Pendahuluan

Obesitas adalah kelebihan berat badan sebagai akibat dari penimbunan lemak tubuh yang berlebihan.

Setiap orang memerlukan sejumlah lemak tubuh untuk menyimpan energi, sebagai penyekat panas,

penyerap guncangan dan fungsi lainnya. Rata-rata wanita memiliki lemak tubuh yang lebih banyak

dibandingkan pria. Perbandingan yang normal antara lemak tubuh dengan berat badan adalah sekitar 25-

30% pada wanita dan 18-23% pada pria. Wanita dengan lemak tubuh lebih dari 30% dan pria dengan

lemak tubuh lebih dari 25% dianggap mengalami obesitas.

Seseorang yang memiliki berat badan 20% lebih tinggi dari nilai tengah kisaran berat badannya yang

normal dianggap mengalami obesitas.

Obesitas digolongkan menjadi 3 kelompok:

Obesitas ringan : kelebihan berat badan 20-40%

Obesitas sedang : kelebihan berat badan 41-100%

Obesitas berat : kelebihan berat badan >100% (Obesitas berat ditemukan sebanyak 5% dari antara

orang-orang yang gemuk).

Perhatian tidak hanya ditujukan kepada jumlah lemak yang ditimbun, tetapi juga kepada lokasi

penimbunan lemak tubuh. Pola penyebaran lemak tubuh pada pria dan wanita cenderung berbeda. Wanita

cenderung menimbun lemaknya di pinggul dan bokong, sehingga memberikan gambaran seperti buah pir.

Sedangkan pada pria biasanya lemak menimbun di sekitar perut, sehingga memberikan gambaran seperti

buah apel. Tetapi hal tersebut bukan merupakan sesuatu yang mutlak, kadang pada beberapa pria tampak

seperti buah pir dan beberapa wanita tampak seperti buah apel, terutama setelah masa menopause.

Hubungan Obesitas dengan Hormon

Pada dasarnya obesitas atau kegemukan merupakan gejala ketidak seimbangan antara hormon insulin dan

hormon glukagon.Seperti insulin, glukagon juga diproduksi didalam pankreas.Namun hormon glukagon

memiliki sifat hormon lipotilik kebalikan dari hormon lipogenik.Lipolitik melibatkan mobilitas lemak

untuk digunakan sebagai bahan bakar penghasil energi.

1. Insulin

Insulin (bahasa Latin insula, "pulau", karena diproduksi di Pulau-pulau Langerhans di pankreas) adalah

sebuah hormon polipeptidayang mengatur metabolisme karbohidrat. Selain merupakan "efektor" utama

dalam homeostasis karbohidrat, hormon ini juga ambil bagian dalam metabolisme lemak (trigliserida)

dan protein – hormon ini memiliki properti anabolik. Hormon tersebut .

2. Glukagon

Glukagon adalah antagonis dari insulin: Pada prinsipnya menaikkan kadar gula di dalam darah. Dia

diproduksi di sel alpha dari pankreas. Glukagon melewati dalam proses sintesenya yang disebut

sebagai limited proteolyse, yang artinya molekul glucagon berasal dari prohormon yang lebih tepatnya

disebut sebagai prohormon. Gen untuk glukagon selain di pankreas juga terdapat di otak dan sel

enteroendokrin L di sistem pencernaan (Ileum dan Kolon).

Struktur primer dari Glukagon adalah yang terdiri dari 29 asam amino dan mempunyai massa molekul

3483 Da. His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-

Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asn-Thr

1. Stimulus untuk sekresi dari glucagon adalah Hypoglykamie atau jika konsentrasi asam amino turun di

dalam darah setelah konsumsi makanan yang kaya protein. Walaupun begitu konsumsi makanan yang

kaya mengandung protein tidak hanya menstimulasi pengeluaran hormon glukagon tetapi juga hormon

insulin. Transmitter Hormon sistem saraf autonom sepertiAcetylcholin dan Adrenalin lewat ß2 reseptor

juga menstimulasi pengeluaran hormon glucagon. Selain itu juga sederetan hormon berikut yang

diciptakan di sistem pencernaan Gastrin,CCK, GIP, GH.

2. Inhibitor atau yang menghambat sekresi glukagon adalah Hyperglykamie atau jika konsentrasi gula

darah naik. Selanjutnya juga hormon insulin yang adalah antagonisnya,Somatostatin, GLP-

1, GABA, Sekretin, dan waktu makan yang kaya kandungan karbohydrat

Glucagon mempunyai efek yang berlawanan dengan insulin, yakni

1. Lipolisis; penguraian lemak. Ini terjadi di jaringan lemak

2. Proteolisis; penguraian protein. Ini terjadi di otot

3. Gluconeogenesis dan Glykogenolisis; membuat glukosa. Ini terjadi di hati

4. NaCl-, Kalsium-, dan Magnesiumresorption. Ini terjadi di bagian yang naik dan gemuk

dari Henle tubulus yakni ginjal.

Apabila hormon glukagon diikat pada sebuah rezeptor (hormon-Rezeptor komplex), maka dia

mengakibatkan kenaikan konsentrasi cAMP atau second messenger di dalam sel reseptor. Di jaringan

lemak lemak akan diuraikan lewat enzym lipase akan menjadi Gliserol selanjutnya dibawa ke hati untuk

Glukoneogenesis. Di adypozyt atau sel lemak Adrenalin atau Noradrenalinjuga menstimulasi lipolisis

lewat ß3 rezeptor. Pada individu yang kekurangan hormon insulin seperti pada

keadaan lapar atau Diabetes militus jaringan lemak menjadi lebih sensitif dengan rangsangan adrenerge-

noradrenerg hormon dan juga hormon cortisol. Artinya jaringan lemak mengekspresikan rezeptor ß3 lebih

banyak di permukaan selnya begitu pula dengan rezeptor buat hormon cortisol. Logikanya adalah lemak

merupakan sumber energi penting bagi individu dalam keadaan lapar atau diabetes militus, jika tubuh

tidak dapat menghasilkan energi dariglukosa.

Kelebihan hormon glukagon bisa disebabkan walaupun sangat jarang oleh tumor dari sel @

pankreas. Glucagonom. Gambaran gangguan adalah tingginya rate glukosa dalam darah dan dapat

menimbulkan diabetes militus akibat kekurangan insulin relativ.

Struktur Makroskopis

Pankreas

Pancreas merupakan organ yang memanjang dan terletak pada epigastrium dan kuadran kiri atas.

Strukturnya lunak, berlobulus, dan terletak pada dinding posterior abdomen di belakang peritoneum

sehingga termasuk organ retroperitonial kecuali bagian kecil caudanya yang terletak dalam

ligamentum lienorenalis.

a. Bagian pancreas

 Pancreas dapat dibagi dalam:

1. Caput Pancreatis berbentuk seperti cakram dan terletak di dalam bagian cekung duodenum.

Sebagian caput meluas ke kiri di belakang arteria san 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 kiri, menyilang garis tengah. Pada potongan melintang

sedikit berbentuk segitiga.

4. Cauda Pancreatis berjalan ke depan menuju ligamentum lienorenalis dan mengadakan

hubungan dengan hilum lienale.

b. Hubungan

1. Ke anterior: Dari kanan ke kiri: colon transversum dan perlekatan mesocolon transversum,

bursa omentalis, dan gaster.

2. Ke posterior: Dari kanan ke kiri: ductus choledochus, vena portae hepatis dan vena lienalis,

vena cava inferior, aorta, pangkal arteria mesenterica superior, musculus psoas major

sinistra, glandula suprarenalis sinistra, ren sinister, dan hilum lienale.

c. Vaskularisasi

1. Arteriae

a) a.pancreaticoduodenalis superior (cabang a.gastroduodenalis )

b) a.pancreaticoduodenalis inferior (cabang a.mesenterica cranialis)

c) a.pancreatica magna dan a.pancretica caudalis dan inferior cabang a.lienalis

2. Venae

Venae yang sesuai dengan arteriaenya mengalirkan darah ke sistem porta.

d. Aliran Limfatik

Kelenjar limf terletak di sepanjang arteria yang mendarahi kelenjar. Pembuluh eferen akhirnya

mengalirkan cairan limf ke nodi limf coeliaci dan mesenterica superiores.

e. Inervasi

Berasal dari serabut-serabut saraf simpatis (ganglion seliaca) dan parasimpatis (vagus).

f. Ductus Pancreaticus

1. Ductus Pancreaticus Mayor ( W I R S U N G I ) 

Mulai dari cauda dan berjalan di sepanjang kelenjar menuju ke caput, menerima banyak

cabang pada perjalanannya. Ductus ini bermuara ke pars desendens duodenum di sekitar

pertengahannya bergabung dengan ductus choledochus membentuk papilla duodeni mayor

Vateri. Kadang-kadang muara ductus pancreaticus di duodenum terpisah dari ductus

choledochus.

2. Ductus Pancreaticus Minor ( S AN T O R I N I )

Mengalirkan getah pancreas dari bagian atas caput pancreas dan kemudian bermuara ke

duodenum sedikit di atas muara ductus pancreaticus pada papilla duodeni minor.1

Struktur Mikrokospis

Pankreas

Pancreas merupakan kelenjar eksokrin dan endokrin. Kedua fungsi tersebut dilakukan oleh sel-sel

yang berbeda.

a. Bagian Eksokrin

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

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

terdapat jaringan ikat halus mengandung pembuluh darah, pembuluh limf, saraf dan saluran

keluar. 

Sebuah asinus pancreas terdiri dari sel-sel zimogen (penghasil protein). Ductus ekskretorius

meluas ke dalam setiap asinus dan tampak sebagai sel sentroasinar yang terpulas pucat di

dalam lumennya. Produksi sekresi asini dikeluarkan melalui ductus interkalaris (intralobular)

yang kemudian berlanjut sebagai ductus interlobular. 1

b. Bagian Endokrin

Bagian endokrin pancreas, yaitu PULAU LANGERHANS, tersebar di seluruh pancreas dan

tampak sebagai massa bundar, tidak teratur, terdiri atas sel pucat dengan banyak pembuluh

darah. Pulau ini dipisahkan oleh jaringan retikular tipis dari jaringan eksokrin di sekitarnya

dengan sedikit serat-serat retikulin di dalam pulau.Dengan cara pulasan khusus dapat

dibedakan menjadi:

1. Sel A = penghasil glucagon

    Terletak di tepi pulau.

    Mengandung gelembung sekretoris dengan ukuran 250nm.

    Batas inti kadang tidak teratur

2. Sel B = penghasil insulin

    Terletak di bagian lebih dalam atau lebih di pusat pulau

    Mengandung kristaloid romboid atau poligonal di tengah.

    Mitokondria kecil bundar dan banyak.

3. Sel D = penghasil somatostatin

    Terletak di bagian mana saja dari pulau, umumnya berdekatan dengan sel A.

 Mengandung gelembung sekretoris ukuran 300-350 nm dengan granula homogen.

4. Sel C

    Terlihat pucat,umumnya tidak bergranula dan terletak di tengah di antara sel B

    Fungsinya tidak diketahui.

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. 2

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

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. 2

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.

Secara rinci, tahap-tahap dalam lintasan glikolisis adalah sebagai berikut (pada setiap tahap, lihat dan

hubungkan dengan Gambar Lintasan detail metabolisme karbohidrat):

1. Glukosa masuk lintasan glikolisis melalui fosforilasi menjadi glukosa-6 fosfat dengan dikatalisir

oleh enzim heksokinase atau glukokinase pada sel parenkim hati dan sel Pulau Langerhans

pancreas. Proses ini memerlukan ATP sebagai donor fosfat. ATP bereaksi sebagai kompleks Mg-

ATP. Terminal fosfat berenergi tinggi pada ATP digunakan, sehingga hasilnya adalah ADP. (-1P).

Reaksi ini disertai kehilangan energi bebas dalam jumlah besar berupa kalor, sehingga dalam

kondisi fisiologis dianggap irrevesibel. Heksokinase dihambat secara alosterik oleh produk reaksi

glukosa 6-fosfat

2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi Fruktosa 6-fosfat dengan bantuan enzim fosfoheksosa isomerase

dalam suatu reaksi isomerasi aldosa-ketosa. Enzim ini hanya bekerja pada anomer -glukosa 6-

fosfat.

3. Fruktosa 6-fosfat diubah menjadi Fruktosa 1,6-bifosfat dengan bantuan enzim fosfofruktokinase.

Fosfofruktokinase merupakan enzim yang bersifat alosterik sekaligus bisa diinduksi, sehingga

berperan penting dalam laju glikolisis. Dalam kondisi fisiologis tahap ini bisa dianggap

irreversible. Reaksi ini memerlukan ATP sebagai donor fosfat, sehingga hasilnya adalah ADP.(-

1P)

4. Fruktosa 1,6-bifosfat dipecah menjadi 2 senyawa triosa fosfat yaitu gliserahdehid 3-fosfat dan

dihidroksi aseton fosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim aldolase (fruktosa 1,6-bifosfat aldolase).

5. Gliseraldehid 3-fosfat dapat berubah menjadi dihidroksi aseton fosfat dan sebaliknya (reaksi

interkonversi). Reaksi bolak-balik ini mendapatkan katalisator enzim fosfotriosa isomerase.

6. Glikolisis berlangsung melalui oksidasi Gliseraldehid 3-fosfat menjadi 1,3-bifosfogliserat, dan

karena aktivitas enzim fosfotriosa isomerase, senyawa dihidroksi aseton fosfat juga dioksidasi

menjadi 1,3-bifosfogliserat melewati gliseraldehid 3-fosfat.

Enzim yang bertanggung jawab terhadap oksidasi di atas adalah gliseraldehid 3-fosfat

dehidrogenase, suatu enzim yang bergantung kepada NAD.

Atom-atom hydrogen yang dikeluarkan dari proses oksidasi ini dipindahkan kepada NAD+ yang

terikat pada enzim. Pada rantai respirasi mitokondria akan dihasilkan tiga fosfat berenergi tinggi.

(+3P)

Catatan:

Karena fruktosa 1,6-bifosfat yang memiliki 6 atom C dipecah menjadi Gliseraldehid 3-fosfat dan

dihidroksi aseton fosfat yang masing-masing memiliki 3 atom C, dengan demikian terbentuk 2

molekul gula yang masing-masing beratom C tiga (triosa). Jika molekul dihidroksiaseton fosfat

juga berubah menjadi 1,3-bifosfogliserat, maka dari 1 molekul glukosa pada bagian awal, sampai

dengan tahap ini akan menghasilkan 2 x 3P = 6P. (+6P)

7. Energi yang dihasilkan dalam proses oksidasi disimpan melalui pembentukan ikatan sulfur

berenergi tinggi, setelah fosforolisis, sebuah gugus fosfat berenergi tinggi dalam posisi 1 senyawa

1,3 bifosfogliserat. Fosfat berenergi tinggi ini ditangkap menjadi ATP dalam reaksi lebih lanjut

dengan ADP, yang dikatalisir oleh enzim fosfogliserat kinase. Senyawa sisa yang dihasilkan

adalah 3-fosfogliserat.

Catatan:

Karena ada dua molekul 1,3-bifosfogliserat, maka energi yang dihasilkan adalah 2 x 1P = 2P.

(+2P)

8. 3-fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat dengan dikatalisir oleh enzim fosfogliserat mutase.

Senyawa 2,3-bifosfogliserat (difosfogliserat, DPG) merupakan intermediate dalam reaksi ini.

9. 2-fosfogliserat diubah menjadi fosfoenol piruvat (PEP) dengan bantuan enzim enolase. Reaksi ini

melibatkan dehidrasi serta pendistribusian kembali energi di dalam molekul, menaikkan valensi

fosfat dari posisi 2 ke status berenergi tinggi.

Enolase dihambat oleh fluoride, suatu unsure yang dapat digunakan jika glikolisis di dalam darah

perlu dicegah sebelum kadar glukosa darah diperiksa. Enzim ini bergantung pada keberadaan

Mg2+ atau Mn2+.

10. Fosfat berenergi tinggi PEP dipindahkan pada ADP oleh enzim piruvat kinase sehingga

menghasilkan ATP. Enol piruvat yang terbentuk dalam reaksi ini mengalami konversi spontan

menjadi keto piruvat. Reaksi ini disertai kehilangan energi bebas dalam jumlah besar sebagai

panas dan secara fisiologis adalah irreversible.

Catatan:

Karena ada 2 molekul PEP maka terbentuk 2 molekul enol piruvat sehingga total hasil energi pada

tahap ini adalah 2 x 1P = 2P. (+2P)

11. Jika keadaan bersifat anaerob (tak tersedia oksigen), reoksidasi NADH melalui pemindahan

sejumlah unsure ekuivalen pereduksi akan dicegah. Piruvat akan direduksi oleh NADH menjadi

laktat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim laktat dehidrogenase.

Dalam keadaan aerob, piruvat diambil oleh mitokondria, dan setelah konversi menjadi asetil-KoA,

akan dioksidasi menjadi CO2 melalui siklus asam sitrat (Siklus Kreb’s). Ekuivalen pereduksi dari

reaksi NADH + H+ yang terbentuk dalam glikolisis akan diambil oleh mitokondria untuk oksidasi

melalui salah satu dari reaksi ulang alik (shuttle).2

Kesimpulan:

Pada glikolisis aerob, energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut:

hasil tingkat substrat :+ 4P

hasil oksidasi respirasi :+ 6

jumlah : +10P

dikurangi untuk aktifasi glukosa dan fruktosa 6P : - 2P + 8P

Pada glikolisis anaerob, energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut:

hasil tingkat substrat :+ 4P

hasil oksidasi respirasi :+ 0P

jumlah :+ 4P

dikurangi untuk aktifasi glukosa dan fruktosa6P:-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 alfa-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:

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. Hidroksietil tiamin difosfat akan bertemu dengan lipoamid teroksidasi, suatu

kelompok prostetik dihidroksilipoil transasetilase untuk membentuk asetil lipoamid, selanjutnya TDP

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

hasil sampingan berupa lipoamid tereduksi.

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.2

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.

Residu asetil ini berada dalam bentuk asetil-KoA, suatu ester koenzim A. Ko-A mengandung vitamin

asam pantotenat.

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.

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. 2

Reaksi-reaksi pada siklus asam sitrat diuraikan sebagai berikut:

Kondensasi awal asetil KoA dengan oksaloasetat membentuk sitrat, dikatalisir oleh enzim sitrat sintase

menyebabkan sintesis ikatan karbon ke karbon di antara atom karbon metil pada asetil KoA dengan

atom karbon karbonil pada oksaloasetat. Reaksi kondensasi, yang membentuk sitril KoA, diikuti oleh

hidrolisis ikatan tioester KoA yang disertai dengan hilangnya energi bebas dalam bentuk panas dalam

jumlah besar, memastikan reaksi tersebut selesai dengan sempurna. (dipetik dari: Murray dkk.

Biokimia Harper)

METABOLISME PROTEIN

Meliputi:

Degradasi protein (makanan dan protein intraseluler) mjd asam amino

Oksidasi asam amino

Biosintesis asam amino

Biosintesis protein

Metabolisme protein dan juga asam nukleat berbeda dengan metabolisme karbohidrat dan lipid

Karbohidrat dan lipid dapat disimpan dan digunakan jika dibutuhkan ketika membutuhkan energi atau

untuk biosintesis

Setiap asam amino mengandung plg tidak 1 gugus amino. Sehingga membutuhkan mekanisme

khusus untuk memecah gugus amino dengan kerangka C –nya

Kerangka C dr asam amino oksidasi mjd CO2 dan H2O

menyumbangkan senyawa 3 / 4 C yang dapat diubah

mjd glukosa

Hewan melakukan degradasi oksidatif jika dalam kondisi :

Selama sintesis normal dan degradasi protein seluler (protein turnover) as. Amino yg dilepas

dr pemecahan protein tidak digunakan untuk sintesa protein baru.

Asupan makanan kaya akan protein as. Amino yg masuk melebihi kebutuhan tubuh utk

sintesis protein.

Kelaparan atau diabetes militus. Karbohidrat tidak cukup atau tidak dapat digunakan.

protein tubuh digunakan sbg sumber energi

Pada Vertebrata :

Asam amino dr Makanan sebagian besar dimetabolisme di hati Ammonia yg dihasilkan :

- digunakan kembali untuk proses biosintesis

- kelebihan ada yg di keluarkan dr tubuh dlm bentuk urea, asam urat, atau ammonia

Ammonia dr jaringan yg lain di bawa ke hati diubah menjadi bentuk lain dan diekskresikan

Enzim diproduksi oleh pankreas dlm kondisi non aktif untuk melindungi pankreas dr aktifitas proteolisis.

Untuk melindungi diri pankreas juga mensekresi inhibitor pankreatik tripsin (Pancreatic trypsin

inhibitor). 2

Trypsin, chymotrypsin dan carboxypeptidase mempunyai aktifitas katalitik yg spesifik satu

dengan yg lain

- Trypsin memecah ikatan peptida yg karbonil nya berasal dr Lys dan Arg

- Chymotrypsin memecah iktn peptida pada karboksi terminal dr Phe, Tyr, dan Trp

Degradasi oligopeptida disempurnakan oleh peptidase yg lain

- Carboxypeptidase memecah karboksi terminal scr berurutan

- Aminopeptidase memecah N-terminal

Asam amino bebas ditransport melewati sel epithelial usus halus Masuk kapiler darah yang terdapat

di pili dan ditranspor ke hati

II. Oksidasi Asam Amino

Pada umumnya, degradasi asam amino dimulai dengan pelepasan gugus amino menghasilkan

kerangka C diubah menjadi senyawa antara metabolisme utama tubuh

Metabolisme asam amino pada umumnya terjadi di hati

Kelebihan di luar liver dibawa ke hati diekskresikan

Ammonia digunakan kembali utk proses biosintesis diekskresi secara langsung atau diubah

terlebih dahulu mjd asam urat / urea

Proses transaminasi : proses yang mana suatu gugus amino dipindahkan, biasanya dari Glu

suatu α – keto acid dan reaksi ini menghasilkan asam amino yg terkait plus α-ketoglutarat

o Reaksi transaminasi dikatalis oleh enzim transaminase (aminotransferase)

o Reaksi transaminasi membutuhkan koenzim piridoxal phosphat (PLP) yang berasal dari

vitamin B6

o Aminotranferase mengkatalisis

Glutamate α – KG

Aspartate OAA

Alanine pyruvate

Melibatkan α – KG Glu

Degradasi asam amino berlanjut dengan pelepasan gugus amino diekskresi

o Di dalam mitokondria reaksi deaminasi oxidative dikatalisis oleh L-glutamate

dehydrogenase (enzim terdapat dlm matrik mitokondria)

o Reaksi kombinasi dr aminotransferase dan glutamate DH trandeaminasi

o Glu DH enzim allosterik komplek.

Positive modulator ADP

Negative modulator GTP TCA

Transport ammonia ke hati

Ammonia bersifat toksik bagi jaringan hewan.

Pengubahan ammonia menjadi urea terjadi di dalam hati

Ammonia menjadi glutamin transport ke hati

Glutamin tidak toksik, bersifat netral dan dapat lewat melalui sel membran secara langsung. 2

Di Otot

Alanin penting dlm transport gugus amino ke liver glucose-alanin cycle

Di otot & jaringan lain yg mampu menggunakan protein sbg sumber tenaga

Gugus amino di transfer ke pyruvat (produk dr glikolisis)alanin aminotranferase

alanin netral pd pH ± 7 melalui darah dibawa ke hati

Penggunaan alanin mrpkn intrinsic economic dr organism. 2

Ammonia diubah menjadi Urea dng SIKLUS UREA (UREA CYCLE)

Ditemukan oleh Hans Krebs dan Kurt Henseleit (5thn sblm TCA)

Urea

Prekursor urea arginin dgn enzim arginase urea & ornithine

Pembentukan Carbamoyl phosphat simpel molekul tp komplek biosintesisnya

CO2 + NH4+ +2 ATP + H2O Carbamoyl phosphat + 2 ADP + Pi + 3H+

Cp synthetase

Sintesa urea jalur utama utk pelepasan Ammonia

Gangguan pada salah satu tahap dr urea cycle sngt berbahaya karena tidak ada alternatif jalur yg

lain ssehingga menyebabkan hiperamonemia dengan gejala koma, muntah2 dan dapat berakibat

kematian.

Atom C hasil degradasi Asam amino senyawa intermediet metabolisme utama tubuh

Nitrogen dr asam amino aspartate dan dr NH4

+

Atom C CO2

Strategi degradasi asam amino mengubah kerangka C nya menjadi senyawa intermediete dr

metabolisme primer yang kemudian dpt diubah menjadi glukosa atau dioksidasi oleh TCA. 2

METABOLISME LEMAK

Sumber lemak :

Makanan

Biosintesis de novo

Simpanan tubuh adiposit

Masalah utama sifatnya yang tidak larut dalam air.

Lemak diemulsi oleh garam empedu – disintesis oleh liver & disimpan dlm empedu mudah

dicerna & diserap

Transportasi membentuk kompleks dg protein lipoprotein

Garam empedu terdiri dr asam empedu yg berasal dari kolesterol

Garam empedu bersifat amfifatik mengemulsi lemak membentuk misel

Lemak dipecah oleh lipase pancreas

Penyerapan oleh sel mukosa usus halus

Asam lemak yg diserap disintesis kembali mjd lemak dalam badan golgi dan retikulum

endoplasma sel mukosa usus halus

TAG masuk ke sistem limfa membentuk kompleks dgn protein chylomicrons

Gliserol hasil hidrolisis TAG : dirubah menjadi DHAP oleh enzim :

1. Glycerol Kinase

2. Glycerol Phosphate Dehydrogenase.

Masuk ke dalam daur Glikolisis

Chylomicron kmdn membawa TAG dari sel mukosa usus halus ke organ lain seperti jantung,

otot, dan jaringan lemak.

untuk TAG yg disintesis dr hati, akan dibawa oleh VLDL ke organ lain

setelah mencapai organ target di kapiler TAG akan dihidrolisis menjadi gliserol dan asam

lemak

Asam lemak bebas diserap, sisanya dibawa oleh serum albumin ke sel lain

Asam lemak yg telah masuk ke dalam sel

Diubah menjadi energi

Diubah menjadi TAG untuk disimpan di adiposa

Oksidasi LCFA jalur metabolisme penghasil energi utama pada hewan, bbrp protista, dan

beberapa bakteri

Elektron dr proses oksidasi FA melewati rantai respirasi mitokondria menghasilkan ATP

(asetil ko A hasil oksidasi FA dioksidasi sempurna menjadi CO2 mll TCA ATP sintesis)

Pada beberapa vertebrata Asetil ko A hsl β oksidasi diubah menjadi badan keton di hati

(larut dlm air) dan di transpor ke otak dan jaringan lain pd saat gula tidak tersedia

3 tahapan reaksi oksidasi FA dlm mitokondria

Oksidasi LCFA molekul 2 C : asetil koA

Oksidasi asetil Ko A CO2 dg TCA

Transfer elektron karier elektron yg tereduksi ke rantai respirasi mitokondrial

β oksidasi

setelah memasuki sel FA masuk ke matriks mitokondria degradasi lebih lanjut.

FA diaktivasi dgn ensim fatty acyl – CoA ligase atau Acyl CoA synthase / thiokinase

Ensim ini spesifik utk tiap jenis asam lemak (MCFA, SCFA beda dgn LCFA)

Untuk masuk ke dalam matrik mitokondria, asam lemak yg sudah diaktivasi memerlukan karier

karnitin

- Karnitin asiltransferase I : membran luar

- Karnitin asiltransferase II : membran dalam

- LCFA membutuhkan garam empedu untuk penyerapan MCFA dan SCFA memasuki

pembuluh darah dan diikat oleh serum albumin untuk di transport ke hati.

Degradasi Asam Lemak

Asam lemak merupakan bentuk simpanan energi metabolik yang paling efisien.

TAG terdiri dari 3 asam lemak dan gliserol

TAG didegradasi oleh enzim lipase di dalam usus halus menjadi asam lemak dan gliserol.

Asam lemak melewati dinding usus halus, dan TAG kembali disintesis dan ditransport di dalam

darah oleh chylomicrons.

Chylomicrons terikat pada sel lemak (adipocytes) dan TAG didegradasi lagi menjadi asam lemak

dan gliserol

Asam lemak masuk sel adiposa kmdn disintesis kembali mjd TAG dan disimpan.

TAG di dalam adiposa didegradasi menjadi asam lemak sebagai respon terhadap sinyal hormon.

Asam lemak bergabung dengan Co A terlebih dahulu sebelum didegradasi.

Degradasi asam lemak menjadi asetil Co A terjadi dalam matriks mitokondria.

Karnitine membawa asam lemak rantai panjang ke dalam mitokondria untuk didegradasi

4 urutan reaksi degradasi asam lemak adalah : oxidation, hydration, oxidation, thiolysis. 2

Asam amino esensial Asam amino non esensialVal, Leu, Phe, Trp, His, Met, Thr, Ile, Lys dan Arg(utk Arg manusia hanya mampu mensintesis 2/3 dr kebutuhan

Ala, Cys, Gly, Tyr, Asp, Glu, Gln, Pro, Ser, Asn

Asam amino esensial harus diperoleh dari makanan

Berdasarkan prekursor nya, biosintesis asam amino dibagi menjadi 5 famili:

- α – ketoglutarat - piruvat

- 3-phosphogliserat - fosfoenolpiruvat dan eritrose -4P

- Oksaloasetat - Ribosa 5-P

Reaksi Transaminasi telah menghasilkan

- Glutamat

- Glutamin

- Aspartat

- Asparagin

- Alanin

Bagaimana mengatasi obesitas ?

A. Tanpa obat (non farmakologis)

Modifikasi gaya hidup

1. Diet:

    - Rendah kalori: 1000-1500 kal.

    - Sangat rendah kalori: 400 - 500 kal.

    - Rendah lemak: 1200 - 2300 kal, 20 - 30% lemak

2. Aktivitas fisik - Aerobik

3. Kombinasi aktivitas fisik dan diet

4. Terapi perilaku 7

B. Dengan obat (farmakoterapi)

Dilakukan bila:

- Indeks Masa Tubuh > 30

- Indeks Masa Tubuh > 27 disertai faktor risiko: Hipertensi, DM tipe 2, Penyakit Jantung Koroner

- Terdapat penyakit lain seperti: SLeep apnea, osteoarthritis.