Tinjauan Pustaka
Metabolisme Karbohidrat dan Hormon yang Berperan
Siska (102012102/C5)
Universitas Kristen Krida Wacana, Jl. Arjuna Utara No.6, Jakarta, 11510
Abstrak: Metabolisme adalah proses pengolahan (pembentukan dan penguraian) zat -zat yang diperlukan oleh tubuh agar tubuh dapat menjalankan fungsinya. Metabolisme juga dapat diartikan sebagai proses pengolahan (pembentukan dan penguraian “Katabolisme dan Anabolisme” ) zat-zat yang diperlukan oleh tubuh untuk menjalankan fungsinya. Dalam kehidupan sehari-hari metabolisme karbohidrat, protein, dan lemak sangat dibutuhkan untuk menghasilkan energi agar kita dapat beraktivitas dengan baik dan memiliki energi yang cukup.
Kata Kunci : Metabolisme.
Abstract: Metabolism is the process of treatment (the formation and decomposition) substance or substances needed by the body for the body to function. Metabolism can also be defined as the process of processing (the formation and decomposition "Catabolism and Anabolism") substances needed by the body to perform its functions. In everyday life the metabolism of carbohydrates, protein, and fat is needed to produce energy so that we can move well and have enough energy.
Keywords: Metabolism.
Pendahuluan
Suatu proses metabolisme. Yang paling sering terjadi adalah kelainan metabolisme
karbohidrat, karbohidrat merupakan salah satu zat gizi yang mempunyai jenis-jenis beragam
diantaranya glukosa , sukrosa dan fruktosa. Beberapa jenis KH tersebut dalam tubuh harus
dimetabolisme (dipecah) sebelum digunakan tubuh . pemecahan karbohidrat memerlukan
sebuah enzim . kelainan Metabolisme karbohidrat biasanya karena ketidakmampuan tubuh
memiliki enzin pemecah. Beberapa jenis karbohidrat tersebut sehingga KH yang akan
terpecah dalam tubuh tidak dapat ter-Metabolisme. Karbohidrat adalah gula, diantaranya
adalah glukosa, sukrosa dan fruktosa.Beberapa gula (misalnya sukrosa) harus diproses oleh
enzim di dalam tubuh sebelum bisa digunakan sebagai sumber energi. Jika enzim yang
diperlukan tidak ada, maka gula akan tertimbun dan menimbulkan masalah kesehatan.
Karbohidrat juga berperan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan, misalnya
1
warna, rasa, tekstur dan lain-lain. Sedangkan dalam tubuh karbohidrat berguna untuk
mencegah timbulnya ketosis, pemecahan protein yang berlebihan, kehilangan mineral dan
berguna untuk metabolisme lemak dan protein.
Pembahasan
Metabolisme Karbohidrat
Metabolisme karbohidrat pada mamalia dapat dibagi sebagai berikut : (1) glikolisis:
oksidasi glukosa atau glikogen menjadi piruvat dan laktat oleh jalan Embden Meyerhof, (2)
glikogenesis: sintesis glikogen dari glukosa, (3) glikogenolisis: pemecahan glikogen.
Glukosa adalah hasil akhir utama glikogenolisis dalam hati, dan piruvat serta laktat adalah
hasil utama dalam otot, (4) oksidasi piruvat menjadi asetil-KoA: merupakan langkah perlu
sebelum masuknya produk glikolisis ke dalam siklus asam sitrat, yang merupakan jalan akhir
bersama untuk oksidasi karbohidrat, (5) HMP shunt: jalan lain disamping jalan Embden
Meyerhof untuk oksidasi glukosa. Fungsi utamanya adalah sintesis perantara penting
NADPH dan ribosa, (6) glukogeneogenesis: pembentukan glukosa atau glikogen dari sumber
bukan karbohidrat. Jalan yang tersangkut dalam glukoneogenesis terutama siklus asam sitrat
dan kebalikan glikolisis. Substrat utama untuk glukogeneogenesis adalah asam amino
glukogenik, laktat, dan gliserol, dan pada binatang memamah biak proprionat.1
Glikolisis bila otot berkontraksi dalam medium anaerob, yaitu, medium yang
oksigennya telah dikeluarkan, glikogen menghilang berserta piruvat dan laktat ditemukan
sebagai hasil akhir utama, ketika oksigen dimasukan, aerob terjadi dan glikogen muncul
kembali, sementara piruvat dan laktat menghilang. Akan tetapi, jika kontraksi terjadi pada
keadaan aerob, laktat tidak menumpuk dan piruvat dioksidasi menjadi CO2 dan air. Bila
oksigen terbatas reoksidasi NADH yang terbentuk selama glikolisis terganggu. Pada keadaan
ini, NADH mengalami reoksidasi dengan digabung dengan piruvat menjadi, NAD yang
terbentuk demikian digunakan untuk melancarkan glikolisis lebih lanjut.
Dengan demikian, glikolisis dapat terjadi pada keadaan anaerob, tetapi ini membatasi
jumlah energi yang dilepaskan permol glukosa yang dioksidasi sebagai akibat, untuk
melengkapi jumlah energi tertentu, lebih banyak glukosa harus mengalami glikolisis pada
keadaan anaerob dibanding keadaan aerob.
2
Gambar 1.
Glikolisis.1
Semua enzim jalan Embden Meyerhof ditemukan dalam fraksi larut sel di luar
mitokondria, yaitu sitosol. Enzim-enzim ini mengkatalisis reaksi-reaksi yang tersangkut
dalam glikolisis glukosa menjadi piruvat dan laktat, sebagai berikut : glukosa memasuki jalan
glikolisis dengan fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat. Ini diselesaikan oleh enzim
heksokinase dan dalam sel parenkim hati oleh glukokinase, pada keadaan fisiologik, dapat
dianggap tidak reversibel. ATP digunakan sebagai donor phospat, bereaksi dengan kompleks
Mg-ATP. Satu ikatan ATP fosfat berenergi tinggi digunakan, dan ADP diproduksi.
Heksokinase dihambat dengan cara alosterik oleh produk, glukosa 6- fosfat. Glukosa 6-fosfat
adalah senyawa penting merupakan persimpangan jalan beberapa jalan metabolisme
(glikolisis, glukoneogenesis, HMP shunt, glikogenesis, dan glikogenolisis). Dalam glikolisis,
glukosa 6-fosfat dikonversi dikonversi menjadi fruktosa 6-fosfat oleh fosfoheksosa,
isomerase, yang memerlukan isomerasi aldosa-ketosa. Hanya α-anomer glukosa 6-fosfat yang
dikerjakan. Reaksi ini diikuti oleh fosforilasi lainnya dengan ATP yang dikatalisis oleh enzim
fosfofruktokinase untuk menghasilkan fruktosa 1, 6-bifosfat. Fosfofruktokinase adalah enzim
yang dapat diinduksi lainnya yang aktivitasnya dianggap penting dalam pengaturan kecepatan
glikolisis. Reaksai fosfofruktokinase adalah reaksi lain yang dianggap secara fungsional tidak
reversibel pada keadaan fisiologik.1
Heksosa fosfat, fruktosa 1,6-bifosfat, dipecah oleh aldolase (fruktosa 1,6-bifosfat
aldolase) menjadi 2 triosa fosfat, gliseraldehid 3-fosfat dan dihidroksiaseton fosfat.
Griselaldehid 3-fosfat dan dihidrokaseton fosfat dikonversi satu sama lain oleh enzim
fosfotriosa isomerase. Glikolisis berlangsung dengan oksidasi gliseraldehid 3 fosfat menjadi
3
1,3-bisfosfogliserat, dan karena aktivitas fosfotriosa isomerase, dihidroksi aseton fosfat juga
dioksidase menjadi 1,3-difosfogliserat melalui gliseraldehida 3-fosfat. Enzim yang
bertanggung jawab untuk oksidasi adalah tergantung pada NAD. Secara struktual, ia terdiri
dari 4 polipeptida (monomer) identik yang memebentuk tetramer. Akhirnya, dengan
fosforolisis, fosfat anorgenik (Pi) ditambahkan, membentuk 1,3 bisfosfogliserat dan enzim
bebas dengan gugus SH yang dibentuk kembali dilepaskan.
Energi yang dibebaskan selama oksidasi ditahan dengan pembentukan ikatan sulfur
berebergi tinggi pada posisi 1 dari 1,3 bifosfogliserat. Fosfat berenergi tinggi ditangkap selagi
ATP dalam reaksi selanjutnya dengan ADP yang dikatalisis oleh fosfogliserat kinase,
meninggalkan 3 fosfogliserat. 3 fosfogliserat yang muncul dari reaksi dikonversi menjadi 2
fosfogliserat oleh enzim fosfogliserat mutase. Mungkin bahwa 2,3- bisfosfogliserat
(difosfoglisera t,DPG) adalah perantara dalam reaksi ini.
Berikutnya dikatalisis oleh enolase dan meliputi dehidrasi dan redistribusi energi
didalam molekul, menaikan fosfat pada posisi 2 ke tingkat energi tinggi, dengan demikian
membentuk fosfoenolpiruvat. Enolase dihambat oleh fluorida, sifat yang dapat dimanfaatkan
bila diperlukan mencegah glikolisis sebelum perkiraan glukosa darah. Enzim ini juga
tergantung pada Mg2+ atau Mn2+ . fosfat berenergi tinggi dari fosfoenolpiruvat dipindahkan ke
ADP pleh enzim piruvat kinase untuk menghasilkan, 2 mol ATP per mol glukosa yang
dioksidasi. Enolpiruvat yang dibentuk dalam reaksi ini dikonversi spontan menjadi bentuk
keto piruvat. Jika keadaan anaerob berlaku, reoksidasi NADH dengan pemindahan ekuivalen
pereduksi melalui rantai pernapasan ke oksigen dicegah. Piruvat direduksi oleh NADH
menjadi laktat, reaksi yang dikatalisis oleh laktat dehidrogenase. Reoksidasi NADH melalui
pembentukan laktat memungkinkan glikolisis melanjut tanpa adanya oksigen dengan
regenerasi cukup NAD+ untuk siklus lainnya dari reaksi yang dikatalisis oleh gliseraldehida.
Reaksi-reaksi ini dikatalisis oleh heksokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase.
Energi bebas yang berhubungan dengan fosfat berenergi tinggi dari 1,3-
bisfosfogliserat mutase, mengkatalisis konversi 1,3 bisfosfogliserat menjadi 2,3-
bisfosfogliserat. Lalu bikonversi lagi menjadi 3-fosfogliserat oleh 2,3-bifosfogliserat
fosfatase, aktivitas yang juga berasal dari fosfogliserat mutase. Kehilangan fosfat berenergi
tinggi yang berati tak ada hasil bersih ATP bila glikolisis mengambil jalan ini, bermanfaat
terhadap eritrosit. Akan tetapi, 2,3-bifosfogliserat bergabung dengan hemoglobin,
4
menyababkan penurunan afinitas untuk oksigen dan pergeseran kurve disosiasi
oksihemoglobin ke kanan
Sebelum piruvat dapat memasuki siklus asam sitrat, ia harus ditransport ke dalam
mitokondria melalui transport piruvat khusus yang membantu melintasi membran bagian
dalam mitokondria. Ini perlu memakai mekanisme symport. Di dalam mitokondria, piruvat
disekarbolaksi secara oksidatif menjadi asetil-KoA. Reaksi in dikatalisis oleh beberapa
enzim. Enzim ini secara kolektif disebut kompleks piruvat dehidrogenase dan analog dengan
kompleks α-ketoglutarat dehidrogenase dari siklus asam sitrat. Piruvat mengalami
dekarboksilasi dengan adanya tiamin difosfat menjadi derivat hidroksietil cincin tiazol dari
tiamin difosfat yang berikatan dengan enzim, yang selanjutnya beraksi dengan lipoamida-
teroksidasi membentuk asetil lipoamida. Dengan adanya dihidrolipoil transasetilase, asetil
lipoamida bereaksi dengan koenzim A untuk membentuk asetil-KoA dan lipoasmida
tereduksi kembali dioksidasi oleh flavoprotein yang tereduksi dioksidasi oleh NAD, yang
selanjutnya memindahkan ekuivalen pereduksi ke rantai pernapasan.
Gambar 2. Glikolisis
Embden Meyerhof.1
Glikogenesis glukosa disfosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat, reaksi yang umum
untuk reaksi pertama dalam jalan glikolisis dari glukosa. Kemudian, glukosa 6-fosfat
dikonversi menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi yang dikatalisis enzim fosfoglukomutase.
Enzim sendiri mengalami fosforilasi dan gugus fosfo- diambil bagian dalam reaksi reversibel
5
di dalam glukosa, 1,6-bisfosfat merupakan perantarareaksi antara glukosa 1-fosfat dan uridin
trifosfat dikatalisis oleh enzim kedua reaksi antara glukosa 1-fosfat dan uridin trifosfat
dikatalisis oleh enzim UDPG pirofosforilase. Hidrolisis berikutnya pirofosfat anorganik. Oleh
pirofosfatase anorganik menarik reaksi persamaan ke kanan oleh kerja enzim glikogen sintase
(atau glukosil transferase), C1 dari glukosa UDPG yang diaktivasi membentuk ikatan
glikosidat dengan C4 residu glukosa terminal dari glikogen, membebaskan uridin disfosfat,
atau primer harus ada untuk mengawali reaksi ini. Primer glikogen selanjutnya dapat
dibentuk pada rangka utama protein, yang dapat merupakan proses serupa dengan sintesis
glikoprotein lain. Penambahan residu glukosa ke rantai glikogen yang telah ada sebelumnya
atau primer, terjadinya pada ujung molekulnya sebelah luar dan tak mereduksi sehingga
cabang-cabang dari glikogen menjadi memanjang pada saat ikatan terjadi. Bila rantai telah
memanjang sampai minimum 11 residu glukosa, enzim kedua, reaksi antara glukosa,enzim
kedua, ”the branching enzyme” (amilo-1,4 1,6-transglukosidase), bekerja pada glikogen.
Enzim ini memindahkan sebagian rantai 1,4 (panjang minimum 6 residu glukosa) ke rantai
yang berdekatan untuk membentuk ikatan 1,6, dengan demikian menetapkan titik cabang
dalam tumbuh dengan penambahan lebih lanjut unit 1,4-glukosil dan percabangan
selanjutnya.1
Glikogenolisis dikatalisis oleh fosforilase yang mempunyai kecepatan terbatas dalam
glikogenolisis. Enzim ini spesifik untuk pemecahan fosforolitik, pertalian 1,4 glikogen untuk
menghasilkan glukosa 1-fosfat. Residu glikosil dari rantai palimg luar molekul glikogen
diangkat sampai kira-kira 4 residu glukosa tersisa pada ke dua sisi cabamg 1,6. Enzim lain
memindahkan unit trisakarida dari satu cabang ke cabang lain, membuk titik cabang 1,6.
Pemecahan hidrolitik pertalian, 1,6 membutuhkan kerja “deberaching enzym” spesifik yang
nampak sebagai aktivitas kedua glukan transferase. Dengan pengangkatan cabang, aksi
selanjutnya oleh fosforilase dapat berlangsusung. Kerja gabungan fosforilase dan enzim-
enzim lainnya ini menyebabkan pemecahan sempurna glikogen.
Reaksi yang dikatalisis oleh fosfoglukomutase adalah reversibel, sehingga glukosa 6-
fosfat dapat dibentuk dari glukosa 1-fosfat. Yang mengangkat fosfat dari glukosa 6-fosfat,
memungkinkan glukosa bebas berdifusi dari sel ke dalam ruang ekstra sel, termaksut darah.
Ini adalah langkah akhir dalam glikogenolisis hati yang dicerminkan oleh peninggian glukosa
darah.1
6
Gambar 3. Glikogenolisis.1
HMP shunt fungsi utama menyediakan NADPH untuk sintesis reduktif di luar
mitokondria dan untuk melengkapi ribosa untuk sintesis nukleotida dan asam nukleat. Jalan
untuk oksidasi glukosa ini terdapat dalam jaringan tertentu, Kegunaan: heksosa monofosfat
jalur digunakan untuk produksi NADPH dari NADP. NADPH yang diperlukan untuk reaksi
biosintesis seperti sintesis asam lemak, sintesis kolesterol, pengurangan obat, dan sebagai
kofaktor untuk beberapa non-sintetis reaksi enzimatik. Selain itu, digunakan untuk produksi
ribosa untuk nukleotida dan sintesis asam nukleat. heksosa monofosfat jalur juga
memungkinkan masuknya beberapa karbohidrat menjadi jalur glikolitik (terutama ribosa,
tetapi juga beberapa orang lain), dan karena itu bertindak sebagai rute hubungan antara jalur
yang berbeda. Jaringan steroidogenik, sel darah merah, dan hati adalah situs utama dari
heksosa monofosfat jalur. Otot memiliki sejumlah kecil dari beberapa heksosa yang enzim
monofosfat jalur, karena memiliki sedikit kebutuhan untuk reaksi sintetis, dan karena itu,
sedikit kebutuhan untuk NADPH. Otot, namun, seperti semua jaringan, kebutuhan untuk
dapat mensintesis ribosa untuk membuat nukleotida dan asam nukleat. Fitur dari jalur
heksosa monofosfat Seperti enzim glikolitik, enzim dari jalur heksosa monofosfat adalah
ditemukan dalam sitoplasma. Meskipun jalur heksosa monofosfat memiliki enzim kurang
dari glikolisis, itu agak lebih rumit. Reaksi bersih untuk jalur agak variabel, tergantung pada
titik masuk dan keluar dari metabolit. penuh jalur ditunjukkan di bawah ini; penting untuk
diingat bahwa tidak semua reaksi ini terjadi pada semua jaringan. Reaksi heksosa monofosfat
jalur (langkah NADPH-pembangkit) Glukosa-6-fosfat dehidrogenase Dehidrogenase
glukosa-6-fosfat adalah langkah tingkat-membatasi, dan primer titik kontrol porsi NADPH-
7
pembangkit dari monofosfat heksosa jalur. Dehidrogenase glukosa-6-fosfat dirangsang oleh
NADP dan menghambat.1,2
oleh NADPH. Tingkat dehidrogenase glukosa-6-fosfat meningkat insulin (insulin
merangsang proses anabolik, dan banyak reaksi anabolik membutuhkan NADPH).
Dehidrogenase glukosa-6-fosfat mengkatalisis pembentukan NADPH pertama jalur. Reaksi
digambar sebagai reversibel, tetapi efektif ireversibel dalam kondisi fisiologis karena
ketidakstabilan produk dan kehadiran dari gluconolactone hidrolase. gluconolactone
hidrolase 6-phosphogluconolactone diproduksi oleh dehidrogenase glukosa-6-fosfat tidak
stabil, dan akan menjalani hidrolisis spontan. Hidrolase yang hanya mempercepat proses.
Reaksi hidrolase ireversibel efektif di bawah kondisi fisiologis. 6-fosfoglukonat
dehidrogenase 6-fosfoglukonat dehidrogenase mengkatalisis pembentukan NADPH kedua.
Memiliki mekanisme reaksi mirip dengan dehidrogenase isocitrate, dan seperti dehidrogenase
isocitrate, menghasilkan produk yang tidak stabil (3-keto-6-fosfoglukonat) yang cepat
decarboxylates untuk melepaskan ribulosa-5-fosfat. Karena hilangnya karbon dioksida dalam
langkah ini, reaksi dehidrogenase 6-fosfoglukonat adalah ireversibel dalam kondisi fisiologis
Perhatikan bahwa 6-fosfoglukonat berisi enam karbon, sementara ribulosa-5-fosfat berisi
lima karbon (seperti yang disebutkan di atas, salah satu karbon hilang sebagai karbon
dioksida). Pada kebanyakan sel, kadar NADPH jauh lebih tinggi daripada tingkat NADP.
NADPH memiliki energi bebas jauh lebih tinggi dari NADP, baik sebagai akibat dari
konsentrasi perbedaan, dan kenyataan bahwa, seperti NADH, NADPH adalah molekul lebih
energik daripada mitranya teroksidasi. Sementara sebagian besar reaksi dehidrogenase yang
reversibel, sintesis bersih NADPH ini dimungkinkan karena produk dari kedua dehidrogenase
Reaksi di jalur ini dengan cepat dan ireversibel diubah menjadi senyawa yang.2
tidak dapat bertindak sebagai substrat untuk reaksi sebaliknya. Oleh karena itu,
glukosa-6- yang fosfat dehidrogenase dan 6-fosfoglukonat dehidrogenase Reaksi yang
ireversibel karena konsentrasi produk mereka tidak pernah cukup tinggi untuk
memungkinkan reaksi reverse untuk melanjutkan. Reaksi heksosa monofosfat jalur
(Kemudian, langkah reversibel) Meskipun beberapa jaringan (misalnya, otot rangka)
mengandung sejumlah kecil glukosa-6- fosfat dehidrogenase dan dehidrogenase 6-
fosfoglukonat, semua jaringan mengandung enzim yang tersisa di jalur tersebut. Enzim yang
tersisa diperlukan untuk sintesis nukleotida, dan untuk konversi ribosa ke intermediet
glikolitik. Semua heksosa monofosfat jalur yang tersisa enzim mengkatalisis reaksi
8
reversibel. Arus senyawa karbon melalui sisa jalur tergantung pada ketersediaan substrat. lain
jalur mengatur ketersediaan semua substrat.2
Peraturan lain jalur (terutama sintesis nukleotida dan kerusakan, dan glikolisis dan
glukoneogenesis) oleh karena itu secara tidak langsung mengatur aliran substrat melalui non-
NADPH sintesis bagian dari jalur heksosa monofosfat. The ribulosa-5-fosfat yang terbentuk
dalam reaksi dehidrogenase 6-fosfoglukonat bertindak sebagai substrat untuk dua enzim yang
berbeda. Isomerase ribulosa-5-fosfat Isomerase mengkonversi ketopentose ribulosa-5-fosfat
untuk aldopentose yang ribosa-5-fosfat; dengan kata lain, menyusun molekul untuk
memindahkan karbonil dari 2-posisi ke 1-posisi. Produk, ribosa-5-fosfat adalah prekursor
untuk semua sintesis nukleotida, dan produksinya adalah penting fungsi dari heksosa
monofosfat isomerase pathway.Ribulose-5-fosfat Isomerase mengkonversi ketopentose
ribulosa-5-fosfat untuk aldopentose yang ribosa-5-fosfat; dengan kata lain, menyusun
molekul untuk memindahkan karbonil dari 2-posisi ke 1-posisi. Produk, ribosa-5-fosfat
adalah prekursor untuk semua sintesis nukleotida, dan produksinya adalah penting fungsi
pathway.Transketolase hexose monophosphate Transketolase mengkatalisis reaksi transfer
dua-karbon. Hal ini membutuhkan thiamin. 2
pirofosfat sebagai transketolase kofaktor digunakan dalam dua reaksi yang terpisah
dalam monofosfat heksosa jalur: itu transfer dua karbon dari xylulose-5-fosfat untuk ribulosa-
5- fosfat untuk melepaskan tujuh karbon sedoheptulose-7-fosfat. Atau, itu dapat mentransfer
dua karbon untuk erythrose-4-fosfat menghasilkan fruktosa-6- fosfat. Dalam kedua kasus,
karbon yang tersisa dari xylulose-5-fosfat dirilis sebagai gliseraldehida-3-phosphate.The
Transfer dua-karbon melibatkan pembentukan ikatan kovalen ke thiamin yang pirofosfat.
Perhatikan bahwa reaksi transketolase diperlukan untuk glyceraldehyde- Formasi 3-fosfat
dari ribosa-5-fosfat. Kekurangan thiamin karena itu mencegah masuknya ribosa menjadi
glikolisis, dan menghasilkan akumulasi ribosa, di Selain efek penting lainnya (seperti
penghambatan dehidrogenase piruvat dan-ketoglutarat dehidrogenase). Transaldolase
Transaldolase mengkatalisis transfer tiga-karbon dari sedoheptulose-7-fosfat menjadi
gliseraldehida-3-fosfat, meninggalkan erythrose-4-fosfat, dan membentuk fruktosa-6-fosfat.
Perhatikan bahwa erythrose-4-fosfat yang dihasilkan dalam reaksi ini adalah substrat untuk
salah satu reaksi transketolase. Reaksi transaldolase juga melibatkan pembentukan kovalen
suatu perantara antara enzim dan substrat. Dalam kasus transaldolase, bagaimanapun,
kovalen menengah adalah terbentuk antara substrat dan rantai samping lisin enzim. 2
9
Glukoneogenesis merupakan mekanisme dan reaksi-reaksi yang merubah senyawa
non karbohidrat menjadi glukosa atau glikogen. Substrat utama glukoneogenesis adalah asam
amino glukogenik, asam laktat, gliserol dan asampropionat. Organ yang berperan adalah
hepar dan ren karena keduanya mengandung enzim—enzim yang
diperlukan. Glukoneogenesis memenuhi kebutuhan tubuh.3
glukosa pada mat karbohidrat diet tidak tersedia cukup. Glukosa secara terus-menerus
diperlukan sebagai sumber energi bagi sistem syaraf dan eritrosit, dalam jaringan adiposa
sebagai sumber gliserol—gliserida, dan di dalam banyak jaringan tubuh mungkin berperan
dalam mempertahankan kadar senyawa-antara pada siklus asam sitrat. Glukosa merupakan
satu-satunya bahan bakar yang memasok energi bagi otot skelet dalam keadaan
anaerob. Glukosa merupakan precursor laktosa di dalamkelenjar mammae dan secara aktif
diambil oleh janin. Mekanisme glukoneogenesis digunakan untuk membersihkan darah dari
hasil metabolisme di jaringan misalnya laktat dari otot dan eritrosit, serta gliserol yang secara
kontinyu diproduksi oleh jaringan adipose. Pada hewan pemamah biak, propionat adalah
asam lemak glukogenik utamayang dihasilkan dalam proses digesti karbohidrat merupakan
substrat penting glukoneogenesis.3
GLUKONEOGENESIS MELIBATKAN GLIKOLISIS, SIKLUS ASAM SITRAT DAN
BEBERAPA REAKSI KHUSUS
Energi barrier menghalangi pembalikan sederhana dari glikolisis antara piruvat dan
fosfoenol piruvat, antara fruktosa 1,6-difosfat dan fruktosa 6-fosfat, antara glukosa6-fosfat
dan glukosa, dan antara glukosa 1-fosfat dan glikogen. Semua reaksi tersebutadalah reaksi
tidak seimbang, dengan melepas banyak energi bebas sebagai panas,sehingga secara
fisiologis irreversibel.
a. Piruvat dan fosfoenol piruvat.
Cara mengatasi barier energi antara piruvat dan fosfoenol piruvat. Di dalam mitokondria
terdapat enzim piruvat karboksilase, dengan adanya ATP,biotin dan CO2 mengkatalisis
perubahan piruvat menjadi oksaloasetat Fosfoenolpiruvat karboksitast mengkatalisis
perubahan oksaloasetat menjadi fosfoenol piruvat, memerlukan fosfat energi tinggi (GTP
atau ITP) dan dibebaskan CO2. Laktat oleh laktat dehidrogenase diubah menjadi piruvat dan
kemudian dapat diubah menjadi fosfoenol piruvat dengan melampaui energi barter antara
piruvat dan fosfoenol piruvat.
10
b. Fruktosa 1,6-bisfosfat dan fruktosa 6-fosfat.
Perubahan fruktosa 1,6-difosfat menjadi fruktosa 6-fosfat memerlukan enzim fruktosa 1,6
bisfosfatase. Enzim ini terdapat dalam hepar dan ginjal, tidak terdapat dalam otot jantung dan
otot polos. Enzi mini sangat penting dilihat dari keberadaannya, karena menentukan dapat
tidaknya suatu jaringan mensintesis glikogen bukan hanya dari piruvat tetapi juga dari
triosafosfat.3
c. Glukosa 6-fosfat dan glukosa .
Perubahan glukosa 6-fosfat menjadi glukosa dikatalisis oleh enzim spesifik yaituglukosa 6-
fosfatase. Enzim ini terdapat dalam hepar dan ginjal, tidak terdapatdalam jaringan adipose
dan otot. Keberadaannya memungkinkan jaringan tersebutuntuk menambah glukosa ke dalam
darah .
d. Glukosa 1-fosfat dan glikogen.
Pemecahan glikogen menjadi glukosa 1-fosfat dikatalisis oleh enzim fosforilase. Sintesis
glikogen melibatkan suatu jalur yang berbeda melalui pembentukan uridin difosfat glukosa
dan aktivitas glikogen sintase Enzim-enzim kunci tersebut memungkinkan pembalikan
glikolisis untuk memainkan peran utama dalam glukoneogenesis. Setelah transaminasi dan
deaminasi asam-asam amino glukogenik membentuk piruvat dan senyawa-antara siklus asam
sitrat, selanjutnya akan diubah menjadi glukosa dan glikogen. Laktat membentuk piruvat dan
hams memasuki mitokondria sebelum diubah menjadi oksaloasetat dan akhirnya menjadi
glukosa. Propionat merupakan sumber utama glukosa pada hewan pemamah biak, dan
memasuki lintasan glukoneogenesis lewat siklus asam sitrat setelah perubahannya menjadi
suksinil koA. Propionat pertama-tama diaktifkan dengan ATP dan koA oleh enzim asil koA
sintetase, menjadi propionil koA. Senyawa ini memfiksasi CO2 membentuk D-metil malonil
koA, dikatalisis enzim propionil koA karboksilase. D-metil malonil koA diubah menjadi
bentuk stereoisomernya yaitu L-metil malonil koA oleh enzim metil malonil koA rasemase
yang memerlukan vitamin B 12 sebagai koenzim. Propionat dapat pula digunakan dalam
sintesis asam lemak dalam jaringan adipose dan kelenjar mammae. Gliserol merupakan suatu
hasil metabolisme jaringan adipose, dan hanya jaringan yang mempunyai enzim gliserol
kinase yang dapat menggunakan senyawa gliserol. Enzim tersebut memerlukan ATP, terdapat
dalam hepar dan ren. Gliserol kinase mengkatalisis perubahan gliserol menjadi gliserol 3-
fosfat. Jalur iniberhubungan dengan tahap triosafosfat pada jalur glikolisis, karena gliserol 3-
fosfat dapat dioksidasi menjadi dihidroksi aseton fosfat oleh NAD+ dengan adanya enzim
gliserol 3-fosfat dehidrogenase. Hepar dan ren mampu mengubah gliserol menjadi glukosa
11
darah dengan menggunakan enzim tersebut, beberapa enzim glikolisis dan enzim spesifik
pada jalur glukoneogenesis yaitu fruktosa 1,6-bisfosfatase dan glukosa 6-fosfatase.3
Karena glikolisis dan glukoneogenesis mempunyai jalur yang sama tetapi arahnya
berbeda, maka keduanya haruss dikendalikan secara timbal balik. Perubahan kadar
substrat bertanggung jawab langsung atau tidak langsung atas sebagian besar perubahan
dalam metabolisme. Fluktuasi kadar substrat didalam darah yang disebabkan dari makanan
dapat mengubah kecepatan sekresi hormon yang selanjutnya mempengaruhi pola
metabolisme, dan dapat mempengaruhi aktivitas enzim-enzim penting untuk mengimbangi
perubahan substrat. Ada 3 mekanisme pengaturan aktivitas enzim-enzim dalam metabolisme
karbohidrat :
1. perubahan kecepatan sintesis enzim
2. modifikasi kovalen oleh fosforilasi reversibel
3. efek alosteris.
1. Induksi dan represi sintesis enzim kunci memerlukan beberapa jam Enzim yang
terlibat dalam penggunaan glukosa (glikolisis dan lipogenesis) menjadi lebih aktif kalau
terdapat glukosa yang berlebihan, maka semua enzim untuk produksi glukosa melalui jalur
glukoneogenesis menjadi turun aktifitasnya. Sekresi hormon insulin akan mendorong sintesis
enzim-enzim glikolisis, dan menghambat efek glukokortikoid dan cAMP yang distimulasi
glukogen yang akan menginduksi sintesis enzim glukoneogenesis.3
2. Modifikasi kovalen oleh fosforilasi yang reversibel berlangsung cepat Glukagon dan
epinefrin, hormon yang responsife terhadap penurunan kadar glukosa darah, menghambat
glikolisis dan merangsang glukoneogenesis dalam hepar dengan meningkatkan kadar
cAMP. Keadaan ini akan mengaktifkan protein kinase yang tergantung -cAMP sehingga
menimbulkan fosforilasi dan inaktivasi enzim piruvat kinase. Kedua hormon tersebut juga
mempengaruhi kadar fruktosa 2,6-bisfosfat dan dengan demikian mempengaruhi pula
glikolisis dan glukoneogenesis.3
3. Modifikasi alosterik Dalam glukoneogenesis, sintesis oksaloasetat dari bikarbonat dan
piruvat dikatalisis enzim piruvat karboksilase yang memerlukan asetil koA sebagai aktivator
alosterik. Asetil koA terbentuk dari piruvat, dengan demikian akan menjamin ketersediaan
oksaloasetat dan menjamin oksidasi selanjutnya dalam siklus asam sitrat melalui pengaktifan
enzim piruvat karboksilase. Pengaktifan piruvat karboksilase dan inhibisi timbal-balik piruvat
dehidrogenase oleh asetil koA yang berasal dari oksidasi asam lemak membantu
menerangkan oksidasi asam lemak menghindari oksidasi piruvat dan merangsang
glukoneogenesis di dalam hepar. Hubungan timbal-balik antara pengaktifan piruvat
12
dehidrogenase dan piruvat karboksilase dalam hepar dan ginjal akan mengubah nasib
metabolisme piruvat, begitu jaringan menunjukkan perubahan dari oksidasi karbohidrat lewat
glikolisis menjadi glukoneogenesis saat peralihan dari keadaan kenyang ke kelaparan. Peran
utama oksidasi asam lemak dalam meningkatkan glukoneogenesis adalah untuk memasok
ATP yang diperlukan dalam reaksi piruvat karboksilase dan fosfoenol piruvat karboksilase.
Enzim lain pengendalian umpan—balik adalah fosfofruktokinase-1. Enzim kunci dalam
pengaturan glikolisis ini dihambat oleh sitrat dan ATP,diaktifkan oleh AMP. AMP
merupakan indicator yang menunjukkan status energi sel. Adanya enzim adenililkinase
didalam hepar dan jaringan lain memungkinkan pengimbangan reaksi yang cepat ATP +
AMP 2ADP. KalauATP digunakan, akan terbentuk ADP, selanjutnya kadar AMP akan naik.
Karena kadar ATP bisa 50 kali Iebih besar dari pada kadar AMP padakeadaan seimbang,
sedikit penurunan kadar ATP akan menyebabkanpeningkatan kadar AMP beberapa kali
lipat. Jadi perubahan kadar AMP yang besar berfungsi sebagai penguat metabolik bagi
perubahan kadar ATP yang kecil. Mekanisme ini memungkinkan aktifitas fosfofruktokinase-
1 sangat peka terhadap perubahan status energi sel ysng kecil, dan untuk mengendalikan
jumlah karbohidrat yang melewati jalur glikolisis sebelum memasuki siklus asam
sitrat. Peningkatan kadar AMP dapat pula menjelaskan mengapa pada scat hipoksia terjadi
peningkatan glikolisis, sedangkan kadar ATP turun.Secara bersamaan AMP akan
mengaktifkan fosforilase sehingga meningkatkan glikogenolisis. Penghambatan
fosfofruktokinase-1 oleh sitrat dan ATP dapat menjelaskan penghematan oksidasi asam
lemak terhadap oksidasi glukosa. Penghambatan fosfofruktokinase-1 mengakibatkan
penumpukan glukosa 6-fosfat yang selanjutnya akan menghambat pengambilan glukosa
dalam jaringan ekstrahepatik lewat inhibisi alosterik heksokinase.3
FRUKTOSA 2,6-BISFOSFAT MEMPUNYAI PERAN UNIK DALAM
PENGATURAN
GLIKOLISIS DAN GLUKONEOGENESIS DI DALAM HEPAR
Efektor alosterik positif paling poten dari fosfofruktokinase-1 dan inhibitor fruktosa 1,6—
bisfosfatase didalam hepar adalah fruktosa 2,6—bisfosfat. Senyawa ini mengurangi inhibisi
fosfofruktokinase-1 oleh ATP dan meningkatkan afinitas terhadap fruktosa 6-fosfat. Ia juga
menghambat enzim fruktosa 1,6-bisfosfatase dengan meningkatkan nilai Km untuk fruktosa
1,6-bisfosfat. Konsentrasinya dibawah kendali substrat (alosterik) maupun hormonal
(modifikasi kovalen). Fruktosa 2,6-bisfosfat dibentuk melalui fosforilasi fruktosa 6-fosfat
oleh enzim fosfofruktokinase-2. enzim ini dibawah kendali alosterik fruktosa 6-fosfat, kalau
13
kadarnya naik sebagai akibat melimpahnya glukosa, akan merangsang kinase dan
menghambat fosfatase. Sebaliknya dalam keadaan kekurangan glukosa, hormon glukagon
akan merangsang produksi cAMP dan enzim ini selanjutnya menghilangkan aktifitas
fosfofruktokinase-2 serta mengaktifkan fruktosa 2,6-bisfosfatase melalui reaksi
fosforilasi. Jadi dalam keadaan glukosa melimpah, kadar fruktosa 2,6-bisfosfat akan
meningkat sehingga merangsang glikolisis dengan mengaktifkan fosfofrukltokinase-1
dan menghambat fruktosa 1,6-bisfosfatase. Dalam keadaan kekurangan glukosa,
glukoneogenesis dirangsang oleh penurunan kadar fruktosa 2,6-bisfosfat, yang kemudian
menghilangkan aktifitas fosfofruktokinase-1 dan meniadakan penghambatan kerja fruktosa
1,6-bisfosfatase. Mekanisme ini juga menjamin bahwa stimulasi glukagon pada
glikogenolisis di dalam hepar tidak akan mengakibatkan glikolisis tetapi pelepasan glukosa.3
Metabolisme Protein
Transminasi, yang dikatalisis oleh enzim transminase atau aminotransferase,
menginterkonversi satu pasang asam amino dan sepasang asam keto. Umumnya ini
merupakan asam α-keto. Piridoksal fosfat membentuk bagian essensial dari tempat aktif
transminase membentuk bagian essensial dari tempat aktif transminase dan banyak enzim
lain dengan substrat asam amino. Bentuk amino koenzim yang terikat kemudian dapat
membentuk ananlog zat antara basa schiff dengan asam keto. Selama transminasi, koenzim
yang terikat bertindak sebagai zat pengemban gugus amino, transminase merupakan proses
yang sangat reversibel. Ini memungkinkan transminase berfungsi dalam katabolisme asam
amino dan biosintesis.1
Dua transminase, alan-piruvat transminase (alanin transminase) dan glutamat α
ketoglutarat transminase (glutamat transminase), mengkatalisis pemindahan gugus amino dari
sebagian besar asam amino untuk membentuk alanin atau glutamat. Karena alanin juga
substrat untuk glutamat transminase, semua nitrogen amino dari asam amino yang dapat
mengalami transminase dapat dipusatkan pada glutamat. Penting karena, L-glutamat adalah
satu-satunya asam amino dalam jaringan mamalia yang mengalami deaminasi oksidatif pada
kecepatan yang cukup tinggi.1
Deaminasi oksidatif konversi oksidatif banyak asan anino menjadi asam-asam α
ketonya yang sesuai terjadi di hati dan ginjal mamalia. Meskipun sebagian besar aktivitas
yang menuju asam L-α-amino disebabkan reaksi gabungan trabsminase dan L-glutamat
14
dehidrogenase, asam amino oksidase adalah flavoprotein yang dapat mengalami otooksidasi
yakni FMN atau FAD tereduksi dioksidasi kembali secara langsung oleh oksigen molekuler.1
Transport amonia pengeluaran amonia melalui glutamat dehidrogenase, pembentukan
glutamin dikatalisis oleh glutamin sintase, enzim mitokondria yang terdapat dalam kuantitas
terbesar dalam jaringan ginjal. Sintesis ikatan amida dari glutamin diselesaikan dengan
hidrolisis satu ekuivalen ATP menjadi ADP dengan Pi. Dengan demikian, reaksinya sangat
cenderung ke arah sintesis glutamin. Pada saat terdapat amonia terjadi pembebasan nitrogen
amida dan glutamin, bukanlah pembalikan reaksi glutamin sintase, tetapi dengan pengeluaran
amonia secara hidrolitik yang dikatalisis oleh glutaminase. Reaksi glutaminase, tidak seperti
reaksi glutamin sintase. Sementara, dalam otak mekanisme utama untuk pengeluaran amonia
adalah pembentukan glutamin, dalam urea. Jaringan otak dapat membentuk urea, walaupun
ini tidak berperan penting dalam pengeluaran amonia .1
Siklus urea reaksi 1 : sintesis karbamoil fosfat. Kondensasi 1 mol masking-masing ion
amonium, karbon dioksida, dan fosfat (yang berasal dari ATP) untuk membentuk karbamoil
fosfat sintase, enzim yang terdapat dalam mitokondria hati organisme ureotelik, reaksi 2:
pemindahan gugus karbamoil fosfat ke ornitin, membentuk sitrulin + Pi, dikatalisis oleh L-
ornitin transkarbamiolase mitokondria hati. Reaksi sangat spesifik untuk ornitin, dan
keseimbangan cenderung kuat ke sintesis sitrulin, reaksi 3: sintesis argininsuksinat dalam
reaksi argininosuksinat sintase, aspartat dan sitrrulin diikat bersamaan melalui gugus amino
aspartat. Reaksi membutuhkan ATP, dan keseimbangan cenderung kuat ke sintesis
argininosuksinat, reaksi 4: pembelahan aregininoksuksinat menjadi arginin dan fumarat,
reaksi 5 : pembelahan arginin menjadi ornitin dan urea.1
Metabolisme Lemak
β-oksidasi asam lemak enzim-enzim ini mengkatalisis oksidasi asil-KoA menjadi
asetil-KoA, sistem yang digabung dengan fosforilasi ADP menjadi ATP, setelah dibentuk
asil-KoA dan penetrasi gugus asil-KoA melalui membran mitokondria lewat sistem transport
karnitin, berikutnya terjadi pembuangan 2atom hidrogen dari karbon α dan β, yang dikatalisis
oleh asil-KoA dehidrogenase ini menghasilkan pembentukan α dan β unsaturated, koenzim
untuk dehidrogenase adalah satu flavoprotein, yanh mengandung flavin adenin dinukleotida
sebagai gugus prosteotik. Asam lemak dengan jumlah atom karbon ganjil dioksidasi melalui
jalan β-oksidasi sampai tersisa residu 3 karbon. Senyawa ini dikonversi menjadi suksinil-
KoA, suatu komponen siklus asam sitrat.1
15
oksidasi asam lemaki peroksisomal suatu bentuk modifikasi β-oksidasi ditemukan
dalam peroksisom yang mengakibatkan pembentukan asetil KoA dan H2O2. Sistem tersebut
tidak berhubungan langsung dengan fosforilasi dan pembentukan ATP tetapi membantu
oksidasi asam lemak rabtai sangat panjang dan dapat diinduksi oleh diet tinggi lemak dan
obat-obatan hipolipidemik. 1
α oksidasi asam lemak pengeluaran satu karbon dari ujung karboksil molekul, telah
ditemukan pada jaringan otak. Ini tidak memerlukan zat antara KoA dan tidak menyebabkan
pembentukan fosfat berenergi tinggi. Ω oksidasi asam lemak dilakukan oleh enzim-enzim
hidroksilase yang melibatkan sitokrom P-450 dalam mikrosom. Gugus CH3 dikonversi
menjadi gugus –CH2OH yang selanjutnya di oksidasi menjadi –COOH, yang demikian
membentuk asam dikarboksilat.1
KETOSIS
Proses ketosis adalah proses yang terjadi bila asupan karbohidrat tidak tersedia sehingga tubuh akan menggunakan lemak dan protein sebagai sumber energi.
· Degradasi asam lemak → Asetil KoA terjadi di Hati, tetapi hati hanya mengunakan sedikit asetil KoA → akibatnya sisa asetil KoA berkondensasi membentuk Asam Asetoasetat
· Asam asetoasetat merupakan senyawa labil yang mudah pecah menjadi: Asam β hidroksibutirat dan Aseton.
· Ketiga senyawa diatas (asam asetoasetat, asam β hidroksibutirat dan aseton) disebut BADAN KETON.
· Adanya badan keton dalam sirkulasi darah disebut: ketosis
· Ketosis terjadi saat tubuh kekurangan karbohidrat dalam asupan makannya → kekurangan oksaloasetat
· Jika Oksaloasetat menurun → maka terjadi penumpukan Asetil KoA didalam aliran darah → jadi badan keton → keadaan ini disebut KETOSIS
· Badan keton merupakan racun bagi otak → mengakibatkan Coma, karena sering terjadi pada penderita DM → disebut Koma Diabetikum.3
Ketosis terjadi pada keadaan :
1. Kelaparan2. Diabetes Melitus3. Diet tinggi lemak, rendah karbohidrat
16
Hormon yang berperan
Hormon yang berperan dalam pengaturan glukosa darah yang terutama adalah hormon-hormon yang dihasilkan oleh pulau-pulau langerhans kelenjar pancreas yang merupakan kumpulansel-sel ovoid tersebar di seluruh pancreas dan terdiri dari beberapa jenis sel. Hormon-hormon yaitu insulin dan glukagon.
Insulin dan glukagon adalah dua hormon yang mengatur penyimpanan dan mobilisasi bahan bakar. Insulin adalah hormon anabolik utama dalam tubuh. Insulin mendorong penyimpanan bahan bakar dan penggunaan bahan bakar. Hormon lain, misalnya epinefrin, dikeluarkan sebagai respon sistem saraf pusat terhadap hipoglikemia, olahraga, atau stres fisiologis jenis lain. Epinefrin dan hormon stres lain juga meningkatkan ketersediaan bahan bakar.4
Insulin
Insulin disekresikan oleh sel beta pankreas. Sekresinya merupakan umpan langsung
dari kadar gula darah yang mengalirinya. Kenaikan kadar glukosa darah seperti setelah
makan merangsang insulin untuk disekresikan agar glukosa darah dapat
diturunkan,digunakan dan disimpan oleh tubuh. Sedangkan pada kadar gula darah yang turun
maka insulin akan dihambat. Selain kadar glukosa darah, insulin juga ditingkatkan pada
peningkatan kadar asam amino darah, aktivitas saraf parasimpatis dan hormon saluran cerna
yaitu glucose dependen insulinoreopic peptide. Insulin merupakan hormon yang memiliki
efek paling penting dalam metabolisme karbohidrat, lemak dan asam amino serta mendorong
penyimpanan bahan bahan tersebut menjadi glikogen, triasilgliserol dan protein.
Efek pada karbohidrat yaitu memelihara homeostasis kadar gula darah. Pengaturan
insulin dalam guna menurunkan kadar gula darah yaitu: insulin memudahkan transport
glukosa ke sebagian sel, insulin merangsan glikogenesis,insulin menghambat glikogenolisis
dan insulin menurunkan pengeluaran glukosa oleh hati dengan menghambat glukoneogenesis.
Oleh karena 4 hal ini, insulin mengurangi konsentrasi glukosa darah. Insulin adalah satu
satunya hormon yang dapat menurunkan kadar gula darah. Sedangkan pada lemak insulin
memliki efek untuk menurunkan kadar asam lemak darah dan mendorong penyimpanan
triasilgliserol dengan cara: insulin meningkatkan pemasukan asam lemak dari darah ke dalam
jaringan lemak,insulin meningkatkan transport glukosa ke dalam sel jaringan lemak yang
berfungsi sebagai bahan mentah untuk pembentukan trasilgliserol,insulin menghambat
lipolisis. Dan efek insulin terhadap asam amino yaitu. Insulin mendorong transport aktif asam
17
amino dari darah ke otot dan jaringan lain, insulin meningkatkan laju inkorporasi asam amino
menjadi protein, insulin menghambat penguraian protein.5,6
Glukagon
Glukagon adalah suatu hormon protein yang dikeluarkan oleh sel alfa pulau langerhans sebagai respons terhadap kadar glukosa darah yang rendah dan peningkatan asam amino plasma. Glukagon adalah hormon utama stadium pasca absorptif pencernaan, yang terjadi selama periode utama adalah katabolik( penguraian). Secara umum, kerja glukagon berlawanan dengan fungsi insulin. Sebagai contoh, glukagon bekerja sebagai antagonis insulin dengan menghambat perpindahan glukosa ke dalam sel. Glukagon juga menstimulasi glukoneogenesis hati dan menyebabkan penguraian simpanan glikogen untuk digunakan sebagai sumber energi. Glukagon menstimulasi penguraian lemak dan pelepasan asam lemak bebas ke dalam aliran darah, untuk digunakan sebagai sumber ebergi selain glukosa. Fungsi-fungsi tersebut bekerja untuk meningkatkan kadar glukosa darah. Pelepasan glukagon oleh pankreas distimulasi oleh saraf simpatis.7
Pada karbohidrat, glukagon meningkatkan glukosa dalam darah dengan proses pengeluaran glukosa oleh hati. Pada lemak, mendorong penguraian lemak, menghambat sintesis trigliserida sehingga kadar asam lemak dalam darah meningkat. Pada protein, menghambat sintesis protein dan meningkatkan pengurain protein dihati. Rangsang utama sekresi glukagon juga sama seperti insulin yaitu kadar glukosa dalam darah. Apabila terjadi kelebihan sekresi dari hormon glukagon (hipersekresi), maka akan terjadi hiperglikemia dimana bila terjadi pada penderita DM maka akan memperburuk keadaan penyakitnya. Selain 2 hormon utama dalam metabolik itu, ada juga hormon yang dihasilkan oleh kelenjar suprarenal yaitu cortisol yang juga ikut berperan di dalam metabolic hormon.
Cortisol
Hormon ini berperan merangsang glukoneogenesis yaitu mengacu pada perubahan asam amino, menjadi karbohidrat di dalam hati. Dan juga merangsang penguraian protein di jaringan,terutama di otot dan dialirkan ke darah agar siap untuk dijadikan bahan glukoneogenesis juga. Hormon ini menghambat penyerapan dan penggunaan glukosa oleh banyak jaringan, kecuali otak. Karena otak menggunakan bahan bakar hanya dari glukosa.
Kortisol merangsang penguraian protein di banyak jaringan, terutama otot. Dengan menguraikan sebagian protein otot menjadi asam amino konstituennya, kortisol meningkatkankonsentrasi asam amino darah. Asam amino yang dimobilisasi ini siap digunakan untuk glukoneogenesis atau dipakai di tempat lain yang memerlukannya, misalnya untuk memperbaiki jaringan yang rusak atau sintesis struktur sel yang baru. Meningkatkan lipolisis, penguraian simpanan lemak di jaringan adipose. Asam-asam lemak yang sudah dipecah ini dapat dijadikan bahar bakar pengganti bagi jaringan yang menggunakan glukosa, agar glukosa bisa dihemat untuk diotak. Sekresi cortisol diatur langsung oleh ACTH yang berasal dari hipofisis anterior, terjadi mekanisme umpan balik negative yang berfungsi agar sekresi kortisol relative konstan.4
18
Epinefrin
Epinefrin menimbulkan beberapa efek metabolik, bahkan pada konsentrasi hormon dalam darah yang lebih rendah dari pada yang dibutuhkan untuk menimbulkan efek kardiovaskuler. Secara umum, epinefrin merangsang mobilisasi simpanan karbohidrat dan lemak sehingga tersedia energi yang dapat segera digunakan oleh otot. Secara spesifik,epinefrin meningkatkan kadar glukosa darah melalui beberapa mekanisme yang berlainan. Pertama hormon ini merangsang glukoneogenesis dan glikogenolisis di hati, yang terakhir mengacu pada penguraian simpanan glikogen menjadi glukosa yang kemudian dibebaskan ke dalam darah. 4
Epinefrin juga merangsang glikogenolisis di otot rangka. Epinefrin dan sistem simpatis juga memiliki efek hiperglikemik dengan menghambat sekresi insulin, hormon pankreas terutama berperan menurunkan kadar gula dari darah, dan dengan merangsang glukagon, hormon pankreas lainnya yang meningkatkan glikogenolisis dan glukoneogenesis hati. Selain meningkatakan kadar gula darah, epinefrin juga menignkatkan kadar asam lemak darah dengan mendorong lipolisis.4
Efek metabolik epinefrin sesuai untuk situasi fight or flight. Kadar glukosa dan asam lemak yang meningkat merupakan tambahan bahan bakar untuk menjalankan berbagai aktivitas otot yang dibutuhkan pada keadaan terebut dan juga memastikan bahwa otak mendapat cukup makanan selama krisis saat individu yang bersangkutan tidak mengkonsumsi nutrien baru. Otot dapat menggunakan asam lemak sebagai sumber energi,tetapi otak tidak. Epinefrin uga meningkatkan laju metabolisme keseluruhan. Epinefrin dan norepinefrin menyebakan pengeluaran keringat, yang membantu tubuh mengeluarkan panasekstra yang disebabkan oleh meningkatnya aktivitas otot. Selain menyerupai efek pelepasan muatan saraf noradregenik, norepinefrin dan epinefrin memperlihatkan efek metabolik yang mencakup glikogenolisis di hati dan otot rangka, mobilisasi asam lemak bebas, peningkatan laktat plasma dan stimulasi tingkat metabolik.4
Kesimpulan
Epinefrin meningkatkan kadar glukosa darah melalui beberapa mekanisme yang berlainan. Pertama hormon ini merangsang glukoneogenesis dan glikogenolisis di hati, yang akan mengacu pada penguraian simpanan glikogen menjadi glukosa yang kemudian dibebaskan ke dalam darah. Epinefrin juga merangsang glikogenolisis di otot rangka. Epinefrin dan sistem simpatis juga memiliki efek hiperglikemik dengan menghambat sekresi insulin, hormon pankreas terutama berperan menurunkan kadar gula dari darah, dan dengan merangsang glukagon, hormon pankreas lainnya yang meningkatkan glikogenolisis dan glukoneogenesis hati sehingga meningkatkan kadar gula darah.
Daftar Pustaka
19
1. Peter A. Mayes, Daryl K. Granner, Victor W. Rodwell, dkk. Biokimia Harper Edisi
27. Jakarta : EGC;2006. H. 187-208, 233-7,318-25
2. Mary L. Turgeon. Clinical Hematology: Theory and Procedures 4th Edition.
Baltimore : Lippincott Williams and Wilkins;2005. H. 85-8
3. Dawn B. Marks, Allan D. Marks. Biokimia Kedokteran Dasar. Jakarta :EGC; 2000.
H. 415
4. Marks DB, Marks AD, Smith CM. Biokimia kedokteran dasar: sebuah pendekatan
klinis. Jakarta: EGC; 2003.h.367-8.
5. Murray RK,Granner DK,Mayes PA,Rodwell VW. Biokimia harper ed.25.
Jakarta:EGC;2003.h.170-4,187-93,245,264-6,195-7.
6. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Edisi ke-7. Jakarta: EGC;
2010.h.740-6,781-91,760-1.
7. Corwin EJ. Buku saku patofisiologi, Edisi-3. Jakarta: EGC; 2009.h.621-2.
20
Recommended
