metabolisme energy

METABOLISME ENERGYKBK BLOK GASTRO INTESTINAL

PINANDOJO DJOJOSOEWARNOPINANDOJO DJOJOSOEWARNO

BAGIAN ILMU FAAL FAKULTAS KEDOKTERANBAGIAN ILMU FAAL FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHAUNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA

BANDUNGBANDUNG

PENDAHULUAN

M E T A B O L I S M E

PROSES FISIK DAN KIMIA DALAM ORGANISME UNTUK BERFUNGSINYA PROSES KEHIDUPAN atau PERUBAHAN TIMBAL BALIK ANTARA MATERI, ENERGI, ORGANISME DAN LINGKUNGAN.

ANABOLISME dan KATABOLISME

MATERI LUAR : BAHAN MAKANAN

DISERAP OLEH USUS

ENERGIAKTIVITAS TUBUH

- TUBUH HANYA DAPAT MENGENAL ENERGI KIMIA

- SATUAN ENERGI : CALORI ( C atau c )

E .kimia : makanan; karbohidrat, protein lemak.

METABOLIC POOL / E. KIMIA

E.mekanis

E.listrik

}

}

E.kerja 25%

E.panas 75%

E.kimia : sel / cadangan

KESEIMBANGAN ENERGY- Hukum Thermodinamika I (JOULE – MEYER)

Hukum KEKEKALAN ENERGY.

- Energy yang masuk = Energy yang keluar.

- E.masuk (makanan) = E.panas + E.kerja +/- E.kimia

(E.cadangan).- Keadaan istirahat dan puasa : E.makanan

= 0 E.kerja

= 0 0 = E.panas +/_ E.kimia (E.cadangan)

E.kimia (cadangan) = E.panas.

SEJARAH METABOLISME - CRAWFORD : binatang percobaan quinea pig,

produksi panas seimbang konsumsi 02.

- LAVOISIER & LA PLACE :

produksi panas seimbang produksi C02.

- RUBNER : meneliti kalori bahan makanan diluar

dan didalam tubuh :

1 gram bahan makanan dibakar dengan

alat BOMB KALORIMETER

( direct methode ) Calori : vol.air x

selisih suhu.

KALORIMETER BOM. - Kalorimeter bom, digunakan untuk

menentukan nilai energi suatu bahan makanan.

- Sejumlah bahan makanan dibakar/ dioksidasi

didalam kalorimeter bom, diukur panas oksidasi yang terbentuk :

- 1 gram karbo hidrat = 4,1 C

- 1 gram protein = 4,3 C

- 1 gram lemak = 9,3 C

O K S I D A S I-Bahan utama yang menghasilkan energi : karbo hidrat, lemak protein, dengan melalui proses oksidasi, secara umum berjalan sebagai berikut :

- C6 H12 06 + 6 02 6CO2 + 6 H2O + 670 K Kal. glukose

- C16 H32 02 + 23 02 16 C02 + 16 H2 0 + 2430 K Kal. as. palmitat

- 8 (CH3)2 CH CH2 (NH2) COOH + 49 02 44 CO2 +

leusin 11 H2O + CO (NH2)2 + 1351 K Kal. urea

- Respiratory Quotient (RQ) = CO2 yang diproduksi /

O2 yang dikonsumsi.

- RESPRATORY QUOTIENT ( RQ ) = produksi C02 / konsumsi O2RQ KH = 6/6 = 1 RQ Lemak =16/23 = 0,7 RQ Prot. = 44/49= 0,8

- THERMAL EQUIVALENT ( TE ). -TE 02= jumlah kalori yang dihasilkan pada pembakaran

suatu zat dimana dipakai 1 liter 02 KH = 5 Prot. = 4,5 Lemak= antara kedua- nya. - TE C02=jumlah kalori yang dihasilkan pada pembakaran

suatu zat dimana diproduksi I liter C02 glukose = 5,01

lemak = 6,6 protein = 5,4

KH LEMAK PROTEIN

- Cal/gram 4,1 9,3 4,3

- L C02/gram 0,75 1,43 0,78

- L 02/gram 0,75 2,03 0,97

- RQ 1 0,7 0,8

- TE Cal/ 02 5 4,7 4,5

- TE Cal/ C02 5,01 6,65 5,4

- KURUS GEMUK = KH lemak

- perlu sedikit 02 RQ meningkat ( 1,3 ).

- GEMUK KURUS = LEMAK terurai

- perlu banyak 02 RQ menurun ( 0,3 ).

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI RQ

-RQ naik: - hyperventilasi

- pembentukan asam

- latihan otot

- asphyxia

- keton bodies

- retensi asam

-RQ turun:- hypoventilasi

- kehilangan

asam

- alkalosis

-Tabel ZUNTZ & SCHUMBERG :

untuk mengukur RQ makanan campuran / balance

materi.

MENGUKUR BALANCE MATERI

- Diukur : - makanan orang percobaan ( OP ).

- 02 dan C02.

- N2 dalam urine dan faeces untuk me-

ngukur kalori protein yang terbuang.

- Contoh :

- OP : - menggunakan 02 = 16 L/ jam.

- C02 yang dikeluarkan = 13,5 L / jam.

- N2 yang diexresi = 0,5 gram / jam

( 1 gram N2 = 6,25 gram protein).

- Diketahui : 1 gram protein – memakai 0,97 L 02.

produksi 0,78 L C02.

- Perhitungan : PROTEIN .

C02 dihasilkan katabolisme protein :

0,5 x 6,25 x 0,78 L = 2,4 L.

02 diperlukan katabolime protein :

0,5 x 6,25 x 0.97 L = 3,01 L. }RQ Protein:

2,4

3,01

NON PROTEIN

C02 Non Protein = 13,5 – 2,4 = 11,1 L

02 Non Protein = 16 -- 3,01 = 12,99 L = 13 L}

RQ Non Protein =11,1

13= 0,85.

- TABEL ZUNTZ & SCHUMBERG.

Memuat TE 02 ( harga calori 1 L 02 ) pada RQ berbeda

Bahan Non Protein.

RQ Non Prot. TE 02

KALORI YANG BERASAL

K H LEMAK

0,707 4,686 0 % 100 %

0,71 4,690

0,78 4,776

0,85 4,862 50,7 % 49,3 %

0,90 4,924

1,00 5,047 100 % 0 %

- Dari tabel : RQ = 0,85 harga 1 L 02 (TE 02) = 4,862.

- Panas yang dihasilkan pada pembakaran

Non Protein = 13 L 02 x 4,862 = 63,3 calori.

- Panas yang dihasilkan pada pembakaran

Protein = 3,01 L 02 x 4,5 (TE02) = 13,5 calori.

- Total = ( 63,3 + 13,5 ) calori = 76,8 calori.

PENGUKURAN METABOLISME

-Pengukuran metabolisme dapat dilakukan pada ber- bagai keadaan : tidur, istirahat atau bekerja, keadaan yang berbeda ini memberikan hasil yang tidak sama. -Kerja berat akan menunjukkan metabolisme yang lebih besar d/p kerja ringan atau istirahat. -Untuk memudahkan pengukuran, diperlukan keadaan yang sudah baku/ standard, jaitu keadaan BASAL hasil pengukuran disebut BASAL METABOLIC RATE ( BMR ). Keadaan basal bukanlah keadaan metabolisme yang paling rendah, orang tidur nyenyak dapat

lebih rendah metabolismenya, sampai 20% lebih rendah.

SYARAT-SYARAT KEADAAN BASAL

1. Istirahat fisik dan mental. 2. Perut kosong ( post absorptive, puasa ), sehingga

tidak ada pengaruh SDA ( Specific Dynamic

Action ) dari makanan.

3. Pengukuran dilakukan dalam keadaan berbaring,

tetap jaga.

4. Ruang pemeriksaan suhu nyaman ( 23 – 31o C ).

5. Satu hari sebelum pemeriksaan, tidak makan

protein, obat-obatan.

SPECIFIC DYNAMIC ACTION (SDA)-SDA : panas karena makanan adalah kenaikan suhu tubuh oleh masuknya bahan makanan kedalam tubuh. -Kenaikan suhu tubuh ini oleh karena karena kenaikan metabolisme akibat peningkatan usus, penyerapan makanan, kelenjar pencernaan maupun peristiwa – peristiwa kimia didalam tubuh, misal: deaminasi protein, penguraian KH glikogen. - SDA Protein : 30 % dari energi protein yang masuk, 1 jam setelah makan. - SDA KH, Lemak: 4 –6 % segera timbul.

ANGKA STANDARD METABOLISME BASAL (BMR)-Angka standard/ baku metabolisme dicantumkan dalam perhitungan : satuan

per m2 luas permukaan badan (LPB) = Cal/ jam/ m2 LPB.

-RUBNER “ the law of surface area”. -BMR mempunyai nilai sama untuk satuan LPB pada jenis kelamin dan

umur yang sama. UMUR BMR laki-laki wanita lahir 30 30 1 35 32 5 53 52 14 46,4 41,5

25 40,3 36,1

40 38 35

DU BOIS BODY SURFACE CHART

CARA PENGUKURAN METABOLISME

- SECARA LANGSUNG ( DIRECT METHOD ) :

menggunakan kalorimeter ruang, contoh;

Atwater -Benedict respiration calorimeter.

- CARA TIDAK LANGSUNG ( INDIRECT ). - Didasarkan pada pengukuran jumlah oksigen ,

yang dihabiskan untuk metabolisme :

a. Secara terbuka (open circuit methode) .

-dengan kantung DOUGLAS

volume 100 liter.

-sisa udara pernafasan ditampung

dalam kantung Douglas.

- b. Secara tertutup (CLOSED CIRCUIT METHODE)

digunakan alat SPIROMETER, disebut juga

METABOLOR.

CARA MENGUKUR BMR1.Closed circuit methode dan Respiratory calorimeter = V x TE, misal = 15 x 4,825 Cal. dalam 1 jam. Ukur tinggi badan (TB) dan berat badan (BB) luas permukaan badan (LPB), misal : 1,5 m2. BMR = Cal. Dalam 1 jam/ LPB= 15 x 4,825 . 1,5 2.Rumus READ mudah dan praktis untuk klinik. BMR =(3/4 x kecep. nadi per menit) +(3/4x tek nadi) –72. Misal : (3/4 x 80) + (3/4x 40 ) – 72 = 18% dari angka standard.

- Normal BMR +/_ 15 % dari angka standard

( Rubner “ the law of surface area ).

- % standard : persentase penyimpangan dari nilai

standard pada umur dan jenis kelamin

yang sama.

- BMR = BM terukur – BM standard

BM standard

x 100 %

Misal : laki-laki umur 25 tahun : BM terukur =45 Cal/jam/m2 LPB

BM standard=40 Cal/jam/m2LPB

BMR orang tersebut = 45 - 40 x 100 %

40

= + 12,5 %

FAKTOR – FAKTOR YENG MEMPENGARUHI BMR

1. FISIOLOGI : a. umur

b. jenis kelamin

c. latihan

d. istirahat / tidur

e. iklim / ras.

f. psikis.

g. kehamilan / menstruasi.

h. bahan kimia obat-obatan.

2. PATOLOGIS.

-BMR TURUN :

a. starvation & undernutrition

b. kegemukan

c. hypothyroidisme

d. penyakit Addison

e. lipoid nephrosis.

- BMR NAIK :

a. hyperthyroidisme.

b. demam

c. diabetes insipidus.

d. sesak nafas

e. leukemia.

f. polysitaemia.

METABOLISME PADA PUASA - PUASA TOTAL Energi diambil dari :

- Lemak 80 – 90 %

- Protein 10 %.

- PUASA LAMA Glycogen timbul, sebagai hasil glyconeogenesis hepar, kemampuan menggunakan KH berkurang :

Glukose darah ( Hyperglycaemia) Glycosuria.

- Lemak dibakar Keton bodies Acidosis.

- Protein dibakar N2 urine

Kemampuan penggunaan KH .

- PEMBERIAN GLUKOSE RQ :

- Suhu tubuh

- BMR

- Nadi

- Absorbsi

- KEHILANGAN JARINGAN :

LEMAK LIEN HEPAR

TESTISOTOTDARAH

GINJAL.

METABOLISME PADA UNDERNUTRITION

- Kekurangan : kalori, protein, asam lemak ter-

tentu, vitamin.

- Penyebab : - intake < .

- gangguan absorbsi.

- peningkatan metabolisme

( demam / latihan otot ).

- Gejala :

- Penurunan berat badan , lemak.- Oedem, BMR menurun : 15 – 30 %.

- Depresi mental.

- Internal fat berkurang VISCEROPTOSIS :

METABOLISME PADA OBESITAS

1. EXOGENOUS OBESITAS.

2. ENDOGENOUS OBESITAS.

3. ENDOCRINE OBESITAS.

4. OBESITAS KARENA KERUSAKAN

HYPOTHALAMUS.

-OBESITAS Kerja jantung meningkat

HYPERTENSI

-Pencegahan : - intake makanan <- latihan ringan / sedang.