Post on 06-Dec-2014
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
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 :
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)
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
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
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
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.
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 :
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.
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
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
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:
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
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
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
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
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
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
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
Strategi
degradasi asam amino mengubah kerangka C nya menjadi senyawa intermediete dr metabolisme
primer yang kemudian dpt diubah menjadi glukosa atau dioksidasi oleh TCA