Metabolisme
adalah keseluruhan proses kimiawi dalam tubuh organisme yang melibatkan energi
dan enzim, diawali dengan substrat awal dan diakhiri produk akhir. Metabolisme
dapat digolongkan menjadi dua, yakni proses penyusunan yang disebut anabolisme dan proses pembongkaran yang
disebut katabolisme.
Katbohidrat
merupaka hasil sintesis CO2 dan H2O dengan bantuan sinar
matahari dan zat hijau daun (klorofil) melalui fotosintesis. Zat makanan ini
merupakan sumber energi bagi organisme heterotrof (makhluk hidup yang
memperoleh energi dari sumber organik di lingkungannya). Pada proses pencernaan
makanan, karbohidrat mengalami proses hidrolisis (penguraian dengan menggunakan
molekul air). Proses pencernaan karbohidrat terjadi dengan menguraikan
polisakarida menjadi monosakarida (Anonim, 2015).
1. Proses Metabolisme Karbohidrat
Peranan utama karbohidrat di dalam
tubuh adalah menyediakan glukosa bagi sel-sel tubuh yang kemudian diubah menjadi
eenrgi. Glukosa memegang peranan sentral dalam metabolisme karbohidrat. Jaringan
tertentu hanya memperoleh energi dari karbohidrat seperti sel darah merah serta
sebagian besar otak dan sistem saraf.
Glukosa yang diserap dari pencernaan
makanan dibawa darah menuju keseluruh sel tubuh. Dalam sitoplasma glukosa akan
mengalami glikolisis, yaitu peristiwa pemecahan gula hingga menjadi ATP. Ada
dua jalur gikolisis yaitu jalur biasa untuk aktifitas atau kegiatan hidup yang
biasa (normal) dengan hasil ATP terbatas dan glikolisis jalur cepat yang
dikenal dengan jalur Embden Meyerhoff untuk menyediakan ATP cepat pada
aktifitas kerja keras, misalnya lari cepat. Jalur ini memberi hasil asam laktat yang bila terus bertambah
dapat menyebabkan terjadinya asidosis laktat. Asidosis ini dapat berakibat
fatal terutama bagi yang tidak terbisa beraktitas keras. Hasil oksidasi glukosa
melalu glikolisis akan dilanjutkan dalam siklus kreb yang terjadi di bagian
matriks mitokondria. Selanjutnya, hasil siklus kreb akan digunakan dalam dalam
sistem couple dengan menggunakan sitokrom dan berakhir dengan pemanfaatan
oksigen sebagai penangkapan ion H. Kejadian tubuh kemasukan racun menyebabkan
sistem sitokrom diblokir oleh senyawa racun sehingga reaksi reduksi oksidasi
dalam sistem couple, terutama oleh oksigen tidak dapat berjalan (Anonim,2009).
2. Jenis-jenis karbohidrat
Jenis-jenis
karbohidrat dibagi menjadi 2, yaitu : (Campbell,2002)
a. Karbohidrat Sederhana
1) Monosakarida
(C6H12O6)
Monosakarida merupakan
jenis karbohidrat sederhana yang terdiri dari 1 gugus cincin. Selain sebagai
molekul tunggal, monosakarida juga berfungsi sebagai molekul dasar bagi
pembentukan senyawa akrbohidrat kompleks pati (strach) atau selulosa. Contoh
dari monosakarida adalah heksosa. Glukosa, fruktosa, galaktosa, monosa, ribosa
(penyusun RNA) dan deoksiribosa (penyusun DNA).
2) Disakarida
(C12H22O11)
Disakarida merupakan
jenis karbohidrat yang paling banyak dikonsumsi oleh manusia di dalam kehidupan
sehari-hari. Setiap molekul disakarida akan terbentuk dari gabungan 2 molekul
monosakarida. Disakarida mempunyai rasa manis dan sifatnya mudah larut dalam
air. Contoh pati disakarida adalah laktosa (gabungan antara glukosa dan
fruktosa) dan maltosa (gabungan antara dua glukosa).
3) Polisakarida
(C6H11O5)
Polisakarida merupakan
karbohidrat yang terdiri dari banyak gugus gula, rata-rata terdiri dari 10
gugus gula. Pada umumnya polisakarida tidak berasa atau pahit dan sifatnya
sukar larut dalam air.
Contoh
dari polisakarida adalah amilum yang terdiri dari 60-300 gugus gula berupa
glukosa, glikogen, atau gual otot yang tersusun dari 12-16 gugus gula dan
selulosa, pektin, lignin, dan kitin yang tersusun dari ratusan bahkan ribuan
gugus gula tambahan senyawa lainnya.
4) Oligosakarida
Merupakan bentuk
karbohidrat yang bila dihidrolisis menjadi dua sampai sepuluh unit
monosakarida. Contoh dari oligosakarida adalah maltosa.
b.
Karbohidrat
Kompleks
Karbohidrat kompleks
merupakan karbohidrat yang terbentuk hampir lebih dari 20.000 unit molekul
monosakarida terutama glukosa. Di dalam ilmu gizi, jenis karbihodrat kompleks
yang merupakan sumber utama bahan makanan yang umumnya di konsumsi oleh manusia
adalah pati (strach).
2.3 Pembagian Metabolisme Karbohidrat
Untuk mempermudah mempelajari
metabolisme karbohidrat, maka dibagi menjadi beberapa jalur metabolisme. Namun
hendaknya diingat bahwa dalam tubuh, jalur-jalur ini merupakan kesatuan, dimana
jalur yang paling banyak dilalui tergantung pada keadaan (status nutrisi) waktu
itu.
·
Glikolisis
Glikolisis adalah
pemecahan glukosa menjadi asam piruvat atau. asam laktat. Apabila glikolisis
terjadi dalam suasana anaerobik maka akan berakhir dengan asam laktat dan
menghasilkan 2 ATP, apabila dalam keadaan aerobik berakhir menjadi asam piruvat
dengan 8 ATP.
·
Glikogenesis
Glikogenesis
adalah reaksi pemecahan molekul glikogen menjadi molekul glukosa. Gikogenesis
juga dapat berarti lintasan metabolisme yang digunakan oleh tubuh. Glikogenesis
merupakan bentuk simpanan karbohidrat yang utama di dalam tubuh dan analog
dengan amilum pada tumbuhan. Unsur ini terutama terdapat di dalam hati (sampai
6%), otot jarang melampaui jumlah 1%. Glkogen dalam sel binatang fungsinya
mirip dengan amilum dalam tumbuhan, yaitu sebagai cadanagan energi. Pembentukan
glikogen (glikogenesis) terjadi hampir dalam semua jaringan, tapi yang paling
banyak adalah dalam hepar dan dalam otot.
Tahap-tahap glikogenesis :
1. Tahap
pertama penguraian glikogen adalah pembentukan glukosa 1-fosfat. Berbeda dengan
reaksi pembentukan glikogen, reaksi ini tidak melibatkan UDP-glukosa, dan
enzimnya adalah glikogen fosforilase. Selanjutnya glukosa 1-fosfat diubah
menjadi glukosa 6-fosfat oleh enzim yang sama seperti pada reaksi kebalikannya
(glikogenesis) yaitu fosfoglukomutase.
2. Tahap
reaksi berikutnya adalah pembentukan glukosa dari glukosa 6-fosfat. Berbeda
dengan reaksi kebalikannya dengan glukokinase, dalam reaksi ini enzim lain,
glukosa 6-fosfatase, melepaskan gugus fosfat sehingga terbentuk glukosa. Reaksi
ini tidak menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat.
3. Glukosa yang terbentuk inilah nantinya akan digunakan oleh sel untuk respirasi sehingga menghasilkan energi, yang energi itu terekam atau tersimpan dalam bentuk ATP.
·
Glikogenolisis
Pemecahan glikogen dalam hepar dan oto berbeda dengan enzim yang terdapat dalam pencernaan. Enzim glikogen fosforilase akan melepaskan unit glukosa dari rantai cabang glikogen yang tidak dapat di reduksi. Reaksinya :
(Glukosa)n + H2PO4 ® Glukosa I-fosfat + (Glukosa) n-1
Dalam glikogenolisis, glikogen yang disimpan dalam hati dan otot dipecah menjadi glukosa I-fosfat kemudian diubah menjadi glukosa 6-fosfat. Glukogenisis diatoleh hormon glukogen yang di sekresiakan pankreas dan epinerfin yang dieksresikan kelenjar adrenal. Kedua hormon tersebut akan menstimulasi enzim glikogen fosforilase untuk memulai glikogenolisis dan menghambat kerja enzim glikogen sintase (menghentikan glikogenesis).
Glukosa-6-fosfat masuk ke dalam poses glikolisis untuk menghasilkan energi. Glukosa-6-fosfat juga dapat diubah menjadi glukosa untuk didistribusikan oleh darah menuju sel-sel yang membutuhkan glukosa.
·
Glikoneogenesis
Glikoneogenesis adalah suatu
pembentukan glukosa dari senyawa yang bukan karbohidat. Glikoneogenesis penting
sekali untuk menyediakan glukosa apabila di dalam diet tidak mengandung cukup
karbohidrat. Pada dasanya glikoneogenesis adalah sintetis glukosa dari senyawa
bukan karbohidrat, misalnya asam laktat dan beberapa asam amino. Proses glikoneogenesis
berlangsung terutama dalam hati. Glikoneogenesis yang dilakukan oleh hati atau
ginjal, menyediakan suplai glukosa yang tepat. Kebanyakan karbon yang digunakan
untuk sintetis glukosa akhirnya berasal dari katabolisme asam amino.