metabolism e

27
Metabolisme Karbohidrat Karbohidrat adalah senyawa karbon yang mengandung sejumlah besar gugus hidroksil karbohidrat terdiri atas atom C, H dan O. Adapun rumus umum dari karbohidrat adalah: Cn(H2O)n atau CnH2nOn. Molekul karbohidrat yang paling sederhana adalah polihidroksi aldehida dan polihidroksi keton yang mempunyai tiga hingga enam atom karbon. Fungsi utama karbohidrat adalah sebagai cadangan energi jangka pendek (gula merupakan sumber energi). Dan sebagai cadangan energi jangka menengah (pati untuk tumbuhan dan glikogen untuk fungsi lainnya adalah sebagai komponen struktural sel. 1. Klasifikasi karbohidrat Karbohidrat dapat dikelompokkan menurut jumlah unit gula, ukuran dari rantai karbon, lokasi gugus karbonil (-C=O), serta stereokimia. Berdasarkan jumlah unit gula dalam rantai, karbohidrat digolongkan menjadi 4 golongan utama yaitu: 1. Monosakarida (terdiri atas 1 unit gula) 2. Disakarida (terdiri atas 2 unit gula) 3. Oligosakarida (terdiri atas 3-10 unit gula) 4. Polisakarida (terdiri atas lebih dari 10 unit gula) Pembentukan rantai karbohidrat menggunakan ikatan glikosida. Berdasarkan lokasi gugus –C=O, monosakarida digolongkan menjadi 2 yaitu: 1. Aldosa (berupa aldehid) 2. Ketosa (berupa keton) Berdasarkan jumlah atom C pada rantai, monosakarida digolongkan menjadi: 1. Triosa (tersusun atas 3 atom C) 2. Tetrosa (tersusun atas 4 atom C) 3. Pentosa (tersusun atas 5 atom C)

Upload: rizna-pras

Post on 06-Dec-2014

119 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Metabolism e

Metabolisme Karbohidrat

Karbohidrat adalah senyawa karbon yang mengandung sejumlah besar gugus hidroksil

karbohidrat terdiri atas atom C, H dan O. Adapun rumus umum dari karbohidrat adalah: Cn(H2O)n

atau CnH2nOn. Molekul karbohidrat yang paling sederhana adalah polihidroksi aldehida dan

polihidroksi keton yang mempunyai tiga hingga enam atom karbon. Fungsi utama karbohidrat adalah

sebagai cadangan energi jangka pendek (gula merupakan sumber energi). Dan sebagai cadangan

energi jangka menengah (pati untuk tumbuhan dan glikogen untuk fungsi lainnya adalah sebagai

komponen struktural sel.

1. Klasifikasi karbohidrat

Karbohidrat dapat dikelompokkan menurut jumlah unit gula, ukuran dari rantai karbon, lokasi

gugus karbonil (-C=O), serta stereokimia.

Berdasarkan jumlah unit gula dalam rantai, karbohidrat digolongkan menjadi 4 golongan utama

yaitu:

1. Monosakarida (terdiri atas 1 unit gula)

2. Disakarida (terdiri atas 2 unit gula)

3. Oligosakarida (terdiri atas 3-10 unit gula)

4. Polisakarida (terdiri atas lebih dari 10 unit gula)

Pembentukan rantai karbohidrat menggunakan ikatan glikosida.

Berdasarkan lokasi gugus –C=O, monosakarida digolongkan menjadi 2 yaitu:

1. Aldosa (berupa aldehid)

2. Ketosa (berupa keton)

Berdasarkan jumlah atom C pada rantai, monosakarida digolongkan menjadi:

1. Triosa (tersusun atas 3 atom C)

2. Tetrosa (tersusun atas 4 atom C)

3. Pentosa (tersusun atas 5 atom C)

4. Heksosa (tersusun atas 6 atom C)

5. Heptosa (tersusun atas 7 atom C)

6. Oktosa (tersusun atas 8 atom C)

1. Proses Metabolisme Karbohidrat

Karbohidrat siap dikatabolisir menjadi energi jika berbentuk monosakarida. Energi yang

dihasilkan berupa Adenosin trifosfat (ATP). Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Dalam

bentuk glukosalah massa karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah, atau ke dalam bentuk

Page 2: Metabolism e

glukosalah karbohidrat dikonversi di dalam hati, serta dari glukosalah semua bentuk karbohidrat lain

dalam tubuh dapat dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi jaringan

mamalia. Unsur ini diubah menjadi karbohidrat lain dengan fungsi sangat spesifik, misalnya glikogen

untuk simpanan, ribose dalam bentuk asam nukleat, galaktosa dalam laktosa susu, dalam senyawa

lipid kompleks tertentu dan dalam bentuk gabungan dengan protein, yaitu glikoprotein serta

proteoglikan.

Terdapat beberapa jalur metabolisme karbohidrat baik yang tergolong sebagai katabolisme

maupun anabolisme, yaitu glikolisis, siklus asam sitrat (siklus Kreb’s), glikogenesis, glikogenolisis

serta glukoneogenesis.

Secara ringkas, jalur-jalur metabolisme karbohidrat dijelaskan sebagai berikut:

1. Glukosa sebagai bahan bakar utama akan mengalami glikolisis (dipecah) menjadi 2 piruvat jika

tersedia oksigen. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.

2. Selanjutnya masing-masing piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Dalam tahap ini dihasilkan

energi berupa ATP. Asetil KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat.

Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.

3. Jika sumber glukosa berlebihan, melebihi kebutuhan energi kita maka glukosa tidak dipecah,

melainkan akan dirangkai menjadi polimer glukosa (disebut glikogen) proses tersebut

dinamakan Glikogenesis. Glikogen ini disimpan di hati dan otot sebagai cadangan energi jangka

pendek. Jika kapasitas penyimpanan glikogen sudah penuh, maka karbohidrat harus dikonversi

menjadi jaringan lipid sebagai cadangan energi jangka panjang.

4. Jika terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energi, maka glikogen dipecah

menjadi glukosa, proses ini disebut juga Glikogenelisis. Selanjutnya glukosa mengalami

glikolisis, diikuti dengan oksidasi piruvat sampai dengan siklus asam sitrat.

5. Jika glukosa dari diet tak tersedia dan cadangan glikogenpun juga habis, maka sumber energi

non karbohidrat yaitu lipid dan protein harus digunakan. Jalur ini dinamakan glukoneogenesis

(pembentukan glukosa baru) karena dianggap lipid dan protein harus diubah menjadi glukosa

baru yang selanjutnya mengalami katabolisme untuk memperoleh energi.

2. Pengertian dan Proses Glikolisis

Glikolisis adalah rangkaian reaksi yang mengubah glukosa menjadi dua molekul asam piruvat

(ATP) dan merupakan jalur pertama yang dilakukan glukosa untuk menghasilkan energi dan

selanjutnya asetil-KoA untuk dioksidasi dalam siklus asam sitrat (Siklus Kreb’s). Glikolisis terjadi

dalam sitoplasma sel secara anaerobik (tidak membutuhkan oksigen)menghasilkan asam laktat dan

aerob menghasilkan asam piruvat.

Proses glikolisis adalah sebagai berikut :

Page 3: Metabolism e

1. Pada awalnya glikolisis dibutuhkan energi yang berasal dari dua molekul ATP, yang pertama

untuk mengikat glukosa yang masuk lintasan glikolisis, melalui fosforilasi menjadi glukosa-6

fosfat dengan dikatalisir oleh enzim heksokinase atau glukokinase pada sel parenkim hati dan

sel Pulau Langerhans pankreas.

2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi fruktosa 6- fosfat dengan bantuan enzim fosfoheksosa

isomerase dalam suatu reaksi isomerasi aldosa-ketosa. -glukosa 6-fosfat.

3. ATP yang kedua digunakan untuk mengubah fruktosa 6-fosfat menjadi fruktosa 1,6-difosfat,

menggunakan enzim fosfofruktokinase dan menghasilkan ADP.

4. Fruktosa 1,6-difosfat dipecah menjadi 2 senyawa triosa fosfat yaitu gliseraldehid 3-fosfat dan

dihidroksiaseton fosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim aldolase (fruktosa 1,6-bifosfat

aldolase).

5. G l i s e r a l d e h i d 3 - f o s f a t d a p a t b e r u b a h m e n j a d i d i h i d r o k s i a s e t o n f o s f a t d a n s e b a l i k n y a ( r e a k s i

interkonversi). Reaksi bolak-balik ini mendapatkan katalisator enzim fosfotriosa isomerase.

6. Glikolisis berlangsung melalui oksidasi Gliseraldehid 3-fosfat menjadi 1,3-bifosfogliserat, dan

karena aktivitas enzim fosfotriosa isomerase, senyawa dihidroksi aseton fosfat juga dioksidasi

menjadi 1,3-bifosfogliserat melewati gliseraldehid 3-fosfat.

1,3-bifosfogliserat + NADH + H+D-gliseraldehid 3-fosfat + NAD + Pi

Enzim yang bertanggung jawab terhadap oksidasi di atas adalah gliseraldehid 3-fosfat

dehidrogenase, suatu enzim yang bergantung kepada NAD.

7. Energi yang dihasilkan dalam proses oksidasi disimpan melalui pembentukan ikatan sulfur

berenergi tinggi, setelah fosforolisis, sebuah gugus fosfat berenergi tinggi dalam posisi 1

senyawa 1,3 bifosfogliserat. Fosfat berenergi tinggi ini ditangkap menjadi ATP dalam reaksi

lebih lanjut dengan ADP, yang dikatalisir oleh enzim fosfogliserat kinase. Senyawa sisa yang

dihasilkan adalah 3-fosfogliserat.

3-fosfogliserat + ATP1,3-bifosfogliserat + ADP

Karena ada dua molekul 1,3-bifosfogliserat, maka energi yang dihasilkan adalah 2 x 1P = 2P

(+2P)

Page 4: Metabolism e

8. 3-fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat dengan dikatalisir oleh enzim fosfogliserat

mutase. Senyawa 2,3-bifosfogliserat (difosfogliserat, DPG) merupakan intermediat dalam

reaksi ini.

9. Fosfogliserat diubah menjadi fosfoenol piruvat (PEP) dengan bantuan enzim enolase. Reaksi ini

melibatkan dehidrasi serta pendistribusian kembali energi di dalam molekul, menaikkan valensi

fosfat dari posisi 2 ke status berenergi tinggi. Enolase dihambat oleh fluoride, suatu unsur yang

dapat digunakan jika glikolisis di dalam darah perlu dicegah sebelum kadar glukosa darah

diperiksa.

10. Fosfat berenergi tinggi PEP dipindahkan pada ADP oleh enzim piruvat kinase sehingga

menghasilkan ATP. Enol piruvat yang terbentuk dalam reaksi ini mengalami konversi spontan

menjadi keto piruvat. Reaksi ini disertai kehilangan energi bebas dalam jumlah besar sebagai

panas dan secara fisiologis adalah irreversible. 2 molekul PEP maka terbentuk 2 molekul enol

piruvat sehingga total hasil energi pada tahap ini adalah 2 x 1P = 2P. (+2P)

11. Jika keadaan bersifat anaerob (tak tersedia oksigen), reoksidasi NADH melalui pemindahan

sejumlah unsure ekuivalen pereduksi akan dicegah. Piruvat akan direduksi oleh NADH menjadi

laktat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim laktat dehidrogenase.

Dalam keadaan aerob, piruvat diambil oleh mitokondria, dan setelah konversi menjadi asetil-

KoA, akan dioksidasi menjadi CO2 melalui siklus asam sitrat (Siklus Kreb’s). Ekuivalen pereduksi

dari reaksi NADH + H+ yang terbentuk dalam glikolisis akan diambil oleh mitokondria untuk

oksidasi melalui salah satu dari reaksi ulang alik.

Kesimpulan:

Pada glikolisis aerob, energi yang

dihasilkan terinci sebagai berikut:

- hasil tingkat substrat :+ 4P

- hasil oksidasi respirasi :+ 6P

- jumlah :+10P

- dikurangi untuk aktifasi glukosa dan

fruktosa 6P : - 2P

+ 8P

Page 5: Metabolism e

Pada glikolisis anaerob, energi yang

dihasilkan terinci sebagai berikut:

- hasil tingkat substrat :+ 4P

- hasil oksidasi respirasi :+ 0P

- jumlah :+ 4P

- dikurangi untuk aktifasi glukosa dan

fruktosa 6P : - 2P

+ 2

Page 6: Metabolism e

3. Pengertian dan Proses Glikogenesis dan Glikogenelisis

1. Glikogenesis

Glikogenesis adalah proses pembentukan glikogen dari glukosa kemudian disimpan

dalam hati dan otot. Glikogen merupakan bentuk simpanan karbohidrat yang utama di dalam

tubuh dan analog dengan amilum pada tumbuhan. Unsur ini terutama terdapat didalam hati

(sampai 6%), otot jarang melampaui jumlah 1%. Akan tetapi karena massa otot jauh lebih

besar daripada hati, maka besarnya simpanan glikogen di otot bisa mencapai tiga sampai

empat kali lebih banyak.

Proses glikogenesis adalah sebagai berikut :

1. Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat (reaksi yang lazim terjadi

juga pada lintasan glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase

sedangkan di hati oleh glukokinase.

2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan bantuan

katalisator enzim fosfoglukomutase. Enzim itu sendiri akan mengalami

fosforilasi dan gugus fosfo akan mengambil bagian di dalam reaksi reversible

yang intermediatnya adalah glukosa 1,6-bifosfat.

Enz-P + Glukosa 1-fosfatEnz + Glukosa 1,6-bifosfat Enz-P + Glukosa 6-fosfat

3. Selanjutnya glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk

membentuk uridin difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini dikatalisir oleh enzim

UDPGlc pirofosforilase.

UDPGlc + PPiUTP + Glukosa 1-fosfat

4. Hidrolisis pirofosfat inorganic berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganik

akan menarik reaksi kearah kanan persamaan reaksi.

5. Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan glikosidik

dengan atom C4 pada residu glukosa terminal glikogen, sehingga membebaskan

uridin difosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Molekul

glikogen yang sudah ada sebelumnya (disebut glikogen primer) harus ada untuk

memulai reaksi ini. Glikogen primer selanjutnya dapat terbentuk pada primer

protein yang dikenal sebagai glikogenin.

UDP + (C6)n+1UDPGlc + (C6)n

Glikogen Glikogen

Page 7: Metabolism e

2. Glikogenelisis

Glikogenelisis adalah sintesis glikogen menjadi glukosa (pada hati) dan asam piruvat dan

laktat pada otot. Untuk memutuskan ikatan glukosa satu demi satu dari glikogen diperlukan

enzim fosforilase. Enzim ini digunakan untuk proses fosforolisis rangkaian 1 menghasilkan

glukosa 1-fosfat. Residu glukosil terminal pada rantai paling luar molekul glikogen dibuang

secara berurutan sampai kurang 6.lebih ada 4 buah residu glukosa yang tersisa pada tiap sisi

cabang 1. Glukan transferase dibutuhkan sebagai katalisator pemindahan unit trisakarida 6

dari satu cabang ke cabang lainnya sehingga membuat titik cabang 1 6 memerlukan kerja

enzim enzim pemutus. Hidrolisis ikatan 1 cabang (debranching enzyme) yang spesifik. Dengan

pemutusan cabang tersebut, maka kerja enzim. fosforilase selanjutnya dapat berlangsung.

4. Pengertian dan Proses Heksosa Monofosfat dan Glukogenesis

1. Heksosa Monofosfat

Heksosa monofosfat (HMP) adalah jalur penguraian gula dalam metabolisme. Reaksi ini

berguna untuk membentuk gula pentosa dll, untuk keperluan biosintesis juga untuk

mensintesis lipid. Jalur ini berlansung di sitosol.

Reaksi berlangsung sebagai berikut : lewat gula C5, ribulosa 5-fosfat, yang merupakan

prekursor gula ribosa, deoksiribosa, komponen asam nukleat, asam amino aromatik, enzim

yang digunakan adalah G6PD, Transketolase, Transaldolase, juga ATP, NAD, FAD dan

sebagainya. HMP tidak langsung menghasilkan energi, tetapi terutama membentuk NADPH2.

Dan dibagi menjadi 2 bagian yaitu :

a. oksidatif : menghasilkan NADPH2.

b. nonoksidatif : menghasilkan prekursor- prekursor ribosa.

2. Glukoneogenesis

Glukoneogenesis adalah proses biosintesis glukosa yang tidak berasal dari senyawa-

senyawa non-karbohidrat. Pelopor glukoneogenesis termasuklah laktat, asid amino glukogenik

dan α-gliserol. Glukoneogenesis terjadi jika sumber energi dari karbohidrat tidak tersedia lagi.

Maka tubuh adalah menggunakan lemak sebagai sumber energi. Jika lemak juga tak tersedia,

barulah memecah protein untuk energi yang sesungguhnya protein berperan pokok sebagai

pembangun tubuh.

Jalur glukoneogenesis dari bahan lipid maupun protein dijelaskan sebagai berikut:

o Lipid terpecah menjadi komponen penyusunnya yaitu asam lemak dan gliserol. Asam

lemak dapat dioksidasi menjadi asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA masuk dalam siklus

Kreb’s. Sementara itu gliserol masuk dalam jalur glikolisis.

Page 8: Metabolism e

o Untuk protein, asam-asam amino penyusunnya akan masuk ke dalam siklus Kreb’s.

Enzim yang Berperan dalam Metabolisme Karbohidrat

Tujuan akhir pencernaan dan absorpsi karbohidrat adalah mengubah karbohidrat

menjadi ikatan-ikatan lebih kecil, terutama berupa glukosa dan fruktosa, sehingga dapat diserap

oleh pembulu darah melalui dinding usus halus. Pencernaan karbohidrat kompleks dimulai di

mulut dan berakhir di usus halus.

Pencernaan karbohidrat :

1. Mulut

Pencernaan karbohidrat dimulai di mulut. Bola makanan yang diperoleh setelah makanan

dikunyah bercampur dengan ludah yang mengandung enzim amilase (sebelumnya dikenal

sebagai ptialin). Amilase menghidrolisis pati atau amilum menjadi bentuk karbohidrat lebih

sederhana, yaitu dekstrin. Bila berada di mulut cukup lama, sebagian diubah menjadi

disakarida maltosa. Enzim amilase ludah bekerja paling baik pada pH ludah yang bersifat

netral. Bolus yang ditelan masuk ke dalam lambung.

2. Usus Halus

Pencernaan karbohidrat dilakukan oleh enzim-enzim disakarida yang dikeluarkan olej sel-sel

mukosa usus halus berupa maltase, sukrase, dan laktase. Hidrolisis disakarida oleh enzim-

enzim ini terjadi di dalam mikrovili dan monosakarida yang dihasilkan adalah sebagai berikut :

Page 9: Metabolism e

Maltase

Maltosa 2 mol glukosa

Sukrase

Sakarosa 1 mol glukosa + 1 mol fruktosa

Laktase

Laktosa 1 mol glukosa + 1 mol galaktosa

Monosakarida glukosa, fruktosa, dan galaktosa kemudian diabsorpsi melalui sel epitel

usus halus dan diangkut oleh sistem sirkulasi darah melalui vena porta. Bila konsentrasi

monosakarida di dalam usus halus atau pada mukosa sel cukup tinggi, absorpsi dilakukan

secara pasif atau fasilitatif. Tapi, bila konsentrasi turun, absorpsi dilakukan secara aktif

melawan gradien konsentrasi dengan menggunakan energi dari ATP dan ion natrium.

3. Usus Besar

Dalam waktu 1-4 jam setelah selesai makan, pati nonkarbohidrat atau serat makanan dan

sebagian kecil pati yang tidak dicernakan masuk ke dalam usus besar. Sisa-sisa pencernaan ini

merupakan substrat potensial untuk difermentasi oleh mikroorganisma di dalam usus besar.

Substrat potensial lain yang difermentasi adalah fruktosa, sorbitol, dan monomer lain yang

susah dicernakan, laktosa pada mereka yang kekurangan laktase, serta rafinosa, stakiosa,

verbaskosa, dan fruktan.

Produk utama fermentasi karbohidrat di dalam usus besar adalah karbondioksida,

hidrogen, metan dan asam-asam lemak rantai pendek yang mudah menguap, seperti asam

asetat, asam propionat dan asam butirat.

METABOLISME LEMAK

Lemak merupakan kelompok senyawa heterogen yang berkaitan dengan asam lemak, baik

secara aktual maupun potensial. Sifat umum lemak yaitu relative tidak larut dalam air dan

larut dalam pelarut non polar seperti eter, kloroform, alcohol dan benzena. Lipid

diklasifikasikan menjadi:

1. Lipid sederhana adalah ester asam lemak dengan berbagai alkohol. Misalnya: lilin dan

minyak.

2. Lipid majemuk adalah ester asam lemak yang mengandung gugus lain selain alkohol dan

asam lemak yang terikatpada alkoholnya. Misalnya: fosfolipid, glikolipid, solfolipid, amino lipid

dan lipoprotein.

3. Derivate lipid, misalnya: alkohol, asam lemak, gliserol,steroid, lemak-lemak aldehid dan

vitamin A, D, E, dan K.

Page 10: Metabolism e

Fungsi dari lemak adalah sebagai energy cadangan, pembentukan membrane sel, bahan bakar

tubuh, bersama protein sebagai alat angkut, penggerak hormone, agen pengemulsi, isolator

panas memelihara organ tubuh, melindungi organ tubuh dll.

Pemecahan lemak menjadi asam lemak, monogliserida, kolin dan sebagainya, terjadi hampi

semuanyasecara eksklusif dalam duodenum dan jejunum, melalui kerja sama antara gara-garam

empedu dan lipase pancreas, dalam lingkungan pH yang lebih tinggi yang disebabkan oleh

sekresi bikarbonat.

Asam-asam lemak, monogliserida, fosfat, kolesterol bebas dan bahan penyusun lain dari lemak

yang terbenuk olah proses pencernaan, diserapke dalam sel mukosa intestine. Penyerapan

terjadi dengan jalan difusi pasif, terutama dalam setengah bagian atas usus kecil. Garam-garam

empedu yang disekresi untuk menolong pencernaan dan penyerapan akan diserap kembali

dalam saluran pencernaan bagian bawah.

Setelah masuk ke dalam mukosa intestin, trigliserida, fosfolipid dan ester kolesterol disintesis

kembali, di bungkus dengan sedikit protein kemudian disekresikan ke dalam kilomikron ke

dalam ruang ekstraselular, memasuki lacteal system limfe.

Bagian terbesar dari lemak makanan yang telah memasuki system limfe secara perlahan

memasuki aliran darah (sebagai kiomikron) melalui ductus turachicus jadi mencegah perubahan

besar kadar lemak darah permukaan. Masuknya darah ke dalam darah dari limfe terus selama

berjam-jam setelah makan banyak lemak. Kilomikron dan VLDL terutama diproses oleh sel-sel

adipose dan urat daging. Apoprotein di permukaan mengaktifkan lipase lipoprotein (LPL) yang

terikat pada permukaan pembuluh darah kecil dan kapiler dalam jaringan-jaringan tersebut. Ini

menyebabkan pembebasan secara local asam lemak bebas yang secara cepat diserap an

digunakan untuk energy atau diinkoporasikan kembali menjadi trigliserida untuk digunakan

kemudian. Kelebihan fosfolipid permukaan dan beberapa kolesterol dan protein dipindahkan ke

HDL. Sisa trigliserida yang terdeplesi dalam kilomikron, dengan ester kolesterol memasuki hati

melalui reseptor khusus..

Di dalam hati, ester kolesterol akan mendapat proses esterifikasi dan bersama asam-asam

lemak memasuki pool hati yang ada. Kolesterol diekskresikan ke dalam empedu atau

diesterifikasi dan diinkoporasikan ke dalam VLDL untuk nanti diangkut lebih lanjut. Asam-asam

lemak terbentuk terutama dari kelebihan karbohidrat yang tidak dibutuhkan secara local untuk

enegi atau membrane sel diinkorporasikan kembali ke dalam trigliserida. Dan bersama

fosfolipid, koleserol dan protein dikemas dalambentuk VLDL hati memasuki aliran darah dan

Page 11: Metabolism e

melalui lintasan yang sama dengan VLDL-intestin.yaitu khilangan komponen trigliserida sampai

lipase lipoprotein. Tetapi umumnya, lebih lama dalam plasma daripada kilomikron.

Hampir semua asam lemak memasuki jaringan lemak atau urat daging untuk disimpan dalam

bentuk trigliserida. Lipoprotein yang tinggal itu menjadi LDL atas pertolongan HDL dan

Lechithin-Cholsterol Acyl Transferase (LCAT) yang mengesterifikasi kolesterol dengan asam

lemak poli tidak jenuh dari posisi 2 pada lesitin. LDL yang pada prinsipnya terdiri dari inti ester

kolesterol, protein dan fosfolipid permukaan kemudian diambil oleh hampir semua jaringan

permukaan. Pengambilan LDL secara normal juga tergantung ikatannya pada reseptor terutama

pada membrane sel. Reseptor-reseptor tesebut bisa tidak mempunyai atau mengandung secara

tidak sempurna salah satu atau lebih bentuk-bentuk hiperkolesterolemia yang sehubungan.

Kalau LDL plasma meningkat, peningkata katabolisme terjadi atas pertolongan makrofag-

makrofag retikuloendotelial atau peningkatan pengambilan yang tidak spesifik.

Jaringan lemak melepas asam lemak bebas dan gliserol ke dalam darah, dimana asam lemak

tersebut diangkut dengan albumin ke hamper semua organ. Di lain pihak, gliserol berjalan

terutama ke dalam hati dan sedikit ke dalam ginjal, hanya jaringan-jaringan ini tempatnya dapat

digunakan. Langkah pertama memerlukan proses fosforilasi oleh asam alfa gliserol kinasne,

yang tidak didapatkan dalam jaringan lain. Tidak adanya enzim ini dalam jaringan lemak

mungkin dapat menolong mencegah agar sikus pembentukan dan pemecahan trigliserida dalam

tubuh tidak sia-sia, karena pembentukan alfa gliserol fosfat dalam jaringan lemak akan

menyebabkan tersintesisnya kembali trigliserida. Sintesis trigliserida dalam jaringan lemak

tergantung pada pembentukan alfa gliserol fosfat dari glukose dan dalam kondisi dimana lemak

dibutuhkan untuk energy dengan glucose tidak tersedia untuk proses ini.

Metabolisme lipid

Lipid yang kita peroleh sebagai sumber energi utamanya adalah dari lipid netral, yaitu trigliserid

(ester antara gliserol dengan 3 asam lemak). Secara ringkas, hasil dari pencernaan lipid adalah

asam lemak dan gliserol, selain itu ada juga yang masih berupa monogliserid. Karena larut

dalam air, gliserol masuk sirkulasi portal (vena porta) menuju hati. Asam-asam lemak rantai

pendek juga dapat melalui jalur ini.

Struktur miselus. Bagian polar berada di sisi luar, sedangkan bagian non polar berada di sisi

dalam

Sebagian besar asam lemak dan monogliserida karena tidak larut dalam air, maka diangkut oleh

miselus (dalam bentuk besar disebut emulsi) dan dilepaskan ke dalam sel epitel usus (enterosit).

Di dalam sel ini asam lemak dan monogliserida segera dibentuk menjadi trigliserida (lipid) dan

berkumpul berbentuk gelembung yang disebut kilomikron. Selanjutnya kilomikron

Page 12: Metabolism e

ditransportasikan melalui pembuluh limfe dan bermuara pada vena kava, sehingga bersatu

dengan sirkulasi darah. Kilomikron ini kemudian ditransportasikan menuju hati dan jaringan

adiposa.

Struktur kilomikron. Perhatikan fungsi kilomikron sebagai pengangkut trigliserida

Simpanan trigliserida pada sitoplasma sel jaringan adiposa

Di dalam sel-sel hati dan jaringan adiposa, kilomikron segera dipecah menjadi asam-asam lemak

dan gliserol. Selanjutnya asam-asam lemak dan gliserol tersebut, dibentuk kembali menjadi

simpanan trigliserida. Proses pembentukan trigliserida ini dinamakan esterifikasi. Sewaktu-

waktu jika kita membutuhkan energi dari lipid, trigliserida dipecah menjadi asam lemak dan

gliserol, untuk ditransportasikan menuju sel-sel untuk dioksidasi menjadi energi. Proses

pemecahan lemak jaringan ini dinamakan lipolisis. Asam lemak tersebut ditransportasikan oleh

albumin ke jaringan yang memerlukan dan disebut sebagai asam lemak bebas (free fatty

acid/FFA).

Secara ringkas, hasil akhir dari pemecahan lipid dari makanan adalah asam lemak dan gliserol.

Jika sumber energi dari karbohidrat telah mencukupi, maka asam lemak mengalami esterifikasi

yaitu membentuk ester dengan gliserol menjadi trigliserida sebagai cadangan energi jangka

panjang. Jika sewaktu-waktu tak tersedia sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak

dioksidasi, baik asam lemak dari diet maupun jika harus memecah cadangan trigliserida

jaringan. Proses pemecahan trigliserida ini dinamakan lipolisis.

Proses oksidasi asam lemak dinamakan oksidasi beta dan menghasilkan asetil KoA. Selanjutnya

sebagaimana asetil KoA dari hasil metabolisme karbohidrat dan protein, asetil KoA dari jalur

inipun akan masuk ke dalam siklus asam sitrat sehingga dihasilkan energi. Di sisi lain, jika

kebutuhan energi sudah mencukupi, asetil KoA dapat mengalami lipogenesis menjadi asam

lemak dan selanjutnya dapat disimpan sebagai trigliserida.

Beberapa lipid non gliserida disintesis dari asetil KoA. Asetil KoA mengalami kolesterogenesis

menjadi kolesterol. Selanjutnya kolesterol mengalami steroidogenesis membentuk steroid.

Asetil KoA sebagai hasil oksidasi asam lemak juga berpotensi menghasilkan badan-badan keton

(aseto asetat, hidroksi butirat dan aseton). Proses ini dinamakan ketogenesis. Badan-badan

keton dapat menyebabkan gangguan keseimbangan asam-basa yang dinamakan asidosis

metabolik.

METABOLISME PROTEIN

Meliputi:

Page 13: Metabolism e

Lambung

PROTEIN

Stimulate mukosa lambung hormone

gastrin

Stimulate sekresi HCl oleh sel parietal & pepsinogen oleh chief cell

pH rendah antiseptic& protein mengalami

degradasi mudah dipecah oleh enzim2

pepsinogen pepsin oleh aktifitas pepsin sendiri

diputus 42 aa pd N terminal

Degradasi protein (makanan dan protein intraseluler) mjd asam amino

Oksidasi asam amino

Biosintesis asam amino

Biosintesis protein

Degradasi Protein menjadi Asam amino

Degradasi protein dr makanan asam amino : tjd di saluran pencernaan

Page 14: Metabolism e

Kenapa enzim diproduksi oleh pankreas dlm kondisi non aktif?

- Melindungi pankreas dr aktifitas proteolisis dr enzim2 tsbt

Untuk melindungi diri pankreas jg mensekresi inhibitor pankreatik tripsin (Pancreatic trypsin

inhibitor)

Trypsin, chymotrypsin dan carboxypeptidase mempunyai aktifitas katalitik yg spesifik satu dng

yg lain

- Trypsin memecah ikatan peptida yg karbonil nya berasal dr Lys dan Arg

- Chymotrypsin memecah iktn peptida pada karboksi terminal dr Phe, Tyr, dan Trp

Degradasi oligopeptida disempurnakan oleh peptidase yg lain

- Carboxypeptidase memecah karboksi terminal scr berurutan

- Aminopeptidase memecah N-terminal

Asam amino bebas ditransport melewati sel epithelial usus halus.

Masuk kapiler darah yg tdpt di pili dan ditranspor ke hati

II. Oksidasi Asam Amino

Pada umumnya, degradasi asam amino dimulai dengan pelepasan gugus amino

menghasilkan kerangka C diubah mjd senyawa antara metabolisme utama tubuh

Metabolisme asam amino pada umumnya terjadi di hati

Kelebihan di luar liver dibawa ke hati diekskresikan

Ammonia digunakan kembali utk proses biosintesis

diekskresi scr langsung atau diubah terlebih dahulu mjd asam urat / urea

Page 15: Metabolism e

Proses transaminasi : proses yang mana suatu gugus amino dipindahkan, biasanya dari Glu

suatu α – keto acid dan reaksi ini menghasilkan asam amino yg terkait plus α-ketoglutarat

o Reaksi transaminasi dikatalis oleh enzim transaminase (aminotransferase)

o Reaksi transaminasi membutuhkan koenzim piridoxal phosphat (PLP) yang berasal

dari vitamin B6

o Aminotranferase mengkatalisis

Glutamate α – KG

Aspartate OAA

Alanine pyruvate

Degradasi asam amino berlanjut dengan pelepasan gugus amino diekskresi

o Di dalam mitokondria reaksi deaminasi oxidative dikatalisis oleh L-glutamate

dehydrogenase (enzim terdapat dlm matrik mitokondria)

o Reaksi kombinasi dr aminotransferase dan glutamate DH trandeaminasi

o Glu DH enzim allosterik komplek.

Positive modulator ADP

Negative modulator GTP TCA

Melibatkan α – KG Glu

Page 16: Metabolism e

erin dan Threonin dapat langsung dideaminasi !

Karena mempunyai gugus hidroksil (-OH) pada atom C β maka asam amino ini dapat

langsung di ubah menjadi ammonia

Reaksi dikatalisis serin dehidratase dan threonin dehidratase.

Memerlukan PLP sebagai cofactor

Serin pyruvat + NH4+

Threonin α ketobutyrate + NH4+

Transport ammonia ke hati

Ammonia bersifat toksik bagi jaringan hewan.

Pengubahan ammonia menjadi urea terjadi di dalam hati

Ammonia menjadi glutamin transport ke hati

Glutamin tidak toksik, bersifat netral dan dapat lewat melalui sel membran secara

langsung.

merupakan bentuk utama utk transpor ammonia

shg tdpt di dlm darah lebih tinggi dr a. Amino yg lain

jg berfungsi untuk sumber gugus amino pada berbagai reaksi biosintesis

Di Otot

Alanin penting dlm transport gugus amino ke

liver glucose-alanin cycle

Page 17: Metabolism e

Di otot & jaringan lain yg mampu menggunakan protein sbg sumber tenaga

Gugus amino di transfer ke pyruvat (produk dr glikolisis)

alanin aminotranferase

alanin netral pd pH ± 7 melalui darah dibawa ke hati

Penggunaan alanin mrpkn intrinsic economic dr organisme

Urea

Prekursor urea arginin dgn enzim arginase urea & ornithine

Pembentukan Carbamoyl phosphat simpel molekul tp komplek biosintesisnya

CO2 + NH4+ +2 ATP + H2O Carbamoyl phosphat + 2 ADP + Pi + 3H+

Cp synthetase

Stoickhimotry dr sintesis urea

CO2 + NH4+ + 3 ATP + Aspartat + 2 H2O Urea + 2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi+ fumarate

secara energetic high cost

Nitrogen dr asam amino aspartate dan dr NH4

+

Atom C CO2

Page 18: Metabolism e

PPi

langsung di hidrolisis shg urea cycle 4 phosphat

Fumarat menghubungkan dengan TCA cycle

Fumarat malate OAA

OAA mempunyai beberapa alternatife pathway

Transaminasi mjd aspartate

Diubah mjd glukosa dengan glukoneogenesis pathway

Berkondensasi dgn acetyl co A citrate

Diubah mjd pyruvate

Page 19: Metabolism e

Sintesa urea jalur utama utk pelepasan Ammonia

Gangguan pada salah satu tahap dr urea cycle sngt berbahaya karena tidak ada alternatif jalur

yg lain

Arginosuccinase defiesiensi diet surplus arg dan low protein diet

Atom C hasil degradasi Asam amino senyawa intermediet metabolisme utama tubuh

Page 20: Metabolism e

Strategi

degradasi asam amino mengubah kerangka C nya menjadi senyawa intermediete dr metabolisme

primer yang kemudian dpt diubah menjadi glukosa atau dioksidasi oleh TCA