Karbohidrat
Perdina Nursidika
페르디나
hardcore tm
• Karbohidrat, lemak, dan protein merupakan salah satu sumber
energi energi bagi tubuh.
• Karbohidrat ada pula yang tidak bisa dimakan atau tidak
berfungsi sebagai makanan misalnya kayu, serat kapas, dan
tumbuhan lainnya.
• Pada tumbuhan tersebut karbohidratnya adalah selulosa, yaitu
senyawa yang membentuk dinding sel tumbuhan.
• Karbohidrat yang berasal dari makanan, dalam tubuh mengalami
perubahan atau metabolisme.
• Hasil metabolisme karbohidrat antara lain glukosa dalam darah.
• Sedangkan glikogen adalah karbohidrat yang disintetis dalam hati
dan digunakan oleh sel-sel pada jaringan otot sebagai sumber
energi.
페르디나 hardcore tm
• Energi yang terkandung dalam karbohidrat berasal dari energi
matahari.
• Karbohidrat dalam hal ini glukosa dibentuk dari
karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan
klorofil dalam daun.
• Glukosa diubah menjadi amilum dan disimpan pada bagian
lain, misalnya buah dan umbi.
• Proses pembentukan glukosa dari karbon dioksida dan air
disebut proses fotosintesis.
6CO
6H O C H
O
6O
2
2
6
12
6
2
페르디나 hardcore tm
Susunan Kimia
• Molekul karbohidrat terdiri atas atom-atom karbon, hidrogen, dan oksigen.
• Jumlah atom hidrogen dan oksigen merupakan perbandingan 2:1 seperti
molekul air.
• Contoh: glukosa C6H12O6, sukrosa C12H22O11
• Senyawa karbohidrat tidak hanya ditinjau dari rumus empirisnya saja, tetapi
yang penting rumus strukturnya.
• Terdapat gugus fungsi penting yang terdapat pada molekul karbohidrat.
• Gugus-gugus fungsi itulah yang menentukan sifat senyawa tersebut.
• Berdasarkan gugus pada molekul karbohidrat, maka karbohidrat dapat
didefinisikan polihidroksida atau polihidroksiketon.
페르디나 hardcore tm
Struktur
• Pada senyawa yang termasuk karbohidrat terdapat gugus
fungsi yaitu gugus-OH, gugus aldehida atau gugus keton.
• Struktur karbohidrat selain mempunyai hubungan dengan
sifat kimia yang ditentukan oleh gugus fungsi, ada pula
hubungannya dengan sifat fisika, dalam hal ini aktivitas optik.
Isomeri
• Senyawa-senyawa yang mempunyai rumus bangun yang
sama tetapi berbeda dalam konfigurasi keruangan dikenal
sebagai stereoisomer.
• Adanya atom-atom karbon yang setangkup (atom karbon
yang terikat pada 4 atom
• Jumlah isomer yang mungkin terdapat pada senyawaan
tergantung pada jumlah atom karbon yang tak setangkup (n)
dan sama dengan 2n.
Penggolongan Karbohidrat
Karbohidrat dibagi menjadi 4 golongan:
• Monosakarida
• Disakarida
• Oligosakarida
• Polisakarida
Monosakarida
• Adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi
bentuk yang lebih sederhana lagi.
• Gula-gula sederhana dapat dibagi lagi dalam triosa, tetrosa,
pentosa, heksosa, atau heptosa (tergantung dari jumlah atom
karbon yang dimiliki).
• Atau sebagai, aldosa atau ketosa tergantung pada gugus
aldehida atau keton.
Glukosa
• Glukosa adalah suatu aldoheksosa dan sering disebut
dekstrosa karena mempunyai sifat dapat memutar cahaya
terpolarisasi ke arah kanan.
• Di alam, glukosa terdapat dalam buah-buahan dan madu
lebah.
• Darah manusia normal mengandung glukosa dalam jumlah
atau konsentrasi yang tetap, yaitu antara 70-100 mg tiap 100
ml darah.
• Glukosa darah ini dapat bertambah setelah kita makan
makanan yang sumber karbohidrat.
• Di alam, glukosa dihasilkan dari reaksi antara karbondioksida
dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam
daun.
• Proses ini disebut fotosintesis dan glukosa yang terbentuk
terus digunakan untuk pembentukan amilum dan selulosa.
• Amilum terbentuk dari glukosa dengan jalan penggabungan
molekul-molekul glukosa yang membentuk rantai lurus
maupun bercabang dengan melepaskan molekul air.
• Di dunia perdagangan dikenal sirup glukosa yaitu suatu
larutan glukosa yang sangat pekat. Glukosa ini didapat dari
amilum melalui proses hidrolisis dengan asam.
Fruktosa
• Fruktosa adalah suatu ketoheksosa yang mempunyai sifat
memutar cahaya terpolarisasi ke kiri dan karenanya disebut
juga levulosa.
• Pada umumnya monosakarida dan disakarida mempunyai
rasa manis.
• Fruktosa mempunyai rasa lebih manis daripada glukosa, juga
lebih manis di sukrosa.
• Fruktosa dapat dibedakan dari glukosa dengan pereaksi
Seliwanoff.
Galaktosa
• Monosakarida ini jarang terdapat bebas dalam alam.
• Umumnya berikatan dengan glukosa dalam bentuk laktosa,
yaitu gula yang terdapat dalam susu.
Contoh-contoh pentosa
Gula
Tempat Didapatkan
Kepentingan
D- Ribosa
Asam nukleat
Unsur struktur asam nukleat dan koenzim,
misal ATP, NAD, NADP, Flaviprotein
D-Ribulosa
Terbentuk dalam
proses metabolisme
Zat antara dalam jalan heksosa
monofosfat
D-Arabinosa
Gum Arabicum, Gula-gula ini digunakan dalam pengkajian
prem (plum) dan ceri metabolisme bakteri sebagai tes peragian
untuk identifikasi bakteri.
D-xylosa
Getah kayu,
proteoglikan,
glikosaminoglikan
D-Likosa
Otot jantung
Reaksi
Mereduksi larutan benedict,
Fehling, Barfoed, dan Hayne.
Membentuk osazon dengan
fenilhidrazin
Dengan reagen orsinol-HCl
mengeluarkan warna lembayung,
biru, merah, dan hijau
Dengan floroglusinol-HCl memberi
warna merah.
Unsur pembentuk (konstituen) liksoflavin
yang diisolasi dari otot jantung manusia
Contoh-contoh heksosa
Gula
Tempat Didapatkan
D- glukosa
Air buah, hidrolisis
pati, gula tebu,
maltosa dan laktosa
D-Fruktosa
Air buah, madu,
hidrolisis gula tebu
dan inulin.
D-Galaktosa
Hidrolisis laktosa
D-Manossa
Hidrolisis Mannans
dan getah tanaman
Kepentingan
Gula tubuh. Gula ini diangkut oleh darah,
dan merupakan gula utama yang dipakai
jaringan. Biasanya glukosa adalah gula urin
bila terjadi glukosuria.
Bisa diubah menjadi glukosa di dalam hati
dan usus sehingga terpakai dalam tubuh
Reaksi
Mereduksi reagen Benedict, Hayne,
Barfoed, menghasilkan osazon.
Difermentasi oleh ragi. Dengan HNO3
membentuk asa saharat yang larut.
Mereduksi reagen Benedict,. Hayne,
Barfoed Membentuk Osazon yang
identik dengan osazon glukosa.
Difermentasi leh ragi. Warna merah
dengan reagen Seliwanoff
Dapat diubah menjadi glukosa dan
Mereduksi reagen benedict, Hayne,
dimetabolisme dalam hati. Disintesis dalam Barfoed. Membentuk osazon, yang
kelenjar mamae, untuk membuat laktosa
berbeda dari yang atas. Dengan reagen
susu. Konstituen glikolipid dan glikoprotein floroglusinol-HCl menghasilkan warna
merah. Dengan HNO3 menghasilkan
asam musat. Tidak difermentasi oleh
ragi.
Konstituen polisakarida prostetik dari
Mereduksi reagen Benedict, Hayne,
albumin, globulin, dan mukoprotein.suatu
Barfoed,. Membentuk osazon yang
gula yang sering terdapat dalam glikoprotein. sama dengan glukosa.
Disakarida
• Menghasilkan 2 molekul monosakarida yang sama atau
berbeda bila dihidrolisis.
• Contoh-contoh: sukrosa, laktosa, dan maltosa.
• Sukrosa: glukosa +fruktosa
• Laktosa: glukosa + galaktosa
• Maltosa : glukosa + glukosa
contoh disakarida
Gula
Maltosa
Laktosa
Sumber
Pencernaan oleh amilase atau hidrolisis
pati. Serealia dan gandum/beras yang
sedang berkecambah.
Susu. Mungkin terdapat dalam urina
selama kehamilan.
Sukrosa
Gula tebu dan gula bit (beet sugar).
Sorghum. Nenas. Akar wortel.
Trehalosa
Jamur dan ragi. Gula utama dari
hemolymph serangga
Reaksi
Mereduksi gula. Membentuk osazon dengan
fenilhidrazin. Dapat diragi. Dihidrolisis
menjadi D-glukosa.
Mereduksi gula. Membentuk Osazon
dengan fenilhidrazin. Tak dapat difermentasi
oleh ragi. Dihidrolisis menjadi glukosa dan
galaktosa.
Buka gula pereduksi. Tidak membentuk
osazon. Dapat diragi. Dihidrolisis menjadi
fruktosa dan glukosa.
Bukan gula pereduksi. Tidak membentuk
osazon. Dihidrolisis menjadi glukosa.
Polisakarida
• Menghasilkan lebih dari 6 monosakarida pada hidrolisis.
• Contoh-contoh polisakarida yang dapat linier atau bercabang
adalah pati dan dekstrin.
• Polisakarida kadang-kadang dinamakan sebagai heksosan,
pentosan, homopolisakarida, atau heteropolisakarida
tergantung pada bentuk monosakarida yang mereka hasilkan
pada hidrolisis.
Pati (amilum)
• Dibentuk dari rantai glukosida.
• Apabila dihidrolisis menghasilkan glukosa.
• Pati merupakan sumber karbohidrat paling penting dan
dijumpai dalam padi-padian, kentang, kacang-kacangan, dan
sayuran lain.
• Pati alam tidak larut air dan memberi warna biru dengan
larutan yodium.
• Dua unsur utama: amilosa dan amilopektin.
Glikogen
• Polisakarida yang disimpan dalam tubuh hewan.
• Sering disebut pati hewan.
• Glikogen merupakan struktur yang lebih bercabang dari
amilopektin.
• Glikogen tidak mereduksi dan memberi warna merah dengan
yodium.
Inulin
• Pati yang ditemukan pada ubi, dahlia, artichokes, dandalion.
• Inulin dapat dihidrolisis menjadi fruktosa dan karena itu
inulin adalah suatu fruktosan.
• Tidak memberi warna bila ditambahkan yodium dalam
larutan inulin.
• Pati ini mudah larut dalam air panas.
• Inulin dipakai pada penyelidikan fisiologis untuk
menetapkan laju filtrasi glomerulus.
Dekstrin
• Zat yang dibentuk pada hidrolisis pemecahan pati
• Pencernaan dari pati berbentuk amorf.
• Apabila diberi yodium memberikan warna merah ini
dinamakan eritrodekstrin.
• Eritrodekstrin dicapai pada saat hidrolisis mencapai tingkat
percabangan tertentu.
• Bila hidrolisis berjalan terus warna yodium tidak dibentuk
lagi, dinamakan akrodekstrin.
Kitin
• Polisakarida struktural yang penting pada invertebrata.
• Ditemukan pada rangka-rangka cructaceae dan rangka luar
insekta.
• Susunan kitin, mengandung unit-unit N-asetil-D-glukosamin
yang digabung oleh ikatan (1->4)-glukosida.
Bentuk lain karbohidrat:Gula
deoksi
• Gula deoksi adalah gula di mana gugus hidroksil yang terikat
pada struktur cincin telah diganti oleh atom hidrogen.
• Contohnya L-Fukosa yang berperanan sebagai ihibitor
metabolisme glukosa
Gula Amino
• Gula yang mengandung gugus amino.
• Contohnya: Glukosamin, galaktosamin, monosamin.
• Contohnya: gula dimetilamino yang ada dalam eritromisin
yang berfungsi sebagai antibiotik.
Glikosaminglikan
• Terdiri atas rantai-rantai kompleks karbohidrat yang ditandai
oleh adanya gula amino dan gula uronat.
• Bila rantai itu terikat pada protein maka dinamakan
proteoglikan.
Glikoprotein
• Terdapat pada berbagai keadaan dalam cairan dan jaringan,
termasuk membran sel.
• Glikoprotein merupakan protein yang mengandung
karbohidrat dalam jumlah berbeda-beda yang melekat
sebagai cabang pendek atau panjang.
• Glukosa tidak ditemukan dalam glikoprotein selain kolagen,
dan berbeda dengan glikosaminglikan, tidak terdapat asam
uronat.
Kabohidrat Membran Sel
• Unsur-unsur membran sel mamalia menunjukkan kira-kira
5% adalah karbohidrat terdapat pada glikoprotein dan
glikolipid.
• Glikoforin merupakan glikoprotein integral eritrosit manusia.
Fungsi Karbohidrat dalam Tubuh
1. Sumber energi: untuk respirasi aerob, respirasi anearob, atau fermentasi.
• Karbohidrat sumber energi tubuh: pernafasan aerob didapat sekitar 3,75
kilokal energi makanan per gram. Pemecahan karbohidrat (pati) menghasilkan
mono dan disakarida (kebanyakan menjadi glukosa). Melalui glikolisis dan
reaksi dalam siklus asam sitrat, glukosa di oksidasi menjadi CO2 dan air,
menghasilkan sumber energi, dalam bentuk ATP.
• Reaksi insulin (hormon) dan mekanisme lain, mengatur konsentrasi glukosa
dalam darah.
• Peningkatan level glukosa dalam darah mengindikasikan prediabetes dan
kondisi diabetes.
• Glukosa energi utama untuk otak dan mampu mempengaruhi proses fisiologis.
• Ketika glukosa rendah, proses fisiologis yang membutuhkan usaha mental
(misal: kontrol diri, usaha membuat keputusan) tidak bisa berjalan dengan
baik.
2. Untuk proses glikolisis
• Glukosa sebagai sumber energi dalam sel melalui respirasi aerob dan
anaerob.
• respirasi aerob dan anaerob dimulai dengan jalur metabolisme glikolisis.
3. Sebagai prekursor
• Glukosa sangat dibutuhkan untuk metabolisme produksi protein dan
lipid.
• Pada beberapa tanaman dan hewan, dapat juga menjadi prekursor untuk
vitamin C.
• Glukosa merupakan prekursor untuk sintesis senyawa penting, misal:
pati, selulosa, glikogen, laktosa, sukrosa.
4. Industri
• Digunakan untuk prekursor pembuatan vitamin C, membuat asam sitrat,
asam glukonat, bio-etanol, asam polilaktik, sorbitol.
Hipoglikemia
• Hipoglikemia adalah suatu kondisi dimana terjadi penurunan kadar
normal glukosa(gula) darah.
• Kriteria diagnosisnya menurut Whipple’s:
• 1. Ada gejala-gejala hipoglikemia seperti pusing, lemas, gemetar,
berkeringat, dsb
• 2. Konsentrasi plasma glukosa yang rendah(dalam hasil pemeriksaan
laboratorium)
• 3. Hilangnya gejala setelah level glukosa darah meningkat (setelah
pemberian glukosa)
• Diantara penyebabnya adalah…
1. Nutrisi yang tidak cukup (kurang makan, kelaparan, kurang
energy karbohidrat)
2. Kekurangan hormone (hipohifofisisme, insufisiensi adrenal,
defesiensi katekolamin, glucagon)
3. Defesiensi substrat (kelainan nutrisi berat, kehamilan lanjut)
4. Penyakit hati
5. Konsumsi obat-obatan (pentamidine, quinine, propranolol,
salisilat, insulin) termasuk juga konsumsi alkohol
6. Hiperinsulinemia (kelebihan insulin di darah)
7. Tumor
1. Respon neuroglikopenia hasil langsung dari penurunan glukosa di
Susunan Saraf Pusat
Gejalanya: perubahan perilaku dan status mental, kebingungan, mudah
lelah, kejang, hingga hilangnya kesadaran. Bahkan, kalau terjadi dalam
jangka waktu yang lama bisa mengakibatkan KEMATIAN
2. Respon neurogenik (otonom)
Gejalanya: palpitasi (jantung terasa berdebar cepat), cemas,
tremor(bergetar, terutama terlihat di ujung jari), berkeringat, lapar, dan
kesemutan
Tanda-tanda umum meliputi pucat (terutama terlihat di wajah, bibir,
kelopak bawah mata, kuku) dan berkeringat, peningkatan denyut nadi
dan tekanan darah sistolik.
Biasanya, penderita hipoglikemia punya riwayat “belum makan”, atau
“aktivitas fisik terlalu berat”.
Hiperglikemia
• Kencing manis atau diabetis adalah suatu grup dari penyakit metabolisme
dikarakteristikan oleh tingkat-tingkat gula darah (glukosa) yang tinggi,
yang berakibat dari kerusakan-kerusakan pada pengeluaran insulin, atau
kerja insulin, atau kedua-duanya.
• Peningkatan tingkat-tingkat gula darah (hyperglycemia) menjurus pada
kebocoran glukosa kedalam urin, karena itu istilahnya kencing manis.
• Secara normal, tingkat-tingkat gula darah dikontrol secara ketat oleh
insulin, suatu hormon yang dihasilkan oleh pankreas. Insulin menurunkan
tingkat gula darah.
• Ketika gula darah naik (contohnya, setelah makan makanan), insulin
dilepas dari pankreas untuk menormalkan tingkat gula.
• Pada pasien-pasie dengan kencing manis/diabetis, tidak kehadiran atau
produksi yang tidak mencukupi dari insulin menyebabkan hyperglycemia.
• Diabetis adalah suatu kondisi medis kronis, yang berarti bahwa walaupun
itu dapat dikontrol, dia berlangsung seumur hidup.
Dampak Hiperglikemia
•
•
•
•
Dapat menjurus pada kebutaan
Gagal ginjal.
Kerusakan syaraf.
Tipe-tipe kerusakan ini adalah akibat kerusakan dari pembuluh-pembuluh kecil,
dirujuk sebagai penyakit mikrovaskuler (microvascular disease).
• Diabetis juga adalah suatu faktor penting dalam mempercepat pengerasan dan
penyempitan dari arteri-arteri (atherosclerosis), menjurus pada strokes, penyakit
jantung koroner, dan penyakit-penyakit pembuluh darah besar lainnya.