Makalah Pbl Blok 11-Angel

26
Konsumsi Karbohidrat dan Lemak Terhadap Berat Badan Berlebih Elizabeth Angelina Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana Alamat Korespondensi Jl. Arjuna Utara No.6 Jakarta Barat 11510 Pendahuluan Pemasukan makanan penting dalam menghasilkan energi yang digunakan untuk menjalankan aktivitas kehidupan. Nilai energi makanan yang masuk harus setara dengan energi total tubuh yang diperlukan agar berat badan konstan. Keseimbangan energi dan berat badan dipelihara dengan mengontrol pemasukan makanan. Berat badan berlebih dapat timbul ketika kalori yang dikonsumsi lebih banyak daripada yang dibakar. Kelebihan energi tersebut akan disimpan sebagai trigliserida di jaringan lemak. Kegemukan atau berat badan berlebih didefinisikan sebagai kandungan lemak yang berlebihan di simpanan jaringan adiposa (karena kelebihan karbohidrat atau juga lemak). 1 Karbohidrat Sumber Karbohidrat Sumber karbohidrat dalam makanan: sereal, biskuit yang mudah dicerna, buah (pisang, kurma), padi-padian (beras,jagung, gandum), umbi-umbian (singkong, talas, ubi jalar, kentang), gula. 2 Karbohidrat merupakan senyawa yang keberadaannya sangat melimpah di dunia ini. Banyak sekali jenis makanan yang mengandung karbohidrat. Berikut ini beberapa diantaranya: Beras Merah Kandungan tinggi seratnya yang membuat nasi merah dianggap sebagai sumber karbohidrat yang baik dan sehat. Nasi merah juga mengandung magnesium, zat besi , vitamin B, vitamin B2, vitamin B3 dan vitamin B6. Beras merah juga bisa mengurangi kolesterol jahat “LDL” tanpa mengurangi kolesterol baik “HDL”. 1

description

METABOLIK ENDOKRIN

Transcript of Makalah Pbl Blok 11-Angel

Konsumsi Karbohidrat dan Lemak Terhadap Berat Badan BerlebihElizabeth AngelinaMahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaAlamat Korespondensi Jl. Arjuna Utara No.6 Jakarta Barat 11510

PendahuluanPemasukan makanan penting dalam menghasilkan energi yang digunakan untuk menjalankan aktivitas kehidupan. Nilai energi makanan yang masuk harus setara dengan energi total tubuh yang diperlukan agar berat badan konstan. Keseimbangan energi dan berat badan dipelihara dengan mengontrol pemasukan makanan. Berat badan berlebih dapat timbul ketika kalori yang dikonsumsi lebih banyak daripada yang dibakar. Kelebihan energi tersebut akan disimpan sebagai trigliserida di jaringan lemak. Kegemukan atau berat badan berlebih didefinisikan sebagai kandungan lemak yang berlebihan di simpanan jaringan adiposa (karena kelebihan karbohidrat atau juga lemak).1Karbohidrat

Sumber KarbohidratSumber karbohidrat dalam makanan: sereal, biskuit yang mudah dicerna, buah (pisang, kurma), padi-padian (beras,jagung, gandum), umbi-umbian (singkong, talas, ubi jalar, kentang), gula.2Karbohidrat merupakan senyawa yang keberadaannya sangat melimpah di dunia ini. Banyak sekali jenis makanan yang mengandung karbohidrat. Berikut ini beberapa diantaranya:Beras MerahKandungan tinggi seratnya yang membuat nasi merah dianggap sebagai sumber karbohidrat yang baik dan sehat. Nasi merah juga mengandung magnesium,zat besi, vitamin B, vitamin B2, vitamin B3 dan vitamin B6. Beras merah juga bisa mengurangi kolesterol jahat LDL tanpa mengurangi kolesterol baik HDL.Kentang rebusKandungan pati yang tinggi menyebabkan makanan ini menimbulkan rasa kenyang dan juga menghasilkan kalori yang cukup besar. Ubi JalarUbi jalar adalah sumber karbohidrat yang sehat. Nutrisi yang terkandung di dalamnya adalah serat, mangan, tembaga, potasium, zat besi, vitamin A, vitamin C dan vitamin B6. Ubi jalar juga kaya akan beta-karoten yang merupakan antoiksidan yang banyak ditemukan pada sayuran berdaun hijau.JagungMemiliki kandungan asam folat dan serat yang baik untuk tubuh. Buah-Buahan Buah-buahan mengandung gula alami fruktosa. Selain itu juga mengandung mineral dan kaya nutrisi tapi tidak mengandung banyak kalori. ApelBuah apel adalah karbohidrat yang sehat dan rendah kalori. Nutrisi yang terkandung di dalamnya seperti kalsium, vitamin C, vitamin A, folat, vitamin K dan kalium. Sumber karbohidrat memang sangat melimpah dan mudah didapatkan. Namun, kita harus tetap menjaga keseimbangan karena sesuatu yang berlebihan tentunya tidak baik. Obesitas atau kegemukan merupakan salah satu contoh terlalu banyak konsumsi karbohidrat.Metabolisme KarbohidratHasil akhir dari pencernaan karbohidrat dalam saluran pencernaan hampir seluruhnya dalam bentuk glukosa, fruktosa dan galaktosa dimana glukosa mewakili sekitar 80 persen dari keseluruhan. Setelah absorbsi dari saluran pencernaan, sebagian fruktosa dan hampir seluruh galaktosa diubah menjadi glukosa di dalam hati, karena itu, di dalam darah sirkulasi darah fruktosa dan galaktosa hanya sedikit .Kemudian glukosa menjadi jalan umum akhir untuk mentranspor hampir seluruh karbohidrat ke dalam sel jaringan. Di dalam sel hati, tersedia enzim yang sesuai untuk merangsang interkonversi diantara monosakarida. Bila hati melepaskan monosakarida kembalike dalam darah, hasil akhirnya hampir seluruhnya glukosa karena sel hati berisi sejumlah besar glukosa fosfatase. Karena itu glukosa-6 fosfat dapat diubah kembali menjadi glukosa dan fosfat dan glukosa dapat ditranspor kembali melalui membran sel hati ke dalam darah.3Setelah masuk ke dalam sel, glukosa bergabung dengan fosfat seperti reaksi berikut :

Gambar 1. Fosforilasi Glukosa4Fosforilasi ini ditingkatkan oleh enzim glukokinase di dalam hati atau enzim heksokinase di dalam sel lain. Fosforilasi glukosa hampir seluruhnya ireversibel kecuali dalam sel hati, epitel tubulus ginjal dan sel epitel usus. Di dalam sel-sel tersebut, enzim glukosa fosfatase tersedia, dan jika enzim tersebut aktif, maka enzim tersebut akan membalikan reaksi.3Setelah glukosa diabsorbsi ke dalam sel, glukosa dapat dipakai untuk melepaskan energi pada sel, atau disimpan dalam bentuk glikogen. Glikogen paling besar tersimpan di hati yaitu 5-8 persen dari beratnya. Sel-sel otot menyimpan glikogen 1-3 persen.3Glikogenesis merupakan proses pembentukan glikogen. Glukosa-6-fosfat akan diubah menjadi glukosa-1-fosfat, kemudian diubah menjadi uridin difosfat glukosa yang akan diubah menjadi glikogen. Beberapa enzim khusus dibutuhkan dalam perubahan ini dan tiap monosakarida yang dapat diubah menjadi glukosa dapat masuk ke dalam reaksi. Senyawa tertentu yang lebih kecil meliputi asam laktat, gliserol, asam piruvat, dsb dapat juga diubah menjadi glukosa atau senyawa yang hampir serupa dan kemudian menjadi glikogen.3Glikogenolisis merupakan pemecahan glikogen yang disimpan sel untuk menghasilkan kembali glukosa di dalam sel. Glukosa kemudian dapat digunakan untuk menyediakan energi. Glikogenolisis tidak dapat terjadi melalui pembalikan reaksi kimia yang sama yang dipakai untuk membentuk glikogen, sebaliknya, setiap molekul glukosa yang berturut-turut pada masing-masing cabang polimer glikogen dilepaskan oleh fosforilasi, dikatalisis oleh enzim fosforilase.3Pada keadaan istirahat, fosforilase terdapat dalam bentuk tidak aktif, sehingga glikogen dapat disimpan tetapi tidak dapat diubah kembali menjadi glukosa. Oleh karena itu bila diperlukan kembali pembentukan glukosa dari glikogen, mula-mula fosforilase harus diaktifkan. Aktivasi fosforilase dapat dicapai lewat beberapa cara yaitu, aktivasi fosforilase oleh epinefrin dan glukagon. Hormon epinefrin dan glukagon dapat mengaktifkan fosforilase secara khusus dimana akan menimbulkan glikogenolisis secara cepat. Pengaruh pertama dari masing-masing hormon ini adalah meningkatkan pembentukan siklik AMP di dalam sel. Zat ini kemudian akan memulai suatu rangkaian reaksi kimia yang mengaktifkan fosforilase. Epinefrin akan dilepaskan oleh medula adrenal jika sistem saraf simpatis dirangsang. Salah 1 fungsi sistem saraf simpatis adalah meningkatkan persediaan glukosa untuk metabolisme energi yang cepat. Fungsi epinefrin terjadi di sel hati maupun di otot. Glukagon merupakan hormon yang disekresi oleh sel alfa pankreas jika kadar gula darah menurun sampai terlalu rendah. Glukagon merangsang pembentukan siklik AMP terutama pada sel hati. Oleh karena itu pengaruhnya terutama untuk mengubah glikogen hati menjadi glukosa dan melepaskannya ke dalam darah sehingga menaikkan kadar gula darah.3Glikolisis merupakan proses pelepasan energi dari molekul glukosa. Produk akhir glikolisis akan dioksidasi untuk menghasilkan energi. Glikolisis berarti memecahkan molekul glukosa untuk membentuk 2 molekul asam piruvat. Proses glikolisis terjadi di sitosol.

Gambar 2. Proses Glikolisis 4Pertama-tama adalah fosforilasi glukosa (penambahan gugus fosfat). Reaksi ini menggunakan enzim heksokinase, yang memisahkan satu kelompok fosfat dari ATP (Adenosine Triphsophate) dan menambahkannya ke glukosa, mengubahnya menjadi glukosa 6-fosfat. Dalam proses satu molekul ATP, yang merupakan sumber energi tubuh, digunakan dan akan berubah menjadi ADP (Adenosin difosfat), karena pemisahan satu gugus fosfat.4Kedua , produksi fruktosa 6-fosfat. Hal ini dimungkinkan oleh aksi dari enzim fosfoglukoisomerase. Kerjanya pada produk dari langkah sebelumnya, glukosa 6-fosfat dan mengubahnya menjadi fruktosa 6-fosfat yang merupakan isomer nya (Isomer adalah molekul yang berbeda dengan rumus molekul yang sama tetapi pengaturan yang berbeda dari atom).4Berikutnya, isomer Fruktosa 6-fosfat diubah menjadi fruktosa 1, 6-difosfat dengan penambahan gugus fosfat lain. Konversi ini dimungkinkan oleh enzim fosfofruktokinase yang memanfaatkan satu lagi ATP molekul dalam proses. 4Keempat, enzim adolase menghasilkan satu pemisahan Fruktosa 1, 6-difosfat menjadi dua molekul gula yang berbeda yang keduanya isomer satu sama lain. Kedua gula yang terbentuk adalah gliseraldehida fosfat dan dihidroksiaseton fosfat.4Dihidroksiaseton fosfat adalah molekul berumur pendek. Begitu dihasilkan, akan dikonversi menjadi gliseraldehida fosfat oleh enzim yang disebut fosfotriose isomerase. Jadi dihasilkan dua molekul gliseraldehida fosfat.4Langkah keenam melibatkan dua reaksi penting. Pertama adalah pembentukan NADH dari NAD + (nikotinamida adenine dinucleotide) dengan menggunakan enzim gliseraldehid fosfat dehidrogenase dan kedua adalah penciptaan asam 1,3-bifosfogliserat dari molekul fosfat dua gliseraldehida dihasilkan pada langkah sebelumnya.4 Langkah ketujuh melibatkan penciptaan 2 molekul ATP bersama dengan dua molekul asam 3-fosfogliserat dari reaksi fosfogliserat kinase pada dua molekul produk asam 1,3-bifosfogliserat, dihasilkan dari langkah sebelumnya.4Kemudian reaksi penataan ulang sangat halus yang melibatkan pemindahan atom fosfor dalam asam 3-fosfogliserat dari karbon ketiga dalam rantai untuk karbon kedua dan menciptakan 2 asam fosfogliserat.4Enzim enolase berperan penting dan menghilangkan sebuah molekul air dari asam 2-fosfogliserat untuk membentuk asam lain yang disebut asam fosfoenolpiruvat (PEP). Reaksi ini mengubah kedua molekul asam 2-fosfogliserat yang terbentuk pada langkah sebelumnya.4Langkah ini melibatkan pembentukan dua molekul ATP bersama dengan dua molekul asam piruvat dari aksi piruvat kinase enzim pada dua molekul asam fosfoenolpiruvat dihasilkan pada langkah sebelumnya. Hal ini dimungkinkan oleh transfer atom fosfor dari asam fosfoenolpiruvat (PEP) menjadi ADP (Adenosin trifosfat).4Piruvat yang telah terbentuk sebagai hasil proses glikolisis dapat masuk ke dalam mitokondria untuk mengalami oksidasi menjadi molekul asetil koA. 1 molekul glukosa akan menghasilkan 2 molekul piruvat yang memiliki 3 atom karbon. Piruvat akan diubah menjadi asetil koA yang memiliki 2 atom karbon. Dalam eritrosit, setelah mengalami glikolisis maka piruvat akan diubah menjadi laktat.4Piruvat dehidrogenase ialah enzim yang berperan dalam proses ini. Konsentrasi dari piruvat dehidrogenase meningkat pada saat makan dan saat piruvat banyak terbentuk. Sebaliknya kondisi kelaparan serta konsentrasi asetil koA yang meningkat akan menghambat kerja dari piruvat dehidrogenase.4Selain itu kinase spesifik juga berperan dalam proses oksidasi piruvat. Fosforilasi kinase dapat menghambat aktivitas enzim ini, sedangkan defosforilasi kinase dapat mempercepat kerja enzim ini. Enzim ini memerlukan koenzim NAD+ yang melalui rantai pernapasan akan berubah menjadi NADH dan menghasilkan 3 ATP.4Proses reaksi memerlukan 5 vitamin dalam bentuk koenzim, yaitu vitamin asam lipoat, vitamin B1, B2, B5 dan vitamin asam pantotenat. Sedangkan hambatan pada enzim piruvat dehidrogenase dapat menyebabkan laktat asidosis. Kondisi ini dapat terjadi pada keracunan ion merkuri dan pada penderita diabetes melitus. Jumlah ATP yang dihasilkan pada proses ini ialah sebesar 6 ATP.4Tahap selanjutnya adalah siklus asam sitrat (SAS). Siklus ini merupakan suatu urutan reaksi kimia dimana gugus asetil dari asetil-KoA dipecah menjadi karbondioksida dan atom hidrogen. Reaksi ini terjadi di mitokondria.Pada permulaan siklus ini, pertama-tama asetil-KoA bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk asam sitrat. Suatu gugus asetil-KoA dilepas untuk membentuk lebih banyak lagi asetil-KoA dari asam piruvat.

Gambar 3. Siklus Asam Sitrat4Proses yang terjadi adalah sebagai berikut:1. Asetil koA + oksaloasetat + H2O sitrat + koASH (enzim sitrat sintase)2. Sitrat isositrat (enzim akonitase)Kerja enzim dapat dihambat oleh fluoroasetat. Hal ini dikarenakan fluoroasetat dapat berkondensasi dengan oksaloasetat membentuk fluorositrat yang menghambat kerja enzim akonitase.3. Isositrat + NAD+ ketoglutarat + CO2 + NADH + H+ (enzim isositrat dehidrogenase)Proses ini melalui rantai pernapasan akan menghasilkan 3 ATP.4. ketoglutarat + NAD+ + koASH Suksinil ko-A + CO2 + NADH + H+ (enzim ketoglutarat dehidrogenase)Proses ini juga menghasilkan 3 ATP. Kerja enzim dapat dihambat oleh arsenat.5. Suksinil KoA + GDP +Pi Suksinat + GTP + koASH (enzim suksinat tiokinase)Melalui tingkat substrat maka GTP dapat menyumbang 1 gugus phospat ke ADP untuk menghasilkan ATP.3 6. Suksinat + FAD Fumarat + FADH2 (enzim suksinat dehidrogenase)Kerja enzim dapat dihambat malonat yang sifat inhibisinya ialah kompetitif. Jumlah ATP yang dihasilkan melalui proses ini ialah 2 ATP.37. Fumarat + H2O Malat (enzim fumarase)8. Malat + NAD+ Oksaloasetat + NADH + H+ (enzim malat dehidrogenase)Jumlah ATP yang dihasilkan melalui proses ini ialah sebesar 3 ATP. Hasil dari siklus asam sitrat adalah 24 ATP, yang terdiri dari: 3 NADH (9 ATP), 1 FADH2 (2 ATP), 1 GTP (1 ATP). Karena ada 2 molekul asetil koA, maka jumlah energi menjadi 12 x 2 ATP = 24 ATP4

Kemudian tahap selanjutnya HMP Shunt. HMP merupakan singkatan dari hexose mono phospat = pentose phospat pathway. Proses ini merupakan jalan lain untuk oksidasi glukosa melalui dehidrogenasi dengan NADP sebagai akseptor H+. Proses ini terjadi di sitoplasma sel dan tidak menghasilkan ATP. HMP shunt aktif di hati, jaringan adiposa, sel darah merah, korteks adrenal, kelenjar tiroid, kelenjar mammae yang sedang laktasi dan kelenjar testis. Bagi sel darah merah, proses ini menyediakan glutation untuk melindungi membran sel dari proses oksidasi oleh molekul H2O2.5Proses ini bertujuan untuk menyediakan NADPH + H+. NADPH penting bagi sintesis asam lemak, kolesterol, hormon steroid, asam amino dan hormon tiroid. Selain itu proses ini akan menyediakan ribosa 5 phospat untuk sintesis nukleotida (RNA DNA). HMP Shunt merupakan proses multisiklik, karena molekul glukosa 6-P yang digunakan dapat kembali menjadi glukosa 6-P. Proses ini memerlukan 3 molekul glukosa 6 phospat..

Gambar 4. HMP Shunt

Glikogen merupakan bentuk simpanan karbohidrat yang utama di dalam tubuh. Glikogen banyak tersimpan di hati juga di otot. Glikogen otot berfungsi sebagai sumber heksosa yang tersedia dengan mudah untuk proses glikolisis di dalam otot itu sendiri. Glikogen hati sangat berhubungan dengan simpanan dan pengiriman heksosa keluar untuk mempertahankan kadar glukosa darah, khususnya pada saat diantara waktu-waktu makan.4 Glikogenesis terutama terjadi di hati dan di otot. Glukosa akan mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat. Reaksi fosforilasi ini dikatalisis oleh enzim heksokinase di otot dan enzim glukokinase di hati. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat di dalm suatu reaksi yang dikatalisis oleh enzim fosfoglukomutase. Kemudian, senyawa glukosa 1-fosfat akan bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk nukleotida aktif uridin difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi antara glukosa 1-fosfat dengan UTP dikatalisis oleh enzim UDPGlc pirofosforilase. Kemudian, oleh kerja glikogen sintase, atom C1 pada glukosa yang diaktifkan UDPGlc membentuk ikatan glikosidik dengan C4 pada residu glukosa terminal glikogen sehingga membebaskan UDP. Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya atau glikogen primer harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer selanjutnya terbentuk pada primer protein (glikogenin). Glikogenin adalah protein yang terglukosilasi pada reside tirosin spesifik oleh UDPGlc. Penambahan residu glukosa pada rantai glikogen yang sudah ada sebelumnya atau primer terjadi pada ujung luar molekul yang nonreduktif sehingga cabang-cabang pada rantai glikogen akan memanjang begitu terbentuk rangkaian 14 yang berturutan. Setelah rantai tersebut diperpanjang hingga mencapai minimal 11 residu glukosa, maka branching enzyme atau enzim pembentuk cabang memindahkan bafian dari rantai 14 (panjang minimal 6 residu glukosa) pada rantai yang berdekatan untuk membentuk rangkaian 16 dan karena itu membuat titik cabang dalam moleku tersebut.4Glikogenolisis bukan proses kebalikan dari glikogenesis karena memiliki lintasan yang terpisah. Penguraian melibatkan mekanisme pemutusan cabang. Penguraian merupakan tahap yang dikatalisis oleh enzim fosforilase. Enzim ini spesifik untuk proses pemecahan fosforilasi rangkaian 14 glikogen utnuk menghasilkan glukosa 1-fosfat. Residu glukosil terminal pada rantai paling luar molekul glikogen dibuang secara berurutan sampai ada 4 buah residu glukosa yang tersisa pada tiap sisi cabang 16. Enzim lainnya yaitu glukan transferase memindahkan unit trisakarida dari 1 cabang ke cabang lainnya. Pemisahan hidrolisis ikatan 16 memerlukan debranching enzyme (pemutus cabang) yang spesifik. Dengan pembuangan cabang tersebut, kerja enzim fosforilase dapat berlanjut. Gabungan kerja enzim fosforilase dan enzim-enzim lainnya menghasilkan pemecahan lengkap glikogen. Reaksi yang dikatalisis oleh enzim fosfoglukomutase bersifat reversibel sehingga glukosa 6-fosfat dapat dibentuk dari glukosa 1-fosfat. Di hati dan di ginjal (di otot tidak) terdapat suatu enzim spesifik yaitu glukosa 6-fosfatase yang membuang gugus fosfat dari glukosa 6-fosfat sehingga memudahkan glukosa untuk dibentuk dan berdifusi dari sel ke dalam darah. Ini merupakan tahap akhir dalam proses glikogenolisis hepatik yang ditandai dengan kenaikan kadar glukosa darah. 4Enzim utama yang mengendalikan metabolisme glikogen (glikogen fosforilase dan glikogen sintase) diatur oleh sebuah rangkaian reaksi yang kompleks dan melibatkan baik mekanisme alosterik maupun modifikasi kovalen akibat fosforilasi serta defosforilasi protein enzim yang reversibel. Banyak modifikasi kovalen disebabkan oleh kerja AMP siklik atau cAMP (asam 3, 5-siklik adenilat). cAMP merupakan senyawa intermediat intrasel atau second messenger dan banyak hormon bekerja melalui senyawa antara ini. cAMP terbentuk dari ATP oleh enzim adenil siklase yang terdapat pada permukaan membran sel. Adenil siklase diaktifkan oleh hormon seperti epinefrin dan norepinefrin yang bekerja lewat reseptor beta adrenergik pada membran sel dan di samping itu di hati oleh glukagon yang bekerja lewat reseptor glukagon yang independen. cAMP dihancurkan oleh fosfoesterase dan aktivitas enzim inilah yang mempertahankan kadar normal cAMP yang rendah. Insulin dapat meningkatkan aktivitas enzim tersebut di hati sehingga menurunkan konsentrasi cAMP.4

Gambar 5. Pengendalian Fosforilase di Dalam Otot4Di hati, enzim fosforilase terdapat baik dalam bentuk aktif maupun inaktif. Fosforilase aktif (fosforilase a) mempunyai salah 1 gugus hidroksil serin yang terfosforilasi di dalam rangkaian ester. Melalui kerja enzim fosfatase yang spesifik yaitu protein fosfatse-1, enzim tersebut akan diinaktifkan menjadi fosforilasi b (pembuangan hidrolitik gugus fosfat dari residu serin). Pengaktifan kembali memerlukan fosforilasi ulang dengan ATP dan enzim spesifik yaitu fosforilasi kinase.4Fosforilasi di dalam otot diaktifkan oleh epinefrin. Proses ini terjadi dengan bantuan cAMP. Peningkatan konsentrasi cAMP akan mengaktifkan suatu enzim dengan spesifitas yang agak luas yaitu protein kinase yang bergantung cAMP. Enzim kinase ini mengkatalisis reaksi fosforilasi fosforilase kinase b yang inaktif menjadi fosforilase kinase a yang aktif. Enzim yang aktif ini selanjutnya dengan bantuan fosforilasi berikutnya akan mengaktifkan fosforilase b menjadi fosforilase a.4Glukoneogenesis merupakan reaksi pembentukan karbohidrat dari senyawa non karbohidrat. Senyawa yang dimaksud adalah asam amino glukogenik, laktat, gliserol dan propionat. Tujuannya ialah menyediakan glukosa bagi tubuh bila dalam keadan lemah dan berpuasa. Proses ini terjadi di hati dan ginjal. Proses ini melibatkan sebagian besar glikolisis EM, siklus asam sitrat dan beberapa reaksi lainnya.4Hormon yang BerperanDalam proses metabolisme karbohidrat terdapat beberapa macam hormon yang berperan, antara lain: Growth Hormon (GH), hormon ini akan mengurangi pemakaian glukosa oleh sel. Glukosa akan cenderung ditimbun sehingga growth hormon bersifat meningkatkan glikogenesis. Selain itu karena terjadi pengurangan pemakaian glukosa oleh sel maka hormon ini memacu proses timbulnya glukosa dari substansi non karbohidrat/glukoneogenesis.3 Hormon tiroid, seperti growth hormon, kerja hormon tiroid akan menyebabkan peningkatan proses glikolisis, glukoneogenesis dan kecepatan absorbsi glukosa di lumen usus halus. Selain itu hormon tiroid dapat merangsang keluarnya hormon insulin. Insulin, insulin merupakan hormon yang bekerja secara luas. Di hati insulin akan merangsang kerja glukokinase sehingga dapat meningkatkan proses glikolisis EM. Pada saat yang bersamaan insulin akan mencegah terjadinya pembentukan glukosa sehingga insulin akan menekan proses glukoneogenesis dan glikogenolisis.3 Selain itu insulin juga bekerja merangsang hormon glikogen sintase sehingga membentuk glikogen dalam jumlah lebih banyak untuk menurunkan kadar glukosa darah. Di dalam jaringan adiposa, insulin akan meningkatkan HMP shunt. Hal ini dikarenakan hasil dari proses HMP shunt, yaitu NADPH dapat digunakan untuk sintesis lemak dari glukosa. Glukagon, merupakan hormon yang berperan untuk meningkatkan kadar gula darah. Hormon ini antagonis terhadap insulin. Sehingga kerja hormon ini akan meningkatkan proses glikogenolisis dengan cara meningkatkan kerja enzim glikogen fosforilase.1 Kortisol, ialah suatu jenis glukokortikoid yang dapat bekerja seperti insulin dengan cara meningkatkan glikogenesis, namun pada saat yang sama kortisol dapat menurunkan glukoneogenesis. Epinefrin , merupakan hormon yang memiliki efek simpatomimetik. Kerjanya di otot dengan cara menghasilkan glukosa untuk proses kerja otot. Sehingga epinefrin dapat meningkatkan glukoneogenesis dan glikogenolisis.3

LemakSumber lemakLemak memiliki 2 sumber yaitu hewan dan tumbuhan. Lemak yang hewani adalah: susu, lemak sapi, minyak ikan. Lemak yang nabati atau tumbuhan : Minyak kelapa, minyak kelapa sawit, minyak kedelai, minyak jagung, minyak biji bunga matahari, minyak biji bunga kapas, minyak zaitu, dsb.Fungsi lemakLemak memiliki beberapa fungsi yaitu: sebagai sumber energi (1 gram lemak menghasilkan 9 kalori), sumber gliserida dan kolesterol yang tidak dapat diproduksi oleh tubuh bayi sampai usia 3 bulan, memberikan rasa kenyang karena lemak meninggalkan lambung secara perlahan selama 3,5 jam, pelarut vitamin (A,D,E dan K), menjaga suhu tubuh, berfungsi dalam pembentukan sel otak (asam linoleat dan linolenat), komponen mayor pada membran fosfolipid dalam retina, jaringan korteks otak, testis dan sperma (DHA atau Docosahexaenoic Acid yang termasuk asam lemak omega 3) dan komponen mayor pada mielin sel saraf yaitu asam oleat (omega 9) yang merupakan monounsaturated fatty acid.6Metabolisme lemakSebagian senyawa kimia dalam makanan dan dalam tubuh diklasifikasikan sebagai lipid. Lipid tersebut meliputi : Lemak netral (trigliserida), fosfolipid, kolesterol dan beberapa lemak lainnya. Secara kimia,sebagian lemak dasar dari trigliserida dan fosfolipid adalah asam lemak yang hanya merupakan asam organik hidrokarbon berantai panjang. Asam lemak yang khas, asam palmitat adalah sebagai berikut : CH3(CH2)14COOH.4Sekalipun kolesterol tidak mengandung asam lemak, inti sterolnya disintesis dari hasil degradasi moleku-molekul asam lemak, sehingga kolesterol memiliki banyak sifat fisik dan kimia dari zat lemak lainnya. Trigliserida dipakai dalam tubuh terutama untuk menyediakan energi bagi berbagai proses metabolik, suatu fungsi yang hampir sama dengan karbohidrat. Pada tubuh manusia,3 asam lemak yang paling sering terdapat dalam trigliserida adalah : asam stearat (memiliki rantai karbon 18 dan sangat jenuh dengan atom H), asam oleat (memiliki rantai karbon 18 tetapi memilki suatu ikatan ganda dibagian tengah rantai) dan asam palmitat (memilki 16 atom karbon dan sangat jenuh).4Selama pencernaan, sebagian besar trigliserida dipecah menjadi monosakarida dan asam lemak. Kemudian ketika melewati sel epitel usus, keduanya disintesis kembali menjadi molekul trigliserida yang berkumpul dan masuk ke dalam limfe dalam bentuk kilomikron. Sekitar 1 jam setelah makan makanan yang mengandung banyak lemak, konsentrasi kilomikron dalam plasma meningkat 1-2 persen. Lemak kilomikron akan dikeluarkan dari darah terutama dengan cara hidrolisis trigliserida kilomikron oleh lipase lipoprotein. Kilomikron dikeluarkan dari sirkulasi darah sewaktu melalui jaringan adiposa dan hati. Jaringan adiposa dan hati memilki banyak enzim yang disebut lipoprotein lipase. Enzim ini akan menghidrolisis trigliserida dari kilomikron, melepaskan asam lemak dan gliserol. Kemudian asam lemak akan berdifusi ke dalam sel lemak jaringan adiposa dan sel hati. Ketika berada dalam sel-sel tersebut, asam lemak disintesis kembali menjadi trigliserida. Sebagian besar massa kilomikron dikeluarkan dari sirkulasi darah, kemudian sisanya terutama diambil oleh hati.4Jika lemak dalam jaringan adiposa mau digunakan dalam tubuh (biasanya untuk menghasilkan energi), maka lemak harus ditranspor ke jaringan lain. Lemak ditranspor dalam bentuk asam lemak bebas (trigliserida dihidrolisis kembali menjadi asam lemak dan gliserol). Sedikitnya 2 rangsangan penting berperan dalam meningkatkan hidrolisis ini, yaitu, pertama, bila persediaan glukosa pada sel lemak sangat rendah , salah 1 hasil pemecahannya yaitu alfa gliserofosfat juga menjadi sangat rendah. Zat ini dibutuhkan untuk membentuk gugus gliserol dari trigliserida yang baru disintesis dan bila zat ini tidak ada, keseimbangan bergeser ke arah hidrolisis. Kedua, lipase sel yang peka hormon dapat diaktifkan oleh berbagai hormon dan hormon ini juga meningkatkan kecepatan hidrolisis trigliserida.Ketika meninggalkan sel lemak, asam lemak mengalami ionisasi dengan kuat dalam plasma dan segera bergabung dengan molekul-molekul albumin protein plasma. Asam lemak yang berikatan dengan protein disebut asam lemak bebas atau asam lemak bukan ester untuk membedakan nya dari asam lemak lain dalam plasma yang terdapat dalam bentuk ester gliserol, kolesterol atau zat lainnya.4

Gambar 6 . Oksidasi Beta Asam Lemak4

Asam lemak jenuh dapat masuk ke dalam sel untuk mengalami oksidasi. Di dalam sel, oksidasi asam lemak akan terjadi di dalam mitokondria. Namun asam lemak yang masuk ke dalam mitokondria umumnya berukuran kecil. Bila jumlah atom C pada asam lemak lebih dari 12, maka akan ada molekul pembawa yang disebut sebagai karnitin yang akan membawa asam lemak jenis ini masuk untuk mengalami oksidasi di dalam mitokondria. Di dalam mitokondria, jenis oksidasi asam lemak jenuh ini ialah oksidasi beta. Oksidasi ini merupakan oksidasi utama yang terjadi di dalam mitokondria. Senyawa awal dari proses metabolisme ini ialah asil ko-A yang merupakan bentuk aktivasi dari molekul asam lemak bebas. Pada proses oksidasi ini memerlukan koenzim NAD dan FAD yang akan menghasilkan energi melalui rantai pernapasan. Oksidasi asam lemak jenuh dapat meghasilkan asetil ko-A (bila jumlah atom c genap) dan propionil ko-A (bila jumlah atom C ganjil). Asetil ko-A dapat masuk ke dalam siklus asam sitrat.5Selain itu proses oksidasi asam lemak jenuh dapat berlangsung di peroksisom. Namun proses ini tidak dapat menghasilkan ATP. Asam lemak rantai panjang umumnya mengalami oksidasi di peroksisom. Pada oksidasi ini dihasilkan oktanoil-koA dan asetil ko-A. Proses oksidasi alfa asam lemak dapat berlangsung di jaringan otak. Proses ini juga tidak menghasilkan ATP dan tidak perlu pengaktifan oleh asil ko-A.Oksidasi omega berlangsung di hepar. Dimana proses oksidasi ini memerlukan NADPH dan dikatalisis oleh sitokrom P-450 serta dapat menghasilkan asam dikarboksilat. Pada reaksi asam lemak tidak jenuh, jumlah ATP yang dihasilkan lebih sedikit dibanding asam lemak jenuh. Hal ini dikarenakan akan dipakai 2 ATP pada reaksi oksidasi beta yang merupakan bagian dari reaksi yang menghasilkan FADH2. Produk oksidasinya sama dengan oksidasi asam lemak jenuh, akan tetapi jumlah ATP berbeda.Asam lemak juga dapat disintesis dengan menggunakan jalur sintesis de novo maupun pemanjangan gugus asam lemak. Jalur sintesis de novo merupakan jalur ekstramitokondria yang mengubah asetil ko-A menjadi asam palmitat. Jalur ini akan berlangsung bila ada kelebihan kalori makanan. Sumber utama jalur ini ialah karbohidrat. Melalui proses glikolisis dan oksidasi piruvat akan dihasilkan asetil Ko-A. Awalnya asetil ko-A akan diubah ke malonil ko-A dengan bantuan asetil ko-A karboksilase. Selanjutnya malonil ko-A akan masuk ke kompleks enzim untuk menghasilkan asam palmitat. Kompleks enzim ini terdiri dari 7 enzim yang akan menambah 2 atom C pada setiap kerja enzimnya.4,5Eikosanoat merupakan senyawa yang berasal dari asam lemak tidak jenuh. Asam lemak tidak jenuh disini bersifat essensial, yaitu asam linoleat (6), asam alfa linolenat (3) dan asam arakhidonat (9). Sintesis eikisanoat melalui jalan metabolisme siklooksigenasi dan lipokigenase. Akan menghasilkan leukotrien, prostaglandin, prostasiklin, dan tromboksan.4Triasilgliserol sintesisnya terjadi di hati, jaringan adiposa dan mukosa usus. Proses ini terutama terjadi di mikrosom.Proses di mukosa usus terjadi melalui reaksi berikut: 2-monoasilgliserol + 2 asil ko-A triasilgliserol + 2 koA. Triasilgliserol diangkut dalam khilomikron ke limfe untuk masuk ke dalam darah.Proses di hati terjadi melalui reaksi berikut: Gliserol 3-P + 3 asil-koA triasilgliserol + 3 koA + Pi. Gliserol 3-P bisa didapat melalui gliserol maupun glukosa melalui proses glikolisis. Namun gliserol disini tidak dapat dipakai karena keatifan glikokinase yang rendah.Proses di jaringan adiposa melalui : Gliserol 3-P + 3 asil-koA triasilgliserol + 3 koA + Pi.Tidak seperti di hati dan mukosa usus, triasilgliserol yang terbentuk disini akan disimpan di jaringan adiposa. Sedangkan proses katabolisme triasilgliserol terutama terjadi di jaringan adiposa dengan jalan memotong asam lemak satu per satu hingga tersisa gliserol. Enzim yang berperan yaitu triasil gliserol lipase, diasil gliserol lipase dan monoasil gliserol lipase. Sedangkan triasilgliserol yang terdapat di dalam VLDL dan khilomikron dihidrolisis oleh lipoprotein lipase yang terdapat pada dinding pembuluh darah.4

Benda KetonProses ketogenesis terjadi di mitokondria dan hati. Proses ini memakai asetil-KoA sebagai bahan baku. Pada proses ini dibutuhkan enzim tiolase, HMG-koA sintase, HMG-koA liase dan beta 3-OH butirat . Jenis bedan keton yang dihasilkan ialah aseton, asam asetoasetat dan asam beta 3-OH butirat. Kedua asam ini bisa saling interkonversi.Benda keton yang terbentuk bisa dibawa darah ke jaringan ekstrahepatik untuk diaktifkan menjadi asetil ko-A. Sementara aseton akan keluar melalui udara pernapasan.5Ketogenesis meningkat pada peningkatan asam lemak bebas dalam darah yang bisa terjadi pada keadaan kelaparan, DM tidak terkontrol, diet tinggi lemak dan hormon yang meningkatkan lipolisis. Akibat peningkatan ketogenesis dapat menyebabkan ketosis dan asidosis metabolik.LipoproteinLemak dalam darah ditranspor dalam bentuk lipoprotein. Lipoprotein di dalam darah dapat dipisahkan dengan cara ultrasentrifugasi dan elektroforesa. Bila dipisahkan lipoprotein akan tersusun dari yang memiliki berat molekul terkecil (lapisan atas) hingga berat molekul terbesar (lapisan bawah). Dengan cara ultrasentrifugasi didapat susunan dari atas ke bawah ialah khilomikron, VLDL, LDL dan HDL.4Khilomikron disintesis dalam sel usus dengan menggunakan protein apo-B48 dalam ribosom dan retikulum endoplasma kasar serta sintesis lipid di retikulum endoplasma halus. Setelah itu terjadi penggabungan antara komponen lipid dan protein di retikulum endoplasma halus. Kemudian terjadi sintesis apo-AI dan apo-AII membentuk khilomikron yang belum sempurna. Tambahan apo-C dan apo-E akan menyempurnakan khilomikron. Pada badan golgi dapat terjadi penambahan karbohidrat pada lipoprotein ini.4VLDL disintesis bagian proteinnya menggunakan apo-B100 di ribosom dan retikulum endoplasma kasar sedangkan lipid disintesis di retikulum endoplasma halus. Dalam retikulum endoplasma halus juga akan bergabung membentuk VLDL nascent seperti khilomikron. Kemudian akan mendapat penambahan apo-E dan apo-C serta karbohidrat.HDL disintesis dengan menggunakan apo A1. HDL awalnya berbentuk diskoid hingga menjadi sferis yang merupakan HDL sempurna. Dalam HDL terdapat banyak fosfolipid.4Hormon yang berperanPada proses metabolisme lemak, hormon yang berperan adalah: Growth Hormon yang menyebabkan pelepasan asam lemak dari jaringan adiposa. Hal ini menyebabkan konsentrasi asam lemak tubuh meningkat. Selain itu GH meningkatkan perubahan asam lemak menjadi asetil koA yang banyak dipakai untuk pembentukan energi dibanding karbohidrat dan protein.5 Kortisol yang meningkatkan lipolisis jaringan adiposa sehingga kadar asam lemak dalam darah naik. Asam lemak kemudian dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan energi sehingga glukosa bisa dihemat untuk otak, hormon tiroid berperan untuk meningkatkan metabolisme lemak sehingga lipolisis jaringan adiposa terjadi yang menyebabkan peningkatan kadar asam lemak bebas dalam plasma darah, insulin : meningkatkan aktivitas lipogenesis. Defisiensi insulin dapat menyebabkan penumpukan asam lemak bebas yang dapat membentuk benda keton sehingga menyebabkan ketoasidosis dan glukagon berperan dalam meningkatkan lipolisis sehingga meningkatkan produksi keton di hati.1Kolesterol

Sumber kolesterolSumber kolesterol kebanyakan ada pada pangan hewani seperti : kuning telur, cumi-cmi, otak sapi, otak dan kaki babi, telur burung puyuh, jeroan (sapi, kambing dan babi), kerang putih (tiram), mentega, margarin, dan kepiting.7Metabolisme KolesterolSebagian besar kolesterol dalam tubuh berasal dari sintesis,sebagian lainnya dari makanan. Pada manusia, hati menghasilkan kurang lebih 10 persen dari total sintesis, sementara usus sekitar 10 persen lainnya. Pada hakekatnya, semua jaringan yang mengandung sel berinti dapat mensintesis kolesterol. Fraksi mikrosomal (RE) dan sitosol sel terutama bertanggung jawab atas sintesis kolesterol.4Asetil KoA merupakan sumber semua atom karbon pada kolesterol. Biosintesis kolesterol dapat dibagi menjadi 5 tahap yaitu mevalonat, isoprenoid, skualen, lanosterol dan kolesterol.

Gambar 7 . Biosintesis Mevalonat4

Gambar 8. Biosintesis Kolesterol4

Tahap 1, asetil KoA membentuk HMG-KoA dan Mevalonat. 2 molekul asetil KoA bergabung membentuk asetoasetil-KoA. Reaksi ini disintesis oleh enzim-sitosol tiolase. Reaksi alternatif lainnya berlangsung di hati yaitu senyawa asetoasetat yang dibuat di dalam mitokondria pada lintasan ketogenesis. Berdifusi ke dalam sitosol dan diaktifkan menjadi asetoasetil-KoA oleh enzim asetoaseti-KoA sintase, membutuhkan ATP dan KoA. Asetoasetil-KoA kemudian berkondensasi dengan molekul asetil-KoA berikutnya yang dikatalisis oleh enzim HMG-KoA sintase membentuk HMG-KoA. HMG-KoA dikonversi mejadi mevalonat pada sebuah proses reduksi 2 tahap oleh NADPH dengan dikatalisis oleh enzim HMG-KoA reduktase.Tahap 2, mevalonat membentuk unit isoprenoid yang aktif. Mevalonat mengalami fosforilasi oleh ATP untuk membentuk beberapa intermediat terfosforilasi aktif. Dengan cara dekarboksilasi terbentuk unit isoprenoid aktif yaitu isopentenil difosfat.Tahap 3, enam unit isoprenoid membentuk skualenTahap 4, skualen dikonversi menjadi lanosterolTahap 5, lanosterol dikonversi menjadi kolesterol.4

Gambar 9. Pengangkutan KolesterolKira-kira 80% kolesterol yang disintesis di dalam hati diubah menjadi garam empedu yang kemudian diekskresikan kembali ke dalam empedu sisanya diangkut dalam lipoprotein dan dibawa oleh darah ke semua sel jaringan tubuh. Fosfolipid juga disintesis di hati dan terutama di transport dalam lipoprotein. Kedua nya fosfolipid dan kolesterol digunakan oleh sel untuk membentuk membrane struktur intrasel dan bermacam-macam zat kimia yang penting untuk fungsi sel. Hampir semua sintesis lemak dalam tubuh dari karbohidrat dan protein juga terjadi di hati. Setelah lemak disintesis oleh hati, lemak ditranspor dalam lipoprotein ke jaringan lemak untuk disimpan.7Kolesterol diangkut di dalam lipoprotein pada plasma dan proporsi terbesar terdapat di dalam LDL. Sekitar 1 gram kolesterol dieliminasi dari tubuh setiap harinya. Kurang-lebih separuhnya diekskresikan ke dalam feses setelah dikonversi menjadi asam empedu. Sisanya akan diekskresikan sebagai kolesterol. Koprostanol merupakan sterol uatam dalam feses, terbentuk dari kolesterol oleh bakteri yang ada di usus besar. Sejumlah besar ekskresi garam empedu akan direabsorbsi kembali ke dalam sirkulasi porta, diambil oleh hati dan diekskresi kembali ke dalam empedu. Proses ini dikenal sebagai sirkulasi enterohepatik. Garam empedu yang tidak direabsorbsi akan diekskresikan ke dalam feses.4Penilaian GiziPola makan yang baik bagi pemenuhan kebutuhan sehari-hari dirumuskan melalui pedoman umum gizi seimbang (PUGS). Ada 13 poin dalam penjabaran PUGS.8 13 langkah ini adalah penjabaran dari 4 sehat 5 sempurna dalam kehidupan sehari-hari. Yang dimaksud dengan PUGS ialah:1. Makanlah aneka ragam makanan.2. Makanlah makanan utk memenuhi kecukupan energi.3. Makanlah makanan sumber karbohidrat setengah dari kebutuhan energi.4. Batasi konsumsi lemak dan minyak sampai seperempat dr kebutuhan energi.5. Gunakan garam beryodium.6. Makanlah makanan sumber zat besi.7. Berikan ASI saja pada bayi sampai umur 6 bln8. Biasakan makan pagi.9. Minumlah air bersih yg aman dan cukup jumlahnya.10. Lakukan aktivitas fisik secara teratur.11. Hindari minum minuman beralkohol.12. Makanlah makanan yg aman bagi kesehatan.13. Bacalah label pada makanan yg dikemas.

Jika kebutuhan gizi tidak dipenuhi dengan baik dan seimbang, dapat terjadi gangguan dalam metabolisme yang berefek pada tubuh sendiri. Salah satu efek yang sering terlihat ialah kelebihan berat badan. Kelebihan berat badan sering disebut sebagai obesitas oleh orang awam. Kelebihan berat badan umumnya dapat dilihat secara fisik, yaitu kegemukan.1 Namun ada parameter yang dapat mengukur secara kuantitas kelebihan berat badan seseorang. Parameter tersebut dinyatakan sebagai status gizi.Berat badan berlebih dapat dilihat dari status gizi seseorang. Status gizi ialah tetapan tingkatan pemenuhan gizi seseorang berdasarkan indeks massa tubuhnya. Indeks massa tubuh seseorang dapat diketahui berdasarkan rumus berikut ini:IMT = Berdasarkan indeks massa tubuh, individu dapat diklasifikasikan kedalam kelompok dengan berat badan kurang, normal dan berlebih. Klasifikasi dari WHO tidak cukup cocok dengan wilayah asia. Oleh karena itu dibuat klasifikasi untuk wilayah asia pasifik. Klasifikasinya adalah sebagai berikut:

Berat badan kurang< 18,5

Berat badan normal18,5 22,9

Berat badan lebih>23

Dengan resiko23 24,9

Obesitas kelas I25 29,9

Obesitas kelas II>30

KesimpulanBerat badan berlebih karena terlalu banyak mengonsumsi karbohidrat dan lemak serta pola makan yang tidak baik dimana dapat menyebabkan kadar gula darah dan kolesterol meningkat.Daftar pustaka

1. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2002.2. Khomsan A, Anwar F. Sehat itu mudah. Jakarta: Penerbit Hikmah; 2008.3. Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran. Jakarta: EGC;2008.4. Murray RK, Granner DK, Mayes PA. Biokimia harper edisi 27. Jakarta: EGC; 2009.5. Harjasasmita. Ikhtisar biokimia dasar B. Jakarta: FKUI; 2003.6. Devi N. Nutrition and food gizi untuk keluarga. Jakarta: Penerbit Buku Kompas; 2010. hal 41-43.7. Harlinawati Y. Terapi jus untuk kolesterol. Jakarta: Puspa Swara, Anggota IKAPI;2008. hal 3-4.8. Almatsier S. Prinsip dasar ilmu gizi . Jakarta: PT Gramedia Pustaka; 2010. 1

17