Pengaruh Pemberian Makanan Tinggi Karbohidrat pada Para Atlet

Jennifer Crystalia102013462 / E1

MAHASISWA FAKULTAS KEDOKTERANUNIVERSITAS KRISTEN KRIDA WACANA

Jalan Arjuna Utara No. 6Jakarta 11510

crystaliajennifer@yahoo.com

Abstrak

Sistem pencernaan manusia dimulai dari mulut, esophagus, lambung, usus halus, dan usus besar. Selain itu, pencernaan manusia melibatkan organ pencernaan tambahan, yaitu hepar dan pancreas. Setiap organ memiliki karakteristik yang berbeda, seperti dalam hal mekanisme pencernaannya maupun enzim yang dihasilkan pada organ tersebut. Dalam melakukan proses pencernaannya, diperlukan proses lain yang melibatkan bioenergetika dan oksidasi biologi. Makanan pun juga dapat memberikan pengaruh yang berbeda bagi tubuh, misalnya pada efek yang terjadi setelah mengonsumsi karbohidrat dan lemak. Kata kunci: karbohidrat,lemak, bioenergetika, oksidasi biologi.

AbstractThe digestive system in human body starts from mouth, oesophagus, gastric, small intestine and colon.Besides, the digestive system involves the additional digestive organs such as liver and pancreas. Each organ has some different characteristics, for instance the mechanism and the enzyme which is produced by the organ. In doing the digestive process, required another process that involves bioenergetics and biological oxidation. Food can also give different impacts to the digestive process, such as the effect after consumes carbohydrates and fats. Keywords: carbohydrates, fats, bioenergetics, biological oxidation.

Pendahuluan

Latar Belakang

Makalah yang berjudul “Pengaruh Pemberian Makanan Tinggi Karbohidrat pada Para

Atlet” ini dibuat dengan dilatarbelakangi oleh kebiasaan yang terjadi pada para atlet di mana

mereka mengonsumsi makanan yang tinggi karbohidrat dibandingkan tinggi lemak pada saat

akan menghadapi pertandingan.

Tujuan

Pembuatan makalah ini diharapakan dapat memberikan pengetahuan mengenai

struktur anatomi (makroskopik) dan histologi (mikroskopik) dari mulut, lambung, pankreas,

hepar, usus halus, dan usus besar. Selain itu, makalah ini juga membahas mekanisme

pencernaan, oksidasi biologi, bionergetika, dan enzim.

1

Identifikasi Masalah

Tidak ada

Rumusan Masalah

Berdasarkan skenario 7 tersebut, maka rumusan masalah yang diperoleh adalah

seorang pemain sepakbola diberi makan yang tinggi karbohidrat dan rendah lemak.

Analisis Masalah

Hipotesis

Berdasarkan rumusan masalah yang telah diperoleh, hipotesis yang didapat adalah

seorang pemain sepakbola mendapat makan yang lebih banyak karbohidrat karena dicerna

oleh tubuh lebih lama.

Sasaran Pembelajaran

1. Mahasiswa mampu memahami struktur makroskopis dan mikroskopis dari mulut,

lambung, pankreas, hepar, usus halus, dan usus besar.

2. Mahasiswa mampu memahami mekanisme pencernaan, oksidasi biologi,

bionergetika, dan enzim.

Pembahasan

Anatomi

Sistem pencernaan terdiri dari saluran pencernaan yang dimulai dari mulut hingga anus, serta

organ-organ tambahan, seperti gigi, lidah, kelenjar saliva, hati, kantung empedu, dan

pancreas. Saluran pencernaan terletak di bawah area diafragma dan disebut dengan saluran

2

Struktur makro dan mikro dari mulut, lambung, hepar, pankreas, usus halus, usus besar

Mekanisme pencernaan

Oksidasi biologi, bioenergetika, enzim

Seorang pemain sepakbola diberi makan yang tinggi karbohidrat dan rendah lemak

gastrointestinal (GI). Makanan pertama kali masuk di rongga oral, di mana rongga oral utama

dibatasi oleh gigi dan gusi di bagian depan, palatum lunak dan keras di bagian atas, lidah di

bagian bawah, dan orofaring di bagian belakang. Lebih lengkapnya, rongga oral terdiri atas

bagian-bagian berikut:

1. Bibir: tersusun dari otot rangka (orbikularis mulut) dan jaringan ikat. Fungsi dari bibir

ialah untuk menerima makanan dan berbicara.

2. Pipi: mengandung otot buksinator mastikasi.

3. Lidah: berfungsi untuk menggerakan makanan saat dikunyah atau ditelan, untuk indera

pengecap, dan berbicara. Lidah terdiri dari dua otot yakni otot instristik dan ekstrinstik. Otot

instrinstik terdiri dari serabut-serabut longitudinal, transversal, dan vertical. Otot-otot ini

berguna untuk mengubah bentuk lidah. Sedangkan otot ekstrinstik terdiri dari m.

genioglossus, m. hyoglossus, m. styloglossus. Fungsi dari otot-otot ini untuk menarik lidah ke

posisi yang berbeda-beda.

4. Kelenjar saliva: mensekresi saliva ke dalam rongga oral. Saliva ini bertugas melarutkan

makanan secara kimia untuk pengecapan rasa, amylase pad saliva dapat mengurai zat tepung

menjadi polisakarida dan maltose (disakarida), serta sebagai zat antibakteri dan antibody.

Ada tiga pasang kelenjar saliva, yakni :

a. Kelenjar parotid (kelenjar saliva terbesar). Kelenjar ini terletak di depan telinga dan

membuka lewat duktus parotid (Stensen).

b. Kelenjar submandibular: terletak di permukaan dalam pada mandibula dan membuka lewat

duktus Wharton.

c. Kelenjar sublingual: terletak di dasar mulut dan membuka melalui duktus sublingua kecil.

Stimulus yang mengatur persarafan pada sekresi saliva dibawa oleh saraf cranial V, VII, IX,

dan X. Semua kelenjar saliva dipersarafi serabut simpatis dan parasimpatis. 1

5. Gigi. Ada empat komponen utama pada gigi, yakni mahkota, leher yang diselubungi oleh

gingival (gusi), membrane periodontal yang melekat pada sementum, serta rongga pulpa yang

mengandung pembuluh darah dan saraf. 1 Pertumbuhan gigi terdiri dari 2 tahap yakni gigi

decidua (gigi susu) terdiri dari 20 buah dan gigi tetap yang berjumlah 32 buah. 2

3

Mulut terbentang dari bibir hingga ke isthmus faucium (peralihan mulut dengan pharynx).

Pada mulut terdapat vestibulum oris yang merupakan bagian antara bibir dan pipi di sebelah

luar dengan gigi dan gusi di sebelah dalam. Pada bagian atap mulut dipersarafi oleh n.

palatine major dan n. nasopalatinus. Sedangkan dasar mulut dipersarafi oleh n. lingualis.

Sementara pipi dipersarafi oleh n. buccalis yang merupakan cabang dari n. mandibularis. 2

Setelah melewati rongga mulut (berakhir di isthmus faucium), makanan (bolus) menuju ke

pharynx yang bagian atasnya lebar dan terletak di bawah cranium dan bagian bawahnya yang

sempit berlanjut sebagai oesophagus setinggi vertebralis cervical 6. Pada pharynx terdapat

otot-otot yakni m. conctrictor pharyngis superior, medius, dan inferior yang serabutnya

berjalan hampir melingkar. Kontraksi otot-otot conctrictor mendorong bolus ke bawah masuk

ke dalam oesophagus. Selain itu juga terdapat m. salphingopharyngeus dan m.

stylopharyngeus yang arah serabutnya hampir longitudinal. Oesophagus diperdarahi oleh a.v.

gastrica sinistra. Persarafannya diatur oleh n. gastric anterior dan posterior serta cabang-

cabang simpatis pars thoracalis truncus symphaticus. 2

Bolus akan menuju ke gaster yang terletak pada bagian superior kiri rongga abdomen. Gaster

dibagi menjadi 3 regio penting, yakni fundus, badan lambung (kardia/korpus), dan pylorus.

Fundus ialah bagian yang menonjol ke sisi kiri atas mulut esophagus. Sedangkan badan

lambung membentuk 2/3 bagian lambung, di mana tepi medialnya terdapat kurvatura minor,

sedangkan pada tepi lateralnya terdapat kurvatura mayor. Adapun pylorus ialah bagian di

ujung bawah lambung dan membuka ke duodenum. Di lambung terdapat kelenjar-kelenjar

yakni sel chief / zimogenik,sel parietal, dan sel leher mukosa. Sel chief mensekresi

pepsinogen, sedangkan sel parietal mensekresi HCL dan factor intrinstik. Sel leher mukosa

menghasilkan mucus yang melindungi lapisan lambung terhadap kerusakan oleh HCL. Selain

itu, pada pylorus terdapat kelenjar yang menghasilkan gastrin yang juga berperan besar dalam

proses sekresi lambung. 1 Gaster diperdarahi oleh a. gastric sinistra (cabang dari truncus

coeliacus), a. gastric dextra (dari a. hepatica communis), a. gastric breves (dari a. lienalis), a.

gastroomentalis sinistra (a. splenica), dan a. gastroomentalis dextra (a. gastroduodenalis).

Persarafan pada gaster termasuk serabut-serabut simpatis yang berasal dari plexus coeliacus

dan serabut-serabut parasimpatis dari n. vagus dextra dan sinistra. 2

Kemudian, makanan yang sudah tercampur dengan getah pencernaan di lambung akan

menjadi kimus dan selanjutnya akan menuju ke usus halus yang dibagi menjadi 3 bagian

yakni duodenum, yeyunum, dan ileum. Duodenum adalah bagian yang terpendek sepanjang

4

25-30 cm. Yeyunum adalah bagian selanjutnya sepanjang 1-1,5 m. Ileum adalah bagian yang

terpanjang yakni 2-2,5 m. Di usus halus terdapat hormon-hormon yang memengaruhi sekresi

dan motilitas saluran cerna, yakni sekretin dan CCK. Kedua hormone ini dapat menghalangi

sekresi kelenjar lambung yang sifatnya asam. Pada usus halus, enzim hanya bekerja pada

suasana yang netral atau basa, sehingga sekresi kelenjar lambung dapat mengganggu aktivitas

pencernaan di usus halus dan harus dihambat sekresinya oleh kedua hormone tersebut. 1

Duodenum diperdarahi oleh a. pancreaticoduodenalis superior (cabang a. gastroduodenalis)

pada setengah bagian atas. Sementara setengah bagian bawah diperdarahi oleh a.

pancreaticoduodenalis inferior yang merupakan cabang arteri mesenterica superior.

Persarafan diatur oleh plexus coeliacus dan plexus mesentericus superior. Untuk jejunum dan

ileum, perdarahan diatur oleh cabang-cabang a. mesenterica superior. Venanya juga

mengikuti cabang-cabang a. mesenterica superior. Persarafannya diatur oleh plexus

mesentericus superior. 2

Setelah itu, makanan akan masuk ke usus besar yang terdiri dari beberapa bagian yakni:

1. Sekum: kantung tertutup yang menggantung di bawah area valve ileosekal. Di dekat sekum

terdapat apendiks vermiform yang merupakan tabung buntu yang sempit dan berisi jaringan

limfoid dan menonjol dari ujung sekum.

2. Kolon yang terdiri dari 3 divisi yakni kolon asenden, kolon transversa, kolon descenden.

Kolon asenden merentang dari sekum hingga ke tepi bawah hati di sebelah kanan. Kolon

transversa merentang menyilang abdomen di bawah hati dan lambung sampai ke tepi lateral

ginjal kiri. Kolon desenen merentang ke bawah pada sisi kiri abdomen dan menjadi kolon

sigmoid berbentuk S yang bermuara di rectum.

3. Rektum berupa saluran pencernaan dengan panjang 12-13 cm. Rektum berakhir pada

saluran anal dan membuka di anus. 1

Usus besar berfungsi mengabsorbsi air dan elektrolit sehingga kimus berubah menjadi semi

padat (feses). Warna coklat di feses berasal dari pigmen empedu. 1 Perdarahan caecum diatur

oleh a. caecalis anterior dan posterior yang nantinya membentuk a. ileocolica yang

merupakan cabang dari a. mesenterica superior. Vena mengikuti aliran arteri. Persarafan

diatur oleh plexus mesentericus superior. 2

Untuk perdarahan dan persarafan pada colon dapat dilihat pada tabel 1.

5

Bagian colon Perdarahan Persarafan

Colon ascendens a. ileocolica dan a. colica

dextra (cab. a. mesenterica

superior)

Plexus mesentericus superior.

Colon transversum a. colica media (cab. a.

mesenterica superior) dan a.

colica sinistra (cab. a.

mesenterica inferior)

Plexus mesentericus superior

dan inferior.

Colon descendens a. colica sinistra dan a.

sigmoidea (cab. a.

mesenterica inferior)

Plexus mesentericus inferior.

Tabel 1. Perdarahan dan persarafan pada colon 2

Pembuluh arteri yang mendarahi usus dan sekitarnya diatur oleh truncus coeliacus yang

merupakan permulaan aorta abdominalis setinggi v. Th 12. Truncus coeliacus ini mempunyai

tiga cabang terminal yakni a. gastric sinistra, a. lienalis, dan a. hepatica. Sementara darah

vena dari sebagian besar tractus gastrointestinalis dan organ-organ asesorisnya bermuara ke

hepar oleh system vena porta. 2

Hati (hepar) ialah organ besar yang terletak di bagian atas cavitas abdominalis yang melintasi

region epigastrica. Di permukaan bawah lobus hepatis dexter terdapat vesica biliaris (kantung

empedu) yang merupakan kantong berbentuk buah pir. Hepar bertugas mensekresikan

empedu ke dalam tractus intestinalis dan berperan dalam metabolism yang berhubungan

dengan karbohidrat, lemak, dan protein. Hepar dibagi menjadi lobus hepatis dexter dan

sinister. Lobus hepatis dexter terbagi lagi menjadi lobus quadrates dan lobus caudatus oleh

adanya vesica biliaris dan vena cava inferior. Hepar ini diperdarahi oleh a. hepatica propria

(cabang truncus coeliacus) yang akhirnya akan masuk ke porta hepatis. Persarafannya diatur

oleh plexus coeliacus. 2

Vesica biliaris (kantung empedu) terdiri dari tiga bagian yakni fundus, corpus, dan collum

yang akan melanjutkan diri menjadi ductus cysticus. Ductus ini berbelok ke dalam omentum

minus dan bergabung dengan sisi kanan ductus hepaticus communis untuk membentuk

ductus choledochus. Vesica ini bertugas untuk menyimpan dan memekatkan empedu yang

6

selanjutnya akan dialirkan ke duodenum jika adanya makanan yang berlemak masuk ke

duodenum. Lemak akan mengeluarkan hormone kolesistokinin yang akhirnya akan

menimbulkan kontraksi vesica biliaris dan merangsang keluarnya empedu untuk masuk ke

duodenum. Garam-garam empedu ini dapat mengemulsikan lemak di dalam usus serta

membantu pencernaan dan absorbsi lemak. 2

Pankreas ialah organ yang terletak di regio epigastrica dan terletak di belakang gaster. Selain

itu, pancreas terbentang dari duodenum sampai lien. Pankreas ialah kelenjar eksokrin dan

endokrin. Bagian yang eksokrin akan menghasilkan secret yang mengandung enzim-enzim

yang dapat menghidrolisis protein, lemak, dan karbohidrat. Sementara, pada bagian endokrin

terdapat pulau-pulau Langerhans yang akan menghasilkan hormone insulin dan glucagon

yang berperan dalam metabolism karbohidrat. Pankreas terdiri dari caput yang terletak di

dalam cekungan duodenum, collum, corpus, dan cauda yang berhubungan dengan hilum

lienale. 2

Fisiologi

Histologi

Biokimia

Enzim

Enzim berfungsi sebagai biokatalisator yang mengatur kecepatan berlangsungnya semua

proses fisiologis. Selain itu, enzim juga berperan dalam kesehatan dan penyakit. Di dalam

tubuh, terdapat beberapa enzim yang berperan penting, yakni lipase yang berfungsi untuk

menghidrolisis lemak, amilase yang dapat menghidrolisis pati, serta protease yang

menghidrolisis protein. Dalam melakukan tugasnya, enzim perlu melakukan pemindahan

gugus. Untuk mengkatalisis pemindahan gugus itulah, diperlukan substrat dan koenzim

supaya bisa mengaktifkan enzim. Sebagian besar koenzim berikatan dengan enzim dengan

kekuatan nonkovalen. Gugus yang membentuk ikatan kovalen dengan enzim disebut gugus

prostetik. Salah satu contoh koenzim ialah NAD+ yang dapat melanjutkan proses glikolisis

menuju proses sintesis ATP anaerob. Enzim memiliki sifat yang khas yakni dapat

mengkatalisis jenis rekasi yang spesifik. Namun, ada enzim-enzim yang bisa mengkatalisis

jenis rekasi yang sama, seperti pemindahan fosfat dan redoks, meskipun kecepatan reaksinya

lebih rendah. Di dalam tubuh, terdapat dua jenis enzim, yaitu enzim plasma fungsional dan

enzim plasma non fungsional. Enzim plasma fungsional misalnya adalah lipoprotein lipase,

7

pseudokolinesterase, dan proenzim untuk pembekuan darah serta penghancuran bekuan

darah. Biasanya, enzim disintesis dalam hati, tetapi konsentrasi enzim di darah lebih tinggi

dibandingkan di jaringan. Sementara enzim plasma non fungsional dihasilkan oleh kelenjar

eksokrin dan enzim intraseluler yang sejati. Contoh enzim yang dihasilkan oleh kelenjar

eksokrin ialah amilase pankreas, lipase, alkali fosfatase empedu, dan asam fosfatase prostat

berdifusi ke dalam plasma. Dalam keadaan normal, enzim intraseluler yang sejati tidak ada di

dalam sirkulasi darah. Enzim ini memiliki konsentrasi di dalam darah yang lebih rendah

dibandingkan di jaringan. Jika terjadi kerusakan pada jaringan, maka keberadaan enzim di

dalam plasma dengan kadar yang meningkat di atas normal.

Faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi yang dikatalisis enzim ada empat, yakni

temperatur, pH, konsentrasi enzim, dan konsentrasi substrat.

1. Temperatur

Peningkatan suhu akan meningkat kecepatan reaksi pada awalnya karena peningkatan

energi kinetik pada molekul-molekul yang bereaksi. Namun, pada suhu tertentu yakni

suhu optimal, terjadilah denaturasi dengan disertai hilangnya aktivitas katalitik.

Faktor yang meningkatkan laju proses biologik untuk kenaikan suhu sebesar 100 C

adalah koefisien suhu atau Q10. Artinya, kenaikan suhu sebesar 100 C akan

meningkatkan kecepatan proses biologik kira-kira dua kali lipat.

2. pH

Aktivitas optimal yang secara khas terlihat di antara nilai pH 5 dan 9. Namun,

beberapa enzim, misalnya pepsin, dapat bekerja aktif pada nilai pH di luar kisaran itu.

Bentuk kurva aktivitas-pH disebabkan oleh denaturasi enzim pada pH yang tinggi

atau rendah, serta perubahan status bermuatan pada enzim dan/atau substrat.

3. Konsentrasi enzim

Kecepatan awal suatu reaksi yang dikatalisis-enzim selalu berbanding dengan

konsentrasi enzim, tetapi ini hanya berlaku bagi kecepatan awal. Setelah melewati

batas tertentu, kecepatan tidak lagi dipengaruhi oleh konsentrasi enzim.

4. Konsentrasi substrat

8

Jika konsentrasi substrat meningkat, maka percepatan reaksi meningkat hingga nilai

maksimum (Vmaks) tercapai. Jika sudah mencapai Vmaks, enzim dikatakan sudah

“jenuh” oleh substrat.

Bioenergetika

Bahan bakar yang diperlukan untuk memberi energi untuk melakukan berbagai proses normal

dalam tubuh. Kecepatan pelepasan energi yang diukur lewat kecepatan metabolisme

(metabolic rate). Jika cadangan energi dipakai habis, maka akan terjadi kematian akibat

kelaparan (starvation). Sementara bentuk-bentuk malnutrisi akan disertai dengan gangguan

keseimbangan energi (marasmus). Apabila terjadi kelebihan surplus energi, akan

menyebabkan obesitas. Perubahan dalam energi bebas (delta G) merupakan bagian dari total

perubahan energi dalam sebuah sistem untuk melakukan pekerjaan. Bioenergetika melibatkan

kaidah pertama dan kedua termodinamika. Kaidah pertama adalah total energi sebuah sistem

termasuk energi di sekitarnya adalah konstan.Artinya, tidak ada energi yang hilang ataupun

yang diperoleh ketika terjadi perubahan.Energi hanya dialihkan dari satu bagian ke bagian

lain (ditransformasikan). Kaidah kedua ialah entropi total sebuah sistem harus meningkat bila

suatu proses berlangsung spontan. Entropi ialah taraf keteracakan sistem dan akan mencapai

taraf maksimal dalam sebuah sistem ketika keseimbangan tercapai. Perubahan dalam energi

bebas (G) dipengaruhi oleh perubahan entalpi (H), perubahan entropi/derajat keteracakan (S),

dan suhu absolut (T)seperti terlihat pada rumus berikut:

Jika tanda delta G negatif, maka reaksi berlangsung spontan dengan kehilangan energi bebas

(reaksi ini bersifat eksergonik). Tetapi jika delta G positif, maka reaksi berlangsung hanya

jika diperoleh energi bebas (reaksi ini bersifat endergonik). Jika delta G nol, maka sistem

tersebut setimbang. Reaksi eksergonik dinamakan katabolisme yaitu pemecahan atau oksidasi

molekul bahan bakar, sedangkan reaksi endergonik ialah anabolisme yakni reaksi sintesis

yang membangun berbagai substansi. Total keseluruhan proses katabolik dan anabolik ialah

metabolisme. Untuk merangkaikan proses eksergonik dengan endergonik, diperlukan

senyawa dengan potensial energi tinggi dalam reaksi eksergonik dan menyatukan senyawa

baru ini ke dalam reaksi endergonik sehingga energi bebas dari lintasan eksergonik dialihkan

kepada lintasan endergonik.Dalam sel hidup, senyawa pembawa atau senyawa antara energi-

9

tinggi yang utama adalah adenosin trifosfat (ATP) yang merupakan nukleotida trifosfat yang

mengandung adenin, ribosa, dan tiga gugus fosfat. ATP berfungsi sebagai kompleks Mg2+

ketika bereaksi di dalam sel. Bagian yang terpenting dari ATP ialah gugus fosfat energi tinggi

(~P). Ada tiga sumber utama ~P yang mengambil bagian dalam konservasi energi atau

penangkapan energi, yaitu:

1. Fosforilasi oksidatif: Sumber kuantitatif ~P yang terbesar dalam organisme aerobik. Energi

bebas untuk menggerakan proses ini datang dari oksidasi rantai respiratorik di dalam

mitokondria dengan menggunakan O2.

2. Glikolisis : Pembentukan netto dua ~P dari satu molekul glukosa yang dikatalisis masing-

masing oleh enzim fosfogliserat kinase dan piruvat kinase.

3. Siklus asam sitrat: Satu ~P dihasilkan langsung pada siklus ini pada tahap suksinil

tiokinase.

Oksidasi Biologi

Secara kimiawi, oksidasi iala pengeluaran elektron dan reduksi ialah perolehan elektron,

misalnya pada proses oksidasi ion ferro(Fe2+) menjadi ferri (Fe3+). Oleh sebab itu, oksidasi

selalu disertai dengan reduksi akseptor elektron. Dalam reaksi redoks (reduksi oksidasi),

pertukaran energi bebas sebanding dengan kecenderungan reaktan untuk memberikan atau

menerima elektron. Redoks melibatkan potensial redoks (E’o) di mana pada pH 7, potensial

redoksnya adalah -0,42 volt. Enzim yang terlibat dalam proses redoks (enzim

oksidoreduktase) terdiri dari 4 kelompok yakni enzim oksidase, dehidrogenase,

hidroperoksidase, dan oksigenase.

1. Enzim oksidase mengkatalisis pengeluaran hidrogen dari substrat dengan memakai O2

sebagai akseptor hidrogen. Oksidase ada yang mengandung tembaga (misalnya sitokrom

oksidase), ada juga yang merupakan flavoprotein. Sitokrom oksidase ialah hemoprotein yang

tersebar luas dalam banyak jaringan dengan gugus prostetik heme yang tipikal serta terdapat

dalam mioglobin, hemoglobin, dan sitokrom. Enzim ini adalah komponen terakhir dalam

rantai pernafasan yang ditemukan di mitokondria serta bertanggung jawab dalam reaksi

pemindahan e- dari oksidase molekul substrat oleh dehidrogenase pada akseptor terkahir

(O2). Enzim ini dihambat oleh CO, CN, dan H2S. Enzim ini juga pernah dinamakan sitokrom

a3. Sitokrom ini mengandung 2 molekul heme yang masing-masing dengan satu atom Fe

yang berubah-ubah antara Fe3+ dan Fe2+ selama oksidasi dan reduksi. Sementara enzim

10

flavoprotein mengandung flavin mononukleotida (FMN) atau Flavin Adenin Dinukleotida

(FAD) sebagai gugus prostetik.Banyak enzim flavoprotein yang mengandung satu atau lebih

logam sebagai kofaktor dan dikenal dengan metaloflavoprotein. Enzim yang tergolong dalam

kelompok enzim oksidase ini ialah oksidase asam L-amino. Selain itu, juga terdapat aldehid

dehidrogenase yang merupakan enzim yang berikatan dengan FAD dan terdapat di hati

manusia.

2. Dehidrogenase memudahkan oksidasi terjadi tanpa oksigen (glikolisis fase anaerob).

Semua sitokrom dapat digolongkan sebagai enzim dehidrogenase, kecuali sitokrom oksidase.

3. Hidroperoksidase menggunakan H2O2 (hidrogen peroksida) atau peroksida organik sebagai

substrat. Ada dua tipe enzim yang tergolong sebagai hidroperoksidase yakni peroksidase dan

katalase. Enzim hidroperoksidase dapat melindungi tubuh terhadap senyawa-senyawa

peroksida yang berbahaya. Penumpukan senyawa peroksida dapat menghasilkan radikal

bebas yang akan merusak membran sel dan kemungkinan menimbulkan penyakit kanker dan

aterosklerosis. Peroksidase terdapat di air susu, leukosit, dan trombosit. Peroksidase dapat

mengubah H2O2 menjadi H2O yang aman bagi tubuh. Sedangkan katalase merupakan suatu

hemoprotein yang mengandung 4 gugus heme yang menggunakan satu molekul H2O2 sebagai

substrat atau donor elektron dan molekul H2O2 yang lain sebagai oksidan atau akseptor

elektron.

4. Oksigenase berhubungan dengan sintesis atau penguraian berbagai macam tipe metabolit.

Enzim ini mengkatalisis penyatuan oksigen ke dalam molekul substrat dan prosesnya

berlangsung dengan dua tahap, yaitu pengikatan oksigen dengan enzim pada tempat aktif,

serta reaksi di mana oksigen yang terikat direduksi atau dialihkan kepada substrat. Enzim ini

terdiri dari dua macam yakni dioksigenase dan monooksigenase. Contoh dari dioksigenase

ialah homogentisat dioksigenase, 3-hidroksiantranilat dioksigenase, serta L-triptofan

dioksigenase. Sementara enzim monooksigenase terdapat pada mikrosom sel-sel hati bersama

dengan enzim sitokrom P450 dan sitokrom b5, yang penting untuk hidroksilasi banyak obat.

Enzim ini terjadi pada siklus hidroksilase. Selain terdapat di mikrosom, enzim

monooksigenase terdapat pula di mitokondria yang bertugas mengkatalisis reaksi hidroksilasi

steroid. Sistem monooksigenase sitokrom P450 mitokondria terdapat pada korteks adrenal,

testis, ovarium, plasenta, serta biosintesis hormon-hormon steroid dari kolesterol. Di dalam

korteks adrenal , terdapat sitokrom P450 mitokondria yang jumlahnya enam kali lebih banyak

dari pada jumlah sitokrom pada rantai respirasi.

11

Karbohidrat dan Lemak

Zat gula glukosa ialah karbohidrat terpenting. Glukosa adalah bentuk karbohidrat yang

diserap dalam jumlah besar ke dalam darah serta dikonversikan di hati dan semua jenis

karbohidrat lainnya dapat dibentuk di dalam tubuh dari glukosa. Glukosa adalah bahan bakar

utama bagi jaringan mamalia dan bahan bakar universal bagi janin.Unsur ini diubah menjadi

jenis karbohidrat lain, seperti glikogen untuk simpanan energy, ribosa dalam asam nukleat,

dan galaktosa dalam laktosa susu, dalam senyawa lipid kompleks tertentu, serta dalam bentuk

gabungan dengan protein yakni di dalam glikoprotein dan proteoglikan.

Karbohidrat terdiri dari 4 klasifikasi, yaitu monosakarida, disakarida, oligosakarida, dan

polisakarida.

1. Monosakarida adalah bentuk karbohidrat yang paling sederhana, misalnya : triosa, tetrosa,

pentose, heksosa, heptosa, atau oktosa berdasarkan jumlah atom karbon yang dimiliki; dan

sebagai aldosa/ ketosa berdasarkan apakah gugus aldehid ataukah keton yang ada.

2. Disakarida adalh dua molekul monosakarida yang sama atau berbeda kalau dihidrolisis.

Contohnya: maltosa yang menghasilkan dua molekul glukosa; sukrosa menghasilkan satu

molekul glukosa dan satu molekul fruktosa.

3. Oligosakarida menghasilkan dua hingga sepuluh unit monosakarida pada hidrolisis, missal:

maltotriosa.

4. Polisakarida menghasilkan lebih dari sepuluh molekul monosakarida pada hidrolisis,

missal: pati dan dekstrin.

Polisakarida memiliki peranan fisiologis berikut. Pati (starch) dibentuk oleh rantai alfa

glikosidat. Senyawa itu menghasilkan glukosa pada waktu hidrolisis. Pati terdapat pada

sereal, kentang, serta jenis-jenis sayuran lain. Dua unsure utama pada pati ialah amilosa dan

amilopektin. Selain itu, terdapat pula glikogen yang merupakan polisakarida simpanan pada

tubuh hewan. Glikogen memiliki lebih banyak cabang dibandingkan amilopektin.

Lemak berfungsi sebagai sumber energy yang efisien ketika disimpan dalam jaringan

adipose. Unsur makanan ini berfungsi sebagai penyekat panas dalam jaringan subkutan dan

di sekeliling organ tertentu. Kandungan lemak dalam jaringan saraf tinggi. Lemak berfungsi

membentuk membrane sel maupun mitokondria, serta sebagai saranan pengangkutan lipid di

dalam darah. Lipid terdiri dari 3 klasifikasi:

12

1. Lipid sederhana yang terdiri dari lemak dan lilin

2. Lipid kompleks yang terdiri dari fosfolipid, glikolipid, dan bentuk lipid kompleks lain

(sulfolipid dan aminolipid)

3. Prekursor dan derivate lipid (asam lemak, gliserol, steroid, dll).

Pengaruh Makanan Tinggi Karbohidrat dan Rendah Lemak

Pada saat sebelum makan, simpanan glikogen ini dapat dipakai untuk menggantikan kadar

glukosa yang menurun kadarnya di dalam darah (glikogenolisis) atau melalui kerja sama

dengan ginjal, metabolit nonkarbohidrat seperti laktat, gliserol, dan asam amino yang diubah

menjadi glukosa. Glukosa ialah bahan bakar yang harus tersedia misalnya pada otak dan

eritrosit. Otot rangka menggunakan glukosa sebagai bahan bakar dan proses ini menghasilkan

laktat serta CO2. Otot dapt menyimpan glikogen sebagai bahan bakar yang dipakainya pada

saat kontraksi dan sintesis protein otot dari asam-asam amino plasma. Lipid dalam makanan

setelah dicerna akan membentuk senyawa monoasilgliserol dan asam lemak. Senyawa ini

akan digabungkan ke dalam sel usus dan dengan protein dan mula-mula disekresikan ke

dalam system limfatik dan akan masuk ke sirkulasi darah sebagai lipoprotein yang disebut

kilomikron. Senyawa ini akan dimetabolisasi oleh jaringan ekstrahepatik yang mempunyai

enzim lipoprotein lipase yang akan menghidrolisis triasilgliserol menjadi asam lemak yang

akan disatukan ke lipid jaringan atau dioksidasi sebagai bahan bakar. Sumber utama lain

untuk asam lemak rantai-panjang adalah sintesis (lipogenesis) dari karbohidrat terutama di

dalam jaringan adipose dan hepar. Triasilgliserol / trigliserida adalah cadangan bahan bakar

tubuh yang penting. Setelah unsure lipid ini dihidrolisis, asam-asam lemak akan terlepas

masuk ke dalam darah sebagai asam lemak bebas yang akan diambil oleh jaringan tubuh

keculai otak dan eritrosit yang selanjutnya mengalami esterifikasi menjadi asilgliserol sebagai

bahan bakar utama menjadi CO2.

Glukoneogenesis memenuhi kebutuhan tubuh akan glukosa pada saat karbohidrat tidak

tersedia dengan jumlah yang cukup di makanan. Pasokan glukosa yang kontinu diperlukan

sebagai sumber energy. Kadar glukosa darah di bawah nilai kritis dapat menimbulkan

disfungsi otak yang mengakibatkan koma dan kematian. Glukosa merupakan satu-satunya

bahan bakar yang memasok energy bagi otot rangka dalam keadaan anaerob. Selain itu,

glukoneogenesis dapat membersihkan berbagai produk metabolism jaringan lain dari dalam

13

darah seperti laktat yang dihasilkan otot dan eritrosit, serta gliserol yang dihasilkan oleh

jaringan adipose.

Kesimpulan

Daftar Pustaka

1. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2004.h.281.

2. Snell RS. Anatomi klinik untuk mahasiswa kedokteran. Edisi 6. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC;2006.h.792

3. Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW. Biokimia harper. Edisi 24. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 1997.h. 67-87, 114-26, 141-51, 199.

14