MATERI AJAR KEDOKTERAN

FAKULTAS GIZI DAN KESEHATAN MASYARAKAT-UNIVERSITY RIAU

PEKANBARU-RIAU

2009

Disajikan sebagai Bahan Kuliah Ilmu Gizi bagi Mahasiswa Kedokteran

Oleh : Dr. Fitri Nurhasanah

Pendahuluan

Sebanyak 75% asam amino digunakan untuk sintesis protein. Asam-asam amino dapat

diperoleh dari protein yang kita makan atau dari hasil degradasi protein di dalam tubuh kita.

Degradasi ini merupakan proses kontinu. Karena protein di dalam tubuh secara terus menerus

diganti (protein turnover). Contoh dari protein turnover, tercantum pada tabel berikut.

Contoh protein turnover.

Protein Turnover rate (waktu paruh)

Enzim

Di dalam hati

Di dalam plasma

Hemoglobin

Otot

Kolagen

7-10 menit

10 hari

10 hari

7 hari (kondisi tubuh normal)

3 hari (sedikit beraktifitas)

7 hari

Asam-asam amino juga menyediakan kebutuhan nitrogen untuk:

- Struktur basa nitrogen DNA dan RNA

- Heme dan struktur lain yang serupa seperti mioglobin, hemoglobin, sitokrom, enzim dll.

- Asetilkolin dan neurotransmitter lainnya.

- Hormon dan fosfolipid

Selain menyediakan kebutuhan nitrogen, asam-asam amino dapat juga digunakan sebagai

sumber energi jika nitrogen dilepas.

Jalur metabolik utama dari asam amino

Pertama, pengambilan nitrogen dari asam amino. Sedangkan kedua adalah katabolisme asam

amino menjadi energi melalui siklus asam serta siklus urea sebagai proses pengolahan hasil

sampingan pemecahan asam amino. Ketiga adalah sintesis protein dari asam-asam amino.

Jalur-jalur metabolik utama asam amino

Katabolisme asam amino

Asam-asam amino tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah asam amino berlebihan atau

terjadi kekurangan sumber energi lain (karbohidrat dan lipid), tubuh akan menggunakan asam

amino sebagai sumber energi. Tidak seperti karbohidrat dan lipid, asam amino memerlukan

pelepasan gugus amin. Gugus amin ini kemudian dibuang karena bersifat toksik bagi tubuh.

Ada 2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu:

1. Transaminasi

Enzim aminotransferase memindahkan amin kepada α-ketoglutarat menghasilkan glutamat

atau kepada oksaloasetat menghasilkan aspartat

2. Deaminasi oksidatif

Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion amonium

Contoh reaksi transaminasi. Perhatikan alanin mengalami transaminasi menjadi

glutamat. Pada reaksi ini dibutuhkan enzim alanin aminotransferase.

Sintesis asam amino

Semua jaringan memiliki kemampuan untuk men-sintesis asam amino, melakukan

remodeling asam amino, serta mengubah rangka karbon non asam amino menjadi asam

amino dan turunan lain yang mengandung nitrogen. Tetapi, hati merupakan tempat utama

metabolisme nitrogen. Dalam kondisi surplus diet, nitrogen toksik potensial dari asam amino

dikeluarkan melalui transaminasi, deaminasi dan pembentukan urea. Rangka karbon

umumnya diubah menjadi karbohidrat melalui jalur glukoneogenesis, atau menjadi asam

lemak melalui jalur sintesis asam lemak. Berkaitan dengan hal ini, asam amino

dikelompokkan menjadi 3 kategori yaitu asam amino glukogenik, ketogenik serta glukogenik

dan ketogenik.

Asam amino glukogenik adalah asam-asam amino yang dapat masuk ke jalur produksi

piruvat atau intermediat siklus asam sitrat seperti α-ketoglutarat atau oksaloasetat. Semua

asam amino ini merupakan prekursor untuk glukosa melalui jalur glukoneogenesis. Semua

asam amino mengandung sifat glukogenik.

Beberapa asam amino esensial yaitu isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin,

triptofan, histidin, arginin dan valin bersifat glukogenik dan ketogenik. Selama keadaan

kelaparan pengurangan rangka karbon digunakan untuk menghasilkan energi, dengan proses

oksidasi menjadi CO2 dan H2O.

ASAM AMINO ESENSIAL

Asam amino essensial adalah asam amino penting yang harus didatangkan dari luar

tubuh manusia karena sel – sel tubuh tidak dapat mensintesisnya. Asam amino esensial

diperlukan oleh makhluk hidup sebagai penyusun protein atau sebagai kerangka molekul-

molekul penting. Bagi manusia, ada sepuluh asam amino esensial yang harus dipenuhi, yaitu

isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan, histidin, arginin dan valin.

Berikut ini peran penting asam amino esensial bagi tubuh secara umum :

Meningkatkan Massa Otot

Otot terbentuk dari protein yang terdiri atas sebagian besar asam amino esensial.

Dengan memenuhi kebutuhan protein harian, berarti kebutuhan bahan baku utama

pembentukan otot telah terpenuhi. Semakin banyak otot terbentuk, semakin sedikit

ruang berlemak dalam tubuh.

Meningkatkan Hormon Pertumbuhan

American Journal of Clinical Nutrition melaporkan bahwa hormon pertumbuhan

meningkat sebesar 440 persen setelah menggunakan suplementasi asam amino

esensial. Hormon pertumbuhan dapat meningkatkan perkembangan massa otot dan

membantu proses pembakaran lemak menjadi energi. Sedangkan Studi yang

dilakukan di Louisiana State University Medical College memberikan 2 gram

suplementasi asam amino esensial kepada 9 remaja sehat pada pagi hari, 45 menit

setelah sarapan. Hasilnya, hormon pertumbuhan mereka meningkat hingga 440 persen

90 menit setelah mengonsumsi suplemen asam amino tersebut.

Mengurangi Asam Laktat

Saat beraktifitas, tubuh membakar glukosa dan glikogen sebagai sumber energi.

Proses ini menghasilkan asam laktat yang dapat membuat otot bersifat asam, dan

membuat otot menjadi lelah dan tidak bertenaga. Asam amino esensial memainkan

peran penting dalam menyeimbangkan kadar asam laktat tubuh dengan cara

menghasilkan ion bikarbonat yang dapat menetralisir asam laktat, sehingga Anda

dapat berlatih lebih lama dan mendapatkan hasil maksimal.

Mencegah Penyusutan Otot

Asam amino utama yang penting dan harus terdapat dalam otot adalah BCAA. BCAA

(Branched Chain Amino Acids) merupakan asam amino esensial, yang artinya tubuh

tidak dapat memproduksinya sendiri dan harus mendapatkan asupan dari luar. BCAA

merupakan gabungan dari 3 asam amino esensial yaitu leusin, isoleusin, dan valine.

Asam amino ini bertugas menjaga kadar protein otot tidak hilang atau rusak saat

beraktifitas. Keberadaan BCAA ini sangat penting dalam mencegah katabolisme otot

(penyusutan otot). BCAA bekerja dengan cara mencegah kerusakan otot pada masa

pemulihan setelah beraktifitas. Biasanya setelah melakukan aktifitas fisik, sintesis

protein otot akan meningkat tetapi pemecahan protein otot akan meningkat pula ke

titik di mana kerusakan melebihi sintesis, jika tidak mendapatkan nutrisi yang

dituhkan. Selain mengurangi kerusakan otot, BCAA (terutama leucine) juga

membantu meningkatkan perkembangan protein otot terutama setelah beraktifitas.

Dengan meminimalisir kerusakan otot, tubuh akan pulih lebih cepat dan dapat

kembali melakukan rutinitas aktifitas di kemudian hari.

Dampak Kekurangan Asam Amino Esensial

Tidak tercukupinya protein dalam asupan makanan sehari-hari akan menimbulkan dampak

yang sangat serius bagi tubuh. Secara umum, kekurangan protein akan mengakibatkan

terhambatnya pertumbuhan sel dan jaringan tubuh sehingga sistem tubuh tidak akan berjalan

optimal.

Sedangkan untuk kekurangan asam amino esensial juga akan menimbulkan dampak yang

berbeda bagi tubuh. Misalnya kekurangan asam amino valin dan triptofan menyebabkan

gangguan susah tidur (insomnia), kekurangan histidin akan mengganggu pembentukan sel

darah merah dan putih, kekurangan isoleusin akan mempengaruhi pembentukan hemoglobin,

kadar gula darah dan energi, dan sebagainya yang mengakibatkan terganggunya aktifitas

sehari-hari.

Sebagian besar kekurangan asam amino esensial dikarenakan oleh kurangnya asupan protein

yang memadai dalam diet, kurangnya kemampuan untuk mencerna dan menyerap protein

yang masuk dalam tubuh, dan menurunnya fungsi hati untuk mengkonversi asam amino non

esensial.

Jika asupan asam amino esensial dalam pola makan sehari-hari belum memenuhi kebutuhan,

tubuh akan berbagi jenis asam amino penting, maka suplemen asam amino esensial

merupakan pilihan yang tepat untuk mencukupi kebutuhan asam amino harian.

Jenis-jenis Asam amino esensial dan manfaatnya :

1. Valin ( Val )

Mencegah gangguan saraf otak, membantu menyetabilkan emosional dan mental,

membantu mengatasi gangguan susah tidur (insomnia) dan perasaan gugup, memacu

koordinasi otot, memperbaiki jaringan tubuh yang rusak

2. Leusin ( Leu )

Sebagai pengontrol sintesa (produksi) protein, Menambah tingkat energi otot, sebagai

pemicu fungsi otak, menstabilkan kadar gula dalam darah, membatu penyembuhan luka

pada tulang, kulit dan otot (terutama untuk mempercepat penyembuhan luka post -

operative)

3. Isoleusin ( Ile )

Sebagai tempat produksi dan penyimpanan protein, membantu pembentukan

hemoglobin, kadar gula darah dan energi, sebagai bahan metabolisme Kelenjar Timus

dan Kelenjar Pituitari, mempertahankan keseimbangan nitrogen dalam tubuh, berperan

menstabilkan kadar gula dalam darah, membantu proses produksi Asam Amino Non

Esensial.

4. Treonin ( Thr )

Mempertahankan keseimbangan protein, penting dalam pembentukan jaringan kolagen

dan elastin, membantu hati, jantung, sistem syaraf pusat, otot-otot rangka dengan fungsi

lipotropic.

5. Metionin ( Met )

Sebagai bahan pembentuk Asam Nukleat, jaringan tubuh dan sintesa protein, mengatur

pasokan protein, menyerap lemak dan kolesterol

6. Fenilalanin ( Phe )

Pengantar informasi ke otak, merelaksasikan syaraf, menurunkan kecemasan dan

menginduksi tidur, mengatur sekresi Kelenjar Tiroid, sebagai kontrol nafsu makan dan

pengatur berat badan

7. Arginin ( Arg )

Sebagai bahan pembuatan cairan seminal (air mani), metabolisme protein, memperkuat

sistem kekebalan tubuh, menurukan tekanan darah dan lemak (kolesterol), melancarkan

pembuluh dan peredaran darah, menghambat kerusakan jaringan tubuh, koordinasi otot,

merangsang hormon pertumbuhan.

8. Lisin ( Lys )

Menghambat pertumbuhan virus dan mencegah infeksi (bersama dengan vit. C dan A),

meningkatkan energi otot, sebagai bahan dasar antibodi darah, memperkuat sistem

sirkulasi darah, mempertahankan pertumbuhan sel secara normal dalam tubuh,

membentuk jaringan kolagen (bersama proline), Kekurangan lisin dapat menyebabkan

mudah lelah, sulit konsentrasi, rambut rontok, anemia.

9. Histidin ( His )

Memperkuat hubungan antar syaraf. Telah dipakai untuk memulihkan beberapa kasus

kelelahan. Perlu untuk perbaikan dan perkembangan jaringan otot, memacu koordinasi

otot, pengobatan alergi, rheumatoid arthritis, anemia, pembentukan sel darah merah dan

sel darah putih. Kekurangan Histidin dapat menyebabkan tubuh lambat dalam bergerak.

10. Triptopan (Trp)

Sebagai bahan pembekuan darah, mengendorkan saraf, meningkatkan penggunaan dari

vitamin B kompleks. Meningkatkan kesehatan syaraf. Menstabilkan emosi.

Meningkatkan rasa ketenangan dan mencegah insomnia (membantu proses tidur).

Meningkatkan pelepasan hormon pertumbuhan yang penting dalam membakar lemak

untuk mencegah obesitas dan baik untuk jantung.

P a d a g i n j a l n o r m a l , k e b a n y a k a n a s a m a m i n o y a n g d i f i l t r a s i

a k a n d i r e b s o r p s i k e m b a l i . S e l a m a  pertumbuhan, keseimbangan antara

asam amino dan protein tubuh bergeser ke arah protein tubuh, sehingga sintesis

lebih besar dari pada pemecahan. Pada semua usia, sejumlah kecil  pro te in h i lang

sebagai rambut . Pada wani ta , se jumlah kec i l h i lang da lam darah

ha id .Beberapa protein kecil hilang di dalam urine, dan protein sekresi pencernaan

yang tidak direabsorpsi dikeluarkan bersama tinja. Kehilangan – kehilangan ini digantikan

dengan sintesis dari depot asam amino. Hormon t i ro id , ka tekolamin, h is tamin,

sero tonin , mela tonin , dan za t – za t an tara dalam siklus urea di bentuk dari

asam amino esensial spesifik. Metionin menyediakan sulfur yang terkandung di dalam

protein, KoA, taurin, dan senyawa lain yang penting secara biologis. Metionin di ubah

menjadi S – adenosilmetionin, yang merupakan agen metilasi aktif da lam s in tes is

senyawa seper t i ep inef r in . S – adenosi lmet ionin merupakan donor u tama

gugus metil yang labil secara biologis, tetapi gugus metilpun dapat juga di sintesis

dari suatu turunan asam format yang terikat pada derivat asam folat jika makanan

yang dikonsumsi mengandungcukup asam folat dan sianokobalamin.

Referensi:

Petunjuk Praktikum Biokimia Untuk PSIK (B) Fakultas Kedokteran Universitas Gadjah

Mada, Yogyakarta: Lab. Biokimia FK UGM

Guyton AC, Hall JE, 1996, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, Edisi IX, Penerjemah:

Setiawan I, Tengadi LMAKA, Santoso A, Jakarta: EGC

http://www.biology.arizona.edu\biochemistry, 2001, The Biology Project-Biochemistry

http://www.bioweb.wku.edu\courses\BIOL115\Wyatt, 2006, WKU Bio 113 Biochemistry

http://www.gwu.edu\_mpb, 1998, The Metabolic Pathways of Biochemistry, Karl J.

Miller

http://www.ull.chemistry.uakron.edu\genobc, 2005, General, Organic and Biochemistry

http://www.wiley.com\legacy\college\boyer\0470003790\animations\electron_transport,

2008, Interactive Concepts in Biochemistry: Oxidative Phosphorylation

Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW, 2003, Biokimia Harper, Edisi XXV,

Penerjemah Hartono Andry, Jakarta: EGC

Stryer L, 1996, Biokimia, Edisi IV, Penerjemah: Sadikin dkk, Jakarta: EGC