BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Pemicu

Elsa dan Ana adalah teman sekelas di SMP, mereka sedang menjalani puasa di

bulan syawal, di Sekolah mereka berolahraga basket, setelah 15 menit elsa dan Ana

merasa kelelahan dan meminta ijin untuk tidak mengikuti kegiatan olahraga. Pada

saat sahur Elsa makan nasi dan tempe goreng, sedangkan Ana sahur dengan Soto

daging.

1.2 Klarifikasi dan Defini

-

1.3 Kata Kunci

A. Puasa

B. Olahraga

C. Kelelahan

1.4 Rumusan Masalah

Elsa dan anna merasa kelelahan setelah berolahraga sat sedang menjalankan

puasa.

Tubuh manusia

Sistem Hormon Metabolisme Nutrisi Pengaturan Suhu

Fase Absorpsi Fase Puasa

Respon Fisiologis Tubuh

Jenis KelenjarFungsi KelenjarSel PembuatSel Target

Pembentukan Panas

Pelepasan Panas

1.5 Analisis Masalah

1.6 Hipotesis

Terjadinya kelelahan disebabkan oleh peningkatan metabolisme karena tidak

diimbangi oleh asupan nutrisi yang adekuat

1.7 Pertanyaan Diskusi

1. Jelaskan mengenai anatomi sistem endokrin ?

2. Jelaskan mengenai histologi sistem endokrin ?

3. Jelaskan mengenai pembentukan kelenjar endokrin ?

4. Jelaskan mengenai jenis-jenis kelenjar endokrin beserta fungsinya ?

5. Jelaskan mengenai perbedaan antara metabolisme, katabolisme, dan

anabolisme ?

6. Jelaskan mengenai faktor-faktor yang memepengaruhi metabolisme ?

7. Bagaimana proses metabolisme absorptif ?

8. Bagaimana proses metabolisme post absorptif ?

9. Jelaskan mengenai metabolisme karbohidrat ?

10. Jelaskan mengenai metabolisme lipid ?

11. Jelaskan mengenai metabolisme protein ?

12. Jelaskan mengenai pengaruh hormon terhadap metabolisme sel ?

13. Bagaimanakah proses pengaturan suhu tubuh ?

14. Bagaiamana peran hipotalamus dan hipofisis dalam pengaturan suhu ?

15. Jelaskan mengenai makronutrient ?

16. Jelaskan mengenai mikronutrient ?

17. Bagaimana olahraga dapat menyebabkan kelelahan ?

18. Berapakah jumlah kalori yang dihasilkan dengan mengkonsumsi :

a. Nasi

b. Tempe

c. Soto daging

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Anatomi Sistem Endokrin

A. Hipotalamus

Hipotalamus terletak di batang otak (enchepalon). Hipotalamus sebagai

bagian sistem endokrin mengontrol sintesa dan sekresi hormon-hormon

hipofise.1

Hipotalamus merupakan struktur yang menjadi dasar ventrikel ketiga

otak.Struktur ini tampak pada pembelahan sagital otak, terdiri dari badan

mamillari, kiasma opticum, dan tuber cinereum yang bergabung dengan

infundibulum dari hipofisis.Pada bagian posterior, hipotalamus berbatasan

dengan tegmentum mesensefalon.Pada bagian anterior berbatasan dengan

kiasma opticum dan bersatu dengan membran basal area olfaktori. Dan pada

bagian lateral, hipotalamus , berbatasan dengan jaras optic dan crura cerebri

serta bergabung dengan daerah subtalamus tanpa garis batas yang jelas.1

Hipotalamus mendapat perdarahan dalam jumlah besar dari arteri-arteri

kecil percabangan dari Sirkulus Willis. Susunan arteri hipotalamus antar

individu bervariasi namun membentuk pola umum yang sama, yaitu

membentuk.1

1. Grup anterior, berasal dari arteri karotis interna, cerebral anterior, dan

bagian posterior arteri comunicans.

2. Grup intermedia, berasal dari bagian posterior arteri comunicans.

3. Grup posterior, berasal dari arteri serebral posterior, bagian posterior arteri

comunicans, dan arteri basilaris.

Bagian infundibulum, eminensia media, dan terusan hipotalamus

diperdarahi oleh arteri hipofisial superior, cabang dari arteri carotis interna.

Aliran darah ini selanjutnya akan memasuki sistem portal hipotalamus-

hipofisis yang memperdarahi hipofisis bagian anterior. Aliran darah arteri ke

hipotalamus selanjutnya dialirkann ke vena-vena kecil yang bermuara ke vena

cerebral anterior, vena basalis, atau vena cerebral basalis.

B. Kelenjar Hipofisis

Hipofisis atau disebut juga glandula pituitaria terletak di sella Tursika,

lekukan os spenoidalis basis cranii, berbentuk oval dengan diameter kira-kira 1

cm. Terbagi menjadi lobus anterior dan posterior. Terdiri dari adenohipofisis

yang berasal dari orofaring dan neurohipofisis yang berasal dari sistem

kantong Ratke. (Ratke adalah seorang ahli anatomi asal Jerman). Hipofise

dikenal sebagai master of gland karena kemampuan hipofise dalam

mempengaruhi atau mengontrol aktivitas kelenjar endokrin lain.1

Hipofisis atau kelenjar pituitari berukuran kira kira 1×1 cm, tebalnya

sekitar 1/2 cm, dan beratnya sekitar 1/2 gr pada pria, dan sedikit lebih besar

pada wanita. Kelenjar ini terletak di dalam lekukan tulang sphenoid yang

disebut sella tursika, dibelakang kiasma optikum. Hipofisis memiliki dua

subdivisi, (1) adenohipofisis, pada bagian anterior, hasil perkembangan dari

evaginasi ektoderm dorsal atap faring embrionik (stomodeum), dan (2)

neurohipofisis, hasil perluasan diensefalon. Selanjutnya adenohipofisis dan

neurohipofisis menempel membentuk kelenjar tunggal.Secara topografis,

kelenjar ini merupakan salah satu yang paling dilindungi dan tidak terjangkau

dalam tubuh.Hipofisis dilapisi duramater dan dikelilingi oleh tulang kecuali

pada bagian infundibulum berhubungan dengan hipotalamus.1

Hipofisis mendapat perdarahan dari arteri karotis interna. Arteri

hipofisial superior memperdarahi pars tuberalis, infundibulum, dan

membentuk sistem pleksus kapiler primer pada bagian eminensia media. Arteri

hipofisial inferior terutama memperdarahi lobus posterior walau memberi

sedikit cabang ke lobus anterior. Aliran darah dari arteri hipofisial lalu akan

membentuk pleksus kapiler sekunder pada pars distalis dan berlanjut ke vena

portal hipofisial.1,2

Sekresi hormon hipofisis diregulasi oleh hipotalamus. Hipotalamus

sendiri mendapat input dari berbagai area otak dan feedback dari kelenjar lain.

Untuk mengatur kerja hipofisis, hipotalamus akan melepaskan messenger ke

pleksus kapiler primer eminensia media, kemudian dialirkan ke pleksus kapiler

sekunder pars distalis, disini hormon meninggalkan kapiler, menyampaikan

rangsang pada sel parenkim.

C. Kelenjar Tiroid

Kelenjar tiroid terletak di leher bagian depan tepat di bawah kartilago

krikoid, antara fasia koli media dan fasia prevertebralis. Di dalam ruang yang

sama juga terletak trakea, esofagus, pembuluh darah besar dan saraf. Kelenjar

tiroid melekat pada trakea dan melingkarinya dua pertiga sampai tiga perempat

lingkaran. Keempat kelenjar paratiroid umumnya terletak pada permukaan

belakang kelenjar tiroid.1

Pada orang dewasa berat tiroid kira-kira 18 gram. Terdapat dua lobus

kanan dan kiri yang dibatasi oleh isthmus. Masing-masing lobus memiliki

ketebalan 2 cm lebar 2,5 cm dan panjang 4 cm. Terdapat folikel dan para

folikuler. Mendapat sirkulasi dari arteri tiroidea superior dan inferior dan

dipersarafi oleh saraf adrenergik dan kolinergik. Pembuluh darah besar yang

terdapat dekat kelenjar tiroid adalah arteri karotis komunis dan arteri jugularis

interna. Sedangkan saraf yang ada adalah nervus vagus yang terletak bersama

di dalam sarung tertutup di laterodorsal tiroid. Nervus rekurens terletak di

dorsal tiroid sebelum masuk laring.1

D. Kelenjar Paratiroid

Kelenjar paratiroid tumbuh di dalam endoderm menempel pada bagian

anterior dan posterior kedua lobus kelenjar tiroid yang berjumlah 4 buah terdiri

dari chief cells dan oxyphill cells. Kelenjar paratiroid berwarna kekuningan

dan berukuran kurang lebih 3 x 3 x 2 mm dengan berat keseluruhan sampai

100 mg.

E. Kelenjar Pankreas

Kelenjar pankreas terletak di retroperitoneal rongga abdomen atas dan

terbentang horizontal dari cincin duodenal ke lien. Panjangnya sekitar 10-20

cm dan lebar 2,5-5 cm. Ukurannya kurang lebih lebar 5 cm, tebal 1-2 cm,

panjang sekitar 25 cm, dan beratnya sekitar 150 gr. Pankreas memiliki kapsul

jaringan ikat tipis yang membentuk septa, membagi pankreas menjadi lobus.

Pembuluh darah dan persarafan pankreas masuk melalui septa ini.1,2

Pankreas mendapat perdarahan dari arteri coeliaca, cabang langsung dari

aorta abdominalis. A.coeliaca bercabang, menjadi (1) a. hepatica komunis → a.

pancreaticoduodenalis superior → a. pacreaticoduodenalis superior anterior

dan posterior yang memperdarahi bagian kaput, kolom, dan korpus pankreas

dan (2) a. lienalis → rami pancreatici yang memperdarahi bagian korpus dan

kauda. Selanjutnya darah akan dialirkan ke v. pancreaticoduodenale dan v.

lienalis kemudian melalui sistem vena porta dan akhirnya bermuara ke vena

cava.1

Pankreas merupakan kelenjar yang memiliki fungsi eksokrin, yaitu

menghasilkan empedu dan fungsi endokrin, yaitu menghasilkan

hormon.Bagian endokrin pankreas tersusun atas aggregasi sel, disebut Pulau

Langerhans, jumlahnya sekitar satu juta, tersebar diantara asinus, dengan

kecenderungan lebih banyak pada bagian kauda. Setiap pulau Langerhans

berdiameter 75-150 mikron. Pulau langerhans tersusun atas sekitar 3000 sel

yang terdiri dari:

1. sel alfa (70%) → menghasilkan glukagon

2. sel beta (20%) → menghasilkan insulin

3. sel delta (5%) → menghasilkan somatostatin

4. sel G (1%) → menghasilkan gastrin

5. sel F atau sel PP (1%)→ menghasilkan polipeptida pankreas.1,2

F. Kelenjar Adrenal

Kelenjar adrenal atau suprarenal menempel pada kutub superior

ginjal.kelenjar adrenal kiri dan kanan tidak simetris pada sumbu tubuh,

kelenjar adrenal sebelah kanan lebih inferior, terletak tepat diatas ginjal, dan

bentuknya lebih piramid shape. Sementara kelenjar suprarenal kiri lebih

inferior, lebih kearah batas medial ginjal kiri, dan bentuknya lebih cressent

shape. Masing-masing berukuran tebal sekitar 1 cm, lebar apex sekitar 2 cm,

lebar basal sekitar 5 cm. beratnya antara 7-10 gr. Kelenjar ini dibagi menjadi

(1) bagian korteks yang mencakup 80-90% organ, terletak bagian luar, dan

berwarna kekuningan, dan (2) bagian medula yang terletak pada bagian dalam,

berwarna gelap. Keduanya memiliki fungsi endokrin, bagian korteks

memproduksi kortikosteroid (kortisol, kortikosteron) dari kolesterol, diregulasi

ACTH. Bagian medulla memproduksi epineprin dan norepineprin, diregulasi

saraf simpatis.1

Kelenjar adrenal terletak retroperitoneal, dibungkus kapsul jaringan ikat

dengan banyak jaringan adiposa.Kapsul jaringan ikat tersebut membentuk

septa karah parenkim yang masuk bersama pembuluh darah dan saraf.

Kelenjar suprarenal merupakan salah satu organ yang paling kaya

vaskularisasi. tiap kelenjar mendapat perdarahan dari tiga arteri yang berbeda:

(1) arteri phrenic inferior yang akan membentuk arteri suprarenal superior, (2)

aorta yang akan membentuk arteri suprarenal medial, dan (3) arteri renalis

yang akan membentuk arteri suprarenal inferior. Cabang-cabang ketiga arteri

tersebut membentuk pleksus subcapsular.Dari pleksus tersebut muncul arteri

kortikal pendek, selanjutnya membentuk sinusoid berpori, dan bermuara ke

pleksus vena suprarenal di medula.selanjutnya vena suprarenal kiri bermuara

ke vena renal kiri dan vena suprarenal kanan bermuara ke vena cava inferior.

selain arteri kortikal pendek, dari pleksus subcapsular, juga muncul arteri

kortikal panjang yang tidak bercabang. menembus korteks sampai medulla.1

2.2 Histologi Sistem Endokrin

Sistem endokrin merupakan koordinasi kerja yang terdiri atas sel, jaringan, dan

organ yang menghasilkan senyawa kimiawi dan disalurkan melalui sirkulasi darah.

Kelenjar endokrin sendiri merupakan kelenjar tanpa duktus yang tersusun dalam

bentuk pita (korda) dan kelompok yang dikelilingi oleh kapiler. Hormon yang

dihasilkan akan masuk ke dalam aliran darah dan akan berinteraksi dengan organ

atau sel sasaran dengan berikatan pada reseptor spesifik.3

1. KelenjarHipofisis

Hipofisis atau kelenkar pituitaria merupakan kelenjar endokrin utama yang

berperan penting menginisiasi pembentukan hormon oleh kelenjar endokrin lain.

Hipofisis sendiri terbagi menjadi dua bagian besar, hipofisis anterior (adenohipofisis)

dan hipofisis posterior (neurohipofisis). Adenohipofisis terbagi lagi menjadi

beberapa bagian yaitu pars distalis (bagian terbesar), pars intermedia yang

merupakan sisa kantung dan rudimenter pada manusia dan pars tuberalis yang

mengelilingi tangkai saraf. Adenohipofisis terhubung dengan hipotalamus otak

melalui pembuluh darah, dan neuron sekretorik di hipotalamus berakhir di pleksus

kapiler untuk melepaskan hormon. Hipotalamus menghasilkan hormon pelepas dan

hormon penghambat untuk adenohipofisis. Hormon pelepas atau penghambat

diangkut melalui sistem portal yang terbentuk dari venula kecil yang berhubungan

dengan pleksus kapiler sekunder di adenohipofisis. Berdasarkan pewarnaan, terdapat

tiga jenis sel yang ada pada adenohipofisis yaitu : asidofil, basofil, dan kromofob.

Asidofil dibagi lagi menjadi somatotrof dan mammotrof, somatotrof yang

mensekresikan somatotropin yaitu hormon pertumbuhan untuk metabolisme sel dan

pertumbuhan badan secara umum, serta merangsang hati untuk menghasilkan

somatomedin yang berperan dalam menambah panjang tulang, sedangkan

mammotrof berfungsi menghasilkan prolaktin yang merangsang perkembangan

kelenjar mammae. Kemudian basofil juga terbagi menjadi tirotrof yang

mengeluarkan thyroid-stimulating hormone (TSH) untuk merangsang hormon

kelenjar tiroid (tiroksin dan triidotironin), gonadotrof yang menyekresikan follicle-

stimulating hormone (FSH) dan luteinizing hormone (LH), dan kortikotrof yang

mengeluarkan hormon adrenokortikotropik (ACTH) untuk mengatur fungsi korteks

adrenal. Pada bagian lain, neurohipofisis juga terbagi menjadi tiga bagian, eminentia

mediana, infundibulum dan pars nervosa (bagian terbesar dan terdiri atas akson yang

tidak bermielin dan pituisit). Neurohipofisis tidak memiliki sel sekretorik dan

menerima hormon yang telah disintesis oleh neuron sekretorik yang terletak di

hipotalamus otak (oksitosin dan vasopresin).3

2. Kelenjar Tiroid

Kelenjar tiroid terletak di leher depan dan terdiri dari dua lobus besar yang

saling berhubungan dan masing-masing terdiri dari folikel-folikel yang dikelilingi

oleh sel folikular yang mengisi lumen dengan substansi koloid gelatinosa. Koloid

mengandung tiroglobulin, suatu bentuk simpanan hormontiroid teriodinasi yang

tidak aktif. Sel folikular dikontrol oleh thyroid-stimulating hormone (TSH) yang

pada saatkadar hormon tiroid rendah akan merangsang pelepasan TSH dari

adenohipofisis dan menyebabkan iodida diserap dari darah yang kemudian

dioksidasi menjadi iodium, dan diangkut ke dalam lumen folikel dimana iodium

akan berikatan dengan gugus tirosin untuk membentuk tiroglobulin teriodinasi

Triiodotironin dan tetraiodotironin yang merupakan hormon kelenjar tiroid utama

dan berfungsi meningkatkan laju metabolik, pertumbuhan, diferensiasi, dan

perkembangan tubuh. Pelepasan hormon tiroid tersebut mencakup endositosis

tiroglobulin dan hidrolisis tiroglobulin. Sel parafolikular terletak di tepi folikel

kelenjar tiroid dan berfungsi menyekresi kalsitonin untuk menurunkan kalsium darah

dengan mengurangi jumlah osteoklas,sel parafolikular bekerja tanpa bergantung

pada hormon kelenjar pituitaria, namun bergantung pada kadar kalsium dalam

darah.3

3. KelenjarParatiroid

Kelenjar paratiroid terletak di permukaan posterior kelenjar tiroid dan sel-

selnya tidak tersusun membentuk folikel, tetapi membentuk pita (korda) atau

kelompok. Kelenjar paratiroid terdiri dari dua jenis sel, sel prinsipalis (chief ceII) dan

sel oksifil. Sel prinsipalis berfungsi menghasilkan hormon paratiroid (parathormon)

yang fungsi utamanya adalah mempertahankan kadar kalsium yang sesuai dengan

mengimbangi kerja kalsitonin.Hormon paratiroid merangsang osteoklas dan

meningkatkan aktivitasnya untuk melepaskan lebih banyak kalsiumke dalam darah.

Hormon paratiroid menyebabkan ginjal dan ususmengabsorpsi dan menahan lebih

banyak kalsium tetap pada aliran darah.Pelepasan hormon bergantung pada kadar

kalsium dalam darah dan bukannya hormon pituitaria. Sedangkan fungsi sel oksifil

masih belum jelas.3

4. Kelenjar Adrenal

Terletak di kutub superior masing-masing ginjal dan memiliki asal

embriologik, struktur, dan fungsi yang berbeda. Kelenjar adrenal dibungkus oleh

kapsul jaringan ikat dan terdiri dari korteks di sebelah luar dan medula di sebelah

dalam.Kelenjar adrenal dikelilingi oleh kapiler berfenestra dan pembuluh darah besar

yang terdapat di seluruh bagian. Korteks dibagi lagi menjadi tiga zona: zona

glomerulosa, zona fasciculata, dan zona reticularis. Korteks adrenal di bawah

pengaruh langsung ACTH dari kelenjar pituitaria untuk melepaskan tiga jenis

hormon steroid: mineralokortikoid, glukokortikoid, dan androgen. Sel-sel di zona

glomerulosa menyekresi mineralokortikoid terutama aldosteron, pelepasan

aldosteron disebabkan oleh penurunan tekanan darah arteri dan kadar natrium yang

rendah danaldosteron meningkatkan reabsorpsi natrium serta meningkatkan retensi

air oleh tubulus kontortus distal sehingga peningkatan volume cairan meningkatkan

tekanan darah dan menghambat pelepasan lebih lanjut aldosteron. Sel-sel di zona

fasciculata menyekresi glukokortikoid, dengan kortisol dan kortison adalah bentuk

yang palingpenting. Glukokortikoid dilepaskan sebagai respons terhadap stres,

meningkatkan metabolisme dan kadar glukosa, danmenekan respons peradangan,

sedangkan sel-sel dizonareticularis menghasilkan androgen lemah. Bagian medula

adrenal terdiri atas neuron simpatis pascaganglionikyang mengalami modifikasi

menjadi sel sekretorik dan kerjanya dikontrol oleh divisi simpatis sistem saraf

otonom, bukan oleh kelenjar pituitaria. Sel tersebut mengandung katekolamin

(epinefrin dan norepinefrin) dan berespons terhadap stres akut yang akan

mempersiapkan individu untuk respons fight atau flight dengan mengaktifkan

penggunaan energi dan upaya fisik yang maksimal.3

2.3 Pembentukan Kelenjar Endokrin

Pembentukan kelenjar berasal dari sel epitel di lamina basal yang

berproliferasi lalu menginvasi ke bagian bawah. Kelenjar endokrin terbentuk

dari sel-sel pita yang kemudian akan terpisah lalu bergabung bersama

pembuluh darah.4

2.4 Kelenjar Endokrin

Tabel 2.4.1 Klasifikasi Kelenjar Endokrin5

Kelenjar

endokrin

Hormon Sel sasaran Fungsi

Hipotalamus

Releasing hormone

dan inhibiting

hormone (TRH,

CRH, GnRH,

GHRH, GHIH,

PRH, PIH)

Hipofisis anterior

Mengontrol

pengeluaran

hormon hipofisis

anterior

Hipofisis

posterior

vasopresin

arteriolUntuk

vasokontriksi

Tubulus ginjalUntuk reabsopsi

H2O

Oksitosin

uterusMeningkatkan

kontraktilitas

Kelenjar mamariaUntuk

penyemprotan susu

Hipofisis anterior Thyroid stimulating

hormone (TSH)Sel folikel tiroid

Merangsang sekresi

T3 dan T4

Adrenocorticotropic

hormone (ACTH)

Zona fasikulata

dan retikularis

korteks adrenal

Merangsang sekresi

kortisol

Hormon

pertumbuhan

Tulang dan

jaringan lunak

Merangsang

pertumbuhan

tulang dan jaringan

lunak

hatiMerangsang sekresi

somatomedin

Follicle stimulating

hormon (FSH)

Wanita

Folikel ovarium

Untuk

pertumbuhan dan

perkembangan

folikel

Pria

Tubulus

seminiferus

ditestis

Merangsang

produksi sperma

Luteinizing hormone

(LH)/interstitial cell

stimulating hormone

(ICSH)

Wanita

Folikel ovarium

dan korpus

luteum

Merangsang

ovulasi,

perkembangan

korpus luteum dan

sekresi esterogen

dan progesteron

Pria

Sel interstisium

leydig di testis

Merangsang sekresi

testosteron

prolaktin

Wanita

Kelenjar mamaria

Merangsang

perkembangan

payudara dan

merangsang sekresi

susu

Pria Tidak jelas

Selfolikel

kelenjar tiroid

Tetraiodotironin (T4

atau tirosin dan

triiodotironin (T3)

Sebagian besar sel

Meningkatkan laju

metabolik

Sel C kelenjar

tiroidkalsitonin tulang

Menurunkan

konsentrasi ca 2+

plasma

Zona

glomerulosa

Korteks adrenal

Aldosteron Tubulus ginjal

Meningkatkan

reabsorpsi na+ dan

K+

Zona fasikulata

dan retikularis

Korteks adrenal kortisol Sebagian besar sel

Meningkatkan

glukosa darah dan

mengorbankan

simpanan lemak

dan protein

androgen Wanita Berperan dalam

Otak dan tulang

lonjakan

pertumbuhan masa

pubertas dan

dorongan seks pada

wanita

Medula adrenalEpinefrin dan

norepinefrin

Reseptor simpatis

diseluruh tubuh

Memperkuat sistem

saraf simpatis.

Berperan dalam

adaptasi setres dan

regulasi tekanan

darah

Pankreas

Insulin Sebagian besar selMenurunkan

glukosa darah

Glukagon Sebagian besar selMeningkatkan

glukosa darah

Somastostatin

Sistem

pencernaan

Menghambat

pencernaan dan

penyerapan nutrisi

Sel islet pankreas

Menghambat

sekresi hormon

pankreas

ParatiroidHormon paratiroid

(PTH)

Tulang, ginjal,

usus

Mengkatkan

konsentrasi Ca

plasma dan

merangsang

pengaktifan vit D

Ovarium esterogen

Organ seks wanita

Rerangsang

perkembangan

folikel dan

perkembangan

karakteristik seks

skunder

Tulang Mendorong

penutupan lempeng

epifisis

progesteron Uterus

Mempersiapkan

organ ini untuk

kehamilan

Testis Testosteron

Organ seks pria

dan tubuh

Merangsang

produksi sperma,

menimbulkan

dorongan seks dan

untuk

perkembangan seks

skunder

Tulang

Meningkatkan

lonjakan

pertumbuhan masa

pubertas,

mendorong

penutupan lempeng

epifisis

2.5 Perbedaan Metabolisme, Anabolisme, Katabolisme

Metabolisme adalah semua proses kimiawi yang terjadi dalam tubuh makhluk

hidup. Metabolisme berasal dari bahasa Yunani yaitu dari kata metabole yang artinya

berubah. Berubah di sini memiliki dua pengertian. Pertama, berubah menjadi

senyawa yang lebih kompleks disebut anabolisme, asimilasi, atau sintesis. Kedua,

berubah menjadi senyawa yang lebih sederhana disebut katabolisme atau disimilasi.

Dengan demikian metabolisme meliputi dua macam reaksi, yaitu anabolisme dan

katabolisme.Proses metabolisme ini melibatkan berbagai reaksi kimia dengan

sejumlah energi yang menyertainya. Metabolisme dalam makhluk hidup dapat

dibedakan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme.

Katabolisme merupakan proses penguraian atau pemecahan senyawa organik

kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana. Pada Proses katabolisme

ini terjadi pelepasan energi yang merupakan hasil dari pemecahan senyawa-senyawa

organik kompleks tersebut. Pada makhluk hidup, proses katabolisme ini meliputi

respirasi dan fermentasi. Misalnya pengubahan karbohidrat menjadi CO2 dan H2O

dalam proses respirasi. Proses ini menghasilkan energi bebas sehingga disebut reaksi

eksergonik.

Respirasi dibedakan menjadi dua macam, yaitu respirasi aerob dan anaerob.

Respirasi aerob terdiri dari beberapa tahapan yaitu:

1. Glikolisis merupakan proses yang mengubah glukosa menjadi asam piruvat.

2. Siklus krebs merupakan proses yang mengubah asam piruvat menjadi co2 dan

adenosin trifosfat, atp.

3. Sistem transpor elektron.

Fermentasi atau respirasi anaerob merupakan pemecahan molekul tanpa

bantuan oksigen bebas. Pada umumnya fermentasi dilakukan dengan bantuan

mikroorganisme. Fermentasi terdiri dari  tiga macam, yaitu fermentasi alkohol,

fermentasi asam laktat, dan fermentasi asam cuka.6

Anabolisme merupakan proses pembentukan atau penyusunan atau sintesis

senyawa organik sederhana menjadi senyawa makromolekul yang lebih kompleks.

Jadi, proses dasarnya, Proses anabolisme merupakan kebalikan dari proses

katabolisme. Makromolekul yang dimaksud misalnya komponen sel seperti protein,

karbohidrat, lemak, dan asam nukleat. Oleh karena proses pembentukannya

memerlukan energi bebas maka reaksinya disebut reaksi endergonik. Anabolisme

dapat terjadi melalui proses fotosintesis dan kemosintesis. Sintesis dari zat makanan

memerlukan bahan dasar yaitu karbon dioksida, CO2, air, H2O, dan energi. Jika

energinya berasal dari cahaya, prosesnya disebut sebagai fotosintesis, sedangkan,

jika energinya berasal dari zat kimia, maka prosesnya disebut sebagai kemosintesis.

Proses Fotosintesis pada tumbuhan melibatkan dua tahapan, yaitu reaksi terang

dan reaksi gelap. Pada reaksi terang terjadi lintas elektron siklik atau lintas elektron

nonsiklik. Hal ini tergantung pada panjang gelombang cahaya yang mengenai

kloroplas. Pada reaksi terang dihasilkan ATP dan Nicotinamide Adenine

Dinucleotide Phosphate, NADPH, yang disertai dengan terjadi pemecahan air.

Sedangkan Pada reaksi gelap akan terjadi pengikatan gas karbon dioksida yang

disertai dengan dihasilkannya karbohidrat.6

2.6 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Metabolisme

Metabolisme adalah semua proses kimiawi yang terjadi dalam tubuh makhluk

hidup. Metabolisme berasal dari bahasa Yunani yaitu dari kata metabole yang artinya

berubah. Berubah di sini memiliki dua pengertian. Pertama, berubah menjadi

senyawa yang lebih kompleks disebut anabolisme, asimilasi, atau sintesis. Kedua,

berubah menjadi senyawa yang lebih sederhana disebut katabolisme atau disimilasi.

Dengan demikian metabolisme meliputi dua macam reaksi, yaitu anabolisme dan

katabolisme.Proses metabolisme ini melibatkan berbagai reaksi kimia dengan

sejumlah energi yang menyertainya. Metabolisme dalam makhluk hidup dapat

dibedakan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme.7

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses metabolisme adalah sebagai berikut :

1. Makanan ( asupan energi)

Makanan kaya protein akan lebih meningkatkan BMR daripada makanan yang

mengandung kaya lipid atau kaya karbohidrat. Hal ini mungkin terjadi karena

deaminasi asam amina terjadi relatif lebih cepat.

2. Status hormon tiroid

Hormon tiroid meningkatkan konsumsi oksigen, sintesis protein, dan degradasi

yang merupakan aktivitas termogenesis. Peningkatan BMR merupakan

merupakan hal yang klasik pada hipertiroid dan menurun pada penurunan tiroid.

3. Latihan

Latihan membutuhkan kalori ekstra dari makanan. Jika selain makanan lebih

banyak mengandung energi maka berat badan akan meningkat. Jika penggunaan

lebih banyak dari yang tersedia dalam makanan, maka tubuh akan memakai

simpanan lemak yang akan memungkinkan terjadi penurunan berat badan.

4. Umur

BMR seorang anak umumnya lebih tinggi daripada orang dewasa karena anak

banyak memerlukan energi. Wanita hamil dan menyusui juga memiliki BMR

yang tinggi. Demam meningkatan BMR, orang yang berotot memilki BMR lebih

tinggi orang yang gemuk.7

2.7 Metabolisme Absorptif

2.8 Metabolisme Post Absorptif

Keadaan pasca absorptive atau puasa terjadi ketika tidak ada nutrient yang

diserap dari saluran cerna, selama keadaan ini simpanan energi endogen dimobilisasi

untuk menghasilkan energi, sementara glukogenesis dan penghematan glukosa

mempertahankan kadar glukosa untuk memberi asupan bagi otak. Simpanan ini

dikatabolisasi masing-masing untuk membentuk glukosa dan menghasilkan energi.1

Pada keadaan puasa terjadi penurunan ringan kadar glukosa plasma, kemudian

perubahan kecil sewaktu berlanjut menjadi kelaparan. Asam lemak bebas plasma

bertambah pada saat puasa, sewaktu puasa berlanjut kadar plasma badan keton

(asetoasetat dan β-hidroksibutirat) sangat meningkat. Pada keadaan puasa, kadar

glukosa di darah porta menurun, sekresi insulin menurun dan otot rangka serta

jaringan lemak menyerap lebih sedikit glukosa. Terjadi peningkatan sekresi glucagon

oleh sel α pankreas menghambat glikogen sintase, dan mengaktifkan glikogen

fosforilase dihati. Glukosa 6-fosfat yang terbentuk kemudian dihidrolisis oleh

glukosa 6-fosfatase, dan glukosa dibebaskan ke dalam aliran darah untuk digunakan

oleh otak dan eritrosit.2

Glikogen otot tidak dapat memberi kontribusi langsung bagi glukosa plasma

karena otot tidak memiliki glukosa 6-fosfatase, dan kegunaan utama glikogen otot

adalah menyediakan suatu sumber energy bagi glukosa 6-fosfat untuk metabolism di

otot itu sendiri. Namun, asetil-KoA yang terbentuk melalui oksidasi asam lemak di

otot menghambat piruvat dihidrogenase yang menyebabkan akumulasi piruvat.

Sebagian besar piruvat ini mengalami transaminasi menjadi alanin, dengan

mengorbankan asam amino yang berasal dari penguraian cadangan protein yang

terbentuk pada keadaan kenyang. Alanin dan sejumlah besar asam-asam keto yang

dihasilkan dari transaminasi ini dikeluarkan dari otot dan diserap oleh hati tempat

alanin mengalami transaminasi untuk menghasilkan piruvat. Asam-asam amino yang

terbentuk sebagian besar diekspor kembali ke otot dan menyediakan gugus amino

untuk membentuk lebih banyak alanin, sementara piruvat adalah substrat utama

untuk glukoneogenesis di hati. 2

Di jaringan adiposa penurunan insulin dan peningkatan glucagon

menyebabkan terhambatnya lipogenesis, inaktivasi lipoprotein lipase dan

pengaktifan lipasepeka-hormon intrasel. Hal ini menyebabkan peningkatan gliserol

(yaitu substrat glukoneogenesis di hati) dan asam lemak bebas dari jaringan adiposa

yang digunakan oleh hati, jantung dan otot rangka sebagai bahan bakar metabolik

yang lebih disukai sehingga glukosa dapat dihemat. 2

Gambar 1. Fase puasa atau pasca absorptive selama 12 jam

Meskipun dalam keadaan puasa otot cenderung menyerap dan memetabolisme

asam lemak, namun jaringan ini tidak dapat memenuhi semua kebutuhan energinya

melalui oksidasi-β. Sebaliknya, hati memiliki kapisitas lebih besar untuk oksidasi-β

daripada kapasitas yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan energinya sendiri.

Ketika keadaan puasa berlanjut, hati membentuk lebih banyak asetil-KoA daripada

yanh dapat dioksidasinya. Asetil-KoA ini digunakan untuk membentuk badan keton,

yaitu bahan bakar metabolik utama untuk otot rangka dan jantung serta dapat

memenuhi sebagian kebutuhan energi otak. 2

Gambar 2. Perubahan relative pada parameter metabolic selama puasa atau

pasca absorptif

1. Sumber : Sherwood, Lauralee. Fisiologi Manusia : dari sel ke sistem.

Edisi ke 6. Jakarta : EGC; 2011.

2. Murray RK, Bender DA, Botham KM, Kenelly PJ, Rodwell VW, Well

PA. Ilustrasi Biokimia Harper. Edisi ke 28. The McGraw-Hill

Companies;

2.9 Metabolisme Karbohidrat

Karbohidrat merupakan sumber utama energi (kalori) dalam tubuh yang

berasal dari makanan. Sekitar 70 – 80% karbohidrat didapatkan melalui intake

makanan. Karbohidrat berfungsi sebagai sumber energi untuk metabolisme.

Kebanyakan karbohidrat dalam makanan diserap ke dalam aliran darah sebagai

glukosa. Fruktosa dan galaktosa setelah diserap di usus akan dibawa ke hati untuk

diubah menjadi glukosa.

1. Glikolisis

Glikolisis merupakan jalur utama metabolisme glukosa, terjadi di sitosol

semua sel. Jalur ini bisa berfungsi baik dalam keadaan aerob maupun anaerob,

bergantung ada tidaknya oksigen dan rantai transpor elektron. Sel darah merah tidak

punya mitokondria sehingga bergantung penuh pada glukosa untuk bahan bakar

metabolik, dan memetabolisme glukosa melalui glikolisis anaerob.

Gambar 2.9.1 Proses Glikolisis

Proses glikolisis:

a. Glukosa masuk ke siklus glikolisis melalui fosforilasi, diberi donor fosfat

dari ATP sehingga menjadi glukosa 6-fosfat. Proses ini dikatalis oleh

heksokinase. Glukosa 6-fosfat ini penting karena berada di pertemuan

beberapa jalur metabolik yaitu glikolisis, glukoneogenesis, jalur pentosa

fosfat, glikogenesis, dan glikogenolisis. Selanjutnya glukosa 6-fosfat diubah

menjadi fruktosa 6-fosfat dengan bantuan fosfoheksosa isomerase. Lalu

mendapat donor fosfat dari ATP lagi sehingga berubah lagi menjadi fruktosa

1,6-bifosfat yang dibantu enzim fosfofruktokinase.

b. Fruktosa 1,6-bifosfat akan dipecah oleh enzim aldolase menjadi dua molekul

Phospophogliseraldehide (PGAL), yaitu dihidroksiaseton fosfat dan

gliseraldehida 3-fosfat yang bisa saling terkonversi. Glikolisis berlanjut

dengan oksidasi gliseraldehida 3-fosfat/PGAL menjadi 1,3-bifosfogliserat

dibantu enzim gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase bersifat dependen-NAD.

Proses oksidasi di sini bakal mengeluarkan hidrogen yang dipindahkan ke

NAD+ sehingga nantinya menghasilkan 2 NADH.

c. Dalam reaksi berikutnya dikatalis oleh fosfogliserat kinase, fosfat pada 1,3-

bifosfogliserat dipindahkan ke ADP sehingga terbentuk ATP dan 3-

fosfogliserat. Karena satu molekul glukosa menghasilkan dua PGAL, maka

pada tahap ini dihasilkan dua molekul ATP. Lalu 3-fosfogliserat mengalami

isomerisasi menjadi 2 fosfogliserat oleh fosfogliserat kinase.

d. Langkah berikutnya dikatalis oleh enolase membentuk fosfoenolpiruvat.

Fosfat pada fosfoenolpiruvat akan dipindahkan ke ADP oleh piruvat kinase

untuk membentuk dua molekul ATP per satu mol glukosa dan menyisakan

produk akhir 2 molekul piruvat. Piruvat ini nantinya akan memasuki siklus

krebs.

Glikolisis 1 molekul glukosa memerlukan 2 molekul ATP dan menghasilkan 4

Molekul ATP + 2 molekul NADH sehingga hasil bersihnya adalah 2 molekul ATP +

2 molekul NADH. Glikolisis anaerob berlangsung pada kondisi miskin oksigen di

semua sel dan di sel darah merah. Pada glikolisis aerob, piruvat akan diserap ke

dalam mitokondria. Apabila kondisinya anaerob, NADH yang dihasilkan tidak dapat

direoksidasi ke siklus krebs. Piruvat yang dihasilkan akan direduksi oleh NADH

menjadi laktat dengan bantuan enzim laktat dehidrogenase. Reoksidasi NADH

melalui pembentukan laktat memungkinkan glikolisis berlangsung tanpa oksigen

dengan menghasilkan cukup NAD+ untuk siklus berikutnya dari reaksi yang dikatalis

oleh gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase.

Gambar 2.9.2 proses glikolisis 2

Glikolisis di sel darah merah selalu menghasilkan laktat karena reaksi-reaksi

selanjutnya pada oksidasi piruvat berlangsung di mitokondria, dan sel darah merah

tidak memiliki mitokondria.

Di eritrosit, reaksi yang dikatalis oleh fosfogliserat kinase dapat dipintas oleh

reaksi bifosfogliserat mutase, yang mengkatalisis perubahan 1,3-bifosfogliserat

menjadi 2,3-bifosfogliserat, dan diikuti oleh hidrolisis menjadi 3-fosfogliserat dan Pi,

yang dikatalisis oleh 2,3-bifosfogliserat fosfatase. Jalur alternatif ini tidak

menghasilkan ATP dari glikolisis.

Namun, jalur ini berfungsi menyediakan 2,3–bifosfogliserat, yang berikatan

dengan hemoglobin dan menurunkan afinitasnya terhadap oksigen sehingga oksigen

lebih mudah disalurkan ke jaringan.

2. Dekarboksilasi Oksidatif Piruvat – Asetil KoA

Untuk mengubah piruvat menjadi Asetil KoA yang akan jadi bahan bakar jalur

metabolik bersama (siklus krebs). Dikatalisis oleh piruvat dehidrogenase,

koenzimnya (kofaktor, senyawa non protein yang ikut serta dalam proses katalitik)

ada 5 yaitu: coenzim A (KoA), asam lipoat, tiamin pirofosphat (TPP), flavin adenine

dinukleotida (FAD), niasinamid adenin dinukeotida (NAD).1

a. Siklus Krebs (citric acid cycle, tricarboxylic acid cycle)

Siklus ini terjadi di dalam matriks mitokondria. Merupakan jalur

metabolisme bersama untuk oksidasi karbohidrat, lemak dan protein. Gugus

asetil menjadi bahan bakar utamanya, disebut jalur bersama, karena gugus

asetil yang menjadi bahan bakar utamanya ini bisa dari jalur metabolisme

sebelumnya, yaitu dari: oksidasi asam lemak, glikolisis, oksidasi badan

keton, oksidasi etanol, dan jalur oksidatif masing-masing asam amino.

Siklus Krebs juga berperan dalam glukoneogenesis, transaminasi/deaminasi

asam amino, lipogenesis. Peran amfibolik siklus krebs: siklus krebs

memiliki peran anabolik dan katabolik.

Gambar 2.9.3. Proses Dekarboksilasi Oksidatif Piruvat

Pertama-tama, asetil ko-A hasil dari reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif)

masuk ke dalam siklus dan bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk

asam sitrat. Setelah "mengantar" asetil masuk ke dalam siklus Krebs, ko-A

memisahkan diri dari asetil dan keluar dari siklus. Kemudian, asam sitrat

mengalami pengurangan dan penambahan satu molekul air sehingga terbentuk

asam isositrat. Lalu, asam isositrat mengalami oksidasi dengan melepas ion

H+, yang kemudian mereduksi NAD+ menjadi NADH, dan melepaskan satu

molekul (CO2) dan membentuk asam a-ketoglutarat (baca: asam alpha

ketoglutarat). Setelah itu, asam a-ketoglutarat kembali melepaskan satu

molekul (CO2), dan teroksidasi dengan melepaskan satu ion H+ yang kembali

mereduksi NAD+ menjadi NADH. Selain itu, asam a-ketoglutarat

mendapatkan tambahan satu ko-A dan membentuk suksinil ko-A. Setelah

terbentuk suksinil ko-A, molekul ko-A kembali meninggalkan siklus, sehingga

terbentuk asam suksinat. Pelepasan ko-A dan perubahan suksinil ko-A menjadi

asam suksinat menghasilkan cukup energi untuk menggabungkan satu molekul

ADP dan satu gugus fosfat anorganik menjadi satu molekul ATP. Kemudian,

asam suksinat mengalami oksidasi dan melepaskan dua ion H+, yang kemudian

diterima oleh FAD dan membentuk FADH2, dan terbentuklah asam fumarat.

Gambar 2.9.4. Siklus Krebs

Satu molekul air kemudian ditambahkan ke asam fumarat dan menyebabkan

perubahan susunan (ikatan) substrat pada asam fumarat, karena itu asam

fumarat berubah menjadi asam malat. Terakhir, asam malat mengalami

oksidasi dan kembali melepaskan satu ion H+, yang kemudian diterima oleh

NAD+ dan membentuk NADH, dan asam oksaloasetat kembali terbentuk.

Asam oksaloasetat ini kemudian akan kembali mengikat asetil ko-A dan

kembali menjalani siklus Krebs.

Dari siklus Krebs ini, dari setiap molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP, 6

NADH, 2 FADH2, dan 4 CO2. Selanjutnya, molekul NADH dan FADH2 yang

terbentuk akan menjalani rangkaian terakhir respirasi aerob, yaitu rantai

transpor elektron.

Ada proses lain yang dapat menghasilkan karbohidrat yaitu sebagai berikut :

a. Glikogenolisis hati

Glikogen diubah menjadi glukosa (Glikogen ® G 1P ® G 6 P ® glukosa).

Glikogen hati berfungsi sebagai penyokong glukosa darah dalam keadaan

puasa atau saat kebutuhan sangat meningkat (misal olahraga). Penguraian

glikogen hati diaktifkan oleh epinefrin, dilepaskan sebagai respon terhadap

olahraga, hipoglikemia, atau situasi stress lainnya dimana terjadi

peningkatan kebutuhan yang segera akan glukosa darah. Epinefrin bekerja

melalui 2 reseptor, reseptor α dan β. Pembentukan dan penguraian glikogen

di hati di atur oleh glukagon dan insulin.1

Gambar 2.9.5. Glikogenolisis pada hepar

b. Glikogenolisis otot

Hasil akhir: glucose 6-P – karena otot tidak mengandung enzim G-6Pase,

jadi mengubah menjadi glukosanya melewati jalur glikolitik. Ada sedikit

perbedaan glikogenolisis di hati dan di otot, di otot rangka, glukagon tidak

mempunyai efek terhadap otot, sehingga kadar glikogen dalam otot tidak

berubah-ubah mengikuti keadaan puasa/makan. Glikogenolisis di otot ini

diaktifkan oleh epinefrin.

c. Glukoneogenesis

Terjadi bila tidak terdapat cukup KH dalam makanan. Glukoneogenesis

menggunakan reaksi reversibelnya glikolisis, ditambah 3 reaksi tambahan yg

melewati langkah-langkah irreversible.

Jaringan yang paling aktif - hati, ginjal. Pada keadaan kelaparan ekstrim,

korteks ginjal juga dapat membentuk glukosa, sebagian besar glukosa yang

dihasilkan oleh korteks ginjal digunakan oleh medulla ginjal, tetapi sebagian

glukosa dapat masuk ke dalam aliran darah.

1. Sumber : Murray RK, et al. Harper’s Ilustrated Biochemistry. 21th

Edition. New York: McGraw-Hill; 2003.

2.10 Metabolisme Lipid

Lipid adalah segolongan senyawa dengan rumus kimia [CH3-(CH2)n-COOH]

yang bersifat tidak larut dalam air, tapi larut dalam pelarut organik. Sebagian besar

lemak yang terdapat di dalam tubuh akan masuk ke dalam kategori asam lemak dan

triasilgliserol; gliserolfosfolipid dan sfingolipid; eikosanoid (akan membentuk

prostaglandin, leukotrien dan tromboksan); kolesterol, garam empedu, dan hormon

steroid; serta vitamin larut lemak. Asam lemak berperan sebagai bahan bakar untuk

menyediakan energi. Asam lemak disimpan dalam bentuk triasilgliserol (TAG).

Sintesis asam lemak terutama terjadi di hati dan jaringan adiposa (di sitosol),

dengan glukosasebagai sumber utama karbon. Sintesis asam lemak distimulasi oleh

rasio insulin/glukagon sesudah makan. Melalui glikolisis, glukosa diubah menjadi

piruvat yang kemudian masuk ke dalam mitokondria, membentuk asetil-KoA dan

oksaoasetat. Kedua senyawa ini bergabung membentuk sitrat. Sitrat diangkut ke

sitosol, tempat zat ini diurai untuk membentuk asetil KoA, sumber karbon untuk

sintesis asam lemak pada enzim kompleks asam lemak sintase.

Dalam proses sintesis asam lemak, terjadi kondensasi unit-unit yang terdiri dari

2 karbon, sehingga seolah-olah merupakan kebalikan dari pemecahan asam lemak

(oksidasi β). Hanya saja, molekul dengan 2 karbon yang mengalami kondensasi

disebut dengan malonil-KoA, yang dibentuk dari asetil-KoA menggunakan enzim

asetil KoA karboksilase. Rantai asam lemak yang sedang terbentuk melekat ke

kompleks asam lemak sintase di sitosol. Rantai asam lemak ini diperpanjang melalui

penambahan secara bersambungan unit-unit 2 karbon yang disediakan oleh malonil-

KoA. NADPH diperlukan sebagai ekuivalen pereduksi dalam reaksi tersebut. Ketika

mencapai panjang 16 karbon, rantai asam lemak ini dibebaskan sebagai palmitat.

Setelah diaktifkan, palmitat dapat diperpanjang atau mengalami denaturasi untuk

membentuk serangkaian asam lemak (diubah menjadi asam lemak lain).

Sintesis TAG (triasilgliserol) terutama terjadi di hati dan jaringan adiposa,

melalui jalur yang memiliki zat antara asam fosfatidat. Komponen gliserol TAG

berasal dari gliserol 3-fosfat (gliserol 3-P). Gliserol 3-P berasal dari sumber yang

berbeda di hati dan di jaringan adiposa. Di hati, gliserol 3-fosfat dihasilkan dari

fosforilasi gliserol oleh gliserol kinase, atau dari reduksi dihidroksiaseton fosfoat

yang berasal dari glikolisis. Jaringan adiposa tidak memiliki gliserol kinase, sehingga

hanya dapat menghasilkan gliserol 3-fosfat dari glukosa. Oleh karena itu, jaringan

adiposa hanya dapat menyimpan asam lemak apabila terjadi pengaktifan glikolisis,

yakni pada keadaan kenyang/sudah makan.

Triasilgliserol yang dibentuk di retikulum endoplasma halus hati kemudian

dikemas bersama dengan kolesterol, fosfolipid, dan protein, membentuk VLDL.

VLDL (Very Low Density Lipoprotein) kemudian disekresikan ke darah untuk

kemudian diambil oleh jaringan lain. Sedangkan TAG yang dibentuk di jaringan

adiposa disimpan di jaringan tersebut untuk kemudian dipecah ketika diperlukan.

Penyimpanan triasilgliserol di jaringan adiposa; pada keadaan sesudah makan

(insulin tinggi), sel-sel lemak mensekresi lipoprotein lipase (LPL) dan

mensekresinya ke kapiler jaringan adiposa. LPL ini memecah TAG dalam

kilomikron dan VLDL menghasilkan asam lemak dan gliserol.

1. Asam lemak masuk ke sel adiposa bergabung dengan gliserol 3-P (dari

pemecahan glukosa) TAG di adipose meningkat

2. Jaringan adiposa tidak dapat menggunakan gliserol hasil pemecahan TAG karena

tidak memiliki gliserokinase, sehingga gliserol diangkut ke hati untuk disintesis

menjadi TAG.

3. Asam lemak dalam TAG adiposa berasal dari lipid makanan (kilomikron) atau

karbohidrat makanan (VLDL). Kelebihan protein makanan juga dapat digunakan

untuk membentuk asam lemak untuk sintesis VLDL.

Pada Keadaan Puasa

1. Penurunan insulin (↓) dan peningkatan glukagon (↑) menyebabkan kadar cAMP

di adiposit meningkat (↑) aktivitas lipase peka hormon (HSL) meningkat (↑)

merangsang lipolisis di jaringan adiposa

2. HSL (= lipase TAG adipose / lipase peka-hormon) memecah TAG adiposa

asam lemak + gliserol dilepaskan ke dalam darah darah:

a. Asam lemak bersirkulasi dalam darah dan berbentuk kompleks dengan

albumin masuk ke sel otot dan jaringan lain dioksidasi menjadi CO2 dan

air untuk menghasilkan energi.

b. Gliserol kembali ke hati digunakan sebagai sumber karbon untuk

glukoneogenesis

Pada Keadaan Puasa Lama / Kelaparan

Asetil-KoA (hasil oksidasi-ß as lemak) menumpuk diubah jadi benda keton

di hati dilepaskan ke darah masuk ke jaringan dioksidasi untuk

menghasilkan energi

Sumber :Tao. L, Kendall K. Sinopsis Organ System Endokrinologi.

2013. Jakarta: KARISMA Publishing Group.

2.11 Metabolisme Protein

Protein juga disebut polipeptida. Tersusun dari asam-asam amino yang

bergandengan, dihubungkan oleh ikatan peptida. Kemudian beberapa rantai peptida

tersebut dipertahankan lipatan dan lilitannya untuk tetap dalam bentuknya melalui

ikatan hidrogen. Ciri dari protein adalah terdapatnya 1 gugus asam (-COOH) dan 1

atom nitrogen yang melekat pada molekul (-NH2).1,3

Secara relatif hanya sedikit protein yang ada dalam peredaran darah. Golongan

terbesar protein adalah protein jaringan, protein kontraktil, nukleoprotein yang

berwujud gen. Semua protein manusia dibangun dari 20 macam asam amino,

bervariasi dalam panjang rantai, urutan asam amino dan kandungannya

berkombinasi, memungkinkan tersusun molekul protein yang berbeda-beda.1,3

1. Degradasi protein menjadi asam amino

Degradasi protein merupakan suatu proses pemecahan protein dari ikatan-ikatan

yang terdapat di dalamnya. Pemecahan ini digunakan untuk membentuk energi dari

protein dan terjadi hampir seluruhnya di hati. Proses ini dimulai dengan deaminasi.

Deaminasi merupakan pengeluaran gugus amino dari asam amino. Gugus amino

tersebut ditransfer ke asam α-ketoglutarat yang kemudian menjadi asam glutamat.

Deaminasi memerlukan NAD+ dan air untuk membentuk hasil akhir berupa NADH,

H+, dan amonia.

Amonia yang dilepaskan selama deaminasi asam amino dikeluarkan dari darah

hampir seluruhnya melalui konversi menjadi ureum. Pada dasrnya, semua ureum

dalam tubuh manusia disintesis di hati. Bila terjadi penyakit hati yang berat, amonia

akan menumpuk dalam darah. Keadaan ini sangat toksik terutama terhadap otak,

yang seringkali mengakibatkan keadaan koma hepatikum.

Proses deaminasi asam amino dapat menjadi glukosa maupun asam lemak. Proses

sintesis glukosa dari asam amino disebut glukoneogenesis, sedangkan proses sintesis

asam lemak dari asm amino disebut ketogenesis.1,3

2. Oksidasi asam amino

Begitu asam amino telah dideaminasi, asam keto yang dihasilkan dapat dioksidasi

untuk melepaskan energi untuk keperluan metabolisme. Oksidasi ini melalui 2

proses1,3:

a. Asam keto diubah menjadi zat kimia yang sesuai sehingga dapat masuk ke

dalam siklus asam sitrat.

b. Kemudian zat tersebut dipecah di dalam siklus asam sitrat dan digunakan

sebagai energi.

3. Biosintesis asam amino

Sintesis asam amino nonesensial bergantung terutama pada pembentukan asam

keto yang sesuai. Sintesis ini melibatkan proses transaminasi yang berkebalikan

dengan proses deaminasi. Prinsipnya adalah satu gugus amino ditransfer ke asam

keto yang sesuai dan oksigen ditransfer ke donor gugus amino. Transaminasi dibantu

oleh enzim aminotransferase.1,3

4. Biosintesis protein

a. Transkripsi

Transkripsi adalah proses sintesis RNA dengan menggunakan DNA sebagai

cetakan. DNA berlaku sebagai arsitek yang merancang pola penyusunan

protein sedangkan RNA yang akan menjadi duta sebagai pembawa informasi

genetik berupa kode kode genetik atau kodon-kodon.1,3

RNA hasil transkripsi salah satunya adalah mRNA yang akan berperan sebagai

cetakan protein. Basa mRNA akan membetuk rangkaian kodon (rangkaian 3

basa yang berdampingan pada mRNA yang menyandikan satu asam amino).

Pesan genetik mRNA diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino

berdasarkan sandi genetik.1,3

b. Translasi

Translasi adalah proses penerjemahan kode genetik oleh tRNA ke dalam

urutan asam amino. Translasi menjadi tiga tahap, yaitu inisiasi, elongasi, dan

terminasi. Semua tahapan ini memerlukan faktor-faktor protein yang

membantu mRNA, tRNA, dan ribosom selama proses translasi. Inisiasi dan

elongasi rantai polipeptida juga membutuhkan sejumlah energi. Energi ini

disediakan oleh GTP (guanosin triphosphat), suatu molekul yang mirip dengan

ATP.1,3

Mekanisme transpor protein adalah transpor terfasilitasi atau transport aktif yang

menggunakan mekanisme pembawa (carrier). Mekanisme ini digunakan saat

penyimpanan asam amino sebagai protein di dalam sel. Ketika asam amino telah

masuk ke dalam sel, asam amino tersebut bergabung satu sama lain melalui ikatan

peptida sesuai petunjuk m-RNA dan ribosom. Di dalam sel inilah asam amino

tersebut disimpan sebagai protein sel. Beberapa organ tubuh yang memiliki fungsi

sebagai tempat penyimpanan protein yaitu hati, ginjal, dan mukosa usus.1,3

Setiap kali konsentrasi asam amino plasma turun di bawah nilai normal, asam

amino yang disimpan sebagai protei sel tersebut dikeluarkan dari sel untuk

memenuhi protein plasma. Pengaturan pembentukan protein ini diatur oleh beberapa

hormone yaitu hormone pertumbuhan dan insulin untuk pembentukan protein

Gambar 8. Proses Transkripsi dan Translasi1,3

jaringan serta glukokortikoid digunakan untuk meningkatkan asam amino dalam

plasma.

Hal serupa juga terjadi jika satu bagian tubuh memerlukan pasokan protein yang

lebih, maka akan terjadi pembentukan protein sel dari asam amino plasma dan

pemecahan protein menjadi asam amino dari bagian tubuh yang lain. Pengaruh ini

terutama terlihat dalam hubungannya dengan sintesis protein dalam sel kanker. Sel

kanker seringkali membutuhkan asam amino yang lebih untuk pertumbuhannya

sehingga protein dalam sel lainnya juga akan berkurang.1,3

1. Sumber : Murray RK, et al. Harper’s Ilustrated Biochemistry. 21th

Edition. New York: McGraw-Hill; 2003.

2. Guyton AC, Hall JE. Textbook of Medical Physiology: Dietary Balances,

Regulation of Feeding, Obesity and Starvation, Vitamins and Minerals.

11th Edition. Philadelphia: Elsevier; 2006. p. 865-75.

2.12 Pengaruh Hormon Terhadap Metabolisme Sel

Hormon bekerja melalui pengikatan dengan reseptor spesifik. Pengikatan dari

hormon ke reseptor ini pada umumnya memicu suatu perubahan penyesuaian pada

reseptor sedemikian rupa sehingga menyampaikan informasi kepada unsur spesifik

lain dari sel. Reseptor ini terletak pada permukaan sel atau intraselular. Interaksi

permukaan hormon reseptor memberikan sinyal pembentukan dari "mesenger

kedua". Interaksi hormon-reseptor ini menimbulkan pengaruh pada ekspresi gen.

Distribusi dari reseptor hormon memperlihatkan variabilitas yang besar sekali.

Reseptor untuk beberapa hormon, seperti insulin dan glukokortikoid, terdistribusi

secara luas, sementara reseptor untuk sebagian besar hormon mempunyai distribusi

yang lebih terbatas. Adanya reseptor merupakan determinan (penentu) pertama

apakah jaringan akan memberikan respon terhadap hormon. Namun, molekul yang

berpartisipasi dalam peristiwa pasca-reseptor juga penting; hal ini tidak saja

menentukan apakah jaringan akan memberikan respon terhadap hormon itu tetapi

juga kekhasan dari respon itu. Hal yang terakhir ini memungkinkan hormon yang

sama memiliki respon yang berbeda dalam jaringan yang berbeda.

Beberapa dibawah ini adalah beberapa contoh hormon beserta perannya dalam

metabolisme sel.

a. Hormon tiroid

Efek yang dapat ditimbulkan dari hormon tiroid adalah untuk mengaktifkan

transkripsi inti sejumlah besar gen. Oleh karena itu, hormon tiroid dapat

meningkatkan aktifitas metabolisme hampir seluruh jaringan tubuh dengan cara

meningkatkan metabolisme mitokondria dalam sel.

b. Hormon adrenokortikal

Efek metabolik hormon ini adalah dapat merangsang terjadinya glukoneogenesis

yaitu pembentukan karbohidrat dari protein dalam hati.

c. Hormon insulin

Insulin berperan dalam meningkatkan metabolisme dan ambilan glukosa otot,

karena insulin bekerja secara berlawanan dengan glukagon.

Sumber : guyton, arthur C. Buku ajar fisiologi kedokteran. Ed 11. Jakarta :

EGC. 2007

2.13 Proses Pengaturan Suhu Tubuh

Area preoptik dari hipotalamus memiliki kemampuan yang berfungsi sebagai

termostatik pusat pengaturan suhu tubuh. Walupun sinyal yang ditimbulkan oleh

reseptor suhu di hipotalamus sangat kuat dalam mengatur suhu tubuh, reseptor suhu

di bagian lain dari tubuh mempunyai peranan tambahan dalam pengaturan suhu. Hal

ini terjadi pada reseptor suhu di kulit dan beberapa jaringan khusus di tubuh bagian

dalam. Suhu inti tubuh, sekitar 37,1oC atau 36,5oC sampai 37,5oC, disebut “set-

point”.

Faktor-faktor yang mempengaruhi suhu tubuh:

1. Variasi diurnal

Suhu tubuh bervariasi pada siang dan malam hari. Suhu terendah manusia yang

tidur pada malam hari dan bangun sepanjang siang terjadi pada awal pagi dan

tertinggi pada awal malam.

2. Kerja jasmani/ aktivitas fisik

Setelah latihan fisik atau kerja jasmani suhu tubuh akan naik terkait dengan kerja

yang dilakukan oleh otot rangka. Setelah latihan berat, suhu tubuh dapat mencapai

40°C.

3. Jenis kelamin

Sesuai dengan kegiatan metabolisme, suhu tubuh pria lebih tinggi daripada

wanita. Suhu tubuh wanita dipengaruhi daur haid. Pada saat ovulasi, suhu tubuh

wanita pada pagi hari saat bangun meningkat 0,3-0,5°C.

4. Lingkungan

Suhu lingkungan yang tinggi akan meningkatkansuhu tubuh. Udara lingkungan

yang lembab juga akan meningkatkan suhu tubuh karena menyebabkan hambatan

penguapan keringat, sehingga panas tertahan di dalam tubuh.

Ganong, W.F. 2010. Review of Medical Physiology,Ganong’s.23rd edition. New

York: The McGraw-Hill Companies.Inc

Guyton, A.C., dan Hall, J.E. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi 11.

Jakarta: EGC

2.14 Peran Hipotalamus dan Hipofisis Dalam Pengaturan Suhu

2.15 Makronutrient

2.16 Mikronutrient

Menurut UNICEF, mikronutrien adalah nutrisi yang dibutuhkan dalam jumlah

sedikit, namun berperan sangat penting dalam pembentukan hormon, enzim serta

mengatur fungsi sistem imun dan sistem reproduksi. Jika kekurangan mikronutrien,

akan banyak penyakit yang menyerang sistem imun bahkan manusia dapat punah

jika mikronutrien tidak ada sama sekali. Yang termasuk mikronutrien adalah vitamin

(baik yang larut air maupun larut lemak) serta mineral. Mineral dibagi menjadi dua

kelompok besar yaitu makromineral/ bulk elements, bila diperlukan dalam jumlah

100 mg atau lebih per hari (contoh: kalsium dan fosfor), dan mikromineral/trace

elements, bila diperlukan dalam jumlah 15 mg atau kurang per hari (contoh: zinc dan

Fe).

Dalam mikromineral juga dikenal istilah ultra trace element, mineral yang

dibutuhkan hanya dalam hitungan mikrogram per hari seperti cuprum dan

moligdenum. Sumber mikronutrien dapat berasal dari makanan dan bukan makanan

seperti suplementasi. Sumber mikronutrien dari makanan dapat berasal dari hewani

maupun nabati. Golongan makanan yang padat kalori biasanya miskin kandungan

mikronutriennya sedangkan makanan yang banyak mengandung serat, biasanya

banyak mengandung mikronutrien. Ada beberapa cara untuk meningkatkan kualitas

sumber makanan, pertama, dengan penganekaragaman/diversifikasi karena tidak ada

makanan yang sempurna jadi harus saling menyempurnakan dengan mengkonsumsi

berbagai jenis makanan. Kedua dengan fortifikasi yaitu penambahan satu atau lebih

mikronutrien pada makanan, misalnya fortifikasi besi pada susu formula atau cereal.

Ketiga dengan mengkombinasi makanan hewani dan nabati.

SUMBER :

1. Allen LH. Asia Pac J Clin Nutr. 2008;17(S1):103-105

2. Mahan and Escott-Stump. Krause’s Food, Nutrition & Diet Therapy.

11th edition. 2004

2.17 Mengapa olah raga menyebabkan kelelahan

2.18 Berapakah jumlah kalori yang dihasilkan dengan mengkonsumsi nasi,

tempe, soto daging ?

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Terjadinya kelelahan disebabkan oleh peningkatan metabolisme karena tidak

diimbangi oleh asupan nutrisi yang adekuat.

DAFTAR PUSTAKA

1. Brunner & Suddarth, Buku Ajar Keperawatan Medikal Bedah, edisi 8. Jakarta:

EGC; 2002.

2. Seeley, R.R., Stephens, T.D., Tate P. Anatomy and Physiologi, 12th Ed.New

Jersey: McGraw-Hill. (2003).

3. Eroschenko, Victor P. Atlas Histologi diFiore dengan Korelasi Fungsional, Ed.

11. Jakarta : EGC. 2010

4. Eroschenko, Victor P. Atlas Histologi di Fiore dengan Korelasi Fungsional.

Penerbit Buku Kedokteran EGC: Jakarta. 2003.

5. Sherwood L. Human Physiology: From Cells to Systems. 7th ed. Australia ;

United States: Brooks/Cole, Cengage Learning; 2010.

6. Murray, R. K., Granner, D. K., & Rodwell, V. W. Biokimia harper (27 ed.).

Jakarta: Buku Kedokteran EGC; 2009

7. Guyton, A.C., dan Hall, J.E. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi

11. Jakarta: EGC

8.