BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Metabolisme Karbohidrat
Karbohidrat yang ada dalam makanan sebagian berupa polimer heksosa, diantaranya yang paling penting adalah glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Kebanyakan monosakarida yang terdapat di dalam tubuh adalah isomer D. Produk utama pencernaan karbohidrat dan gula sirkulasi utama adalah glukosa. Dalam darah vena perifer, kadar normal glukosa plasma saat puasa adalah 70-110 mg/dL (3,9-6,1 mmol/L). Dalam darah arteri, kadar glukosa plasma adalah 15-30 mg/dL lebih tinggi dibandingkan kadar glukosa darah vena.
Begitu masuk ke dalam sel, dalam keadaan normal glukosa difosforilasi menjadi glukosa 6 fosfat. Enzim yang mengatalisis reaksi ini adalah heksokinase. Selain enzim tersebut, di dalam hati terdapat juga enzim yang disebut glukokinase, yang memiliki spesifisitas yang lebih tinggu untuk glukosa dan, tidak seperti heksokinase, kadarnya meningkat oleh insulin dan menurun pada keadaan kelaparan dan diabetes.
Glukosa 6 fosfat kemudian di polimerisasi glikogen atau dikatabolisasi. Proses pembentukan glikogen disebut glikogenesis, dan kataboloisme (pemecahan) glikogen disebut glikogenolisis. Glikogen, bentuk simpanan glukosa, terdapat di dalam kebanyakan jaringan tubuh, tetapi pasokan utamanya terdapat dalam hati dan otot rangka. Pemecahan glukosa menjadi piruvat atau laktat (atau keduanya) disebut glikolisis. Katabolisme glukosa berjalan melalui pemecahan fruktosa menjadi triosa atau melalui oksidasi dan dekarboksilasi menjadi pentose. Jalur menjadi piruvat melalui triosa adalah jalur Embden-Meyerhof, dan yang melalui 6-fosfoglukonat dan pentose adalah jalur oksidatif langsung (pirau heksosa monofosfat). Piruvat diubah menjadi asetil-KoA. Interkonversi karbohidrat, lemak, dan protein mencakup konversi (perubahan) gliserol dari lemak menjadi dihidroksiaseton fosfat dan konversi sejumlah asam amino, yang mempunyai kerangka karbon yang menyerupai zat antara dalam jalur Embden-Meyerhof dan siklus asam nitrat, menjadi zat-zat antara ini dengan deaminasi. Dengan cara ini, dan dengan konversi laktat menjadi glukosa, molekul nonglukosa dapat diubah menjadi glukosa (glukoneogenesis). Glukosa dapat diubah menjdi lemak melalui asetil-KoA, tetapi karena konversi piruvat menjadi asetil-KoA, reaksi ini menjadi ireversibel tidak seperti kebanyakan reaksi dalam glikolisis karena itu, lemak tidak dapat diubah menjadi glukosa melalui jalur ini. Maka, sangat sedikit konversi akhir lemak menjadi karbohidrat di dalam tubuh karena tidak ada jalur untuk konversi kecuali produksi dari gliserol yang secara kuantitatif tidak berarti.
Macam-macam karbohidrat :
1. Monosakarida
Monosakarida merupakan karbohidrat paling sederhana karena molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi karbohidrat lain.
Monosakarida dibedakan menjadi :
§ Glukosa, suatu gula monosakarida, adalah salah satu karbohidrat terpenting yang digunakan sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan. Glukosa merupakan salah satu hasil utama fotosintesis dan awal bagi respirasi. Bentuk alami (D-glukosa) disebut juga dektrosa, terutama pada industry pangan. Glukosa (C6H12O6) adalah heksosa-monosakarida yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan aldehida (mengandung gugus -CHO). Lima karbon dan satu oksigennya membentuk cincin yang disebut "cincin piranosa", bentuk paling stabil untuk aldosa berkabon enam. Dalam cincin ini, tiap karbon terikat pada gugus samping hidroksil dan hidrogen kecuali atom kelimanya, yang terikat pada atom karbon keenam di luar cincin, membentuk suatu gugus CH2OH. Glukosa dapat dibentuk dari formaldehida pada keadaan abiotik, sehingga akan mudah tersedia bagi sistem biokimia primitif. Hal yang lebih penting bagi organisme tingkat atas adalah kecenderungan glukosa, dibandingkan dengan gula heksosa lainnya, yang tidak mudah bereaksi secara nonspesifik dengan gugus amino suatu protein.
§ Fruktosa (bahasa Inggris: fructose, levulose, laevulose) adalah gula sederhana (monosakarida) yang ditemukan di banyak jenis makanan dan merupakan salah satu dari tiga gula darah penting bersama dengan glukosa dan galaktosa.
2. Disakarida dan oligosakarida
Disakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang berikatan melalui gugus -OH dengan melepaskan molekul air.
Sukrosa merupakan suatu disakarida yang dibentuk dari monomer-monomernya yang berupa unit glukosa dan fruktosa, dengan rumus molekul C12H22O11. Senyawa ini dikenal sebagai sumber nutrisi serta dibentuk oleh tumbuhan, tidak oleh organisme lain seperti hewan Penambahan sukrosa dalam media berfungsi sebagai sumber karbon. Sukrosa atau gula dapur diperoleh dari gula tebu atau gula beet. Unit glukosa dan fruktosa diikat oleh jembatan asetal oksigen dengan orientasi alpha. Struktur ini mudah dikenali karena mengandung enam cincin glukosa dan lima cincin fruktosa.
Laktosa adalah bentuk disakarida dari karbohidrat yang dapat dipecah menjadi bentuk lebih sederhana yaitu galaktosa dan glukosa. Laktosa ada di dalam kandungan susu, dan merupakan 2-8 persen bobot susu keseluruhan. Untuk mencerna air susu digunakan enzim laktase. Enzim ini membelah molekul laktosa menjadi dua bagian: glukosa dan galaktosa, yang kemudian dapat diserap usus.
3. Polisakarida
Polisakarida merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai monomernya. Rumus umum polisakarida yaitu C6(H10O5)n. Contoh polisakarida adalah :
§ Selulosa (C6H10O5)n adalah polimer berantai panjang polisakarida karbohidrat, dari beta-glukosa. Selulosa merupakan komponen struktural utama dari tumbuhan dan tidak dapat dicerna oleh manusia.
§ Glikogen adalah salah satu jenis polisakarida simpanan dalam tubuh hewan.Pada manusia dan vertebrata lain, glikogen disimpan terutama dalam sel hati dan otot.Glikogen terdiri atas subunit glukosa dengan ikatan rantai lurus (α1→4) dan ikatan rantai percabangan (α1→6).Glikogen memiliki struktur mirip amilopektin (salah satu jenis pati) tetapi dengan lebiH. banyak percabangan, yaitu setiap 8-12 residu. Ketika permintaan gula dalam tubuh meningkat maka glikogen akan dihidrolisis oleh sel. Namun, cadangan energi ini tidak dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi dalam jangka lama. Misalnya pada manusia, glikogen simpanan akan terkuras habis dalam waktu satu hari kecuali bila dipulihkan dengan mengkonsumsi makanan.
§ Pati atau amilum adalah karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka panjang. Hewan dan manusia juga menjadikan pati sebagai sumber energi yang penting. Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin, dalam komposisi yang berbeda-beda. Amilosa memberikan sifat keras (pera) sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket. Amilosa memberikan warna ungu pekat pada tes iodin sedangkan amilopektin tidak bereaksi
TOLERANSI GLUKOSA
Tes toleransi glukosa oral/TTGO (oral glucose tolerance test, OGTT) dilakukan pada kasus hiperglikemia yang tidak jelas; glukosa sewaktu 140-200 mg/dl, atau glukosa puasa antara 110-126 mg/dl, atau bila ada glukosuria yang tidak jelas sebabnya. Uji ini dapat diindikasikan pada penderita yang gemuk dengan riwayat keluarga diabetes mellitus; pada penderita penyakit vaskular, atau neurologik, atau infeksi yang tidak jelas sebabnya.
TTGO juga dapat diindikasikan untuk diabetes pada kehamilan (diabetes gestasional). Banyak di antara ibu-ibu yang sebelum hamil tidak menunjukkan gejala, tetapi menderita gangguan metabolisme glukosa pada waktu hamil. Penting untuk menyelidiki dengan teliti metabolisme glukosa pada waktu hamil yang menunjukkan glukosuria berulangkali, dan juga pada wanita hamil dengan riwayat keluarga diabetes, riwayat meninggalnya janin pada kehamilan, atau riwayat melahirkan bayi dengan berat lahir > 4 kg. Skrining diabetes hamil sebaiknya dilakukan pada umur kehamilan antara 26-32 minggu. Pada mereka dengan risiko tinggi dianjurkan untuk dilakukan skrining lebih awal.
Prosedur
Selama 3 hari sebelum tes dilakukan penderita harus mengkonsumsi sekitar 150 gram karbohidrat setiap hari. Terapi obat yang dapat mempengaruhi hasil laboratorium harus dihentikan hingga tes dilaksanakan. Beberapa jenis obat yang dapat mempengaruhi hasil laboratorium adalah insulin, kortikosteroid (kortison), kontrasepsi oral, estrogen, anticonvulsant, diuretik, tiazid, salisilat, asam askorbat. Selain itu penderita juga tidak boleh minum alkohol.
Kekurangan karbohidrat, tidak ada aktifitas atau tirah baring dapat mengganggu toleransi glukosa. Karena itu TTGO tidak boleh dilakukan pada penderita yang sedang sakit, sedang dirawat baring atau yang tidak boleh turun dari tempat tidur, atau orang yang dengan diit yang tidak mencukupi.
Protokol urutan pengambilan darah berbeda-beda; kebanyakan pengambilan darah setelah puasa, dan setelah 1 dan 2 jam. Ada beberapa yang mengambil darah jam ke-3, sedangkan yang lainnya lagi mengambil darah pada ½ jam dan 1½ jam setelah pemberian glukosa. Yang akan diuraikan di sini adalah pengambilan darah pada waktu ½ jam, 1 jam, 1½ jam, dan 2 jam.
Sebelum dilakukan tes, penderita harus berpuasa selama 12 jam. Pengambilan sampel darah dilakukan sebagai berikut :
· Pagi hari setelah puasa, penderita diambil darah vena 3-5 ml untuk uji glukosa darah puasa. Penderita mengosongkan kandung kemihnya dan mengumpulkan sampel urinenya.
· Penderita diberikan minum glukosa 75 gram yang dilarutkan dalam segelas air (250ml). Lebih baik jika dibumbui dengan perasa, misalnya dengan limun.
· Pada waktu ½ jam, 1 jam, 1½ jam, dan 2 jam, penderita diambil darah untuk pemeriksaan glukosa. Pada waktu 1 jam dan 2 jam penderita mengosongkan kandung kemihnya dan mengumpulkan sampel urinenya secara terpisah.
Selama TTGO dilakukan, penderita tidak boleh minum kopi, teh, makan permen, merokok, berjalan-jalan, atau melakukan aktifitas fisik yang berat. Minum air putih yang tidak mengandung gula masih diperkenalkan.
· Toleransi glukosa normal
Setelah pemberian glukosa, kadar glukosa darah meningkat dan mencapai puncaknya pada waktu 1 jam, kemudian turun ke kadar 2 jam yang besarnya di bawah 126 mg/dl (7.0 mmol/L). Tidak ada glukosuria.
Gambaran yang diberikan di sini adalah untuk darah vena. Jika digunakan darah kapiler, kadar puasa lebih tinggi 5.4 mg/dl (0.3 mmol/L), kadar puncak lebih tinggi 19.8 – 30.6 mg/dl (1.1 – 1.7 mmol/L), dan kadar 2 jam lebih tinggi 10.8 – 19.8 mg/dl (0.6 – 1.1 mmol/L). Untuk plasma vena kadar ini lebih tinggi sekitar 18 mg/dl (1 mmol/L).
· Toleransi glukosa melemah
Pada toleransi glukosa yang melemah, kurva glukosa darah terlihat meningkat dan memanjang. Pada diabetes mellitus, kadar glukosa darah di atas 126 mg/dl (7.0 mmol/L); jika tak begitu meningkat, diabetes bisa didiagnosis bila kadar antara dan kadar 2 jam di atas 180 mg/dl (10 mmol/L). Toleransi glukosa melemah ringan (tak sebanyak diabetes) jika kadar glukosa puasa dibawah 126 mg/dl (7.0 mmol/L), kadar antara di bawah 180 mg/dl (10 mmol/L), dan kadar 2 jam antara 126-180 mg/dl (7.0-10.0 mmol/L). Terdapat glukosuria, walaupun tak selalu ada dalam sampel puasa.
Pada diabetes gestasional, glukosa puasa normal, glukosa 1 jam 165 mg/dl (9.2 mmol/L), dan glukosa 2 jam 145 mg/dl (8.0 mmol/L).
Pada banyak kasus diabetes, tidak ada puncak 1 jam karena kadar glukosa darah meningkat pada keseluruhan waktu tes. Kurva diabetik dari jenis yang sama dijumpai pada penyakit Cushing yang berat.
2.2 Metabolisme Lipid
Lipid (lemak) merupakan nutrient padat yang paling berkalori dan menyediakan 9 kkal per gram. Lipid termasuk lemak yang padat pada suhu ruangan dan minyak yang cair pada suhu ruangan. Lipid tersusun dari karbon, hydrogen, dan oksigen, tapi proporsi setiap elemen berbeda dari karbohidrat.
Lipid dasar disusun dari trigliserida dan asam lemak. Trigliserida bersirkulasi dalam darah dan dibentuk oleh tiga asam lemak yang melekat pada gliserol. Asam lemak disusun dari rantai atom karbon dan atom hydrogen dengan kelompok asam pada satu ujung rantai dan kelompok metil pada ujung lain. Proses selama asam lemak disintesis disebut lipogenesis. Asam lemak dapat jenuh, dimana tiap karbon dalam rantai memiliki dua atom hidrogen yang melekat, atau tidak jenuh, dimana sejumlah atom hidrogen yang tidak sama dilekatkan dan atom karbon melekat dengan yang lain dengan ikatan ganda. Asam lemak tidak jenuh tunggal memiliki dua atau lebih ikatan ganda, sedangkan asam lemak tidak jenuh ganda memiliki dua ikatan ganda karbon atau lebih. Beragam tipe asam lemak memiliki kepentingan untuk kesehatan dan timbulnya penyakit dan telah disebutkan dalam petunjuk diet.
Asam linoleat, asam lemak tidak jenuh, merupakan satu-satunya asam lemak esensial pada manusia. Asam linolenat dan asam arakidonat, juga asam lemak tidak jenuh adalah penting untuk proses metabolisme tapi dapat dihasilkan oleh tubuh apabila tersedia asam linoleat. Kebanyakan lemak hewan memiliki proporsi asam lemak jenuh yang tinggi., sedangkan lemak sayuran memiliki jumlah yang tinggi akan asam lemak tidak jenuh dan tidak jenuh majemuk.
Lemak merupakan bentuk penghasil energy tubuh yang utama. Monogliserida dari porsi lipid yang dicerna dapat diubah menjadi glukosa dengan proses glukoneogenesis. Semua sel tubuh kecuali sel darah merah dan neuron dapat mengoksidasi asam lemak dan energi.
Lipid yang secara bioligis penting adalah asam lemakdan turunannya, lemak netral (trigliserida), fosfolipid, dan senyawa terkait, serta sterol. Trigliserida terdiri dari tiga asam lemak yang terkait ke gliserol yaitu sebagai berikut :
1. Asam lemak tipikal dibagi menjadi 3 yaitu : asam palmitrat, asam stearat, dan asam oleat
2. Trigliserida (triasilgliserol) : ester gliserol dan tiga asam lemak
R= rantai alifatik dengan panjang dan derajat saturasi yang beraneka ragam
3. Fosfolipid
A. Ester gliserol, 2 asam lemak, dan
1. Fosfat = asam fosfatidat
2. Fosfat plus inositol = fosfatidilinositol
3. Fosfat plus kolin = fosfatidilkolin (lestin)
4. Fosfat plus etanolamin = fosfatidiletanolamin (sefalin)
5. Fosfat plus serin = fosfatidilserin
B. Derivat-derivat gliserol lain yang mengandung fosfat
C. Sfingomielin : ester dari asam lemak, fosfat, kolin, dan amino alcohol sfingosin
Serebrosida adalah senyawa-senyawa yang mengandung galaktosa, asam lemak, dan sfingosin.
Sterol adalah kolesterol dan turunannya, termasuk hormone steroid, asam empedu, dan berbagi vitamin.
Asam lemak yang terdapat di alam mengandung jumlah atom karbon genap. Asam-asam ini dapat jenuh (tidak ada ikatan ganda) atau tak jenuh (terdehidrogenasi, dengan aneka jumlah ikatan ganda). Fosfolipid adalah unsur pokok membrane sel. Sterol mencakup berbagai hormon steroid dan kolesterol.
Lipid adalah molekul-molekul biologis yang tidak larut di dalam air tetapi di dalam pelarut-pelarut.
Fungsi lipid adalah sebagai berikut :
· Sebagai penyusun struktur membran sel
· Dalam hal ini lipid berperan sebagai barier untuk sel dan mengatur aliran material-material
· Sebagai cadangan energy
· Lipid disimpan sebagai jaringan adipose
· Sebagai hormone vitamin
· Hormon mengatur komunikasi antar sel, sedangkan vitamin membantu regulasi proses-proses biologis.
JENIS-JENIS LIPID
Terdapat jenis lipid yaitu sebagai berikut :
1. Asam lemak, terdiri atas dari asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh
2. Gliserida, terdiri atas gliserida netral dan fosfogliserida
3. Lipid kompleks terdapat lipoprotein dan glikolipid
4. Non gliserida terdiri atas sfingolipid, steroid
1. Asam lemak
Asam lemak merupakan asam monokarbosilat rantai panjang. Adapun rumus umum dari asam lemak adalah CH3(CH2)nCOOH atau CnH2 n+1-COOH. Rentang ukuran dari asam lemak adalah C12 sampai C24. Asam lemak ada dua macam yaitu sebagai berikut :
a. Asam lemak jenuh (saturated fatty acid), asam lemak ini tidak memiliki ikatan rangkap
b. Asam lemak tak jenuh (unsaturated fatty acid), memiliki satu atau lebih ikatan rangkap
2. Gliserida netral (lemak netral)
Gliserida netral adalah ester antara asam lemak dengan gliserol. Fungsi dasar dari gliserida netral adalah sebagai simpanan energi (berupa lemak atau minyak). Setiap gliserol mungkin berikatan dengan 1,2,3 asam lemak yang tidak harus sama. Jika gliserol berikatan dengan 1 asam lemak disebut monogliserida, jika berikatan dengan 2 asam lemak disebut digliserida dan jika berikatan dengan 3 asam lemak disebut trigliserida. Trigliserida merupakan cadangan energy penting dari sumber lipid.
Lemak dan minyak keduanya merupakan trigliserida. Adapun perbedaan sifat secara umum dari keduanya adalah :
§ Lemak : umumnya diperoleh dari hewan, berwujud padat pada suhu ruang, tersusun dari asal lemak jenuh
§ Minyak : umumnya diperoleh dari tumbuhan, berwujud cair pada suhu ruang, tersusun dari asam lemak tak jenuh, dan fosfogliserida (fosfolipid)
Lipid dapat mengandung gugus fosfat. Lemak termodifikasi ketika fosfat mengganti salah satu rantai asam lemak.
Penggunaan fosfogliserida adalah :
1. Sebagai komponen penyusun membrane sel
2. Sebagai agen emulsi
Struktur dari fosfolipid : fosfolipid bilayer (lapisan ganda) sebagai penyusunan membrane sel
3. Lipid kompleks
Lipid kompleks adalah kombinasi antara lipid dengan molekul lain. Contoh penting dari lipid kompleks adalah lipoprotein dan glikolipid.
Lipoprotein merupakan gabungan antara lipid dengan protein. Gabungan lipid dengan protein (lipoprotein) merupakan contoh dari lipid kompleks.
2.3 Metabolisme Protein
Protein dibuat dari sejumlah besar asam amino yang dirangkai membentuk rantai oleh ikatan peptida yang menghubungkan gugus amino dengan gugus karboksil di asam amino berikutnya. Selain itu, beberapa protein mengandung karbohidrat (glokoprotein) dan lemak (lipoprotein). Rantai asam amino yang lebih kecil disebut peptida atau polipeptida. Batas antara peptide, polipeptida, dan protein tidak jelas. Secara umum rantai mengandung 2-10 residu asam amino disebut peptide, rantai yang mengandung lebih dari 10 tetapi kurang dari 100 residu asam amino disebut polipeptida, dan rantai yang mengandung 100 atau lebih residu asam amino disebut protein. Istilah “oligopeptida”, yang dipakai oleh ahli lain untuk menyebutkan peptida kecil, tidak digunakan.
Urutan asam amino di dalam rantai peptide disebut struktur primer suatu protein. Rantai-rantai tersebut tergulung-gulung dan berlipat-lipat sangat kompleks, dan istilah struktur sekunder suatu perotein adalah susunan spasial (ruang) yang dihasilkan oleh gulungan dan lipatan tersebut. Suatu struktur sekunder yang umum adalah suatu lilitan teratur dengan 3,7 residu asam amino per lilitan (α-heliks). Struktur sekunder umum lainnya adalah lembaran-β. Akan terbentuk lembaran-β yang antiparalel, jika rantai polipeptida yang terjulur saling melipat bolak-balik dan terdapat ikatan hydrogen di antara ikatan peptida di rantai yang bersebelahan. Juga terdapat lembaran-β parallel antara rantai-rantai polipeptida
Struktur tersier suatu protein adalah susunan ranta-rantai yang tergulung menjadi lapisan, Kristal, atau serat. Banyak molekul protein terbentuk dari subunit-subunit (mis. hemoglobin) dan istilah struktur kuatener digunakan untuk menyebutkan susunan subunit-subunit tersebut.
Daftar Pustaka
Aryulina, diah dkk. 2004. Biologi SMA dan MA untuk kelas XII : Penerbit erlangga
http://www.scribd.com/doc/24753579/METABOLISME-KARBOHIDRAT
http://udayatimade.blogspot.com/2011/05/metabolisme-karbohidrat-lemak-dan.html
http://udayatimade.blogspot.com/2011/05/metabolisme-karbohidrat-lemak-dan.html
Potter & Perry.2005. Buku Ajar Fundamental Keperawatan. Edisi 4. Jakarta : EGC
W .F. Ganong. 2005. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi 22. Jakarta : EGC