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
Posting Komentar