METABOLIK ENDOKRIN ; Kadar gula darah tinggi

 

Vania Amalia Agatha*

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Pendahuluan

Sistem endokrin terdiri dari sekelompok organ (kadang disebut sebagai kelenjar

sekresi internal), yang fungsi utamanya adalah menghasilkan dan melepaskan hormon-

hormon secara langsung ke dalam aliran darah. Sistem Endokrin juga mengatur konsentrasi

kadar gula darah. Hormon regulator kadar gula darah terutama disekresikan oleh bagian

endokrin organ pankreas, yaitu insulin dan glucagon. Defisiensi terhadap sekresi insulin dapat

menyebabkan penyakit yang disebut diabetes melitus, yaitu tingginya kadar gula darah akibat

adanya gangguan terhadap kerja insulin.

Dengan penulisan makalah ini, terdapat informasi tentang struktur makroskopik dan

mikroskopik pankreas sebagai organ penghasil hormon regulator gula darah; faal hormon

regulator kadar gula darah yang dihasilkan pancreas dan organ endokrin lainnya dalam

meregulasi kadar gula darah; serta metabolisme karbohidrat, protein, dan lemak yang juga

dipengaruhi oleh hormon tersebut.

*Alamat Korespondensi :Vania Amalia Agatha,Fakulltas Kedokteran Universitas Krida Wacana,Jl. Arjuna Utara No.6 Jakarta Barat, 11510                                                                                    E-mail : vaniaamalia@yahoo.com

1

Makroskopik

Pankreas merupakan suatu organ berupa kelenjar dengan panjang dan tebal sekitar

12,5 cm dan tebal + 2,5 cm (pada manusia). Pankreas terbentang dari atassampai ke

lengkungan besar dari perut dan biasanya dihubungkan oleh duasaluran ke duodenum (usus

12 jari), terletak pada dinding posterior abdomen di belakang peritoneum sehingga termasuk

organ retroperitonial kecuali bagian kecilcaudanya yang terletak dalam ligamentum

lienorenalis. Strukturnya lunak dan berlobulus.

Pancreas dapat dibagi dalam carput, collum, corpus, dan cauda: 1.) Carput

Pancreatis setinggi L2 berbentuk cakram dan terletak di dalam bagian cekung duodenum.

Sebagian caput meluas ke kiri di belakang arteria dan vena mesenterica superior serta

dinamakan processus uncinatus. 2.) Collum Pancreatis merupakan bagian pancreas yang

mengecil dan menghubungkan caput dan corpus pancreatis. Collum pancreatis terletak di

depan pangkal vena portae hepatis dan tempat dipercabangkannya arteria mesenterica

superior dari aorta. 3.) Corpus Pancreatis berjalan ke atas dan ke kiri, menyilang garis

tengah. Pada potongan melintang sedikit berbentuk segitiga. 4.) Cauda Pancreatis berjalan

ke depan menuju ligamentum lienorenale dan mengadakan hubungan dengan hilum lienale.

Lihat gambar 1. 1

Gambar 1. Makroskopik pankreas

Batas ke anterior : Dari kanan ke kiri : transversum dan perlekatan mesocolon

transversum, bursa omentalis, dan gaster. Ke posterior : Dari kanan ke kiri : ductus

choledochus, vena portae hepatis dan vena lienalis, dan vena cava inferior, aorta, pangkal

2

arteria mesenterica superior, M. psoas major sinistra, glandula suprarenalis sinistra, ren

sinister, dan hilum lienale.

Vaskularisasi nya adalah :

➢A.pancreaticoduodenalis superior (cabang A.gastroduodenalis )

➢A.pancreaticoduodenalis inferior (cabang A.mesenterica cranialis)

➢A.pancreatica magna dan A.pancretica caudalis dan inferior cabang A.lienalis.

Aliran Limfe kelenjar ini terletak di sepanjang arteria yang mendarahi kelenjar.

Pembuluh eferen akhirnya mengalirkan cairan limfe ke noduli limfe coeliaci dan mesenterica

superiors. Nnll. Coelicae, hepaticae, mesenterica superior.

Persarafan untuk pankreas berasal dari serabut-serabut saraf simpatis dan parasimpatis.

N. Vagus (X) dan Nn. Splanchnici melalui plexus coeliacus dan mesenterica superior. 1-2

Mikroskopik

Pankreas berperan sebagai kelenjar eksokrin dan endokrin. Kedua

fungsitersebut dilakukan oleh sel-sel yang berbeda. 1 . ) Bagian eksokrin, Pankreas dapat

digolongkan sebagai kelenjar besar, berlobulus, dan merupakan tubuloasinosa kompleks.

Asinus berbentuk tubular, dikelilingi lamina basal dan terdiri atas 5-8 sel berbentuk piramid

yang tersusun mengelilingi lumensempit. Tidak terdapat sel mioepitel. Di antara asini,

terdapat jaringan ikat halusmengandung pembuluh darah, pembuluh limfe, saraf dan

saluran keluar. 2.) Bagian Endokrin, bagian endokrin pankreas, yaitu Pulau Langerhans,

tersebar di seluruh pankreas dan tampak sebagai massa bundar, tidak teratur, terdiri atas sel

pucatdengan banyak pembuluh darah yang berukuran 76×175 mm dan berdiameter 20sampai

300 mikron tersebar di seluruh pankreas, walaupun lebih banyak ditemukan di ekor daripada

kepala dan badan pankreas.Pulau ini dipisahkan oleh jaringan retikular tipis dari jaringan

eksokrin disekitarnya dengan sedikit serat-serat retikulin di dalam pulau.Sel-sel ini

membentuk sekitar 1% dari total jaringan pankreas. Pada manusia, pulau Langerhans terdapat

sekitar 1-2 juta pulau. Masing-masing memiliki pasokan darah yang besar. Darah dari pulau

Langerhansmengalir ke vena hepatika. Sel-sel dalam pulau dapat dibagi menjadi

beberapa jenis bergantung pada sifat pewarnaan dan morfologinya. Dengan pewarnaan

khusus, ssel-sel pulau Langerhans terdiri dari empat macam:1.Sel Alfa, sebagai penghasil

hormon glukagon. Terletak di tepi pulau,mengandung gelembung sekretoris dengan ukuran

250nm, dan batas intikadang tidak teratur.2.Sel Beta, sebagai penghasil hormon insulin. Sel

ini merupakan selterbanyak dan membentuk 60-70% sel dalam pulau. Sel beta terletak 3

di bagian lebih dalam atau lebih di pusat pulau, mengandung kristaloidromboid atau poligonal

di tengah, dan mitokondria kecil bundar dan banyak.3.Sel Delta, mensekresikan hormon

somatostatin. Terletak di bagian manapun dari pulau, umumnya berdekatan dengan sel A, dan

mengandung gelembung sekretoris ukuran 300-350 nm dengan granula homogen.4.Sel F,

mensekresikan polipeptida pankreas. Pulau yang kaya akan sel F berasal dari tonjolan

pankreas ventral.

Pancreas ditutupi suatu simpai jaringan ikat tipis yang menjulurkan septa ke dalamnya,

dan memisahkan lobulus pankreas. Asinus dikelilingi suatu lamina basal yang ditunjang

selubung serat-serat retikulin halus. Pancreas juga memiliki jaringan kapiler luas, yang

penting untuk proses sekresi. Dengan pulasan HE sulit membedakan adanya sel alfa dan betha

yang ada di dalamnya. Lihat gambar 2. 3

Gambar 2. Mikroskopik pankreas

Fisiologi pankreas

Pankreas adalah suatu organ yang terdiri dari jaringan endokrin dan eksokrin. Bagian

eksokrin pankreas mengeluarkan larutan basa encer dan enzim – enzim pencernaan melalui

ductus pankreaticus ke dalam lumen saluran pencernaan. Di antara sel sel eksokrin pankreas

tersebar kelompok – kelompok atau pulau – pulau, sel endokrin yang juga dikenal dengan

Pulau – Pulau Pankreas. Jenis sel endokrin pankreas yang paling banyak dijumpai adalah sel ß

(beta), tempat sintesis dan sekresi insulin. Yang juga penting adalah sel α (alfa), yang

menghasilkan glukagon. Sel D (delta), tempat sintesis somatostatin, sedangkan sel endokrin

yang paling jarang, sel PP, mengeluarkan polipeptida pankreas. Hormon pankreas yang paling

4

penting untuk mengatur metabolisme bahan bakar adalah insulin dan glukagon. Hormon lain

yang ikut berperan dalam metabolisme energi adalah epinefrin, cortisol, dan growth hormone.

Insulin mempunyai efek yang penting bagi metabolisme karbohidrat, lemak dan

protein. Insulin menurunkan kadar glukosa, asam lemak, dan asam amino dalam darah dan

membantu dalam penyimpanan. Saat molekul tersebut masuk ke dalam darah selama masa

absorbsi, insulin mengatur penyerapan sel dan perubahan menjadi glikogen, trigliseral, dan

protein.

Pengaturan keseimbangan gula darah adalah aktifitas penkreas yang penting.

Pengaturan konsentrasi glukosa dibagi menjadi beberapa cara: penyerapan glukosa dari GIT,

transport glukosa ke sel, produksi glukosa hati, sekresi glukosa di urine.

Somatostatin berperan sebagai hormon yang menghambat system digestive dalam

beberapa cara, antara lain adalah menghambat pencernaan nutrisi dan menghambat

penyerapan nutrisi. Somatostatin disekresikan melalui sel D melalui respon langsung dari

kenaikan gula darah dan asam amino dalam absorbsi makanan.

Somatostatin memiliki efek penghambat sebagai berikut : 

1.bekerja secara lokal di dalam pulau langerhan guna menekan sekresi insulin dan glukagon.

2.menurunkan gerakan lambung, duodenum, dan kandung empedu.

3.mengurangi sekresi dan absorbsi dalam saluran cerna.

Peran utama somatostatin adalah untuk meningkatkan waktu asimilasi makanan dari

usus ke dalam darah. Pada waktu yang sama, pengaruh somatostatin yang menekan sekresi

insulin dan glukagon akan menurunkan penggunaan zat nutrisi yang diabsorbsi oleh jaringan,

sehingga mencegah pemakaian makanan yang cepat dan oleh karena itu membuat makanan

tersedia untuk waktu yang lebih lama. 4

Fungsi Pankreas

Pankreas merupakan salah satuorganpada sistem pencernaan   yang memiliki dua

fungsi utama: menghasilkan enzim  pencernaan serta beberapa hormon penting seperti

insulindan glukagon. Pankreas terletak pada bagian posterior perut dan berhubungan

erat dengan duodenum (usus dua belas jari).Beberapa fungsi dari pankreas adalah :

➢Mengatur kadar gula dalam darah melalui pengeluaran glukagon, yang menambah

kadar gula dalam darah dengan mempercepat tingkat pelepasan dari hati.

5

➢Pengurangan kadar gula dalam darah dengan mengeluarkan insulin yang mana

mempercepat aliran glukosa ke dalam sel pada tubuh, terutama otot. Insulin juga

merangsang hati untuk merubah glukosa menjadi glikogendan menyimpannya di

dalam sel-selnya. Ketika fungsi pankreas tidak lagi bekerja dengan baik, baik karena pola

makan yang buruk ataupun kelainan genetik, maka keseimbangan kadar guladalam tubuh pun

ikut terganggu. Hal ini dapat menyebabkan berbagai komplikasi penyakit, bahkan dapat

menyebabkan kematian. 4

Insulin

Insulin menghasilkan empat efek yang menurunkan kadar gula darah dan

penyimpanan karbohidrat. Insulin adalah suatu polipeptida yang mengandung dua rantai asam

aminoyang dihubungkan oleh jembatan disulfida. Terdapat perbedaan kecil dalamkomposisi

asam amino molekul dari satu spesies ke spesies lain. Perbedaan ini biasanya tidak cukup

besar untuk dapat mempengaruhi aktivitas biologi suatuinsulin pada spesies heterolog tetapi

cukup besar untuk menyebabkan insulin bersifat antigenik.Insulin dibentuk di retikulum

endoplasma sel B. Insulin kemudiandipindahkan ke aparatus golgi, tempat ia mengalami

pengemasan dalam granula-granula berlapis membran. Pada orang normal, pankreas

mempunyai kemampuan untuk menyesuaikan jumlah insulin yang dihasilkan dengan intake

karbohidrat, tetapi pada penderita diabetes fungsi pengaturan ini hilang sama sekali.

Insulin mempermudah masuknya glukosa ke dalam sebagian sel. Molekul glukosa

tidak mudah menembus membran sel tanya adanya insulin. Dengan demikian, sebagian besar

jaringan sangat bergantung pada insulin untuk menyerap glukosa dari darah dan

menggunakannya. Insulin meningkatkan mekanisme difusi terfasilitasi (dengan perantaraan

pembawa) glukosa ke dalam sel – sel tergantung insulin tersebut melalui fenomena

transporter recruitment. Glukosa dapat masuk ke dalam sel hanya melalui pembawa di

membran plasma yang dikenal sebagai glucose transporter (pengangkutan glukosa). Sel – sel

tergantung insulin memiliki simpanan pengangkut glukosa intrasel. Pengangkut – pengangkut

tersebut diinsersikan ke dalam membran plasma sebagai respons terhadap peningkatan sekresi

insulin sehingga terjadi peningkatan pengangkutan glukosa ke dalam sel. Apabila sekresi

insulin berkurang, pengangkut – pengangkut tersebut sebagian ditarik dari membran sel dan

dikembalikan ke simpanan sel. Beberapa jaringan yang tidak begantung pada insulin untuk

menyerap glukosa dalah otak, otot yang aktif dan hati.

1. Insulin merangsang glikogenesis, pembentukkan glikogen dari glukosa baik di otot

maupun di hati.6

2. Insulin menghambat glikogenolisis, penguraian glikogen menjadi glukosa. Dengan

menghambat pengeluaran glikogen, insulin meningkatkan penyimpanan karbohidrat dan

menurunkan pengeluaran glukosa oleh hati.

3. Insulin menurunkan pengeluaran glukosa oleh hati dengan menghambat glukogenesis,

perubahan asam amino menjadi glukosa di hati. Insulin melakukan hal ini melalui dua

cara yaitu dengan menurunkan jumlah asam amino di dalam darah yang tersedia bagi hati

untuk glukogenogenesis dan menghambat enzim – enzim hati yang diperlukan untuk

mengubah asam amino menjadi glukosa.

Insulin adalah satu – satunya hormon yang mampu menurunkan kadar glukosa darah.

Kerja insulin terhadap penurunan kadar lemak darah dan penyimpanan trigliserida

terdiri dari:

1. Membentuk jalan masuk asam lemak dari darah ke sel jaringan adipose.

2. Meningkatkan transport glukosa ke sel jaringan adipose. Glukosa merupakan

precursor dari pembentukan asam lemak dan gliserol, yang merupakan komponen

utama dalam sintesis trigliserida.

3. Mengaktifkan reaksi kimia yang sangat membutuhkan asam lemak dan glukosa dalam

pembentukan trigliseral.

4. Menghambat lipolisis, mengurangi pengeluaran asam lemak dari jaringan adipose ke

darah.

Secara garis besar, kerja dari insulin adalah pengambilan asam lemak dan glukosa dari

darah dan menyimpannya dalam bentuk trigliserida.

Insulin menurunkan kadar asam amino dalam darah dan mengaktifkan sintesis protein

melalui beberapa cara:

1. Insulin mempromosikan transport aktif asam amino dari darah ke otot dan jaringan

lain.

2. Meningkatkan penggabungan asam amino menjadi protein dengan menstimulasi

mekanisme sintesis protein di sel.

3. Menghambat degradasi protein.

Mekanisme kerja / sifat insulin adalah meningkatkan pemasukkan glukosa melalui

membran sel otot rangka, otot polos dan otot jantung serta tidak pada sel epitel usus, tubulus

ginjal, dan jaringan saraf ( kecuali daerah tertentu di hipotalamus ). 5

7

Glukagon

Molekul glukagon adalah polipepida rantai lurus yang mengandung 29nresidu asam

amino dan memiliki molekul 3485. Glukagon merupakan hasil darisel-sel alfa, yang

mempunyai prinsip aktivitas fisiologis meningkatkan kadar glukosa darah. Glukagon

melakukan hal ini dengan mempercepat konversi dariglikogen dalam hati dari nutrisi-nutrisi

lain, seperti asam amino, gliserol, danasam laktat, menjadi glukosa (glukoneogenesis).

Kemudian hati mengeluarkanglukosa ke dalam darah, dan kadar gula darah

meningkat.Sekresi dari glukagon secara langsung dikontrol oleh kadar gula darahmelalui

sistem feed-back negative. Ketika kadar gula darah menurun sampai di bawah normal, sensor-

sensor kimia dalam sel-sel alfa dari pulau Langerhansmerangsang sel-sel untuk

mensekresikan glukagon. Ketika gula darah meningkat,tidak lama lagi sel-sel akan dirangsang

dan produksinya diperlambat.Jika untuk beberapa alasan perlengkapan regulasi diri gagal dan

sel-selalfa mensekresikan glukagon secara berkelanjutan, hiperglikemia (kadar guladarah

yang tinggi) bisa terjadi. Olahraga dan konsumsi makanan yangmengandung protein bisa

meningkatkan kadar asam amino darah jugamenyebabkan peningkatan sekresi glukagon.

Sekresi glukagon dihambat olehGHIH (somatostatin).Glukagon kehilangan aktivitas

biologiknya apabila diperfusi melewati hatiatau apabila diinkubasi dengan ekstrak hati, ginjal

atau otot. Glukagon jugadiinaktifkan oleh inkubasi dengan darah. Indikasinya ialah bahwa

glukagondihancurkan oleh sistem enzim yang sama dengan sistem yang

menghancurkaninsulin dan protein-protein lain.

Glucagon mempengaruhi beberapa proses metabolisme yang sama dengan insulin,

namun dalam beberapa kasus kerja dari glucagon berlawanan dengan kerja dari insulin.

Tempat utama dari kerja glucagon adalah di hati, dimana glucagon menghasilkan beberapa

efek terhadap metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein.

Inti dari efek glucagon terhadap metabolisme karbohidrat adalah meningkatkan

produksi glukosa hati dan meningkatkan pengeluaran dan kadar gula darah. Glucagon

menghasilkan efek hiperglikemik dengan meningkatkan sintesis glikogen, membantu

glikogenolisis, dan menstimulus glikoneogenesis.

Glucagon membantu produksi keton hati dengan membantu perubahan asam lemak

menjadi badan keton. Kadar asam lemak dan keton darah meningkat karena kerja dari

glucagon.

8

Glucagon menghambat sintesis protein hati dan membantu pemecahan protein hati.

Glukagon juga membantu katabolisme protein dalam hati, namun tidak mempengaruhi kadar

asam amino dalam darah karena tempat utama penyimpanan asam amino di otot.

Somatostatin

Somatostatin dijumpai di sel D pulau langerhans pankreas. Somatostatin menghambat

sekresi insulin, glukagon, dan polipeptida pankreas dan mungkin bekerja lokal di dalam

pulau-pulau pankreas. Penderita tumor pankreassomatostatin mengalami hiperglikemia dan

gejala-gejala diabetes lain yangmenghilang setelah tumor diangkat. Para pasien tersebut juga

mengalamidispepsia akibat lambatnya pengosongan lambung dan penurunan sekresi

asamlambung, dan batu empedu, yang tercetus oleh penurunan kontraksi

kandungempedu.Sekresi somatostatin pankreas meningkat oleh beberapa rangsangan

yang juga merangsang sekresi insulin, yakni glukosa dan asam amino, terutama arginindan

leusin. Sekresi juga ditingkatkan oleh CCK. Somatostatin dikeluarkan dari pankreas dan

saluran cerna ke dalam darah perifer. 6

Polipeptida pankreas

Polipeptida pankreas manusia merupakan suatu polipeptida linear yangdibentuk oleh

sel F pulau langerhans. Hormon ini berkaitan erat dengan polipeptida YY (PYY), yang

ditemukan di usus dan mungkin hormon salurancerna; dan neuropeptida Y, yang ditemukan di

otak dan sistem saraf otonom. Sekresi polipeptida ini meningkat oleh makanan yang

mengandung protein, puasa, olahraga, dan hipoglikemia akut. Sekresinya menurun

olehsomatostatin dan glukosa intravena. Pemberian infus leusin, arginin, dan alanintidak

mempengaruhinya, sehingga efek stimulasi makanan berprotein mungkindiperantarai secara

tidak langsung. Pada manusia, polipeptida pankreasmemperlambat penyerapan makanan, dan

hormon ini mungkin memperkecil fluktuasi dalam penyerapan. Namun, fungsi faal

sebenarnya masih belum diketahui. 6

Epinefrin, cortisol, hormon pertumbuhan dan hormon tiroid juga memiliki efek metabolik.

Hormone stress, epinefrin dan cortisol, keduanya meningkatkan kadar gula dan asam

lemak darah melalui beberapa efek metabolisme. Sebagai tambahan, cortisol mengerahkan

asam amino melalui katabolisme protein. Selama masa kelaparan yang panjang, cortisol juga

membantu menjaga konsentrasi kadar gula darah.

9

Growth hormon mempunyai efek anabolisme protein di otot. GH dapat meningkatkan

kadar gula dan asam lemak darah. Tidur nynyak, stress, olahraga, dan hipoglikemia dapat

menstimulus sekresi GH, untuk menyediakan asam lemak sebagai energy dan glukosa untuk

otak. GH seperti kortisol, mengatur kadar gula darah saat kelaparan.

Walaupun hormon tiroid meningkatkan ukuran metabolisme dan aksi anabolisme,

katabolisme, perubahan dalam sekresi hormone tiroid tidak berpengaruh dalam pengaturan

homeostasis. Alasannya control dari hormone tiroid tidak secara langsung berpengaruh dalam

menjaga kadar nutrisi darah. Kedua, pengaruh dari hormon tiroid terlalu lambat dibanding

pengaturan yang cepat oleh pengatur kadar nutrisi darah yang normal. 6

Metabolisme Karbohidrat

Karbohidrat siap dikatabolisir menjadi energi jika berbentuk monosakarida. Energi

yang dihasilkan berupa Adenosin trifosfat (ATP). Glukosa merupakan karbohidrat terpenting.

Dalam bentuk glukosalah massa karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah, atau ke

dalam bentuk glukosalah karbohidrat dikonversi di dalam hati, serta dari glukosalah semua

bentuk karbohidrat lain dalam tubuh dapat dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar

metabolik utama bagi jaringan mamalia (kecuali hewan pemamah biak) dan bahan bakar

universal bagi janin. Unsur ini diubah menjadi karbohidrat lain dengan fungsi sangat spesifik,

misalnya glikogen untuk simpanan, ribose dalam bentuk asam nukleat, galaktosa dalam

laktosa susu, dalam senyawa lipid kompleks tertentu dan dalam bentuk gabungan dengan

protein, yaitu glikoprotein serta proteoglikan.

Sifat diet atau makanan menentukan pola dasar metabolisme di dalam tubuh. Mamalia,

termasuk manusia harus memproses hasil penyerapan produk-produk pencernaan karbohidrat,

lipid dan protein dari makanan. Secara berurutan, produk-produk ini terutama adalah glukosa,

asam lemak serta gliserol dan asam amino. Semua produk hasil pencernaan diproses melalui

lintasan metaboliknya masing-masing menjadi suatu produk umum yaitu Asetil KoA, yang

kemudian akan dioksidasi secara sempurna melalui siklus asam sitrat.

Terdapat beberapa jalur metabolisme karbohidrat baik yang tergolong sebagai

katabolisme maupun anabolisme, yaitu glikolisis, oksidasi piruvat, siklus asam sitrat,

glikogenesis, glikogenolisis serta glukoneogenesis.

Secara ringkas, jalur-jalur metabolisme karbohidrat dijelaskan sebagai berikut:

10

1. Glukosa sebagai bahan bakar utama akan mengalami glikolisis (dipecah) menjadi 2 piruvat

jika tersedia oksigen. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.

2. Selanjutnya masing-masing piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Dalam tahap ini

dihasilkan energi berupa ATP.

3. Asetil KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat. Dalam tahap ini

dihasilkan energi berupa ATP.

4. Jika sumber glukosa berlebihan, melebihi kebutuhan energi kita maka glukosa tidak

dipecah, melainkan akan dirangkai menjadi polimer glukosa (disebut glikogen). Glikogen

ini disimpan di hati dan otot sebagai cadangan energi jangka pendek. Jika kapasitas

penyimpanan glikogen sudah penuh, maka karbohidrat harus dikonversi menjadi jaringan

lipid sebagai cadangan energi jangka panjang.

5. Jika terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energi, maka glikogen dipecah

menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa mengalami glikolisis, diikuti dengan oksidasi piruvat

sampai dengan siklus asam sitrat.

6. Jika glukosa dari diet tak tersedia dan cadangan glikogenpun juga habis, maka sumber

energi non karbohidrat yaitu lipid dan protein harus digunakan. Jalur ini dinamakan

glukoneogenesis (pembentukan glukosa baru) karena dianggap lipid dan protein harus

diubah menjadi glukosa baru yang selanjutnya mengalami katabolisme untuk memperoleh

energi. 7

Glikolisis

Glikolisis berlangsung di dalam sitosol semua sel. Lintasan katabolisme ini adalah proses

pemecahan glukosa menjadi:

1. asam piruvat, pada suasana aerob (tersedia oksigen)

2. asam laktat, pada suasana anaerob (tidak tersedia oksigen)

Glikolisis merupakan jalur utama metabolisme glukosa agar terbentuk asam piruvat,

dan selanjutnya asetil-KoA untuk dioksidasi dalam siklus asam sitrat (Siklus Kreb’s). Selain

itu glikolisis juga menjadi lintasan utama metabolisme fruktosa dan galaktosa.

Keseluruhan persamaan reaksi untuk glikolisis yang menghasilkan laktat adalah:

Glukosa + 2ADP +2Pi 2L(+)-Laktat +2ATP +2H2O

11

Kesimpulan:

Pada glikolisis aerob, energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut:

- hasil tingkat substrat :+ 4P

- hasil oksidasi respirasi :+ 6P

- jumlah :+10P

- dikurangi untuk aktifasi glukosa dan fruktosa 6P : - 2P

+ 8P

Pada glikolisis anaerob, energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut: 7

12

Gambar 3. Glikolisis

sum

- hasil tingkat substrat :+ 4P

- hasil oksidasi respirasi :+ 0P

- jumlah :+ 4P

- dikurangi untuk aktifasi glukosa dan fruktosa 6P : - 2P

+ 2P

Oksidasi piruvat

Dalam jalur ini, piruvat dioksidasi (dekarboksilasi oksidatif) menjadi Asetil-KoA,

yang terjadi di dalam mitokondria sel. Reaksi ini dikatalisir oleh berbagai enzim yang berbeda

yang bekerja secara berurutan di dalam suatu kompleks multienzim yang berkaitan dengan

membran interna mitokondria. Secara kolektif, enzim tersebut diberi nama kompleks piruvat

dehidrogenase dan analog dengan kompleks -keto glutarat dehidrogenase pada siklus asam

sitrat.

Jalur ini merupakan penghubung antara glikolisis dengan siklus Kreb’s. Jalur ini juga

merupakan konversi glukosa menjadi asam lemak dan lemak dan sebaliknya dari senyawa

non karbohidrat menjadi karbohidrat.

Rangkaian reaksi kimia yang terjadi dalam lintasan oksidasi piruvat adalah sebagai

berikut:

1. Dengan adanya TDP (thiamine diphosphate), piruvat didekarboksilasi menjadi derivate

hidroksietil tiamin difosfat terikat enzim oleh komponen kompleks enzim piruvat

dehidrogenase. Produk sisa yang dihasilkan adalah CO2.

2. Hidroksietil tiamin difosfat akan bertemu dengan lipoamid teroksidasi, suatu kelompok

prostetik dihidroksilipoil transasetilase untuk membentuk asetil lipoamid, selanjutnya

TDP lepas.

3. Selanjutnya dengan adanya KoA-SH, asetil lipoamid akan diubah menjadi asetil KoA,

dengan hasil sampingan berupa lipoamid tereduksi.

4. Siklus ini selesai jika lipoamid tereduksi direoksidasi oleh flavoprotein, yang

mengandung FAD, pada kehadiran dihidrolipoil dehidrogenase. Akhirnya flavoprotein

tereduksi ini dioksidasi oleh NAD+, yang akhirnya memindahkan ekuivalen pereduksi

kepada rantai respirasi. 7

Piruvat + NAD+ + KoA Asetil KoA + NADH + H+ + CO2

13

Siklus asam sitrat

Siklus ini juga sering disebut sebagai siklus Kreb’s dan siklus asam trikarboksilat dan

berlangsung di dalam mitokondria. Siklus asam sitrat merupakan jalur bersama oksidasi

karbohidrat, lipid dan protein.

Siklus asam sitrat merupakan rangkaian reaksi yang menyebabkan katabolisme asetil

KoA, dengan membebaskan sejumlah ekuivalen hidrogen yang pada oksidasi menyebabkan

pelepasan dan penangkapan sebagaian besar energi yang tersedia dari bahan baker jaringan,

dalam bentuk ATP. Fungsi utama siklus asam sitrat adalah sebagai lintasan akhir bersama

untuk oksidasi karbohidrat, lipid dan protein. Hal ini terjadi karena glukosa, asam lemak dan

banyak asam amino dimetabolisir menjadi asetil KoA atau intermediat yang ada dalam siklus

tersebut.

14

Gambar 4. Lintasan oksidasi piruvat

Gambar 5. Siklus asam sitrat sebagai jalur bersama metabolisme karbohidrat, lipid dan

protein.

Selama proses oksidasi asetil KoA di dalam siklus, akan terbentuk ekuivalen pereduksi

dalam bentuk hidrogen atau elektron sebagai hasil kegiatan enzim dehidrogenase spesifik.

Unsur ekuivalen pereduksi ini kemudian memasuki rantai respirasi tempat sejumlah besar

ATP dihasilkan dalam proses fosforilasi oksidatif. Pada keadaan tanpa oksigen (anoksia) atau

kekurangan oksigen (hipoksia) terjadi hambatan total pada siklus tersebut.

Enzim-enzim siklus asam sitrat terletak di dalam matriks mitokondria, baik dalam

bentuk bebas ataupun melekat pada permukaan dalam membran interna mitokondria sehingga

memfasilitasi pemindahan unsur ekuivalen pereduksi ke enzim terdekat pada rantai respirasi,

yang bertempat di dalam membran interna mitokondria. 7

15

Gambar 6. Lintasan detail Siklus Kreb’s

Energi yang dihasilkan dalam siklus asam sitrat

Pada proses oksidasi yang dikatalisir enzim dehidrogenase, 3 molekul NADH dan 1 FADH2

akan dihasilkan untuk setiap molekul asetil-KoA yang dikatabolisir dalam siklus asam sitrat.

Dalam hal ini sejumlah ekuivalen pereduksi akan dipindahkan ke rantai respirasi dalam

membrane interna mitokondria (lihat kembali gambar tentang siklus ini).

Selama melintasi rantai respirasi tersebut, ekuivalen pereduksi NADH menghasilkan 3 ikatan

fosfat berenergi tinggi melalui esterifikasi ADP menjadi ATP dalam proses fosforilasi

oksidatif. Namun demikian FADH2 hanya menghasilkan 2 ikatan fosfat berenergi tinggi.

Fosfat berenergi tinggi selanjutnya akan dihasilkan pada tingkat siklus itu sendiri (pada

tingkat substrat) pada saat suksinil KoA diubah menjadi suksinat.

Dengan demikian rincian energi yang dihasilkan dalam siklus asam sitrat adalah:

16

1. Tiga molekul NADH, menghasilkan : 3 X 3P = 9P

2. Satu molekul FADH2, menghasilkan : 1 x 2P = 2P

3. Pada tingkat substrat = 1P

Jumlah = 12P

Satu siklus Kreb’s akan menghasilkan energi 3P + 3P + 1P + 2P + 3P = 12P.

Kalau kita hubungkan jalur glikolisis, oksidasi piruvat dan siklus Kreb’s, akan dapat kita

hitung bahwa 1 mol glukosa jika dibakar sempurna (aerob) akan menghasilkan energi dengan

rincian sebagai berikut: 7-8

1. Glikolisis : 8P

2. Oksidasi piruvat (2 x 3P) : 6P

3. Siklus Kreb’s (2 x 12P) : 24P

Jumlah : 38P

Glikogenesis

Tahap pertama metabolisme karbohidrat adalah pemecahan glukosa (glikolisis) menjadi

piruvat. Selanjutnya piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Akhirnya asetil KoA masuk ke

dalam rangkaian siklus asam sitrat untuk dikatabolisir menjadi energi.

Proses di atas terjadi jika kita membutuhkan energi untuk aktifitas, misalnya berpikir,

mencerna makanan, bekerja dan sebagainya. Jika kita memiliki glukosa melampaui kebutuhan

energi, maka kelebihan glukosa yang ada akan disimpan dalam bentuk glikogen. Proses

anabolisme ini dinamakan glikogenesis.

Glikogen merupakan bentuk simpanan karbohidrat yang utama di dalam tubuh dan analog

dengan amilum pada tumbuhan. Unsur ini terutama terdapat didalam hati (sampai 6%), otot

jarang melampaui jumlah 1%. Akan tetapi karena massa otot jauh lebih besar daripada hati,

maka besarnya simpanan glikogen di otot bisa mencapai tiga sampai empat kali lebih banyak. 8

17

Glikogenolisis

Jika glukosa dari diet tidak dapat mencukupi kebutuhan, maka glikogen harus dipecah untuk

mendapatkan glukosa sebagai sumber energi. Proses ini dinamakan glikogenolisis.

Glikogenolisis seakan-akan kebalikan dari glikogenesis, akan tetapi sebenarnya tidak

demikian. Untuk memutuskan ikatan glukosa satu demi satu dari glikogen diperlukan enzim

fosforilase. Enzim ini spesifik untuk proses fosforolisis rangkaian 14 glikogen untuk

menghasilkan glukosa 1-fosfat. Residu glukosil terminal pada rantai paling luar molekul

glikogen dibuang secara berurutan sampai kurang lebih ada 4 buah residu glukosa yang tersisa

pada tiap sisi cabang 16.

(C6)n + Pi (C6)n-1 + Glukosa 1-fosfat

18

Gambar 7. Lintasan glikogenesis dan glikogenolisis

Glikogen Glikogen

Glukosa transferase dibutuhkan sebagai katalisator pemindahan unit trisakarida dari satu

cabang ke cabang lainnya sehingga membuat titik cabang 16 terpajan. Hidrolisis ikatan

16 memerlukan kerja enzim enzim pemutus cabang (debranching enzyme) yang spesifik.

Dengan pemutusan cabang tersebut, maka kerja enzim fosforilase selanjutnya dapat

berlangsung. 8

Glukoneogenesis

Glukoneogenesis terjadi jika sumber energi dari karbohidrat tidak tersedia lagi. Maka

tubuh adalah menggunakan lemak sebagai sumber energi. Jika lemak juga tak tersedia,

barulah memecah protein untuk energi yang sesungguhnya protein berperan pokok sebagai

pembangun tubuh. Jadi bisa disimpulkan bahwa glukoneogenesis adalah proses pembentukan

glukosa dari senyawa-senyawa non karbohidrat, bisa dari lipid maupun protein. Secara

ringkas, jalur glukoneogenesis dari bahan lipid maupun protein dijelaskan sebagai berikut:

1. Lipid terpecah menjadi komponen penyusunnya yaitu asam lemak dan gliserol. Asam

lemak dapat dioksidasi menjadi asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA masuk dalam siklus

Kreb’s. Sementara itu gliserol masuk dalam jalur glikolisis.

2. Untuk protein, asam-asam amino penyusunnya akan masuk ke dalam siklus Kreb’s. 8

Metabolisme Lipid

Setelah mengalami pencernaan di usus, molekul lemak akan diabsorpsi. Namun

molekul lemak tidak dapat diabsorpsi begitu saja. Hal ini dikarenakan sifat lemak yang

hidrofobik. Sehingga harus ada molekul pembawa, yaitu khilomikron. Khilomikron akan

membawa asam lemak bersama 2 monogliserida ke dalam limfe kemudian beredar dalam

darah. Selain menggunakan khilomikron, bentuk transportasi lemak yang lain di dalam darah

ialah VLDL, HDL, LDL, IDL, dan FFA yang terikat albumin. Jalur metabolisme lemak akan

dimulai ketika asam lemak masuk ke dalam sel.

19

Gambar 9. Metabolisme lemak

Metabolisme lemak di dalam tubuh meliputi metabolisme:

1. Asam lemak jenuh

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 dan propionil

ko-A (bila jumlah atom C ganjil). Asetil ko-A dapat masuk ke dalam siklus asam

sitrat.

Selain 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 berlangsund di hepar. Dimana proses oksidasi ini memerlukan

NADPH dan dikatalisis oleh sitokrom P-450 serta dapat menghasilkan asam

dikarboksilat.

20

2. Asam lemak tidak jenuh

Pada reaksi ini 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. Jalus 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. 8

3. Eikosanoat

Merupakan senyawa yang berasal dari asam lemak tidak jenuh. Asam lemak tidak

jenuh disini bersifat essensial, yaitu asam linoleat (ω6), asam alfa linolenat (ω3) dan

asam arakhidonat (ω9). Sintesis eikisanoat melalui jalan metabolisme siklooksigenasi

dan lipokigenase. Akan menghasilkan leukotrien, prostaglandin, prostasiklin, dan

tromboksan.

4. Triasilgliserol

Sintesis triasilgliserol 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.

21

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.

5. Benda keton

Proses 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.

Ketogenesis 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.

6. Lipoprotein

Lemak dalam darah ditranspor dalam bentuk lipoprotein. Lipoprotein didalam 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.2

Khilomikron 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

22

membentuk khilomikron yang belum sempurna. Tambahan apo-C dan apo-E akan

menyempurnakan khilomikron. Pada badan golgi dapat terjadi penambahan

karbohidrat pada lipoprotein ini.

VLDL 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.

7. Kolesterol

Kolesterol adalah lipid amfipatik yang merupakan komponen struktural esensial pada

membran dan lapisan luar lipoprotein plasma. Senyawa ini disintesis di banyak

jaringan dari asetil-koA dan merupakan prekursor semua steroid lain di dalam tubuh.

Pembentukan kolesterol

Pembentukan kolesterol dari lanosterol berlangsung di retikulum endoplasma dan

melibatkan pertukaran-pertukaran di inti steroid dan rantai samping membentuk

desmosterol, dan akhirnya membentuk kolesterol.

Ekskresi kolesterol

Kolesterol diekskresikan dari tubuh di dalam empedu sebagai kolesterol atau asam (garam)

empedu.Asam empedu primer disintesis di hati dari kolesterol. 7alfa-hidroksilasi adalah

tahap regulatorik pertama dan terpenting dalam biosintesis asam empedu dikatalisis oleh

kolesterol7alfa-hidroksilase (merupakan monooksigenase dan perlu NADPH dan sit450).

Tahap-tahap selanjutnya juga dikatalisis oleh enzim-enzim monooksigenase menghasilkan

asam empedu primer. Sebagian asam empedu primer di usus mengalami perubahan lebih

lanjut akibat aktivitas bakteri usus yang mencakup dekonjugasi dan 7alfa-dehidroksilasi

yang menghasilkan asam empedu sekunder, asam deoksikolat dan asam litokolat. Asam

empedu primer dan sekunder diserap di ileum dan 98-99% dikembalikan ke hati melalui

sirkulasi porta (sirkulasi enterohepatik). Sebagian kecil asam empedu yang lolos dari

absorbsi dikeluarkan melalui tinja. 8

23

Metabolisme Protein

Protein yang dimakan didalam tubuh akan dihidrolisis menggunakan enzim-enzim

tertentu. Adapun enzim yang bekerja ialah pepsin dengan bantuan HCl di lambung. Setelah

mencapai usus halus, maka pankreas akan mensekresikan tripsin, kimotripsin dan

karboksipeptidase yang juga bekerja untuk memotong protein menjadi polipeptida. Yang

bertugas sebagai pemecah terakhir ialah peptidase dan aminopeptidase. Setelah terbentuk

asam amino, melalui transpor mediated aktif dengan bantuan ion natrium, asam amino akan

dibawa ke dalam darah melalui lumen usus halus. Vitamin B6 membantu kerja ion natrium

ini.

Asam amino dapat disintesis dalam tubuh dan didapatkan dari makanan. Seperit yang telah

dibahas diatas, asam amino yang disintesis tubuh disebut sebagai asam amino non essensial.

Total terdapat 12 asam amino non essensial. 9 diantaranya disintesis dari komponen siklus

asam sitrat, sedangkan 3 yang lain didapatkan dari asam amino essensial.

Biosintesis asam amino non essensial:

1. α – ketoglutarat Asam Glutamat

2. Asam Glutamat Glutamin

3. Glutamat Prolin Hidroksi Prolin

4. Piruvat Alanin

5. Oksaloaseat Aspartat Alanin

6. D-3-Fosfogliserat Serin

7. Glioksilat dan Kolin Glisin

8. Metionin dan Serin Sistein

9. Phenilalanin Tirosin

10. Lisin Hidroksi Lisin

Setelah asam amino disintesis, maka di ribosom asam amino akan dirangkai

membentuk protein. Protein tubuh mempunyai masa turn over dan dapat dikatabolisme.

Lisosim merupakan tempat utama katabolisme protein, sedangkan sitosol merupakan tempat

katabolisme protein yang memiliki masa kerja pendek dan protein yang abnormal. Setelah

dikatabolisme, bentuk ekskresi terutama dari protein ialah urea melalui urin. Urea disintesis

melalui empat tahap, yaitu:

1. Transaminasi

24

Pada transaminasi dengan bantuan piruvat dan α – ketoglutarat, berbagai macam asam

amino akan diubah kedalam bentuk keto sedangkan piruvat akan membentuk alanin

dan α – ketoglutarat akan membentuk glutamat. Caranya ialah dengan melepas gugus

amina dari asam amino. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

Piruvat + Asam Amino α Alanin + Asam Amino α-keto (ALA

transaminase)

α – ketoglutarat + Asam Amino α Glutamat + Asam Amino α-keto

(glutamat transaminase)

Namun pemusatan asam amino lebih bekerja untuk pembentukan asam glutamat

dibanding alanin. Reaksi transaminasi tidak terjadi pada asam amino lisin, threonin,

prolin dan hidroksi prolin. Glutamat hasil proses transaminasi dapat mengalami proses

deaminasi oksidatif untuk menghasilkan amoniak.

2. Deaminasi Oksidatif

Pada proses ini glutamat akan melepas gugus amina yang akan bereaksi dengan ion

hidrogen membentuk amoniak.

L-Glutamat + NAD+/NADP+ α – ketoglutarat + NH3 + NADH/NADPH + H+

(L-glutamat dehidrogenase)

3. Transpor Amonia

Amoniak ditranspor dalam darah menuju ke hati untuk mengalami intoksikasi. Kadar

amoniak yang normal dalam darah ialah berkisar 10-20 µg/dL. Kadar amoniak yang

tinggi dapat menyebabkan gangguan bicara, penglihatan kabur hingga koma. Hal ini

dapat dijumpai pada sirosis hati. Selain hasil katabolisme, amoniak darah juga berasal

dari senyawa N di kolon akibat aktivitas bakteri usus.

Setelah sampai di hati, amoniak dapat digunakan untuk sintesis urea ataupun

pembentukan asam amino.

4. Sintesis Urea

Terjadi di hati. Dalam hepatosit, proses ini terjadi di mitokondria dan sitosil. Enzim

pengatur pada siklus urea ialah karbamoil fosfat sintase I. Senyawa awal yang

dibutuhkan ialah NH4+ dan CO2. Nitrogen disini dapat dibawa oleh asam amino

citrulin, ornitin, arginin, arginin suksinat dan aspartat. Kondisi patologis seperti

diabetes melitus tidak terkontrol dapat mendorong peningkatan sintesis urea. Kelainan

pada siklus urea dapat menyebabkan intoksikasi amonia yang dapat menyebabkan

retardasi mental.

25

Senyawa nitrogen dalam keadaan tertentu intakenya dibutuhkan lebih tinggi. Pada

kondisi patologis ekskresi nitrogen dapat meningkat. Perbandingan antara jumlah

nitrogen yang masuk ke dalam tubuh dengan jumlah nitrogen yang diekskresikan

disebut sebagai balans nitrogen. Balans nitrogen cenderung positif pada masa

pertumbuhan, kehamilan, masa penyembuhan dan pemberian hormon anabolik.

Sedangkan balans nitrogen yang negatif ditemukan pada malnutrisi dan penyakit berat

seperti kanker dan diabetes melitus. Orang dewasa yang sehat memiliki balans

nitrogen yang seimbang. 8

Gizi

Karbohidrat

Karbohidrat makanan utama adalah polisakarida,disakarida, dan monosakarida. Zat

tepung dan derivatnya merupakan polisakarida satu-satunya yang dicerna di dalam saluran

cerna manusia. Dalam glikogen molekul-molekul glukosa kebanyakan berbentuk rantai

panjang, tapi dengan beberapa percabangan rantai amilopektin yang merupakan 80-90% zat

tepung makanan, adalah serupa tetapi lebih sedikit percabangannya, sedangkan amilosa

berbentuk rantai lurus. Glikogen ditemukan pada hewan, sedangkan amilosa dan amilopektin

berasal dari tumbuh-tumbuhan. Disakarida, yaitu laktosa (gula susu) dan sukrosa (gula tebu)

juga dicerna, bersama dengan monosakarida yaitu fruktosa dan glukosa.

Karbohidrat adalah senyawa organik yang terdiri dari karbon, hydrogen, dan oksigen

yang disimpan dalam oto dan hati, serta dapat diubah dengan cepat ketika tubuh memerlukan

energy. Karbohidrat dibuat melalui fotosintesis, proses penggunaan energy matahari yang

memungkinkan tanaman berklorofil untuk mengambil karbondioksida melalui akarnya dan

melepaskan oksigen ke dalam udara. Karbon dan air yang tersisa dalam tanaman membentuk

karbohidrat.

Karbohidrat dikelompokan menurut jumlah unit gula, atau sakarida, yang membentuk

strukturnya:

Karbohidrat sederhana adalah gula dengan struktur sederhana yang terdiri dari satu

(monosakarida) atau dua (disakarida) unit gula.

Karbohidrat kompleks, atau tepung, yang terdiri dari banyak unit gula (polisakarida)

Monosakarida yang sederhana

26

Monosakarida yang dikenal juga dengan gula sederhana adalah karbohidrat yang dapat

diserap melalui usus halus ke dalam darah. Dari sini, monosakarida kemudian akan berjalan

ke hati. Monosakarida tidak dipecah dalam proses pencernaan.

Contoh monosakarida meliputi :

Glukosa (dektrosa), yang berasal dari pencernaan tepung dan beredar dalam darah;

gula ini merupakan bahan bakar utama sel.

Fruktosa (gula buah), yang ditemukan dalam buah dan madu.

Galaktosa, yang berasal dari pencernaan laktosa dan merupakan gulayang paling

manis.

Disakarida yang manis

disakarida terdiri dari dua monosakarida (salah satunya adalah glukosa) yang tidak

mengandung molekul air. Karbohidrat sederhana ini harus dicerna dulu menjadi komponen

monosakaridanya sebelum diserap.

Disakarida yang penting antara lain:

Sukrosa, gula dapur yang biasa digunakan, biasa dijumpai dalam jumlah sedikit pada

beberapa sayuran dan buah.

Laktosa, gula yang tidak manis dan dijumpai dalam susu, membantu penyerapan

kalsium dan membantu menghasilkan bakteri yang penting untuk produksi vitamin K

di dalam usus.

Maltose, gula yang ditemukan dalam padi-padian yang sedang tumbuh dan juga

merupakan produk sampingan dan pencernaan di lambung.

Polisakarida

Polisakarida, atau karbohidrat kompleks, terdiri dari molekul karbohidrat yang lebih besar,

lebih kompleks yang mengandung banyak unit gula. Polisakarida diingesti dan dipecah

menjadi gula sederhana agar dapat digunakan sebagai bahan bakar.

Contoh polisakarida antara lain:

Tepung, yang terutama ditemukan dalam makanan nabati dan paling banyak terdapat

pada padi-padian, kacang-kacangan dan sayuran yang mengandungzat tepung.

27

Glikogen, yang dibentuk dalam jaringan tubuh dan kemudian dan kemudian akan

diubah menjadi glukosa sesuai kebutuhan untuk menjadi glukosa sesuai kebutuhan

untuk keseimbangan metabolism dan energy.

Serat, sering dianggap sebagai bagian yang kasar dari makanan, ditemukan pada buah-

buahan, sayuran, kacang-kacangan dan padi-padian

Fungsi karbohidrat

Proses metabolic dari anabolisme dan katabolisme menjaga persediaan karbohidrat

tubuh dalam aliran yang konstan, memastikan tersedianya persediaan yang cukup untuk

memenuhi kebutuhan energy dan produksi senyawa penting lainnya.

Fungsi lain dari karbohidrat antara lain:

Menghemat protein selama produksi energi.

Membantu pembakaran lemak agar lebih efisien dan lebih sempurna.

Menjadi sumber energy cepat.

Membantu fungsi normal usus.

Sebagai laksatif dan membantu absorpsi kalsium

Walaupun tubuh dapat membuat glukosa dari asam amino dan gliserol, karbohidrat

merupakan sumber energy yang utama dalam tubuh. 9

Lemak

Lemak adalah senyawa organik yang larut dalam alcohol dan dalam larutan organik

lainnya, tetapi tidak larut dalam air. Lemak mengandung karbon, hydrogen, dan oksigen.

Walaupun elemen-elemen ini juga menyusun karbohidrat, perbandingan oksigen terhadap

karbon dan hydrogen lebih rendah disbanding lemak. Karena lemak lebih sedikit mengandung

oksigen, kalori yang dihasilkannya dua kali lebih banyak dari pada karbohidrat dalam jumlah

yang sama. Tubuh banyak mendapat lemak dari makanan yang dikonsumsi, tetapi tubuh juga

membentuk beberapa lemak.

Pengelompokan lemak

Ada tiga jenis lemak: trigliserida, lemak trans, fosfolipid dan sterol. 9

Trigliserida

28

Sekitar 95% lemak dalam makanan merupakan trigliserida dan trigliserida merupakan bentuk

lemak utama yang disimpan dalam tubuh. Struktur dasar trigliserida terdiri atas satu molekul

gliserol yang bergabung dengan tiga rantai asam lemak.

Lemak Trans

Dalam suatu proses yang disebut hidrogenasi, produsen makanan menambahkan hydrogen ke

dalam minyak tak jenuh ganda untuk membuat padat dalam suhu ruangan. Proses hidrogenasi

ini memperpanjang usia kadaluarsa makanan hingga mengurangi kemungkinannya untuk

menjadi tengik. Minyak yang hanya sedikit terhidroginasi tetap berbentuk cair, tetapi lebih

stabil daripada lemak tak jenuh ganda karena tidak mempunyai ikatan rangkap sebanyak

lemak tak jenuh ganda. Namun, minyak yang terhidroginasi parsial berbentuk padat pada

suhu ruangan.

Fosfolipid

Fosfolipid adalah sekelompok lemak majemuk yang menyerupai trigliserida. Fosfolipid

mengandung satu molekul gliserol, tetapi hanya mengandung dua rantai asam lemak.

Bukannya mengikat asam lemak ketifa, fosfolipid malah mengikat kelompok fosfat dan

senyawa lainnya yang mengandung nitrogen.

Sterol

Sterol adalah molekul kompleks yang atom-atom karbonnya membentuk empat struktur siklik

yang tergabung dengan berbagai rantai samping. Sterol tidak mengandung molekul gliserol

atau asam lemak. Salah satunya adalah kolesterol.

Fungsi lemak

Kebanyakan orang sadar betul bahwa lemak berperan terhdap cita rasa, rasa kenyang dan

kelezatan makanan. Lemak juga member tekstur terhadap makanan, memperkuat cita rasanya

dan mempertajam bau harumnya.

Ada enam fungsi umum lemak antara lain: 9

Menghasilkan energy bagi tubuh

Memudahkan penyerapan vitamin larut lemak

Memasok asam lemak esensial

Menyokong dan melindungi organ dalam

29

Membantun pengaturan suhu

Melumasi jaringan tubuh

Sumber lemak 9

Lemak dalam makanan bervariasi jenis dan jumlahnya. Beberapa lemakdapat terlihat

kasat mata, seperti mentega dan gajih yang terlihat mengelilingi sepotong daging steak.

Lima besar sumber asam lemak jenuh dalam menu makan orang dewasa:

Daging

Mentega

Bumbu salad

Keju

Susu

Protein 9

Protein berasal dari bahasa Yunani yaitu proteos yang berarti yang utama atau yang

didahulukan, di mana benar adanya bahwa protein adalah zat yang paling penting dalam

setiap organisme.

Protein merupakan bagian terbesar pada tubuh sesudah air. Seperlima bagian tubuh

adalah protein, setengahnya ada di dalam otot, seperlima ada di dalam tulang dan tulang

rawan, sepersepuluh di dalam kulit, dan selebihnya di dalam jarigan lain dan cairan tubuh.

Semua enzim, hormon, pengangkutan zat-zat gizi, matriks intraseluler dan lain sebagainya

adalah protein. Di samping itu asam amino yang membentuk protein bertindak sebagai

prekursor sebagai prekursor sebagian besar koenzim, hormon, asam nukleat, dan molekul-

molekul yang esensial untuk kehidupan. Protein mempunyai fungsi yang tidak dapat

digantikan oleh zat gizi lain, yaitu membangun serta memelihara sel-sel dan jaringan tubuh.

Protein adalah molekul makromolekul yang mempunyai berat molekul antara 5 ribu

hingga beberapa juta. Protein terdiri atas rantai-rantai panjang asam amino, yang terikat satu

sama lain dalam ikatan peptida. Asam amino terdiri atas unsur-unsur karbon (C), hydrogen

(H), oksigen (O) dan nitrogen(N); beberapa asam amino di samping itu mengandung unsur-

unsur fosfor, besi, sulfur, iodium, dan kobalt. Unsur utama protein adalah nitrogen, di mana

nitrogen merupakan 16% dari berat protein.

30

Jenis protein sangat banyak, mungkin sampai 1010-1012.. Ini dapat dibayangkan bila

diketahui bahwa protein terdiri atas sekian kombinasi berbagai jenis dan jumlah asam amino.

Ada dua puluh jenis asam amino yang diketahui sampai sekarang yang terdiri atas 8 asam

amino esensial (tidak dapat diproduksi tubuh) dan 10 asam amino non-esensial (dapat

diproduksi tubuh). Asam amino esensial tersebut adalah: Phenilalanin, Valin, Lysin, Isoleusin,

Triptophan, Threonin, Leusin, dan Methionin. Sedangkan asam amino yang non-esensial

adalah Asam Aspartat, Asam Glutamat, Glysin, Serin, Prolin, Hidroksiprolin, Tyronin,

Hidroksilisin, Asparagin, dan Alanin. Selain itu, jug terdapat 2 asam amino semi-esensial

(asam amino yang dapat mencukupi untuk proses pertumbuhan orang dewasa, tetapi tidak

mencukupi untuk proses pertumbuhan anak – anak), yaitu Arginin dan Histidin.

Klasifikasi Protein 9

Berdasarkan komponen-komponen yang menyusun protein:

1. Protein Simpleks. Hasil hidrolisis total protein jenis ini merupakan campuran yang

hanya terdiri atas asam-asam amino.

2. Protein Kompleks (complex protein, conjugated protein). Hasil hidrolisa total dari

protein jenis ini. Selain terdiri atas berbagai jenis asam amino juga terdapat komponen

lain miisalnya unsur logam gugusan phosphat dan sebagainya (contoh: hemoglobin,

lipoprotein, glikoprotein, dan sebagainya)

3. Protein Derivat (protein derivative). Merupakan ikatan antara (intermediate product)

sebagal hasil hidrolisa parsial dari protein native, miisalnya albumosa, peptone dan

sebagainya.

Berdasarkan sumbernya, protein dikiasifikasikan menjadi:

1. Protein hewani, yaitu protein dalam bahan makanan yang berasal dan binatang, seperti

protein dari daging, protein susu, dan sebagainya.

2. Protein nabati, yaitu protein yang berasal dan bahan makanan turnbuhan, seperti

protein dari jagung (zein), dan terigu, dan sebagainya.

Fungsi Protein 9

1. Pertumbuhan dan pemeliharaan.

Protein tubuh berada dalam keadaan dinamis, yang secara bergantian pecah dan

disintesis kembali. Tiap hari sekitar 3% jumlah protein total berada dalam keadaan

berubah ini.

2. Pembentukan ikatan-ikatan esensial tubuh.

31

Hormon tiroid, epinefrin, insulin adalah ptotein, begitu juga dengan enzim. Ikatan-

ikatan ini bertindak sebagai katalisator atau membantu perubahan-perubahan biokimia

yang terjadi di dalam tubuh.

3. Mengatur keseimbangan air.

Keseimbangan cairan tubuh harus dijaga melaui sistem kompleks yang melibatkan

protein dan elektrolit.

4. Memelihara netralitas tubuh.

Protein tubuh bentindak sebagai buffer, menjaga pH tetap konstan. Sebagian besar

jaringan tubuh berfungsi dalam keadaan pH netral atau sedikit alkali (pH 7,35-7,45).

5. Pembentukan antibodi

kemampuan tubuh terhadap detoksifikasi terhadap bahan-bahan racun dikontrol oleh

enzim-enzim yang terdapat terutama di dalam hati.

6. Mengangkut zat-zat gizi

Protein memegang peranan esensial dalam mengangkut zat-zat gizi dari saluran cerna

melaui dinding saluran cerna ke dalam darah, dari darah ke jaringan-jaringan, dan

melalui membran sel ke dalam sel-sel.

7. Sumber energi.

Protein menghasilkan energi sebesar 4 kkal/g.

Sumber Protein

Bahan makanan hewani merupakan sumber protein yang baik, seperti telur, susu,

daging, unggas, ikan dan kerang. Sumber protein nabati adalah kacang kedelai dan hasil

olahannya seperti tahu dan tempe serta kacang-kacangan lainnya.

Daftar pustaka :

1. Drake RL, Vogl W, Mitchell AWM. Gray anatomy for students. 1 st ed. Philadelphia :

Elsevier Churchill livingstone 2005; h.102-52.

32

2. Snell, Richard. Anatomi klinik untuk mahasiswa kedokteran. Jakarta : EGC 2006 ; h.

87-98.

3. Gunawijaya FA, Kartawiguna E. Penuntun praktikum kumpulan foto mikroskopik

histologi. Cetakan ke-2. Jakarta: Fakultas Kedokteran Universitas Trisakti 2009; h. 32-

9.

4. Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi 11. Jakarta: EGC 2006 ; h.

124-45.

5. Sherwood. Editor bahasa Indonesia: Beatricia I. Fisiologi manusia. Edisi ke-2.

Jakarta: EGC 2003;h.667-76.

6. Ganong WF. Fisiologi kedokteran. Edisi 22. Jakarta: EGC 2005; h. 214-87.

7. Murray RK, Bender DA, Botham KM, Kennelly PJ, Rodwell VW, Weil PA. Harper's

illustrated biochemistry. 26th ed. Boston: McGraw-Hill 2006; p. 234-56.

8. Hardjono S, Sulaiman I, Moersintowarti B.N. Gagal Tumbuh (Failure To Thrive).

Continuing Education Ilmu Kesehatan Anak No.32 2002; h. 54-67.

9. Sediaoetama AD. Ilmu gizi untuk mahasiswa dan profesi. Jakarta: Dian rakyat:

2008.h.31-95.

33