Rahmah Fitriani Mulyawan (121019)

Tingkat I - A

Metabolisme Karbohidrat

Metabolisme mengakar pada kata metabole dari bahasa Yunani yang berarti berubah. Dalam dunia ilmu pengetahuan, secara sederhana metabolism diartikan sebagai proses kimiawi yang berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup yang bertujuan untuk menghasilkan energi.

Proses Metabolisme Karbohidrat

Secara garis besar terdiri dari dua cakupan yakni reaksi pemecahan atau katabolisme dan reaksi pembentukan atau anabolisme. Pada proses pembentukan, salah satu unsur yang harus terpenuhi adalah energi. Energi ini dihasilkan dari proses katabolisme. Sementara itu, tahapan metabolisme sendiri terdiri atas beberapa bagian yakni glikolisis, oksidasi piruvat ke asetil-KoA, glikogenesis, glikogenolisis, hexose monophosphate shunt dan terakhir adalah Glukoneogenesis.

Tahapan Metabolisme

mencakup oksidasi glukosa atau glikogen yang diurai menjadi piruvat juga laktat dengan jalan Embden-Meyerhof Pathway atau biasa disingkat EMP. Proses glikolisis ini terjadi di semua jaringan.

Proses selanjutnya adalah oksidasi piruvat ke asetik KoA. Langkah ini dibutuhkan sebelum proses masuknya hasil glikolisis di dalam siklus asam nitrat yang merupakan jalan akhir oksidasi semua komponen senyawa protein, karbohidrat, dan juga lemak. Sebelum asam piruvat memasuki asam nitrat, ia terlebih dahulu harus disalurkan ke mitokondria dengan jalan transport piruvat khusus yang membantu pasasi melewati membran di area mitokondria. Setelah sampai di wilayah mitokondria, piruvat mengalami proses dekarboksilasi dan diolah menjadi senyawa asetil KoA.

Proses metabolisme karbohidrat selanjutnya adalah tahapan glikogenesis. Secara umum proses ini menghasilkan sintesis glikogen dari glukosa. Merupakan lintasan metabolisme dimana glikogen dihasilkan dan disimpan di dalam organ gati. Hormon yang berperan dalam proses ini adalah insulin sebagai reaksi atas rasio gula di dalam darah yang kadarnya meningkat.

Selanjutnya adalah tahapan glikogenolisis.merupakan lintasan metabolisme yang dipergunakan oleh tubuh dengan fungsi menjaga keseimbangan senyawa glukosa dalam plasma darah sehingga simtoma hipoglisemia bisa dihindari. Proses glikogenolisis mencakup gradasi glikogen secara berurut yakni 3 enzim, glikogen fosforilase, dan fosfoglukomutase dan dihasilkanlah glukosa sebagai hasil akhir. Di dalam proses ini, beberapa hormone juga terlibat antara lain adrenalin dan glucagon.

Tahapan berikutnya adalah hexose monophosphate shunt atau biasa disingkat HMP Shunt dan juga dikenal dengan istilah Pentose phosphate pathway. HMP-Shunt merupakan jalur pentose fosfat atau heksosa monofosfat yang menghasilkan NADPH juga ribosa di wilayah luar mitokondria. Komponen NADPH sendiri dibutuhkan dalam proses biosintesis asam lemak, steroid, kolesterol dan senyawa lainnya. Proses HMP-Shunt ini juga menghasilkan pentose untuk digunakan dalam sintesis nukleotida juga asam nukleat.

Tahapan terakhir dalam proses metabolisme karbohidrat adalah Glukoneogenesis. Merupakan lintasan metabolisme yang oleh tubuh digunakan untuk menjaga keseimbangan glukosa dalam plasma darah agar terhindar dari simtoma hipoglisemia. Pada proses glukoneogenesis, glukosa mengalami proses sintesis dengan substrat yang tak lain adalah hasil dari lintasan atau proses glikolisis antara lain asam piruvat, asam laktat, asam oksaloasetat dan suksinat.

Glukoneogenesis berlangsung pada keadaan tubuh yang sedang mengalami kekurangan glukosa untuk memenuhi energi yang diperlukan oleh tubuh, misalnya dalam keadaan kelaparan. Jalur glukoneogenesis terutama berlangsung di hati dan ginjal

Proses Pembentukan Glikogen

Secara garis besar Proses pembentukan glikogen sebagai beriku:

1. Tahap pertama adalah pembentukan glukosa-6-fosfat dari glukosa, dengan bantuan enzim glukokinase dan mendapat tambahan energi dari ATP dan fosfat.

2. Glukosa-6-fosfat dengan enzim glukomutase menjadi glukosa-1-fosfat.

3. Glukosa-1-fosfat bereaksi dengan UTP (Uridin Tri Phospat) dikatalisis oleh uridil transferase menghasilkan uridin difosfat glukosa (UDP-glukosa) dan pirofosfat (PPi).

4. Tahap terakhir terjadi kondensasi antara UDP-glukosa dengan glukosa nomor satu dalam rantai glikogen primer menghasilkan rantai glikogen baru dengan tambahan satu unit glukosa.

berikut pemecahan glikogen:

Metabolisme Asam Amino

Asam amino adalah salah satu senyawa yang ada didalam tubuh makhluk hidup yang diantaranya hewan dan manusia yang berguna untuk sebagai sumber bahan utama pembentukan protein dalam tubuh.Asam amino dikelompokkan menjadi1. Esensial (harus didapat dari makanan)2. Non esensial (dapat disintesis tubuh)Berdasarkan banyaknya asam amino dapat dibedakan menjadi:

1. Peptida jika terdiri atas untaian pendek asam amino (2 - 10 asam amino).

2. Polipeptida jika terdiri atas 10 - 100 asam amino.3. Protein jika terdiri atas untaian panjang lebih dari 100

asam amino.

Biosintesis Asam Amino

Asam amino terbagi menjadi 2 bagian yaitu :

· Asam amino esensial,asam amino yang tidak dapat dihasilkan oleh tubuh sehingga harus diperoleh dari makana yang kita konsumsi. contohnya : Arginin,Histidin,Isoleusin dsb

· Asam amino non esensialasam amino yang dapat dihasilakan oleh tubuh.contohnya : Alanin,Asparagin,Aspartat,Sistesin dsb

Asam amino esensial adalah golongan asam amino yang harus tersedia dalam diet karena tidak dapat disintesis oleh tubuh, sedangkan asam amino non-esensial adalah golongan asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh (dalam hati). Terdapat 8 jenis asam amnio esensial yaitu: Isoleucin, Leucin, Lysin, Phenylalanine, Threonine, Tryptophan, Valine, dan Methionin (mengandung unsur sulfur).

Katabolisme Asam Amino

Katabolisme asam amino terbagi menjadi beberapa tahap yaitu

Katabolisme atom N

1. Transaminasi

Asam amino esensial tidak dapt dibuat oleh tubuh tetapi harus diperoleh dari makanan sebaliknya asam amino nonesensial dapat dibuat oleh tubuh sepanjang tersedia cukup nitrogen.dengan cara memindahkan gugus amino dari suatu asama mino ke asam keto sehingga menghasilkan asam amino baru dan satu asam keto.dengan cara ini sel hati dapat mensintesis berbagai asam amino nonesensial.proses transminase membutuhkan koenzim NAD (niasin) PLP (vitamin B ), THF(asam folat)dan vitamin B .

2. Deaminasi OksidatifJika asam amino digunakan sebagai sumber energy untuk membentuk lemak tubuh terlebih dahulu mengalami deaminasi yang menghasilkan asam keto dan amoniak. amoniak merupakan basa yang bersifat racun jika berlebihan dapat mengganggu keseimbangan asam basa.

3. Pembentukan & Transport NH3Sebagian dari amoniak di bnetuk di dalam hati merupakan sumber nitrogen guna mensintesis asam amino selebihnya harus didektoksikasi. Amoniak yang tidak dipergunakan bergabung dengan karbondioksida dan menghasilkan ureum yang tidak bersifat racun.

4. Siklus Urea dan Gangguannya

Proses yang terjadi dalam siklus urea digambarkan terdiri atas beberapa tahap yaitu :

1.Dengan enzim karbamoil fosfat sintase I,ion ammonium bereaksi dengan CO menghasilkan karbomoil fosfat.dalam reaksi inidiperlukan energy dari ATP.2.Dengan peran enzim omotin transkarbamoilase,karbomail fosfat bereaksi dengan L-omitin menghasilkan L-sitrulin dan gugus fosfat dilepaskan.3.Dengan peran enzim argininosuksinat sintase,L-sitrulinbereaksi dengan L-aspartat menghasilkan L-argininosuksitat.reaksi ini membutuhkn energy dari ATP. 4.Dengan peran enzim argininosuksinat liase,L-argoninosuksinat dipecah menjadi fumarat dan L-arginin.5.Dengan peran enzim arginase penambahan H2O terhadap L-arginin akan menghasilkan L-omotin dan ureN

Metabolisme Purin dan Purimidin Purin dan pirimidin merupakan inti dari senyawa

komponen molekul nukleotida asam nukleat RNA dan DNA. Contoh Purin : Adenin, guanin, hipoxantin, xantin. Di

metabolisme menjadi asam urat. Contoh Pirimidin : Sitosin, urasil, timin. Dimetabolisme

menjadi CO2 dan NH3.

Nukleotida purin dan pirimidin disintesis di dalm tubuh pada tingkat yang sesuai dengan kebutuhan fisiologis. Mekanisme intraselular dan pengaturan ukuran nukleotida trifosfat (NTPs), meningkat selama pertumbuhan atau regenerasi jaringan ketika sel-sel membelah dengan cepat.

biosintesis nukleotida purin

Nukleotida purin dan pirimidin disintesis in vivo dengan kecepatan yang konsisten dengan kebutuhan fisiologis. Mekanisme intrasel mendeteksi dan meregulasi besarnya jumlah kompartemen nukleotida trifosfat (NTP), yang mengikat selama masa pertumbuhan atau regenerasi jaringan ketika sel-sel membelah dengan cepat. Penelitian awal mengenai biositesis nukleotida mula-mula menggunakan burung dan kemudian Escherichia coli. Prekursor isotopik yang diberikan sebagai makanan bagi burung dara terbukti sebagai sumber dari setiap atom pada suatu basa purin dan memicu dilakukannya penelitian mengenai zat-zat antara dalam biosintesis purin. Ada 3 proses yang berperan dalam biosintesis nukleotida purin yaitu:

1) sintesis dari zat antara amfibolik (sintesis de novo) 2) fosforibosilasi, 3) fosforilasi nukleosida purin.

biosintesis pirimidin

Katalis reaksi awalnya adalah karbamoil fosfat sintase II sitosilik, suatu enzim yang berbeda dari karbamoil fosfat sintase II mitokondria yang berperan dalam sintesis urea. Karena itu perbedaan letak mini menghasilkan dua kompartemen karbamoil fosfat yang independent. PRPP salah satu zat yang berperan pada awal sintesis nukleotida purin akan ikut serta pada tahap yang jauh lebih belakangan dalam biosintesis pirimidin.

Katabolisme pirimidin terutama terjadi di hati dengan hasil akhirnyaberupa zat-zat yang mudah larutdalam air.

Hasil akhir katabolismepurin sukar larut (asam urat, sodiumurat).

Hasil akhir katabolisme pirimidinberupa -alanin (dari sitosin danurasil) dan -

amino isobutirat.

Metabolisme lemak

Lemak yang tidak segera diperlukan setelah absorbsi disimpan oleh tubuh dalam jaringan adiposa. Bila diperlukan, lemak dikeluarkan dari tempat penyimpanan dalam hati diubah menjadi gliserol dan asam lemak, bentuk yang paling mudah dapat digunakan dalam tubuh. Bila lemak terus di metabolisme dalam hati maka akan terdapat ampas berupa zat keton yang hanya terbatas penggunaanya. Kalau banyak dihasilkan di hati maka akn menjadi kalori dalam darah, dan hal ini terjadi pada saat kelaparan karena tubuh tidak mempunyai sesuatu untuk digunakan selain dari lemak di dalam jaringan adiposa.

Pencernaan : Lipase lambung menghasilkan sedikit hidrolisis lemak sehingga lipase pankreas dan lipase usus memecah lemak menjadi gliserin dan asam lemak.

Absorbsi: Gliserin dan asam lemak oleh kakteal disalurka ke duktus dan masuk ke aliran darah, kemudian dialirkan ke deluruh jaringan tubuh. Hati membantu mengoksidasi lemak dan mempersiapkan untuk disimpan dalam jaringan, lemak dioksidasi untuk memberi panas dan tenaga serta lemak yang disimpan mengandung vitamin A dan B. Produksi buangan hasil pembakaran lemak dalam jaringan akan diekskresikan oleh paru-paru dalam bentuk air dan karbondioksida melalui kulit dalam bentuk keringat, ginjal dalam bentuk urine serta saluran pencernaan dalam bentuk feases

Metabolisme lipid meliputi oksidasi asam lemak, sintesis asam lemak, sintesis kolesterol, dan transportasi lipid.

Oksidasi asam lemak tidak jenuh memerlukan 2 enzim tambahan: enoyl-CoA

isomerase dan 2,4-dienoyl-CoA reductase. Asam lemak beratom C ganjil dioksidasi ß

menghasilkan acetyl-CoA dan propionyl-CoA. Propionyl-CoA dikarboksilasi menjadi Lmethylmalonyl-

CoA yang kemudian diisomerisasi menjadi succinyl-CoA untuk dioksidasi

menjadi CO2 dalam siklus TCA.

Pemrosesan dan distribusi lipid dijelaskan dalam 8 tahap

1. Triasilgliserol yang berasal dari diet makanan tidak larut dalam air. Untuk mengangkutnya menuju usus halus dan agar dapat diakses oleh enzim yang dapat larut diair seperti lipase, triasilgliserol tersebut disolvasi oleh garam empedu seperti kolat dan glikolat membentuk misel.

2. Di usus halus enzim pankreas lipase mendegradasi triasilgliserol menjadi asam lemak dan gliserol. Asam lemak dan gliserol diabsorbsi ke dalam mukosa usus.

3. Di dalam mukosa usus asam lemak dan gliserol disintesis kembali menjadi triasilgliserol

4. Triasilgliserol tersebut kemudian digabungkan dengan kolesterol dari diet makanan dan protein khusus membentuk agregat yang disebut kilomikron.

5. Kilomikron bergerak melalui sistem limfa dan aliran darah ke jaringan-jaringan.

6. Triasilgliserol diputus pada dinding pembuluh darah oleh lipoprotein lipase menjadi asam lemak dan gliserol.

7. Komponen ini kemudian diangkut menuju sel-sel target.

8. Di dalam sel otot (myocyte) asam lemak dioksidasi untuk energi dan di dalam sel adiposa (adipocyte) asam lemak diesterifikasi untuk disimpan sebagai triasilgliserol.

Mobilisasi lemak

Mobilisasi lemak dari jaringan adiposa dikontrol oleh katekolamin dan insulin. Katekolamin menstimulasi penguraian lemak melalui jalur B-adrenergik dan menghambat penguraian lemak melalui jalur a2- adrenergik. Insulin bersifat menghambat penguraian lemak dari jaringan adiposa. Menigkatnya jumlah hormon pertumbuhan (GH) menginduksi kenaikan konsentrasi asam lemak bebas dan gliserol.Mobilisasi lemak dipengaruhi kinerja 2 enzim pokok: hormon sensitif lipase (HSL) dan lipoprotein lipase ( LPL).

Metaboisme Lipoprotein

Ekstraksi senyawa lipid plasma dengan pelarut lipid menjadi berbagai kelompok lipid akan memperlihatkan keberadaan triasigliserol, fosfolipid kolestrol dan ester kolestrol. Di samping itu terlihat pula adanya fraksi asam lemak rantai panjang.Fraksi ini yaitu asam lemak bebas (FFA) dan dikenal sebagai lipid plasma.Ada 4 kelompok utama lipoprotein plasma yang sudah dikenal diantaranya : kilomikron mengangkut lipid yang terbentuk dari pencernaan dan penyerapan, lipoprotein dengan densitas yang sangat rendah (VLDL: very low density lipoprotein) mengangkut trigliserol dari hati.

Con’t..

Lipoprotein densitas-rendah ( LDL : low density lipoprotein) juga merupakan lipoprotein yang kaya akan kolesterol serta terbentuk dari metabolisme VLDL dan lipoprotein densitas-tinggi (HDL: hight density lipoprotein ) juga merupakan lipoprotein yang kaya akan kolesterol tetapi terlibat di dalam pengeluaran dari jaringan serta pada metabolisme jenis lipoprotein lainnya.

Metabolisme Kolesterol

Kolesterol adalah sebagian dari steroid = komponen dimana membran sel dan merupakan senyawa pendahuluan yang mana dari senyawa ini steroid lain akan di sintesis.Kolesterol di tubuh disintesis oleh Asetil-KoA secara kompleks.