Makalah BiokimiaMETABOLISME KARBOHIDRAT
Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata perkuliahan“BIOKIMIA”
PENYUSUN:
OGI NURHARI
KATA PENGANTAR
Metabolisme Karbohidrat
Assalamu’alaikum Wr Wb,
Puji dan Syukur marilah kita panjatkan atas kehadirat Allah SWT,
karena atas ridho dan karuniaNya lah saya dapat menyelesaikan
Makalah Biokimia ini dengan baik.
Dalam penyusunan makalah ini mungkin saya mengalami kesulitan
dan kendala yang disebabkan oleh keterbatasan kemampuan,
pengetahuan, dan wawasan serta pola pikir saya. Namun berkat
keyakinan, keinginan, dan usaha dengan sungguh-sungguh akhirnya
semua hambatan itu dapat kami atasi.
saya menyadari sedalam-dalamnya bahwa saya tidaklah sempurna
dalam pembuatan makalah ini. Dengan demikian saya berharap dengan
dibuatnya makalah ini dapat memenuhi persyaratan dalam Mata Kuliah
Biokimia ini dan dapat bermanfaat bagi saya serta para pembaca
lainnya.
Tidak lupa saya berterimakasih kepada rekan-rekan yang telah
banyak membantu dalam proses pembuatan Makalah ini.
Wassalamu’alaikum Wr Wb,
Bandung, November 2009
Penyusun
DAFTAR ISI
2
Metabolisme Karbohidrat
KATA PENGANTAR...............................................................................2
DAFTAR ISI..........................................................................................3
BAB I PENDAHULUAN..........................................................................4
I. Latar Belakang.....................................................................4
II. Tujuan..................................................................................4
III. Pembatasan Masalah...........................................................5
IV. Metode Penelitian................................................................5
BAB II PEMBAHASAN...........................................................................6
I. Karbohidrat..........................................................................6
- Pendahuluan....................................................................6
- Fungsi karbohidrat...........................................................6
- Klasifikasi karbohidrat......................................................7
II. Metabolisme karbohidrat.....................................................10
- Metabolisme karbohidrat.................................................10
- Terminologi berhubungan metabolisme karbohidrat.......11
- Sekilas tentang metabolisme ..........................................11
- Metabolisme Dalam Tubuh Manusia.................................16
BAB III PENUTUP..................................................................................19
3.1 Kesimpulan..........................................................................19
3.2 Penutup...............................................................................20
DAFTAR PUSTAKA...............................................................................21
BAB I
PENDAHULUAN
I. Latar Belakang
3
Metabolisme Karbohidrat
Dikehidupan sehari-hari, kita banyak menemui berbagai zat-zat
kimia yang berhubungan dengan kita, bahkan kita sebagai manusia
banyak menggunakan zat kimia dalam berbagai kebutuhan, hal
tersebut tidak lepas dari bahwa kita sendiripun merupakan organism
yang terbangun asam senyawa-senyawa kimia yang terbentuk menjadi
sebuah kesatuan sehingga dapat bekerja.
Dalam tubuh kita banyak terkandung senyawa-senyawa kimia yang
merupakan salah satu faktor dalam mendukung keberlangsungan
kehidupan. Salah satu senyawa penting dalam tubuh kita adalah
Karbohidrat, karbohidrat merupakan salah satu senyawa penting dalam
tubuh, dan salah satu fungsinya yaitu menghasilkan tenaga bagi tubuh /
organisme untuk mendukung keberlangsungan hidup. Untuk itu
makalah ini dibuat untuk mempelajari lebih mendalam lagi tentang
Karbohidrat, sehingga dapat berorientasi dalam penambahan ilmu
pengetahuan.
II. Tujuan
Tujuan dari makalah ini adalah:
- untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Biokimia Umum.
- memberikan pengetahuan tentang Karbohidrat.
- Mengetahui mendalam tentang apa yang dimaksud dengan
metabolisme.
- Mempelajari tentang mekanisme metabolism Karbohidrat.
III. Pembatasan Masalah
Dalam penulisan makalah ini, penulis membatasi masalah pada
pembahasan mengenai Biokimia mencakup tentang Metabolisme
Karbohidrat. Pengertian karbohidrat, mekanisme metabolism
karbohidrat, serta faktor-faktor yang mendukung mengenai karbohidrat
dan metabolism karbohidrat.
4
Metabolisme Karbohidrat
IV. Metode Penelitian
Pengumpulan data yang didapatkan dari berbagai sumber,
diantaranya : dari internet dan buku tentang “Biokimia”, serta berbagai
sumber yang mendukung dalam pembuatan makalah ini.
BAB II
PEMBAHASAN
METABILISME KARBOHIDRAT
III. Karbohidrat
Pendahuluan
5
Metabolisme Karbohidrat
Kata karbohidrat berasal dari kata karbon dan air. Secara sederhana
karbohidrat didefinisikan sebagai polimer gula. Karbohidrat adalah
senyawa karbon yang mengandung sejumlah besar gugus hidroksil.
Karbohidrat paling sederhana bisa berupa aldehid (disebut
polihidroksialdehid atau aldosa) atau berupa keton (disebut
polihidroksiketon atau ketosa). Berdasarkan pengertian di atas berarti
diketahui bahwa karbohidrat terdiri atas atom C, H dan O. Adapun
rumus umum dari karbohidrat adalah:
Cn(H2O)n atau CnH2nOn
Fungsi karbohidrat
Fungsi primer dari karbohidrat adalah sebagai cadangan energi
jangka pendek (gula merupakan sumber energi). Fungsi sekunder dari
karbohidrat adalah sebagai cadangan energi jangka menengah (pati
untuk tumbuhan dan glikogen untuk hewan dan manusia). Fungsi
lainnya adalah sebagai komponen struktural sel.
Klasifikasi karbohidrat
Karbohidrat dapat dikelompokkan menurut jumlah unit gula, ukuran
dari rantai karbon, lokasi gugus karbonil (-C=O), serta stereokimia.
Berdasarkan jumlah unit gula dalam rantai, karbohidrat digolongkan
menjadi 4 golongan utama yaitu:
1. Monosakarida (terdiri atas 1 unit gula)
2. Disakarida (terdiri atas 2 unit gula)
3. Oligosakarida (terdiri atas 3-10 unit gula)
6
Metabolisme Karbohidrat
4. Polisakarida (terdiri atas lebih dari 10 unit gula)
Pembentukan rantai karbohidrat menggunakan ikatan glikosida.
Berdasarkan lokasi gugus –C=O , monosakarida digolongkan menjadi 2
yaitu:
1. Aldosa (berupa aldehid)
2. Ketosa (berupa keton)
Klasifikasi karbohidrat menurut lokasi gugus karbonil
Berdasarkan jumlah atom C pada rantai, monosakarida digolongkan
menjadi:
1. Triosa (tersusun atas 3 atom C)
2. Tetrosa (tersusun atas 4 atom C)
3. Pentosa (tersusun atas 5 atom C)
4. Heksosa (tersusun atas 6 atom C)
5. Heptosa (tersusun atas 7 atom C)
6. Oktosa (tersusun atas 3 atom C)
7
Metabolisme Karbohidrat
Klasifikasi karbohidrat menurut jumlah atom C
Contoh monosakarida
Contoh pertama di atas (sebelah kiri) menunjukkan sebuah
monosakarida triosa (memiliki 3 atom C), aldosa (berstruktur aldehid/-
COH) sehingga dinamakan gula aldotriosa. Sedangkan contoh kedua
(sebelah kanan) menunjukkan sebuah monosakarida heksosa (memiliki
6 atom C), ketosa (berstruktur keton/R-CO-R) sehingga dinamakan gula
ketoheksosa.
Berdasarkan stereokimia , monosakarida terbagi menjadi beberapa
golongan. Stereokimia adalah studi mengenai susunan spasial dari
molekul. Salah satu bagian dari stereokimia adalah stereoisomer.
Stereoisomer mengandung pengertian:
8
Metabolisme Karbohidrat
1. memiliki kesamaan order dan jenis ikatan
2. memiliki perbedaan susunan spasial
3. memiliki perbedaan properti (sifat).
Enantiomer merupakan pasangan dari stereoisomer. Dalam hal ini
terdapat aturan yaitu:
1. Diberi awalan D dan L
2. Keduanya merupakan gambar cermin yang tak mungkin saling
tumpang tindih
IV. Metabolisme karbohidrat
Metabolisme karbohidrat
Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian
(katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri
atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula
sebagai jalur metabolisme. Metabolism total merupakan semua proses
biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses
kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat
bertahan hidup. KARBOHIDRAT merupakan hidrat dari unsur karbon (C).
Peristiwa ini banyak dijumpai pada tubuh makhluk hidup, baik
tumbuhan, hewan, atau manusia]]
9
Metabolisme Karbohidrat
Anda telah mempelajari berbagai macam karbohidrat, antara lain
monosakarida, disakarida, oligosakarida serta polisakarida. Karbohidrat
siap dikatabolisir menjadi energi jika berbentuk monosakarida. Energi
yang dihasilkan berupa Adenosin trifosfat (ATP).
Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Dalam bentuk
glukosalah massa karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah,
atau ke dalam bentuk glukosalah karbohidrat dikonversi di dalam hati,
serta dari glukosalah semua bentuk karbohidrat lain dalam tubuh dapat
dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi
jaringan mamalia (kecuali hewan pemamah biak) dan bahan bakar
universal bagi janin. Unsur ini diubah menjadi karbohidrat lain dengan
fungsi sangat spesifik, misalnya glikogen untuk simpanan, ribose dalam
bentuk asam nukleat, galaktosa dalam laktosa susu, dalam senyawa
lipid kompleks tertentu dan dalam bentuk gabungan dengan protein,
yaitu glikoprotein serta proteoglikan.
Terminologi yang berhubungan dengan metabolisme
karbohidrat
a. Glikogenesis : proses pembentukan glikogen terutama di hati dan
otot dari glukosa hasil metabolisme karbohidrat.
b. Glikogenolisis : Pemecahan glikogen menjadi glukosa
c. Glukoneogenesis : Pembentukan glukosa bukan dari karbohidrat.
Bisa dari lemak & protein.
d. Glukolisis : proses pemecahan glukosa dalam darah untuk
menghasilkan energi.
e. Lipogenesis : pembentukan lemak dari karbohidrat.
f. Lipolisis : pemecahan lemak menghasilkan asam lemak.
10
Metabolisme Karbohidrat
Sekilas tentang metabolisme
Peristiwa yang dialami unsur-unsur makanan setelah dicerna dan
diserap adalah METABOLISME INTERMEDIAT. Jadi metabolisme
intermediat mencakup suatu bidang luas yang berupaya memahami
bukan saja lintasan metabolik yang dialami oleh masing-masing
molekul, tetapi juga interelasi dan mekanisme yang mengatur arus
metabolit melewati lintasan tersebut.
Lintasan metabolisme dapat digolongkan menjadi 3 kategori:
1. Lintasan anabolik (penyatuan/pembentukan)
Ini merupakan lintasan yang digunakan pada sintesis senyawa
pembentuk struktur dan mesin tubuh. Salah satu contoh dari kategori
ini adalah sintesis protein.
2. Lintasan katabolik (pemecahan)
Lintasan ini meliputi berbagai proses oksidasi yang melepaskan
energi bebas, biasanya dalam bentuk fosfat energi tinggi atau unsur
ekuivalen pereduksi, seperti rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif.
3. Lintasan amfibolik (persimpangan)
Lintasan ini memiliki lebih dari satu fungsi dan terdapat pada
persimpangan metabolisme sehingga bekerja sebagai penghubung
antara lintasan anabolik dan lintasan katabolik. Contoh dari lintasan ini
adalah siklus asam sitrat.
11
Metabolisme Karbohidrat
(picture) : Siklus asam sitrat sebagai lintasan amfibolik dalam metabolisme
(perhatikan jalur persimpangan jalur katabolisme dan anabolisme) (dipetik
dari: Murray dkk. Biokimia Harper)
12
Karbohidrat Protein Lipid
Gula sederhana (terutama glukosa) Asam amino Asam lemak + gliserol+
gliserol
Asetil KoA
Siklus asam sitrat
2H ATP
2CO2
Pencernaan dan absorpsi
Katabolisme
Metabolisme Karbohidrat
Sifat diet atau makanan menentukan pola dasar metabolisme di
dalam tubuh. Mamalia, termasuk manusia harus memproses hasil
penyerapan produk-produk pencernaan karbohidrat, lipid dan protein
dari makanan. Secara berurutan, produk-produk ini terutama adalah
glukosa, asam lemak serta gliserol dan asam amino. Semua produk
hasil pencernaan diproses melalui lintasan metaboliknya masing-
masing menjadi suatu produk umum yaitu Asetil KoA, yang kemudian
akan dioksidasi secara sempurna melalui siklus asam sitrat.
Ilustrasi skematis dari lintasan metabolik dasar
13
Metabolisme Karbohidrat
Terdapat beberapa jalur metabolisme karbohidrat baik yang
tergolong sebagai katabolisme maupun anabolisme, yaitu glikolisis,
oksidasi piruvat, siklus asam sitrat, glikogenesis, glikogenolisis serta
glukoneogenesis.
Secara ringkas, jalur-jalur metabolisme karbohidrat dijelaskan sebagai
berikut:
1. Glukosa sebagai bahan bakar utama akan mengalami glikolisis
(dipecah) menjadi 2 piruvat jika tersedia oksigen. Dalam tahap ini
dihasilkan energi berupa ATP.
2. Selanjutnya masing-masing piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA.
Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.
3. Asetil KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam
sitrat. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.
4. Jika sumber glukosa berlebihan, melebihi kebutuhan energi kita
maka glukosa tidak dipecah, melainkan akan dirangkai menjadi
polimer glukosa (disebut glikogen). Glikogen ini disimpan di hati
dan otot sebagai cadangan energi jangka pendek. Jika kapasitas
penyimpanan glikogen sudah penuh, maka karbohidrat harus
dikonversi menjadi jaringan lipid sebagai cadangan energi jangka
panjang.
5. Jika terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energi,
maka glikogen dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa
mengalami glikolisis, diikuti dengan oksidasi piruvat sampai
dengan siklus asam sitrat.
Jika glukosa dari diet tak tersedia dan cadangan glikogenpun juga
habis, maka sumber energi non karbohidrat yaitu lipid dan protein harus
digunakan. Jalur ini dinamakan glukoneogenesis (pembentukan glukosa
14
Metabolisme Karbohidrat
baru) karena dianggap lipid dan protein harus diubah menjadi glukosa
baru yang selanjutnya mengalami katabolisme untuk memperoleh
energi.
Metabolisme Dalam Tubuh Manusia
Tujuan akhir pencernaan dan absorpsi karbohidrat adalah
mengubah karbohidrat menjadi ikatan-ikatan lebih kecil, terutama
berupa glukosa dan fruktosa, sehingga dapat diserap oleh pembulu
darah melalui dinding usus halus. Pencernaan karbohidrat kompleks
dimulai di mulut dan berakhir di usus halus.
Pencernaan karbohidrat :
Mulut
Pencernaan karbohidrat dimulai di mulut. Bola makanan yang
diperoleh setelah makanan dikunyah bercampurn dengan ludah yang
mengandung enzim amilase (sebelumnya dikenal sebagai ptialin).
Amilase menghidrolisis pati atau amilum menjadi bentuk karbohidrat
lebih sederhana, yaitu dekstrin. Bila berada di mulut cukup lama,
sebagian diubah menjadi disakarida maltosa. Enzim amilase ludah
bekerja paling baik pada pH ludah yang bersifat netral. Bolus yang
ditelan masuk ke dalam lambung.
Usus Halus
Pencernaan karbohidrat dilakukan oleh enzim-enzim disakarida yang
dikeluarkan olej sel-sel mukosa usus halus bnerupa maltase, sukrase,
dan laktase. Hidrolisis disakarida oleh enzim-enzim ini terjadi di dalam
mikrovili dan monosakarida yang dihasilkan adalah sebagai berikut :
Maltase
15
Metabolisme Karbohidrat
Maltosa : 2 mol glukosa
Sukrase
Sakarosa : 1 mol glukosa + 1 mol fruktosa
Laktase
Laktosa : 1 mol glukosa + 1 mol galaktosa
Monosakarida glukosa, fruktosa, dan galaktosa kemudian diabsorpsi
melalui sel epitel usus halus dan diangkut oleh sistem sirkulasi darah
melalui vena porta. Bila konsentrasi monosakarida di dalam usus halus
atau pada mukosa sel cukup tinggi, absorpsi dilakukan secara pasif atau
fasilitatif. Tapi, bila konsentrasi turun, absorpsi dilakukan secara aktif
melawan gradien konsentrasi dengan menggunakan energi dari ATP
dan ion natrium.
Usus Besar
Dalam waktu 1-4 jam setelah selesai makan, pati nonkarbohidrat
atau serat makanan dan sebagian kecil pati yang tidak dicernakan
masuk ke dalam usus besar. Sisa-sisa pencernaan ini merupakan
substrat potensial untuk difermentasi oleh mikroorganisma di dalam
usus besar. Substrat potensial lain yang difermentasi adalah fruktosa,
sorbitol, dan monomer lain yang susah dicernakan, laktosa pada
mereka yang kekurangan laktase, serta rafinosa, stakiosa, verbaskosa,
dan fruktan.
Produk utama fermentasi karbohidrat di dalam usus besar adalah
karbondioksida, hidrogen, metan dan asam-asam lemak rantai pendek
yang mudah menguap, seperti asam asetat, asam propionat dan asam
butirat.
Regulasi Glukosa dalam darah
16
Metabolisme Karbohidrat
Insulin - Dihasilkan oleh sel-sel beta pulau-pulau langerhans di
pankreas. Berfungsi untuk menurunkan kadar glukosa di dalam
darah.
Glukagon - Dihasilkan oleh sel-sel alfa pulau-pulau langerhans di
pankreas. Berfungsi untuk menaikkan kadar glukosa di dalam
darah.
Epinefrin - Dihasilkan oleh medula pararenalis / anak ginjal
Glukokortikoid (Kortison) - Dihasilkan oleh korteks medula
pararenalis
Tiroksin / Thyroxine (T4)
Growth Hormone
17
Metabolisme Karbohidrat
BAB III
PENUTUP
I. Kesimpulan
1. Karbohidrat adalah senyawa karbon yang mengandung sejumlah
besar gugus hidroksil. Karbohidrat paling sederhana bisa berupa
aldehid (disebut polihidroksialdehid atau aldosa) atau berupa keton
(disebut polihidroksiketon atau ketosa).
2. Fungsi primer dari karbohidrat adalah sebagai cadangan energi
jangka pendek (gula merupakan sumber energi).
3. Fungsi sekunder dari karbohidrat adalah sebagai cadangan energi
jangka menengah (pati untuk tumbuhan dan glikogen untuk hewan
dan manusia).
4. Berdasarkan jumlah unit gula dalam rantai, karbohidrat
digolongkan menjadi 4 golongan utama yaitu:
- Monosakarida (terdiri atas 1 unit gula)
- Disakarida (terdiri atas 2 unit gula)
- Oligosakarida (terdiri atas 3-10 unit gula)
- Polisakarida (terdiri atas lebih dari 10 unit gula)
5. Metabolisme karbohidrat Metabolisme mencakup sintesis
(anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik
kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan
yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur
metabolisme.
6. Lintasan metabolisme dapat digolongkan menjadi 3 kategori:
- Lintasan anabolik (penyatuan/pembentukan)
18
Metabolisme Karbohidrat
- Lintasan katabolik (pemecahan)
- Lintasan amfibolik (persimpangan)
II. Penutup
Dicukupkan sekian mungkin makalah yang saya susun, saya sebagai penulis
mohon maaf yang sebesar-besarnya jika ada kesalahan dari saya yang disengaja
maupun yang tidak disengaja, karena keterbatasan saya sebagai
manusia,semoga dapat dimaklumi.
Sekian dari saya sebagai penulis, terima kasih atas perhatiannya
Assalammuala’ikum Wr. Wb.
19
Metabolisme Karbohidrat
DAFTAR PUSTAKA
- Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW, 2003, Biokimia
Harper, Edisi XXV, Penerjemah Hartono Andry, Jakarta: EGC
- http://id.wikipedia.org/wiki/Metabolisme_karbohidrat
- http://wawan-junaidi.blogspot.com/2009/07/metabolisme-
karbohidat.html
- http://sweetblue0990-anggun.blogspot.com/2009/01/metabolisme-
karbohidrat.html
- http://dikakigunungitu.blogspot.com/2009/03/metabolisme-
karbohidrat.html
- http://hidayat07.wordpress.com/2009/06/08/pencernaan-dan-
metabolisme-karbohidrat/
20