MAKALAH BIOKIMIA NUTRISIREGULASI METABOLISME NUTRIEN PADA HEWAN MONOGASTRIK

Disusun oleh:Indriyani Rahayu200110130183Kelas: B

FAKULTAS PETERNAKANUNIVERSITAS PADJADJARANSUMEDANG2014BAB IPENDAHULUAN

0. Latar BelakangHewan monogastrik adalah kelompok hewan/ternak yang hanya memiliki satu ruang lambung (gastrik). Umumnya kelompok ternak ini adalah ternak yang mengkonsumsi biji-bijian, tepung dan daging, meskipun beberapa diantaranya ada yang dapat mengkonsumsi hijauan.Beberapa jenis pakan yang dikonsumsinya, maka ternak yang tergolong monogastrik dikelompokkan menjadi dua, yaitu:1. Ternak monogastrik unggas, antara lain semua jenis aves (burung) termasuk unggas domestik (ayam, itik, angsa, puyuh)1. Ternak monogastrik herbivore, antara lain kuda, kelinci, babi.Karakteristik pencernaan tentu akan mempengaruhi bagaimana pakan itu dicerna sehingga diserap menjadi nutruen yang dapat digunkan bagi kelangsungan hidup ternak, baik untuk memenuhi kebutuhan hidup pokoknya, maupun untuk bereproduksi, bertelur dan tumbuh.Perbedaan karakteristik penvernaan ini akan menjadi dasar yang penting bagi kita tentang bagaimana teknik yang dapat dilakukan untuk merekayasa aspek nutrien agar dapat dimetabolisme dengan optimal dalam rangka meningkatkan manfaat pakan yang dicernanya. Pada gilirannya akan meningkatkan performance produksi ternak tersebut.Kelompok ternak unggas memiliki pencernaan yang sangat unik, karena ternak-ternak ini memiliki dua jenis lambung yang berbeda. Secara ekologis, perkembangan anatomi lambung ini disebabkan karena tingkah laku makanan dan jenis pakan yang dikonsumsinya. Oleh sebab itu perkembangan lambungnya disertai dengan lambung pencerna yang mampu mencerna secara fisik dan kimiawi secara terpisah. Berbeda halnya dengan kelompok ternak monogastrik herbivore, meskipun ternak ini umumnya mengkonsumsi rumput tetapi system pencernaannya mampu mencerna serat kasar yang tinggi.

0. Rumusan Masalah Bagaimana tahapan metabolisme lemak pada ternak monogastrik? Bagaimana tahapan metabolisme protein ternak monogastrik? Bagaimana keterkaitan metabolisme karbohidrat, lipid dan protein dalam lintas siklus krebs pada ternak?0. Maksud dan Tujuan Untuk mengetahui tahapan metabolisme lemak pada ternak monogastrik. Untuk mengetahui tahapan metabolisme protein ternak monogastrik. Untuk mengetahui keterkaitan metabolisme karbohidrat, lipid dan protein dalam lintas siklus krebs pada ternak.

BAB IIPEMBAHASAN

2.1. Regulasi Metabolisme LipidSenyawa-senyawa lipid tidak mempunyai rumus struktur yang sama dan sifat kimia serta biologisnya juga menunjukkan variasi diantaranya. Beberapa fungsi penting lipid dalam sistem tubuh mahluk hidup antara lain:1. Bentuk energi cadangan, terutama dalam bentuk trigliserol yang ditemukan dalam jaringan adipose.1. Komponen struktur membrane, semua membrane sel mengandung lipid lapisan ganda. Fungsi membrane ini diantaranya sebagai barrier yang bersifat permeable.1. Hoemone dan vitamin, asam arikidonat adalah precursor utama biosintesis horon prostagladdin, dan kolesterol adalah precusor utama sintesis hormone-hormone steroid.1. Kofaktor dan precursor enzim, aktivitas enzim seperti fosfolipid dalam darah, koenzim A dan sebagainya.1. Insulasi barrier, untuk menghindari panas yang berlebihan terkonduksi dan terkonveksi ke dalam tubuh, serta melindungi dari tekanan fisik dari lingkungan.Lipid berdasarkan sifatnya dapat digolongkan menjadi dua kelompok utama, yaitu lipid yang dapat disafonifikasi dan lipid yang tidak dapat disanfonifikasi. Jenis lipid yang dapat disanfonifikasi dapat dihidrolisis dengan menggunakan alkali dan panas sehingga terbentuk garam asam-asam lemak dan komponen molekul lainnya.Selain berdasarkan sifatnya, lipid juga dapat digolongkan berdasarkan strukturnya, yaitu lipid utama, majemuk serta lipid turunan.Lipid sederhana merupakan lipid berbentuk ester yang mengandung usnsur C, H, dan O. Asam-asam lemak, gliserol, ester lemak dan lilin adalah beberapa contoh lipid sederhana. Lipid majemuk adalah senyawa-senyawa yang mengandung bahan-bahan lain selain alkohol dan asam lemak.Struktur asam lemak tersusun dari komponen hidrofobik berupa rantai hidro karbon dan komponen hidrifilik berupa guhus karboksil. Molekul ini juga disebut molekul amphipati karena mengandung kedua komponen tersebut.Asam lemak tersebut juga asam lemak karboksilat, diperoleh dari hidrolisis suatu lemak atau minyak. Jenis lipid ini terdapat dua jenis yaitu asam lemak jenuh dan tidak jenuh. Umumnya asam lemak tidak jenuh yang memiliki satu ikatan rangkap dapat disintesis oleh organisme tingkat tinggi seperti manusia dan hewan, dari precusor karbohidrat, oleh karena itu asam lemak ini disebut asam lemak non esensial.Namun demikian, berbeda dengan asam lemak tidak jenuh yang memiliki lebih dari satu ikatan rangkap maka jenis lemak tidak dapat disintesis sendiri dalam tubuh ternak maupun manusia. Oleh karena itu, asam lemak yang memiliki ikatan rangkap lebih dari satu disebut asam lemak esensial, sehingga untuk memenuhi kebutuhan pakan asam lemak seperti ini perlu disuplai melalui pakan.Struktur asam lemak yang umumnya terdapat dalam pakan:Nama umum asam lemakStruktur atom karbon ikatan rangkap

Asam Lemak Jenuh:

AsetatCH3COOH20

PropionatCH3CH2COOH30

ButiratCH3(CH2)2COOH40

KaproatCH3(CH2)4COOH60

DekanoatCH3(CH2)8COOH100

LauratCH3(CH2)10COOH120

MiristatCH3(CH2)12COOH140

PalmitatCH3(CH2)14COOH160

StearateCH3(CH2)16COOH180

Asam Lemak Tidak Jenuh:

OleatCH3(CH2)7CH=(CH2)7COOH181

LinoleatCH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH182

LinolenatCH3CH2 (CH=CHCH2)3(CH2)6COOH183

ArakidonatCH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2COOH204

Tahap selanjutnya setelah asam lemak dicerna dan diabsorpi adalah tahap metabolisme dalam tubuh ternak agar lemak tersebut dapat dimanfaatkan bagi tubuh. Jika lemak yang terdapat dalam sistem pembuluh diperlukan untuk fungsi sel, maka enzim lipoprotein kinase yang terdapat dalam kapiler dan membran sel akan melepaskan bagian lemak dari karier protein dan selanjutnya komponen trigliseridanya akan dihidrolisis menjadi gliserol dan asam-asam lemak. Asam-asam lemak ini baru kemudian siap ditranspor masuk ke sitoplasma untuk selanjutnya dimetabolisme lebih lanjut.Proses pemecahan lemak atau disebut lyposis dan proses sintesis lemak disebut lypogenesis, keduanya merupakan proses yang dinamis dalam metabolis lemak. Keduanya mempunyai jalur lintasan yang berbeda, juga membutuhkan precusor dan zat pereaksi serta enzim yang berbeda.Asam-asam lemak disentesis melalui lintasan lipogenesis membentuk trigliserida baru di dalam hati. Hasil sintesis ini kemudian dikeluarkan sel-sel hati untuk selanjutnya dibawa ke jaringan adiposeoleh batuan lipoprotein yang berdensitas rendah.Suply lemak yang berlebihan dalam hati menyebabkan aktivitas lipogenesis meningkat untuk mengubah lemak-lemak tersebut menjadi bentuk yang dapat di transpor dan disimpan. Jika lemak dibutuhkan sebagai cadangan energi, maka aktivitas lypolysis akan meningkat menyebakan tingginya kadar lemak saat sirkulasi. Dalam hal ini trigliserida dapat dihidrolisis dan disintesis kembali, atau untuk membentuk lipid lain seperti fosfolipid dan kolestrol.Metabolisme lipid seperti juga metabolisme karbohidrat dan lainnya terdiri dari reaksi perombakan dan reaksi anabolisme. Asam lemak mempunyai peranan yang sangat esensial sebagai sumber pembentukan energy baik pada manusia, ternak dan bahkan tumbuhan. Sebagian besar lemak ini disimpan dalam bentuk trigliserida dalam sel. Trigliserida mempunyai kelebihan dibandingkan biomolekul lainnya seperti karbohidrat dan protein. Kelebihan tersebut karena energi yang dihasilkan oleh proses oksidasi sempurna trigliserida adalah 9 kkal per gram, sedangkan glikogen hanya menghasilkan 4 kkal/g. Trigliserida yang disimpan sebagai cadangan lemak didalam sel bersifat tidak terhidratasi sehingga lebih padat. Sebagian besar asam lemak bebas yang mengalami katabolisme berasal dari proses hidrolisis trigliserida oleh enzim lipase yang terdapat didalam sel jaringan lemak. Asam lemak dikeluarkan sari sel berkaitan dengan serum albumin yang kemudian oleh system sirkulasi darah dibawah jaringan lainnya untuk mengalami oksidasi. Asam lemak yang diikat oleh albumin, yang memasuki sel pada jaringan target terlebih dahulu dipergiat dengan perantara enzim di dalam sitoplasma, kemudian dapat dimasukan ke mitokondria untuk selanjutnya dioksidasi untuk memproduksi energy.

2.2. Regulasi Metabolisme ProteinBiomolekul protein merupakan senyawa organik yang sangat penting. Beberapa fungsi protein antara lain sebagai biokatalisator, alat transportasi dan penyimpanan, penyebab gerakan, pendukung sistem kekebalan tubuh, pembentuk dan transmisi system implus syaraf, pengontrol pertumbuhan dan diferensiasi dan sebagainya.Asam amino mengalami degradasi oksidatif atau ketabolisme dalam keadaan siklus dinamik normal protein tubuh setelah dibebaskan, kelebihan asama amino dalam tubuh, dan selama berpuasa atau pada keadaan glukosa berlebihan dalam darah secara terus menerus.Katabolisme asam amino terjadi melalui reaksi transaminase yang melibatkan pemindahan gugus amino secara enzimatik dari suatu asam amino ke asam amino lainnya. Enzim yang terlibat dalam reaksi ini adalah transminase atau sering disebut aminotransminase. Enzim ini spesifik bagi ketoglutarat sebagai penerima gugus amino namun tidak spesifik bagi asam amino sebagai pemberi gugus amino. Enzim transminase ini mempunyai gugus prostetikm piridoksal fosfat, pada sisi aktifnya yang berfungsi sebagai senyawa antara pembawa gugus amino menuju ketoglutarat. Molekul ini selanjutnya mengalami perubahan dapat balik diantara bentuk aldehidanya, piridoksal fosfat yang dapat menerima gugus amino, dan berbentuk teraminasinya yaitu piridoksamin fosfat yang dapat memberikan gugus aminonya.

Asam L amino + ketoglutarat transamainaseAsam keto + L-glutamat

Alanin + ketoglutarat Alanine transamainasePyruvat + glutamat

Asparat + + ketoglutarat Asparatat transamainaseOksaloasetat + glutamat

Leusin + ketoglutarat leusin transamainaseKetoisokaproat + glutamat

Tirosin + ketoglutarat tirosin transamainaseHidroksifenilpiruvat + glutamat

Dalam reaksi yang diuraikan ini tidak terjadi demaminasi total, karena ketoglutarat teraminasi pada saat asam amino mengalami deaminasi. Reaksi-reaksi tersebut bersifat dapat balik karena tetapan keseimbangannya mencapai 1.0. ini berarti harga delta G0 bagi reaksi tersebut mendekati nol. Tujuan keseluruhan reaksi transminase adalah mengumpulkan gugus asam amino dari berbagai asam amino ke bentuk asam amino glutamate.Terdapat kurang lebih 12 asam amino yang mengalami reaksi transamilasi dalam proses katabolismenya. Beberapa asam amino yang lainnya mengalami proses deaminasi dan dekarboksilasi. Proses deasimilasi asam-asam amino dapat terjadi dengan cara oksidatif dana non oksidatif. Asam glutamate merupakan contoh asam amino yang mengalami katabolisme secara deaminasi oksidatif. Reaksi katabolisme asam glutamate ini dikatalis oleh kehadiran enzim L-glutamat dehydrogenase yang dibantu oleh NAD atau NADP.

2.3. Keterkaitan metabolisme karbohidrat, lipid dan protein dalam lintas siklus krebs pada ternakDi dalam sel reaksi metabolisme tidak terpisah satu sama lain yaitu membentuk suatu jejaring yang saling berkaitan. Karbohidrat, protein, dan lemak bertemu pada jalur siklus Krebs dengan masukan asetil koenzim A. Asetil Ko-A sebagai bahan baku dalam siklus Krebs untuk menghasilkan energi yang berasal dari katabolisme karbohidrat, protein, maupun lemak. Titik temu dari berbagai jalur metabolisme ini berguna untuk saling menggantikan bahan bakar di dalam sel, Hasil katabolisme karbohidrat, protein, dan lemak juga bermanfaat untuk menghasilkan senyawa- senyawa lain yaitu dapat membentuk ATP, hormon, komponen hemoglobin ataupun komponen sel lainnya. Siklus Krebs terjadi di matriks mitokondria dan disebut juga siklus asam trikarboksilat. Hal ini disebabkan siklus Krebs tersebut menghasilkan senyawa yang mempunyai 3 gugus karboksil, seperti asam sitrat dan asam isositrat. Asetil koenzim A masuk siklus Krebs melalui reaksi hidrolisis dengan melepas koenzim A dan gugus asetil (mengadung 2 atom C), kemudian bergabung dengan asam oksaloasetat (4 atom C) membentuk asam sitrat (6 atom C). Energi yang digunakan untuk pembentukan asam sitrat berasal dari ikatan asetil koenzim A. Selanjutnya, asam sitrat (C6) secara bertahap menjadi asam oksaloasetat (C4) lagi yang kemudian akan bergabung dengan asetil KoA. Peristiwa pelepasan atom C diikuti dengan pelepasan energi tinggi berupa ATP yang dapat langsung digunakan oleh sel. Selama berlangsungnya reaksi oksigen yang diambil dari air untuk digunakan mengoksidasi dua atom C menjadi CO2, proses tersebut disebutdekarboksilasioksidatif. Dalam setiap oksidasi 1 molekul asetil koenzim A akan dibebaskan 1 molekul ATP, 8 atom H, dan 2 molekul CO2. Atom H yang dilepaskan itu kemudian ditangkap olehNikotinamid AdeninDinukleotida(NAD) danFlavin Adenin Dinukleotida(FAD) untuk dibawa menuju sistem transpor yang direaksikan dengan oksigen menghasilkan air.

2.3.1 Skema Siklus KrebsSecara skematis siklus Krebs dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar. Siklus Krebs

(CO2) terbentuk asam -Ketoglutamat yang disertai dengan pelepasan hidrogen dan elektron yang ditangkap NAD membentuk NADH. Selanjutnya asam -Ketoglutamat juga melepaskan gugus karboksit (CO2disertai dengan pelepasan hidrogen dan elektron yang ditangkap NAD membentuk NADH. Asam -Ketoglutamat lalu berikatan dengan molekul Ko-A membentuk suksinat KoA. KoA kemudian dilepas dan digantikan oleh fosfat (P) berasal dari GTP, terikat pada ADP membentuk ATP, menyebabkan suksinil Ko-A berubah menjadi asam suksinat. Asam suksinat melepaskan 2 hidrogen (2H) dan elektron yang ditangkap FAD membentuk FADH2, asam suksinat berubah menjadi asam fumarat. Kemudian asam fumarat dapat menggunakan air (H2O) menjadi asam malat, selanjutnya asam malat melepaskan hidrogen dan elektron ditangkap oleh NAD+membentuk NADH. Dan akhirnya asam malat berubah menjadi asam oksaloasetat. Asam aksaloasetat yang mendapat transfer 2 atom karbon (2C) dari asetil Ko-A akan menjadi siklus Krebs kembali.2.3.2. Hasil Siklus KrebsPada akhir siklus Krebs ini akan terbentuk kembali asam oksaloasetat yang berikatan dengan molekul asetil koenzim A yang lain dan berlangsung kembali siklus Krebs, karena selama reaksi oksidasi pada molekul glukosa hanya dihasilkan 2 molekul asetil koenzim A, maka siklus Krebs harus berlangsung sebanyak dua kali. Selain dihasilkan energi pada siklus Krebs, juga dihasilkan hidrogen yang direaksikan dengan oksigen membentuk air. Jadi hasil bersih dari oksidasi 1 molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP dan 4 CO2serta 8 pasang atom H yang akan masuk ke rantai transpor elektron.

KESIMPULAN

Sintesa lemak disebutlipogenesis, terjadi di sitoplasma, dibantu enzimlipase.Secara umum sintesa lemak dibagi dalam 3 bagian, yaitu:a. Pembentukan gliserolDari senyawa antara glikolisis, yaitu dihidroksi aseton fosfat yangdiubah menjadi senyawa fosfogliseraldehida.b. Pembentukan asam lemakDari penambahan berulang senyawa berkarbon dua (C2), yaitumalonil CoA dari Asetil CoA dalam siklus Krebs.c. Penggabungan gliserol dengan asam lemak. Protein diserap oleh dinding usus dalam bentuk asam amino, melaluipembuluh darah vena porta menuju ke hati.Pada proses metabolisme asam amino, proses dekarboksilasi yangmemisahkan gugusan karboksil denganasam amino menjadi ikatan baru, yangmerupakan zat antara yang masihmengandung unsur nitrogen.Selanjutnya, terjadi proses transaminasiyang menghasilkan pemindahangugusan asam amino (NH2) dari asamamino ke ikatan lain, menjadi asamamino yang berbeda dengan asamamino yang pertama. Di dalam sel reaksi metabolisme tidak terpisah satu sama lain yaitu membentuk suatu jejaring yang saling berkaitan. Karbohidrat, protein, dan lemak bertemu pada jalur siklus Krebs dengan masukan asetil koenzim A. Asetil Ko-A sebagai bahan baku dalam siklus Krebs untuk menghasilkan energi yang berasal dari katabolisme karbohidrat, protein, maupun lemak.

DAFTAR PUSTAKA

Mushawir, Andi. 2014. Biokimia Nutrisi. Fakultas Peternakan, Universitas Padjajaran, Bandung.Parakkasi, A.1986. Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak Monogastrik. Universitas Indonesia Press, Jakarta.