pg. 1

LTM BIOLOGI MOLEKULER

FUNGSI LIPID

Cesario Fatriantama, 1206238495

ABSTRAK

Lipid merupakan zat – zat gizi yang memiliki fungsi – fungsi biologis untuk membantu metabolisme tubuh. Lipid (Minyak atau Lemak) merupakan komponen bahan makanan yang penting. Istilah minyak atau lemak sebenarnya tergantung apakah pada suhu kamar bahan tersebut dalam keadaan cair atau padat.Bila pada suhu kamar dalam keadaan cair, maka disebut minyak, sebaliknya bila dalam keadaan padat disebut lemak. Lipid adalah zat yang termasuk senyawa heterogen yang terdapat dalam jaringan tanaman dan hewan, mempunyai sifat tidak larut dalam air dan larut dalam pelarut organic. Lipid merupakan nutrisi yang penting kepada tubuh manusia. Lemak berfungsi sebagai sumber tenaga tubuh. Lipid penting kepada bayi dan kanak-kanak di mana lemak memberi bekal dalam bentuk kalori untuk menghasilkan tenaga serta berfungsi di dalam keseimbangan cairan tubuh, tekanan osmotik, keseimbangan asam basa serta aktivitas elektrofisiologi otot dan sistem saraf. Fungsi lain lipid bermacam-macam dalam makhluk hidup yaitu dapat sebagai penyimpan dan transport energy, sebagai struktur membrane, sebagai kulit pelindung (komponen dinding sel), dan

sebagai penyampai kimia (signaling).

kata kunci : lipid, fungsi lipid, fat white, brown white, kolesterol

FUNGSI LIPID SECARA UMUM

Lipid adalah sebagai sumber energi metabolik yang sangat penting dalam pembentukkan ATP. Lipid adalah kelompok nutrien yang sangat kaya energi. Perbandingan nilai energi lipid dengan zat-zat gizi lain adalah sebagai berikut:

Lipid 9,5 kkal/g

Protein 5,6 kkal/g

Karbohidrat 4,1 kkal/g

Berdasarkan hal tersebut terdapat beberapa fungsi lipid seperti:

1. Lipid dapat digunakan sebagai pengganti protein yang sangat berharga untuk pertumbuhan, karena dalam keadaan tertentu, trigliserida (fat dan oil) dapat diubah menjadi asam lemak bebas sebagai bahan bakar untuk menghasilkan energi metabolik dalam otot ternak, khususnya unggas dan monogastrik. Lipid adalah komponen esensial dalam membran sel dan membran sub sel. Lipid yang termasuk dalam kelompok ini adalah asam lemak polyunsaturated/PUFA yang mengandung fosfolipid dan ester sterol.

2. Lipid dapat berguna sebagai penyerap dan pembawa vitamin A, D, E dan K. 3. Lipid adalah sebagai sumber asam lemak esensial, yang bersifat sebagai pemelihara dan

integritas membran sel, mengoptimalkan transpor lipid (karena keterbatasan fosfolipid sebagai agen pengemulsi) dan

4. Sebagai prekursor hormon-hormon sex seperti prostagtandin hormon endrogen, estrogen. 5. Lipid berfungsi sebagai pelindung organ tubuh yang vital. 6. Lipid sebagai sumber steroid, yang sifatnya meningkatkan fungsi-fungsi biologis yang

penting Contoh: Sterol (kolesterol) dilibatkan dalam sistem pemeliharaan membran, untuk transpor lipid dan sebagai prekursor vitamin D3 asam empedu dan, adrenal dan kortikosteroid).

7. Dari aspek teknologi makanan, lipid bertindak sebagai pelicin makanan yang berbentuk pellet, sebagai zat yang mereduksi kotoran dalam makanan dan berperan dalam kelezatan makanan.

pg. 2

Sedangkan menurut (Soendoro, 1981) lipid memiliki fungsi, antara lain:

1. Penyimpan energy dan transport. 2. Struktur membran. 3. Kulit pelindung, komponen dinding sel. 4. Penyampai kimia.

LIPID SEBAGAI PENYIMPAN ENERGI

Telah disebutkan diatas bahwa energy yang dapat dibawa lemak lebih tinggi daripada protein dan karbohidrat sehingga lemak dapat dikatakan penyimpan energy yang sangat baik untuk tubuh. Lipid dapat berbentuk minyak dan lemak. Minyak dan lemak ini juga dapat digunakan sebagai sumber cadangan energi bagi tubuh. Salah satu jenis lipid yang berfungsi sebagai penyimpan energy adalah

trigliserida. Sebagai cadangan energi dalam bentuk trigliserida, lipid disimpan di jaringan adiposa.

Gambar 1. Struktur trigliserida

Dalam penyimpanannya, pada jaringan adipose dibagi menjadi dua jenis, yaitu white fat dan brown fat. Keuntungan dari penggunaan trigliserida sebagai penyimpan energy adalah hasil oksidasi trigliserida sama dengan dua kali hasil oksidasi karbohidrat karena jumlah atom C yang lebih sedikit. Keuntungan lain yaitu sifat hidrofobik yang menyebabkan tidak diperlukannya beban tambahan

berupa air pada polisakarida.

A. Brown Fat

Brown fat atau brown adiposse tissue hanya ditemukan pada mamalia.

Brown fat berfungsi untuk menjaga suhu tubuh (thermogenenin) yang terjadi pada mitokondria dari brown fat.

Brown fat biasanya terdapat pada bayi hingga balita, semakin dewasa kita semakin kehilangan brown fat.

B. White Fat

White fat atau white adiposse tissue hanya terdapat di mamalia. Pada manusia, berat white

fat pada laki-laki sekitar 20% dari berat badan dan pada perempuan 25% dari berat badan.

White fat dalam skala kecil dapat memproduksi “good guy” hormon yaitu adiponectin.

Adiponectin berfungsi untuk hati dan otot, sensitif terhadap hormon insulin yang dapat

membuat kita rentan pada diabetes dan penyakit jantung. Pada orang obesitas, adiponectin

terproduksi secara lambat atau dapat ter-shutdown, sehingga obesitas tidak rentan terhadap

penyakit diatas.

White fat berbentuk lebih besar dibanding brown fat

pg. 3

Gambar 2. Brown dan White Fat

LIPID SEBAGAI PENYUSUN STRUKTUR MEMBRAN Dalam hal ini lipid berperan sebagai barier untuk sel dan mengatur aliran material-material. Fungsi membran diantaranya adalah sebagai barier permeabel untuk mencegah infeksi dan kehilangan atau penambahan air yang berlebihan. Molekul lemak yang menyusun membran sel mempunyai gugus hidroksil ( fosfolipid dan kolesterol) sehingga dapat berikatan dengan air. Sebagai membran sel, lipid mempunyai tiga jenis yaitu fosfolipid, glikolipid, dan kolesterol.

Gambar 3. (a) Fosfolipid bilayer, (b) Glikolipid, dan (c) Kolesterol

A. Fosfolipid Lipid bilayer adalah dua lapisan membran yang terbentuk dari fosfolipid. Fosfolipid terdiri dari Kutub kepala kelompok dan ekor asam lemak non lemak. Lapisan ini bersifat semi-permiabel, memungkinkan molekul molekul tertentu untuk dapat masuk ke membran sel melalui mekaniksme difusi. Fosfolipid disusun ganda - Polar

- Non Polar. Dua bagian/lapis lipid, bagian hidrofilik terletak di luar(karena gugus polar

dari fosfolipid) dan hidrofobik terletak di dalam(karena gugus nonpolar dari rantai

hidrokarbon).

B. Glikolipid

Glikolipid ialah molekul molekul lipid yang mengandung karbohidrat, biasanya pula sederhana seperti galaktosa atau glukosa. Akan tetapi istilah istilah glikolipid biasanya dipakai untuk lipid yang mengandung satuan gula tetapi tidak mengandung fosfor. Berfungsi untuk mengenali sel-sel lainya di tubuh kita.

C. Kolesterol Pada temperatur tinggi, kolesterol menjaga membran agar tidak terlalu fluid dan menjadikan membran kurang permeabel terhadap molekul kecil dengan ikatannya terhadap interaksi antar ikatan asam lemak. Sebaliknya, interaksi tersebut pada temperatur yang sangat rendah dapat mencegah membran dari kekakuan. Berfungsi memberi bentuk pada membran sel

pg. 4

LIPID SEBAGAI PENSINYALAN MOLEKUL Selain yang sudah dijelaskan diatas, lipid juga berfungsi untuk menopang fungsi senyawa

organik sebagai penghantar sinyal. Transduksi sinyal merupakan proses penyampaian pesan.

Pesan dari luar sel diteruskan ke membran hingga reseptor memberikan tanggapan dari dalam sel.

Pensinyalan lipid dapat muncul melalui aktivasi reseptor protein G, dan anggota-anggota beberapa

kategori lipid yang berbeda telah dikenali sebagai molekul-molekul pensinyalan.

Gambar 4. Signaling molecul

Pada gambar disamping, stimulus dari luar sel berupa ligand. Kemudian terjadi ikatan antara ligan

tersebut dengan reseptor yg ada di membran sel. Lalu, suatu mekanisme penyampaian pesan akan

menyebabkan perubahan ekspresi gen. Secara umum, tahapan signaling dari molekul adalah

sebagai berikut:

Gambar 5. Skema signaling

1. Sintesis

2. Pelepasan molekul signaling (ligand) oleh

sel signaling

3. Transport signaling ke sel target

4. Terjadi ikatan antara signaling yang

merespon dengan reseptor membentuk

kompleks ligand-reseptor.

5. Reseptor yang teraktivasi akan

menyebabkan satu atau lebih transduksi

sinyal intraselular

6. Perubahan spesifik pada fungsi,

metabolisme dan perkembangan sel

7. Pelepasan sinyal

pg. 5

Menurut sifat stimulator / ligand, transduksi signal dapat dibagi menjadi dua yaitu:

- Reseptor Intraselular

Reseptor intraselular merupakan reseptor yang terdapat di dalam sel, ligan-ligan yang dapat

langsung menembus membran sel karena sifatnya yg lipofilik (dapat langsung berikatan

pada reseptor ini). Contohnya hormon kortikoid, progesteron, dan estrogen. Misalnya

pada Glucocorticoid Receptor (GR) reseptor kortisol

Namun ketika tidak terdapat kortisol, Reseptor ini akan membentuk kompleks dengan protein

yang bernama Hsp90 (Heat Shock Protein 90) yaitu Hsp70 (Heat Shock Protein 70) dan

FKBP52 (FK506 binding protein 52).

Gambar 6. Reseptor intraselular dengan kortisol

Ketika terdapat kortisol, mekanisme yang terjadi yaitu saat kortisol diikat maka kompleks

sebelumnya akan terlepas sehingga tertinggal hanya monomer GR (kompleks GR-kortisol).

Kompleks ini semula terdapat di sitoplasma kemudian menuju nukleus. Lalu GR-kortisol

tersebut akan menempel (mendarat) di bagian bernama Hormon Responsive Elements

(HREs), untuk Glucocorticoid bernama Glucocorticoid Response Element (GRE). Kemudian

kompleks GR-kortisol yang telah menempel di DNA tersebut akan menyebabkan transkripsi

dan selanjutnya akan mengekspresikan gen.

- Reseptor di Membran sel

Jenis ligand terdapat yang tidak dapat larut dalam lipid, sehingga tidak dapat menembus

membran sel. Namun karena terdapat reseptor di membran sel, ligand dapat menempel pada

reseptor tersebut.

LIPID SEBAGAI PELARUT VITAMIN

Lipid dalam bahan pangan adalah pelarut vitamin. Vitamin-vitamin yang dilarutkan lipid dalam bentuk lemak ialah vitamin A, D, E, dan K. Lipid membawa vitamin sejak berada di dalam bahan pangan hingga diserap di dalam tubuh. Sifat umum vitamin larut lemak:

Berhubungan dengan absorpsi dan transport dari lipid

pg. 6

Transportasi ke hati oleh kilomikron melalui pembuluh darah limfe. Kilomikron berfungsi

sebagai alat transportasi trigliserida dari usus ke jaringan lain, kecuali ginjal

Penyimpanan vitamin A, D, dan K terutama di hati dan vitamin E pada jaringan adiposa

Umumnya tidak diekskresikan ke urin tetapi ke feses

Dalam hubungannya sebagai pelarut vitamin, fungsi ini dibagi menjadi dua, yaitu precursor hormone

dan kofaktor.

- Precursor hormone

Istilah "prekursor" diterapkan untuk zat yang tidak aktif dikonversi menjadi zat yang aktif,

dalam hal ini adalah hormon yang aktif. Vitamin yang termasuk dalam precursor hormone

adalah vitamin D dan A.

• Vitamin D adalah grup vitamin yang larut

dalam lemak prohormon. Vitamin D dikenal juga dengan

nama kalsiferol. Vitamin ini sendiri merupakan turunan

dari molekul steroid yang merupakan salah satu turunan

dari kolesterol. Terdapat dua bentuk aktif dari vitamin ini,

yaitu vitamin D2 (ergokalsiferol) dan vitamin D3

(kolekalsiferol).

Vitamin D sangat penting bagi kesehatan tulang dan gigi.

Dapat memperkuat sistem kekebalan dan mencegah

berbagai penyakit.

• Vitamin A merupakan vitamin yang larut dalam lemak. Didalamnya

terdapat senyawa seperti retinol, retinil palmitat, dan retinil asetat.

Retinol adalah senyawa yang memiliki peran paling banyak dalam

tubuh.

Vitamin A berfungsi dan berperan dalam pembentukan indera

penglihatan. Vitamin ini akan membantu mengubah sinyal molekul

dari sinar atau cahaya yang diterima retina untuk menjadi suatu

proyeksi gambar di otak. Vitamin A juga membantu sel untuk

bereproduksi secara normal dan dapat membantu pertumbuhan dan

perkembangan embrio dan janin, serta akan mempengaruhi gen

untuk perkembangan organnya. Vitamin A melindungi tubuh dari

infeksi organisme asing seperti bakteri patogen.

- Kofaktor

Kofaktor adalah elemen pembantu untuk reaksi enzimatik. Vitamin yang termasuk kedalam

kofaktor adalah vitamin E dan K.

• Vitamin E (tokoferol) adalah salah satu fitonutrien penting dalam makanan. Vitamin E

merupakan antioksidan yang larut lemak. Terdapat enam jenis tokoferol, α (alfa), ß (beta), γ

(gamma), δ (delta), ρ (eta), λ (zeta), yang memiliki aktivitas bervariasi. Tokoferol yang

terbesar aktivitasnya adalah tokoferol alfa.

Vitamin E berperan sebagai kofaktor untuk sitokrom reduktase pada otot rangka dan otot

jantung. Selain itu juga sebagai antioksidan, yaitu mencegah oto-oksidasi pada asam-asam

lemak tak jenuh serta menghambat timbulnya peroksidasi dari lipida pada membran sel.

Vitamin E juga berfungsi dalam reaksi fosforilasi, metabolisme asam nukleat, sintesis asam

askorbat dan sintesis ubiquinon, reproduksi, mencegah encephalomalasia dan distorsi otot.

Gambar 7. Struktur vitamin D3

Gambar 8. Struktur vitamin A

pg. 7

Gambar 9. Struktur α-tokoferol

• Vitamin K secara kimia adalah turunan 2-metil-1,4-naftokuinona. Vitamin K1 (filokuinon)

terdapat pada kloroplas sayuran berwarna hijau dan buah-buahan, vitamin K2 (menakuinon)

disintesis oleh bakteri usus terutama oleh bakteri gram-positif.

Fungsi dari vitamin K ini yaitu berperan dalam pembentukan sistem peredaran darah yang

baik dan penutupan luka, dan juga dapat mengurangi risiko resistensi insulin sehingga

membantu melawan diabetes. Di dalam tulang, vitamin K ini akan membantu senyawa

osteokalsin yang berperan dalam penyerapan mineral untuk membentuk stuktur tulang yang

kuat.

Gambar 10. (a) Filokuinon (vitamin K1) dan (b) menakuion (vitamin K2)

KOLESTEROL

Gambar 11. Struktur kolesterol

Kolesterol merupakan salah satu jenis lipid. kolesterol seperti zat lunak yang ada di dalam darah

dan seluruh sel. Kolesterol di produksi di hati, kolesterol yang berasal dari luar tubuh juga bergabung

dihati.

Gambar 12. Bagan perpindahan kolesterol pada hati

pg. 8

Kolesterol dari hati ditransfer ke sel oleh LDL (low density lipoprotein), jika sudah cukup kolesterol

pergi ke sel maka kolesterol akan menggumpal. Didalam darah juga ada HDL (high density

lipoprotein) yang berfungsi untuk me-wipeout kolesterol yang berada di dalam darah membawa

kembali ke hati.

FUNGSI KOLESTEROL

1. Pada membrane sel

Karena struktur dari kolesterol 4 stereoid ring, ini membantu lipid bilayer untuk menghentikan

luar dari membran dan membuatnya tidak mudah larut dalam larutan air yang kecil

Gambar 13. Kolesterol pada membrane lipid bilayer

2. Pada kulit sebagai sintesis vitamin D

Kolesterol membantu merubah vitamin D dari sinar matahari pada kulit. Kolesterol yang

berperan adalah 7-Dehydrocholesterol. Kolesterol menyerap sinar UV pada panjang gelombang

290-320nm and memproduksi vitamin D3. Jumlah Kolesterol ini normalnya pada kulit 25–50

mg/cm2 kulit.

Gambar 14. (a) Mekanisme kolesterol merubah sinar matahari dan (b) struktur 7-

Dehydrocholesterol

pg. 9

3. Kolesterol sebagai sintesis asam empedu (bile acid)

Sintesis asam empedu terdapat dua cara, yaitu sintesis dengan sterol 27-hydroxylase dan

cholesterol 7 alpha-hydroxylase. Keduanya akan membantu memproduksi cholic acids dan

chenodeoxycholic yaitu asam empedu primer. Sterol 27-hydroxylase biasanya berada di hati,

7-alpha-hydroxylase terdapat di vascular endothelial cells. Bile acids jika digabungkan dengan

suatu cation (biasanya sodium) maka akan menjadi bile salt.

Gambar 15. Kolesterol dalam produksi asam empedu

4. Kolesterol dalam produksi hormone steroid

Hormon steroid terdapat 5 yaitu:

- Mineralcorticoids, seperti aldosterone yaitu bertanggung jawab dalam mengatur sodium

dan potassium dalam tubuh

- Glucocorticoids, sangat berpengaruh dalam metabolisme karbohidrat

- Androgens, seperti testosterone yaitu menjaga densitas dari tulang sedangkan adrogen

seperti DHEA membantu pengingatan dan anti-penuaan.

- Estrogens, seperti estradiol yaitu berfungsi untuk seksual dan mempunyai fungsi untuk

membantu kesehatan tulang dan otak

- Progestins, seperti progesterone yaitu sangat membantu dalam menstruasi pada wanita

Semua hormon ini dibuat dari kolesterol dan perbedaan hanya di ring structure dan rantai

karbon kompleksnya. Semua stereoid hormon adalah lipid soluble. Enzim yang memproduksi

dari kolesterol ke hormon berada di mitokondria dan retikulum halus.

FUNGSI LAIN LIPID

1. Menghemat Protein Pada kondisi tertentu tubuh membutuhkan energi yang sangat banyak seperti dalam kondisi sakit, pada kondisi ini tanpa adanya lemak tubuh akan menggunakan protein tubuh juga untuk memenuhi kebutuhan energi, sedangkan protein sendiri memiliki fungsi penting lainnny sebagai zat pengatur dan membantu tubuh meningkatkan fungsi imunitasnya, dengan bantuan lemak protein melakukan fungsi utamanya sebagai zat pengatur tanpa harus terbuang percuma memenuhi kebutuhan energi yang besar.

2. Memberi rasa kenyang Lemak adalah salah satu zat gizi yang mempu memperlambat sekresi asam lambung dna memperlambat pengosongan lambung sehingga memberikan efek kenyang lebih lama .

pg. 10

3. Sebagai Pelumas Untuk pengeluaran sisa percernaan, lemak memiliki fungsi sebagai pelumas untuk membantu pengeluarannya

4. Memelihara Suhu Tubuh Sebanyak 50% lemak terdistribusi di bawah lapisan kulit, hal inilah yang membuat tubuh tetap hangat meskipun kondisi di luar tubuh sedang dalam cuaca dingin, dengan demikian tubuh tidak kehilangan panas tubuh secara cepat.

5. Pelindung organ Dengan 45% lemak pada rongga perut, membuat organ-organ yang berada didalam rongga perut akan terselubungi oleh lemak, sehingga lemak dapat melindungi organ tersebut dari benturan dan bahaya lain dari luar tubuh.

KESIMPULAN

Sekarang diketahui bahwa lipid memainkan peran yang lebih penting dalam tubuh. Lipid memiliki

peranan sebagai penyimpan energy dalam tubuh yang terbukti dapat menyimpan energy lebih besar

dari protein. Selain itu lipid juga banyak berperan dalam tubuh manusia seperti menjadi cadangan

energi dalam bentuk sel lemak, sebagai fungsi selular dan komponen struktural pada membran sel

yang berkaitan dengan karbohidrat dan protein demi menjalankan aliran air, ion dan molekul lain,

keluar dan masuk ke dalam sel, menopang fungsi senyawa organik sebagai penghantar sinyal,

menjadi suspensi bagi vitamin A, D, E dan K yang berguna untuk proses biologis, sebagai penahan

goncangan demi melindungi organ vital dan melindungi tubuh dari suhu luar yang kurang

bersahabat. Para peneliti juga telah menemukan bahwa lipid memiliki peran biologis yang lebih

beragam dan tersebar luas dalam tubuh intraselular sinyal atau peraturan lokal hormon dll. Lipid

disintesis di dalam tubuh yang menggunakan jalur memiliki kompleks. Namun, ada beberapa lipid

yang dianggap penting dan perlu ditambah dalam diet.

DAFTAR PUSTAKA

1. Page, David S. 1997. Prinsip-prinsip Biokimia Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga 2. Lehninger. 2008. Principles of Biochemistry 5th Edition. 3. Arief, Qadariah Ria. ___. Fungsi Lemak. [online] dikutip dari

http://www.konsultankolesterol.com/fungsi-lemak.html pada tanggal 21 April 2014 pukul 11.51 WIB

4. Dr Ananya Mandal, MD.____. Fungsi biologis lipid. [online] dikutip dari http://www.news-medical.net/health/Lipid-Biological-Functions-%28Indonesian%29.aspx pada tanggal 21 April 2014 pukul 11.46 WIB

5. Sidauruk, henna sartika. 2012. Biokimia lipid. [online] dikutip dari

http://blog.ub.ac.id/hennisartikasidauruk/2012/05/01/biokimia-lipid/ pada tanggal 21 April 2014 pukul 11.55 WIB