Glukosa Adalah Senyawa Kimia, Pahami Produksi, Perbedaan dan Cara Tubuh Memprosesnya

Liputan6.com, Jakarta Glukosa adalah senyawa kimia yang termasuk dalam kelompok karbohidrat. Ini adalah monosakarida atau gula sederhana, yang terdiri dari satu unit molekul. Glukosa merupakan sumber utama energi bagi organisme, terutama bagi manusia. Glukosa ditemukan dalam berbagai jenis makanan, terutama dalam karbohidrat kompleks seperti pati dan gula alami seperti dalam buah-buahan.

Peran utama glukosa adalah sebagai sumber energi untuk semua proses biologis dalam tubuh manusia. Setelah masuk ke dalam sel, glukosa mengalami metabolisme di mitokondria, di mana energi yang terkandung dalam glukosa dilepaskan melalui proses oksidasi. Energi ini kemudian digunakan untuk memenuhi kebutuhan dasar tubuh, seperti pergerakan otot, fungsi organ internal, sintesis protein, dan mempertahankan suhu tubuh.

Selain sebagai sumber energi, glukosa adalah senyawa yang berperan dalam mempertahankan kadar gula darah yang seimbang. Kadar glukosa darah yang terlalu rendah atau terlalu tinggi, dapat menyebabkan masalah kesehatan serius. Untuk menjaga keseimbangan ini, tubuh akan mengatur kadar glukosa dalam darah, dengan bantuan hormon insulin dan glukagon yang diproduksi oleh pankreas.

Dalam konteks medis, pengukuran kadar glukosa darah sering digunakan untuk diagnosis dan pemantauan diabetes. Diabetes adalah kondisi kronis di mana tubuh tidak dapat menghasilkan, atau menggunakan insulin secara efektif. Berikut ini proses glukosa di dalam tubuh yang Liputan6.com rangkum dari berbagai sumber, Selasa (18/7/2023). 

Idealnya, tubuh memproses glukosa beberapa kali sehari. Saat kita makan, tubuh langsung mulai bekerja untuk memproses glukosa. Enzim memulai proses pemecahan dengan bantuan dari pankreas. Pankreas, yang memproduksi hormon termasuk insulin, merupakan bagian integral dari bagaimana tubuh kita menangani glukosa. Umumnya diabetes dapat terjadi ketika pankreas tidak memproduksi insulin sebagaimana mestinya. Dalam hal ini, Anda mungkin memerlukan bantuan dari luar (suntikan insulin) untuk memproses dan mengatur glukosa dalam tubuh.

Mengutip dari laman Healthline, glukosa adalah gula yang mengedarkan darah, juga berfungsi sebagai sumber energi utama tubuh. Glukosa adalah produk lain dari pemecahan karbohidrat, di mana merupakan gula sederhana yang sel-sel dalam tubuh dapat dengan mudah diubah menjadi energi.  Menurut tinjauan tahun 2018, menunjukkan bahwa diabetes juga dapat terjadi akibat resistensi insulin. Ini adalah saat sel-sel tubuh tidak merasakan insulin, dan terlalu banyak gula tertinggal di aliran darah.

Ketika tubuh tidak merespons insulin sebagaimana mestinya, itu menghentikan glukosa memasuki sel Anda dan digunakan untuk energi. Sel Anda merespons dengan memberi sinyal pembentukan keton, yang terjadi pada malam hari dan selama puasa atau diet. Seiring waktu, dengan resistensi insulin, kadar insulin Anda mungkin menjadi rendah, menurut American Diabetes Association (ADA). Tubuh Anda juga dapat melepaskan lemak dari sel-sel lemak. Selain itu, hati terus melepaskan lebih banyak keton, menurunkan pH darah Anda ke tingkat asam. Ketika tubuh Anda tidak dapat menggunakan glukosa seperti yang diperlukan, penumpukan keton dan perubahan pH darah dapat menjadi berbahaya, menurut ADA. 

Produksi glukosa dalam tubuh manusia dapat terjadi melalui beberapa jalur, baik melalui konversi karbohidrat dalam makanan maupun sintesis glukosa dari bahan-bahan non-karbohidrat. Berikut ini adalah beberapa jalur produksi glukosa yang penting:

Glukoneogenesis

Glukoneogenesis adalah proses produksi glukosa baru dari bahan-bahan non-karbohidrat, terutama asam amino, laktat, dan gliserol. Proses ini terutama terjadi di hati, meskipun ginjal juga dapat berkontribusi dalam kondisi tertentu.

1. Beberapa asam amino yang tidak dapat disimpan dalam bentuk protein atau digunakan untuk sintesis protein dapat diubah menjadi glukosa melalui jalur glukoneogenesis. Misalnya, asam amino alanin dan glutamin dapat diubah menjadi piruvat yang kemudian mengalami serangkaian reaksi untuk menghasilkan glukosa.
2. Laktat, yaitu senyawa yang dihasilkan dari pemecahan glukosa dalam otot selama aktivitas fisik intens, dapat diambil oleh hati dan dikonversi kembali menjadi glukosa melalui proses glukoneogenesis. Ini memungkinkan hati untuk menghasilkan glukosa tambahan yang akan dilepaskan ke dalam aliran darah, dan digunakan sebagai sumber energi oleh sel-sel tubuh lainnya.
3. Gliserol, yang dihasilkan dari pemecahan lemak dalam jaringan adiposa, juga dapat diubah menjadi glukosa melalui jalur glukoneogenesis. Proses ini memungkinkan hati untuk menghasilkan glukosa bahkan ketika pasokan karbohidrat terbatas.

Glikogenolisis

Glikogenolisis adalah proses pemecahan glikogen, bentuk penyimpanan glukosa dalam hati dan otot, menjadi glukosa. Glikogenolisis terjadi ketika tubuh membutuhkan energi tambahan, seperti selama latihan fisik yang intens atau periode puasa singkat. Ketika glukagon, hormon yang dilepaskan oleh pankreas, meningkat dalam darah, hati akan merespons dengan memecah glikogen menjadi glukosa. Proses ini melibatkan serangkaian enzim, yang bertanggung jawab untuk memecah ikatan glikogen menjadi glukosa, yang kemudian dilepaskan ke dalam aliran darah. Glukosa tersebut dapat digunakan sebagai sumber energi oleh otot dan organ lain dalam tubuh.

Pencernaan Karbohidrat

Konsumsi karbohidrat dalam makanan adalah sumber utama glukosa dalam tubuh manusia. Karbohidrat kompleks, seperti pati dan serat, terdiri dari rantai panjang molekul glukosa yang perlu dipecah menjadi molekul yang lebih sederhana untuk diserap oleh tubuh. Pada saat makan, enzim-enzim pencernaan di mulut dan saluran pencernaan memecah karbohidrat kompleks menjadi glukosa. Glukosa yang dihasilkan kemudian diserap oleh dinding usus kecil, dan masuk ke dalam aliran darah melalui proses yang disebut absorbsi. Kadar glukosa dalam darah kemudian akan meningkat, dan hormon insulin akan dilepaskan oleh pankreas untuk mengatur penyerapan dan penggunaan glukosa oleh sel-sel tubuh.

Glukogenesis

Glukogenesis adalah proses sintesis glukosa yang terjadi dalam hati dan, dalam beberapa kasus, ginjal. Ini melibatkan konversi bahan-bahan non-karbohidrat menjadi glukosa. Glukogenesis terjadi dalam situasi di mana pasokan karbohidrat dari makanan tidak mencukupi, atau ketika tubuh membutuhkan glukosa tambahan untuk memenuhi kebutuhan energi. Salah satu contoh glukogenesis adalah ketika seseorang menjalani puasa yang panjang. Dalam kondisi ini, tubuh menggunakan cadangan glikogen untuk mempertahankan kadar glukosa darah yang stabil, dan setelah cadangan glikogen habis, hati akan memproduksi glukosa melalui jalur glukogenesis dari bahan-bahan non-karbohidrat, seperti asam amino dan gliserol.

Sukrosa, glukosa, dan fruktosa adalah tiga jenis gula yang sering ditemukan dalam makanan. Meskipun semuanya termasuk dalam kelompok karbohidrat dan memiliki rasa manis, mereka memiliki perbedaan dalam struktur kimia dan sifat-sifatnya. Berikut adalah penjelasan mengenai perbedaan antara sukrosa, glukosa, dan fruktosa:

Sukrosa

Sukrosa, juga dikenal sebagai gula tebu atau gula pasir, adalah disakarida yang terbentuk dari satu molekul glukosa dan satu molekul fruktosa yang terikat bersama oleh ikatan kimia. Sukrosa ditemukan secara alami dalam banyak sumber, seperti tebu, bit gula, dan buah-buahan. Ini adalah jenis gula yang umum digunakan dalam pengolahan makanan, dan pemanis tambahan dalam produk makanan dan minuman.

1. Struktur kimia: Sukrosa terdiri dari satu unit glukosa yang terhubung dengan satu unit fruktosa melalui ikatan glikosidik.

2. Penguraian: Sukrosa harus dipecah oleh enzim sukrase dalam saluran pencernaan menjadi glukosa dan fruktosa sebelum dapat diserap oleh tubuh.

3. Rasa manis: Sukrosa memiliki rasa manis yang kuat dan digunakan secara luas dalam makanan dan minuman sebagai pemanis.

Glukosa

Glukosa adalah monosakarida yang juga dikenal sebagai gula darah atau gula sederhana. Ini adalah gula utama yang digunakan oleh tubuh, sebagai sumber energi. Glukosa dapat ditemukan dalam berbagai sumber, termasuk buah-buahan, madu, dan karbohidrat kompleks yang dicerna menjadi glukosa oleh tubuh.

1. Struktur kimia: Glukosa adalah monosakarida yang terdiri dari satu molekul.

2. Penguraian: Glukosa dapat langsung diserap oleh tubuh melalui saluran pencernaan dan masuk ke dalam aliran darah untuk digunakan sebagai sumber energi oleh sel-sel tubuh.

3. Rasa manis: Glukosa memiliki rasa manis, meskipun tidak sekuat sukrosa atau fruktosa.

Fruktosa

Fruktosa juga merupakan monosakarida dan gula alami yang ditemukan dalam banyak buah-buahan dan madu. Ini adalah gula yang paling manis di antara ketiganya.

1. Struktur kimia: Fruktosa adalah monosakarida yang terdiri dari satu molekul.

2. Penguraian: Fruktosa dapat langsung diserap oleh tubuh dan digunakan sebagai sumber energi. Namun, fruktosa harus diubah menjadi glukosa oleh hati sebelum digunakan oleh sel-sel tubuh lainnya.

3. Rasa manis: Fruktosa memiliki rasa manis yang kuat, bahkan lebih manis daripada sukrosa dan glukosa.

Sel-sel otak dan saraf biasanya hanya mengandalkan fungsi glukosa sebagai sumber bahan bakarnya. Otak adalah organ yang relatif besar dengan tingkat metabolisme yang tinggi.  Otak manusia terdiri dari jaringan padat neuron, atau sel saraf, yang terus aktif - bahkan saat tidur. Untuk mendapatkan energi yang dibutuhkan untuk mempertahankan aktivitas ini, otak bergantung pada pasokan glukosa yang terus menerus dari aliran darah. 

Makanan sehat harus menyediakan 45-60% dari total energi dari karbohidrat. Orang dewasa dengan berat badan normal membutuhkan 200 g glukosa per hari, dua pertiganya (sekitar 130 g) secara khusus dibutuhkan oleh otak untuk memenuhi kebutuhan glukosanya. Karena sel-sel otak tidak dapat menyimpan glukosa, pasokan konstan harus disediakan dari aliran darah. Selama periode kelaparan yang berkepanjangan, otak dapat beralih menggunakan produk pemecahan lemak (keton) untuk bahan bakar. Sel darah merah yang matang juga bergantung secara eksklusif pada glukosa untuk bahan bakar, karena sel-sel ini tidak memiliki mesin internal untuk menghasilkan energi dari sumber nutrisi lainnya.

Sel-sel Otak

Otak adalah organ yang sangat bergantung pada glukosa sebagai sumber energi. Meskipun otak juga dapat menggunakan keton (molekul yang dihasilkan saat tubuh menggunakan lemak sebagai sumber energi utama), glukosa tetap menjadi sumber energi utama yang dibutuhkan untuk menjaga fungsi otak yang optimal. Sekitar 20% dari total glukosa yang digunakan oleh tubuh digunakan oleh otak.

Sel-sel Saraf

Sel-sel saraf, termasuk sel-sel di sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi, bergantung pada glukosa untuk menjalankan fungsi komunikasi dan transmisi sinyal saraf. Glukosa digunakan untuk mensintesis neurotransmiter (zat kimia yang bertanggung jawab atas transmisi sinyal antar sel saraf), dan menjaga integritas dan fungsi sel saraf.

Sel-sel Eritrosit

Eritrosit, atau sel darah merah adalah komponen darah yang membawa oksigen ke seluruh tubuh. Meskipun eritrosit tidak memiliki mitokondria (struktur sel yang bertanggung jawab untuk produksi energi dalam bentuk ATP), mereka masih membutuhkan energi untuk menjalankan fungsi transportasi oksigen. Energi yang diperlukan oleh eritrosit diperoleh dari proses metabolisme glukosa yang terjadi di luar mitokondria.

Sel-sel Imun

Sel-sel imun, seperti limfosit dan makrofag, juga bergantung pada glukosa sebagai sumber energi untuk menjalankan fungsi kekebalan tubuh. Proses proliferasi, diferensiasi, dan aktivasi sel-sel imun membutuhkan energi yang dihasilkan dari metabolisme glukosa. Selain itu, glukosa juga berperan dalam regulasi respons imun dan peradangan.