BAB I PENDAHULUAN 1.1. 1.1. Lata Latarr Be Bela laka kang ng
Glukosa yang berada di darah lazim disebut sebagai kadar glukosa darah (KGD). Konsentrasi glukosa darah yang normal berkisar pada nilai 100 mg/dl sampai sa mpai 110 mg/dl. KGD sering dipergunakan sebagai parameter keberha keberhasila silan n metabo metabolism lismee di dalam dalam tubuh, tubuh, dimana dimana akibat akibat kondis kondisii tertent tertentu u sehubun sehubungan gan dengan dengan konsen konsentra trasi si 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 selsel tubuh memerlukan hormon insulin. insulin. Kelebihan Kelebihan insulin insulin akan menyebabkan menyebabkan penurunan penurunan konsentrasi konsentrasi glukosa glukosa di darah. !ada keadaan keadaan yang ekstrim dapat menyebabkan keadaan koma hipoglikemia ( jika KGD turun di ba"ah #0 mg/dl). $ni terjadi karena pasokan glukosa ke sel otak terganggu atau kurang karena sel otak sumber energinya hanya hanya glukosa.
%ntuk mempertahankan KGD, di dalam tubuh dapat berlangsung beberapa proses yaitu pen&ernaan dan absorpsi absorpsi makanan makanan mengandun mengandung g karbohidrat, karbohidrat, proses glukoneog glukoneogenesis, enesis, dan glikogenesis glikogenesis,, glikogenoli glikogenolisis, sis, yang terjadi di hepar dan ginjal serta penyakit yang ditimbulkan seperti diabetes melitus'
1.2. 1.2. Rumu Rumusa san n Mas Masal alah ah Dalam makalah ini adapun rumusan masalahnya adalah ' 1) agaima agaimana na proses proses gluko glukoneo neogen genesis esis #) agaima agaimana na prose prosess gliko glikogen genesis esis *) agaima agaimana na prose prosess glikog glikogeno enolisi lisis s +) agaima agaimana na terjadi terjadinya nya diabe diabetes tes melitu melitus s 1.3. .3. Tujuan uan ujuan penulisan makalah ini adalah ' 1) %ntuk mengetahui mengetahui proses glukoneoge glukoneogenesis nesis #) %ntuk %ntuk mengeta mengetahui hui prose prosess glikoge glikogenes nesis is
1
*) %ntuk %ntuk mengeta mengetahui hui proses proses glikoge glikogeno nolisi lisiss +) %ntuk mengetahui mengetahui terjadinya terjadinya diabetes diabetes melitus melitus
BAB II PEMBAHAAN 2.1 !LI"#!ENE !LI"#!ENEI I
Glikogenesis adalah proses anaboli& pembentukan glikogen untuk simpanan glukosa saat kadar gula darah menjadi tinggi seperti setelah makan,glikogenesis terjadi terutama dalam selsel hati dan selsel otak rangka, tetapi tidak terjadi dalam selsel otak yang sangat bergantung pada pada persendian konstan gula darah untuk energy. (-thel loane, #00*) Glikogenesis adalah sintesis protein dari glukosa, seperti yang di temukan pada otot, tempat glukosa di simpan sebagai glikogen. Glikogenesis adalah proses pembentukan glikogen dari glukosa kemudian disimpan dalam hati dan otot. Glikogen merupakan bentuk simpanan karbohidrat yang utama di dalam tubuh dan analog dengan amilum pada tumbuhan. %nsur ini terutama terdapat didalam hati (sampai ), otot jarang melampaui jumlah 1. kan tetapi karena massa otot jauh lebih besar daripada hati, maka besarnya simpanan glikogen di otot bisa men&apai tiga sampai empat kali lebih banyak. http'//niayulianty.blogspot.&om/#01#/0+/metabolismekarbohidratproteindan.html Glikogenesis adalah lintasan metabolisme yang metabolisme yang mengkon2ersi glukosa glukosa berlebih berlebih di dalam darah menjadi glikogen dan glikogen dan disimpan di dalam hati dan jaringan otot. 3intasan ini diakti2asi di dalam hati dan otot, oleh hormon
#
insulin sebagai insulin sebagai respon terhadap rasio gula darah yang meningkat, misalnya karena kandungan karbohidrat karbohidrat setelah setelah makan44 atau terakti2asi pada akhir siklus makan akhir siklus 5ori. 5ori. Glikogen dalam hati juga dibentuk dari asam laktat, membutuhkan %D!G yg dibentuk dari reaksi uridinitri6os6at dengan glukosa1!. glukosa1!. iklus pengubahan glukosa, asam laktat dan glikogen disebut dengan s iklus &ori. iklus 5ori yang disebut berdasarkan penemunya, 5arl 5ori dan 5ori dan Gerty 5ori, 5ori, adalah lintasan metabolisme anta antara ra jaringan otot otot da dan hati yang yang membentu membentuk k siklus. siklus. sam laktat yang yang disint disintesis esis oleh oleh otot otot pada pada lintasa lintasan n glikolisis akan glikolisis akan diserap oleh hati dan dikon2ersi dikon2ersi menjadi glukosa glukosa.. ekresi ekresi glukosa glukosa oleh hati, kemudian diserap oleh otot dan dikon2ersi kembali menjadi asam laktat. Glikogen hati
sam laktat
Glukosa darah
Glikogen otot
!am$ar. %klus &'r%
http'//id."ikip http'// id."ikipedia.o edia.org/"iki/ rg/"iki/Glikoge Glikogenesis nesis.. 2.1. 2.1.1 1
tru trukt ktur ur gl%k gl%k'g 'gen en
Glikogen Glikogen bentuk bentuk penyimpan penyimpanan an glukosa glukosa adalah polisakarid polisakaridaa glukosa glukosa ber&abang ber&abang yang terdiri dari rantai rantai unit glukosil yang disatukan oleh ikatan 71,+ dengan &abang 71, di setiap 810 residu. Dalam molekul dengan struktur ber&abang 9&abang lebat ini, hanya satu residu glukosil yang memiliki sebuah karbon anomerik yang tidak terkait ke residu glukosa lainnya. Karbon anomerik di a"al rantai melekat ke protein glikogenin. %jung lain pada rantai itu disebut ujung nonpereduksi. truktur yang ber&abang&abang ini memungkin memungkinkan kan penguraian dan sintesis sintesis glikogen glikogen se&ara &epat karena enzim dapat bekerja pada beberapa rantai sekaligus dari ujungujung nonpereduksi. Glikogen terdapat dalam jaringan sebagai polimer berberat molekul sangat besar (10 :108) yang bersatu dalam dalam partike partikell glikog glikogen. en. -nzim -nzim yang yang berpera berperan n dalam dalam sintesi sintesiss dan pengur penguraia aian n glikog glikogen en dan sebaga sebagaii enzim enzim pengatur, terikat ke permukaan permukaan partikel glikogen.
*
Gambar Ikatan α 1,4 dan α 1,6 glikosida 2.1.2
(ungs% gl%k'gen )a*a 't't rangka *an hat%
Glikogen terurai terutama menjadi glukosa 16os6at yang kemudian diubah menjadi glukosa 6os6at. Di otot rangka dan jenis sel lain, glukosa 6os6at masuk ke dalam jalur glikolitik. Glikogen adalah sumber bahan bakar yang sangat penting untuk otot rangka saat kebutuhan akan ! meningkat dan saat glukosa 6os6at digunakan se&ara &epat dalam glikolisis anaerobik. Di hati berlainan dengan di otot rangka dan jaringan lainnya. Glikogen hati merupakan sumber glukosa yang pertama dan segera untuk mempertahankan kadar glukosa darah. Di hati, glukosa 6os6at yang dihasilkan dari penguraian glikogen dihidolisis menjadi glukosa oleh glukosa 6os6atase, suatu enzim yang hanya terdapat di hati dan ginjal. Dengan demikian, penguraian glikogen merupakan sumber glukosa darah yang dimobilisasi dengan &epat pada "aktu glukosa dalam makanan berkurang atau pada "aktu olahraga dimana terjadi peningkatan penggunaan glukosa oleh otot. Glikogen otot adalah sumber heksosa untuk proses glikolisis di dalam otot itu sendiri. edangkan glikogen hati adalah simpanan sumber heksosa untuk dikirim keluar guna mempertahankan kadar glukosa darah, khususnya di antara "aktu makan. etelah 1#18 jam puasa, hampir semua simpanan glikogen hati terkuras. etapi glikogen otot hanya terkuras setelah seseorang melakukan olahraga yang berat dan lama.
+
;arks Da"n D.#000. iokimia Kedokteran Dasar ' ebuah !endekatan Klinis.
Tujuan gl%k'genes%s
!roses glikogenesis terjadi jika kita membutuhkan energi, misalnya untuk berpikir, men&erna makanan, bekerja dan sebagainya.
Pr'ses )eme,ahan gl%k'gen -gl%k'genes%s *an )r'ses )er,a$angan
ahaptahap reaksi glikogenesis '
=
Keterangan tahaptahap reaksi Glikogenesis (iosintesis Glikogen)' •
Glukosa
mengalami 6os6orilasi (bereaksi dengan gugus 6os6at) reaksi ini dikatalisis
>eksokinase (jika
oleh enzim
berlangsung di dalam otot), dan dikatalisis oleh Glukokinase jika proses ini
berlangsung di dalam >epar. •
Glukosa
?os6at akan diubah menjadi
glukosa 16os6at, reaksi ini dikatalisis
oleh enzim
?os6oglukomutase •
Glukosa 16os6at yang terbentuk tersebut selanjutnya akan bereaksi dengan uridin tri6os6at untuk membentuk nukleotida akti6 yaitu %ridin di6os6at glukosa (%D!G) @eaksi ini ndikatalisis oleh enzim %D!G piro6os6orilase.
•
Glikogen sintase akan mengkatalisis reaksi pembentukan rantai baru pada gugus molekul glikogen primer dengan &ara memutuskan 1 bmolekul glukosa yang diba"a oleh molekul transpoter yaitu %D!G.
•
Demikianlah proses sintesis molekul glikogen di dalam sel hati, sehingga molekul ini akan se&ara terus menerus bertambah sebagai sumber energi &adangan bagi mahluk hidup.
@angkaian proses terjadinya glikogenesis digambarkan sebagai berikut' 1.
Glukosa mengalami 6os6orilasi menjadi glukosa 6os6at (reaksi yang lazim terjadi juga pada lintasan
glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase sedangkan di hati oleh glukokinase.
:
! A Dglukosa B Dglukosa 6os6at A D! #.
Glukosa 6os6at diubah menjadi glukosa 16os6at dalam reaksi dengan bantuan katalisator enzim
6os6oglukomutase. -nzim itu sendiri akan mengalami 6os6orilasi dan gugus 6os6o akan mengambil bagian di dalam reaksi re2ersible yang intermediatnya adalah glukosa 1,bi6os6at ( glukosa 1,bis6os6at bertindak sebagai koenzim). Glukosa 6os6at B Glukosa 1 6os6at -nz! A Glukosa 16os6atB -nz A Glukosa 1,bi6os6at B-nz! A Glukosa 6os6at *.
elanjutnya glukosa 16os6at bereaksi dengan uridin tri6os6at (%!) untuk membentuk uridin di6os6at
glukosa (%D!Gl&). @eaksi ini dikatalisir oleh enzim %D!Gl& piro6os6orilase. %! A Glukosa 16os6at B %D!Gl& A !! i
Gambar Uridin difosfat glukosa (UDPGlc) +.
>idrolisis piro6os6at inorgani& berikutnya oleh enzim piro6os6atase inorganik akan menarik reaksi kearah
kanan persamaan reaksi =.
tom &1 pada glukosa yang diakti6kan oleh %D!Gl& membentuk ikatan glikosidik dengan atom 5+ pada
residu glukosa terminal glikogen, sehingga membebaskan uridin di6os6at. @eaksi ini dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. ;olekul glikogen yang sudah ada sebelumnya (disebut glikogen primer) harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer selanjutnya dapat terbentuk pada primer protein yang dikenal sebagai glikogenin. %D!Gl& A (5)n B %D! A (5) nA1 Glikogen
Glikogen
8
@esidu glukosa yang lebih lanjut melekat pada posisi 1
+ untuk membentuk rantai pendek yang diakti6kan oleh
glikogen sintase. !ada otot rangka glikogenin tetap melekat pada pusat molekul glikogen, sedangkan di hati terdapat jumlah molekul glikogen yang melebihi jumlah molekul glikogenin. .
etelah rantai dari glikogen primer diperpanjang dengan penambahan glukosa tersebut hingga men&apai
minimal 11 residu glukosa, maka enzim pembentuk &abang memindahkan bagian dari rantai 1B+ (panjang minimal residu glukosa) pada rantai yang berdekatan untuk membentuk rangkaian 1B sehingga membuat titik &abang pada molekul tersebut. 5abang&abang ini akan tumbuh dengan penambahan lebih lanjut 1Bglukosil dan pembentukan &abang selanjutnya. etelah jumlah residu terminal yang non redukti6 bertambah, jumlah total tapak reakti6 dalam molekul akan meningkat sehingga akan memper&epat glikogenesis maupun glikogenolisis. -nzim sintesis glikogen, akan membentuk ikatan 71,+ Glikosidik ( rantai lurus ) dari glikogen. -nzim !en&abang ( ran&hing -nzyme ), membentuk ikatan 71, Glikosidik
( rantai &abang ) dari glikogen
molekul glikogen seperti pohon A &abang A rantingnya ahaptahap perangkaian glukosa demi glukosa digambarkan pada bagan berikut.
Gambar Biosintesis glikogen (dietik dari! "urra# dkk$ Biokimia %arer) ampak bah"a setiap penambahan 1 glukosa pada glikogen dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. ekelompok glukosa dalam rangkaian linier dapat putus dari glikogen induknya dan berpindah tempat untuk membentuk &abang. -nzim yang berperan dalam tahap ini adalah enzim pembentuk &abang (bran&hing enzyme) •
Glukosa 6os6at dan glukosa 16os6at merupakan senya"a antara dalam proses glikogenesis atau pembentukan glikogen dari glukosa.
C
•
!roses kebalikannya, penguraian glikogen menjadi glukosa yang disebut glikogenolisis juga melibatkan terjadinya kedua senya"a antara tersebut tetapi dengan jalur yang berbeda seperti digambarkan pada Gambar diba"ah.
•
enya"a antara %D!glukosa (Glukosa %ridin Di6os6at) terjadi pada jalur pembentukan tetapi tidak pada jalur penguraian glikogen. Demikian pula enzim yang berperan dalam kedua jalur tersebut juga berbeda.
•
Gugus 6os6at dan energi yang diperlukan dalam reaksi pembentukan glukosa 6os6at dsari glukosa diberikan oleh ! yang berperan sebagai senya"a kimia berenergi tinggi.
•
edang enzim yang mengkatalisnya adalah glukokinase. elanjutnya, dengan 6os6oglukomutase, glukosa 6os6at mengalami reaksi isomerasi menjadi glukosa 16os6at.
Gambar! Pembentukan Uridin Di P&os&at Glucosa •
Glukosa 16os6at bereaksi dengan uridin tri 6os6at (%!) dikatalis oleh glukosa 16os6at uridil trans6erase menghasilkan uridin di6os6at glukosa (%D!glukosa)dan piro6os6at (!!i).
•
;ekanisme reaksi glikogenesis juga merupakan jalur metabolisme umum untuk biosintesis disakarida dan polisakarida.
•
Dalam berbagai tumbuhan seperti tanaman tebu, disakarida sukrosa dihasilkan dari glukosa dan 6ruktosa melalui mekanisme biosintesis tersebut.
•
Dalam hal ini %D!glukosa abereaksi dengan 6ruktosa 6os6at, dikatalis oleh sukrosa 6os6at sintase, membentuk sukrosa 6os6at yang kemudian dengan enzim sukrosa 6os6atase dihidrolisis menjadi sukros.
10
.
Lintasan glikogenesis dan glikogenolisis
11
2.1.5 En/%m0en/%m ang $er)eran -nzimenzim metabiolisme glikogen. Peranan
Enzim
metabolisme
glikogen
Fosforilase b
entuk inakti6E dari 6os6orilase a
Fosforilase a
?os6orolisis glikogen terhadap Glu 1 9!
Fosforilase kinase
!erubahan 6os6orilase b ke a kti2asi 6os6orilase kinase atau inakti2ase
Protein kinase
glikogen sintase $ >idrolisis golongan 6os6at dari glikogen
Protein fosfatase 1
sintase $, 6os6orilase a, dan 6os6orilase kinase
Inhibitor fosfatase protein I
;enghambat protein 6os6atase $
Glikogen sintase I
!enambahan golongan glikolisil ke glikogen entuk inakti6E dari glikogen sintase $,
Glikogen sintase D
tergantung pada Glu!
Enzim pembentuk cabang
ligo!
;enghambat
&abang
ke
dalam
rantai
glikogen ;enghilangkakn &abang yang menghambat
Enzim pemutus cabang
2.1.
dalam
kerja 6os6orilase a
1"# $ 1"#
;emindahkaln unit ke&il oligosakarida dari
glukantransferase
dekstrin terbatas yang ter6os6orilasi
%!1"&!Glukosidase
;enghilangkan residu 1,7Dglukosil
"ela%nan ang *%se$a$kan 'leh gl%k'genes%s
!enyakit impanan Glikogen (Gl#cogen 'torage Diseases) merupakan !enyakit a"aan. $stilah penyakit simpanan glikogen (gl#cogen storage diseases) merupakan istilah generik yang dimaksudkan untuk menjelaskan suatu kelompok kelainan ba"aan yang ditandai oleh penumpukan glikogen dengan jumlah atau jenis yang abnormal di dalam jaringan tubuh . eberapa kelainan yang dijelaskan berhasil ditolong dengan transplantasi hepar' T%)e I Penak%t 'n !%erke
1#
De6isiensi glukosa6os6atase.elsel hati dan selsel tubulus ginjal berisikan glikogen, >ipoglikemia, laktiasidemia, ketosis, hiperlipemia. T%)e II Penak%t P'm)e
De6isiensi lisosomal 1F+ dan 1 glukosidase (asam maltase). ?atal, akumulasi glikogen dalam lisosom pada gagal jantung. T%)e III L%m%t *e4tr%n's%s5 )enak%t 6'r$es atau ,'r%
idak adanya enzim pemutus. kumulasi polisakarida ber&abang yang khas T%)e I7 Am%l')ekt%n's%s5 )enak%t an*ersen
idak adanya enzim per&abangan. kumulasi polisakarida yang memiliki beberapa titik pen&abangan, kematian disebabkan gagal jantung atau hati pada tahun pertama kehidupan T%)e 7 De6%s%ens% m%'6's6'r%lase5 s%n*r'm M,Ar*le
idak adanya 6os6orilase otot.>ilangnya toleransi terhadap latihan 6isik, otot memiliki kandungan glikogen yang abnormal (#.=+). edikit atau tidak ada laktat dalam darah setelah latihan 6isik. T%)e 7I Penak%t her*
De6isiensi 6os6orilase hati. Kandungan tinggi glikogen dalam hati, ke&enderungan menuju hipogelikemia T%)e 7II Penak%t taru%
De6isiensi 6os6o6ruktokinase dalam otot dan erittrosit. eperti tipe H tetapi juga mungkin anemia hemolitik T%)e 7III
De6isiensi 6or6orilase kinase hati, seperti tipe H$
eberapa kelainan yang disebabkan oleh glikogenesis diantaranya yaitu' 'ama
(en is
(aringan )ang
Enzim
)ang
kurang
1*
terkena Pen)aki t
*on
$
>ati dan ginjal
Glukosa 6os6at
>ati,
1,+7D
Gierke Pen)aki t
$$
pompe
jantung
otot
Glukosidase(lisosom)
Dekstri nosis terbata
D1,Glukosidase atau $$$
>ati dan otot
1,+
1,+
glukantrans6erase
s +milop ektinosi
oligo
-nzim
pembentuk
$H
>ati
H
Itot
?os6orilase
H$
>ati
?os6orilase
H$$
Itot
?os6o6ruktokinase
H$$$
>ati
Kinase6os6orilase
$J
>ati
Glikogensintase
s
&abang
Pen)aki t ,c+rdl e
Pen)aki t -ers
!enyakit yang disebutkan dalam enzim ini adalah penyakit yang telah diketahui kekurangan enzimnya.
http://mirfat-rm.blogspot.com/2012/06/glikogenesis.html
2.2 !LI"#!EN#LII
Kata LGlikogenolisisL di jabarkan menjadi Glikogen yaitu glikogen dan lisis yaitu peme&ahan atau penguraian. ehingga Glikogenolisis merupakan proses pengubahan dari polisakarida yaitu glikogen menjadi monosakarida yaitu glukosa.
Glikogenolisis merupakan proses peme&ahan glikogen. empat penyimpanan glikogen adalah hati dan otot. Glikogenolisis terjadi jika asupan makanan tidak &ukup memenuhi energi yang dibutuhkan tubuh sehingga untuk mendapatkan energi, tubuh mengambil alternati2e lain yaitu dengan menggunakan simpanan glikogen yang terdapat dalam hati atau otot.
1+
elain itu Glikogenolisis adalah reaksi hidrolisis glikogen menjadi glukosa, perubahan glikogen menjadi sumber energi merupakan proses katabolisme &adangan sumber energi. -nzim utama yang berperan dalam glikogenolisi ini adalah glikogen 6os6orilase. !roses glikogenolisis terkandang menyebabkan meningkatnya kadar gula dalam darah yang dapat menyebabkan penyakit diabetes. Glikogen dalam hati akan di glikogenolisis setelah 1#18 jam puasa. Glikogen dalam otot hanya akan mengalami glikogenolisis setelah seseorang melakukan olah raga yang berat dan lama.
!roses glikogenolisis jika terjadi se&ara terus menerus akan dapat menyebabkan kerusakan pada 6ungsi li2er. Kerusakan pada 6ungsi li2er akan mneyebabkan penyakit yang sebagian besar tidak dapat diobati dan berakhir dengan kematian. !enyakit li2er adalah penyakit yang sering timbul pada mereka yang pekerja keras tetapi tidak mempunyai sumber energi yang banyak. Kekurangan sumber energi terjadi karena para pekerja yang "orkalkoholik itu terkadang lupa makan tepat "aktu sehingga kebutuhan tenaga untuk melakukan kerja sangat banyak tetapi asupan energi kurang dan tidak dapat memenuhi kebutuhan. khirnya untuk dapat memenuhi kebutuhan energi tersebut, tubuh terpaksa harus merubah glikogen menjadi glukosa sehingga terjadilah peristi"a Glikogenolisis. (""".kamusM.&om/#01#/0C/glikogenolisis)
!l%k'gen'l%s%s adalah lintasan metabolisme yang digunakan oleh tubuh, selain glukoneogenosis, untuk
menjaga keseimbangan kadar glukosa di dalam plasma darah untuk menghindari simtoma hipoglisemia. !ada glikogenolisis,
glikogen digradasi berturutturut dengan *
enzim, glikogen 6os6orilase,
glukosidase,
6os6oglukomutase menjadi glukosa. >ormon yang berperan pada lintasan ini adalah glukagon dan adrenalin. ("ikipedia.org/"iki/Glikogenolisis)
.1
"a)an Pr'ses !l%k'gen'l%s%s Terja*%
!roses glikogenolisis ini terjadi dalam tubuh jika kadar glukosa dalam tubuh sudah mulai kekurangan akan kandungan glukosa akibat berbagai akti2itas baik dalam maupun luar tubuh. kti2itas dari luar tubuh seperti berlari, berjalan, bersepeda, berenang, dll. edangkan akti2itas dari dalam tubuh sendiri meliputi proses respirasi, pen&ernaan, sistem kerja syara6, dll.
Glikogenolisis terjadi jika asupan makanan tidak &ukup memenuhi energi yang dibutuhkan tubuh sehinggah untuk mendapatkan energi tubuh mengambil alternati6 lain yaitu dengan menggunakan simpanan glikogen yang terdapat dalam hati atau otot.
1=
5ontohnya pada saat seseorang berpuasa atau sedang melakukan akti2itas berat (latihan,olahraga,bekerja) yang berlebihan akan menyebabkan turunnya kadar gula darah dalam darah menjadi 0 mg /100 ml darah keadaan ini kadar gula darah turun akan mema&u hati untuk membebaskan glukosa dari peme&ahan glikogen yang disebut proses glikogenolisis.
Glikogenolisis dirangsang oleh hormon glukagon dan aderenalin. Glukagon adalah suatu hormon yang dikeluarkan oleh pankreas yang berguna untuk meningkatkan kadar glukosa darah. edangkan hormon adrenalin adalah hormon yang merangsang glukagon untuk bekerja.
2.2.2
)r'ses *an taha) gl%k'gen'l%s%s 2.2.2.1 tahapan glikogenolisis ahap pertama penguraian glikogen adalah pembentukan glukosa 16os6at. Naitu dengan
menggunakan bantuan dari !i, glikogen 6os6orilase memotong rantai 1.+ pada bagian &abang terluar dari glikogen. Glikogen 6os6orilase atau peme&ahan seperti ini terus berlangsung sampai tinggal empat residu glukosa lagi dari titik per&abangan. Kemudian suatu tran6ase memindahkan tiga residu glukosa dari &abang tersebut keujung suatu &abang lain. Nang tinggal ialah suatu residu glukosa tunggal yang terikat dengan ikatan 7 1,. uatu enzim pemutus &abang melepaskan residu glukosa yang terikat denga ikatan 7 1, ini dalam bentuk glukosa bebas, dan hasilnya yaitu sebagai glukosa 16os6at. erbeda dengan reaksi pembentukan glikogen, reaksi ini tidak melibatkan %D!glukosa, dan enzimnya adalah glikogen 6os6orilase. elanjutnya glukosa 16os6at diubah menjadi glukosa 6os6at oleh enzim yang sama seperti pada reaksi kebalikannya (glikogenesis) yaitu 6os6oglukomutase. ahap reaksi berikutnya adalah pembentukan glukosa dari glukosa 6os6at. erbeda dengan reaksi kebalikannya dengan glukokinase, dalam reaksi ini enzim lain, glukosa 6os6atase, melepaskan gugus 6os6at sehigga terbentuklah glukosa bebas. Dalam bentuk bebas inilah glukosa masuk kedalam darah dan diba"a ke berbagai jaringan lain untuk dipakai di sana. Dan glukosa akan berdi6usi dari sel ke darah. 3alu kadar gula darah jadi normal lagi.. @eaksi ini tidak menghasilkan ! dari D! dan 6os6at. (http'//kitaanak6k.blogspot.&om/#011/0*/glikogenolisis.html)
1
2.2.2.2 PR#E !LI"#!EN#LII
!ada saat keadaan kritis, Naitu pada saat tubuh kekuranan glukosa, maka glikogen untuk mendapatkan glukosa sebagai sumber energi. !roses ini seakanakan kebalikan dari glikogenesis, glukosa satu demi
dinamakan
glikogenolisis.
harus
dipe&ah
Glikogenolisis
akan tetapi sebenarnya tidak demikian. %ntuk memutuskan ikatan
satu dari glikogen diperlukan enzim 6os6orilase. -nzim ini spesi6ik untuk proses
6os6orolisis rangkaian 1à+ glikogen untuk menghasilkan glukosa 16os6at. @esidu glukosil terminal pada rantai paling luar molekul glikogen dibuang se&ara berurutan glukosa yang tersisa pada tiap sisi &abang
sampai kurang lebih ada + buah residu
1à.
6os6orilase (5)n A !i
(5)n1 A Glukosa 16os6at
Glukan trans6erase dibutuhkan sebagai katalisator pemindahan unit trisakarida dari &abang lainnya sehingga membuat titik &abang 1 à terpajan.
satu &abang ke
>idrolisis ikatan 1à memerlukan kerja
enzim enzim pemutus &abang (debran&hing enzyme) yang spesi6ik. Dengan pemutusan &abang tersebut, maka kerja enzim
6os6orilase selanjutnya dapat berlangsung.
1:
ahaptahap glikogenolisis (dipetik dari' ;urray dkk. iokimia >arper)
Glikogen yang terdapat dalam hati dan otot dapat dipe&ah menjadi molekul glukosa 1 6os6at melalui proses 6os6orolisis yaitu reaksi dengn asam 6os6at. -nzim 6os6orilase merupakan e nzim yang menjadi katalis pada reaksi glikogenolisis Glikogen A asam 6os6at
6os6okinase
glukosa 1 6os6at
da # ma&am 6os6orilase yaitu 6os6orilase (bentuk akti6), dan 6os6orilase (suatu bentuk tidak akti6 yang dapat di akti6kan ) akti6nya 6os6orilase berlangsung oleh adanya 6os6olinase , ! dan $on ;g#A # 6os6orilase A + !
#A
;g 6os6okinase
6os6orilase A + D!
Dalam hati glukosa 1 6os6at diubah menjadi glukosa 6os6at yang kemudian diubah menjadi glukosa dan 6os6at oleh enzim 6os6atase. Glukosa yang terjadi , masuk ke dalam darah dan di ba"a ke jaringan. glukosa 1 6os6at yang dihasilkan oleh penguraian glikogen oleh otot di ubah menjadi glukosa 6os6atuntuk digunakan lebih lanjut dalam proses glikolisis. kan tetapi karena dalam sel otot tidak terdapat enzim 6os6atase maka glukosa 6os6attidak dapat diubah menjadi glukosa ($smadi,m. 1CC8)
18
!enguraian glikogen adalah pembentukan glukosa 16os6at. erbeda dengan reaksi pembentukan glikogen, reaksi ini tidak melibatkan %D!glukosa, dan enzimnya adalah glikogen 6os6orilase. elanjutnya glukosa 16os6at diubah menjadi glukosa 6os6at oleh enzim yang sama seperti pada reaksi kebalikannya (glikogenesis) yaitu 6os6oglukomutase.
Glikogen, (glukosa)
n
!i glikogen fosforilase
Glukosa 16os6at A Glikogen, (glukosa)
n
fosfoglukomutase
Glukosa 6os6at Gambar 11$ Glikogenolisis! enguraian glikogen meng&asilkan glukosa 6fosfat$
ahap reaksi berikutnya adalah pembentukan glukosa dari glukosa 6os6at. erbeda dengan reaksi kebalikannya dengan glukokinase, dalam reaksi ini enzim lain, glukosa 6os6atase, melepaskan gugus 6os6at sehigga terbentuk glukosa. @eaksi ini tidak menghasilkan ! dari D! dan 6os6at. Glukosa 6os6at
glukosa A asam 6os6at
http'//i&t&enter.6kip.uns.a&.id/"p&ontent/uploads/#00C/0+/metabolismesel.do&
2.2.3 H'rm'n ang $er)eran *alam )r'ses gl%k'gen'l%s%s •
>ormon Glukagon
>ormon glukagon diproduksi oleh selsel 7 langerhans pangkreas. >ormon glukagon memiliki 6ungsi yang sebaliknya dengan insulin yaitu menaikkan glukosa dalam darah meningkatkan glikogenolisis dengan &ara menstimulir glikogen 6os6orilase sintase yang menyebabkan terlepasnya glikogen dalam hati.
dengan
dan menekan glikogen
!erangsangan glu&agon terjadi jika
kadar gula darah rendah, dan asam amino darah meningkat
•
>ormon adrenalin (e6ine6rin) >ormon ini diproduksi sebagai tanggapan terhadap kadar gula yang rendah di dalam darah. Dalam keadaan stress ada hormon ini yang juga membantu menaikkan kadar glukosa dalam darah, yaitu hormon
1C
epine6rin (adrenalin) yang merangsang pembebasan glukosa dari glikogen. >ormon ini membantu tubuh kita untuk berkelahi dan berlari dalam keadaan darurat.
2.2.+
ME"ANIME "#NTR#L
!ada prinsipnya enzim yang mengatur metabolisme glikogen adalah glikogen 6os6orilase dan glikogen sintase , enzimenzim ini sendiri diba"ah pengaruh suatu kontrol yang komplek yaitu suatu mekanisme yang melibatkan peristi"a allosterik dan modi6ikasi ikatan ko2alen pada senya"a 6os6at dari enzim. kti6asi dan inakti6asi 6os6orilase a. Dalam otot ' • tujuannya' untuk mendapat energi bagi otot. • hasil akhirnya ' piru2at / laktat sebab glukosa p yg dihasilkan dari glikogenolisis tidak masuk ke jalur glikolisis di otot. b. Dalam hati ' • tujuannya ' untuk mempertahankan kadar glukosa darah • Glukosa 1p akan diubah menjadi Glukosa p A > #I Glukosa A !i Glukosa 6os6atase. • -nzim Glukosa 6os6atase terdapat di ' hati, ginjal dan epitel usus (tetapi tidak di otot). • -nzim Glikogen 6os6orilase memutus ikatan 71,+ glikosidik dari glikogen . • Debranching enzme mem!t!s ikatan "-1#6 glikosidik
2.2.8
Dam)ak !l%k'gen'l%s%s
!enyakit yang ditmbulkan akibat glikogenolisis adalah >ipoglikemia (Kadar Gula Darah @endah). >ipoglikemia adalah suatu keadaan dimana kadar gula darah hingga diba"ah 0 mg/dl. Dalam keadaan normal, tubuh mempertahankan kadar gula darah antara :0110 mg/d3. ementara pada penderita diabetes (diabetes memiliki beberapa type, jadi silahkan merujuk kepada jenis diabetes yang ada), kadar gula darahnya tersebut berada pada tingkat terlalu tinggi dan pada penderita hipoglikemia, kadar gula darahnya berada pada tingkat terlalu rendah.
>al ini sangat membahayakan bagi tubuh, terutama otak dan sistem syara6, yang membutuhkan glukosa dalam darah yang berasal dari makanan berkarbohidrat dalam kadar yang &ukup. Kadar gula darah normal adalah 801#0 mg/dl pada kondisi puasa, atau 100180 mg/dl pada kondisi setelah makan
Kadar gula darah yang rendah menyebabkan berbagai sistem organ tubuh mengalami kelainan 6ungsi. Itak sebagai organ yang sangat peka terhadap kadar gula darah yang rendah, akan memberikan respon melalui sistem sara6, merangsang kelenjar adrenal untuk melepaskan epine6rin (adrenalin). >al ini akan selanjutnya
#0
merangsang hati untuk melepaskan gula agar kadarnya dalam darah tetap terjaga. Dan parahnya jika kadar gula turun, maka akan terjadi gangguan 6ungsi otak. >ipoglikemia dapat disebabkan oleh' 1) !elepasan insulin yang berlebihan oleh pan&reas. #) Dosis insulin atau obat lainnya yang terlalu tinggi, yang diberikan kepada penderita diabetes untuk menurunkan kadar gula darahnya. *) Kelainan pada kelenjar hipo6isa atau kelenjar adrenal. +) Kelainan pada penyimpanan karbohidrat atau pembentukan glukosa di hati.
2.3 !luk'ne'genes%s
Glukoneogenesis adalah proses mengubah prekursor nonkarbohidrat menjadi glukosa atau glikogen. ubstrat utamanya adalah asamasam amino glukogenik, laktat, gliserol, dan proponat. >ati dan ginjal adalah jaringan glukoneogenik utama (>arper, #00 ' 1:+)
Glukoneogenesis terjadi terutama di hati pada keadaan puasa. !ada keadaan kelaparan yang ekstrim, korteks ginjal juga dapat membentuk glukosa. ebagian besar glukosa yang dihasilkan oleh korteks ginjal digunakan oleh medula ginjal, tetapi, sebagian glukosa dapat masuk ke dalam aliran darah.
Dia"ali dengan piru2at, sebagian besar langkah pada glukoneogenesis adalah hanya kebalikan dari reaksi pada glikolisis ebenarnya, jalurjalur ini berbeda hanya di tiga titik. -nzim yang berperan dalam mengkatalisis reaksi ini diatur sedemikian rupa sehingga yang utama adalah glikolisis atau glukoneogenesis, bergantung pada keadaan 6isiologis (;arks Da"n , 1CC'+18+1C).
#1
$a% $b% !am$ar
(a)
glukoneogenesis (b) 2.3.1
(lehninger, 1C8#'#==) Glikolisis (;arks Da"n , 1CC'+1). L%ntas gluk'ne'genes%s mem%l%k% tujuh taha) $ersama0sama *engan
l%ntas
gl%k'l%s%s
eperti
pengubahan
glikolitik
glukosa
menjadi piru2at yang merupakan utama
lintas katabolisme
karbohidrat, pengubahan
piru2at
menjadi glukosa lintas utama
di
dalam
glukoneogenesis. 3intaslintas ini tidak identik,
"alaupun
keduanya dalam beberapa tahap melalui lintas yang sama seperti gambar berikut'
##
(>arper, #00 ' 1:=) ebaliknya ada tiga tahap di dalam glikolisis yang bersi6at tidak dapat balik, dan oleh karena itu, tidak dapat diman6aatkan di dalam glukoneogenesis. ahaptahap ini dilampaui oleh serangkaian enzim lain, yang mengkatalisis berbagai reaksi dengan stoikiometri yang berbeda4 enzimenzim ini ber6ungsi di dalam glukoneogenesis, tetapi tidak di dalam glikolisis. @eaksireaksi ini (masingmasing didiskusikan di ba"ah ini) bersi6at tidak dapat balik dan mengarah pada sintesis glukosa.
Pengu$ahan P%ruat menja*% ('s6'en'l)%ruat Memerlukan 9alan P%ntas
@eaksi jalan pintas yang pertama di dalam glukoneogenesis adalah pengubahan piru2at menjadi 6os6oenolpiru2at. @eaksi ini tidak dapat terjadi dengan
membalikkan reaksi piru2at kinase.
Fosfoenolpiruvat + ADP → Piruvat + ATP ∆G ° =−7,5 kkal / mol
#*
Dengan perubahan energi bebas baku yang demikian negati6 dan telah ditemukan bersi6at tidak dapat balik di dalam sel utuh. ebaliknya, 6os6orilasi piru2at di&apai oleh urutan reaksi yang berputar, yang pada beberapa he"an memerlukan kerja enzim di dalam sitosol dan mitokondria sel hati (gambar #0#)
Piruvat + CO2 + ATP asetil− KoA oksaloasetat + ADP + Pi ( 1 ) →
ahap pertama pada urutan jalan pintas ini dikatalisis oleh iru*at karboksilase mitokondrion, suatu enzim yang mengandung biotin, yang mengkatalisis pembentukan oksaloasetat dari piru2at, suatu reaksi analerotik yang mampu mengisiE kumpulan senya"a antara siklus asam sitrat.
!iru2at karboksilase adalah enzim pengatur, yang hampir tidak akti6 tanpa adanya modulator positi6 asetilKo.
Iksaloasetat yang dibentuk dari piru2at di dalam mitokondrion lalu direduksi se&ara dapat balik menjadi malat oleh malat dehidrogenasi mitokondrion dengan meman6aatkan PD>'
#+
( )
+¿+ malat 2
+¿+ oksaloasetat ⇋ NAD
¿
¿
NADH + H
;alat lalu meninggalkan mitokondrion melalui sistem ransport dikarboksilat khusus pada membran dalam mitokondrion untuk memasuki sitosol, tempat malat dioksidasi kembali oleh bentuk sitosolik malat dehidrogenasi yang berikatan dengan PD, menghasilkan oksaloasetat di luar mitokondrion.
+¿ ( 3 ) ¿
+¿ →oksaloasetat + NADH + H
malat + NAD
¿
Iksaloasetat yang terbentuk kemudian dikatalisis oleh 6os6oenolpiru2at karboksikinase menghasilkan 2 +¿
6os6oenolpiru2at. @eaksi ini bergantung kepada
¿
Mg
dengan guanosin tri6os6at (G!) yang berperan sebagai
pemberi 6os6at (gambar #0+).
oksaloasetat +GTP ⇋ fosfoenolpiruvat + CO2 + GDP ( 4 )
ekarang kita dapat menuliskan persamaan keseluruhan rangkaian reaksi jalan pintas ini bagi pembentukan 6os6oenolpiru2at dari piru2at, yaitu jumlah reaksi (1) sampai (+).
Piruvat + ATP + GTP→ fosfoenolpiruvat + ADP + GDP + P i ( 5 )
∆ G ° =+ 0,2 kkal / mol
#=
Reaks% 9alan P%ntas "e*ua )a*a !luk'ne'genes%s a*alah Pengu$ahan (rukt'sa 150D%6's6at menja*% (rukt'sa 0('s6at
@eaksi kedua pada urutan glikolitik menurun yang tidak dapat berpatisipasi pada proses menaik glukoneogenesis adalah 6os6o6ruktokinase.
ATP + Fruktosa 6 −fosfat → ADP + Fruktosa 1,6 −!ifosfat
@eaksi ini, yang bersi6at tidak dapat balik di dalam sel utuh, dilampaui oleh enzim fruktosa difosfatase, yang melangsungkan hidrolisis tidak dapat balik gugus 16os6at menghasilkan 6ruktosa 6os6at. 2+ ¿
Mg Fruktosa 6− fosfat + Pi →
Fruktosa 1,6 −!ifosfat + H 2 O ¿ ∆ G ° =−3,9 kkal / mol
2 +¿
erat molekul 6ruktosa di6os6atase men&apai 1=0.000 dan memerlukan
¿
Mg
untuk akti2itasnya. -nzim
tersebut juga merupakan enzim pengatur, dan dihambat kuat oleh modulator negati6 ;!, tetapi dirangsang oleh modulator positi6 !.
Pengu$ahan !luk'sa 0('s6at menja*% !luk'sa Be$as a*alah Reaks% 9alan P%ntas "et%ga
@eaksi jalan pintas ketiga, yaitu reaksi akhir pada pembentukan Dglukosa, merupakan de6os6orilasi glukosa 6os6at menghasilkan glukosa bebas, yang diangkut dari hati ke dalam darah. $ni tidak terjadi dengan membalikkan begitu saja reaksi heksokinase, yang bersi6at dapat balik di dalam hati, tetapi dilaksanakan oleh glukosa 6fosfatase, yang mengkatalisis reaksi hidrolitik tidak dapat balik.
Glukosa 6 −fosfat + H 2 O → glukosa + Pi ∆ G° =−2,9 kkal / mol
2.3.2
!luk'ne'genes%s Amat Mahal Hargana
abel #01 meringkaskan reaksi biosintetik dari piru2at menjadi glukosa darah bebas. A #> A A + >#I
Glukosa A #PDA A +D! A # GD! A !i
agi setiap molekul glukosa yang dibentuk dari piru2at, diperlukan enam gugus 6os6at berenergi tinggi, empat dari ! dan dua dari G!. ambahan pula, dua molekul PD> diperlukan untuk tahap reduksi. !erasmaan ini jelaslah bukan hanya merupakan kebalikan.
#
Ta$el 2:01. @eaksi erurutan di dalam Glukoneogenesis di mulai dari !iru2at
•
!iru2at A 5I# A !
•
Iksaloasetat A G! Q ?os6oenol piru2at A 5I# A GD!
J#
?os6oenol piru2at A > #I Q #?os6ogliserat
J#
#?os6ogliserat Q *?os6ogliserat
J#
*?os6ogliserat A ! Q *?os6ogliseroil 6os6at A D!
J#
Iksaloasetat A D! A!i
J#
*?os6ogliseroil 6os6at A PD> A >
Gliseraldehida *6os6at PDA A !i J# Gliseral dehida *6os6at Q Dihidroksi aseton 6os6at Gliseral dehida *6os6at A dihidroksi aseton 6os6at Q 6ruktosa di6os6at
•
?ruktosa 1, di6os6at A > #I
6ruktosa 6os6at A !i
?ruktosa 6os6at Q glukosa 6os6at
•
?ruktosa 6os6at A >#I
glukosa A !i
A #> A A + >#I
Glukosa A #PDA A +D! A # GD! A !i
@eaksi jalan pintas diberi tanda ;5semua reaksi lain merupakan tahap dapat balik dari urutan glikolitik .angka di sebelah kanan menunjukkan bah"a reaksi ini harus dikalikan oleh 6aktor # karena diperlukan # prekursor * karbon untuk membuat 1 molekul glukosa. !ersamaan bagi pengubahan glukosa menjadi piru2at oleh glikolisis, yang menghasilkan dua !. +¿+ H 2 O ¿
+¿ → 2 piruvat + 2 ATP + 2 NADH + 2 H
glikosa+ 2 ADP + 2 Pi + 2 NAD
¿
28028<
#:
Ta$el 2:02. !erbedaan enzimatik antara glikolisis dan glukoneogenesis
!l%k'l%s%s
!luk'ne'genes%s
>eksokinase
Glukosa 6os6atase
?os6o6ruktokinase
?ruktosa 1,bis6os6atase
!iru2at kinase
!iru2at karboksilase ?os6oenolpiru2at karboksikinase - Lu$ert trer5 1<<8>8?2
2.3.3
Pengaturan gluk'ne'genes%s
Ralaupun glukoneogenesis berlangsung selama puasa, glukoneogenesis juga di rangsang selama olahraga yang lama,diet tinggi protein dan keadaan stress. ?aktor yang mendorong se&ara keseluruhan aliran karbondari piru2at ke glukosa meliputi ketersediaan subtrat dan perubahn akti2itas atau jumlah enzim tertentupada glikolisis dan glukoneogenesis. Ketersediaa substrat, Glukosa dirangsang oleh aliran subtrat utamanya dari jaringan peri6r ke hati. Gliseroldibebaskan dari jaringan adiposa apabilakar insulinmenurundankadar glukagon atau hormon stress epine6rin dan kortisol(suatu glukokortikoid) meningkat di dalam darah. 3aktat di hasilkan dari ototselama olahraga dan oleh sel darah merah. sam amino juga tersedia untuk glukoneogenesis apabila asupan makanan tinggi protein dan asupan rendah karbohidrat.
Akt%%tas atau 9umlah En/%m "un,%
iga langkah dalam jalur glukoneogenesis yang diatur' 1. !iru2at
6o6s6oenolpiru2at
#. ?ruktosa 1,bi6os6at *. Glukosa 6os6at
6ruktosa 6os6at
glukosa
3angkahlangkah ini sesuai dengan langkah yang terjadi pada glikolisis yang dikatalisis oleh enzim pengatur. liran netto karbon, apakah dari glukosa ke piru2at (glikolisis) atau dari piru2at ke glukosa (glukoneogenesis), bergantung pada akti2itas relati6 atau jumlah enzim glikolitik atau glukoneogenik.
Peru$ahan )%ruat menja*% 6's6'en'l)%ruat
!iru2at merupakan substrat kun&i untuk glukoneogenesis yang berasal dari laktat dan asam amino, terutama alanin. !ada kondisi menguntungkan glukoneogenesis, piru2at tidak diubah menjadi asetil Ko karena piru2at dehidrogenase relati6 tidak akti6. ;alahan piru2at diubah menjadi oksaloasetat oleh piru2at karboksilase.
#8
Kemudian oksaloasetat dibah menjadi 6os6oenolpiru2at karboksikinase. Karena piru2at kinase diinakti6kan oleh 6os6orilasi dan oleh alanin, 6os6oenolpiru2at tidak diubah kembali menjadi piru2at, suatu keadaan yang dapat mendorong timbulnya siklus substrat nonprodukti6 (siklus yang siasia). Pamun 6os6oenolpiru2at membalikkan langkah pada glikolisis dan akhirnya membentuk glukosa.
P%ruat *eh%*r'genase t%*ak akt%6 .
!ada keadaan puasa, kadar insulin rendah, dan kadar glukagon meningkat. kibatnya, asam lemak dan gliserol dibebaskan dari simpanan triasilgliserol di jaringan adiposa. sam lemak berpindah ke hati tempat asam lemak mengalami oksidasiβ dan menghasilkan asetil Ko, PD>, dan !. kibatnya, konsentrasi D! berkurang. !erubahan ini menyebabkan 6os6orilasi piru2at kinase menjadi bentuk tidak akti6. Ileh karena itu, piru2at tidak diubah menjadi asetil Ko.
!iru2at karboksilase tidak akti6. setil Ko, yang dihasilkan melalui oksidasi asam lemak, mengakti6kan piru2at karboksilase. Ileh karena itu, piru2at yang berasal dari alanin atau laktat, diubah menjadi oksaloasetat.
?os6oenolpiru2at karboksikinase terinduksi. Iksaloasetat menghasilkan 6os6oenolpiru2at dalam suatu reaksi yang dikatalisis ooleh 6os6oenolpiru2at karboksikinase. ?os6oeolpiru2at karboksinkinase sitosol merupakan ezm yang dapat diinduksi, yang berarti bah"a jumlah enzim tersebut didalam sel meningkat karena terjadi peningkatan transkripsi gen dan peningkatan translasi m@P. !eninduksi utama adalah &;! yang kadarnya ditingkatkan oleh hormon yang mengakti6kan adenilat siklase. dlenilat siklase menghasilkan &;! dari !. Glukagon adalah hormon yang menyebabkan peningkatan &;! selama puasa, sementara e6ine6rin bekerja selama olahraga atau stress. &;! mengakti6kan protein kinase yang melakukan 6os6orilasi terhadap protein yang merangsang transkripsi gen 6os6oenolpiru2at karboksikinase. !eningkatan sintesis m@P untuk 6os6oenolpiru2at karboksikinase menyebabkan peningkatan sintesis enzim tersebut. Kortisol, glukokortokoid utama pada manusia, juga menginduksi 6os6oenolpiru2at karboksikinase.
!iru2at kinase tidak akti6. pabila kadar glukagon meningkat, piru2at kinase mengalami 6os6orilasi dan menjadi tidak akti6 oleh mekanisme yang melibatkan &;! dan protein kinase . Ileh karena itu tidak terjadi perubahan kembali 6os6oenolpiru2at menjadi piru2at. ?os6oenolpiru2at terus mengikuti jalur glukoneogenesis. pabila 6os6oenol piru2at di ubah kembali menjadi pir2at, substrat ini hanya akan membentuk siklus, menimblkan hilangnya energi tanpa menghasilkan produk yang berman6aat. $nakti2asi piru2at kinase men&agah terbentuknya pendauran yang siasia seperti itu dan mendorong terbentuknya glukosa.
Peru$ahan 6rukt'sa 150$%6's6at menja*% 6rukt'sa 06's6at.
Karbon pada 6os6oenolpiru2at membalikkan langkah glikolisis, membentuk 6ruktosa 1,bi6os6at. ?ruktosa 1,bi6os6atase bekerja pada bi6os6at ini untuk mengeluarkan 6os6at inorganik dan menghasilkan
#C
6ruktosa 6os6at. !ada langkah ini daur substrat yang siasia di &egah karena pada kondisi yang menguntungkan glukoneogenesis, konsentrasi senya"a yang mengakti6kan enzim glikolitik 6os6o6ruktokinase1 adalah rendah. enya"a yang sama ini, 6ruktosa #,bi6os6atase. pabila konsentrasi e6ektor alosterik ini rendah, 6os6o6ruktokinase1 menjadi kurang akti6, 6ruktosa 1,bi6os6atase lebih akti6 , dan aliran karbon adalah menuju 6ruktosa 6os6at dan dengan demikian menuju glukosa. ?ruktosa 1,bi6os6atase juga terinduksi selama puasa.
Peru$ahan gluk'sa 06's6at menja*% gluk'sa.
Glukosa 6os6atase mengkatalisis perubahan glukosa 6os6at menjadi glukosa, yang kemudian dikeluarkan dari sel hati. -nzim glikolitik glukokinase yang mengkatalisis reaksi sebaliknya, relati6 tidak akti6 selama glukoneogenesis. Glukokinase yang memiliki 0,= (Km) yang tinggi untuk glukosa, sangat tidak akti6 selama puasa karena kadar glukosa darah rendah (sekitar =m;). Glukokinase juga merupakan enzim yang dapat di induksi. Konsentrasi enzim meningkat pada keadaan kenyang saat kadar glukosa dan insulin darah meningkat konsentrasi enzim menurun pada keadaan puasa saat kadar glukosa dan insulin rendah . -Marks Da@n B5 1<<>+230+28. 2.+ D%a$etes Mell%tus
•
Diabetes melitus adalah penyakit keturunan dengan &iri kekurangan atau tidak terbentuknya insulin yang sangat penting untuk metabolisme gula dan pembentukan
glukosa
yang menyebabkan kadar gula dalam darah
meningkat yang dapat mempengaruhi metabolisme tubuh se&ara menyeluruh ($da agus Gde ;anuaba tahun 1CC8)
•
Diabetes melitus adalah kelainan herediter dengan &iri&iri insu6iensi atau absennya insulin dalam sirkulasi darah kousentrasi gula darah tinggi dan berlangsungnya glikogenesis (@oestam ;uhtar tahun 1CC8).
Diabetes malitus gestasional adalah intoleransi karbohidrat ringan (interaksi glukosa terganggu) maupun berat, terjadi atau diketahui pertama kali saat kehamilan berlangsung. De6enisi ini men&akup pasien yang sudah
*0
mengidap diabetes melitus (tetapi belum terdeteksi) yang baru di ketahui saat kehamilan ini dan yang benar 9 benar menderita D; akibat hamil. esudah kehamilan selesai, kondisi pasti ditentukan berdasarkan tes toleransi glukosa oral.
•
D; yaitu kelainan metabolik akibat dari kegagalan pankreas untuk mensekresi insulin (hormon yang responsibel terhadap peman6aatan glukosa). kibat yang umum adalah terjadinya hiperglikemia. D; merupakan sekelompok kelainan heterogen yang ditandai oleh kelainan kadar glukosa dalam darah atau hiperglikemia yang disebabkan de6isiensi insulin atau akibat kerja insulin yang tidak baik. (runner S uddart).
Kadar gula darah sepanjang hari ber2ariasi, meningkat setelah makan dan kembali normal dalam "aktu # jam. Kadar gula darah yang normal pada pagi hari setelah malam sebelumnya berpuasa adalah :0110 mg/d3. Kadar gula darah biasanya kurang dari 1#01+0 mg/d3 pada # jam setelah makan atau minum &airan yang mengandung gula maupun karbohidrat lainnya.
2.+.1 T%)e t%)e D%a$etes M%l%tus
1) Diabetes ipe $ erdapat ketidakmampuan untuk menghasilkan insulin karena selsel pankreas telah dihan&urkan oleh proses autoimun. Glukosa yang berasal dari makanan tidak dapat disimpan dalam hati meskipun tetap berada dalam darah dan menimbulkan hiperglikemia.
#) Diabetes ipe $$
@esistensi insulin menyebabkan kemampuan insulin menurunkan kadar gula darah menjadi tumpul. kibatnya pankreas harus mensekresi insulin lebih banyak untuk mengatasi kadar gula darah. !ada tahap a"al ini, kemungkinan indi2idu tersebut akan mengalami gangguan toleransi glukosa, tetapi belum memenuhi kriteria sebagai penyandang diabetes mellitus. Kondisi resistensi insulin akan berlanjut dan semakin bertambah berat, sementara pankreas tidak mampu lagi terus menerus meningkatkan kemampuan sekresi insulin yang &ukup untuk mengontrol gula darah. !eningkatan produksi glukosa hati, penurunan pemakaian glukosa oleh otot dan lemak
*1
berperan atas terjadinya hiperglikemia kronik saat puasa dan setelah makan. khirnya sekresi insulin oleh beta sel pankreas akan menurun dan kenaikan kadar gula darah semakin bertambah berat.
*) Diabetes Gestasional
erjadi pada "anita yang tidak menderita diabetes sebelum kehamilannya. >iperglikemia terjadi selama kehamilan akibat sekresi hormonehormon plasenta. esudah melahirkan bayi, kadar glukosa darah pada "anita yang menderita diabetes gestasional akan kembali normal .
2.+.2 !ejala
Gejala a"alnya berhubungan dengan e6ek langsung dari kadar gula darah yang tinggi.
kibat poliuri maka penderita merasakan haus yang berlebihan sehingga banyak minum ( olidisi). ejumlah besar kalori hilang ke dalam air kemih, penderita mengalami penurunan berat badan. %ntuk mengkompensasikan hal ini penderita seringkali merasakan lapar yang luar biasa sehingga banyak makan ( olifagi).
Dengan memahami proses terjadinya kelainan pada diabetes melitus tersebut diatas, mudah sekali dimengerti bah"a pada penderita diabetes melitus akan terjadi keluhan khas yaitu lemas, banyak makan, (olifagia) , tetapi berat badan menurun, sering buang air ke&il (oliuria), haus dan banyak minum (olidisia)$ !enyandang diabetes melitus keluhannya sangat ber2ariasi, dari tanpa keluhan sama sekali, sampai keluhan khas diabetes melitusseperti tersebut diatas. !enyandang diabetes melitus sering pula datang dengan keluhan akibat komplikasi seperti kebas, kesemutan akibat komplikasi sara6, gatal dan keputihan akibat rentan in6eksi jamur pada kulit dan daerah khusus, serta adapula yang datang akibat luka yang lama sembuh tidak sembuh.
2.+.3 D%agn's%s
Diagnosis diabetes dipastikan bila terdapat keluhan khas diabetes ( poliuria, polidipsia, poli6agia, dan penurunan berat badan yang tidak dapat dijelaskan sebabnya ) disertai dengan satu nilai pemeriksaan glukosa darah tidak normal ( glukosa darah se"aktu T #00 mg/dl atau glukosa darah puasa T 1# mg/dl ). elain itu
*#
terdapat keluhan khas yang tidak lengkap atau terdapat keluhan tidak khas ( lemah, kesemutan, gatal, mata kabur, dis6ungsi ereksi, pruritus 2ul2ae) disertai dengan dua nilai pemeriksaan glukosa darah tidak normal ( glukosa darah se"aktu T #00 mg/dl atau glukosa darah puasa T 1# mg/dl yang diperiksa pada hari yang berbeda.
!emeriksaan
berdasarkan modi6ikasi R>I!-@K-P$ yang dianjurkan adalah pemeriksaan kadar
glukosa # jam pas&a beban glukosa := g dan hasilnya digolongkan dalam kriteria sebagai berikut 4 !luk'sa *arah
"r%ter%a
U#00 mg /dl
Diabetes ;elitus
1+0#00 mg/dl V 1+0 mg/dl
oleransi glukosa terganggu Pormal
2.+.+ "'m)l%kas%
Komplikasi kronis diabetes mellitus antara lain ' 1). Kerusakan sara6 ( +euroat) istem sara6 tubuh kita terdiri dari susunan sara6 pusat, yaitu otak dan sumsum tulang belakang, susunan sara6 peri6er di otot, kulit, dan organ lain, serta susunan sara6 otonom yang mengatur otot polos di jantung dan saluran &erna. >al ini biasanya terjadi setelah glukosa darah terus tinggi, tidak terkontrol dengan baik, dan berlangsung sampai 10 tahun atau lebih. pabila glukosa darah berhasil diturunkan menjadi normal, terkadang perbaikan sara 6 bisa terjadi. Pamun bila dalam jangka yang lama glukosa darah tidak berhasil diturunkan menjadi normal maka akan melemahkan dan merusak dinding pembuluh darah kapiler yang memberi makan ke sara6 sehingga terjadi kerusakan sara6 yang disebut neuropati diabetik (diabetic neuroat). Peuropati diabetik dapat mengakibatkan sara6 tidak bisa mengirim atau menghantar pesanpesan rangsangan impuls sara6, salah kirim atau terlambat kirim. ergantung dari berat ringannya kerusakan sara6 dan sara6 mana yang terkena.
#). Kerusakan ginjal ( +e&roat) Ginjal manusia terdiri dari dua juta ne6ron dan berjutajuta pembuluh darah ke&il yang disebut kapile r. Kapiler ini ber6ungsi sebagai saringan darah. ahan yang tidak berguna bagi tubuh akan dibuang ke urin atau ken&ing. Ginjal bekerja #+ jam sehari untuk membersihkan darah dari ra&un yang masuk ke dan yang dibentuk oleh tubuh. ila ada ne6ropati atau kerusakan ginjal, ra&un tidak dapat dikeluarkan, sedangkan protein yang seharusnya dipertahankan ginjal bo&or ke luar. emakin lama seseorang terkena diabetes dan makin lama terkena tekanan darah tinggi, maka penderita makin mudah mengalami kerusakan ginjal.
*). Kerusakan mata ( etinoat)
**
!enyakit diabetes bisa merusak mata penderitanya dan menjadi penyebab utama kebutaan. da tiga penyakit utama pada mata yang disebabkan oleh diabetes, yaitu' a. retinopati, retina mendapatkn makanan dari banyak pembuluh darah kapiler yang sangat ke&il. Glukosa darah yang tinggi bisa merusak pembuluh darah retina. b. katarak, lensa yang biasanya jernih bening dan transparan menjadi keruh sehingga menghambat masuknya sinar dan makin diperparah dengan adanya glukosa darah yang tinggi. &. glaukoma, terjadi peningkatan tekanan dalam bola mata sehingga merusak sara6 mata.
+). !enyakit jantung Diabetes merusak dinding pembuluh darah yang menyebabkan penumpukan lemak di dinding yang rusak dan menyempitkan pembuluh darah. kibatnya suplai darah ke otot jantung berkurang dan tekanan darah meningkat, sehingga kematian mendadak bisa terjadi.
=). >ipertensi >ipertensi atau tekanan darah tinggi jarang menimbulkan keluhan yang dramatis seperti kerusakan mata atau kerusakan ginjal. Pamun, harus diingat hipertensi dapat memi&u terjadinya serangan jantung, retinopati, kerusakan ginjal, atau stroke. @isiko serangan jantung dan stroke menjadi dua kali lipat apabila penderita diabetes juga terkena hipertensi.
). !enyakit pembuluh darah peri6er Kerusakan pembuluh darah di peri6er atau di tangan dan kaki, yang dinamakan Peri&eral -ascular Disease (!HD), dapat terjadi lebih dini dan prosesnya lebih &epat pada penderita diabetes daripada orang yang tidak mendertita diabetes. Denyut pembuluh darah di kaki terasa lemah atau tidak terasa sama sekali. ila diabetes berlangsung selama 10 tahun lebih, sepertiga pria dan "anita dapat mengalami kelainan ini. Dan apabila ditemukan !HD disamping diikuti gangguan sara6 atau neuropati dan in6eksi atau luka yang sukar sembuh, pasien biasanya sudah mengalami penyempitan pada pembuluh darah jantung.
:). Gangguan pada hati anyak orang beranggapan bah"a bila penderita diabetes tidak makan gula bisa bisa mengalami kerusakan hati. nggapan ini keliru, hati bisa terganggu akibat penyakit diabetes itu sendiri. Dibandingkan orang yang tidak menderita diabetes, penderita diabetes lebih mudah terserang in6eksi 2irus hepatitis atau hepatitis 5. Ileh karena itu, penderita diabetes harus menjauhi orang yang sakit hepatitis karena mudah tertular dan memerlukan 2aksinasi untuk pen&egahan hepatitis. >epatitis kronis dan sirosis hati (li2er &irrhosis) juga mudah terjadi karena in6eksi atau radang hati yang lama atau berulang. Gangguan hati yang sering ditemukan pada penderita diabetes adalah perlemakan hati atau 6atty li2er , biasanya (hampir =0) pada penderita diabetes tipe # dan gemuk.
*+
Kelainan ini jangan dibiarkan karena bisa merupakan pertanda adanya penimbunan lemak di jaringan tubuh lainnya.
8). !enyakit paruparu !asien diabetes lebih mudah terserang in6eksi tuberkulosis paruparu dibandingkan orang biasa, sekalipun penderita bergizi baik dan se&ara sosioekonomi &ukup. Diabetes memperberat in6eksi paruparu, demikian pula sakit paruparu akan menaikkan glukosa darah.
C). Gangguan saluran makan Gangguan saluran makan pada penderita diabetes disebabkan karena kontrol glukosa darah yang tidak baik, serta gangguan sara6 otonom yang mengenai saluran pen&ernaan. Gangguan ini dimulai dari rongga mulut yang mudah terkena in6eksi, gangguan rasa penge&apan sehingga mengurangi na6su makan, sampai pada akar gigi yang mudah terserang in6eksi, dan gigi menjadi mudah tanggal serta pertumbuhan menjadi tidak rata. @asa sebah, mual, bahkan muntah dan diare juga bisa terjadi. $ni adalah akibat dari gangguan sara6 otonom pada lambung dan usus. Keluhan gangguan saluran makan bisa juga timbul akibat pemakaian obatobatan yang diminum.
10). $n6eksi Glukosa darah yang tinggi mengganggu 6ungsi kekebalan tubuh dalam menghadapi masuknya 2irus atau kuman sehingga penderita diabetes mudah terkena in6eksi. empat yang mudah mengalami in6eksi adalah mulut, gusi, paruparu, kulit, kaki, kandung kemih dan alat kelamin. Kadar glukosa darah yang tinggi juga merusak sistem sara6 sehingga mengurangi kepekaan penderita terhadap adanya in6eksi.
2.+.8 "a*ar !ula Darah
Kadar gula darah adalah tingkat glukosa di dalam darah. Konsentrasi gula darah, atau tingkat glukosa serum, diatur dengan ketat di dalam tubuh. Glukosa yang dialirkan melalui darah adalah sumber utama energi untuk selsel tubuh.
Mekan%sme Pengaturan !ula Darah
ingkat gula darah diatur melalui umpan balik negati6 untuk mempertahankan keseimbangan di dalam tubuh. Kadar glukosa di dalam darah dimonitor oleh pankreas. ila konsentrasi glukosa menurun, karena dikonsumsi untuk memenuhi kebutuhan energi tubuh, pankreas melepaskan glukagon, hormon yang menargetkan selsel di le2er (hati). Kemudian selsel ini mengubah glikogen menjadi glukosa (proses ini disebut glikogenolisis). Glukosa dilepaskan ke dalam aliran darah, hingga meningkatkan kadar gula darah. pabila kadar gula darah meningkat baik karena perubahan glikogen, atau karena pen&ernaan makanan, hormon yang lain dilepaskan dari butirbutir sel yang terdapat di dalam pankreas. >ormon ini, yang disebut insulin, menyebabkan
*=
hati mengubah lebih banyak glukosa menjadi glikogen ( proses ini disebut glikogenosis), yang mengurangi kadar gula darah.
BAB III PENUTUP 3.1 "es%m)ulan
erdasarkan makalah yang kami buat, maka kami dapat kesimpulan sebagai berikut' Glukoneogenesis merupakan istilah yang digunakan untuk men&akup semua mekanisme dan lintasan yang bertangggung ja"ab untuk mengubah senya"a nonkarbohidrat menjadi glukosa. ahaptahap dari Glukoneogenesis yaitu ?os6o6enolpiru2at dibentuk dari asam piru2at melalui pembentukan asam oksalo asetat, ?ruktosa6os6at dibentuk dari 6ruktosa1,di6os6at dengan &ara hidrolisis oleh enzim
6ruktosa1,di6os6atase, Glukosa dibentuk dengan &ara hidrolisis glukosa6os6at
dengan katalis glukosa6os6atase. Glikogenesis adalah lintasan metabolisme yang mengkon2ersi glukosa berlebih di dalam darah menjadi glikogen dan disimpan di dalam hati dan jaringan otot. ahap terjadinya Glikogen dalam hati juga dibentuk dari asam laktat, membutuhkan %D!G yg dibentuk dari reaksi uridinitri6os6at dengan glukosa1!. iklus pengubahan glukosa, asam laktat dan glikogen disebut dengan siklus &ori. eberapa kelainan yang dijelaskan berhasil ditolong dengan transplantasi hepar ' ipe $ !enyakit 2on Gierke , ipe $$ !enyakit !ompe , ipe $$$ 3imit deJtrinosis, penyakit 6orbes atau &ori , ipe $H milopektinosis, penyakit ndersen, ipe H De6isiensi mio6os6orilase, ipe H$ !enyakit herd , ipe H$$ !enyakit tarui , ipe H$$$ De6isiensi 6or6orilase kinase hati.
*
Glikogenolisis adalah lintasan metabolisme yang digunakan oleh tubuh, selain itu glukoneogenosis berguna untuk menjaga keseimbangan kadar glukosa di dalam plasma darah untuk menghindari simtoma hipoglisemia. ahapan glikogenolisis'hortening o6 &hain, @emo2al o6 &hain. !roses glikogenolisis yaitu glikogen yang terdapat dalam hati dan otot dapat dipe&ah menjadi molekul glukosa 1 6os6at melalui proses 6os6orolisis yaitu reaksi dengn asam 6os6at. !enyakit 9 penyakit karena de6isiensi pada proses glukogenolisis yaitu ipe 1 Hon GierkeWs disease , ipe # !ompeWs disease ,ipe * 5oriWs disease , ipe + ndersonWs disease ,ipe = ;& rdleWs disease. @egulasi gulah darah yaitu dalam tubuh harus terjadi homeostasis kadar glukosa, yaitu keseimbangan antara katabolisme dan anabolisme glukosa dalam darah. @egulasi glukosa dalam darah dijalankan oleh hormon metabolik, hormon yang utama yaitu hormon insulin dan glukagon. ;ekanisme dan &ontrol pada prinsipnya enzim yang mengatur metabolisme glikogen adalah glikogen fosforilase dan glikogen sintase, enzimenzim ini sendiri diba"ah pengaruh suatu kontrol yang komplek yaitu suatu mekanisme yang melibatkan peristi"a allosteri&. Diabetes ;elitus yaitu kelainan metabolik akibat dari kegagalan pankreas untuk mensekresi insulin (hormon yang responsibel terhadap peman6aatan glukosa) se&ara adekuat. kibat yang umum adalah terjadinya hiperglikemia. dapun diabetes terbagi menjadi diabetes tipe $ dan diabetes tipe $$. anda a"al yang dapat diketahui bah"a seseorang menderita D; atau ken&ing manis yaitu dilihat langsung dari e6ek peningkatan kadar gula darah, dimana peningkatan kadar gula dalam darah men&apai nilai 10 180 mg/d3 dan air seni (urine) penderita ken&ing manis yang mengandung gula (glu&ose), sehingga urine sering dilebung atau dikerubuti semut. ?aktor penyebab Diabetes ;ilitus , !ola makan, ;akan se&ara berlebihan dan melebihi jumlah kadar kalori, . Ibesitas (kegemukan), ?aktor genetis,ahanbahan kimia dan obat obatan, !enyakit dan in6eksi pada pan&reas, !ola hidup, eh manis, Gorengan ,uka ngemil, Kurang tidur, ering stress, Ke&anduan rokok, ;enggunakan pil kontrasepsi. 5ara pengobatan dan penanganan Diabetes ;ilitus, diabetes tipe 1 umumnya menjalani pengobatan therapi insulin (3antus/3e2emir, >umalog, Po2olog atau pidra) yang berkesinambungan, selain itu adalah dengan berolahraga se&ukupnya serta melakukan pengontrolan menu makanan (diet),
!ada penderita
diabetes mellitus tipe #, penata laksanaan pengobatan dan penanganan di6okuskan pada gaya hidup dan akti2itas 6isik. >ubungan diabetes militus dengan anggota tubuh yaitu >ubungan Kesehatan Gigi dan Diabetes ;elitus dan Diabetes dan luka pada bagian kaki.
*:
3.2 aran
!enulis berharap semoga makalah ini berman6aat untuk seluruh pemba&a. Kemudian kritik dan saran sa ngat penulis nantikan untuk memperbaiki makalah ini agar menjadi lebih baik lagi.
DA(TAR PUTA"A
-lizabeth <. 5r"in. ?oto6isiologi. #001. Buku .edokteran ill 5ompanies. tryer, 3ubert. 1CC=. Biokimia -ol$ 7 edisi 4.
;edika '
*8