Glukosa adalah gula sederhana dengan rumus kimia C6H12HAI6. Glukosa adalah molekul monosakarida yang terkenal yang digunakan dalam pembentukan polisakarida penting. Glukosa adalah senyawa yang rasanya manis dan larut dalam air. Glukosa memiliki banyak kegunaan yang berbeda. Ini digunakan dalam industri makanan sebagai bahan untuk mencicipi makanan manis. Glukosa karena gula sederhana dan sangat berlimpah. Atlet menggunakan glukosa untuk mendapatkan energi. Ada beberapa penggunaan glukosa secara medis juga. Misalnya, glukosa digunakan untuk mengobati hipoglikemia (gula darah rendah).
Peran glucose bagi tumbuhan
Setelah mempelajari fotosintesis, Anda pasti sudah mengerti jika tumbuhan adalah produsen dari glucose. Namun, Anda belum mengetahui apa kegunaan glucose bagi tumbuhan itu sendiri. Glucose yang dihasilkan dari proses fotosintesis, ternyata digunakan oleh tumbuhan sebagai sumber energi. Jadi, tumbuhan bisa menyediakan “makanan” dengan sendirinya supaya bisa bertahan hidup, seperti:
Tumbuh kembang
Sama halnya dengan manusia, tumbuhan pun akan terus berkembang seiring berjalannya waktu. Mulai dari benih yang membentuk tunas, kemudian tumbuh batang, cabang, dan daun di atas permukaan tanah. Hingga tumbuhan semakin berukuran besar, dihiasi dengan bunga (bakal buah). Saat bunga yang kuncup mulai mekar, terjadi penyerbukan, dan buah pun akan terbentuk, misalnya pada tanaman stroberi.
Bernapas (respirasi)
Jangan salah, tumbuhan juga bernapas seperti halnya manusia. Hanya saja, prosesnya yang berbeda. Tumbuhan membutuhkan karbondioksida (residu dari pernapasan manusia) di pagi dan siang hari, serta oksigen di sore dan malam hari.
Setelah selesai dibuat di pagi hari melalui fotosintesis, glucose akan disalurkan ke seluruh jaringan dan sel tumbuhan. Kemudian, glucose akan disimpan hingga sore dan malam hari untuk proses respirasi.
Beda dengan fotosintesis yang terjadi pada daun, proses respirasi terjadi di semua sel hidup, termasuk akar sekali pun. Proses meliputi penggabungan glucose dengan oksigen dan menghasilkan air, karbondioksida, dan energi. Kemudian, energi yang dihasilkan ini bisa membantu tumbuhan untuk berkembang dan mendukung fungsi sel tetap normal.
Peran glucose bagi manusia
Sama seperti tumbuhan, manusia juga membutuhkan glucose setiap harinya. Ini didapatkan mereka dari makanan dan minuman, seperti nasi, roti, pisang, atau jus mangga. Peran utama dari glucose bagi manusia adalah sebagai sumber energi. Setelah makan, tubuh akan memecah gula sederhana tersebut untuk menghasilkan molekul berenergi tinggi yang disebut dengan adenosine triphosphate (ATP).
Hampir semua sel di dalam tubuh mengandalkan glucose sebagai bahan bakarnya. Mulai dari sel otak dan saraf, sel darah merah, sel dalam ginjal, otot, dan beberapa sel retina dan lensa mata.
Selain sebagai sumber energi, glukosa juga diperlukan bagi sel-sel tubuh untuk dapat bekerja secara normal. Pada jalur pentosa, gula sederhana ini akan digunakan untuk menghasilkan ribosa, yang nantinya digunakan untuk pembentukan ribonucleic acid (RNA), deoxyribonucleic acid (DNA), dan nicotinamide adenine dinucleotide acid (NADPH).
RNA dan DNA ini merupakan komponen penting untuk sintesis protein. Sementara NADPH adalah komponen penting untuk sintesis asam lemak.
Di jaringan otak, glukosa adalah sumber energi utama. Gula sederhana ini juga merupakan bahan baku untuk sintesis senyawa alfa ketoglutarat yang penting untuk proses eliminasi racun amoniak yang sangat berbahaya bagi sel saraf. Selain itu, glukosa juga penting sebagai dasar untuk sintesis neurotransmitter yang penting untuk komunikasi antarsel saraf.
Peran penting glukosa tidak hanya itu saja. Bagi sel darah merah, gula alami ini juga diperlukan untuk sintesis senyawa biphosphogliserat. Senyawa ini ternyata amat penting untuk proses pelepasan oksigen dari hemoglobin ke jaringan tubuh.
Sel darah merah pun memerlukan gula sederhana ini sebagai pelindung dari serangan radikal bebas yang merusak kesehatan jaringan dan organ tubuh.
Peran Glukosa Dalam Metabolisme
Karbohidrat merupakan sumber energi utama bagi tubuh manusia, yang menyediakan 4 kalori (17 kilojoule) energi pangan per gram. Pemecahan karbohidrat (misalnya pati) menghasilkan mono– dan disakarida, terutama glukosa.
Melalui glikolisis, glukosa segera terlibat dalam produksi ATP, pembawa energi sel. Di sisi lain, glukosa sangat penting dalam produksi protein dan dalam metabolisme lipid. Karena pada sistem saraf pusat tidak ada metabolisme lipid, jaringan ini sangat tergantung pada glukosa.
Glukosa diserap ke dalam peredaran darah melalui saluran pencernaan. Sebagian glukosa ini kemudian langsung menjadi bahan bakar sel otak, sedangkan yang lainnya menuju hati dan otot, yang menyimpannya sebagai glikogen (“pati hewan”) dan sel lemak, yang menyimpannya sebagai lemak.
Glikogen merupakan sumber energi cadangan yang akan dikonversi kembali menjadi glukosa pada saat dibutuhkan lebih banyak energi. Meskipun lemak simpanan dapat juga menjadi sumber energi cadangan, Lemak tak pernah secara langsung dikonversi menjadi glukosa. Fruktosa dan galaktosa, gula lain yang dihasilkan dari pemecahan karbohidrat, langsung diangkut ke hati, yang mengkonversinya menjadi glukosa.
Metabolisme Glukosa
Semua sel dengan tiada hentinya mendapat glukosa ; tubuh mempertahankan kadar glukosa dalam darah yang konstan, yaitu sekitar 80-100 mg/dl bagi dewasa dan 80-90 mg/dl bagi anak, walaupun pasokan makanan dan kebutuhan jaringan berubah-ubah sewaktu kita tidur, makan, dan bekerja.
Proses ini disebut homeostasis glukosa. Kadar glukosa yang rendah, yaitu hipoglikemia dicegah dengan pelepasan glukosa dari simpanan glikogen hati yang besar melalui jalur glikogenolisis dan sintesis glukosa dari laktat, gliserol, dan asam amino di hati melalui jalur glukonoegenesis dan melalui pelepasan asam lemak dari simpanan jaringan adiposa apabila pasokan glukosa tidak mencukupi.
Kadar glukosa darah yang tinggi yaitu hiperglikemia dicegah oleh perubahan glukosa menjadi glikogen dan perubahan glukosa menjadi triasilgliserol di jaringan adiposa. Keseimbangan antar jaringan dalam menggunakan dan menyimpan glukosa selama puasa dan makan terutama dilakukan melalui kerja hormon homeostasis metabolik yaitu insulin dan glukagon.
• Metabolisme glukosa di hati
Jaringan pertama yang dilewati melalui vena hepatika adalah hati.Di dalam hati, glukosa dioksidasi dalam jalur-jalur yang menghasilkan ATP untuk memenuhi kebutuhan energi segera sel-sel hati dan sisanya diubah menjadi glikogen dan triasilgliserol. Insulin meningkatkan penyerapan dan penggunaan glukosa sebagai bahan bakar, dan penyimpanannya sebagai glikogen serta triasilgliserol.
Simpanan glikogen dalam hati bisa mencapai maksimum sekitar 200-300 g setelah makan makanan yang mengandung karbohidrat. Sewaktu simpanan glikogen mulai penuh, glukosa akan mulai diubah oleh hati menjadi triasilgliserol.
• Metabolisme glukosa di jaringan lain
Glukosa dari usus, yang tidak dimobilisis oleh hati, akan mengalir dalam darah menuju ke jaringan perifer. Glukosa akan dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air. Banyak jaringan misalnya otot menyimpan glukosa dalam jumlah kecil dalam bentuk glikogen
• Metabolisme glukosa di otak dan jaringan saraf
Otak dan jaringan saraf sangat bergantung kepada glukosa untuk memenuhi kebutuhan energi. Jaringan saraf mengoksidasi glukosa menjadi karbon dioksida dan air sehingga dihasilkan ATP. Apabila glukosa turun di ambang di bawah normal, kepala akan merasa pusing dan kepala terasa ringan. Pada keadaan normal, otak dan susunan saraf memerlukan sekitar 150 g glukosa setiap hari.
• Metabolisme glukosa di sel darah merah
Sel darah merah hanya dapat menggunakan glukosa sebagai bahan bakar. Ini kerana sel darah merah tidak memiliki mitokondria, tempat berlangsungnya sebagian besar reaksi oksidasi bahan seperti asam lemak dan bahan bakar lain. Sel darah merah memperoleh energi melalui proses glikolisis yaitu pengubahan glukosa menjadi piruvat.
• Metabolisme glukosa di otot
Otot rangka yang sedang bekerja menggunakan glukosa dari darah atau dari simpanan glikogennya sendiri, untuk diubah menjadi laktat melalui glikosis atau menjadi CO2 dan H2O.
Setelah makan, glukosa digunakan oleh otot untuk memulihkan simpanan glikogen yang berkurang selama otot bekerja melalui proses yang dirangsang oleh insulin. Otot yang sedang bekerja juga menggunakan bahan bakar lain dari darah, misalnya asam-asam lemak.
• Metabolisme glukosa di jaringan adiposa
Insulin merangsang penyaluran glukosa ke dalam sel-sel adiposa. Glukosa dioksidasi menjadi energi oleh adiposit. Selain itu, glukosa digunakan sebagai sumber untuk membentuk gugus gliserol pada triasilgliserol yang disimpan di jaringan adiposa.