5 Tahap Metabolisme Karbohidrat (Hidratarang)


Daftar Isi

Pencernaan Makanan secara Umum

Makanan dikunyah di dalam rongga mulut, dipotong-potong dengan gigi-geligi dan dicampur dengan air liur (saliva) yang dihasilkan oleh tiga pasang kelenjar ludah, glandula parotis, glandula maksilaris dan glandula sublingualis. Kemudian makanan yang menjadi gumpalan (bolus) ditelan melalui pharynx dan oesophagus (kerongkongan), masuk ke dalam lambung (ventriculus, gaster), melalui bagian yang disebut cardia. Di dalam gaster makanan (bolus) yang masuk berturut-turut tersusun dalam lapis-lapis. Yang paling dahulu masuk, menjadi lapisan yang langsung menempel ke dinding gaster, sedangkan yang masuk berturut-turut kemudian membentuk lapis-lapis yang semakin tengah, jauh dari dinding gaster.

Karena air ludah bersifat alkalis, sedangkan cairan sekresi gaster mempunya reaksi asam oleh adanya Hl maka lapisan makanan yang paling dalam (tengah) masih bersifat alkalis untuk beberapa saat, sedangkan lapisan yang semakin dekat dinding gaster menjadi semakin asam.

Di dalam gaster bolus menjadi semakin encer (menjadi chymus) dan masuk ke dalam duodenum melalui pylorus yang tertutup oleh sphincter pylori. Pintu ini menutup dan membuka secara otomatis, diatur oleh derajat keasaman (pH) isi gaster dan isi doudenum.

Di dalam duodenum chymus dicampur dengan tiga jenis hasil sekresi, yaitu sekresi pancreas, sekresi mukosa duodenum dan sekresi empedu yang dihasilkan oleh sel-sel hati. Dari ketiga jenis sekresi itu, empedu tidak mengandung enzim pencernaan, tetapi masih berperan serta mempermudah pencernaan dan penyerapan zat-zat gizi tertentu.

Chymus bergerak lebih lanjut dan masuk berturut-turut ke dalam jejunum, dan ileum, untuk kemudian masuk ke dalam usus besar (colon). Aliran chymus terjadi karena adanya gerakan periltalsis dari dinding usus halus. Terdapat dua komponen gerakan periltalsis ini, ialah gerakan konstriksi dan gerakan translasi. Oleh gerakan konstriksi, chymus terpotong-potong berganti-ganti pada tempat yang berubah-ubah , sedangkan oleh gerakan translasi, chymus didorong mengalir ke arah anus. Kedua komponen gerakan periltalsis ini menyebabkan chymus diaduk dan dicampur dengan berbagai enzim di dalam sekresi cairan pencernaan, sambil didorong perlahan-lahan sepanjang usus halus ke arah anus. Sepanjang perjalanannya, zat-zat gizi hasil pencernaan makanan diserap melalui lapisan mukosa dinding usus dinding usus masuk ke dalam jaringan. Masing-masing zat gizi diserap dengan kecepatan berbeda-beda dan pada bagian usus yang berbeda pula, ada yang diserap di daerah duodenum, ada yang di daerah jejunum dan ada pula yang di daerah ileum.

Penyerapan zat-zat gizi sangat efisien, karena struktur mukosa dinding usus sangat sesuai untuk tugas tersebut. Permukaan mukosa usus sangat sesuai untuk tugas tersebut. Permukaan mukosa usus mempunyai lipatan-lipatan jaringan ke arah lumen, yang disebut crystae dan lekukan-lekukan ke arah jaringan, disebut cryptae Lieberkuhni. Lipatan-lipatan ini mempunyai tonjolan-tonjolan mukosa yang disebut villi (bentuk singular: villus) yang permukaannya tertutup oleh selapis sel-sel epithel. Membrana sel dari lapisan epithel ini mempunyai lagi tonjolan-tonjolan mikroskopik yang disebut mikrovolli (singular, mikrovillus). Dengan struktur lipatan dan tonjolan berbagai tingkat ini, permukaan mukosa usus menjadi lebih luas berlipat ganda, yang meninggikan daya serap dinding usus tersebut.

Usus besar (colon, intestinum crassum) terdiri atas beberapa bagian, ialah coecum, colon ascendens, colon transversum, colon; descendens dan colon sigmoideum, berakhir di colon rectum yang mempunyai pintu anus yang tertutup keras oleh adanya sphincter ani. Anus membuka di bawah kesadaran dan kemauan.

Gerakan periltalsis di dalam colon menyebabkan tiga komponen gerakan, ialah konstriksi, oscillasi dan translasi. Untuk beberapa waktu chymus bergerak bolak-balik ke arah oral dan ke arah anal (gerak osilasi), sambil dipekatkan karena airnya diserap kembali ke dalam jaringan. Gerakan chymus di dalam colon lebih lambat dibandingkan dengan gerakannya di dalam usus halus, karena diameter colon lebih besar. Pada keadaan normal, tinja masuk ke dalam colon rectum berangsur semakin padat, dan akhirnya dikeluarkan dari anus sebagai tinja yang padat. Pada kondisi diarrhoea, penyerapan air dari chymus ini terhambat sehingga tinja bersifat cair.

Pencernaan di dalam colon praktis sudah selesai dan sebagian besar zat gizi hasil pencernaan sudah diserap di daerah usus halus, sehingga chymus di daerah colon tinggal mengandung bahan sisa yang tidak dicerna dan tidak diserap. Namun begitu, di dalam colon masih terjadi pemecahan komponen-komponen chymus oleh mikroorganisma penghuni colon.

Karbohidrat yang tidak dicerna oleh tubuh, mengalami fermentasi oleh mikroflora dan sisa protein serta asam amino mengalami pembusukan (putrefaksi). Proses fermentasi menghasilkan gas CO2 dan pembusukan menghasilkan H2S yang kadang-kadang berjumlah cukup banyak dan dikeluarkan dari anus sebagai flatus (kentut)

Dianggap bahwa hasil putrefaksi lebih mengganggu tubuh dibandingkan dengan hasil fermentasi, sehingga komponen mikroflora diusahakan untuk dipengaruhi degnan memberikan susu asam, terutama pada anak-anak, agar mikroflora yang menyebabkan fermentasi dapat menguasai lingkungan, mengalahkan mikroflora yang menyebabkan putrefaksi.

Kembali ke Daftar Isi

Pencernaan Karbohidrat

Anylum di dalam rongga mulut sudah mulai mengalami perncernaan oleh enzim ptyalin yang terdapat di dalam air liur (saliva). Ptyalin melepaskan satuan-satuan maltosa. Karena amylum tidak mempunyai rasa (tawar), sedangkan maltosa berasa manis. maka tepung yang dikunyah lama, lambat laun terasa menjadi semakin manis. Itulah salah satu sebab mengapa anak-anak suka mengunyah makanannya lebih lama (ngemut) di dalam rongga mulut. Makanan yang dikunyah di dalam rongga mulut tinggal disitu relatif sangat pendek, sehingga pemecahan amylum oleh ptyalin hanya sedikit saja. Bolus terus ditelan ke dalam gaster. Di dalam gaster proses pencernaan amylum oleh enzim ptyalin masih terus berlangsung, selama reaksi bolus masih belum cukup asam, ini terjadi di lapisan tengah dari tumpukan lapisan bolus.

Di dalam cairan sekresi lambung tidak ada enzim yang memecah karbohidrat. Kalau makanan terdiri atas karbohidrat saja aka tinggal di dalam gaster sebentar atau kurang dari dua jam, dan segera diteruskan ke dalam duodenum. Protein tinggal di dalam gaster lebih lama dan lemak yang paling lama. Karena itu, hidangan karbohidrat akan lebih cepat menimbulkan rasa lapar kembali, dibandingkan dengan hidangan protein, sedangkan hidangan lemak tinggal paling lama di dalam lambung, sehingga memberikan rasa kenyang paling lama, sehingga diatur secara otomatis oleh membukanya sphincter pylori. Pembukaan sphincter ini diatur oleh keadaan reaksi (pH) di dalam rongga lambung maupun di dalam rongga duodenum.

Bolus yang merupakan gumpalan padat sekarang menjadi lebih cair dan disebut chymus. Di dalam duodenum chymus dicampur dengan sekresi pancreas dan sekresi dinding duodenum, keduanya mengandung enzim untuk memecah karbohidrat lebih lanjut. Cairan empedu yang dihasilkan oleh sel-sel hati tidak mengandung enzim, termasuk enzim untuk memecah karbohidrat.

Sekresi pankreas mengandung enzim amylopepsin, sedangkan sekresi dinding usus halus mengandung enzim-enzim yang memecah disakarida menjadi monosakarida, sucrase memecah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa, maltase memecah maltosa menjadi dua molekul glukosa, dan laktase memecah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa.

Glukosa, fruktosa dan galaktosa kemudian diserap ke dalam dinding usus, masuk ke dalam cairan lympha, kemudian ke dalam pembuluh darah kapiler dan dialirkan melalui Vena portae ke dalam hati.

Karbohidrat yang tidak dapat dicerna, seperti selulosa, galaktan dan pentosan dialirkan terus ke colon. Di dalam colon jenis karbohidrat ini dipecah sebagian oleh mikroba yang terdapat di dalam usus, melalui proses fermentasi dan menghasilkan energi untuk keperluan mikroba tersebut dan bahan sisa seperti air dan karbondioksida. Fermentasi yang meningkat di dalam colon menghasilkan banyak gas karbondioksida yang kemudian keluar sebagai flatus (kentut). Sisa karbohidrat yang masih ada, dibuang sebagai tinja.

Kembali ke Daftar Isi

Penyerapan Karbohidrat

Penyerapan karbohidrat dimulai di dalam duodenum, setelah terbentuk hasil pencernaan mono-sakarida. Monosakarida yang dihasilkan ialah glukosa, fruktosa dan galaktosa semuanya termasuk molekul yang mengandung enam buah atom carbon disebut heksosa.

Monosakarida diserap secara aktif. Penyerapan aktif dan selektif ini mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:
a. aliran zat yang diserap dapat melawan gradien konsentrasi,
b. proses penyerapan memerlukan energi,
c. menunjukkan phenomena jenuh pada konsentrasi tertentu,
d. terdapat kompetisi antara berbagai monosakarida kalau dicampurkan.

Mengenai mekanisme penyerapan aktif diajukan teori adanya suatu zat “transport carrier”, yang mengikat zat yang diserap dan memasukkannya ke dalam sel ephitel usus, tetapi sebegitu jauh belum pernah dilaporkan adanya carrier tersebut yang telah dapat diisolasi dan dimurnikan. Duodenum manusia sanggup menyerap 10 gram glukosa dalam satu jam. Kecepatan diserap monosakarida tidaklah sama, bila glukosa diberi nilai 100, maka galaktosa bernilai 110, sedangkan fruktosa hanya bernilai 43 (CORI).

Absorpsi monosakarida yang berasal dari makanan berlangsung di sepanjang usus halus, dan terutama di bagian proksimal (duodenum), semakin menurun ke arah distal. Di daerah colon praktis semua monosakarida hasil pencernaan telah diserap ke dalam dinding usus.

Kembali ke Daftar Isi

Transpor dan penimbunan Karbohidrat

Monosakarida yang telah diserap ke dalam sel ephitel usus, diteruskan, ke dalam cairan limphatik kemudian masuk ke dalam kapiler darah dan dialirkan lebih lanjut melalu Vena portae ke dalam hati. Di dalam sel hati, semua monosakarida mengalami transformasi menjadi glukosa.

Kadar glukosa di dalam darah diatur secara otomotis oleh sel-sel hati. Kalau kadar glukosa darah meningkat, maka sel hati akan mengubahnya sebagian menjadi glikogen dan disimpan di dalam sel-sel tersebut, sehingga kadar glukosa darah menurun kembali mencapai kadar normal 0-100 mg%. Sebaliknya bila kadar glukosa darah menurun, sebagian glikogen hati diubah kembali menjadi glukosa dan dikeluarkan ke dalam sirkulasi darah. Juga sel-sel otot ikut memegang peranan dengan menimbun sebagian glikogen di dalam sel-sel otot tersebut, dan bila otot memerlukan energi, glikogen otot ini dipecah menjadi menjadi glukosa dan diolah lebih lanjut menjadi energi dalam bentuk ATP di siklus KREBS.

Konsentrasi glikogen di dalam otot sebenarnya lebih rendah daripada konsentrasinya di dalam hati, tetapi karena massa otot di dalam tubuh jauh lebih banyak, dibandingkan dengan sel-sel hati maka jumlah total glikogen di dalam seluruh otot menjadi lebih banyak dibandingkan dengan jumlah total di dalam hati.

Transpor glukosa di dalam darah terdapat dalam bentuk bebas, tidak terikat pada ikatan kimia lain sebagai transpor carrier.

Kembali ke Daftar Isi

Utilisasi Karbohidrat

Fungsi karbohidrat di dalam sel terutama sebagai penghasil energi, dan di dalam hati dipergunakannya pula untuk detoksifikasi zat-zat toksik tertentu. Karbohidrat di dalam tubuh yang mengalami metabolisme untuk energi, melalui bentuk glukosa. Jalur katabolisme glukosa melalui dua fase, ialah fase anaerobik yang disebut jalur Embden0Meyerhoff, dan fase aerobik yang disebut SIklus KREBS (Siklus asam sitrat, siklus asam trikarboksilat).

Hasil akhir dari pengubahan karbohidrat menjadi energi ialah ADENOSINE TRIPOSPHAT (ATP), yang mengandung energi kimai tinggi (7 kal/mol). ATP merupakan cadangan energi yang dapat dipergunakan langsung di dalam reaksi-reaksi biokimiawi yang memerlukan energi. Dalam proses ini, ATP berubah menjadi DP (Adenosine Diphosphat), sambil melepaskan gugusan asam phosphat dan energi, yang dilanjutkan ke dalam reaksi biokimia yang terjadi.

Di dalam sel yang memerlukan persediaan energi dalam jumlah besar yang siap pakai, seperti otot skelet, simpanan energi ini diperbesar dengan pembentukan metabolit berenergi tinggi lain, yaitu CREATIN PHOSPHAT (phosphocreatine, phosphagen). Creatinphosphat mendapatkan energinya dari ATP di atas. Kalau energi ini diperlukan lagi, phosphocreatin melepaskan kembali gugusan phosphat dan energinya, yang dipergunakan membentuk ATP dan ADP. Dari ATP energi tersebut diteruskan kepada reaksi biokimia yang memerlukannya.

Jadi ATP dan Creatinphosphat merupakan metabolit berenergi tinggi sebagai timbunan energi yang siap pakai, dengan perbedaan bahwa energi dari ATP dapat langsung diberikan kepada reaksi biokimia yang memerlukannya, sedangkan energi dari phosphocreatin harus diberikan dahulu kepada pembentukan ATP, dan baru kemudian diteruskan kepada reaksi yang memerlukannya.

Kembali ke Daftar Isi

Ekskresi Karbohidrat

Zat sisa (waste product) dari pembakaran karbohidrat ialah CO2 dan H2O. Sebagian dari CO2 diubah gugusan asam karbonat (HCO3) yang larut dalam cairan tubuh, sedangkan sebagian lagi tetap berbentuk gas CO2 yang kemudian diikat oleh hemoglobin di dalam sel darah merah, untuk dibawa ke paru-paru. Di dalam paru-paru, gas CO2 dilepaskan oleh hemoglobin untuk ditukar dilepaskan ke dalam udara di dalam vesikel paru-paru, untuk kemudian dikeluarkan bersama udara pernafasan.

Gugusan asam karbonat yang larut di dalam cairan tubuh, kemudian dialirkan melalui sirkulasi darah ke ginjal, dan disini dibuang sebagai garam karbonat di dalam urine. Garam karbonat mungkin pula terdapat di dalam air keringat dan tinja, meskipun jumlahnya hanya sedikit.

Air sisa metabolisme dibuang keluar tubuh melalui empat jalan: yang terbanyak melalui urine, kemudian melalui air keringat, melalui udara pernapasan dan melalui pembuangan tinja.

Telah dikemukakan bahwa karbohidrat melalui bentuk metabolite tertentu berfungsi sebagai bahan detoksifikasi, dikonjugasikan degna zat yang bersifat toksik, hasil metabolisme tubuh, sehingga meniadakannya toksisitasnya. Dalam bentuk terkonjugasi tersebut kemudian diekskresikan, umumnya melalui ginjal di dalam urine.

Akhirnya, karbohidrat yang tidak dapat dicerna dan tidak dipecah oleh mikroflora usus, memberikan massa kepada tinja dan diekskresikan.

Kembali ke Daftar Isi

Back to Top