Fungsi Glikogen

Glikogen adalah polisakarida yang berfungsi sebagai bentuk penyimpanan energi pada hewan dan manusia. Glikogen tersusun dari molekul glukosa yang saling terhubung dalam rantai bercabang, dan berperan penting dalam menjaga kestabilan kadar glukosa darah serta menyediakan energi saat tubuh membutuhkannya. Pada manusia dan hewan, glikogen terutama disimpan di dalam hati dan otot rangka. Dalam artikel ini, kita akan membahas secara rinci fungsi glikogen, bagaimana tubuh menggunakannya, serta peran pentingnya dalam metabolisme.

Apa Itu Glikogen?

Secara kimia, glikogen adalah polisakarida yang terdiri dari glukosa (sejenis gula) yang terikat secara berulang melalui ikatan alfa-1,4 glikosidik dengan cabang yang terbentuk melalui ikatan alfa-1,6 glikosidik. Struktur bercabang ini memungkinkan glikogen untuk dipecah dengan cepat menjadi unit-unit glukosa ketika tubuh membutuhkan energi. Glikogen adalah bentuk utama glukosa yang disimpan di dalam tubuh dan merupakan sumber energi cadangan yang dapat digunakan saat kadar glukosa darah menurun atau ketika kebutuhan energi meningkat, seperti selama aktivitas fisik.

Tempat Penyimpanan Glikogen

Glikogen disimpan di dalam dua tempat utama dalam tubuh:

1. Hati (Hepar): Glikogen yang tersimpan di hati digunakan untuk mengontrol kadar glukosa darah. Ketika kadar glukosa darah menurun (misalnya, saat puasa atau antara waktu makan), glikogen di hati dipecah menjadi glukosa dan dilepaskan ke dalam aliran darah untuk menjaga kadar gula darah tetap stabil.
2. Otot Rangka: Glikogen di otot digunakan sebagai sumber energi langsung selama aktivitas fisik. Otot tidak dapat melepaskan glukosa ke aliran darah, sehingga glikogen otot dipecah untuk menyediakan energi bagi aktivitas otot itu sendiri, terutama selama latihan intensitas tinggi.

Fungsi Utama Glikogen

Fungsi utama glikogen adalah sebagai cadangan energi yang dapat dipecah menjadi glukosa saat tubuh membutuhkan. Berikut adalah beberapa fungsi penting glikogen dalam tubuh:

1. Sumber Energi Cepat

Glikogen berfungsi sebagai sumber energi cepat yang dapat diakses oleh tubuh dalam waktu singkat. Ketika tubuh membutuhkan energi, seperti selama aktivitas fisik atau ketika kadar glukosa darah turun, glikogen dapat dipecah menjadi glukosa melalui proses yang disebut glikogenolisis.

• Di Otot: Saat otot berkontraksi selama aktivitas fisik, terutama saat olahraga intensitas tinggi seperti berlari atau angkat beban, tubuh memerlukan energi dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP). ATP dihasilkan melalui pemecahan glikogen menjadi glukosa, yang kemudian digunakan dalam glikolisis untuk membentuk ATP. Karena glikogen otot tidak dapat dilepaskan kembali ke darah, glukosa yang dihasilkan dari pemecahan glikogen hanya digunakan untuk aktivitas otot itu sendiri.
• Di Hati: Ketika kadar glukosa darah menurun antara waktu makan atau saat berpuasa, hati memecah glikogen menjadi glukosa dan melepaskannya ke dalam aliran darah untuk menjaga kadar gula darah tetap stabil. Ini sangat penting untuk otak, yang sangat bergantung pada glukosa sebagai sumber energi utama.

2. Mengatur Kadar Glukosa Darah

Glikogen di hati memainkan peran kunci dalam mengatur kadar glukosa darah. Kadar gula darah yang stabil sangat penting untuk fungsi normal berbagai organ, terutama otak dan sistem saraf pusat, yang sangat bergantung pada glukosa sebagai sumber energi.

• Setelah Makan (Keadaan Postprandial): Setelah makan, kadar glukosa dalam darah meningkat, dan hormon insulin dilepaskan dari pankreas. Insulin memicu penyimpanan glukosa ke dalam bentuk glikogen di hati dan otot melalui proses yang disebut glikogenesis. Glikogenesis adalah proses di mana glukosa diubah menjadi glikogen untuk disimpan.
• Saat Puasa atau Antara Waktu Makan: Ketika kadar glukosa dalam darah menurun (misalnya, saat puasa atau di antara waktu makan), hormon glukagon dan adrenalin dilepaskan untuk merangsang pemecahan glikogen di hati menjadi glukosa. Glikogenolisis menghasilkan glukosa yang dilepaskan ke aliran darah untuk meningkatkan kadar gula darah.

3. Energi untuk Aktivitas Fisik

Glikogen berfungsi sebagai sumber energi penting selama aktivitas fisik, terutama aktivitas yang memerlukan energi dalam waktu cepat dan intens, seperti berlari sprint, angkat beban, atau olahraga kompetitif. Ketika otot membutuhkan energi segera, glikogen dipecah menjadi glukosa yang memasuki jalur glikolisis anaerobik untuk menghasilkan ATP.

• Pada aktivitas berintensitas tinggi, tubuh mengandalkan glikogen otot karena proses ini lebih cepat daripada mengandalkan lemak sebagai sumber energi.
• Pada aktivitas fisik yang lebih ringan atau berkepanjangan (misalnya, lari jarak jauh), tubuh awalnya menggunakan glikogen otot dan kemudian beralih ke lemak sebagai sumber energi saat glikogen mulai habis.

4. Sumber Energi untuk Otak

Otak hampir secara eksklusif menggunakan glukosa sebagai sumber energinya. Karena otak tidak dapat menyimpan glikogen dalam jumlah yang berarti, ia sangat bergantung pada hati untuk menyediakan pasokan glukosa yang stabil. Ketika kadar glukosa darah menurun, hati memecah glikogen menjadi glukosa dan melepaskannya ke dalam darah, memastikan otak mendapatkan cukup energi untuk berfungsi dengan baik.

5. Mencegah Hipoglikemia

Hipoglikemia adalah kondisi di mana kadar glukosa darah turun di bawah tingkat normal, yang dapat menyebabkan gejala seperti pusing, lemah, bahkan pingsan. Glikogen di hati berperan penting dalam mencegah kondisi ini dengan menyediakan cadangan glukosa yang dapat dilepaskan ke dalam aliran darah saat kadar glukosa turun. Dengan cara ini, glikogen membantu mempertahankan homeostasis energi dan mencegah gangguan metabolisme yang serius.

Proses Metabolisme Glikogen

Metabolisme glikogen melibatkan dua proses utama:

1. Glikogenesis: Proses pembentukan glikogen dari glukosa. Ini terjadi setelah makan ketika kadar glukosa darah tinggi. Hormon insulin merangsang penyerapan glukosa oleh sel-sel hati dan otot, di mana glukosa diubah menjadi glikogen untuk disimpan.
2. Glikogenolisis: Proses pemecahan glikogen menjadi glukosa. Ini terjadi ketika tubuh memerlukan energi tambahan, seperti saat berpuasa, antara waktu makan, atau selama aktivitas fisik. Hormon glukagon dan adrenalin merangsang pemecahan glikogen di hati dan otot.

Secara rinci, berikut adalah penjelasan tentang kedua proses tersebut:

1. Glikogenesis (Pembentukan Glikogen)

• Langkah Pertama: Setelah makan, kadar glukosa darah meningkat, yang merangsang pelepasan insulin dari pankreas. Insulin memungkinkan glukosa masuk ke dalam sel-sel hati dan otot.
• Pembentukan Glikogen: Glukosa diubah menjadi glukosa-6-fosfat oleh enzim heksokinase. Glukosa-6-fosfat kemudian diubah menjadi glukosa-1-fosfat dan akhirnya menjadi glikogen oleh enzim glikogen sintase.
• Penyimpanan Glikogen: Glikogen yang terbentuk disimpan dalam hati dan otot sebagai cadangan energi yang siap digunakan saat dibutuhkan.

2. Glikogenolisis (Pemecahan Glikogen)

• Pemecahan Glikogen: Ketika tubuh membutuhkan energi, glikogen dipecah menjadi glukosa melalui proses glikogenolisis. Hormon glukagon (ketika gula darah rendah) dan adrenalin (selama stres atau aktivitas fisik) merangsang pemecahan glikogen di hati dan otot.
• Pengubahan Menjadi Glukosa: Glikogen dipecah menjadi glukosa-1-fosfat oleh enzim glikogen fosforilase. Glukosa-1-fosfat kemudian diubah menjadi glukosa-6-fosfat, yang di hati dapat diubah menjadi glukosa bebas dan dilepaskan ke dalam darah untuk menjaga kadar gula darah.
• Penggunaan di Otot: Di otot, glukosa-6-fosfat tidak dapat dilepaskan ke dalam darah, tetapi digunakan langsung untuk menghasilkan energi melalui glikolisis.

Peran Hormon dalam Regulasi Glikogen

Beberapa hormon utama yang mengatur metabolisme glikogen meliputi:

1. Insulin: Hormon ini dilepaskan oleh pankreas setelah makan ketika kadar glukosa darah tinggi. Insulin merangsang glikogenesis (pembentukan glikogen) di hati dan otot, sehingga glukosa dapat disimpan sebagai energi cadangan.
2. Glukagon: Hormon ini diproduksi oleh pankreas ketika kadar glukosa darah rendah, seperti saat puasa. Glukagon merangsang glikogenolisis (pemecahan glikogen) di hati untuk melepaskan glukosa ke dalam darah dan meningkatkan kadar glukosa darah.
3. Adrenalin: Hormon stres ini dilepaskan selama aktivitas fisik atau situasi stres. Adrenalin merangsang pemecahan glikogen di otot untuk menyediakan energi instan bagi aktivitas fisik.

Gangguan yang Terkait dengan Glikogen

Gangguan dalam metabolisme glikogen dapat menyebabkan berbagai kondisi medis, di antaranya:

1. Glikogen Storage Diseases (GSD): Ini adalah sekelompok penyakit genetik yang mempengaruhi metabolisme glikogen. Pada GSD, tubuh tidak dapat menyimpan atau memecah glikogen dengan benar, yang dapat menyebabkan berbagai masalah, seperti hipoglikemia, kelemahan otot, dan kerusakan organ.
2. Diabetes Mellitus: Pada penderita diabetes, kemampuan tubuh untuk mengatur kadar glukosa darah terganggu, yang mempengaruhi penyimpanan dan pemecahan glikogen. Pada diabetes tipe 1, produksi insulin terganggu, sedangkan pada diabetes tipe 2, sel-sel tubuh tidak merespons insulin dengan baik.
3. Hipoglikemia: Ketika kadar glukosa darah terlalu rendah, tubuh mungkin tidak memiliki cukup glikogen di hati untuk dipecah menjadi glukosa. Hal ini dapat menyebabkan gejala seperti pusing, kelelahan, dan kebingungan.

Kesimpulan

Glikogen adalah molekul penting yang berfungsi sebagai bentuk penyimpanan energi dalam tubuh. Disimpan di hati dan otot, glikogen berperan dalam menjaga kadar glukosa darah yang stabil dan menyediakan energi instan selama aktivitas fisik. Proses metabolisme glikogen, termasuk glikogenesis dan glikogenolisis, sangat penting untuk keseimbangan energi tubuh dan kesehatan secara keseluruhan.

Regulasi metabolisme glikogen sangat dipengaruhi oleh hormon seperti insulin, glukagon, dan adrenalin, yang memastikan bahwa tubuh memiliki pasokan energi yang cukup baik selama keadaan istirahat maupun saat aktivitas intens. Gangguan dalam metabolisme glikogen dapat menyebabkan berbagai kondisi medis, termasuk penyakit penyimpanan glikogen dan diabetes, yang menunjukkan betapa pentingnya fungsi glikogen dalam kesehatan tubuh.

Dengan pemahaman yang lebih baik tentang fungsi glikogen, kita dapat lebih menghargai perannya dalam menjaga energi tubuh dan mencegah gangguan metabolik.