Glukosa

Pengertian Glukosa

Glukosa adalah salah satu monosakarida sederhana yang mempunyai rumus molekul C₆H₁₂O₆. Kata glukosa diambil dari bahasa Yunani yaitu glukus (γλυκύς) yang berarti manis, karena memang nyata bahwa glukosa mempunyai rasa manis. Nama lain dari glukosa antara lain dekstrosa, D-glukosa, atau gula buah karena glukosa banyak terdapat pada buah-buahan. Glukosa merupakan suatu aldoheksosa yang mempunyai sifat dapat memutar cahaya terpolarisasi ke arah kanan

Struktur tiga dan dua dimensi glukosa

Dalam biologi, glukosa memegang pernan yang sangat penting, antara lain sebagai sumber energi dan intermediet metabolisme. Glukosa merupakan salah satu produk fotosintesis dan merupakan bahan bakar respirasi seluler. Glukosa berada dalam beberapa struktur yang dapat dibagi menjadi dua stereoisomer.

Struktur Glukosa

Glukosa adalah monosakarida dengan rumus C₆H₁₂O₆ atau H-(C=O)-(CHOH)₅-H, dengan lima gugus hidroksi tersusun spesifik pada enam atom karbon.

Glukosa rantai terbuka

Glukosa rantai terbuka mempunyai enam rantai karbon, dari C1 sampai C6. Pada C1 terdapat gugus fungsi aldehida, sedangkan C yang lain mengikat gugus hidroksi dan atom hidrogen. Gugus hidroksi pada C2, C4, dan C5 harus berada di sebelah kanan, sedangkan gugus hidroksi pada C3 harus di sebelah kiri. Penyusunan struktur gloksa yang demikian dinamakan proyeksi Fischer.

Proyeksi Fischer D-glukosa

Pembentukan Glukosa

Di alam, glukosa dihasilkan dari reaksi antara karbondioksida dan air dengan bantuan sinar matahari dan klorofil dalam daun. Proses ini disebut fotosintesis dan glukosa yng terbentuk terus digunakan utuk pembentukan amilum atau selulosa.

6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Amilum terbentuk dari glukosa dengan jalan penggabungan molekul-molekul glukosa yang membentuk rantai lurus maupun bercabang dengan melepaskan molekul air.

n C₆H₁₂O₆ → (C₆H₁₀O₅)_n + n H₂O

Pembentukan cincin

Dalam larutan, glukosa rantai terbuka berada dalam kesetimbangan dengan beberapa isomer siklis. Siklisasi glukosa diakibatkan adanya reaksi antara gugus aldehida -(C=O)H pada C1 dengan gugus hidroksi -OH pada C4 atau C5, membentuk hemiasetal -C(OH)H-O-. Glukosa rantai tertutup (siklis) digambarkan dengan proyeksi Haworth. D-glukosa mempunyai empat macam isomer siklis, yaitu α-D-glukopiranosa, β-D-glukopiranosa, α-D-glukofuranosa, and β-D-glukofuranosa yang kesemuanya merupakan senyawa kiral.

Proyeksi Haworth D-glukosa

Isomerisme

Glukosa berubah dari proyeksi Fischer keproyeksi Haworth.

Gula terdapat dalam dua enantiomer ( isomer cermin), D-glukosa dan L-glukosa, tapi pada organisme, yang ditemukan hanya isomer D-isomer. Suatu karbohidrat berbentuk D atau L berkaitan dengan konformasi isomerik pada karbon 5. Jika berada di kanan proyeksi Fischer, maka bentuk cincinnya adalah enantiomer D, kalau ke kiri, maka menjadi enantiomer L. Sangat mudah diingat, merujuk pada Duntuk "dextro”, yang merupakan akar bahasa Latin untuk "right" (kanan), sedangkan L untuk "levo" yang merupakan akar kata "left" (kiri). Struktur cincinnya sendiri dapat terbentuk melalui dua cara yang berbeda, yang menghasilkan glukosa-α (alfa) jeungt β (beta). Secara struktur, glukosa-α jeung -β berbeda pada gugus hidroksil yang terikat pada karbon pertama pada cincinnya. Bentuk α memiliki gugus hidroksil "di bawah" hidrogennya (sebagaimana molekul ini biasa digambarkan, seperti terlihat pada gambar di atas), sedangkan bentuk β gugus hidroksilnya berada "di atas" hidrogennya. Dua bentuk ini terbentuk bergantian sepanjang waktu dalam larutan air, hingga mencapai nisbah stabil α:β 36:64, dalam proses yang disebut mutarotasi yang dapat dipercepat.

Sintesis

      1. sebagai hasil fotosintesis pada tumbuhan dan beberapa prokariota.

1. terbentuk dalam hati dan otot rangka dari pemecahan simpanan glikogen (polimer glukosa).
2. disintesis dalam hati dan ginjal dari zat antara melalui proses yang disebut glukoneogenesis.

Peran 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.

Manfaat Glukosa

Glukosa merupakan salah satu senyawa organik yang mempunyai banyak manfaat. Penggunaan glukosa  dalam kehidupan sehari-hari adalah:

Sumber energi

Glukosa merupakan suatu bahan bakar pada sebagian besar makhluk hidup. Penggunaan glukosa antara lain adalah sebagai respirasi aerobik, respirasi anaerobik, atau fermentasi. Glukosa adalah bahan bakar utama manusia. Melalui respirasi aerob, dalam satu gram glukosa mengandung sekitar 3,75 kkal (16 kilo Joule) energi. Pemecahan karbohidrat menghasilkan monosakarida dan disakarida, dengan hasil yang paling banyak adalah glukosa. Melalui glikolisis dan siklus asam sitrat, glukosa dioksidasi membentuk CO₂ dan air, menghasilkan sumber energi dalam bentuk ATP. Glukosa merupakan sumber energi utama untuk otak. Kadar glukosa yang rendah akan mengakibatkan efek tertentu.

Analit dalam tes darah

Glukosa merupakan analit yang diukur pada sampel darah. Darah manusia normal mengandung glukosa dalam jumlah atau konsentrasi tetap yaitu antara 70-100 mg tiap 100 mL darah. Glukosa dalam darah dapat bertambah setelah memakan makanan berkarbohidrat. Namun 2 jam setelah itu, jumlah glukosa akan kembali pada keadaan semula. Pada penderita diabetes mellitus atau kencing manis, jumlah glukosa darah lebih besar dari 130 mg per 100 mL darah.