Metabolisme Lipid

A. Pemakaian Trigliserida untuk Energi: Pembentukan Adenosin Trifosfat

1. Hidrolisis Trigliserida

Tahap pertama dalam penggunaan trigliserida untuk energi adalah

hidrolisis trigliserida menjadi asam lemak dan gliserol. Kemudian, asam

lemak dan gliserol ditranspor dalam darah ke jaringan yang aktif tempat

oksidasi kedua zat untuk menghasilkan energi. Hampir semua sel dengan

pengecualian jaringan otak dan sel darah merah, dapat memakai asam

lemak sebagai energi.

Gliserol sewaktu memasuki jaringan yang aktif, segera diubah oleh

enzim intrasel menjadi gliserol 3-fosfat, yang memasuki jalur glikolisis

untuk pemecahan glukosa dan kemudian dipakai untuk menghasilkan

energi. Sebelum asam lemak dapat dipakai untuk energi, asam lemak harus

diproses lebih lanjut dengan cara berikut.

a. Masuknya Asam Lemak ke dalam Mitokondria

Degradasi dan oksidasi asam lemak hanya terjadi di

mitokondria. Oleh karena itu, langkah pertama pemakaian asam lemak

adalah pengangkutan asam lemak ke dalam mitokondria. Transpor ini

adalah proses yang diperantarai oleh pembawa yang memakai karnitin

sebagai zat pembawa. Begitu berada di dalam mitokondria, asam

lemak berpisah dari karnitin dan kemudian didegradasi dan dioksidasi.

b. Degradasi Asam Lemak Menjadi Asetil Koenzim A oleh Oksidasi

Beta

Molekul asam lemak didegradasi dalam mitokondria dengan

melepaskan segmen berkarbon dua secara progresif dalam bentuk

asetil koenzim A (Asetil-KoA). Proses ini, yang tampak pada Gambar

1, disebut proses oksidasi beta untuk degradasi asam lemak.

Untuk memahami langkah-langkah utama dalam proses

oksidasi beta, perhatikan pada persamaan 1 bahwa langkah pertama

adalah penggabungan asam lemak dengan koenzim A (KoA) untuk

membentuk Asil-KoA-lemak. Pada Persamaan 2,3, dan 4, karbon beta

(karbon kedua dari kanan) dari Asil-KoA-lemak bergabung dengan

satu molekul oksigen, artinya karbon beta menjadi teroksidasi.

Kemudian pada Persamaan 5, gugus dua karbon di sebelah

kanan dari molekul dipecahkan untuk melepaskan asetil-KoA ke dalam

cairan sel. Pada waktu yang sama, molekul koenzim A yang lain

bergabung pada ujung dari sisa gugus molekul asam lemak, dan

membentuk suatu molekul asil KoA lemak yang baru; tetapi kali ini

menjadi dua atom karbon lebih pendek karena hilangnya asetil-KoA

pertama dari bagian ujung terminalnya.

Selanjutnya, asil-KoA-lemak yang pendek ini masuk ke dalam

persamaan 2 dan berlanjut melalui persamaan 3,4, dan 5 untuk tetap

melepaskan molekul asetil-KoA yang lain, sehingga memendekkan

molekul asam lemak yang asli sebanyakn dua karbon lagi. Selain

melepaskan molekul asetil-KoA, empat karbon hidrogen juga

dilepaskan dari molekul asam lemak pada saat yang sama, dan

berpisah seluruhnya dari asetil-KoA.

Gambar 1. Oksidasi Beta Asam Lemak menjadi Asetil-KoA

c. Oksidasi Asetil-KoA

Molekul asetil-KoA yang dibentuk melalui oksidasi beta asam

lemak di mitokondria segera masuk ke dalam siklus asam sitrat, yang

pertama-tama bergabung dengan asam oksaloasetat untuk membentuk

asam sitrat, yang kemudian didegradasi menjadi karbondioksida dan

hidrogen. Reaksi akhir dalam siklus asa sitrat untuk tiap molekul

asetil-KoA adalah:

CH3COCoA + asam oksaloasetat + 3 H2O + ADP siklus asam sitrat 2CO2

+ 8H + HkoA + ATP + Asam oksaloasetat

Jadi, setelah degradasi dari asam lemak menjadi asetil-KoA,

pemecahan akhir asam lemak tepat sama dengan pemecahan akhir

asetil KoA yang dibentuk dari asam piruvat selama metabolisme

glukosa.

d. Sejumlah Besar ATP dibentuk Melalui Oksidasi Asam Lemak

Terdapat empat atom hidrogen yang dilepaskan secara terpisah

setiap kali satu molekul asetil-KoA dipisahkan dari rantai asam lemak,

dipisahkan dalam bentuk FADH2, NADH, dan H+. Oleh karena itu,

untuk setiap molekul asam lemak yang dipecahkan untuk membentuk

9 molekul asetil KoA, dikeluarkan 32 atom hidrogen ekstra. Selain itu,

untuk setiap molekul asetil-KoA yang didegradasi oleh siklus asam

sitrat, 8 atom hidrogen dikeluarkan, sehingga membentuk tambahan 72

hidrogen. Jumlah tersebut menghasilkan total 104 hidrogen yang

akhirnya dilepaskan oleh degradasi setiap molekul asam lemak. Dari

kelompok ini, 34 dikeluarkan dari pemecahan asam lemak oleh

flavoprotein dan 70 dikeluarkan oleh NAD+ Sebagai NADH dan H+.

Dua kelompok atom hidrogen ini dioksidasi di mitokondria,

tetapi atom hidrogen tersebut memasuki tempat oksidasi pada tempat

yang berbeda, sehingga 1 molekul ATP disintesis untuk setiap

hidrogen dari 34 hidrogen flavoprotein dan 1,5 molekul ATP disintesis

untuk setiap hidrogen dari 70 hidrogen NADH dan H+. Ini membuat 34

ditambah 105, atau total 139 molekul ATP dibentuk melalui oksidasi

hidrogen yang berasal dari masing-masing molekul asam lemak.

Sembilan molekul ATP lainnya dibentuk dalam siklus asam sitrat itu

sendiri, satu untuk masing-masing dari 9 molekul asetil-KoA yang

dimetabolisme. Jadi, 148 molekul ATP dibentuk selama oksidasi

lengkap dari 1 molekul asam lemak. Akan tetapi, dua ikatan berenergi

tinggi dipakai dalam kombinasi awal dari koenzim A dengan molekul

asam lemak, membentuk hasil akhir 146 molekul ATP.

B. Sintesis Trigliserida dari Karbohidrat

Pada manusia, kebanyakan sintesis trigliserida terjadi di hati, tetapi

sejumlah kecil juga dibentuk di jaringan adiposa itu sendiri. Trigliserida yang

dibentuk di hati terutama ditranspor oleh lipoprotein berdensitas sangat rendah

ke jaringan adiposa tempat zat tersebut disimpan.

1. Konversi Asetil-KoA menjadi Asam Lemak

Langkah pertama dalam pembentukan konversi karbohidrat

menjadi asetil-KoA. Proses ini terjadi selama pemecahan normal glukosa

di glikolisis. Karena asam lemak sebenarnya merupakan polimer besar dari

asam asetat, mudah dimengerti bahwa asetil-KoA dapat diubah menjadi

asam lemak. Akan tetapi, sintesis asam lemak dari asetil-KoA tidak

dicapai dengan hanya membalikkan pemecahan oksidasi yang terjadi

sebelumnya. Oleh sebab itu, proses ini terjadi melalui proses dua langkah

yang terlihat dalam Gambar 2, yang memakai malonil-KoA dan NADPH

sebagai perantara utama.

Gambar 2. Pembentukan Asam Lemak

2. Kombinasi Asam Lemak dengan α-Gliserofosfat untuk Membentuk

Trigliserida

Begitu rantai asam lemak yang disintesis mengandung 14 sampai

18 atom karbon, rantai asam lemak tersebut akan berikatan dengan gliserol

untuk membentuk trigliserida. Enzim yang menyebabkan konversi ini

sangat spesifik untuk asam lemak dengan panjang rantai 14 karbon atau

lebih, suatu faktor yang mengatur kualitas fisik trigliserida yang disimpan

dalam tubuh.

Seperti digambarkan dalam Gambar 3, gugus gliserol dari

trigliserida dilengkapi dengan α-gliserofosfat, yang merupakan produk lain

yang dihasilkan dari proses pemecahan glukosa di glikolisis.

G

Gambar 3. Skema Pembentukan

Trigliserida dari Glukosa

Sumber: Guyton, A.C. dan Hall J.E. 2007. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi

11. Jakarta: EGC.