METABOLISME KARBOHIDRATPengertian dan Klasifikasi Karbohidrat, Pencernaan dan Penyerapan Karbohidrat, Metabolisme Karbohidrat: Glikolisis, Glikogenesis, Glikogenolisis, Glukoneogenesis, Siklus Asam Sitrat, dan Homeostasis Glukosa

(Makalah diselesaikan untuk Melengkapi Tugas Mata Kuliah Biokimia Gizi, Semester III)

oleh:KELOMPOK IINi Kadek Dwi Antari

(P07131013011)Luh Gede Julian Hardiyanti Pertiwi(P07131013016)Komang Dwi Pradnyani Laksmi(P07131013018)

Gede Aristana

(P07131013019)

Mia Anggreni

(P07131013039)Ni Wayan Rustini

(P07131013046)

Poppy Aris Setiani

(P07131013049)KEMENTRIAN KESEHATAN RI

POLITEKNIK KESEHATAN DENPASAR

JURUSAN GIZI

DENPASAR

2014KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

Kata Pengantar

BAB I Pendahuluan

A. Latar Belakang

B. Rumusan Masalah

C. Tujuan Penulisan

BAB II Pembahasan

A. Pengertian dan Klasifikasi Karbohidrat

B. Pencernaan dan Penyerapan Karbohidrat

C. Metabolisme Karbohidrat

1. Pengertian Metabolisme Karbohidrat

2. Metabolisme Karbohidrat

a. Glikolisis

b. Glikogenesis

c. Glikogenolisis

d. Glukoneogenesis

e. Siklus Asam Sitrat

f. Homeostasis Glukosa

BAB I

PENDAHULUANA. Latar Belakang

Semua organisme hidup mentransformasi energi yang diambil dari sekelilingnya. Energi ini dibutuhkan untuk sintesis makromolekul yang akan digunakan untuk pertumbuhan dan diferensiasi organisme tersebut. Transformasi ini dicapai melalui reaksi sejumlah besar enzim yang mengatalisis jaringan kompleks kumpulan reaksi kimia yang dikenal dengan metabolisme.

Dalam banyak hal karbohidrat bertanggungjawab atas sebagian besar intake makanan sehari-hari. Akan tetapi, sebagian karbohidrat makanan akan diubah menjadi lemak, dan akibatnya dimetabolisme sebagai lemak. Sampai batas tertentu proses ini (lipogenesis) tergantung pada spesies dan apakah mahluk hidup adalah meal eater atau lebih merupakan pemakan yang terus menerus. Ada kemungkinan bahwa pada manusia frekuensi makan dan banyaknya karbohidrat yang diubah menjadi lemak mempunyai hubungan dengan penyakit seperti aterosklerosis, obesitas, dan diabetes melitus.

Karbohidrat adalah senyawa organik yang terdapat dialam yang jumlahnya paling banyak dan bervariasi dibandingkan dengan senyawa organik lainnya. Senyawa ini disusun oleh tiga jenis atom, yaitu karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O), dengan rumus molekul umum Cx(H2O)y yang menunjukan hidrat dari karbon. Karbohidrat diproduksi oleh tanaman melalui proses fotosintesis yang disertai dengan pembentukan oksigen dan pelepasan energi.

Fungsi utama karbohidrat dalam metabolisme adalah sebagai bahan bakar untuk oksidasi dan menyediakan energi untuk proses-proses metabolisme lainnya. Dalam peranan ini, karbohidrat dipakai oleh sel-sel terutama dalam bentuk glukosa. Tiga monosakarida utama yang dihasilkan dari proses pencernaan adalah glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Fruktosa secara kuantitatif dianggap penting bila intake sukrosa adalah banyak. Galaktosa jumlahnya cukup banyak hanya bila laktosa adalah karbohidrat utama dalam diet. Baik fruktosa maupun galaktosa dapat segera diubah menjadi glukosa oleh hati. B. Rumusan Masalah1. Apa pengertian dan klasifikasi dari karbohidrat?2. Bagaimana pencernaan dan penyerapan karbohidrat?3. Bagaimana metabolisme karbohidrat: glikolisis, glikogenesis, glikogenolisis, glukoneogenesis, siklus asam sitrat, dan homeostasis glukosa?C. Tujuan Penulisan1. Mengetahui pengertian dan klasifikasi dari karbohidrat2. Mengetahui pencernaan dan penyerapan karbohidrat.3. Mengetahui metabolisme karbohidrat: glikolisis, glikogenesis, glikogenolisis, glukoneogenesis, siklus asam sitrat, dan homeostasis glukosa.BAB IIPEMBAHASAN

A. Pengertian Karbohidrat dan Klasifikasi KarbohidratKarbohidrat adalah senyawa organik yang terdapat di alam yang jumlahnya paling banyak dan bervariasi dibandingkan dengan senyawa organik lainnya. Senyawa ini disusun oleh tiga jenis atom, yaitu karbon (C), hydrogen (H), dan oksigen (O), dengan rumus molekul Cx(H2O)y yang menunjukkan hidrat dari karbon. Klasifikasi karbohidrat menurut urutan kompleksitas terdiri dari monosakarida, disakarida, trisakarida dan polisakarida.

Monosakarida adalah kelompok karbohidrat yang paling sederhana, yang disusun oleh hanya satu monomer. Dengan demikian monosakarida tidak memiliki ikatan glikosidik. Struktur molekul monosakarida dapat ditulis dengan rumus umum CnH2nOn. Monosakarida atau gula sederhana yang penting mencakup pentosa (C5H10O5) yaitu gula dengan 5 atom C dan heksosa (C6H12O6). Pentosa terdapat di alam dalam jumlah sedikit. Pentosa dapat dihasilkan melalui hidrolisis pentosan yang terdapat dalam kayu, janggel jagung, kulit oil, jerami. Pentosa terdiri dari arabinosa, ribosa, dan xilosa. Heksosa bersifat lebih umum dan lebih penting dalam pakan dibandingkan dengan monosakarida lainnya. Heksosa terdiri dari fruktosa, galaktosa, manosa dan glukosa. Fruktosa (levulosa) terdapat bebas dalam buah yang masak dan dalam madu. Galaktosa berada dalam senyawa dengan glukosa membentuk laktosa (gula susu). Glukosa (dekstrosa) terdapat dalam madu, dan bentuk inilah yang terdapat dalam darah.

Disakarida dibentuk oleh kombinasi kimia dari dua molekul monosakarida dengan pembebasan satu molekul air. Bentuk disakarida yang umum adalah sukrosa, maltosa, laktosa dan selobiosa. Sukrosa merupakan gabungan dari glukosa dan fruktosa dengan ikatan ( (1- 5) yang dikenal sebagai gula dalam kehidupan sehari-hari. Sukrosa umumnya terdapat dalam gula tebu, gula bit serta gula mapel. Maltosa merupakan gabungan glukosa dan glukosa dengan ikatan ( (1 -4). Maltosa terbentuk dari proses hidrolisa pati. Laktosa (gula susu) terbentuk dari gabungan galaktosa dan glukosa dengan ikatan ( (1 - 4). Selubiosa merupaka gabungan dari glukosa dan glukosa dengan ikatan ( (1 - 4). Selubiosa adalah sakarida yang terbentuk dari sesulosa sebagai hasil kerja enzim selulose yang berasal dari mikroorganisme.

Trisakarida terdiri dari melezitosa dan rafinosa. Rafinosa terdiri dari masing-masing satu molekul glukosa, galaktosa dan fruktosa. Dalam jumlah tertentu terdapat dalam gula bit dan biji kapas. Melezitosa terdiri dari dua molekul glukosa dan satu molekul fruktosa.

Polisakarida tersusun atas sejumlah molekul gula sederhana. Kebanyakan polisakarida berbentuk heksosan yang tersusun dari gula heksosa, tetapi ada juga pentosan yang tersusun oleh gula pentosa, disamping juga ada yang dalam bentuk campuran yaitu kitin, hemiselolusa, musilage dan pektin. Polisakarida heksosan merupakan komponen utama dari zat-zat makanan yang terdapat dalam bahan asal tanaman. Heksosan terdiri dari selulosa, dekstrin, glikogen, inulin dan pati. Pati terdiri dari ( amilosa [ikatan ( (1 - 4)] dan amilopektin [ikatan ( (1 - 4) dan ( (1 - 6)]. Pati merupakan persediaan utama makanan pada kebanyakan tumbuh-tumbuhan, apabila terurai akan menjadi dekstrin [glukosa, ikatan ( (1 - 4) dan ( (1 - 6)], kemudian menjadi maltosa dan akhirnya menjadi glukosa. Pati merupakan sumber energi yang sangat baik bagi ternak. Selulosa [glukosa, ikatan ( (1 - 4)] menyusun sebagian besar struktur tanaman, sifatnya lebih kompleks dan tahan terhadap hidrolisa dibandingkan dengan pati. Sebagian besar cadangan karbohidrat dalam tubuh hewan berada dalam bentuk glikogen [glukosa, ikatan ( (1 - 4) dan ( (1 - 6)] yang terdapat dalam hati dan otot. Glikogen larut dalam air dan hasil akhir hidrolisa adalah glukosa. Glikogen dan pati merupakan bentuk simpan atau cadangan untuk gula. Inulin [fruktosa, ikatan ( (2 - 1)] adalah polisakarida yang apabila dihidrolisa akan dihasilkan fruktosa. Polisakarida ini merupakan cadangan (sebagai ganti pati), khususnya dalam tanaman yang disebut artichke Yerusalem (seperti tanaman bunga matahari). Inulin digunakan untuk pengujian clearance rate pada fungsi ginjal karena zat tersebut melintas dengan bebas melalui glomerulus ginjal dan tidak di sekresi atau diserap oleh tubuh ginjal. Kitin merupakan polisakarida campuran yang terdapat dalam eksoskeleton (kulit yang keras) pada berbagai serangga. B. Pencernaan dan Penyerapan KarbohidratKarbohidrase merupakan enzim-enzim yang memecah karbohidrat menjadi gula-gula yang lebih sederhana. Amilase berfungsi merombak pati menjadi gula-gula yang lebih sederhana. Oligisakaride memecah trigliserida menjadi gula sederhana. Disakarida sukrosa dan maltosa dihidrolisis oleh sukrase dan maltase. Sekresi saliva umumnya mengandung enzim amilase. Pati yang tidak dirombak dalam proventrikulus oleh amilase air liur, dalam lingkungan netral usus dengan cepat diubah menjadi maltosa oleh amilase pankreas. Dalam cairan usus mungkin terdapat juga sedikit amilase. Disakarida maltosa, sukrosa dan laktosa dirombak oleh enzim-enzim khusus yaitu maltase, sekrase dan laktase. Enzim-enzim ini dan enzim-enzim yang lain yang dihasilkan oleh sel-sel usus tidak sepenuhnya terdapat dalam keadaan bebas di dalam rongga usus. Hal ini terbukti karena ekstrak bebas sel dari cairan usus hanya mengandung sedikit enzim tersebut. Tetapi enzim-enzim tersebut terdapat pada permukaan mikrovilus yang merupakan batas dari sel absorpsi vilus tersebut. Pada waktu masuk ke batas ini, disakarida tersebut dihidrolisis, semua menghasilkan glukosa, di samping itu sukrosa menghasilkan juga fruktosa, dan laktosa menghasilkan galaktosa. Monosakarida ini juga diabsorpsi oleh sel-sel absorpsi, tetapi mekanisme transport aktifnya belum dapat dipastikan. Sebagian besar penyerapan merupakan suatu proses aktif dan bukan sekedar suatu proses yang pasif. Hal ini diperlihatkan dari kemampuan sel-sel epitel untuk menyerap secara selektif zat-zat seperti glukosa, galaktosa dan fruktosa dalam konsentrasi yang tidak sama. Glukosa diserap lebih cepat dari fruktosa, sepanjang epitelnya masih hidup dan tidak rusak. Akan tetapi, setelah unggas mati, ketiga macam gula sederhana itu akan melintasi mukosa dengan kecepatan yang sama, karena yang bekerja hanyalah kekuatan fisik dalam bentuk penyerapan pasif. Glikogen, karbohidrat khas hewan, berfungsi sebagai simpanan jangka pendek, yang dapat dipergunakan secara cepat jika gula yang tersedia dalam darah atau tempat lain telah habis. Glikogen dapat disimpan dalam kebanyakan sel, terutama dalam sel-sel hati dan otot. Pada waktu melalui hati, kelebihan gula yang diserap dari usus diambil oleh sel hati dan diubah menjadi glikogen. Hormon insulin yang dihasilkan oleh kelompok-kelompok sel endokrin pankreas, yaitu pulau Langerhans, mengontrol pengambilan glukosa oleh sel-sel dan sintesis glikogen. Peningkatan gula dalam darah merangsang sel-sel pankreas untuk memproduksi insulin. Insulin diangkut melalui darah ke seluruh tubuh tempat zat ini merangsang sintesis glikogen dalam sel otot dan hati. Reaksi kebalikannya, yaitu perombakan glikogen menjadi glukosa diatur oleh enzim pankreas, glukagon, dan oleh epinefrin. Tetapi sel-sel otot tidak mempunyai enzim untuk mengubah glukosa-6-fosfat menjadi glukosa, sehingga glikogen otot hanya dapat dipergunakan sebagai penimbunan energi untuk sel otot.

Setelah proses penyerapan melalui dinding usus halus, sebagian besar monosakarida dibawa oleh aliran darah ke hati. Di dalam hati, monosakarida mengalami proses sintesis menghasilkan glikogen, oksidasi menjadi CO2 dan H2O, atau dilepaskan untuk dibawa dengan aliran darah ke bagian tubuh yang memerlukannya. Sebagian lain, monosakarida dibawa langsung ke sel jaringan organ tertentu dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut.

C. Metabolisme Karbohidrat

1. Pengertian metabolisme karbohidrat

Semua organisme hidup mentransformasi energi yang diambil dari sekelilingnya. Energi ini dibutuhkan untuk sintesis makromolekul yang akan digunakan untuk pertumbuhan dan diferensiasi organisme tersebut. Transformasi ini dicapai melalui reaksi sejumlah besar enzim yang mengatalisis jaringan kompleks kumpulan reaksi kimia yang dikenal dengan metabolisme.

2. Metabolisme karbohidrat

a. Glikolisis

Glikolisis adalah pemecahan glukosa menjadi asam piruvat atau asam laktat. Jalur ini terutama terjadi dalam otot bergaris, yang dimaksudkan untuk menghasilkan energi (ATP). Apabila glikolisis terjadi dalam suasana anaerobik maka akan berakhir dengan asam laktat, dan menghasilkan dua ATP.Tahapan reaksi glikolisis.

Jalur ini disebut juga jalur Embden-Meyerhof. Semua enzim yang terlibat terdapat dalam fraksi ekstra mitokhondria (dalam sitosol). Mula-mula glukosa mengalami esterifikasi dengan fosfat, reaksi ini disebut juga fosforilasi glukosa oleh ATP menjadi glukosa 6-P.

Heksokinase (glukokinase)

Mg++

D-glukosa + ATP ( D-glukosa 6-P + ADP.

Reaksi ini memerlukan ion Mg++.

Dalam sel , sedikit sekali glukosa berada sebagai glukosa bebas, sebagian besar terdapat dalam bentuk ester glukosa 6-P. Reaksi ini dikatalisis dua enzim : hexokinase dan glukokinase.Hexokinase terdapat dalam ber-macam2 sel, kecuali di sel hepar dan pankreas. Enzim ini sesuai dengan namanya dapat pula mengkatalisis esterifikasi heksosa lainnya dengan ATP; contoh: fruktosa menjadi fruktosa 6-P. Dalam sel binatang dan manusia enzim ini merupakan enzim regulator, karena dapat dihambat oleh hasil reaksinya.

Glukokinase terdapat dalam hepar dan pankreas. Mempunyai Km untuk D-glukosa jauh lebih tinggi dari enzim hexokinase. Glukokinase memerlukan glukosa lebih tinggi untuk menjadi aktif bila dibandingkan dengan heksokinase. Selain itu glukokinase tidak dihambat oleh hasil reaksinya yaitu glukosa 6-P. Glukokinase berperan biasanya pada waktu kadar glukosa darah tinggi (sesudah makan). Pada penderita Diabetes Mellitus enzim ini jumlahnya berkurang. Reaksi fosforilasi ini boleh dikatakan reaksi satu arah.

Selanjutnya glukosa 6-P diubah menjadi fruktosa 6-P. Reaksi ini dikatalisis enzim fosfoheksosa isomerase, dimana terjadi aldosa-ketosa isomerasi. Hanya D-anomer dari glukosa 6-P yang bisa dipakai sebagai substrat. Reaksi ini merupakan reaksi bolak-balik.

Reaksi selanjutnya adalah pembentukan fruktosa 1,6-difosfat oleh enzim fosfofruktokinase-1. Reaksi ini boleh dikatakan reaksi satu arah. Enzim fosfofruktokinase-1 merupakan enzim yang bisa diinduksi. Enzim ini memegang peran yang penting dalam mengatur kecepatan glikolisis. fosfofruktokinase-1

Fruktosa 6-P + ATP( Fruktosa 1,6-BP + ADP.

Mg++ Aktifitas enzim ini meningkat apabila konsentrasi ADP, AMP, fosfat inorganik ( Pi ) meningkat. Enzim fosfofruktokinase-1 dihambat oleh ATP, asam sitrat dan 2,3-DP gliserat (dalam sel darah merah). Apabila pemakaian ATP meningkat (kadar ATP menurun) maka aktifitasnya meningkat, sebaliknya apabila kadar ATP tinggi aktifitas enzim tersebut menurun. Enzim ini juga dihambat oleh meningkatnya kadar asam lemak bebas, sehingga apabila senyawa ini meningkat dalam darah, yang akhirnya masuk ke dalam sel , maka pemakaian glukosa akan berkurang.

Fruktosa 1,6-BP akan dipecah menjadi dua triosa oleh enzim aldolase.

Aldolase

Fruktosa 1,6-BP ( Dihidroksi asetonfosfat + gliseraldehida 3-P Pada sel binatang sedikitnya ada dua macam aldolase, aldolase A yang terdapat dalam sebagian besar jaringan , aldolase B terdapat dalam sel hepar dan ginjal. Semuanya terdiri dari empat subunit polipeptida yang berbeda komposisi asam amino-nya. Gliseraldehida 3-fosfat ( Dihidroksi asetonfosfat (DHAP).

Kedua triosa tersebut diatas "interconverted", dapat saling berubah dengan adanya enzim fosfotriosa isomerase.

Sampai dengan reaksi ini satu glukosa terpakai dan memerlukan dua ATP.

Selanjutnya glikolisis berjalan dengan oksidasi gliseraldehid 3-fosfat (gliseraldehida 3-P) menjadi 1,3-bisfosfogliserat. Karena adanya enzim fosfotriosa isomerase, dihidroksi asetonfosfat juga dioksidasi.Enzim yang bertanggung jawab pada reaksi ini adalah gliseraldehida 3-P dehidrogenase yang mana aktifitasnya tergantung adanya NAD+. Enzim ini terdiri dari empat polipeptida yang identik membentuk tetramer. Empat gugusan -SH terdapat pada tiap polipeptida, mungkin berasal dari residu sistein (cysteine). Satu gugusan -SH terdapat pada "active site". Reaksinya berjalan sebagai berikut : Mula-mula substrat berikatan dengan "cysteinyl moiety" pada dehidrogenase membentuk suatu tiohemiasetal, yang kemudian dioksidasi menjadi tiol-ester. Atom hidrogen yang terlepas dipindah pada NAD+ yang terikat pada enzim. NADH yang terbentuk,akan terikat pada enzim juga tapi tidak sekuat NAD+, sehingga NADH ini mudah diganti oleh NAD+ yang lain.

Energi yang terjadi pada oksidasi ini terwujud dalam ikatan sulfat energi tinggi, yang kemudian dengan fosforolisis menjadi ikatan fosfat energi tinggi pada posisi satu dari 1,3-bisfosfo-gliserat.Pada fosforolisis diatas, Pi ditambahkan dan enzim bebas serta gugus -SH bebas terbentuk. Fosfat berenergi tinggi ini ditangkap menjadi ATP pada reaksi dengan ADP yang dikatalisis enzim fosfogliserat kinase. Reaksi ini menghasilkan 3-fosfogliserat.

Jadi oksidasi fosfogliseraldehid menjadi fosfogliserat, dimana terlepas suatu energi, energi ini dipakai oleh reaksi pengambilan fosfat inorganik dan sintesis ATP; rangkaian reaksi-reaksi ini merupakan suatu "coupled reaction".

Karena ada dua molekul triosafosfat yang dioksidasi, maka akan terbentuk dua molekul ATP. Pada reaksi ini NAD+ tereduksi menjadi NADH. Reaksi tersebut diatas adalah suatu contoh dari fosforilasi pada tingkat substrat.

Apabila ada asam arsenat, maka zat ini akan berkompetisi dengan Pi yang akan menghasilkan arseno-3-fosfogliserat, yang akan terhidrolisis spontan menghasilkan 3-fosfogliserat tanpa menghasilkan ATP. Ini suatu contoh arsenat dapat "uncoupled" oksidasi dan fosforilasi.

Selanjutnya 3-fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat oleh enzim fosfogliserat mutase.

Reaksi berikutnya dikatalisis oleh enzim enolase; pada reaksi ini terjadi perubahan struktur molekul hingga terbentuk ikatan fosfat bertenaga tinggi pada posisi 2, yaitu fosfoenolpiruvat.

Enolase dihambat oleh fluorida ( F ). Dalam praktek fluorida ditambahkan ke dalam larutan pada penentuan glukosa,juga kedalam pasta gigi. Kerja enzim ini tergantung adanya Mn++ atau Mg++. Reaksinya sebagai berikut:

2-fosfogliserat ( Fosfoenolpiruvat + H2O.

Fosfat bertenaga tinggi dari fosfoenolpiruvat dipindah ke ADP menjadi ATP, yang dikatalisis enzim piruvat kinase. Reaksinya:

ADP ATP

Fosfoenolpiruvat (( Enolpiruvat

Piruvat kinase

Enzim piruvat kinase hepar berbeda sifatnya dengan enzim piruvat kinase otot. Pada otot konsentrasi ATP yang tinggi akan menghambat enzim ini. Pada hepar enzim ini dapat dihambat oleh ATP dan alanin, tapi adanya fruktosa 1,6-difosfat dengan konsentrasi tinggi, akan dapat menghilangkan hambatan ini. Dalam hepar enzim ini dihambat juga oleh asam lemak rantai panjang dan asetil-KoA.

Dalam hepar glukagon menghambat glikolisis dan merangsang glukoneogenesis dengan meningkatkan konsentrasi cAMP. Senyawa ini kemudian mengaktivasi "cAMP dependent protein kinase". Protein kinase yang aktif ini akan mengkatalisis fosforilasi enzim piruvat kinase menjadi piruvat kinase-P. Enzim piruvat kinase-P me-rupakan bentuk tidak aktif. Dengan demikian glukagon menghambat glikolisis.

Sampai dengan reaksi ini hasil netto dari perubahan glukosa menjadi dua asam piruvat adalah dua ATP, yaitu pada awal jalur ini dibutuhkan dua ATP dan kemudian menghasilkan empat ATP.

Pada keadaan anaerobik reoksidasi NADH melalui rantai respirasi tidak berjalan. Asam piruvat akan dirubah menjadi asam laktat, yang dikatalisis enzim laktat dehidrogenase.

Reaksinya:

laktat dehidrogenase

Asam piruvat + NADH (( L-laktat + NAD+ Dengan demikian reoksidasi NADH melalui asam laktat memungkinkan glikolisis berlangsung tanpa oksigen, karena NAD+ yang terbentuk cukup untuk kebutuhan enzim gliseraldehid-3-fosfat dehidrogenase. Jadi jaringan pada keadaan hipoksia ada tendensi untuk membentuk asam laktat, terutama dalam otot bergaris. Asam laktat yang terbentuk akan masuk ke peredaran darah dan bisa didapatkan dalam urine.

Glikolisis dalam eritrosit sekalipun dalam keadaan aerobik akan menghasilkan asam laktat, karena enzim-enzim yang dapat mengoksidasi asam piruvat secara aerobik tidak ada dalam sel da-rah merah.

Dalam eritrosit golongan mammalia tahapan yang dikatalisis fosfogliserat kinase di " by passed " dengan adanya enzim bisfosfogliserat mutase dan enzim 2,3-bisfosfogliserat fosfatase (gambar-4). Akibat adanya dua enzim ini ATP tidak terbentuk dan ini memungkinkan glikolisis berlangsung apabila kebutuhan ATP minimum. 2,3-bisfosfogliserat bergabung dengan hemoglobin sehingga menyebabkan affinitas hemoglobin terhadap oksigen menurun. Kurve dissosiasi oksigen hemoglobin bergerak ke kanan. Dengan demikian adanya 2,3-bisfosfogliserat dalam sel darah merah membantu pelepasan oksigen untuk keperluan jaringan.

Reaksinya :

Enzim 1

1,3-bisfosfogliserat ( 2,3-bisfosfogliserat

Enzim 2

( 3-fosfogliserat.

Enzim 1 : bisfosfogliserat mutase

Enzim 2: 2,3-bisfosfogliserat fosfatase

Dalam glikolisis ada tiga reaksi boleh dikatakan secara fisiologis satu arah, yaitu reaksi yang dikatalisis enzim-enzim :

1. heksokinase ( dan glukokinase )

2. fosfofruktokinase

3. piruvat kinase

b. Glikogenesis

Glikogenesis adalah proses pembentukan glikogen dari glukosa kemudian disimpan dalam hati dan otot. Glikogen merupakan bentuk simpanan karbohidrat yang utama di dalam tubuh dan analog dengan amilum pada tumbuhan. Unsur ini terutama terdapat didalam hati (sampai 6%), otot jarang melampaui jumlah 1%. Akan tetapi karena massa otot jauh lebih besar daripada hati, maka besarnya simpanan glikogen di otot bisa mencapai tiga sampai empat kali lebih banyak.Fungsinya untuk mempertahankan kadar gula darah.

Siklus

Proses glikogenesis adalah sebagai berikut :

1.Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat (reaksi yang lazim terjadi juga pada lintasan glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase sedangkan di hati oleh glukokinase.

2.Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan bantuan katalisator enzim fosfoglukomutase. Enzim itu sendiri akan mengalami fosforilasi dan gugus fosfo akan mengambil bagian di dalam reaksi reversible yang intermediatnya adalah glukosa 1,6-bifosfat.

Enz-P + Glukosa 1-fosfatEnz + Glukosa 1,6-bifosfatEnz-P + Glukosa 6-fosfat

3.Selanjutnya glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk uridin difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini dikatalisir oleh enzim UDPGlc pirofosforilase.

UDPGlc + PPiUTP + Glukosa 1-fosfat

4.Hidrolisis pirofosfat inorganic berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganikakan menarik reaksi kearah kanan persamaan reaksi.

5.Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan glikosidik dengan atom C4 pada residu glukosa terminal glikogen, sehingga membebaskan uridin difosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya (disebut glikogen primer) harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer selanjutnya dapat terbentuk pada primer protein yang dikenal sebagai glikogenin.

UDP + (C6)n+1 UDPGlc + (C6)n

Glikogenesis, pemecahan dan sintesis glikogen berlangsung pada ujung yang tidak mereduksi polimer D-glukosa bercabang. Selama sintesis berlangsung, bagian luar rantai glikogen mengalami perpanjangan karena terjadi pemindahan residu D-glukosa dari Uridin Difosfat (UDP) glukosa. Enzim yang berperan untuk biosintesis ini,glikogen sintase, terikat erat pada cadangan glikogen dalam jaringan. Reaksi pada dasarnya bersifat ireversibel dan menghasilkan ikatan (14) -D glukosidik. Glikogen sendiri merupakan akseptor yang sangat efisien. Akan tetapi sejumlah kecil oligosakarida (14)-D-glukosa juga bertindak sebagai akseptor. Akibat penambahan residu glukosil secara berturut-turut pada residu ujung yang tidak mereduksi, rantai tadi makin panjang, sehingga akhirnya membentuk glikogen. Bila tidak ditemukan salah satu enzim, akan terbentuk glikogen jenis amilosa. Bila rantai glikogen telah mengandung 11 unit glukosa, dihitung dari tempat percabangan,enzim pembentuk cabang(-D-glukosil 4:6 transferase, disebut juga oligo 1,4 1,6-glukantransferase akan memindahkan suatu penggal yang terdiri dari kira-kira 7 unit glukosa dari rantai terluarke posisi 6 residu -D-glukosil cabang lain dari molekul glikogen. Dengan demikian terbentuk ikatan (16) -D, dan terbentuk cabang baru. Pemindahan penggal oligosakarida ini, terjadi sekaligus dan bukan dengan cara pemindahan 1 unit -D-glukosa satu persatu. Reaksi ini ireversibel. Rantai baru ini dapat mengalami perpanjangan selanjutnya melalui reaksi yang dikatalisis oleh glikogen sintase.Hampir setiap sel mampu memetabolisme glikogen. Enzim-enzim untuk metabolisme glikogen dari berbagai jaringan mungkin berbeda dalam hal kofaktor, struktur kwartener dan inhibisi, tapi reaksi yang dikatalisisnya sama. Proses metabolisme glikogen merupakan suatu daur; apakah glikogen disintesis atau dipecah tergantung pada kebutuhan sel atau tubuh. Dalam bentuknya yang paling sederhana, daur intraseluler ini berupa perubahan D-glukosa 1-P menjadi UDP-glukosa, yang kemudian disintesis menjadai glikogen Glikogen ini selanjutnya mengalami fosforolisis menjadi D-glukosa 1-P. Kedua bagian daur ini masing-masing ireversibel, berhubungan dengan penggunaan atau penyimpanan glukosa. Apakah terjadi sintesis atau pemecahan, ditentukan oleh pengaruh hormon dan substrat sebagai enzim.

Bentuk aktif dan tidak aktif dari glikogen sintase dan forfilase ditentukan oleh keadaan apakah protein enzim mengalamifosforilase atau tidak. Fosforilase menjadi aktif bila berada dalam keadaan terfosfolarisasi, sedangkan glikogen sintase menjadi tidak aktif pada keadaan tersebut. Jadai sinyal untuk jalur anabolik dan katabolik berada dalam suatu harmoni. Sinyal-sinyal ini berasal dari sumber-sumber hormon dan saraf dan bekerja terutama melalui protein kinase yang tergantung pada AMP siklik dan kalmodulin yang diaktifkan oleh ion kalsium.

Enzim-enzim metabiolisme glikogen.

EnzimPeranan dalam metabolisme glikogen

FosforilasebBentuk inaktif dari fosforilasea

FosforilaseaFosforolisis glikogen terhadap Glu- 1 P

Fosforilase kinasePerubahan fosforilasebkea

Protein kinaseAktivasi fosforilase kinase atauinaktivase glikogen sintase I

Proteinfosfatase 1Hidrolisis golongan fosfat dari glikogen sintase I, fosforilasea, dan fosforilase kinase

Inhibitor fosfatase protein IMenghambat protein fosfatase I

Glikogen sintase IPenambahan golongan glikolisil ke glikogen

Glikogen sintase DBentuk inaktif dari glikogen sintase I, tergantung pada Glu-6-P

Enzim pembentuk cabangMenghambat cabang ke dalam rantai glikogen

Enzim pemutus cabangMenghilangkakn cabang yang menghambat kerja fosforilasea

Oligo- 1,41,4 glukantransferaseMemindahkaln unit kecil oligosakarida dari dekstrin terbatas yang terfosforilasi

-1,6-GlukosidaseMenghilangkan residu 1,6--D-glukosil

c. Glikogenolisis

Pada saat seseorang berpuasa atau sedang melakukan aktivitas berat (latihan, olahraga, bekerja) yang berlebihan akan menyebabkan turunnya kadar gula darah dalam darah menjadi 60 mg /100 ml darah keadaan ini (kadar gula darah turun) akan memacu hati untuk membebaskan glukosa dari pemecahan glikogen yang disebut proses glikogenolisis. Glikogenolisis dirangsang oleh hormon glukagon dan aderenalin.Glukagon (glucagon) adalah suatu hormon yang dikeluarkan oleh pankreas yang berguna untuk meningkatkan kadar glukosa darah. Sedangkan hormon adrenalin adalah hormon yang merangsang glukagon untuk bekerja.

Proses Terjadinya GlikogenolisisPemecahan glikogen menjadi Glukosa 1 pAda tiga enzim yang menkatalisis ( hormon glukaden -> C-AMP-enzim posporilase)1.Glikogen fosforilase : Glikogen ( 1,4 glikosidik) -> Glukosa 1-P2.Transferase : memindahkan 3 residu glukosa cabang lain lebih peka difosrilasi3.Debranching enzyme ( 1,6 gilokosilase) ikatan 1.6 glikosidikTahap 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.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 sehigga terbentuk glukosa. Reaksi ini tidak menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat.

Glukosa yang terbentuk inilah nantinya akan digunakan oleh sel untuk respirasi sehingga menghasilkan energy , yang energy itu terekam / tersimpan dalam bentuk ATP.

Istilah yang berhubungan dengan metabolisme penguraian glukosa Dibagi menjadi dua :1.Fermentasi ( Respirasi Anaerob)2.Respirasi AerobFermentasiatau peragian adalah proses penguraian senyawa kimia glukosa tanpa oksigen melalui proses Glikolisis yang menghasilkan asam Piruvat , namun tidak berlanjut dengan siklus krebs dan transport Elektron karena suasana reaksi tanpa oksigen. Asam Piruvat kemudian akan diproses tanpa oksigen menjadi Asam piruvat ( Fermentasi Asam Piruvat ) atau Asam Piruvat menjadi Asetal dehide kemudian Alkohol dalam Fermentasi Alkohol. Fermentasi menghasilkan gas CO2. Respirasi aerobadalah proses reaksi kimia yang terjadi apabila sel menyerap O2, menghasilkan CO2dan H2O. Respirasi dalam arti yang lebih khusus adalah proses penguraian glukosa dengan menggunakan O2, menghasilkan CO2, H2O, dan energi (dalam bentuk energy kimia, ATP).d. GlukoneogenesisPada dasarnya glukoneogenesis adalah sintesis glukosa dari senyawa bukan karbohidrat, misalnya asam laktat dan beberapa asam amino. Proses glukoneogenesis berlangsung terutama dalam hati. Asam laktat yang terjadi pada proses glikolisis dapat dibawa oleh darah ke hati. Di sini asam laktat diubah menjadi glukosa kembali melalui serangkaian reaksi dalam suatu proses yaitu glukoneogenesis (pembentukan gula baru).Glukoneogenesis yang dilakukan oleh hati atau ginjal, menyediakan suplai glukosa yang tetap. Kebanyakan karbon yang digunakan untuk sintesis glukosa akhirnya berasal dari katabolisme asam amino. Laktat yang dihasilkan dalam sel darah merah dan otot dalam keadaan anaerobik juga dapat berperan sebagai substrat untuk glukoneogenesis. Glukoneogenesis mempunyai banyak enzim yang sama dengan glikolisis, tetapi demi alasan termodinamika dan pengaturan, glukoneogenesis bukan kebalikan dari proses glikolisis karena ada tiga tahap reaksi dalam glikolisis yang tidak reversibel, artinya diperlukan enzim lain untuk reaksi kebalikannya glukokinase1. Glukosa + ATP Glukosa-6-fosfat + ADP

fosfofruktokinase2. Fruktosa-6-fosfat + ATP fruktosa-1,6-difosfat + ADP

piruvatkinase3. Fosfenol piruvat + ADP asam piruvat + ATPEnzim glikolitik yang terdiri dari glukokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase mengkatalisis reaksi yang ireversibel sehingga tidak dapat digunakan untuk sintesis glukosa. Dengan adanya tiga tahap reaksi yang tidak reversibel tersebut, maka proses glukoneogenesis berlangsung melalui tahap reaksi lain. Reaksi tahap pertama glukoneogenesis merupakan suatu reaksi kompleks yang melibatkan beberapa enzim dan organel sel (mitokondrion), yang diperlukan untuk mengubah piruvat menjadi malat sebelum terbentuk fosfoenolpiruvat.Tiga reaksi pengganti yang pertama mengubah piruvat menjadi fosfoenolpiruvat (PEP), jadi membalik reaksi yang dikatalisis oleh piruvat kinase. Perubahan ini dilakukan dalam 4 langkah. Pertama, piruvat mitokondria mengalami dekarboksilasi membentuk oksaloasetat. Reaksi ini memerlukan ATP (adenosin trifosfat) dan dikatalisis oleh piruvat karboksilase. Seperti banyak enzim lainnya yang melakukan reaksi fiksasi CO2, pada reaksi ini memerlukan biotin untuk aktivitasnya. Oksaloasetat direduksi menjadi malat oleh malat dehidrogenase mitokondria. Pada reaksi ini, glukoneogenesis secara singkat mengalami overlap (tumpang tindih) dengan siklus asam sitrat. Malat meninggalkan mitokondria dan dalam sitoplasma dioksidasi membentuk kembali oksaloasetat. Kemudian oksaloasetat sitoplasma mengalami dekarboksilasi membentuk PEP pada reaksi yang tidak memerlukan GTP (guanosin trifosfat) yang dikatalisis oleh PEP karboksikinase.Reaksi pengganti kedua dan ketiga dikatalisis oleh fosfatase. Fruktosa-1,6-bisfosfatase mengubah fruktosa-1,6-bisfosfat menjadi fruktosa-6-fosfat, jadi membalik reaksi yang dikatalisis oleh fosfofruktokinase. Glukosa-6-fosfatase yang ditemukan pada permulaan metabolisme glikogen, mengkatalisis reaksi terakhir glukoneogenesis dan mengubah glukosa-6-fosfat menjadi glukosa bebas.Dengan penggantian reaksi-reaksi pada glikolisis yang secara termodinamika ireversibel, glukoneogenesis secara termodinamika seluruhnya menguntungkan dan diubah dari lintasan yang menghasilkan energi menjadi lintasan yang memerlukan energi. Dua fosfat berenergi tinggi digunakan untuk mengubah piruvat menjadi PEP. ATP tambahan digunakan untuk melakukan fosforilasi 3-fosfogliserat menjadi 1,3-bisfosfogliserat. Diperlukan satu NADH pada perubahan 1,3-bisfosfogliserat menjadi gliseraldehida-3-fosfat. Karena 2 molekul piruvat digunakan pada sintesis satu glukosa, maka setiap molekul glukosa yang disintesis dalam glukoneogenesis, sel memerlukan 6 ATP dan 2 NADH. Glikolisis dan glukoneogenesis tidak dapat bekerja pada saat yang sama. Oleh karena itu, ATP dan NADH yang diperlukan pada glukoneogenesis harus berasal dari oksidasi bahan bakar lain, terutama asam lemak.Walaupun lemak menyediakan sebagian besar energi untuk glukoneogenesis, tetapi lemak hanya menyumbangkan sedikit fraksi atom karbon yang digunakan sebagai substrat. Ini sebagai akibat struktur siklus asam sitrat. Asam lemak yang paling banyak pada manusia yaitu asam lemak dengan jumlah atom karbon genap didegradasi oleh enzim -oksidasi menjadi asetil-KoA. Asetil KoA menyumbangkan fragmen 2-karbon ke siklus asam sitrat, tetapi pada permulaan siklus 2 karbon hilang sebagai CO2. Jadi, metabolisme asetil KoA tidak mengakibatkan peningkatan jumlah oksaloasetat yang tersedia untuk glukoneogenesis. Bila oksaloasetat dihilangkan dari siklus dan tidak diganti, kapasitas pembentukan ATP dari sel akan segera membahayakan. Siklus asam sitrat tidak terganggu selama glukoneogenesis karena oksaloasetat dibentuk dari piruvat melalui reaksi piruvat karboksilase.Kebanyakan atom karbon yang digunakan pada sintesis glukosa disediakan oleh katabolisme asam amino. Beberapa asam amino yang umum ditemukan mengalami degradasi menjadi piruvat. Oleh karena itu masuk ke proses glukoneogenesis melalui reaksi piruvat karboksilase. Asam amino lainnya diubah menjadi zat antara 4 atau 5 karbon dari siklus asam sitrat sehingga dapat membantu meningkatkan kandungan oksaloasetat dan malat mitokondria. Dari 20 asam amino yang sering ditemukan dalam protein, hanya leusin dan lisin yang seluruhnya didegradasi menjadi asetil-KoA yang menyebabkan tidak dapat menyediakan substrat untuk glukoneogenesis. Pengaturan GlukoneogenesisHati dapat membuat glukosa melalui glukoneogenesis dan menggunakan glukosa melalui glikolisis sehingga harus ada suatu sistem pengaturan yang mencegah agar kedua lintasan ini bekerja serentak.Sistem pengaturan juga harus menjamin bahwa aktivitas metabolik hati sesuai dengan status gizi tubuh yaitu pembentukan glukosa selama puasa dan menggunakan glukosa saat glukosa banyak. Aktivitas glukoneogenesis dan glikolisis diatur secara terkoordinasi dengan cara perubahan jumlah relatif glukagon dan insulin dalam sirkulasi.Bila kadar glukosa dan insulin darah turun, asam lemak dimobilisasi dari cadangan jaringan adipose dan aktivitas -oksidasi dalam hati meningkat. Hal ini mengakibatkan peningkatan konsentrasi asam lemak dan asetil-KoA dalam hati. Karena asam amino secara serentak dimobilisasi dari otot, maka juga terjadi peningkatan kadar asam amino terutama alanin. Asam amino hati diubah menjadi piruvat dan substrat lain glukoneogenesis. Peningkatan kadar asam lemak, alanin, dan asetil-KoA semuanya memegang peranan mengarahkan substrat masuk ke glukoneogenesis dan mencegah penggunaannya oleh siklus asam sitrat. Asetil-KoA secara alosterik mengaktifkan piruvat karboksilase dan menghambat piruvat dehidrogenase. Oleh karena itu, menjamin bahwa piruvat akan diubah menjadi oksaloasetat. Piruvat kinase dihambat oleh asam lemak dan alanin, jadi menghambat pemecahan PEP yang baru terbentuk menjadi piruvat.Pengaturan hormonal fosfofruktokinase dan fruktosa-1,6-bisfosfatase diperantarai oleh senyawa yang baru ditemukan yaitu fruktosa 2,6-bisfosfat. Pembentukan dan pemecahan senyawa pengatur ini dikatalisis oleh enzim-enzim yang diatur oleh fosforilasi dan defosforilasi. Perubahan konsentrasi fruktosa-2,6-bisfosfat sejajar dengan perubahan untuk glukosa dan insulin yaitu konsentrasinya meningkat bila glukosa banyak dan berkurang bila glukosa langka. Fruktosa-2,6- bisfosfat secara alosterik mengaktifkan fosfofruktokinase dan menghambat fruktosa 1,6-bisfosfatase. Jadi, bila glukosa banyak maka glikolisis aktif dan glukoneogenesis dihambat. Bila kadar glukosa turun, peningkaan glukagon mengakibatkan penurunan konsentrasi fruktosa-2,6-bisfosfat dan penghambatan yang sederajat pada glikolisis dan pengaktifan glukoneogenesis.e. Siklus Asam Sitrat

Siklus ini juga sering disebut sebagai siklus Krebs dan siklus asam trikarboksilat dan berlangsung di dalam mitokondria. Siklus asam sitrat merupakanjalur bersama oksidasi karbohidrat, lipid dan protein.Siklus asam sitrat merupakan rangkaian reaksi yang menyebabkan katabolisme asetil KoA, dengan membebaskan sejumlah ekuivalen hidrogen yang pada oksidasi menyebabkan pelepasan dan penangkapan sebagaian besar energi yang tersedia dari bahan baker jaringan, dalam bentuk ATP. Residu asetil ini berada dalam bentuk asetil-KoA (CH3-CO~KoA, asetat aktif), suatu ester koenzim A. Ko-A mengandung vitamin asam pantotenat.

Fungsi utama siklus asam sitrat adalah sebagai lintasan akhir bersama untuk oksidasi karbohidrat, lipid dan protein. Hal ini terjadi karena glukosa, asam lemak dan banyak asam amino dimetabolisir menjadi asetil KoA atau intermediat yang ada dalam siklus tersebut. Selama proses oksidasi asetil KoA di dalam siklus, akan terbentuk ekuivalen pereduksi dalam bentuk hidrogen atau elektron sebagai hasil kegiatan enzim dehidrogenase spesifik. Unsur ekuivalen pereduksi ini kemudian memasuki rantai respirasi tempat sejumlah besar ATP dihasilkan dalam proses fosforilasi oksidatif. Pada keadaan tanpa oksigen (anoksia) atau kekurangan oksigen (hipoksia) terjadi hambatan total pada siklus tersebut.

Enzim-enzim siklus asam sitrat terletakdi dalam matriks mitokondria, baik dalam bentuk bebas ataupun melekat pada permukaan dalam membran interna mitokondria sehingga memfasilitasi pemindahan unsur ekuivalen pereduksi ke enzim terdekat pada rantai respirasi, yang bertempat di dalam membran interna mitokondria.

Reaksi-reaksi pada siklus asam sitrat diuraikan sebagai berikut:

1. Kondensasi awalasetil KoAdenganoksaloasetatmembentuksitrat, dikatalisir oleh enzimsitrat sintasemenyebabkan sintesis ikatan karbon ke karbon di antara atom karbon metil pada asetil KoA dengan atom karbon karbonil pada oksaloasetat. Reaksi kondensasi, yang membentuk sitril KoA, diikuti oleh hidrolisis ikatan tioester KoA yang disertai dengan hilangnya energi bebas dalam bentuk panas dalam jumlah besar, memastikan reaksi tersebut selesai dengan sempurna.

Asetil KoA + Oksaloasetat + H2O asam Sitrat + KoA2. Sitratdikonversi menjadiisositratoleh enzimakonitase(akonitat hidratase) yang mengandung besi Fe2+dalam bentuk protein besi-sulfur (Fe:S). Konversi ini berlangsung dalam 2 tahap, yaitu:dehidrasi menjadi sis-akonitat, yang sebagian di antaranya terikat pada enzim danrehidrasi menjadi isositrat. Reaksi tersebut dihambat oleh fluoroasetat yang dalam bentuk fluoroasetil KoA mengadakan kondensasi dengan oksaloasetat untuk membentuk fluorositrat. Senyawa terakhir ini menghambat akonitase sehingga menimbulkan penumpukan sitrat.

3. Isositratmengalami dehidrogenasi membentukoksalosuksinatdengan adanya enzimisositrat dehidrogenase. Di antara enzim ini ada yang spesifik NAD+, hanya ditemukan di dalam mitokondria. Dua enzim lainnya bersifat spesifik NADP+dan masing-masing secara berurutan dijumpai di dalam mitokondria serta sitosol. Oksidasi terkaitrantai respirasiterhadap isositrat berlangsung hampir sempurna melalui enzim yang bergantung NAD+.

Kemudian terjadi dekarboksilasi menjadiketoglutaratyang juga dikatalisir oleh enzimisositrat dehidrogenase. Mn2+atau Mg2+merupakan komponen penting reaksi dekarboksilasi. Oksalosuksinat tampaknya akan tetap terikat pada enzim sebagai intermediate dalam keseluruhan reaksi.

4. Selanjutnyaketoglutaratmengalami dekarboksilasi oksidatif melalui cara yang sama dengan dekarboksilasi oksidatif piruvat, dengan kedua substrat berupa asam keto.ketoglutarat + NAD++ KoA Suksinil KoA + CO2+ NADH + H+.Reaksi tersebut yang dikatalisir olehkompleksketoglutarat dehidrogenase, juga memerlukan kofaktor yang idenstik dengan kompleks piruvat dehidrogenase, contohnya TDP, lipoat, NAD+, FAD serta KoA, dan menghasilkan pembentukan suksinil KoA(tioester berenergi tinggi). Arsenit menghambat reaksi di atas sehingga menyebabkan penumpukan ketoglutarat.

5. Tahap selanjutnya terjadi perubahansuksinil KoAmenjadisuksinat dengan adanya peran enzimsuksinat tiokinase (suksinil KoA sintetase).Suksinil KoA + Pi+ ADP Suksinat + ATP + KoA

Dalam siklus asam sitrat, reaksi ini adalah satu-satunya contoh pembentukan fosfat berenergi tinggi pada tingkatan substrat dan terjadi karena pelepasan energi bebas dari dekarboksilasi oksidatif ketoglutarat cukup memadai untuk menghasilkan ikatan berenergi tinggi disamping pembentukan NADH (setara dengan 3~P.

6. Suksinatdimetabolisir lebih lanjut melalui reaksi dehidrogenasi yang diikuti oleh penambahan air dan kemudian oleh dehidrogenasi lebih lanjut yang menghasilkan kembali oksaloasetat.

Suksinat + FAD Fumarat + FADH2Reaksi dehidrogenasi pertama dikatalisir oleh enzimsuksinat dehidrogenase yang terikat pada permukaan dalam membrane interna mitokondria, berbeda dengan enzim-enzim lain yang ditemukan pada matriks. Reaksi ini adalah satu-satunya reaksi dehidrogenasi dalam siklus asam sitrat yang melibatkan pemindahan langsung atom hydrogen dari substrat kepada flavoprotein tanpa peran NAD+. Enzim ini mengandung FAD dan protein besi-sulfur (Fe:S).Fumarat terbentuk sebagai hasil dehidrogenasi.Fumarase(fumarat hidratase) mengkatalisir penambahan air padafumaratuntuk menghasilkanmalat.

Fumarat + H2O L-malat

Enzim fumarase juga mengkatalisir penambahan unsure-unsur air kepada ikatan rangkap fumarat dalam konfigurasi trans.Malatdikonversikan menjadi oksaloasetatdengan katalisator berupa enzimmalat dehidrogenase, suatu reaksi yang memerlukan NAD+.

L-Malat + NAD+ oksaloasetat + NADH + H+Enzim-enzim dalam siklus asam sitrat, kecuali alfa ketoglutarat dan suksinat dehidrogenase juga ditemukan di luar mitokondria. Meskipun dapat mengkatalisir reaksi serupa, sebagian enzim tersebut, misalnya malat dehidrogenase pada kenyataannya mungkin bukan merupakan protein yang sama seperti enzim mitokondria yang mempunyai nama sama (dengan kata lain enzim tersebut merupakan isoenzim).

Pada proses oksidasi yang dikatalisir enzim dehidrogenase, 3 molekul NADH dan 1 FADH2akan dihasilkan untuk setiap molekul asetil-KoA yang dikatabolisir dalam siklus asam sitrat. Dalam hal ini sejumlah ekuivalen pereduksi akan dipindahkan ke rantai respirasi dalam membrane interna mitokondria.

Selama melintasi rantai respirasi tersebut, ekuivalen pereduksi NADH menghasilkan 3 ikatan fosfat berenergi tinggi melalui esterifikasi ADP menjadi ATP dalam proses fosforilasi oksidatif. Namun demikian FADH2hanya menghasilkan 2 ikatan fosfat berenergi tinggi. Fosfat berenergi tinggi selanjutnya akan dihasilkan pada tingkat siklus itu sendiri (pada tingkat substrat) pada saat suksinil KoA diubah menjadi suksinat.EnergiYang Dihasilkan Oleh Metebolisme KarbohidratPada glikolisis aerob, energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut:

- hasil tingkat substrat :+ 4P

- hasil oksidasi respirasi :+ 6P

- jumlah :+10P

- dikurangi untuk aktifasi glukosa dan fruktosa 6P : 2P

+ 8PPada glikolisis anaerob, energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut:

- hasil tingkat substrat :+ 4P

- hasil oksidasi respirasi :+ 0P

- jumlah :+ 4P

- dikurangi untuk aktifasi glukosa dan fruktosa 6P : 2P

Dengan Demikian rincian energi yang dihasilkan dalam siklus asam sitrat adalah:

1. Tiga molekul NADH, menghasilkan :3X3P = 9P

2. Satu molekul FADH2, menghasilkan : 1 x 2P = 2P

3. Pada tingkat substrat = 1P

Jumlah = 12PSatu siklus Krebs akan menghasilkan energi 3P + 3P + 1P + 2P + 3P = 12P.

Kalau kita hubungkan jalur glikolisis, oksidasi piruvat dan siklus Krebs, akan dapat kita hitung bahwa 1 mol glukosa jika dibakar sempurna (aerob) akan menghasilkan energi dengan rincian sebagai berikut:

1. Glikolisis : 8P

2. Oksidasi piruvat (2 x 3P) : 6P

3. Siklus Krebs (2 x 12P) : 24P

Jumlah : 38Pf. Homeostasis glukosaHomeostasis adalah keadaan yang relatif konstan di dalam lingkungan internal tubuh, dipertahankan secara alami oleh mekanisme adaptasi fisiologis. Adaptasi fisiologis terhadap stress adalah kemampuan tubuh untuk mempertahankan keadaan relatif seimbang. Kemampuan adaptif ini adalah bentuk dinamik dari ekuiliblrium lingkungan internal tubuh. Lingkungan internal secara konstan berubah, dan mekanisme adaptif tubuh secara kontinyu berfungsi untuk menyesuaikan diri terhadap perubahan ini dan untuk mempertahankan ekuilibrium atau homeostasis. Homeostasis dipertahankan oleh mekanisme fisiologis yang mengontrol fungsi tubuh dan memantau organ tubuh. Untuk sebagian besar mekanisme ini dikontrol oleh sistem saraf dan endokrin dan tidak mencakup perilaku sadar. Tubuh membuat penyesuaian dalam frekwensi jantung, frekwensi pernapasan, tekanan darah, suhu tubuh, keseimbangan cairan dan elektrolit, sekresi hormon dan tingkat kesadaran yang semuanya ditujukan untuk mempertahankan adaptasi. Dubos (1965) mengemukakan pandangan lebih lanjut ke sifat dinamis respons-respons tersebut. Dia mengatakan bahwa ada dua konsep yang saling mengisi : homestasis dan adaptasi. Homeostasis menekankan pada perlunya penyesuaian yang harus segera dilakukan tubuh untuk menjaga komposisi internal selalu dalam batas yang bisa diterima, sedangkan adaptasi lebih menekankan pada penyesuaian yang berkembang sesuai berjalannya waktu. Dubos juga menekankan bahwa ada batasan respon terhadap stimuli yang dapat diterima dan bahwa respon tersebut bisa berbeda pada setiap individu. Baik homestasis maupun adaptasi dangat diperlukan untuk dapat bertahan dalam dunia yang selalu berubah.BAB III

PENUTUP

A. Simpulan

B. Saran