Met Cho i Pskg12

5/26/2018 Met Cho i Pskg12

1/145

PS Kedokteran Gigi . Universitas Sriwijaya

2014

oleh

dr. Liniyanti D.Oswari MSc. Bagian Biokimia Fakultas Kedokteran

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

METABOLISME KARBOHIDRAT


2/145

KARBOHIDRAT

Komponen organik terdiri: C:H:O = 1: 2:1

Secara Kimia, Karbohidrat derivat

= Polihidroksi aldehid atau ketone dari

alkohol/ polihidrik ( > dari satu gugus OH)- CHO memenuhi hampir semua energi

yang diperlukan untuk bergerak, bekerja, dan

kehidupan.-CHO terdiri dari pati, gula, dalam bentuk

biji-bijian. Sebagian besar dimakan manusia.

1 g Karbohidrat = 4 kalori.


3/145

KARBOHIDRAT(CHO) - Orang Amerika sekitar 45-60% dari total

makanan yg dimakan adalah karbohidrat.

orang Asia dan Afrika lebih banyak makan

karbohidrat. Dinegara Tropis yangmiskin orang makan karbohidrat sampai

90% dari total kalori yang dimakan.

- CHO adalah makanan yang termurah,mudah didapat dan sangat mudah diubah

jadi energi. 1 g CHO = 4 kalori.


4/145

KARBOHIDRAT(CHO) - Sumber CHO : Beras, Gandum, Pati, kentang

kentang, biji-bijian, buah-buahan, Umbi-umbian, gulapasir, sirup.

- Pada Jaringan binatang & manusia : karbohidrat

dalam bentuk Glukosa, dan glikogen yangberperan penting untuk energi.

- Dalam tumbuh-tumbuhan karbohidratdihasilkan dari foto sintesa, termasuk selulosa,

- Hemiselulosa sebagai rangka tumbuh-tumbuhan serta pati dari sel tumbuh-tumbuhan.Termasuk agar dan rumput laut adalah bagian

karbohidrat yang tinggi serat.


5/145

KLASIFIKASI KARBOHIDRAT

1. MONOSAKARIDA= Gula sederhana

(simple sugar) Karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisa lagi.

Monosakarida dibagi menurut jumlah atom dan

menurut gugus Aldosa atau Ketosa.ALDOSA KETOSA

Triosa Gliserosa Dehidroksi aseton

Tetrosa Eritrosa Eritrulosa

Pentosa Ribosa Ribulosa

Heksosa Glukosa Fruktosa

- Monosakarida dengan 5 atau lebih Atom C rantai

tertutup hemiasetal : Furanosa (5C) & Pyranosa (6C)


6/145


2. DISAKARIDA: Bila dihodrolisa menghasil

kan 2 monosakarida yang sama atau

yang berbeda.

Sukrosa + H2O sukrase Glukosa + Fruktosa.

Laktosa + H2O Laktase Glukosa + Galaktosa Maltosa + H2O Maltase. 2 Molekul Glukosa

3.OLIGOSAKARIDA : Bila dihidrolisa dapat meng-

hasilkan 36 monosakarida.

Contoh : Maltriosa.


7/145

O

CH2OH

O

OCH2OH

SUCROSE (glucose-fructose)

a-1,2-bond

OH

CH2OH

O O

O

LACTOSE (galactose-glucose)

b-1,4-bond

OH

OHCH2OH CH2OH

O O

O

MALTOSE (glucose-glucose)

OH OH

CH2OHCH2OH

a-1,4-bond

O O

OOH OH

CH2OHCH2OH

a-1,1-bond

TREHALOSE (glucose-glucose)

Struktur umum dari disaccharida.

1 2

1 4 1 1

1 4reducing*

reducing*


8/145

Pencernaan Karbohidrat


9/145


4.Polisakarida : Bila dihidrolisa menghasilkan

lebih dari 6 monosakarida. Contoh:

a.Dekstrin: adalah hasil dari hidrolisa pati. Erythrodekstrin: yaitu bila dekstrin dikasih Jodium,

dan yang pertama terbentuk waktu hidrolisa mencapai

Tingkat percabangan tertentu.

Akrodekstrin bila dihidrolisa terus sampai warnamerah oleh Jodium hilang.

Contoh : Dekstrin : Corn Syrup.


10/145

KLASIFIKASI KARBOHIDRAT b.INULIN: Bila dihidrolisa menghasilkan fruktosa.

Ditemukan pada ubi,dahlia, artichoke dan bunga dandriol

Bila ditambah Jodium tidak memberikan warna.

Mudah larut dalam air panas.

Digunakan untuk menentukan Laju Filtrat glomerulus

( GFR= Glomerulus Filtration Rate).

c.GLIKOGEN: Polisakarida yang disimpan dalam hewan.

Strukturnya bercabang, tidak ada warna ditambah jodium

Depo CHO pada hewan dan manusia.Sekitar 340 g ( beberapa Buku 200-400 g) glikogen pada

otot dan hati.

Glikogen akan dirubah jadi glukosa bila perlu. (Glikogenolisis)


11/145


d.Selulosa: unsur pembentuk utama kerangka

tumbuh-tumbuhan.

- Tidak berwarna bila diberi Jodium, tidak larut dalam air.

- Pada hewan Herbivora:Selulosa sebagai sumber tenaga utama

e.Pati (Starch):

- Amilose ialah rantai panjang glukosa.

- Amilopectin ialah rantai cabang glukosa.

- Ditemukan pada biji-bijian, akar tumbuhan(Umbi),sayur, dan biji

legiuminiosa. Tidak larut pada air dingin, larut

panas, bila dimasak terjadi pembengkakan Granule, dan

mengental seperti gel (lem).


12/145

Glycogen

G GG

G

G

GG

G1-4 link

G

G

G

GG a1-6 link

G

GG

GGG

Major storagecarbohydrate in animals

Long straight glucose

chains (a1-4)

Branched every 4-8 glc

residues (a 1-6)

More branched than

starch

Less osmotic pressure

Easily mobilized


13/145

Pencernaan

Pre-stomachSalivary amylase :a

1-4 endoglycosidase

GG

G

G

G

GG

G1-4 linkG

G

G

G a1-6 link

G

GG

GGG G G G

G

G

G

G G

G

maltose

G

G

G

isomaltose

amylase

maltotriose

G

G

G

G

a Limit dextrins


14/145

Usus Kecil (intestinum)Sistim Portal untuk transport

dari semua zat gizi

Keseimbangan Air dan

Eleketrolite(asam-basa)Enzim berhubungan dengan

permukaan membran

i. Sucrase

ii adextrinaseiii.Glucoamylase (maltase)

iv. Lactase

v. peptidases


15/145

Tingkat Kemanisan berbagai Gula.

Gula atau Produk Gula Tingkat kemanisan

Sukrosa

Levulosa, Fruktosa

Invert Sugar

Glukosa

Sorbitol

Mannitol

GalaktosaMaltosa

Laktosa

* Saccarine.

100

173

130

74

60

50

3232

16

40 000


16/145

Kecepatan Penyerapan Monosakarida

NO Monosakarida Rata-rata daya Serap

1

23

4

56

Galaktosa

GlukosaFruktosa

Mannosa

SilosaArabinosa

110

10030

20

159


17/145

Penentuan Indeks GlisemikLuas daerah dibawah kurva respons

glukosa darah set 2 jam thdp makanan

Indeks Glisemik= 100% X -----------------------------Luas daerah bawah kurva respons gluko

sa darah tubuh set 2 jam thdp glukosa.

Jadi Indeks Glisemik adalahperbandingan Kadar Glukosa darah dari

makanan yang dimakan setelah 2 jamdibandingkan dengan Glukosa yangdimakan setelah 2 jam. Glukosa= 100%


18/145

Penggolongan Indeks Glisemik Menurut Jenny Miller: Indeks glisemik tergolong: 1. Rendah Bila Nilai Glisemik Indeks 70

Menurut Wolever dkk:Indeks Glisemik tergolong: 1. Rendah Bila Nilai Glisemik Indeks < 70

2. Sedang Bila Nilai Glisemik Indeks : 70-90

3. Tinggi Bila Nilai Glisemik Indeks > 90

* Makin tinggi nilai Glisemik indeksnya maka makin cepatkenaikan kadar Glukosa darahnya.


19/145

Indeks Glisemik berbagai Makanan 100%: Glukosa

80-90 % : Wortel. Cornflakes, Madu, Maltosa. Kentang (Instant-Mashed).

70-79 % : Roti Utuh, Nasi Putih, Buncis, Kentang utuh

60-69% : Roti putih dan Coklat, pisang, Raisins,.

50-59 % : Spagheti putih, Jagung manis,Biskuit, kacang

polong beku,Ubi manis,Sukrosa,Potato Chips

40-49% : Spagheti utuh,Bubur Oats. Biji-bijian, Kacang

polong utuh, Jeruk, Jus jeruk.Ice Cream, susu Yoghurt, saus Tomat.

20-29% : Kacang merah, lentil, Fruktosa

10-19% : Kacang kedele termasuk dikaleng. Kacang.


20/145

FUNGSI KARBOHIDRAT 1.Fungsi Utama CHO : Sumber utama energi.

2.Karbohidrat sebagai pasangan kerja Protein (Protein Sparing Action): dengan Proses Glukoneogenesis

dimana protein akan dirubah jadi glukosa bila asupan

CHO kurang. Pembentukan Jaringan Protein optimum terjadi bila

asupan CHO cukup.

3.Karbohdrat penting pada metabolisme Lemak.

- Glukoneogenesis & Lipogenesis.

4.Pada Hati : Asam Glukoronat sebagai hasil metabolit

dari glukosa yang penting untuk mencampur bahan

kimia, Toksin dari bakteri kebentuk lain lalu dibuang.


21/145

FUNGSI KARBOHIDRAT 5.Glukosa punya peran spesifik untuk menjaga

Integritas dari jaringan Syaraf dan otak.

Kekurangan Oksigen dan glukosa untuk oksidasi dpt

menimbulkan kerusakan otak yang permanen.

6.Laktosa diusus lebih lama daripada disakarida lain.Akibatnya bakteri menguntungkan akan bertumbuh

dan berkembang lebih baik , memberi efek lasaktif.

Bakteri akan membentuk sintesa Vit. B kompleks & K

7.Selulosa tidak larut dalam air dan tidak dicerna sampai

habis diusus, tetapi membantu pengeluaran feses.]

Selulosa merangsang peristaltik dan absorpsi air

diusus, sehingga melunakan feses. BAB lancar.


22/145

FUNGSI KARBOHIDRAT

8. Derivat Karbohidrat yaitu Ribosa sebagai perangsang( Precursor) dari komponen asam

nukleat, dan Galaktoside untuk Jaringan

Syaraf.

9. Makanan yang kaya akan karbohidrat sebagian besar

juga mengandung protein , mineral, dan vitamin.

Contoh : buah-buahan dan sayuran kaya Vitamin.


23/145

Otak Memerlukan

120 gram glucose / hari = 480 calories


24/145

Otak dan pilihan

energinya

Kebutuhan kalori otak 120 g/ hari glukosa, Hanya Glukosa

(Kecuali Bila tidak ada glukosa maka dari Benda-bendaketon yang berasal dari lemak dan protein tubuh dg prosesGluconeogenesis)

Dalam keadaan istirahat memerlukan konsumpsi oksigen

20% dari kebutuhan total tubuh. Mengapa Otakmemerlukan energi sebesar itu? Bagaimana keterlibatantransport Na+K+?

Tapi otak tidak ada Glikogen & tidak bisa membentuk

glukosa sendiri, kenapa?


25/145

Bila tidak cukup tidur maka glukosa

diotak jadi sangat rendah.

4 mM glucose

sleep

no sleep

Jadi bila tidak cukup tidur,maka glukosa otak turun.

Jadi jangan begadang

walaupun besok ujian akhir

biokimia.


26/145

Serat Makanan Serat yang larut dalam air

- Gum - Hemiselulose

- Pectin : banyak pada sayuran dan buah-buahan

Serat yang larut dalam air dijumpai pada Oat bran, Barley, Leguminosa.

Serat Yang tidak larut dalam air

- Hemiselulosa - Selulosa : dijumpai pada sayuran, buah-buahan

Leguminosa.

- Lignin.


27/145

Manfaat dari Serat Efek Metabolik dari Serat Makanan

a. Memperlambat pengosongan lambung b. Menurunkan kadar kolesterol darah terutama

pectin.

c. Memperlambat pencernaan pati d. Menunda absorpsi glukosa

e. Menormalkan Tolerans glukosa.

f. Mencegah terjadinya Diverticula dan Haemorrhoid.

Contoh lain dari Serat makanan: Cincau, agar-

agar, Rumput laut, gula karet.


28/145

Fiber and Colon Health


29/145

Manfaat Serat yang tidak larut

Selulosa & Lignin : dijumpai pada Sayuran, Wheat bran, Biji-bijian.

Efek Metabolik:

. Meningkatkan Efek laksatif a. Meningkatkan masa feses.

b. Meningkatkan masa cairan di feses.

c. Memepercepat pengosongan diusus kecil Sehingga ini memperlancar BAB, dan

mencegah Diverticulosis dan Haemorrhoid


30/145

METABOLISME KARBOHIDRAT PADA


31/145


MANUSIA.

1. Glikolisis :adalah oksidasi 1 molekul glukosa atau

glikogen menjadi 2 molekul Piruvat &

Laktat dengan jalan Embden Meyerhoff.

2.Glikogenesis:Sintesa/pembentukan glikogen dari

Glukosa.

3.Glikogenolisis : Katabolisme/pemecahan Glikogen

menjadi glukosa.


32/145

GARIS BESAR JALUR METABOLIK

AminoAcidsGlucose-6-P

Pyruvate

ATP

Acetyl-CoA

Urea

DAN SISTIM DARI METABOLISME ENERGI

b a

o

eh

p

NucleicAcidsGLYCOGEN PROTEIN TRIACYLGLYCEROLS

dc

Ribose-5-Pf g i j

k l

a

b

Glucose

Lactate

n

m

Ketone

Bodies

Sistem Energi

FreeFatty Acids


33/145


MANUSIA

4.Oksidasi Piruvat menjadi Asetil Ko A =

Siklus asam Sitrat (Krebs Cycle) : Ini

merupakan langkah yang penting sebe

lum masuknya glikolisis kedalam siklus

asam sitrat. Ini Jalan akhir bersama

untuk oksidasi Karbohidrat, Lemak dan

Protein.


34/145

METABOLISME KARNOHIDRAT PADA

MANUSIA

5.HMP Shunt ( Hexose Monophosphat Shunt)=Jalan Pentosa Fosfat : Jalan lain untuk oksidasiGlukosa selain glikolisis. Fungsi Utama adalahsintesa perantara penting menghasilkan NADPH &

Ribosa.

6. Glukoneogenesis : Pembentukan glukosa danglikogen dari sumber Non Karbohidrat, termasuk

dalam glukoneogenesis yaitu Siklus asam Sitrat,kebalikan dari Glikolisis. Substrat utama glukoneo-

genesis yaitu Asam amino glukogenik, Laktat,gliserol dan pada Herbivora : Propionat.


35/145

Glygolysis : Ada 2 fungsinya:

1. Menghasilkan ATP dari energi bebas yang

dihasilkan Monosakarida terutama Glukosa.

Glygolysis berasal dari pemecahan Glukosa.

2. Dimulai dengan Oksidasi komplit dari Glukosa

dan menghasilkan Carbon dioksida & air dan

menghasilkan ATP.

Glycolisis mungkin melalui evolusi jutaan tahun

silam dimana oksigen sulit dijumpai diAtmosphere

sehingga dapat bekerja menghasilkan ATP dalam

keadaan anaerobik.


36/145

Glikolisis

Ada 2 Proses Glikolisis:

1.Glikolisis Anaerob : Jalur oksidasi ini berlangsung

tanpa oksigen. Contoh bila otot berkontraksi

pada medium tanpa oksigen maka Glikogen

akan dipecah menghasilkan Piruvat & LaktatGlukosa + 2 ADP + 2 Pi 2 L-Laktat + 2 ATP + 2 H2O

2.Glikolisis Aerobs: Bila dalam suasana aerob maka

glikogen muncul di otot, Laktat menghilang.Piruvat dioksidasi menjadi CO2dan H2O.

Glukosa + 2 ADP +2 Pi + 2 NAD+ 2Pyruvate + 2 ATP +

2 NADH +2 H++ 2H2O

Glik li i


37/145

Glikolisis Reaksi Glikolisis terdiri dari 2 Phase:

1. Fase Investasi Energi terdiri dari 5 Reaksi pertama.

2. Fase Membentuk energi terdiri 5 reaksi terakhir.

Fase Investasi energi:

Glukosa

ADP ATPFase Membentuk energi

4 ADP 4 ATP

2 NAD+ 2 NADH

Piruvat.Net: Glukosa 2 Piruvat

2ADP 2 ATP

2 NAD+ 2 NADH


38/145

10 enzim pada reaksi glikolisis

Fase Investasi Energi

1. Hexokinase/glukokinase : Merubah Glukosa menjadi

Glukosa 6 Phosphat (G6P).

2.Phosphoglukoisomerase: Merubah G6P menjadi Fruktosa 6 P.

3.Phophofruktokinase (PFK) : Merubah F6P menjadi

Fruktosa 1.6 Biphosphat (FBP).4. Aldolase : Merubah FBP menjadi Glyceraldehide 3 Phosphat

(G3P) + Dihydroksiaceton Phosphat (DHAP).

5.Triose Phosphat Isomerase (TPI) merubah G3P +DHAP

menjadi 2 Glyceraldehyde 3 Phosphat


39/145

10 enzim pada reaksi glikolisis

Fase Membentuk energi

6.Glyceraldehyde 3 P Dehydrogenase (G3PDH): merubah

2 molekul Glyceraldehyde 3 Phosphat menjadi

2 molekul 1.3 biphosphoglicerat (BPG).

7.Phosphoglyceratkinase (PGK) merubah 2 Molekul BPG

menjadi 2 molekul 3 Phosphoglycerat (3 PG).

8. Phosphoglycerat Mutase (PGM) merubah 2 Molekul 3 PG

menjadi 2 molekul 2 Phosphoglycerat ( 2PG).

9. Enolase merubah 2 molekul 2 PG menjadi 2 molekul

Phosphoenol Pyruvat (PEP).

10.Piruvat Kinase merubah 2 Molekul PEP menjadi

2 Molekul Pyruvat.


40/145

Reaksi 13 : Aktivasi oleh Phosphorilasi 2 ATP yang

di investasiReaksi 4 & 5: Pemecahan 6 Carbon menjadi 2 molekul

3 Carbon

Reaksi 6 : Pembentukan 2 NADH & Komponen energi

super tinggi.

Reaksi 7 : Phosphorilasi level Susbtrat dan menghasilkan 2 molekul ATP.

Reaksi 8 & 9 : pembentukan Komponen super tinggidan air.

Reaksi 10 : Phosphorilasi level substrat, pembentukan

2 ATP.

l


41/145

GLYCOLYSIS GlucoseATP

hexokinase ADP

Glucose 6-phosphatephosphogluco-isomerase

Fructose 6-phosphateATP

phosphofructokinase ADPFructose 1.6-bisphosphate

aldolase

triose phosphate isomeraseDihydroxyacetone Glyceraldehyde

phosphate 3-phosphate

Glyceraldehyde 3 phosphate


42/145

Glyceraldehyde 3-phosphateglyceraldehyde NAD++ Pi3-phosphate NADH + H+

dehydrogenase1,3-BisphosphoglycerateADP

phosphoglycerate kinase ATP

3-Phosphoglyceratephosphoglyceromutase

2-Phosphoglycerateenolase H2O

PhosphoenolpyruvateADP

pyruvate kinase ATPyruvate


43/145


44/145

Glycolysis: Pemecahan Glukosa dalam

Sitoplasma

Glucose-6-

phosphate

Glucose-1-

phosphate

UDP-glucose

Glycogen

GlucoseHexokinase

Fructose-6-phosphate

Fructose-1, 6-biphosphate

Glyceraldehyde-3-phosphate

Dihydroxyacetonephosphate (DHAP)

Glycerol

Glyceraldehyde-1,

3-bisphosphate

Glycerate-3-

phosphate

Glycerate-2-

phosphate

Phospho

-enol-

pyruvate

NAD + Pi

NADH + H+

ATP

ATP

ADP

ADP H2O

H2O

Pyruvate

Lactate

Lac

tate

De

hy

drogenase

ATPADP

ATPADP

ATPADP

gluconeogenesis


45/145

Kerja Laktat Dehidrogenase


46/145


47/145


48/145


49/145

Metabolisme Glukosa di Hati


50/145

Regulasi dari GlikolisisSama seperti jalur metabolik lainnya, Glikolisis juga selalu

dikontrol oleh tubuh.; Proses ini dikontrol oleh 3 enzim

eksorgenik(tidak bisa bolak balik):

1. Hexokinase /glukokinase dihambat oleh Glukosa 6 PO 4 .

2. Phospho Fruktokinase dihambat oleh ATP & Citrat.3. Piruvat Kinase dihambat oleh ATP.

90% Kebutuhan energi pada Eritrosit Mamalia disediakan Glikolisis.

Jaringan Yang Menghasilkan Laktat:

Otot rangka, Eritrosit, Otak, Usus, Medulla Ginjal, Kulit

Jaringan yang mengambil Laktat : Hati , Ginjal & Jantung.

Kecuali pada keadaan hipoksiamaka Hati , Ginjal dan Jantung

menghasilkan laktat.

Anaerob men hasilkan 2 Mol ATP Aerob :8 mol ATP


51/145

Piruvat dirubah menjadi Acetaldehyde


52/145

Piruvat dirubah menjadi Acetaldehyde

oleh enzim Pyruvat Decarboxylase.

Acetaldehyde dirubah menjadi ethanol

oleh enzim Ethanol dehydrogenase.

Pada Keadaan anaerobik dimana Glikolisis

Tubuh akan membentuk NAD dari NADH dalamkeadaan tanpa oksigen atau glikolisis berhenti.

Pyruvat menjadi Laktat : Pada Binatang &

Laktat Bakteri.

Pyruvat menjadi ethanol : Pada fermentasi

alkohol pada Ragi.


53/145

Siklus 2 3 Biphosphoglicerat


54/145

Siklus 2,3 Biphosphoglicerat

Human Hb and binding site for 2 3 BPG


55/145

Human Hb and binding site for 2,3 BPG

2 3 G ifik ik d &


56/145

2.3, BPG : spesifik terikat pada Deoxy HB & Mempeng- aruhi affinitas Oksigen dari Hb.

Kecepatan Glikolisis mepengaruhi affinitas oksigen pd Hb dengan perantara 2,3 BPG.

Jadi gangguan yang diturunkan met glikolisis mempenga-

ruhi kapasitas darah mengangkut oksigen . Bila Terjadi Deff Hexokinase maka Kadar 2,3 BPG turun

dan affinitas oksigen padaHb meningkat.

Bila Terjadi Deff.Piruvat kinase maka kadar 2.3BPG naik,

akibat blokade reaksi terakhir glikolisis Jadi affinitas

oksigen pada Hb menurun.

Kekurangan enzim Hexokinase


57/145

Kekurangan enzim Hexokinase - Penyakit keturunan

-RBC mengandung 2.3 BPG yang rendah(Turun)

- Hb ini mempunyai affinitas ke Oksigen tinggi

atau kuat yang abnormal.

- Kurve saturasi oksigen di RBC bergeser kekiri.

- Jadi lebih sedikit oksigen tersedia di Jaringan (Hipoxia)

Kekurangan enzim Piruvat kinase(Anemia Hemolitik)

Blokade reaksi terakhir, Affinitas Oksigen pd Hb turun. - Produksi ATP tidak cukup, mengurangi aktifitas dari Na+& K+

merangsang pompa ion ATP ase yang akan mempertahankan bentuk

sel membran sel eritrosit.

- RBC membengkak dan Lisis.

Metabolisme dari Glikogen


58/145

Metabolisme dari Glikogen Glikogenesis = Pembentukan Glikogen Intraseluler dari Glukosa.

Glikogenolisis = Pemecahan Glikogen intraseluler.

Depo Glikogen terbanyak pada Hati & Otot

- Pada keadaan makan yang baik 4-10% berat hati adalah

Glikogen, sedang 1-2% ;Berat otot adalah glikogen. Depo

glikogen di Otot 2 Kali lipat dari di Hati.

DEPO GLIKOGEN DI JARINGAN:

Glikogen hati : 4% = 72 g ( Berat hati : 1800g)

Gliogen Otot : 0.7% = 245 g ( Massa Otot : 35 kg)

Glukosa Ekstraselluler : 0.1 % , Volume total: 10 l

Simpanan Glikogen di Hati bertahan 12- 24 jam,

Tergantung makanan yang dimakan sebelum puasa dan aktifitas

an dilakukan selama uasa.

Struktur Glikogen &


59/145

Struktur Glikogen &Percabangannya

Sintesa Glikogen


60/145

Sintesa Glikogen

Metabolisme Glukosa & Glikogen di hati


61/145

Metabolisme Glukosa & Glikogen di hati


62/145

glycogen

glucose-1-P

Glucose-6-Phosphataseglucose-6-P glucose + Pi

fructose-6-P

Phosphofructokinasefructose-1,6-bisP

Glycolysis continued


63/145

Sintesa Glikogen

-Branching enzyme memindahkan 7 residu dari cabang ke hidoksi C6 rantai sebelahnya sehingga membentuk Ikatan 1,6 Glikosidik.

- Glukosa 6 Phosphat yang berasal dari darah sebagai prekursor

utama untuk sintesa Glikogen.

- Glukosa 6 Phosphat sebagai penghubung penting dari metabolisme

CHO, dan sebagai perantara dari semua Jalur metabolisme CHO.

-Glukosa 6 P dirubah menjadi Glukosa 1 P sebagai substrat dari

Glukosa 1 Phosphat uridyl transferase (UDP Glukosa Pyrophos-

phorilase). Secara kimiawi molekul glukosa yang tidak reaktif

dibuat menjadi reaktif dengan tambahan Uridine Phosphat (UDP),

untuk membentuk UDP Glukosa.

D i Gl k 1 P j di UDPG


64/145

Dari Glukosa 1 P menjadi UDPG


65/145

Pyridoxal phosphate(PLP), adalah derivat

vitamin B6, sebagai

prosthetic group untuk

Glycogen Phosphorylase.

pyridoxal phosphate (PLP)

NH

C

O

P

OO

O

OH

CH3

C

H O

H2

UDPG menjadi alpa(1->4) lingkage


66/145

UDPG menjadi alpa(1 >4) lingkage

Si t Glik


67/145

Sintesa Glikogen

-UDPG sebagai Prekursor perantara Glikogen ( Residu glukosa

berakhir pada terminal UTP).

- Pembelahan Ppi terjadi melaluiPyrophosphatase sebagai reaksi

yang Irreversible. - Glycogen synthetasemengkalisir penambahan residu glukosa

yang baru ke akhir Carbon 4. (Akhir yang tidak terreduksi) dari

pertumbuhan rantai yang akan membentuk ikatan 1,4, tapi ini

hanya terjadi bila ada paling sedikit 4 rantai residu. - Enzyme diregulasi oleh modifikasi kovalen melalui Phosphorilasi.

* P = Inactive. Dibandingkan Phosphorylase dimana P = Aktif.

Glikogenolisis(M j di l k di H ti & i j l)


68/145

Glikogenolisis(Menjadi glukosa di Hati &ginjal)di hati dan Otot.Anaerobik menjadi Laktat; aerobik jadi

CO2


69/145

Glikogenolisis.

- Glycogen Phosphori lasememecah Glikogen menjadi unit-unit

Glukosa 1 Phosphat dari akhir yang tidak terreduksi.

- Ini Mengandung ikatan untuk : - Glikogen

- AMP ( Allosteric Activator) - ATP ( Allosteric Inhibitor)

- Glukosa ( Allosteric Inhibitor)

- Glukosa 6 P ( Allosteric Inhibitor)

- Pi -Pyridoxal Phosphat derivat Pyridoksin sebagai Koenzim Glycogen

phosphorilase.


70/145

Glikogenolisis

-Enzim ini dalam bentuk inaktif b, dan bentuk aktif a fosforilasi - Bentuk a Phosphorylase terikat Phosphatase, yang dapat memin-

dahkan Phosphat dari enzym dan disimpan dalam bentuk inaktif b

- Tahap-tahap yang meregulasi tahap Phosphorilasi

- Protein Kinase A

- Phosphorilase Kinase.

-Glicogen Phospholrylase memindahkan unit glukosa satu persatu

sampai tinggal 4 pada percabangan melalui alpha 16.

-Phsopho glukomutasemerubah G-1-P menjadi G-6-P.

- G-6-P masuk glikolisis di otot.

- G-6-P di usus, hati dan ginjal dpt dirubah jadi Glukosa oleh

G-6 Phosphatase ( yang tidak ada pada otak dan otot).


71/145

Figure 4. Glycogenolysis and the fate of glycogen in muscle.

lactate dehydrogenaseLactate

anaerobic

pyruvate

dehydrogenaseAcetyl CoA

MUSCLE PATHWAYGlycogen

Pi

glycogen

phosphorylase

phosphoglucomutase

Glucose-1-phosphate

Glucose-6-phosphate

glycolysis

Pyruvate

CO2

citric acid cycleaerobic


72/145

Glikogenolisis

- Tranferase/Debranching enzyme ( 2 enzim)diperlukan untuk memindahkan cabang-cabang darui struktur glikogen:

-Maltoriosyltransferasememindahkan 3 residu ( dari sisa 4 4 cabang) pada akhir percabangan ke akhir reduksi cabang

lainnya membentuk 1-4 sambungan pada akhir cabang.

- 1.6 Glucosidase memindahkan residu dengan ikatan 16.

Glycogenesis & Glycogenolysis


73/145

Glycogenesis & Glycogenolysis

GlycogenesisPembentukan

glycogen bila suplai

glucose lebih dari

kebutuhan sel akan

sintesa ATP.

Glycogenolysis

Pemecahan glycogen

sebagai respons thdp

kadar Gula darah

rendah. Figure 24.12

Glycogen Storage DiseaseSymptoms, in addition to

l l ti


74/145

y g gglycogen accumulation

Type I, liver deficiency of

Glucose-6-phosphatase(von

Gierke's disease)

hypoglycemia(low blood

glucose) when fasting, liver

enlargement.

Type IV, deficiency of

branching enzymein various

organs, including liver(Andersen's disease)

liver dysfunctionand early

death.

Type V, muscle deficiency of

Glycogen Phosphorylase

(McArdle's disease)

muscle crampswith exercise.

Type VII, muscle deficiency of

Phosphofructokinase.

inability to exercise.

Glukoneogenesis


75/145

g(Pembentukan glukosa dari Perantara metabolik)

Fungsi:

Membentuk glukosa dari Piruvat Untuk mempertahan kadarglukosa darah. Terutama Otak dari Hipoglikemia & pembentukan ATP tetap berlangsung

Lokasi :Sitosol dari hati dan Ginjal. Bukan di Otot

Hubungan dengan Jalur/ jalan metabolik lainnnya: Piruvate masuk,. Glukosa keluar dari jalur. Laktate masuk, glukosa keluar dari J alur. Hubungan dengan metabolisme Asama amino dan protein:

Alanine masuk, Glukosa & Urea keluar (Alanine dapat sebagaiderivat dari beberapa asam amino)

Asam amino acids lainnya dapat dimetabolisme menjadipiruvat atau Oxaloasetat. Untuk menghasilkan glukosese

Hubungan dengan Metabolisme Lemak:

Gliserol dari trigliserida masuk, glukosa keluar/ dihasilkan.


76/145


77/145


78/145lukoneogenesis(P b t k l k d i P t


79/145

g(Pembentukan glukosa dari Perantara

metabolik)

Regulasi: Hormonal atau Signal primer: Level diTubuh/jaringa dgn ikatan

(phosporylations)

Insulin ( Kadar gula darah tinggi) dihentikan.

Glukagon diaktifkan Acetyl-CoA diaktifkan ( Indikasi membentuk perantara metabolik

yang berarti banyak energi)

Phosphorilasi dari beberapa enzim akan diaktifkan di hati.

Cellular Allosterics or Secondary Signals

Glucose dihentikan Fructose 2,6-biphosphate menghambat Fructose 1,6-biphosphatase

Signal gluloosa rendah di aktifasi.

Kadar energi tinggi di aktifasi. Kadar energi rendah dihambat.


80/145

ATP pada Glukoneogenesis Pengunaan ATP

6 ATP

2 lactate + 6 ATP (equivalents) ----> glucose

Reaksi keseluruhan: 2 lactate + 4 ATP + 2 GTP---->

Glucose + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi 2 pyruvat + 4 ATP + 2 GTP

+ 2 NADH + 2H+ ---->

Glucose + 4 ADP + 2 GDP + 6 Pi + 2NAD+

Reaksi khusus Glukoneogenesis


81/145

g

Dua Reaksi dibawah ini merubah Piruvat menjadi Phospho

enol piruvat(PEP) untuk mengawali Glukoneogenesis.

Dengan enzim sbb:- Pyruvate carboxylase - Phosphoenol piruvat carboxy kinase (PEPCK)

Pyruvate carboxylase mengkalisir reaksi sbb:

Pyruvate + CO2+ ATP ----> Oxaloacetate + ADP

Secara allosterik diaktifasi oleh asetil Ko A yang secara bersa maan menghambatpyruvate dehydrogenase( merubah

pyruvate menjadi acetyl-CoA)

Cara ini ada keseimbangan penggunaan Piruvat antara

Glukoneogenesis dan Degradasi Oksidative.

Seperti Carboksilase lainnya memerlukan biotin sebagai grup

prostetik yang membawa CO2



82/145

g

Phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK) mengkatalisir: Oxaloacetate + GTP ---> Phosphoenolpyruvate + CO

2+ GDP

Rate-limiting dan khusus untuk tahapglukoneogenesis. Energi yang dipakai adalah GTP. Pada manusia enzim PEPCK dijumpai pada sitosol dan

Mitokondria Fructose 1,6 bisphosphatase: F -1,6-P ---> F-6-P

Membentuk siklus yang siklus yang tidak menghasilkan (energi yang dibentuk, yang lain enegi digunakan) dengan

phosphofructokinase-1 (PFK-1). Jika enzim-enzim ini tidak di regulasi maka ATP akan di

hidrolisa dan hilang tanpa konservasi energi. Panas akan

dihasilkan sebagai penggatinya. Ini penting pembentukan Panas untuk shivering reflex ( Refleks menggigil). Regulasi enzim ini adalah resiprok ke PFK-1 (Reaksi

selanjutnya)



83/145


Glucose-6-phosphatase: G-6-P -----> glucose Reaksi ini unik untuk jaringan menghasilkan glukosa

Contohnya: Hati dengan Ginjal lebih sedikit..

Bersama dengan hexokinase/glucokinase, juga

menghasilkan siklus yang tidak hasilnya..

Glucose 6-phosphate, dihasilkan dari bagian

terdahulu dari jalur glukoneogeni, yang diangkut ke

Retikulum endoplasmik untuk dephosphorilasi

Glukose dan Pi kemudian kembali ke sitosol.

Glukose diangkut ke darah sedabf P tetap dalam sel,.

Reaksi Glukoneogenesis


84/145

Enzim- enzim Enolase; phosphoglyceromutase; phosphoglyceratekinase; glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase; triose

phosphate isomerase; aldolase . Reaksi Glukoneogenesis adalahmembalik reaksi Glikolisis yang merubah 2 molekul phosphoenol

pyruvate menjadi 2 molekules fructose-1,6-bisphosphate.Ingat: Free Energy Table untuk bioenergetika untuk rekasi-reaksi ini

Aliran carbon dari jalan Gluconeogenik tergantung padaprekursor glukoneokenik yang khusus untuk mengawali jalurini.

Catatan : Untuk laktat dan alanine, lokasi dari reaksi

berhubungan menjaga keseimbangan dan sumber NADH Untukbiosintesa dalam sitoplasma Laktate adalah sumber utama carbon dari glukoneogenesis yang diturunkan

dari sel darah merah atau dari Otot selama olahraga. (Lihat Cori cycle di darahdan Otot).

Reaksi Glukoneogenesis dari Laktat
http://dwb.unl.edu/Teacher/NSF/C11/C11Links/www.fordham.edu/Biochem_3521/lect15/glycolysis.htmlhttp://dwb.unl.edu/Teacher/NSF/C11/C11Links/www.fordham.edu/Biochem_3521/lect15/glycolysis.html


85/145

Reaksi Glukoneogenesis dari Laktat Laktat dan asam amino melepaskan karbonnya melalui

oksaloasetat(OAA), Susstrat untuk phosphoenolpyruvatecarboxykinase(PEPCK). Akibatnya ada kebutuhan mutlak

untuk NADH selama pembalikan dariglyceraldehyde 3-

phosphate dehydrogenase. Dimana Laktat sebagai substrat,

NADH dihasilkan dalam sitosol melalui laktate

dehydrogenase[ Gambar Lactate ---> pyruvate].

Phosphoenolpyruvate yang diperlukan didapat dari

Mitokondria melaluiPEPCK, dengan oksaloacetate

diturunkan dari pyruvate carboxylase.

Phosphoenolpyruvate diangkut keluar dari Mitokondria kesitosol dan proses ini melalui seri reaksi-reaksi untuk sintesa

Glukosa..

Glukoneonegensis dari Alanine


86/145

Alanine adalah asam amino penting sebagai prekursor glukosa

Alanine, seperti laktat dirubah jadi piruvate.

Walaupun demikian, karena metabsolismenya tidakmenghasilkan NADH dalam sitosol., malate akan

diangkut dari mitokondria untuk menghasilkan

phosphoenolpyruvate dan NADH dalam sitosol. .NADH

merubah Tahap G3PDH ( Lihat Gambar panah yangtebal)

Seperti Laktat, alanine dapat dihasilkan dalam jumlah

besar oleh otot, Terutama pada keadaan kelaparan

jangka pendek ( beberapa hari).

Siklus Glukose-alanine mirip siklusCori , Dimana ini

menerangkan pentingnya hubungan antara otot dan hati,

dimana alanine sebagai substrat, piruvat dihasilkan via

alanine aminotransferase.

Glukoneogenesis dari Gliserol


87/145

g Perubahan Glycerol menjadi Glukosat erjadi hanya

di sitosol dan ini sumber penting untuk menghasilkan

glukosa.

Reaksi Pertama (1), glycerol kinase, melibatkan

Fosforilasi oleh ATP menjadi gliserol phosphat, dimana

ini akan dimobilisasikan menjadi glyceraldehyde 3-phosphate (triose phosphates) bila diperlukan.

Lebih sedikit energi yang digunakan untuk

menghasilkan glukosa dari gliserol, karena hanya 1

tahap ATP- dependet (glycerol kinase) diperlukan

dan tahap NADH diperlukan (glyceraldehyde 3-

phosphate dehydrogenase) dibypassed.

Glukoneogenesis dari Fruktosa


88/145

Glukoneogenesis dari Fruktosa

Glukoneogenesis


89/145

Phosphoenolpyruvate carboxykinase(PEPCK) diregulasi olehinduksi (de novo synthesis of the enzyme) dan pertukaran enzim

(protein or enzyme destruction). Waktu paruh (t1/2) ( Waktu paruh dimana enzim dipecah atauhabis separuhnya), sekitar 10 jam.

Bila Puasa dimulai. Maka akan terbentuk kenaikan sintesa

PEPCK, dan menaikan kadar aktifitas protein . Seperti enzim-enzim khusus Glukoneogenesis,pyruvatecarboxylaseand glucose-6-phosphatase, diiinduksi

( Sehingga lebih banyak sintesa enzim)

Selama Puasa,acetyl CoA ( dari pemecahan asam lemak)Secara alosterik mengaktifasi pyruvate carboxylase.

Secara berurutan,pyruvate kinase akan dihambat olehphosphorilasi dari enzime ( lihat Glycolisis ) dan Oleh ikatanalanine secara alosterik.

Glukoneogenesis


90/145

Fruktosa 1,6-bisphosphatase juga harus dikatifasi selama puasa.Ini didapat dengan mdenurunkan konsentrasi fructose 2,6-

bisphosphate dila ada yang akan menghambat enzim Fructosa 1,6-bisphosphatase

Pembentukan fruktosa 2,6-bisphosphate diturunkan danpemecahan akan meningkat bila kadar gula darah rendah padapuasa.

Regulasi Allosterik dari fruktosa 1,6-bisphosphatase termasukaktifasi oleh Sitrate dan dihambat oleh AMP;

Berlawanan denganphosphofructokinase-1. Bila gula darah meningkat setelah makan maka sintesa dari

fruktose 2,6-bisphosphate akana menvghambat glukoneogenesisdan jumlah Enzim PEPCK akan turun juga akibat pemecahanprotein, dan turunnnya sintesa. Secara berurutanPFK-1 di aktifasidan produknya fructose-1,6-bisphosphate, akan mengaktifasi

pyruvate kinase.


91/145

Glukoneogenesis :dari laktat alanine &gliserol


92/145

gliserol

Glukoneogenesis: dari Laktat, Alanine &glycerol


93/145

glycerol

Prekursorsdalam hati terutama laktate, glicerol dan alanine(Derivat dari CHO,fat, dan Asam amino atau metabolisme protein )Walaupun Glukoneogenesis terjadi sebagian besarhati, Tapi Ginjal memberikan

Kontribusi selama kelaparan yang lama, Penggunaan glutamine sebagaisumber utama karbon.

Pada Kelaparan dimana simpanan glikogen di hati sedikit, Maka Glukoneogenesis

sangat penting untuk mempertahankan kadar gula darah.(homeostasis).Selama Olahraga berat, Glukoneogenesis mengijinkan asam laktat berasal dari

glikolisis di ototdan gliserol dari pemecahan lemak dapat digunakanuntuk suplemen kadar glukosa yang diperlukan jaringan lainnya.

Keempat Reaksi unik dari Glukoneogenesis(lihat panah tebal pada gambar diatas)Sbb:

pyruvate carboxylase (pyruvate ---> oxaloacetate)(mitochondrion) phosphoenolpyruvate carboxykinase(PEPCK) (oxaloacetate --->

PEP)(cytoplasm) fructose 1,6 bis-phosphatase(F-1,6-P ---> F-6-P) glucose-6-phosphatase(glucose 6-Pase)(G-6-P ---> glucose)

Glukoneogenesis di RBC


94/145

Glukoneogenesis di RBC

Glikolisis & Glukoneogenesis di Otot


95/145


96/145


97/145

GlG6PaseGlucose 6-P


98/145

CYTOPLASM

PyruvateMITOCHONDRION

Lactate

Pyruvate

OAAPC

NADH

NAD

LDH

GlucoseGlucose 6 P

Fructose 6-P-

Fructose 1,6 bisPF1,6BPase

PEP

DHAP + Glyceraldehyde 3-P

ATPPGK

G 3-P DH

ADP+Pi

ATP+

HCO3ADP

+ Pi

PEPPEPCK

GTP GDP+

HCO3

Alkohol & Glicerol pada Glukoneogenesis


99/145

- Glycerol dioksidasi oleh NAD+perubahan men jadi

Dehidroksi aseton Phosphat(DHAP).

- Perubahan Glicerol menjadi glukosa dihambat bila

kadar NADH meningkat.

- Akibat Minum alkohol akan mencegah prekursor utama

Glukoneogenesis seperti Laktat, Glicerol, Alanine untuk menjadi glukosa.

- Akibat Minum alkohol kadar NADH meningkat, maka

Laktat dehidrogenase cendrung membentuk Laktat. Piruvat yang berasal dari Alanine oleh proses Transami-

nasi akan direduksi oleh NADH menjadi Laktat.

HEXOSE MONOPHOSPHAT SHUNTReaksi Keseluruhan dari HMP Shunt


100/145

Reaksi Keseluruhan dari HMP Shunt2 Hexose-6-P + 4 NADP+ -----> Erythrose-4-P + 2 CO2+ Hexose-6-phosphate + 4 NADPH + 4 H

+

atau

Hexose-6-P + 4 NADP+ ---> Erythrose-4-P + 2 CO2+ 4 NADPH+ 4 H+

Write an overall equation for the pathway.

Reaksi dan hasil ATP dari fermentasi Sedoheptulosa

Reactants (3 C7+ 7 ATP) ---> Products (7 C3+ 14 ATP)

3 C7 ---> 7 C3+ 7 ATP

Dibandingkan

Reaksi dan hasil ATP untuk Fermentasi Glukosa.

Reactants (1 C6+ 2 ATP) ---> Products ( 2 C3+ 4 ATP)1 C6 ---> 2 C3+ 2 ATP


101/145

Pentose Phosphate Pathway

Glucose-6-phosphate

6-Phospho-glucono-lactone

6-Phospho-gluconate

D-Ribulose-5-phosphate

D-Ribose-5-phosphateRNA or DNA

Oxidative branch


102/145

Skenario dimana cell memerlukan NADPH tetapi tidak memerlukan ribose-5-P

NADPH digunakan untuk reaksi biosintesa dan Metabolisme glutathione

Glucose-6-P-dehydrogenase

Glucose Glucose 6-P

ATP ADP

6-Phosphogluconate

NADP NADPH

Ribulose 5-PCO2

NADPH

NADP6-Pgluconate dehydrogenase

Xylulose 5-P Ribose 5-P (5 carbons)

Sedoheptulose 7-P (7 carbons)

Erythrose 4-P

Transketolase

Transaldolase

Glyceraldehyde 3-P

Fructose 6-P

Fructose 6-P

TDP

TDP

Trans

ke

tola

se

Non-oxidative

branch

Glyceraldehyde 3-P

Glyceraldehyde-3-Pdan fructose-6-Pkembali ke Glikolisis


103/145

Ribulose 5-P

Xylulose 5-P Ribose 5-P (5 carbons)

Sedoheptulose 7-P (7 carbons)

Erythrose 4-P

Transketolase

Transaldolase

Glyceraldehyde 3-P

Fructose 6-P

Fructose 6-P

Glyceraldehyde 3-P

TDP

TDP

Trans

ke

tolase

Skenario dimana cell memerlukan ribose-5-P tetapi tidak perlu NADPH

Ribose-5-Padalah gula yang diperlukan untuk sintesa Asam Nukleat

Cabang Oxidative adalah umpan balik yang dihambat oleh kelebihan NADPH

pada glucose-6-P dehydrogenase

Nucleic acids


104/145

Glucose Glucose 6-P

Ribulose 5-P

6-Phosphogluconate

Ribose 5-P (5 carbons)

ATP ADP NADP NADPH

CO2NADPH

NADP

Glucose-6-P-dehydrogenase

6-Pgluconate dehydrogenase

skenario dalam cell memerlukan baik NADPH dan ribose-5-P

Nucleic acids

HUBUNGAN DENGAN GIZI: THIAMINE

( A )


105/145

- Digunakan oleh transketolase dan reaksi oxidasi dekarboksilasi

(contoh., PDH, aKgDH)

Kekurangan thiamin berpengaruh pada sintesa/ energi metabo-

lisme Asam Nukleat.

Sindroma Wernicke-Korsakoff dijumpai pada peminum

Alkohol kronis akibat kurang gizi.

- Kerusakan otak permanen akibat dari kekurangan asam nukleat

ini dapat dicegah.

Kekurangan thiamine pada individu yang diet tinggi CHO diet

(Seperti: nasi) menyebabkan beriberi

pasien mudah lelah.

Kegagalan jantung (cardiac decompensation)

Kekurangan Energi akibat diet tinggi CHO yang perlu PDH

(VITAMIN B1) BERI-BERI

un


106/145HMP Shunt


107/145

Pentose Phosphate Pathway (PPP)

-- Dikenal jugaHexose Mono Phosphate shunt orphosphogluconate pathway

Jalur ini terdiri dari 3 bagian: Tujuan:

-Menghasilkan NADPH untuk biosintesa sel dariNADP.

- Menghasilkan Ribosa 5 Phosphat Untuk sintesa asam nukleat. - Cabang Oksidative

-Isomerisasi dan epimerisasi - Pembelahan Carbon-carbon dan reaksi pembentukan

HMP Shunt : Fungsi, Lokasi, Regulasi Lokasi : semua Jaringan


108/145

Lokasi : semua Jaringan

Berhubungan dengan :

Glikolisis dan glikogen melalui G-6-P Menggunakan beberapa enzim yang sama dengan Glikolisis.

Sinresa RNA dan DNA melalui ribose 5-P

Regulasi:

Terutama pada kadar glucose-6-phosphate dehydrogenase

NADPH menghambat NADP+ Aktifasi

High G-6-P aktifasi Sebenarnya NADP dan NAD berkompetisi pada lokasi enzim yang sama,

sehingga rasio keduanya mempunyai arti yang penting. Bila ATP dibentuk, maka sedikit NADPH dibentuk. Bila

Rasio NAD/NADH rendah (signal Cukup ATP), NADPH

dibentuk Normal ratios selama istirahat NADP/NADPH = 0.014

di Hati NAD/NADH = 700

Fungsi berarti dari jalur HMP Shunt

1) 1 S b d i NADPH U k i R d k if


109/145

1) 1.Sumber dari NADPH Untuk sintesa Reduktif:- Sintesa asam lemak

- Pemanjangan rantai asam lemak- Sintesa Kolesterol.- sintesa Neuro transmiter

2. Sumber Gula pentose untuk sintesa asam Nukleat

3. Sumber NADPH untuk mempertahankan glutathionedalam stadiun tereduksi

Jalur yang memerlukan NADPH untuk detoksifikasi:a. Reduksi dari Oksidasi Glutathioneb. Cytochrome P 450 Monooxigenase.

HMP Shunt


110/145

1. Reaksi pada sitosol.

Tahap Pertama: Glukosa 6 P dirubah menjadi 6 Phophogluko-

nolaktone dikatalisir oleh enzimG6P

Dehidrogenase. NADP khusus dehidrogenase

6 Phophoglukonolaktone dirubah oleh

enzim Glukolactonase menjadi 6 Phospho

gluconate.

-

HMP Shunt


111/145

Tahap kedua:

Perubahan 6 Phosphoglukonolactone menjadi

Ribulosa 5 Phosphat dan CO2. Oleh enzim6 Phosphoglukonat Dehidrogenase.

Ini menghasilkan 2 NADPH & 1 CO2.

2.Perubahan Ribulosa 5 Phosphat menjadi Ribosa 5

Phosphat : Reaksi Isomerisasi melalui enendiol.Ribulosa 5 Phophat juga dapat berubah menjadi

Xylulosa 5 Phosphat oleh enzim epimerisasi.


112/145


113/145Transaldolase


114/145


115/145Transketolase


116/145


117/145


118/145

Reaksi HMP Shunt lanjutan


119/145

3. Perubahan Antar Pentosa, Heksosa & Triosa.

Dikatalisir oleh enzimTransketolase & Koenzim TPP serta enzim Trans aldolase.

Transketolase tahap pertama:

Xylulosa 5 P + Ribosa 5 P Gliseraldehide 3 P + Sedopheptulosa 7 P

Tahap Transaldolase: tanpa koenzim.

Sedopheptulosa 7 P + Gliseraldehide 3 P

Erithrosa 4 P + Fruktosa 6 P

Transketolase tahap kedua:Memerlukan TPP sebagai

Pembawa unsur 2 karbon unit.

Reaksi Keseluruhan HMP Shunt3 Gl k 6 P 6 NADP+


120/145

3 Glukosa 6 P + 6 NADP+

3 CO2+ 6 NADPH + 6 H+

+ 2 Fructosa 6 P + Glyceraldehide 3 P

2 Fructosa 6 P & Glyceraldehide 3 P akan masuk dalam Glikolisis, yang akan

menghasilkan NADH. ATP, dan Piruvat.

Perbandingan Net Energi dari 3 moles G-6-P


121/145

Melalui HMP Shunt: - 3 Moles NADPH

- 3 Moles CO2

- 5 Moles NADH

- 8 Moles ATP

- 5 Moles Piruvat.

-

Melalui Glikolisis : - 6 moles NADH

- 9 Moles ATP

- 6 MolesPiruvat.

H2O2 glutathione2 H2O

SUMMARY OF ANTI-OXIDANT ENZYMES


122/145

pentose pathway

g

peroxidase

2 GSH

GSSG

glutathione

reductase

Figure 5. Metabolism of glutathione and its relationship to the pentose phosphate pathway

NADPH + H+

NADP+

G6PDH or 6PGDH

Glutathione peroxidase:

2 GSH + H2O2GSSG + 2 H2O

Uses selenium as a cofactor

Catalase : 2 H2

O2

H2

O + O2

Superoxide dismutase:

2 O2-+ 2H+H2O2+ O2

Mitochondrial - Mn2+cofactor

CytoplasmicCu2+

-Zn2+

cofactors;mutations associated with familial

amyotrophic lateral sclerosis (FALS)

Pentingnya HMP Shunt pada RBC


123/145

- Fungsi dari RBC dalam lingkungan yang tinggi

oksidasinya dan sangat rentan terhadap kerusakan akibat induksi radikal bebas oksigen.

RBC transport Oksigen.;

Macrophage menghasilkan spesies oksigen aktif,

yang penting sebagai bagian dari fungsi sitotoksik.

- Molekul Glutation terreduksi (GSH) ada di RBC,

macrophage dan sel lainnya, ini akan menangkap

radikal bebas dan berpartisipasi dalam mereduksi

Peroksida.

Lanjutan

Reaksi ini mengggunakan GSH, dan menghasilkan


124/145

GSSG ( Oksidasi Glutation).

- GSSG tidak efektif membersihkan Radikal bebas, dan harus direduksi.

-Enzim Glutation Reduktasemenhasilkan GSG.

- Pentosa Pathway menghasilkan NADPH yang penting.

GGSG + NADPH + H+ 2 GSG + NADP+

KEKURANGAN ENZIM G6P DEHIDROGENASE


125/145

- Gangguan pada RBC dengan defect pada X linked

dalam gena mengkode G6P Dehidrogenase. -RBC tergantung pada enzim G6PD untuk sumber

NADPH untuk mempertahankan kadar Glutation

tereduksi ( GSG), sebagai pertahanan utama pada keadaan stress Oksidatif ( Infeksi, kacang Kava, obat

obat tertentu).

- Insidens Defisiensi Enzim G6PD : 7 % populasi dunia : 2% di Amerika.

- Biasanya Deff G6PD : asimptomatik.

Reaksi di katalisir Glucose 6 PhoshatDehidrogenase


126/145

g



127/145

Deff G6PD dapat terjadi anemia Hemolitik bila

Makan obat-obatan sbb: - Trimethoprime/ Sulfanamide]- Primaquin ( Obat malaria Kina)

- Aspirin dan sejenisnya.

- Nitrofurans.

- Phenacetin.

- Kacang Fava ( Untuk Caucasus)

- Beberapa tipe Infeksi terjadi kenaikan pembentukan

radikal Oksigen akibat dari stress Oksidatif olehInfeksi Speciex Haemophillus Influenzae.

Fava Beans


128/145

Can cause acute haemolysis in patients

with G6PD deficiency



129/145

- Akibat Defisiensi Enzim G6PD maka

- Kadar H2O2Meningkat.

- Kadar Enzim Peroksidase/katalase turun.

RBC tergantung pada HMP Shunt untuk pembentukanNADPH agar dapat mempertahankan Glutathion

terreduksi (GSG) terlibat dalam Integritas membraneritrosit.

- Deff G6PD total sering pada Janin Laki-laki lahir

mati atau setelah lahir ikterus berat. Deff G6PD Partial : Dapat dibantu dengan suplemen

Antioksidan ( VitaminA,E, C) dan enzim catalase.

Laktosa Intolerans


130/145

- Akibat kekurangan atau tidak adanya Enzim Laktase

- ( biasanya ada di Brush Border instesinum)

- Dapat secara Heriditer atau Fungsional ( karena lama

tidak minum susu, sehingga terjadi Dysfunctional

Atrophy dan hilangnya atau kurang enzim L aktase)- Gejala : Perut Kembung, sampai Keram di Perut,

diarea seelah minum susu.

- Pengobatan: Menghindari semua produk susu- - Pemberian Enzim Laktase bila minum produk susu

- - Minum susu Low Lactose Milk atau susu kedelai

Diabetes Mellitus


131/145

Terdiri dari 2 Golongan:

1. IDDM ( Insulin Dependent Diabetes Mellitus) 2.NIDDM (Non Insulin Dependent DM).

Etiologi : Akibat kekurangan atau tidak ada sama sekali

Insulin yang dihasilkan oleh Cell beta Pancreas.

Faktor keturunan sangat berberan terjadinnya DM

Selain itu bisa juga akibat obesitas sehingga Insulin yang

dihasilkan tidak mencukupi.

Penyebab lain adanya kerusakan Pancreas.

Klasifikasi Etiologis DM1. Diabetes Tipe-1 : destruksi sel beta


132/145

p

2. Diabetes Tipe-2 : resistensi insulin disertai

gangguan sekresi insulin

3. Diabetes Tipe lain

- Penyakit pankreas : Pankreatitis,tumor pankreas,

- Endokrinopati :Acromegali, sindr. Cushing,hipertiroid

- Karena obat : Glukokortikoid, hormon tiroid, tiazid

- Infeksi : Rubella, CMV- Imunologi (jarang) : Antibodi anti insulin

- Sindroma genetik : Sindr. Down, Klinefelter, Turner

4. Diabetes Gestasional

Diagnosa DM


133/145

Diagnosa DM :

Gejala khasGD Puasa > 126

GD Sewaktu > 200

Normal Gula darah Puasa : 70- 110 mg/dl

Keluhan tidak khas

GD Puasa > 126 (2x)

GD Sewaktu > 200 (2x)

TTGO 2 jam > 200

Gejala-Gejala & Komplikasi DM 1 Poliphagia : Banyak Makan


134/145

1. Poliphagia : Banyak Makan

2.Polydispsia : Banyak Minum 3.Poliuria : Banyak kencing, bangun malam

lebih dari 2-3 kali untuk kencing.

4. Gatal- Gatal. 5.Badan semakin kurus.

Komplikasi yang sering: Koma Hypo & Hyperglycemic., Kelainan ginjal

Retino diabeticum, Foot Diabeticum,Atherosclerosis


135/145

Target Pengobatan DM menurut

American Diabetic AssociationHbA1c < 6-7%

Tekanan darah : < 130/< 80 mmHg

LDL cholesterol : < 100 mg/dlHDL cholesterol

Men > 45 mg/dl

Women > 55 mg/dlTriglycerides : < 150 mg/dl

Kontrol dari Kadar GlukosaHiperglikemia


136/145

Hiperglikemia

- Gula darah meningkat.(GDS>200mg/dl;GDP>126mg/dl) - Insulin akan merangsang pembentukan Glikogen di-

dalam sel hati (Glikogenesis); & menghambat

perubahan glikogen menjadi glukosa (glikogenolisis)

Hipoglikemia

- Gula darah menurun,(Gula darah Puasa


137/145

Insulin:

- Hormon yang dihasilkan oleh sel beta pankreas.

- Disimpan sebagai Proinsulin ( Bentuk belum aktif)

dalam granule yang kecil

- Insulin keluar bila kadar glukosa darah naik >100mg/dl.

- Merangsang pengambilan glukosa oleh jaringan yang

- terikat membran reseptor. Ini mengijinkan glukosa- Masuk kedalam sel.


138/145


139/145

Kontrol Glukosa Darah Glukagon


140/145

- Hormon Glukagon juga dihasilkan oleh pankreas

dalam bentuk tidak aktif.- Bila kadar Glukosa darah rendah akibatnya glukagon berubah

menjadi aktif dan dilepaskan.

- Akibat masuknya Glukagon kedalam sel hati merubah glikogen

menjadi glukosa yang akan dilepas kedalam darah.

Epinephrine (Adrenalin):Flight or Fight hormone

- Kerja mirip Glukagon tapi efeknya di Otot dan

sistim syaraf.

- Akibatnya sangat cepat , maka semua sistim siap kerja.

FASTING Well-fed


141/145

Glucose

G-6-P

Fructose-6-P

Fructose-1, 6- bis-P

G-6-P

Fructose-1, 6- bis-P

Fructose-6-P

Glucose

PEP (3C)

PEP

Pyruvate Pyruvate

Oxaloacetate

- INSULIN +

+ Glucagon -

-

-++

+

Cortisol

PEPCK

Stadium 1postparandial

Semua jaringan menggunakan glucose


142/145

Stadium 2postabsorptive

Kunci Mempertahankan glukosa darah

GlycogenolysisGlucogneogenesis

Lactate

Pyruvate

Glycerol

AA

PropionateSpare glucose by metabolizing fat

Stadium 3- Awal Kelaparan

Gluconeogenesis

Stadium 4

Pertengahan Kelaparan

gluconeogenesis

Ketone bodies

Stadium 5 Kelaparan (Puasa jangka

panjang)

Metabolisme & Pemakaian Karbohidrat PadaJaringan Tertentu


143/145

Otot Jantung dan Skletal

Stadium makan Oksidasi glukose/produksi dan menyimpan glikogen (fed)

Stadium Puasa jangka pendek Pemcahan glikogen (fasted state)

Bergeser kepada sumber tenaga lainnya Pada fase Puasa (fatty acids)

Adiposa dan Hati

Glukosaacetyl CoA

Glukosa ke gliserol untuk sintesa trigliserida

Hati melepaskan Glukosa untuk jaringan lainnya Sistim Syaraf

Selalu menggunakan glukosa Kecuali Puasa jangka panjang

Traktus Reproduksi/ Gld. mamma

Glukosa diperlukan oleh fetus

Lactose Susu bagian utama dari KarbohidratSel Darah Merah

Tidak ada mitokondria

OKsidasi glukosa menjadu laktate

Lacktate kembali ke hati untuk Glukoneogenesis

Masalah yang harus didiskusikan 1. Pelajari klasifikasi dan Fungsi Karbohidrat ditubuh.


144/145

2. Pelajari Regulasi Glikolisis oleh Phophorilasi dan

dephosphorilasi. Enzim-enzim eksorgenik dan yang

dapat menghambat kerja enzim- enzim Glikolisis.

3.Berapa banyak ATP yang dihasilkan dan dipakai selama

Glikolisis anarob dan aerob. 4.Pelajari kerja dan hubungannya dengan RBC pada

siklus 2,3 Biphosphoglicerat.

5. .Apa pentingnya Glikolisis dalam tubuh manuasia? 6.Pelajari Proses/metabolisme yang terlibat pada puasa.

Masalah yang harus dipelajari


145/145

1. Apa yang terlibat( Hormon dan proses)pada puasa

jangka pendek ( 6- 24 Jam).

2.Apa yang terlibat ( Hormon & proses) pada puasa jang-

ka Panjang ( > 24 Jam).

3.Apa bahaya bagi Penderita DM yang tidak terkontrol berpuasa selama 24 Jam.

4.Mengapa Orang DM Boleh makan buah-buahan banyak

5.Apa Manfaat/keuntungan dan Kerugian dari Serat. 6. Pelajari Enzim-enzim yang terlibat pada Glicogenesis,

Met Cho i Pskg12

Documents

Transcript of Met Cho i Pskg12