BIOKIMIA TUBUH MANUSIA&SINTESIS ENERGY KEHIDUPANDr. Fransiska Lanni, MSFakultas Kedokteran UKDW

Aspek Biokimiawi Kehidupan Komposisi Biokimiawi Tubuh Manusia Biomolekul, Makronutrient dan MikronutrientSintesis Energy Selular/Kehidupan

Sub Topik BahasanKompetensi Materi kuliah : Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa diharapkan mampu 1. memahami konsep biokimiawi Kehidupan 2. memahami dan dapat menjelaskan komposisi Biokimiawi tubuh manusia 3. memahami dan mendiskripsikan fungsi Biomolekul, makronutrient dan mikronutrient 4. menjelaskan mekanisme pembentukan energy selular/Kehidupan

Aspek Biokimiawi Tubuh ManusiaUnit terkecil dari tubuh manusia adalah Sel tersusun atas atom dan molekulKehidupan Sel merupakan proses biokimia yang kompleks terjadi metabolisme

Konsep Biokimiawi Tubuh manusia

Hidup : adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh secara berkesinambungan metabolismeSakit : adalah terganggu atau berhentinya sebagian reaksi kimia tersebutMati : berhentinya seluruh reaksi kimia tersebut

Metabolisme melibatkan unsur Kimia & butuh kondisi tertentu : 1. Terjadi di dalam sel 2. Dalam medium air 3. Butuh enzim/biokatalisator 4. Kisaran pH tertentu 5. Kisaran suhu tertentu 6. Butuh pengendali , dll

Atom/element Mayor penyusun tubuh manusia (96,2%) - Oxygen (65%) - Carbon (18.5%) - Hydrogen (9.5%) - Nitrogen (3.2%)

Atom/element Minor sebesar 3,7% - Calcium (1.5%) - Phosphate (1.0%) - Potassium (0.4%) - Sulphur (0.3%) - Sodium (0.2%) - Chlorine (0.2%) - Magnesium (0.1%) - trace element /unsur kelumit (0,1%)

dari total berat tubuhElemen penyusun tubuh manusia

Nutrient : Unsur kimia yang dibutuhkan manusia untuk tumbuh kembang, mempertahankan kehidupan dan kesehatan - Fungsi : 1. integritas fungsi selular 2. sumber energy 3. pertumbuhan & perkembangan 4. perbaikan/penyembuhan 5. reaksi kimia (kofaktor, koenzim dll) 6. sistem imun 7. sistem regulasi dan koordinasi (hormon, neurotransmiter) dll

- Terdiri dari 6 golongan : 1. Air 2. Karbohidrat 3. Lemak 4. Protein 5. Vitamin 6. Mineral

*

BiomolekulSemua sel dari prokariot hingga manusia menggunakan unsur biokimia utama yang sama (KH, Protein, Lemak, Asam Nukleat) disebut BIOMOLEKUL (molekul untuk hidup)Dibutuhkan oleh Makhluk hidup : - Penyusun komponen selular struktural - Metabolisme & integritas selular fungsionalSemua Biomolekul mempunyai unsur C, H, O

H, O, C dan N membentuk 99% dari atom tubuh manusia

ELEMEN PERSENTASE Oxygen 63 Hydrogen 25.2 Carbon 9.5 Nitrogen 1.4

Karena Penyusun Biomolekul sama maka makhluk hidup bisa saling memakan/memanfaatkan

Susunan Biomolekul - Beraturan, dengan ikatan lemah, - mudah terurai dan terangkai kembali - mempunyai kesamaan atom penyusun C, H, O - mudah diubah dari biomolekul satu ke bentuk lain

Biomolekul penting penyusun tubuh manusia : 1. Karbohidrat (C, H, O) 2. Lemak /lipid (C, H , O) 3. Protein ( C, H, O, N) 4. Asam nukleat (C, H, O, N)Ke - 4 komponen tersebut mengandung atom C, H dan O

VITAMIN & MINERAL Sumber : - Produk Nabati - Produk hewani - Sintetik

Copyright 2010, John Wiley & Sons, Inc.Sumber Vitamin

Copyright 2010, John Wiley & Sons, Inc.Sumber Mineral

Karbohidrat Fungsi umum : 1. Sebagai sumber energi utama 2. Sebagai komponen struktural membran sel 3. Sebagai tulang punggung asam nukleat 4. Sebagai sumber serat

Sumber :Nabati ; Amilum, sukrosa, selulosa dllHewani; Glikogen, laktosa dll

Karbohidrat Penting bagi tubuh manusia

Komponen dalam Diet; diabsobsi dalam bentuk ; - Glukosa - Galaktosa - Fruktosa

(serat /selulosa tidak dapat diserap)

Digunakan untuk ; Komponen Struktural & fungsional - energy - Ribosa (DNA & RNA ) - Glikogen (hati & otot) - Glikolipid (membran sel, dll) - Glikoprotein (tulang, membran dll)

Fungsi Serat - menambah volume bolus rasa kenyang - memperlambat digesti dan absorbsi - menghambat penyerapan lemak - membersihkan saluran pencernaan - menambah volume & kosistensi feces mempermudah BAB

Jenis Karbohidrat yang baik;

Karbohidrat kompleksIndeks glisemik rendah Indeks Glikemik atau Glycemic Index (GI) : suatu sistem peringkat untuk menilai seberapa cepat glukosa dari suatu jenis makanan memasuki aliran darah dapat meningkatkan kadar gula darah.

LIPID (LEMAK) Fungsi : 1. Energy cadangan - jaringan adiposa dibawa kulit & organ visceral 2. Struktural - membran sel fosfolipid & kolesterol 3. Penyampai pesan - hormon - komponen sel syaraf

Sumber :

1. Exogen diet - Lemak Nabati - Lemak hewani

2. Endogen - biosintesis

Asam lemak Jenuh(Saturated fatty acids): - pada suhu kamar membeku, kecuali asam palmitat - tidak mempunyai ikatan rangkap - bersifat kaku, mudah beragregasi dan berkelompok dan mudah mengendap

Asam Lemak Tidak Jenuh(Unsaturated fatty acids) - pada suhu kamar tidak beku - mempunyai ikatan rangkap, semakin banyak semakin baik - bersifat dinamis, fleksibel dan mobil & tidak mudah mengendap

Kolesterol 75-80% disintesis endogen oleh hati dengan bantuan enzim kolesteril esterase (sebagian obat-obatan penurun kadar kolesterol menghambat kerja enzim tsb) 20-25% lainnya berasal diet (dapat dikendalikan) obat penghambat absorbsi Fungsi Kolesterol - prekursor hormon steroid (ex Reproduksi) - prekursor vitamin D (cholecalciferol) - komponen membran sel - bahan dasar sel otak & syaraf - komponen dasar asam/garam empedu

Fungsi Lipoprotein

ProteinFungsi Umum ProteinStruktural Kolagen, Keratin dllCadangan makanan - albuminTransport hemoglobin, Ceroluplasmin dllHormonal - hormon peptida ex. tyroxinReceptor - protein pengenal insulinKontraktil actin-myosinDefensif Imunoglobulin (Ig), Protein C dllEnzymatic Amylase, Lipase dllSumber : 1. Exogen diet * Protein Nabati * Protein hewani 2. Endogen biosyntesis * dari Lemak/Karbohidrat * Protein turn over (degradasi protein dalam tubuh)

Sumber Protein- hewani & nabati :

ASAM AMINO

- Merupakan Unit pembangun Protein- Ada 20 jenis t.a: * AA essensial : mutlak hrs didapat dr luar tubuh/diet * AA non essensial; tubuh dapat mensintesisnya AA. EssensialAA. Non-Essensial

Fenilalanin (Phe)Isoleusin (Ile)Leusin (Leu)Lisin (Lys)Metionin (Met)Treonin (Thr)Triptofan (Trp)Valin (Val)Arginin (Arg) partialHistidin (His) partial

Alanin (Ala)Asparagin (Asn)Aspartat (Asp)Glisin (Gly)Glutamat (Glu)Glutamin (Gln)Prolin (Pro)Serin (Ser)Sistein (Sys)Tirosin (Tyr)

High Biological Values (HBV) - mempunyai AA essensial lengkap (10 AA) - mudah di digesti dan absorbsi dapat digunakan seluruhnya oleh tubuh - biasanya terdapat pada protein hewani; telur, susu, daging, dll

Protein Low Biological Values (LBV) - mempunyai AA essensial tidak lengkap (kurang 10 AA) - sulit di digesti dan absorbsi tidak semuanya dapat digunakan oleh tubuh - biasanya terdapat pada protein nabati; kacang2an, jamur dll

Bahan genetik (DNA dan RNA) Energy (ADP, ATP dll) Kofaktor enzim ( NADH, FAD dll)

Fungsi asam nukleat :

Transkripsi dan translasi

Sintesis Energy Selular

Pembentukan energy dari bahan makanan

Komponen makananEnergy (kkal/gram)1Karbohidrat 42Protein43Lemak94Alkohol7

Simpanan Bahan Bakar Tubuh

Berat badan = 70 KgGlikogen otot0,15 Kg (0,4%)Glikogen hati0,08 Kg (0,2%)Protein 6 Kg (14,5%)Lemak 15 Kg (85%)

Simpanan Bahan Bakar Tubuh

Glykogen - disimpan dalam hati dan otot - glykogen hati 1% massa hati : * penting utk mempertahankan kadar glukosa darah saat lapar/puasa * pada pria 70 kg, terdapat 200 gram sesudah makan 80 gram waktu puasa - glykogen otot * pemasok energy saat kontraksi otot, terutama berolahraga * pada pria 70 kg, terdapat 150 gram

Lemak - dalam bentuk Triasilgliserol (trigliserida) - disimpan dalam jaringan adiposa (dibawa kulit & organ visceral) - merupakan 85% dari massa jaringan adiposa - bahan bakar yang efisien, 1 gram menghasilkan 9 kkal

Protein - disimpan dalam otot, kira-kira 20% dari massa otot - tidak semata mata sebagai simpanan bahan bakar tetapi lebih untuk pergerakan otot (protein kontraktil) - sejumlah protein berfungsi sbg enzim atau komponen struktural tubuh - pada pria 70 kg, terdapat kira-kira 6 kg protein otot

Integrasi Metabolisme Energy

ATP - merupakan energy selular bagi sebagian proses di dalam sel; * reaksi biokimia, (metabolisme) * kontraksi otot * transport aktif pada membran sel - ATP akan dioksidasi menjadi ADP (Adenosin Di Phosphat) dan Pi (phosfat inorganik) energy sebaliknya ADP + Pi dapat diubah kembali menjadi ATP - Pembentukan & penggunaan ATP disebut = siklus ATP-ADP

ATP = - Molekul berenergy tinggi yang disintesis dalam sel (in vivo) - Energy kimia untuk kehidupan & aktivitas seluler

Kalori = satuan ukuran energy panas yang dihasilkan oleh suatu bahan makanan atau usaha/gerakan dibutuhkan untuk memperkirakan - jumlah asupan energy (makanan) - jumlah energy yang dibutuhkan oleh tubuh

Kebutuhan energy total Tubuh : a. Energy basal (RMR) -> energy minimal yg dibutuhkan tubuh tanpa aktivitas tergantung BB, Jenis Kelamin, usia dll

b. Energy Gerak tergantung ringan beratnya gerak dan Berat Badan

Metabolisme = reaksi kimia yang terjadi di dalam sel

Alat Pengukur Kalori 1. Jumlah kalori pada makanana Bomb calorimeter 2. Jumalh Kalori pada aktivitas Human Calorimeter

Bomb Calori Meter

Overview Sintesis Energy Selular

Terima Kasih Thank You

**