REAKSI-REAKSI BIOKIMIA SEBAGAI SUMBER GLUKOSA DARAH

Transkripsi

1 REAKSI-REAKSI BIOKIMIA SEBAGAI SUMBER GLUKOSA DARAH Dr. MUTIARA INDAH SARI NIP:

2 DAFTAR ISI I. PENDAHULUAN...1 II. III. SUMBER GLUKOSA DARAH...2 PERAN HORMON DALAM PENGATURAN GLUKOSA DARAH...8 IV. RANGKUMAN DAFTAR KEPUSTAKAAN...11

3 I. PENDAHULUAN Glukosa yang berada di darah lazim disebut sebagai kadar glukosa darah (KGD). Konsentrasi glukosa darah yang normal berkisar pada nilai 100 mg/dl sampai 110 mg/dl. KGD sering dipergunakan sebagai parameter keberhasilan metabolisme di dalam tubuh, dimana akibat kondisi tertentu sehubungan dengan konsentrasi glukosa di darah tubuh dapat mengalami keadaan yang disebut hipoglikemia yaitu kondisi penurunan kadar glukosa darah. Kondisi ini terjadi karena glukosa di darah untuk dapat masuk ke dalam sel-sel tubuh memerlukan hormon insulin. Kelebihan insulin akan menyebabkan penurunan konsentrasi glukosa di darah. Pada keadaan yang ekstrim dapat menyebabkan keadaan koma hipoglikemia ( jika KGD turun di bawah 20 mg/dl). Ini terjadi karena pasokan glukosa ke sel otak terganggu atau kurang karena sel otak sumber energinya hanya glukosa. Untuk mempertahankan KGD, di dalam tubuh dapat berlangsung beberapa proses yaitu: pencernaan dan absorpsi makanan mengandung karbohidrat, proses glukoneogenesis, dan glikogenolisis di hepar dan parenkim ginjal.

4 II. SUMBER GLUKOSA DARAH II.1. Katabolisme dan Absorpsi Karbohidrat Dalam Saluran Pencernaan. Karbohidrat dalam diet umumnya terdapat dalam bentuk zat pati, laktosa, sukrosa dan selulosa. Di rongga mulut, enzim α amilase saliva bekerja pada zat pati secara acak menghasilkan maltosa, beberapa glukosa, unit-unit moekul pati yang kecil / dekstrin. Memasuki lambung, karena tingkat keasaman yang tinggi ( HCl) kerja α amilase terhenti. Di usus halus, ph makanan menjadi alkali oleh sekresi dari saluran pancreas. Pencernaan dekstrin pati dilanjutkan oleh kerja enzim α amilase pankreas yang sama dengan enzim dari saliva. Bila kerja α amilase menghidrolisis zat pati sempurna, lumen usus halus akan mengandung glukosa, maltosa, isomaltosa, serta laktosa dan sukrosa dari diet. Selulosa yang dimakan adalah polisakarida yang pada manusia tidak ada enzim yang menghidrolisisnya dengan demikian tidak dicerna. Selanjutnya disakarida tadi (maltosa, isomaltosa, laktosa ) dihidrolisis pada brush border yang terdapat pada mukosa usus halus. Hidrolisis ini oleh kerja enzim disakaridase spesifik menghasilkan monosakarida. Monosakarida yang dihasilkan (glukosa, fruktosa, galaktosa) bersama glukosa dari lumen akan masuk ke sistem portal lalu ditransport ke hepar.

5 II.2. GLIKOGENOLISIS Deretan reaksi hidrolisis glikogen menjadi glukosa, kembali menjadi sumber energi. Merupakan proses katabolisme cadangan sumber energi. Enzim utama : Glikogen fosforilase, memecah ikatan 1-4 glikogen. Selanjutnya enzim transferase akan memindahkan 3 residu glukosil dari cabang terluar ke cabang lain. Pemindahan ini menyebabkan titik cabang 1-6 terpapar. Ikatan 1-6 akan diputus oleh debranching enzyme ( amilo [1-6]glukosidase ). Transferase dan Debranching enzyme akan mengubah struktur bercabang glikogen menjadi lurus membuka jalan untuk pemecahan selanjutnya oleh fosforilase menghasilkan glukosa 1 phosphat Glikogen + P1 Glukosa 1 Phosphat + Glikogen (n residu) (n-1 residu)

6 Glukosa 1 phosphat secepatnya dirobah menjadi glukosa 6 phosphat. Di hepar dan ginjal, Glukosa 6 phosphatase mengeluarkan phosphat dari Glukosa 6 phosphat difusi glukosa dari sel ke darah kenaikan KGD Pemecahan Glikogen Menghasilkan Glukosa FAKTOR YANG MEMPENGARUHI SINTESIS DAN PEMECAHAN GLIKOGEN Enzim glikogen fosforilase dan glikogen sintase merupakan enzim utama mengendalikan metabolisme glikogen.rangkaian reaksi yang berlangsung meliputi mekanisme allosterik maupun modifikasi kovalen akibat fosforilasi dan defosforilasi protein enzim yang reversibel.modifikasi kovalen banyak disebabkan oleh kerja camp, dimana banyak hormon bekerja melalui senyawa antara ini.fosforilase di otot dapat diaktifkan oleh hormon epineprin melalui bantuan kerja camp

7 Pengaktifan camp di sitosol ini akan mengaktifkan Protein Kinase A.Di otot, kadar Ca 2+ sitosol yang meningkat, langsung mengaktifkan fosforilase kinase.kalmodulin, sub unit δ nya merupakan sensor Ca 2+ yang dapat merangsang berbagai enzim kontraksi otot dan hormon-hormon yang memobilisasi Ca 2+ akan meningkatkan pemecahan glikogen. II.3. Glukoneogenesis Di saat karbohidrat tidak tersedia dengan cukup di dalam makanan, maka senyawa nonkarbohidrat dengan jalur glukoneogenesis akan menghasilkan glukosa. Glukoneogenesis merupakan istilah yang di gunakan untuk mencakup semua mekanisme dan lintasan yang bertanggung jawab untuk mengubah senyawa nonkarbohidrat menjadi glukosa. Asam amino glikogenik, asam laktat, dan gliserol adalah tiga kelompok substrat untuk proses ini. Dapat berlangsung setiap saat di dalam tubuh untuk membersihkan laktat yang terbentuk dari proses glikolisis anaerob. Glukoneogenesis dari asam amino akan berlangsung pada keadaan dimana tubuh kekurangan / kehabisan zat hidrat arang ataupun lipid sebagai sumber energi maka. Pada hewan memamah biak senyawa propionat merupakan sumber utama glukosa melalui lintasan ini. Tempat berlangsungnya Glukoneogenesis terutama di sel-sel ginjal dan hepar (sedikit di otot dan otak).reaksi reaksi pada proses ini meliputi reaksi glikolisis yang reversibel, siklus kreb, dan beberapa reaksi khusus untuk tambahan. Harus diingat bahwa rangkaian reaksi glukoneogenesis walau menggunakan lintasan yang sama

8 dengan glikolisis, bukan merupakan kebalikan dari reaksi glikolisis.aktivitas keduanya diatur secara timbal balik, satu jalan relatif tidak aktif saat jalan lain aktif. Enzim utama dari proses ini yang mengkatalisis reaksi tambahan pada glukoneogenesis adalah: 1. Piruvat karboksilase 2. Fosfoenol piruvat karboksikinase 3. D Fruktosa 1,6 bifosfatase 4. D Glukosa 6 fosfatase Reaksi oleh enzim-enzim ini dapat mengelakkan (menghindarkan) reaksi reaksi yang irreversibel pada glikolisis. Enzim Piruvat karboksilase aktivitasnya dirangsang oleh asetil ko A dan dihambat oleh ADP. Enzim ini akan merubah piruvat menjadi oksaloasetat.selanjutnya fosfoenol piruvat karboksikinase akan merobah oksaloasetat menjadi fosfoenol piruvat. Kedua reaksi ini berlangsung di dalam mitokhondria dari sel. Pada reaksi yang dikatalisis enzim D Fruktosa 1,6 bifosfatase, senyawa fruktosa 6 fosfat akan dibentuk dari fruktosa 1,6 bisfosfat. Enzim ini aktivitasnya dihambat oleh AMP dan ADP.Reaksi ini berlangsung di bagian sitosol. Tahap terakhir pembentukan glukosa tidak berlangsung di sitosol. Glukosa 6 fosfat akan diangkut ke retikulum endoplasma oleh transpoter (T 1) dan disini dihidrolisis oleh enzim glukosa 6 fosfatase. Hidrolisis ini menghasilkan glukosa dan Pi yang kemudian diangkut kembali ke sitosol oleh sepasang pengangkut / transpoter (T2 dan T3).

9 Glukagon merangsang merangsang glukoneogenesis dengan merangsang enzim enzim tersebut terutama fosfoenol piruvat karboksikinase. Biosintesa enzimenzim tersebut juga dipengaruhi oleh Insulin dan hormon Glukokortikoid Defek enzim glukoneogenesis menimbulkan hipoglikemi dan asidosis laktat. Enam ikatan fosfat berenergi tinggi digunakan untuk pembentukan glukosa dalam reaksi ini Jalan Reaksi Glukoneogenesis

10 III. PERAN HORMON DALAM MENGATUR KONSENTRASI GLUKOSA DARAH Diatur oleh fungsi pulau pulau Langerhans dari pankreas.langerhans produksi hormon glukagon, insulin dan somatostatin.hormon glukagon disekresikan sebagai respon terhadap hipoglikemi dan mengaktifkan glikogenolisis dengan mengaktifkan enzim fosforilase serta glikoneogenesis dari asam amino dan laktat. Ini menimbulkan efek hiperglikemia dan kerja hormon ini berlawanan dengan kerja hormon insulin. Hormon insulin disekresikan sebagai respon langsung terhadap hiperglikemi. Pemberian insulin akan menyebabkan hipoglikemia seketika.gangguan sekresi insulin akan menyebabkan penyakit DM. Sekresi insulin dan glukagon dihambat oleh somatostatin. Epineprin dan norepineprin akan menghalangi pelepasan insulin. Epineprin menimbulkan glikogenolisis pada sel hepar serta otot karena stimulasi enzim fosforilase. Dalam otot karena tidak adanya enzim glukosa 6 fosfatase, glikogenolisis terjadi dengan pembentukan laktat. Hormon pertumbuhan, ACTH dan preparat hormon diabetogenik lain cenderung menaikkan kadar glukosa darah, antagonis dengan kerja insulin. Hormon pertumbuhan menurunkan pengambilan glukosa oleh jaringan tertentu misalnya otot dengan memobilisasi asam lemak bebas dari jaringan adiposa.asam lemak ini akan menghalangi penggunaan glukosa, sehingga dapat meningkatkan kadar glukosa darah

11 Hormon Glukokortikoid (kortisol) meningkatkan glukoneogenesis sehingga meningkatkan glukosa darah melalui peningkatan katabolisme protein di jaringan, peningkatan pengambilan asam amino oleh hepar, peningkatan aktivitas enzim transaminase dan enzim lain yang berhubungan dengan glukoneogenesis di hepar. Glukokortikoid menghambat penggunaan glukosa dalam jaringan ekstrahepatik. Hormon thyroid juga dipandang sebagai hormon yang mempengaruhi glukosa darah.

12 IV. RANGKUMAN Konsentrasi glukosa dalam darah (KGD)perlu dipertahankan dalam keadaan normal. KGD sering dipergunakan sebagai parameter keberhasilan metabolisme di dalam tubuh. Penurunan kadar glukosa darah dari normal dapat menyebabkan gangguan pada tubuh, dimana jika terjadi penurunan KGD yang ekstrim turun di bawah 20 mg/ dl dapat menyebabkan keadaan koma hipoglikemia Proses metabolisme terhadap karbohidrat yang dapat meningkatkan kadar glukosa darah adalah pencernaan dan absorpsi makanan mengandung karbohidrat, glukoneogenesis, dan glikogenolisis di hepar dan parenkim ginjal. DAFTAR KEPUSTAKAAN

13 Devlin T M, PhD. Text Book of Biochemistry with Clinical Correlations 5 th ed. Wiley- Liss, New York Greenspan F S MD, Baxter J D MD. Basic and Clinical Endocrinology 4 th ed. Appletton & Lange, California Mark D B, PhD, Marks A MD, Smith C M, PhD. Biokimia Kedokteran Dasar, Sebuah Pendekatan Klinis. EGC, Jakarta.2000 Murray R K, et al. Harper s Biochemistry 25 th ed. Appleton & Lange. America 2003 Stryer L. Biokimia. Edisi 4. EGC, Jakarta