METABOLISME LIPID

Kadek Rachmawati

DEFINISIDEFINISI

Lipid adalah segolongan senyawa Lipid adalah segolongan senyawa yang relatif tak larut dalam air tetapi yang relatif tak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut nonpolarlarut dalam pelarut nonpolar

Turunan/berkaitan dengan asam lemakTurunan/berkaitan dengan asam lemak Macam2:Macam2:

• Triasilgliserol (TG)Triasilgliserol (TG)• KolesterolKolesterol• FosfolipidFosfolipid• SteroidSteroid

FUNGSI LIPIDFUNGSI LIPID

Sumber energiSumber energi Cadangan penghasil Cadangan penghasil

energienergi HormonHormon Pelarut beberapa vitamin Pelarut beberapa vitamin

(A, D, E, K)(A, D, E, K) Isolator panasIsolator panas Pelindung organ pentingPelindung organ penting Ciri kelamin sekunderCiri kelamin sekunder Bahan penyusun :Bahan penyusun : - membran sel/organel- membran sel/organel - lipoprotein- lipoprotein

ABSORBSI LIPID pd GITABSORBSI LIPID pd GIT

Lipid dari diet > TGLipid dari diet > TG

Pencernaan dan Absorbsi Lemak Pencernaan dan Absorbsi Lemak mutlak perlu asam / garam mutlak perlu asam / garam empedu untuk emulsifikasi lemak empedu untuk emulsifikasi lemak dlm sistem pencernaan dan dlm sistem pencernaan dan melarutkannya dalam melarutkannya dalam

MICELLEMICELLE

Absorbsi TGAbsorbsi TG

3 JALUR UTAMA ABSORBSI TG3 JALUR UTAMA ABSORBSI TG

• Dengan bantuan enzim Lipase pankreas, Dengan bantuan enzim Lipase pankreas, TG dr makanan dihidrolisis dan TG dr makanan dihidrolisis dan diabsorbsi lewat 3 jalur :diabsorbsi lewat 3 jalur :

1. 2-Monoasilgliserol : 1. 2-Monoasilgliserol : ± 72%± 72%

2. 1-Monoasilgliserol : ± 6%2. 1-Monoasilgliserol : ± 6%

3. Gliserol : ± 22%3. Gliserol : ± 22%

• Diabsorbsi oleh sel epitel mukosa Diabsorbsi oleh sel epitel mukosa intestinumintestinum

Asil CoA TGAsil CoA TG

ABSORBSI LIPIDABSORBSI LIPID

ABSORBSI LIPIDABSORBSI LIPID

TRANSPORT LIPIDTRANSPORT LIPID

TG dari Usus (Asal Makanan)TG dari Usus (Asal Makanan) Usus Jaringan Ekstrahepatik OksidasiUsus Jaringan Ekstrahepatik Oksidasi Usus Jaringan Lemak Ditimbun/EsterifikasiUsus Jaringan Lemak Ditimbun/Esterifikasi

TG dari Hati (Hasil Sintesis)TG dari Hati (Hasil Sintesis) Hati Jaringan Ekstrahepatik OksidasiHati Jaringan Ekstrahepatik Oksidasi Hati Jaringan Lemak Ditimbun/EsterifikasiHati Jaringan Lemak Ditimbun/Esterifikasi

Asam Lemak Hasil Lipolisis TG Dalam Asam Lemak Hasil Lipolisis TG Dalam Jar.lemakJar.lemak

Jar. Lemak Jaringan Ekstrahepatik OksidasiJar. Lemak Jaringan Ekstrahepatik Oksidasi Jar. Lemak Hati * DiesterifikasiJar. Lemak Hati * Diesterifikasi * Dioksidasi* Dioksidasi * Ketogenesis* Ketogenesis

TRANSPORT LIPID dlm DARAHTRANSPORT LIPID dlm DARAH

Dasar :Dasar :

Lipid (Hidrofobik) Tdk larut dalam Lipid (Hidrofobik) Tdk larut dalam airair

Darah terutama terdiri dari airDarah terutama terdiri dari air

LIPOPROTEIN, T.D :LIPOPROTEIN, T.D :

- LIPID POLAR : FL, C (AGAK POLAR)- LIPID POLAR : FL, C (AGAK POLAR)

- LIPID NON POLAR : TG, CE- LIPID NON POLAR : TG, CE

- APOPROTEIN : PROTEIN AMPHIPATIK- APOPROTEIN : PROTEIN AMPHIPATIK

LARUT AIRLARUT AIR

STRUKTUR DASAR SERUPASTRUKTUR DASAR SERUPA

PEMERIKSAAN FRAKSI LIPOPROTEIN PEMERIKSAAN FRAKSI LIPOPROTEIN BERDASAR BERDASAR

DENSITAS – ULTRASENTIFUGASI :DENSITAS – ULTRASENTIFUGASI : KILOMIKRONKILOMIKRON VLDL (Very Low Density VLDL (Very Low Density

Lipoprotein)Lipoprotein) IDL (Intermediate Density IDL (Intermediate Density

Lipoprotein)Lipoprotein) LDL (Low Density Lipoprotein)LDL (Low Density Lipoprotein) HDL (High Density Lipoprotein)HDL (High Density Lipoprotein)

METABOLISME DAN FUNGSI METABOLISME DAN FUNGSI LIPOPROTEIN PLASMALIPOPROTEIN PLASMA

KILOMIKRONKILOMIKRON Dibentuk : di sel epitel ususDibentuk : di sel epitel usus Apoprotein : A, B, CIIApoprotein : A, B, CII Diameter : terbesar >TG TeringanDiameter : terbesar >TG Teringan Fungsi :Fungsi :

* Mengangkut TG dr usus ke jar. axtrahepatik dan * Mengangkut TG dr usus ke jar. axtrahepatik dan jar. adiposajar. adiposa

* Mengangkut kolesterol dan kolesterol ester dr * Mengangkut kolesterol dan kolesterol ester dr epitel ususepitel usus

METABOLISME LIPOPROTEINMETABOLISME LIPOPROTEIN

VLDLVLDL

Dibentuk : di sel parenkim hatiDibentuk : di sel parenkim hati Apoprotein : B, CIIApoprotein : B, CII Fungsi :Fungsi :

* Mengangkut TG yg disintesis hepar ke * Mengangkut TG yg disintesis hepar ke jar. extrahepatik dan jar. adiposajar. extrahepatik dan jar. adiposa

* Mengangkut kolesterol dan kolesterol * Mengangkut kolesterol dan kolesterol ester dr hepar ke sirkulasi darahester dr hepar ke sirkulasi darah

IDLIDL

• Merupakan bentuk peralihan VLDL Merupakan bentuk peralihan VLDL LDL LDL

• Dalam sirkulasi darah dalam waktu Dalam sirkulasi darah dalam waktu singkatsingkat

LDLLDL• Terbentuk dlm sirkulasi darah hasil Terbentuk dlm sirkulasi darah hasil

akhir katabolisme VLDLakhir katabolisme VLDL• Apoprotein : BApoprotein : B• >> Kolesterol>> Kolesterol• Fungsi : transport kolesterol ke jaringanFungsi : transport kolesterol ke jaringan

Reseptor LDLReseptor LDL

HDLHDL

• Dibentuk di hati, usus dan sirkulasi darahDibentuk di hati, usus dan sirkulasi darah• Apoprotein : > A dan CIIApoprotein : > A dan CII• Fungsi :Fungsi :• * Transport balik kolesterol * Transport balik kolesterol

ekskresiekskresi• * Reservoir Apo CII* Reservoir Apo CII• * Membantu metabolisme Kilomikron & * Membantu metabolisme Kilomikron &

LDLLDL• Berkorelasi negatif dengan LDLBerkorelasi negatif dengan LDL

OKSIDASI ASAM LEMAKOKSIDASI ASAM LEMAK

Disebut juga Oksidasi Disebut juga Oksidasi asam lemak asam lemak rangkaian reaksi asam lemak mengalami rangkaian reaksi asam lemak mengalami oksidasi / dehidrogenasi pada atom Coksidasi / dehidrogenasi pada atom CDapat menghasilkan ATPDapat menghasilkan ATP

Terjadi pembuangan 2 atom bonkar dari Terjadi pembuangan 2 atom bonkar dari ujung karboksilujung karboksil

OKSIDASI ASAM LEMAKOKSIDASI ASAM LEMAK

Asam lemak sitoplasmaAsam lemak sitoplasma

Tiokinase aktivasiTiokinase aktivasi

ASIL KoAASIL KoA

Rantai panjangRantai panjang

Membran dalam mitokondriaMembran dalam mitokondria

sistem transporter karnitinsistem transporter karnitin Masuk matrix mitokondriaMasuk matrix mitokondria

Sistem Transporter Karnitin, terdiri dariSistem Transporter Karnitin, terdiri dari : :- Enzim Karnitin asil transferase I (A) Enzim Karnitin asil transferase I (A) ((Rate limiting enzymeRate limiting enzyme))

- Enzim Karnitin asil transferase II (B)Enzim Karnitin asil transferase II (B)- Enzim Karnitin asil karnitin translokase Enzim Karnitin asil karnitin translokase

(C)(C) Asam lemak atom C genapAsam lemak atom C genap

TCATCA

* Asetil KoA CO2 dan H2O* Asetil KoA CO2 dan H2O

KetonKeton Asam lemak atom C ganjilAsam lemak atom C ganjil

TCATCA

Propionil KoA Suksinil KoA Propionil KoA Suksinil KoA

Tahap Reaksi Oksidasi Tahap Reaksi Oksidasi ββ Asam Asam LemakLemak

ENERGETIKA OKSIDASI ASAM ENERGETIKA OKSIDASI ASAM PALMITATPALMITAT

Asam palmitat = C15H31COOH, Asam palmitat = C15H31COOH, ∑C = 16∑C = 16 ∑ ∑ Siklus Siklus oksidasi = 16 : 2 – 1 = 7 siklus oksidasi = 16 : 2 – 1 = 7 siklus

7 siklus x 5 ATP = 35 ATP7 siklus x 5 ATP = 35 ATP ∑ ∑ Asetil KoA yang dihasilkan = 16 : 2 = 8Asetil KoA yang dihasilkan = 16 : 2 = 8

8 Asetil KoA x 12 ATP = 96 ATP8 Asetil KoA x 12 ATP = 96 ATP Total ATP yang dihasilkan 35 + 96 = 131 ATPTotal ATP yang dihasilkan 35 + 96 = 131 ATP Untuk aktivasi asam lemak butuh 2 ATPUntuk aktivasi asam lemak butuh 2 ATP

131 ATP – 2 ATP = 129 ATP131 ATP – 2 ATP = 129 ATP

SINTESIS ASAM LEMAKSINTESIS ASAM LEMAK

1. Sintesis de novo asam lemak / 1. Sintesis de novo asam lemak / LIPOGENESISLIPOGENESIS

2. Reaksi Pemanjangan Rantai2. Reaksi Pemanjangan Rantai 3. Desaturasi / Sintesis Asam Lemak 3. Desaturasi / Sintesis Asam Lemak

Tak JenuhTak Jenuh

SINTESIS DE NOVO ASAM LEMAKSINTESIS DE NOVO ASAM LEMAK

Bahan dasarnya :Bahan dasarnya :

Asetil KoA Asetil KoA Asam lemakAsam lemak

GlikolisisGlikolisis

Katabolisme asam aminoKatabolisme asam amino Letak : sitosol sel hatiLetak : sitosol sel hati Hasil akhir : Asam palmitatHasil akhir : Asam palmitat Memerlukan : NADPH (pembawa HMemerlukan : NADPH (pembawa H++))

Tahap 1 : Pembentukan Malonil-KoATahap 1 : Pembentukan Malonil-KoA

Fungsi : Sebagai Penambah 2 Atom CFungsi : Sebagai Penambah 2 Atom C Asetil KoA KaboksilaseAsetil KoA Kaboksilase

Asetil-KoAAsetil-KoA Malonil KoAMalonil KoA

BiotinBiotin

ATP + CO2 ADP + PiATP + CO2 ADP + Pi Tahap 2 : Sintesis Palmitat dari Asetil KoATahap 2 : Sintesis Palmitat dari Asetil KoA

Bagan Dasar Sintesis Asam LemakBagan Dasar Sintesis Asam Lemak

Asetil KoA Malonil KoA

4C

Asil (4C)

CO2

Dehidratasi

REAKSI PEMANJANGAN RANTAIREAKSI PEMANJANGAN RANTAI

1.1. Sistem Pemanjangan Rantai Pada ikrosomSistem Pemanjangan Rantai Pada ikrosom - Seperti sintesis de Novo- Seperti sintesis de Novo - Senyawa antara berikatan dengan KoA- Senyawa antara berikatan dengan KoA - Penambah 2 atom C : Malonil-KoA- Penambah 2 atom C : Malonil-KoA - Donor Hidrogen : NADPH- Donor Hidrogen : NADPH - Makin tidak jenuh makin mudah diperpanjang- Makin tidak jenuh makin mudah diperpanjang - Asam lemak jenuh, maksimum jml atom C 16/- Asam lemak jenuh, maksimum jml atom C 16/<<

dan hasil utama : Stearat (18:0)dan hasil utama : Stearat (18:0) - - Asam lemak tdk jenuh, minimum jml Atom C 18/Asam lemak tdk jenuh, minimum jml Atom C 18/>> dan hasil utama maksimum senyawa dgn 26 atom Cdan hasil utama maksimum senyawa dgn 26 atom C

2.2. Sistem Pemanjangan Rantai Pada Sistem Pemanjangan Rantai Pada MitokondriaMitokondria

- - Seperti beta oksidasi (tapi kebalikannya)Seperti beta oksidasi (tapi kebalikannya)- Penambah 2 atom C : Asetil-KoA- Penambah 2 atom C : Asetil-KoA- Donor Hidrogen : NADPH dan NADH- Donor Hidrogen : NADPH dan NADH- Bila Rasio NADH : NAD- Bila Rasio NADH : NAD++ (tinggi) maka (tinggi) maka terjadi pemanjangan rantaiterjadi pemanjangan rantai- Bila Rasio NADH : NAD- Bila Rasio NADH : NAD++ (rendah) maka (rendah) maka terjadi beta oksidasiterjadi beta oksidasi

SINTESIS ASAM LEMAK TDK JENUHSINTESIS ASAM LEMAK TDK JENUH=Desaturasi=Desaturasi

Sumber As.lemak tdk jenuh : diet dan Sintesis dlm Sumber As.lemak tdk jenuh : diet dan Sintesis dlm tubuhtubuh

EnzimEnzim : Sistem desaturase asam lemak: Sistem desaturase asam lemak Ikatan rangkap pertama (I) terbentuk pada :Ikatan rangkap pertama (I) terbentuk pada : antara atom C-9 dan C-10antara atom C-9 dan C-10 Ikatan rangkap kedua dan seterusnya : ke arah gugus Ikatan rangkap kedua dan seterusnya : ke arah gugus

karboksil dgn jarak 3 atom C dari ikatan rangkap karboksil dgn jarak 3 atom C dari ikatan rangkap sebelumnyasebelumnya

CH3 C=C-C-C=C-COOHCH3 C=C-C-C=C-COOH Konfigurasi yang terbentuk (di alam) umumnya : CisKonfigurasi yang terbentuk (di alam) umumnya : Cis

ASAM LEMAK ESENSIALASAM LEMAK ESENSIAL

Tdk dpt disintesis oleh tubuh tapi diperlukan :Tdk dpt disintesis oleh tubuh tapi diperlukan : - Asam linoleat (18:3)- Asam linoleat (18:3) - Asam linolenat (18:2)- Asam linolenat (18:2)

Fungsi Fungsi : : - Bahan dasar sintesis Prostaglandin- Bahan dasar sintesis Prostaglandin - Fungsi reproduksi- Fungsi reproduksi - Menyusun membran sel dan - Menyusun membran sel dan

lipoproteinlipoprotein Pada keadaan defisiensi, tubuh dpt melakukan Pada keadaan defisiensi, tubuh dpt melakukan

kompensasi membentuk asam lemak polienoatkompensasi membentuk asam lemak polienoat ContohContoh : Defisensi Asam linoleat terjadi : Defisensi Asam linoleat terjadi

pemanjangan rantai & desaturasi Asam palmitatpemanjangan rantai & desaturasi Asam palmitat menjadi menjadi delta-9 Eicosatrienoat (20:3)delta-9 Eicosatrienoat (20:3)

SINTESIS TRIASILGLISEROLSINTESIS TRIASILGLISEROL=TG=TG

Struktur TG Struktur TG ~ Struktur PL~ Struktur PL (Ester asam lemak dan gliserol)(Ester asam lemak dan gliserol)

Sintesis TG Sintesis TG ~ Sintesis PL~ Sintesis PL

Aktivasi GliserolAktivasi Gliserol Gliserol-3PGliserol-3P Asam LemakAsam Lemak Asil Ko-A Asil Ko-A

Bahan Dasar Sintesis TG dan PLBahan Dasar Sintesis TG dan PL

SINTESIS TRIASILGLISEROLSINTESIS TRIASILGLISEROL=TG=TG

Gliserol-3-P, berasal dari :Gliserol-3-P, berasal dari :- Glikolisis- Glikolisis- Dihidroksi Aseton-Phosfat (DHAP) - Dihidroksi Aseton-Phosfat (DHAP) - Fosforilasi gliserol oleh ATP (pada jaringan - Fosforilasi gliserol oleh ATP (pada jaringan yang banyak mengandung enzim yang banyak mengandung enzim gliserolkinase, contoh : hati, usus, ginjal)gliserolkinase, contoh : hati, usus, ginjal)Asil-KoA, berasal dari :Asil-KoA, berasal dari :- Absorbsi asam lemak dari usus- Absorbsi asam lemak dari usus- Hidrolisis TG lipoprotein oleh LPL di jar.lemak- Hidrolisis TG lipoprotein oleh LPL di jar.lemak- Sintesis dlm tubuh (hati, Gl. Mammae, ginjal)- Sintesis dlm tubuh (hati, Gl. Mammae, ginjal)

SINTESIS FOSFOLIPID = PLSINTESIS FOSFOLIPID = PL

Pada hati dan usus :Pada hati dan usus :

untuk menyusun lipoprotein & membran seluntuk menyusun lipoprotein & membran sel Macam Fosfolipid :Macam Fosfolipid :

I. Fosfotidil Cholin/Fosfotidil EtanolaminI. Fosfotidil Cholin/Fosfotidil Etanolamin

- Choline/Etanolamin harus diaktifkan dulu- Choline/Etanolamin harus diaktifkan dulu

oleh ATP dan CTP baru berikatan denganoleh ATP dan CTP baru berikatan dengan

gliserolgliserol

II. Fosfotidil Serin/Fosfotidil InositolII. Fosfotidil Serin/Fosfotidil Inositol

- Kerangka gliserol (Fosfatidat=1,2 diasilgliserol - Kerangka gliserol (Fosfatidat=1,2 diasilgliserol fosfat) harus diaktifkan dulu oleh CTP fosfat) harus diaktifkan dulu oleh CTP

METABOLISME JARINGAN LEMAKMETABOLISME JARINGAN LEMAK

TG dalam jaringan lemakTG dalam jaringan lemak Mengalami Mengalami esterifikasiesterifikasi lipolisislipolisis

Hasil lipolisisHasil lipolisis Asam lemakAsam lemak

mengalami mengalami aktivasiaktivasi dan dan esterifikasi esterifikasi TG TG GliserolGliserol

GliserolkinaseGliserolkinase dalam jaringan lemak rendah dalam jaringan lemak rendahSirkulasi darahSirkulasi darah

Esterifikasi > LipolisisEsterifikasi > Lipolisis

TG menumpuk dalam jaringanTG menumpuk dalam jaringan

Esterifikasi < LipolisisEsterifikasi < Lipolisis

Asam lemak menumpuk dlm jaringan lemakAsam lemak menumpuk dlm jaringan lemak

Sirkulasi Darah Kadar Asam LemakSirkulasi Darah Kadar Asam Lemak

Hati dan Jaringan EkstrahepatikHati dan Jaringan Ekstrahepatik

Mempengaruhi metabolsime jaringan tubuh lainMempengaruhi metabolsime jaringan tubuh lain

MOBILISASI ASAM LEMAKMOBILISASI ASAM LEMAK

Puasa / Kelaparan :Puasa / Kelaparan :

Kadar glukosa darah menurunKadar glukosa darah menurun

Sekresi insulin & Sekresi GlukagonSekresi insulin & Sekresi Glukagon

- Glukosa yg masuk sel adiposit- Glukosa yg masuk sel adiposit

- Pembentukan gliserol –3-P- Pembentukan gliserol –3-P

- Esterifikasi dan Lipolisis- Esterifikasi dan Lipolisis

- Asam lemak bebas dlm sel adiposit- Asam lemak bebas dlm sel adiposit

- Mobilisasi asam lemak ke sirkulasi darah- Mobilisasi asam lemak ke sirkulasi darah