METABOLISME
KARBOHIDRAT PADA ORANG PUASA
Sel-sel tubuh manusia dapat memperoleh
energi dari glukosa, asam lemak bebas, triasil gliserol, dan asam amino yang
tersedia di plasma darah atau dari bahan yang tersimpan dalam jaringan-jaringan
tubuh sebagai cadangan energi berupa glikogen (otot dan hati), lemak (jaringan
adiposa di bawah kulit), dan protein (otot). Total energi yang dapat diperoleh
seseorang dengan berat badan 70 kg, baik dari plasma darah (113 kilokalori)
maupun jaringan tubuh (166.740 kilokalori), sebenarnya dapat menyuplai
kebutuhan selama satu sampai tiga bulan, tergantung aktivitasnya.
Berpantang makan dan minum dalam puasa
(fasting) bagi seorang Muslim mempunyai rentang waktu antara 16-18 jam. Rentang waktu
itu terbagi menjadi fase penyerapan makanan (fed state) dan pasca penyerapan
(fasting state). Setelah sahur (fase penyerapan), makanan yang kita makan dalam
bentuk molekul kompleks seperti karbohidrat polisakarida, protein, dan lemak
akan didigesti di saluran cerna menjadi molekul sederhana seperti glukosa, asam
amino, asam lemak, dan gliserol.
Molekul sederhana ini akan diabsorbsi
(diserap) dan ditranspor dari usus ke hati. Selanjutnya dimetabolisme di hati
dan dibawa ke jantung untuk didistribusikan ke seluruh sel tubuh melalui aliran
darah dan dimanfaatkan sebagai sumber energi dan bahan baku untuk sintesis
makromolekul yang dibutuhkan.
Absorbsi makanan ini berlangsung antara
tiga sampai enam jam, tergantung jumlah dan kandungan makanan yang dikonsumsi
saat sahur. Bersahur dengan jenis makanan yang kompleks (polisakarida) dan
berenergi tinggi dari sumber karbohidrat (nasi, roti, madu) serta banyak
mengandung serat (sayur dan buah) akan memperlambat pengosongan lambung
sehingga masa absorbsi lebih lama/rasa lapar lebih lambat.
Setelah mengonsumsi makanan di waktu
sahur, kadar glukosa, lemak, dan asam amino dalam darah akan meningkat. Kondisi
ini direspons oleh otak dengan mengirim sinyal ke sel beta-pulau langerhans
pankreas untuk memproduksi hormon insulin (hormon anabolik) dan menghambat
pembentukan hormon glukagon. Insulin kemudian dibawa aliran darah ke sel/organ
target (terutama otot dan hati) yang memiliki reseptor terhadap insulin.
Interaksi insulin dan reseptornya
mengakibatkan glukosa darah dapat masuk ke dalam sel melalui transpor glukosa
(GLUT) sehingga glukosa dalam darah dari proses absorbsi terangkut dan dapat
dimanfaatkan oleh sel. Glukosa selanjutnya dioksidasi menjadi energi dan
disimpan dalam bentuk glikogen sebagai cadangan energi, terutama di sel-sel
otot (digunakan oleh otot saja) dan hati (cadangan glukosa untuk semua organ)
melalui proses glikogenesis. Keadaan ini terjadi sampai pagi hari menjelang
siang. Dalam kondisi
normal makanan yang mengandung karbohidrat akan dipecah menjadi glukosa.
Melalui proses glikolisis, mengubah satu molekul
glukosa menjadi dua molekul piruvat yang kemudian diubah menjadi asetil KoA
untuk masuk ke dalam siklus asam sitrat
atau siklus krebs akan membentuk 2 NADH, 1 ATP, dan 1 FADH jadi energi yang
dihasilkan dalam satu siklus 10 ATP. Sebagian dari energi ini akan digunakan
dan sebagian disimpan dalam bentuk glikogen pada otot dan hati.
Selama fase fasting state, terjadi
proses katabolisme, unsur-unsur zat makanan dirombak melalui proses oksidasi
untuk menghasilkan energi. Energi yang dibutuhkan oleh tubuh dipasok dari
cadangan makanan (glikogen) karena tidak ada lagi makanan yang diabsorbsi usus.
Rasa lapar dan mengantuk yang terjadi
menjelang siang sebenarnya disebabkan oleh rendahnya kadar glukosa darah akibat
berakhirnya fase absorbsi. Akan tetapi, kondisi ini tidak berlangsung lama
karena rasa lapar akan direspons oleh otak yang memang mengandalkan pasokan
energi dari glukosa. Otak mengirimkan sinyal ke pankreas untuk memproduksi
hormon glukagon dan menghentikan pelepasan insulin sehingga memacu perombakan
makromolekul.
Selama fase ini, hati berperan penting
memasok kebutuhan glukosa pada organ-organ yang penting seperti otak, saraf dan
sel darah merah (eritrosit) yang mengandalkan kebutuhan energi dari bahan bakar
glukosa. Pasokan glukosa tersebut tetap dapat memenuhi kebutuhan sampai waktu
berbuka, untuk itu tubuh menjadi lemas karena dalam usus tidak ada pasokan
glukosa.
Proses lipolisis (pemecahan lemak) yang
terjadi di hati tidak hanya bermanfaat menyediakan energi dalam jumlah besar,
tetapi juga berefek pada detoksikasi dengan ikut mendegradasi zat beracun yang
terlarut dalam lemak.
Beberapa penelitian terkait dengan puasa
melaporkan terjadinya peningkatan aktivitas makrofag, leukosit, limfosit,
neutrofil, monosit, sel natural killer, dan peningkatan kadar antibodi yang
berperan dalam imunitas baik dalam melawan mikroorganisme penyebab penyakit
(virus dan bakteri) maupun melawan sel kanker.
Saat berbuka puasa, kebutuhan tubuh akan
enegi dan air disuplai kembali sebelum tubuh merasa berat dan mengalami
gangguan. Kurma atau makanan/minuman manis (gula sederhana) akan cepat
memulihkan kadar glukosa darah yang sangat dibutuhkan dan mudah/langsung
dimetabolisme oleh otak
MNNMN Glikogenesis
adalah proses pembentukan glikogen dari glukosa kemudian disimpan dalam hati
dan otot. Glikogen merupakan bentuk simpanan karbohidrat yang utama di dalam
tubuh dan analog dengan amilum pada tumbuhan. Unsur ini terutama terdapat
didalam hati (sampai 6%), otot jarang melampaui jumlah 1%. Akan tetapi karena
massa otot jauh lebih besar daripada hati, maka besarnya simpanan glikogen di
otot bisa mencapai tiga sampai empat kali lebih banyak.
Proses glikogenesis adalah sebagai
berikut :
1. Glukosa mengalami fosforilasi menjadi
glukosa 6-fosfat (reaksi yang lazim terjadi juga pada lintasan glikolisis). Di
otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase sedangkan di hati oleh
glukokinase.
2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi
glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan bantuan katalisator enzim fosfoglukomutase.
Enzim itu sendiri akan mengalami fosforilasi dan gugus fosfo akan mengambil
bagian di dalam reaksi reversible yang intermediatnya adalah glukosa
1,6-bifosfat.
3. Selanjutnya glukosa 1-fosfat bereaksi
dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk uridin difosfat glukosa (UDPGlc).
Reaksi ini dikatalisir oleh enzim UDPGlc pirofosforilase.
4. Hidrolisis pirofosfat inorganic
berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganik akan menarik reaksi kearah kanan
persamaan reaksi.
5. Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan
oleh UDPGlc membentuk ikatan glikosidik dengan atom C4 pada residu glukosa
terminal glikogen, sehingga membebaskan uridin difosfat. Reaksi ini dikatalisir
oleh enzim glikogen sintase. Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya (disebut
glikogen primer) harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer
selanjutnya dapat terbentuk pada primer protein yang dikenal sebagai
glikogenin.
Glikogenolisis
adalah reaksi hidrolisis glikogen menjadi glukosa, perubahan glikogen menjadi
sumber energi merupakan proses katabolisme cadangan sumber energi. Enzim utama
yang berperan dalam glikogenolisi ini adalah glikogen fosforilase. Glikogen dalam hati akan di glikogenolisis
setelah 12-18 jam puasa. Glikogen dalam otot hanya akan mengalami glikogenolisis
setelah seseorang melakukan olah raga yang berat dan lama.
Glikogenolisis adalah lintasan metabolisme
yang digunakan oleh tubuh, selain glukoneogenosis, untuk menjaga keseimbangan
kadar glukosa di dalam plasma darah untuk menghindari simtoma hipoglisemia.
Pada glikogenolisis, glikogen digradasi berturut-turut dengan 3 enzim, glikogen
fosforilase, glukosidase, fosfoglukomutase, menjadi glukosa. Hormon yang
berperan pada lintasan ini adalah glukagon dan adrenalin.
Tahap pertama penguraian glikogen adalah pembentukan
glukosa 1-fosfat. Berbeda dengan reaksi pembentukan glikogen, reaksi ini tidak
melibatkan UDP-glukosa, dan enzimnya adalah glikogen fosforilase. Selanjutnya
glukosa 1-fosfat diubah menjadi glukosa 6-fosfat oleh enzim yang sama seperti
pada reaksi kebalikannya (glikogenesis) yaitu fosfoglukomutase.
Tahap reaksi berikutnya adalah pembentukan
glukosa dari glukosa 6-fosfat. Berbeda dengan reaksi kebalikannya dengan
glukokinase, dalam reaksi ini enzim lain, glukosa 6-fosfatase, melepaskan gugus
fosfat sehigga terbentuk glukosa. Reaksi ini tidak menghasilkan ATP dari ADP
dan fosfat.
Glukosa yang terbentuk inilah nantinya
akan digunakan oleh sel untuk respirasi sehingga menghasilkan energi, yang
energi itu terekam / tersimpan dalam bentuk ATP.
KESIMPULAN
Pada
saat seseorang menjalankan puasa, maka asupan makanan dalama tubuh terutama
karbohidrat akan berkurang. Dalam keadaan tersebut tubuh memberikan kompensasi,
sehingga masih dapat terjadi keseimbangan di dalam tubuh. Dalam memberikan
kompensasinya, tubuh akan merubah sedikit metabolisme karbohidrat. Biasanya
pada orang normal metabolisme karbohidrat sumber karbohidrat akan segera diubah
menjadi monosakarida (glukosa) kemudian melalui siklus krebs dan di dapat
energi, energi akan digunakan untuk metabolisme sel-sel tubuh. Jika semua
kebutuhan energi telah terpenuhi, tetapi masih ada glukosa yang tersisa, maka
glukosa akan diubah menjadi glikogen sebagai cadangan makanan dan disimpan
paling banyak di hati dan otot. Begitu seterusnya siklus tersebut berjalan.
Namun, keadaaan puasa ada dua
tahap atau fase yang terjadi yaitu fasting state dan fasting time. Fase fasting
state adalah keadaan dimana terjadi absorbsi karbohidrat oleh tubuh yaitu
terjadi 3-6 jam setelah makan sahur. Pada fase ini ada 2 metabolisme glukoaa
yang terjadi, glikolisis dan glikogenesis. Sedangkan fase fasting time adalah
keadaan dimana di dalam darah terjadi penurunan kadar gula yaitu terjadi 6 jam
setelah makan sahur sampai saat akan berbuka puasa. Pada fase ini terjadi proses
glikogenolisis. Pada keadaan inilah yang menyebabkan rasa lemas, pusing, lapar
serta penurunan kosentrasi pada tubuh ketika seseorang menjalankan puasa.