Proses Katabolisme Karbohidrat
Pengertian tentang Katabolisme Karbohidrat
Di dalam setiap sel hidup terjadi proses metabolisme. Salah satu proses tersebut adalah katabolisme. Katabolisme disebut pula disimilasi, karena dalam proses ini energi yang tersimpan ditimbulkan kembali atau dibongkar untuk menyelenggarakan proses-proses kehidupan.
Katabolisme merupakan reaksi pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana disertai dengan pembebasan energi dalam bentuk ATP. Contoh katabolisme, yaitu proses respirasi.
Tahap-Tahap Proses Katabolisme
Dalam bab ini proses katabolisme karbohidrat yang dimaksud adalah respirasi sel. Respirasi sel berlangsung di dalam mitokondria melalui proses glikolisis, dilanjutkan dengan proses dekarboksilasi oksidatif kemudian siklus Krebs, di mana pada setiap tingkatan proses ini dihasilkan energi berupa ATP (Adenosin Tri Phosphat) dan hidrogen. Hidrogen yang berenergi bergabung dengan akseptor hidrogen untuk dibawa ke transfer elektron, energinya dilepaskan dan hidrogen diterima oleh O2 menjadi H2O.
Di dalam proses respirasi sel, bahan bakarnya adalah gula heksosa. Pembakaran tersebut memerlukan oksigen bebas, sehingga reaksi keseluruhan dapat ditulis sebagai berikut. C6H12O6 + 6 O2
Metabolisme karbohidrat adalah proses kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup khusus untuk mengolah karbohidrat, baik itu reaksi pemecahan ( katabolisme) atau reaksi pembentukannya (anabolisme).
Anabolisme
Anabolism is the set of metabolic pathways that construct molecules from smaller units.
Anabolisme membutuhkan energi. Energi ini berasal dari reaksi katabolisme.
Katabolisme
Catabolism is the set of metabolic pathways that break down molecules into smaller units and release energy.
Energi inilah yang akan digunakan pada reaksi anabolisme.
Metabolisme karbohidrat pada manusia dapat dibagi sebagai berikut.
1. Glikolisis
Oksidasi glukosa atau glikogen menjadi piruvat dan laktat oleh jalan Embden-Meyerhof.
Glikolisis terjadi pada semua jaringan.
2. Oksidasi piruvat menjadi asetil—KoA
Merupakan suatu langkah yang dibutuhkan sebelum masuknya produk glikolisis ke dalam siklus asam nitrat yang merupakan jalan akhir bersama untuk oksidasi karbohidrat, lemak dan protein.
Sebelum piruvat dapat memasuki sikluas asam nitrat, ia harus ditranspor ke dalam mitokondria melalui transpor piruvat khusus yang membantu pasasi melintasi membran bagian dalam mitokondria. Ini memerlukan mekanisme “symport” dimana satu proton diangkut bersama.
Dalam mitokondria, piruvat di dekarboksilasi secara osidatif menjadi asetil-KoA. Reaksi ini dikatalisis oleh beberapa enzsim yang berbeda yang bekerja secara berurutan dalam kompleks multienzim. Enzim-enzim ini secara kolektif disebut kompleks piruvat dehidrogenase dan analog dengan kompleks alfa-ketoglutarat dehidrogenase dari siklus asam nitrat. Piruvat mengalami dekarboksilasi dengan adanya tiamin difosfat menjadi derivat hidroksietil cincin tiazol dari tiamin difosfat yang berikatan dengan enzim, yang selanjutnya bereaksi dengan lipoamida teroksidasi membentuk asetil lipoamida. Dengan adanya dihidrolipoil transasetilase, asetil lipoamida bereaksi dengan koenzim A membentuk asetil-KoA dan lipoamida tereduksi.
Siklus reaksi disempurnakan bila lipoamida tereduksi kembali dioksidasi oleh flavoprotein dengan adanya dihidropoil dehidrogenase. Akhirnya flavoprotein yang tereduksi dioksidasi oleh NAD, yang selanjutnya memindahkan ekuivalen pereduksi ke rantai pernafasan.
Piruvat + NAD+ + KoA Asetil-KoA + NADH + H+ + CO2
Kompleks piruvat dehidrogenase terdiri dari kurang lebih 29 mol piruvat dehidrogenase dan kira-kira 8 mol flavoprotein (dihidripoil dehidrogenase) yang tersebar disekeliling 1 mol transasetilase.
Sistem piruvat dhidrogenase cukup elektronegatif dipandang dari rantai pernapasan bahwa disamping membebaskan koenzim tereduksi (NADH), ia juga menghasilkan ikatan tioester berenergi tinggi dalam asetil-KoA.
3. Glikogenesis
Sintesis glikogen dari glukosa
4. Glikogenolisis
Pemecahan/degradasi glikogen. Glukosa merupakan hasil akhir utama glikogenolisis dalam hati, dan piruvat serta laktat adalah hasil utama dalam otot.
5. Hexose monophosphate shunt
Jalan lain disamping jalan Embden-Meyerhof untuk oksidasi glukosa. Fungsi utamanya adalah sintesia perantara penting seperti NADPH dan ribosa.
6. Glukoneogenesis
Pembentukan glukosa atau glikogen dari sumber bukan karbohidrat. Jalan yang tersangkut dalam glukoneogenesis terutama siklus asam nitrat dan kebalikan glikolisis. Substrat utamanya adalah asam amino glokogenik, laktat, dan gliserol.