebs adalah Mg2+, Mn, Zn PIRUVAT FATE of PYRUVATE Net reaksi glikolisis? Sangat tergantung pada jenis organismenya C6H12O6 + 2 ADP + 2 NAD++ + 2 Pi 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH + 2 H++ + 2 H2O Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [4] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] REAKSI ? Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [5] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] 10 Langkah Glikolisis untuk menjadi Piruvat : Tahap persiapan • Memerlukan 2 molekul ATP • Memecah gula heksosa menjadi molekul 2 triose fosfat Tahap pengembalian / pay off • 4 ATP • 2 molekul piruvat • 2 molekul NADH + H Tahap 1. Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [6] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] • • • • • • Fosforilasi glukosa Reaksi yang irreversibel Heksokinase : tranfer gugus fosfat pada molekul heksosa Memerlukan Mg Terdapat di semua jenis sel Sel hepatocyt mengandung glukokinase, sejenis heksosa tp lebih spesifik tahap ke 2: Dikatalisis fosfoglukoisomerase Perubahan isomer dari aldosa ke ketosa Reaksi berlangsung dengan cepat krn standar energi bebas yang kecil Ensim memerlukan Mg, dan spesifik untuk substratnya Tahap ke 3. Dikatalisis oleh fosfofruktokinase (PFK), secara alosterik diatur oleh: AMP Citrate (off) F2,6 BP ATP (off) Merupakan titik regulasi glikolisis yang utama. Pd kondisi in vivo reaksi berlangsung irreversible Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa ADP [7] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Tahap ke 4 Menghasilkan 2 molekul tiga karbon : DHAP dan G3P Dikatalisis oleh Fructose-1,6-Bisphosphate Aldolase. Tidak memerlukan kation divalen Meskipun energi bebas nya sangat positif, akan tetapi di dalam sel dapat diatur agar tetap cenderung ke arah pembentukan produk dengan cara : konsentrasi produk dibuat sangat rendah Tahap ke 5 Dikatalisis oleh Triose Phosphate Isomerase Reaksi lebih cenderung ke arah kanan, dan dilakukan dengan tetap menjaga konsentrasi G3P rendah Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [8] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Tahap ke 6 Memerlukan NAD+ sehingga ratio NAD+/NADH+H di dalam sel sangat penting untuk pengaturan laju dan arah reaks Tahap ke 7 Merupakan reaksi fosforilasi tingkat substrat untuk ADP menjadi 3PG dan ATP Karena dihasilkan 2 molekul ATP untuk setiap 1 glukosa, maka pada tahap ini, reaksi menjadi impas Tahap ke 8 Reaksi pada kondisi standar cenderung lebih ke arah kiri untuk membentuk 3PG Di dalam sel, konsentrasi 3PG dijaga pada konsentrasi yg selalu tinggi, sehingga reaksi cenderung ke arah kanan Ta hap ke 9 Merupakan reaksi dehidrasi sederhana dari 2PG menjadi PEP Mempunyai efek naiknya energi hidrolisis ikatan fosfat (dr -15.6 kJ/mol dalam 2PG menjadi -61.9 kJ/mol dalam PEP ) Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [9] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Energi bebas tersebut digunakan utk reaksi berikutnya fosforilasi tingkat substrat utk ADP menjadi ATP Tahap ke 10 Reaksi ini penting, karena: - Menghasilkan ATP dari reaksi fosforilasi tingkat subtrat ADP - Reaksi ini secara energetik sangat bagus, sehingga berfungsi untuk menarik dua reaksi sebelumnya - Ensim yg mengkatalisis reaksi ini secara allosterik dinon aktifkan oleh : ATP, alanine, and acetylCoA, Dan secara allosterik diaktifkan oleh F1,6BP, and Overview of the regulation of glycolysis. Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [10] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Gambaran Reaksi pyruvate dehydrogenase complex. - Reaksi yg dikatalisis: oksidatif dekarboksilasi Bersifat irreversibel. Menghilangkan gugus karboksi piruvat Memerlukan 3 ensim dan 5 koensim Dihasilkan NADH2 3 ATP Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [11] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Ensim piruvat dehidrogenase kompleks terdiri dari 3 ensim yaitu : 1. Pyruvate dehidrogenas (E1) 2. Dihidrolipoil tranasetilasi (E2) 3. Dihidrolipoil dehidrogenase (E3) Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [12] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Mekanisme pyruvate dehydrogenase complex. Senyawa intermediet yang dihasilkan dlm reaksi ini tetap menempel pada ensimnya Regulation of the pyruvate dehydrogenase complex by modification of E1. Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [13] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Intermediary metabolism, emphasizing pathways in carbohydrate biosynthesis. Sintesis glukosa sangat penting krn otak dan sistem saraf kita membutuhkan glukosa sebagai sumber energi utama GLUKONEOGENESIS - Universal ditemukan di hewan, tumbuhan , fungi dan mikroorganisme lainnya 10 tahap reaksi, dan 7 diantaranya merupakan kebalikan glikolisis Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [14] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] - Glukoneogenesis mempunyai hubungan erat dengan glikolisis dan siklus krebs. - Glukosa akan diubah menjadi piruvat (jalan memutar lewat siklus krebs) - Oxaloaksalat ( di mitokondria ) merupakan molekul besar jadi untuk bisa dikeluarkan harus diubah dulu menjadi malat. - Jadi piruvat menjadi oxaloaksalat diubah menjadi malat kemudian diubah ke oxalo, oxalo menjadi PEP yang akan menjadi glukosa Pengubahan pyruvat menjadi PEP memerlukan bypas reaksi -Pyruvat dari sitosol dibawa ke dalam mitokondria terlebih dahulu OAA + GTP PEP + CO2 + GDP , PEP karboksikinase Fruktosa 1,6 BP menjadi F 6P reaksi bypass ke dua Reaksi di katalisis oleh F 1,6 bifosfatase Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [15] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Glukosa 6P glukosa : merupakan reaksi bypass ke 3 Dikatalisis oleh ensim glukosa 6 fosfatase Glukoneogenesis membutuhkan banyak energi dan bersifat irreversible Empat enzim kunci : 1. Piruvat karboksilase ( Piruvat oxalo ) 2. PEP karbosikinase ( reaksi satu arah ) 3. Fruktosa-1, 6-bifosfatase ( fruktosa-1, 6-bifosfat fruktosa-6-fosfat ) 4. Glukosa-1, 6-fosfatase ( glukosa-6-fosfat ) Empat senyawa pembentuk glukosa 1. Gliseral ke hepar dan ginjal ( dengan gliserol kinase ) 2. Laktat glukoneogenesis 3. Propionat lewat succinyl CoA fumarat oxalo 4. asam amino glucogenic Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [16] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [17] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [18] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Glycogenolysis Pemecahan dari Glikogen menjadi Glukosa ( Glycogenolysis), memerlukan 2 enzim : 1. Glikogen Phosphorilase 2. Glucantransferase ( Debranching enzyme ) Gllikogen Phosphorylase, ada 2 bentuk : - Glycogen Phosphorilase a ( bentuk atif ) - Glycogen Phosphorilase b ( tidak aktif ) Glikogenolisis tidak langsung menjadi glukosa tetapi menjadi glukosa 1 fosfat. Insulin memacu penbentukan glikogen. Selain itu juga berperan menghambat glycogen synthase. Debraching enzim : memutus 1 – 6 Branching enzim : membentuk 1 - 6 Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [19] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] GLIKOGENESIS Glikogenesis berlangsung di hepar dan otot. Tetapi glikogenesis di otot akan berhenti di Glukosa 6 fosfat, karena otot tidak memiliki enzim glukosa 6 fosfatase yang hanya ada di hepar. Semua metabolisme karbohidrat pasti akan melewati glukosa 6 fosfat, walaupun di otot prosesnya akan berhenti disitu karena tidak adanya enzim yang mengubah glukosa 6 fosfat menjadi Glukosa. Glukosa sisa disimpan dalam bentuk glikogen. Sebelumnya sudah ada glikogen primer, jadi glukosa hanya menambahkan cabang0cabangnya jika sudah berjumlah delapan. Alhamdulillah... Selesai juga Tmn2, maaf klo byk yg salah n kurang....maaf juga klo yg tak edit n kutambah2in ini agak2 ga mudeng...hehe, masalahnya kan materi ini blm diajarkan semuanya, baru prolognya. Tapi smoga bermanfaat...teman2 kan pinter2 semua (hho)...dan MCQ nya moga2 lulus semua !!! amin.. Ifa Pamit... Wassalamu’alaikum wr.wb. Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [20] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [21] [ METABOLISME KARBOHIDRAT ] Blok 4 (Kedokteran Dasar II) ] [ 3rd Chapter ] [ Editor : Iffa [22]
