METABOLISME KARBOHIDRAT DAN ANALISIS BIOKIMIANYA DALAM DARAH DAN URINE

BAB I
PENDAHULUAN
1.1   Latar Belakang
       Karbohidrat atau Hidrat Arang adalah suatu zat gizi yang memiliki fungsi utama sebagai penghasil energy, dimana setiap gramnya mengasilkan 4 kalori. Walaupun lemak menghasilkan lebih besar, namun karbohidrat lebih banyak dikonsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan pokok, terutama dinegara-negara berkembang, karbohidrat dikonsumsi sekitar 70%-80% dari total kalori, bahkan pada daerah-daerah berpenduduk miskin bisa mencapai 90%. Hal ini disebabkan harga sumber bahan makanan yang mengandung karbohidrat lebih murah dibandingkan harga sumber bahan makanan kaya lemak dan protein. Karbohidrat banyak terkandung dalam serelia (beras, gandum, jagung, kentang, dan lain sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.

1.2   Rumusan Masalah
1.      Apa itu Karbohidrat ?
2.      Bagaimana pencernaan dan penyerapan karbohidrat dalam tubuh ?
3.      Bagaimana metabolisme karbohidrat dalam tubuh ?
4.      Bagaimana analisis biokimia karbohidrat dalam darah dan urin

1.3   Tujuan Penulisan
1.      Untuk mengetahui apa itu karbohidrat
2.      Untuk mengetahui bagaimana pencernaan dan penyerapan karbohidrat dalam tubuh
3.      Untuk mengetahui bagaimana metabolisme karbohidrat dalam tubuh
4.      Untuk mengetahui bagaimana analisi biokimia karbohidrat dalam darah dan urin




BAB II
ISI

2.1   Karakteristik Karbohidrat
       Karbohidrat adalah senyawa organic yang mengandung atom Karbon, Hidrogen dan Oksigen. Di dalam tubuh, karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan yang dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber bahan makanan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan.
       Karbohidrat diklasifikasikan berdasarkan jumlah molekulnya, yaitu :
1.      Monosakarida
       Merupakan karbohidrat yang paling sederhana karena tidak dapat lagi dihidrolisis. Monosakarida larut di dalam air dan rasanya manis, sehingga secara umum disebut juga gula. Terdapat beberapa jenis monosakarida :
·         Glukosa
Glukosa adalah Kristal putih yang solid, mudah larut dalam air, dan rasanya manis. Banyak dijumpai di alam, terutama pada buah-buahan, sayur-sayuran, madu, sirup jagung dan tetes tebu. Di dalam tubuh glukosa didapat dari hasil pencernaan, hidrolisis dari amilum, sukrosa, maltose dan laktosa. Glukosa dijumpai di dalam aliran darah (disebut Kadar Gula Darah) dan berfungsi sebagai penyedia energy bagi seluruh sel-sel dan jaringan tubuh. Kadar gula darah dapat meningkat melebihi normal yang disebut hiperglikemia, keadaan ini dialami oleh penderita Diabetes Mellitus.

·         Fruktosa
 Fruktosa adalah gula yang sangat larut dan tidak mudah mengkristal. Disebut juga gula buah. Merupakan jenis sakarida yang paling manis, banyak dijumpai pada sayuran, madu, sirup jagung, dan hasil hidrolisis gula tebu. Di dalam tubuh fruktosa didapat dari hasil hidrolisis sukrosa. Sirup fruktosa dari jagung digunakan dalam industry makanan karena memiliki kelarutan yang tinggi, meningkatkan umur simpan produk, menurunkan viskositas dan rendah kalori dibandingkan sukrosa.

·         Galaktosa
Tidak dijumpai dalam bentuk bebas di alam, tapi berikatan dengan glukosa dalam laktosa susu.

·         Sorbitol
Sorbitol adalah suatu gula alcohol yang dimetabolisme lambat di dalam tubuh. Sorbitol diperoleh dari reduksi glukosa, mengubah gugus aldehid menjadi gugus hidroksil, sehingga dinamakan gula alcohol.
Sorbitol digunakan sebagai pemanis buatan pada produk permen bebas gula, selai, minuman buah, buah kalengan. Zat ini juga dikenal sebagai pemanis yang memiliki nilai gizi karena mengandung energi sebanyak 2,6 kkal/gram, lebih rendah dari glukosa (3,8 kkal/g).

2.      Disakarida
       Karbohidrat sederhana yang merupakan gabungan antara 2 (dua) monosakarida. Pada bahan makanan terdapat 3 jenis disakarida yaitu sukrosa, maltose dan laktosa.
·         Sukrosa
 Adalah gula yang kita pergunakan sehari-hari, sehingga lebih sering disebut gula meja atau gula pasir dan disebut juga gula invert. Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa. Gula tebu dan bit gula adalah sumber utama dari sukrosa.

·         Maltosa
 Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari dua molekul glukosa. Di dalam tubuh, maltose didapat dari hasil pemecahan amilum, lebih mudah dicerna dan rasanya lebih enak dan nikmat. Amilum terderi dari 2 fraksi (yang dapat dipisahkan dengan air panas):

·         Laktosa
Mempunyai 2 (dua) molekul monosakarida yang terdiri dari datu molekul glukosa dan satu molekul galaktosa. Laktosa kurang larut dalam air. Laktosa hanya terdapat pada susu sehingga disebut juga gula susu. Pada beberapa orang, laktosa dapat menimbulkan intolerance  (laktosa intolerance) yang disebabkan kekurangan enzim lactase sehingga kemampuan untuk mencerna laktosa berkurang. Kelainan ini dapat dijumpai pada bayi, anak dan orang dewasa, baik untuk sementara maupun secara menetap. Gejala yang sering dijumpai adalah diare, gembung, flatus, dan kejang perut. Defisiensi lactase pada bayi dapat menyebabkan gangguan pertumbuhan karena bayi sering diare.

3.      Polisakarida
       Polisakarida yang memiliki peranan penting adalah glikogen, pati dan selulosa. Polisakarida merupakan senyawa karbohidrat kompleks, beberapa polimer dari glukosa, dapat mengandung lebih dari 60.000 molekul monosakarida yang tersusun membentuk rantai lurus ataupun bercabang. Polisakarida rasanya tawar (tidak manis), tidak seperti monosakarida dan disakarida.
·         Pati/amilum
Pati adalah karbohidrat kompleks yang tersimpan dalam organ tanaman dalam bentuk granul yang dijumpai pada umbi dan akarnya. Umbi-umbian, serelia dan biji-bijian merupakan sumber amilum yang melimpah ruah sehingga mudah didapat dan dikonsumsi. Jagung, beras dan gandum kandungan amilumnya lebih dari 70%, sedangkan kacang-kacangan sekitar 40%. Amilum tidak larut di dalam air dingin, tetapi akan mengalami gelatinisasi yaitu larut di dalam air panas kemudian membentuk cairan yang sangat pekat seperti pasta. Pati berwujud bubuk putih, tawar dan tidak berbau.
Pati tersusun dari dua macam karbohidrat yaitu amilosa dan amilopektin dalam komposisi yang berbeda-beda. Amilosa memberikan sifat keras (pera) sedangkan aminopektin menyebabkan sifat lengket. Amilosa memberikan warna ungu pekat pada tes iodin, sedangkan amilopektin tidak bereaksi.
 Amilosa merupakan polisakarida, polimer yang tersusun dari glukosa sebagai monomernya. Setiap monomer terhubung dengan ikatan 1,6 glikosidik. Amilosa merupakan polimer tidak bercabang.
Amilopektin merupakan polisakarida yang terbentuk dari rantai glukosa yang terikat dengan ikatan 1,6 glikosidik, sama dengan amilosa. Tetapi pada amilopektin, terbentuk cabang-cabang dengan ikatan 1,4 glikosidik.

·         Dekstrin
 Merupakan zat antara dalam pemecahan amilum. Molekulnya lebih sederhana, lebih mudah larut didalam air, dan yodium akan berubah menjadi warna merah.

·         Glikogen
Glikogen merupakan “pati hewan”, larut didalam air (pati nabati tidak larut didalam air) dan bila bereaksi dengan iodium akan menghasilkan warna merah. Glikogen terdapat pada otot hewan, manusia dan ikan. Pada waktu hewan disembelih, terjadi kekejangan (rigor mortis) dan kemudian glikogen dipecah menjadi asam laktat selama post mortem. Glikogen disimpan di dalam hati dan otot sebagai cadangan energy, yang sewaktu-waktu dapat diubah kembali menjadi glukosa bila dibutuhkan.

·         Selulosa
 Hamper 50% karbohidrat yang berasal dari tumbuh-tumbuhan adalah selulosa, karena selulosa adalah bagian yang terpenting dari dinding sel tumbuh-tumbuhan. Selulosa tidak dapat dicerna oleh tubuh manusia, karena tidak ada enzim untuk memecah selulosa. Meskipun tidak dapat dicerna, selulosa berfungsi sebagai sumber serat yang dapat memperbesar volume dari faeses, sehingga akan memperlancar defekasi.
Serat merupakan komponen penyusun diet manusia yang sangat penting. Tanpa adanya serat, mengakibatkan terjadinya konstipasi (susah buang air besar), ambeyen, diverticulosis, kanker pada usus besar, appendicitis, diabetes, penyakit jantung coroner dan obesitas.
Selulosa juga berfungsi sebagai media bagi pertumbuhan mikroflora usus sehingga meningkatkan fermentasi dalam usus mengakibatkan pembentukan gas.

·         Gum
Merupakan polisakarida kompleks yang digunakan sebagai emulsifier, penstabil, pengental, dan pembentuk busa. Gum arab atau gum acacia adalah salah satu produk getah yang dihasilkan dari penyadapan getah pada batang tumbuhan legume (polong-polongan).

2.2   Pencernaan dan Penyerapan Karbohidrat dalam Tubuh
       Karbohidrat yang dicerna di dalam tubuh meliputi glukosa, fruktosa, maltose, laktosa dan pati. Pencernaan karbohidrat dibantu oleh enzim-enzim yang terdapat dalam saluran pencernaan seperti amylase, disakaridase.
       Pencernaan karbohidrat dimulai sejak makanan masuk ke dalam mulut; makanan dikunyah agar dipecah menjadi bagian-bagian kecil, sehingga jumlah permukaan makanan lebih luas kontak dengan enzim-enzim pencernaan.
       Di dalam mulut makanan bercampur dengan air ludah yang mengandung enzim amylase (ptyalin). Enzim amylase bekerja memecah karbohidrat rantai panjang seperti amilum dan dekstrin, akan diurai menjadi molekul yang lebih sederhana maltose. Sedangkan air ludah berguna untuk melicinkan makanan agar lebih mudah ditelan. Hanya sebagian kecil amilum yang dapat dicerna di dalam mulut, karena makanan hanya sebentar berada di rongga mulut. Oleh karena itu sebaiknya makanan dikunyah lebih lama, agar memberi kesempatan lebih banyak pemecahan amilum di rongga mulut. Dengan proses mekanik, makanan ditelan melalui kerongkongan dan selanjutnya akan memasuki lambung.
       Proses pemecahan amilum diteruskan di dalam lambung, selama makanan belum bereaksi dengan asam lambung.
       Di usus halus, maltose, sukrosa, dan laktosa yang berasal dari makanan maupun dari hasil penguraian karbohidrat kompleks akan diubah menjadi monosakarida dengan bantuan enzim-enzim yang terdapat di usus halus.
Maltose                          maltase                    2 molekul glukosa
Laktosa                          maltase                    galaktosa dan glukosa
Sukrosa                          sukrase                    fruktosa dan glukosa

       Semua jenis karbohidrat siserap dalam bentuk monosakarida, proses penyerapan ini terjadi di usus halus. Glukosa dan galaktosa memasuki aliran darah dengan jalan transfer aktif, sedangkan fruktosa dengan jalan difusi. Karbohidrat hanya dapat diserap dalam bentuk disakarida sehingga hanya maltose, sukrosa dan laktosa yang ditemukan dalam urine apabila mengkonsumsi gula dalam jumlah banyak. Akhirnya berbagai jenis karbohidrat diubah menjadi glukosa sebelum diikutsertakan dalam proses metabolisme. Karbohidrat yang paling cepat diabsorpsi adalah galaktosa, glukosa, terakhir adalah fruktosa.
                                                                                                                                 
2.3   Metabolisme Karbohidrat dalam Tubuh
       Setelah melalui dinding usus halus, glukosa akan menuju ke hepar melalui vena portae. Sebagian karbohidrat ini diikat di dalam hati dan disimpan sebagai glikogen, sehingga kadar gula dalam darah dapat dipertahankan dalam batas-batas normal. Karbohidrat yang terdapat dalam darah, dalam bentuk glukosa, karena fruktosa dan galaktosa akan diubah terlebih dahulu sebelum memasuki pembuluh darah.
       Karbohidrat bisa dikatabolisir menjadi energy jika berbentuk monosakarida. Energy yang dihasilkan berupa Adenosin  trifosfat (ATP). Dalam bentuk glukosalah massa karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah, dan ke dalam glukosa juga, karbohidrat dikonversi di dalam hati. Semua bentuk karbohidrat lain dalam tubuh dapat dibentuk dari glukosa.
       Glukosa merupakan bahan bakar metabolic utama bagi jaringan mamalia. Unsur ini diubah menjadi karbohidrat lain dengan fungsi sangat spesifik, misalnya glikogen untuk simpanan, ribose dalam bentuk asam nukleat, galaktosa dalam laktosa susu, dalam senyawa lipid kompleks tertentu dan dalam bentuk gabungan dengan protein, yaitu glikoprotein serta proteoglikan.
       Metabolisme karbohidrat berlangsung melalui beberapa jalur baik yang tergolong sebagai katabolisme dan anabolisme, yaitu glikolisis, siklus asam sitrat (siklus krebs), glikogenisis, glikogenolisis, serta gluconeogenesis.

2.4   Analisis Biokimia Karbohidrat dalam Darah dan Urin
       Masuknya (influx) glukose ke dalam darah, meningkatkan kadar glukose darah, yang menyebabkan tersekresinya insulin dari pancreas dan menurunkan sekresi glucagon. Selanjutnya, menyebabkan peningkatan pengambilan glukose oleh hati, urat-urat daging dan jaringan lemak. Juga merangsang sintesis glikogen dalam hati dan urat daging dengan jalan mengurangi produksi cyclic Adenin Monofosfat (cAMP) dan proses fosforilasi atau sintesis glukogen yang aktif. Dalam proses yang sama, aktivitas fosforilase glikogen dikurangi. Sintesis dan penyimpanan glikogen terbatas secara fisik, oleh karena sifat molekul glikogen yang sangat voluminous (terhidrasi) dan diperkirakan bahwa tidak lebih dari 10-15 jam setara energy glukosa dapat disimpan dalam hati (sekitar 100 g). dalam kondisi pengambilan/konsumsi glukose maksimal ada kemungkinan lebih banyak lagi glikogen (sekitar 0,5 kg) yang diencerkan dalam massa jarring yang lebih besar, disimpan dalam urat daging (total).
       Kelebihan glukose akan dikonversi menjadi asam-asam lemak dan trigliserida terutama oleh hati dan jaringan lemak. Trigliserida yang terbentuk dalam hati dibebaskan kedalam plasma sebagai Very Low Density Lipoprotein (VLDL) yang akan diambil oleh jaringan lemak untuk disimpan.
       Kalau influks glucose dari intestine berhenti (terutama setelah penyerapan karbohidrat makanan) kadar glucose darah mulai menurun, dan memberi isyarat untuk mengambil langkah proses kebalikan dari yang disebutkan di atas seperti pada sekresi hormone oleh pancreas. Sekarang (dalam keadaan balik ini) glucagon dibebaskan dan sekresi insulin sangat dikurangi/menurun. Glucagon akan memobilisasi glikogen hati melalui system cAMP-protein kinase dan meningkatkan sintesis enzim yang dibutuhkan untuk proses kebalikan dari glikolisis (atau gluconeogenesis dari asam amino); hal ini dibutuhkan kalau karbohidrat tidak segera tersedia. Glucagon juga daopat membebaskan asam lemak dari trigliserida yang disimpan dalam jaringan lemak tetapi norepineprin dibebaskan dari ujung-ujung syaraf simpatetik mungkin lebih penting dan dengan demikian tidak ada insulin. Glikogen fosforilase dalam urat daging juga diaktifkan melalui system cAMP, tetapi dengan katekolamin (dibebaskan dalam keadaan stress dan olahraga), bukan dengan glucagon. Dalam keadaan stress katekolamin dapat menyebabkan mobilisasi glikogen dan hidrolisis trigliserida, walaupun dalam keadaan tidak membutuhkan fenomena tersebut secara langsung. Glucose urat daging yang disimpan dalam bentuk glikogen harus digunakan in situ dan tidak pernah dibebaskan ke dalam peredaran darah, karena jaringan ini tidak mempunyai glucose-6-fosfatase yang merupakan enzim yang unik untuk hati dan ginjal.

       Toleransi glucose. Respons tubuh terhadap influks glucose diet dimonitor untuk menentukan toleransi glucose. Toleran atau tidak, ditentukan oleh tingkat kesanggupan mekanisme untuk menghilangkan kelebihan glucose dalam darah. Toleransi glucose biasanya diukur dengan mengikuti konsentrasi glucose darah selama 15 menit sampai 2 atau 3 jam setelah pemberian glucose peroral sebanyak 50-100 g setelah dipuaskan semalam. Bentuk kurva yang dihasilkan ditentukan oleh: (1) kapasitas tubuh mengekskresi insulin yang cukup; (2) ketersediaan factor-faktor nutrisi lain yang dibutuhkan untuk pengikatan insulin dan kerjanya; (3) tingkat katabiolisme insulin; (4) ada atau tidaknya antagonis insulin; dan (5) adanya/terbebasnya factor-faktor penghambat regulasi (counterregulator) seperti glucagon, yang akan menghambat penurunan glucose darah kalau kerja insulin sudah selesai.
       Gangguan-gangguan dalam lintasan kerja insulin, dari proses sintesisnya sampai terikat (bereaksi) dan terdegradasinya akan mengubah toleransi glucose.
       Tingkat pembebasan insulin dan efektivitasnya menentukan kecepatan glucose darah mencapai puncaknya dan berapa tinggi puncak tersebut yang dapat dicapai ? (Secara normal, tidak lebih dari 160 mg/dl setelah 30-60 menit). Beberapa mekanisme yang sama menentukan waktu yang dibutuhkan untuk menormalkan kembali kadar glucose darah (70-105 mg/dl) (normal: 1,5-2 jam). “Kadar glucose puasa” yang tinggi (pada waktu 0), lebih tinggi dari normal/atau penundaan puncak (peak) kurva dan penundaan waktu untuk kembali normal adalah tanda yang pasti tidak adanya toleransi glucose dan diabetes. Kalau kadar gula melebihi 180 mg/dl, maka aka nada glucose yang akan keluar melalui urin karena tubuli ginjal tidak dapat lagi menyerap kembali glucose tersebut secara cepat. Dalam keadaan diabetes, hiperglisemia yang berulang-ulang merupakan sebab utama neuropathy dan microangeopathy. Respon berlebihan terhadap konsetrasi glucose menyebabkan peak (puncak kurva) yang lebih rendah; kembalinya (turunya) lebih cepat dan glucose plasma jatuh dibawah normal sebagai tanda pasti adanya “hiperglisemia” dan mungkin sebagai pendahuluan terjadinya beberapa bentuk diabetes.











BAB III
PENUTUP

3.1  KESIMPULAN
Karbohidrat merupakan zat gizi penghasil energy yang tersusun atas senyawa-senyawa organic yaitu karbon, hydrogen dan oksigen. Karbohidrat terbagi menjadi monosakarida, disakarida dan polisakarida yang masing-masing memiliki karalteristik sendiri. Glukosa adalah jenis karbohidrat sederhana yang tergolong sebagai monosakarida dimana memiliki peran sangat penting dalam metabolisme tubuh.
Karbohidrat yang masuk kedalam tubuh akan mengalami proses pencernaan dan penyerapan hingga ia mengalami proses metabolisme dalam sel-sel tubuh. Karbohidrat dalam tubuh akan melalui jalur-jalur metabolisme seperti glikolisis dan siklus krebs sehingga mampu melepaskan energy yang dibutuhkan untuk beraktivitas.

3.2  SARAN
Kita telah mengetahui apa itu karbohidrat dan proses metabolismenya serta analisis biokimianya dalam darah dan urin. Untuk itu diharapkan agar kita bijak dalam mengkonsumsi karbohidrat karena jika kita kekurangan glukosa dan mengkonsumsi fruktosa atau sucrose akan menyebabkan kadar gula darah rendah (hypoglycemia), berkeringat, kebingungan, dan kadang-kadang pingsan, dan koma. Tetapi jika kita juga kelebihan mengkonsumsi glukosa maka kadar glukosa dalam darah tinggi karena tubuh tidak dapat melepaskan atau menggunakan insulin secara tepat, sehingga menyebabkan penyakit diabetes mellitus.








DAFTAR PUSTAKA
Cakrawati, Dewi., dan N.H, Mustika. 2012. Bahan Pangan Gizi dan Kesehatan. Bandung: ALFABETA, cv.
Linder, Maria C. 1992. Biokimia Nutrisi dan Metabolisme. Jakarta: Bagian Penerbitan Universitas Indonesia (UI-Press).


Komentar

Postingan populer dari blog ini

PERAN NUTRISI DALAM SISTEM IMUN

KOMPOSISI TUBUH