1. biokimia - komposisi kimia otak - edit

7/21/2019 1. Biokimia - Komposisi Kimia Otak - Edit

http://slidepdf.com/reader/full/1-biokimia-komposisi-kimia-otak-edit 1/27

NEUROKIMIA



1. mengetahui komposisi kimia otak2. menjelaskan metabolisme otak :asal glukosa, protein (AA), lipid

TIK :



Komposisi Kimia Otak

Komponen % otak s. grisea s. alba

Air 78. 8!. 7. "rm inorg. 1.1 1 1.! #en$. org 2. rotein 8. 7.& 8.& 'ipid sederhana 1. Kolesterol 2.!. 1. !. *os+atida &.. !. .& #erebrosida 2. . -.-



Air. aringan otak, termasuk medula spinalis,

sara+ kranial, ganglion dan pleksus, jar.sitem sara+ otonom /e0asa: subt. grisea dan subt.alba, rata

rata 8%. edulla spinalis, sekitar 7&%.

aringan sara+ padat: terutama protein,lipid 3 garam inorganik

sen$a0a organik



Lipid. Kolesterol,+os+olipid, glikolipid

eningkatan lipid berdasar usia 4sia bulan !.&% 1 tahun 7% 5erikat pada protein struktural membran Kandungan lipid susunan selsel sara+ menonjol

tinggi $aitu &% dari substansi kering. #pektrum +os+olipid, glikolipid, s6ngolipid: luas. Keepatan pertukaran lipid otak relati+ lambat

dibanding di hepar. /euterium &% lipid heparditukar dalam 0aktu 2- jam, 2% di otakdiganti dalam 7 hari.



Komposisi Lipid dalam Otak o. enis 'etak 1. Kolesterol Kirakira jumlahn$a sama dalam mielin, s.alba, s.grisea 2. *os+atidil kolin s.grisea !. *os.etanolamin s.grisea -. *os.inositol s.grisea &. #6ngomielin Kirakira jumlahn$a sama dalam mielin, s.alba, s.grisea . #erebrosida mielin .s.alba 7. #ul+atida mielin, s.alba

8. "angliosida s.grisea . lasmalogen mielin, s.alba 1. oliglisero+os+atid s.grisea



Protein. 5otal protein 81% dari total bersih

"lutation (9glutamil sisteinil glisin):peptida $g ban$ak ditemukan,konsentrasin$a &1 mg' jar segar.

rotein jar sara+ !8-% dari ;at padat: "lobulin, nukleoprotein dan albuminoda

khas $g disebut neurokeratin.



Asam nukleat. euron dalam keadaan diploid, jumlah /A

setiap sel tetap, ratarata 7 <gsel Kandungan Adenin , 5imin dan basa

itrogen n$a berbeda antara s. alba dan s.grisea

Kadar /A s. grisea .&mgg s. alba .7 mgg euron mengandung 1! kali = ban$ak >A

dari pada glia. Ada perbedaan kandungan total asam

nukleat pada masingmasing bagian.



Garam inorganik. Komponen dari 1% abu $g dibentuk dari hasil

pembakaran. "aram inorganik terutama : kalium +os+at dan kalium klorida lainn$a : ion a, K, ?a dan g

#.grisea mengandung kation &1 @molg jar segar Kalium sara+ penting dalam si+at listrik impuls

sara+, $g tergantung : depolarisasi repolarisasi pada tapal batas membranserabut sara+.



Blood Brain Barrier !!!" # $a%ar &ara'Otak.

Ber+ungsi : selekti+n$a otak sen$a0a masukkeluar melalui darah

enegah molekul dalm sirkulasi seara bebasmasuk ke dalam otak.

enegah Cuktuasi metabolit, ion, hormon $gbersirkulasi dari pengaruh langsung aktiDitas sara+.

#elekti+ mengijinkan di+usi gas (E2, ?E2)

sen$. lar lemak (obat psikoakti+) 5ersusun dari : kapiler .1.2% Dol sel otak >esistensi elektrik otak 1&18 ohms m2

Kapiler otak 12 m2, panjangn$a sekitar km.



(ungsi !!!: elindungi otak dari: sen$ asing $ang masuk melalui darah hormon dan neurotransmitter di dalam

darah empertahankan lingkungan $ang konstan

untuk otak.

Kondisi $g dapat merusak BBB: in+eksi,

radiasi, trauma otak, hipertensi



umlah ?#* tergantung umur : 11& ml Karakteristik airan : jernih, tidak ber0arna,

Diskositas rendah Kadar protein rendah : 1&&&% (8%n$a

albumin, 2%n$a globulin) Kadar gula rendah : -778%

(ungsi )$(: 1. elindungi otak dari benturan (bantalan)

2. en$ediakan da$a apung (menurunkantekanan pada dasar otak) !. Fkskresi sisa metabolisme melalui satu jalan -. 5ranspor hormon ke area lain dari otak



Gat masuk otak : Gat keluar otak: Eksigen Karbohidrat Karbon dioksida Asam amino Amonia 'emak 'aktat

Hormon Hormon Iitamin



META!OLI$ME ENERGI OTAK 4ntuk mempertahankan fungsi komunikasi

(sensasi, lingkungan dan semua bagiantubuh) sistem sara+ memerlukan energi.

Meta*olisme Kar*o'idrat

ormal: "lukosa: substrat utama Kelaparan: Benda Keton (BK),etab BK lebih

men$olok, tetapi tidak dapat menggantikankebutuhan glukosa seara total.

Etak mempun$ai: Daskularisasi sangat baik metabolisme energi $g intensi+



Berat Etak 2% BB. Jstirahat butuh pasokan: oksigen 2% glukosa % asal glikolisis dan #A#

?E2H2E, satusatun$a pemasok energi(harus selalu tersedia), keuali pada kelaparanberkepanjangan baru menggunakan BK.

?adangan glikogen sangat sedikit. Asam lemak plasma terikat albumintidak

dapat tembus BBB, tidak digunakan sebagaipenghasil energi bagi otak.

Asam amino juga tidak dapat menghasilkanA5, (neuron tidak mampu melakukanglukoneogenesis)



Etak menggunakan glukosa 1! ghari 'aju penggunaan glukosa menunjukkan kapasitas

produksi A5 melalui #A# (.8 glukosa @molmenit). #A# tidak 1% menghasilkan A5, karena tidak

sepenuhn$a glukosa di metabolisme melalui jalurini.

Keban$akan A5 $g digunakan oleh otak dan jarsara+ lain, dihasilkan #A# $g +ungsin$a mendekatikapasitas maksimum

*ungsi glikolisis 2% dari kapasitas Keban$akan energi $g digunakan otak untuk

mempertahankan gradien ionik mele0ati membranplasma bere+ek pada proses transpor dan simpananserta untuk sintesis neurotransmitter dan komponenlain



*ungsi normal otak dipertahankan darisuplai konstan glukosa dan oksigen dari

darah (sekitar2% dari total BB)menggunakan 1& total glukosa tubuh, $gdisuplai dari 2% ardia output.

Etak tidak mempun$ai simpanan energi

kimia is simpanan glukosa, glikogen dan A5

berDariasi 1! @mol $g ukup han$a untuk+ungsi normal otak selama beberapa menit

saja.



2&% konsumsi oksigen tubuh digunakan untukmengoksidasi glukosa oleh otak.

*ungsi jalur glikolisis kapasitasn$a sekitar2%, tetapi #A# bekerja mendekati maksimumdan sedikit laktat meninggalkan otak

Anoksia: laju glikolisis dan pembentukan laktat

meningkat &8 kali setelah 1 menit anoksia. eningkatan laju glikolisis berhubungan

dengan aktiDasi heksokinase dan+os+o+ruktokinase.

*os+o+ruktokinase juga di aktiDasi oleh H-$g ditemukan meningkat pada anoksiadibanding otak normal.



Hatihati pemberian insulin pada / >eaksi terpenting $ang memerlukan energi

dalam selsel sara+ : pemeahan A5 dgnbantuan A5ase untuk transpor ion aKpada membran sel.

Ban$ak proses lain $g memerlukan A5

Etak sangat sensiti+ terhadap hipoglikemiadan hipoksia pingsan (hitungan detik):pingsan, tidak dikoreksi koma kematian

Metabolisme otak aerob, kebutuhan oksigen

1& dari $g dikonsumsi tubuh Anoksia : = & menit kerusakan permanen kematian



Meta*olisme Asam Amino AA otak lebih ban$ak di banding di plasma Aspartat dan glutamat konsentrasin$a ! kali

lebih ban$ak 'aju ambilan AA dari darah oleh otak relati+

rendah dibanding jar lain. Kemampuan otak untuk men$impan dan

menggunakan nitrogen untuk sintesis AAmerupakan alasan rendahn$a ambilan AA

oleh otak.



etabolisme rotein dan Karbohidrat di otaksaling berhubungan.

5inggin$a laju penggabungan rangka karbonglukosa ke dalam pool AA bebas Adan$a sistem en;im di otak $g merubah glukosa

ke piruDat untuk kemudian masuk melalui LK" Etak : metabolisme AA $ang akti+ Konsentrasi AA intraseluler sangat tinggi: "lutamat (kirakira &1 m) Aspartat (2! m)

Keduan$a terbentuk Dia transaminasi dari ;atantara daur #A# $aitu LK" dan EAA ada ban$ak daerah di otak terbentuk "ABA

melalui dekarboksilasi glutamat



Biosintesis dan degradasi AA spesi6k untuk neurondi+ormulasikan sebagai jalur samping #A#(pintasan "ABA). #ebalikn$a dari #A#, pada

pintasan "ABA, proses tersebut dikatkan denganpembentukan "5

intasan "ABA adalah khas untuk otak, jar laintidak begitu penting.

Beberapa AA glisin, aspartat, glutamat dan "ABAmembantu neuronneuron sebagai substansitransmitter $ang disimpan di dalam sinaps

/engan substansi transmitter, si+atsi+at elektrik

neuron $ang bersebelahan dapat dikontrol melaluipelepasanpenghambatan potensial aksi. 'aju pergantian protein otak berlangsung relati+

epat dibanding protein tubuh lainn$a.



"angguan metabolisme AA akan menunjukkangambaran gejala $g spesi6k.

Cacat metabolisme bawaan ban$ak mengakibatkanretardasi mental, kejang dan gangguan biara.

*enilketonuria : +enilalanin metabolismen$aabnormalterakumulasi di darah (: -mg1ml)

erkembangan otak ba$i sensiti+ terhadap kelainan

metabolisme ini sehingga men$ebabkan terjadin$aretardasi mental.

Kadar H- di otak meningkat padaanoksiaiskemia dan sumber H- diketahui

menjadi en;im siklik nukleotida purin H- digunakan dalam konDersi glutamat menjadi

glutamin.



Meta*olisme Lipid

Etak mengandung lipid khusus dankompleks = &% berat kering jar otak.

Ber+ungsi: terutama untukmempertahankan integritas membran daripada peran sen$a0a metabolik. Han$asebagai pendukung tidak langsung padakeadaan patologis (kondisi kelaparan).

Keban$akan kebutuhan kontraksi danmetabolik dila$ani oleh: protein, sen$a0aorganik sederhana dan elektrolit



Kolesterol, serebrosida, +os+atidiletanolamindan s6ngomielin dimetabolisme seara lambat,

tetapi +os+atidilkolin turnoDer epat. Kolesterol di sintesis di otak pada mamalia

muda selama +ase pertumbuhan. /enganmeningkatn$a umur atiDitas H"KoAmenurun

Kolesterol otak de0asa tidak teresteri6kasi,namun kolesterol ester relati+ tinggikonsentrasin$a pada tempat mielinisasi akti+.

#intesa *os+ogliserida di otak jalurn$a samadengan jalur di organ lain Asam lemak dibuat dari glukosa, tetapi

beberapa disintesis dari asetoasetat, sitrat danasetil aspartat.



Kepustakaan: #ar$ono, oko #et$ono (28). Biokimia

#ara+. ?I. ?akra edia, akarta.Hal.1722

1. biokimia - komposisi kimia otak - edit

Documents