LO 1. SUMBER SENYAWA LIPID BAGI TUBUH

Lemak yang beredar di dalam tubuh diperoleh dari dua sumber yaitu :

1. Asam lemak bebas (Free Fatty Acid). ada 2 jenis :a) Asam Lemak Bebas Jenuh (Saturated FFA)

Rumus kimia : tidak ada ikatan rangkap (sudah terisi penuh atom Hidrogen)

Sumber : lemak hewani dan minyak tanaman tropis (kelapa, sawit)

Biasanya membeku pada suhu kamar.

b) Asam Lemak Bebas Tidak Jenuh (Unsaturated FFA)

Merupakan komponen utama pembentuk lipid

Rumus kimia : ada ikatan rangkap (belum terisi penuh atom Hidrogen)

Sumber : kacang-kacangan dan sayur-sayuran.

Tetap cair pada suhu kamar.

Ada 2 jenis :

Monounsatured Fatty Acid (MUFA) 1 atom H, minyak zaitun (olive oli),

kacang tanah, canola, alpokat.

Polyunsaturated Fatty Acid (PUFA), > 2 atom H, minyak jagung, wijen,

kedelai, sunflower, safflower.

2. Asam Lemak Esensial (Essential Fatty Acid = EFA)Merupakan asam lemak yang tidak dapat dibuat oleh tubuh sehingga harus dari luar

(makanan).

Terdiri dari :

Asam Linoleat (Omega 6)

Asam lemak tidak jenuh golongan PUFA (Polyunsaturated Fatty Acid). asam

linolenat memiliki panjang rantai karbon 18 dan 2 ikatan ganda.

Fungsinya : - DHA mendukung pengembangan normal otak, saraf, mata.

- EPA dan DHA dapat menurunkan resiko PJK karena menormalkan

kadar lipid,

- Menurunkan tekanan darah dan meningkatkan metabolism glukosa.

Berbentuk :

Alfa Linolenic Acid (ALA), berasal dari kacang2an, kedelai, canola, flaxseed oil.

Eicosapentaeneic (EPA) dan Docosahexanic Acid (DHA), berasal dari Ikan tuna,

salmon, mackerel, sarden.

Asam Linolenat (Omega 3)

Asam lemak tidak jenuh golongan PUFA (Polyunsaturated Fatty Acid). asam

linolenat memiliki panjang rantai karbon 18 dan 3 ikatan ganda

Fungsinya : - untuk keseimbangan kulit, kuku, rambut

- Anti inflamasi (anti COX2 dan anti 5-LOX, 15-LOX)

- Untuk keseimbangan hormon.

Berbentuk :

Linoleic Acid (LA), berasal dari : Minyak jagung, safflower, kedelai, sunflower.

Gamma Linoleic Acid (GLA), berasal dari : Minyak tumbuh-tumbuhan.

Arachidonic Acid (ARA), berasal dari : Minyak hewani.

3. Trigliserida (TG) Disebut juga Triasilgliserol (TAG)

Rumus kimia : gliserol + 3 asam lemak.

(monogliserid : gliserol + 1 asam lemak. Digliserid : gliserol + 2 asam lemak).

Sumber :

Endogenous : dibuat oleh tubuh (didalam hati melalui sintesis lipid)

Karbohidrat (KH) diubah menjadi asam lemak TG

TG akan meningkat bila makanan sehari-hari mengandung KH berlebihan.

Exogenous : dari makanan (minyak zaitun, mentega, coklat)

Di dalam tubuh TG disimpan di jaringan adipose/sel lemak. Bila sel butuh

energy, TG dipecah oleh enzim lipase (ada dalam sel lemak) menjadi gliserol +

asam lemak masuk ke peredaran darah dan masuk ke dalam sel yang

membutuhkan lalu dibakar menjadi energy + CO2 + air.

Fungsinya sebagai sumber utama untuk energy dan cadangan energy.

Pada obesitas, TG dapat memenuhi kebutuhan energi untuk beberapa bulan.

Ada kaitannya dengan Penyakit Jantung Koroner/ PJK.

SINTESIS LIPID BAGI TUBUH

Ada 4 proses dalam sintesis lipid bagi tubuh

1. LIPOLISIS

Lipolisis adalah proses sederhana dimana asam lemak yang melekat pada gliserol dalam trigliserida adalah hydrolytically dihapus menghasilkan asam lemak bebas plus gliserol. Lipolisis sebagian besar terjadi pada jaringan adiposa untuk mobilisasi asam lemak untuk melayani sebagai bahan bakar dalam tubuh, serta prekursor untuk sintesis keton tubuh. Selain itu, lipolisis juga dapat terjadi pada otot atau hati mana yang lebih kecil jumlah lemak asam disimpan untuk menghasilkan energi bagi penggunaan sel di mana mereka disimpan. Hormon-sensitif (siklik AMP-diatur) enzim lipase memulai lipolisis dengan membelah dari asam lemak pertama. Maka ini lipase dan lipase lain menghapus sisanya dua asam lemak dari gliserol tulang punggung. Asam lemak dan gliserol ini kemudian dibebaskan dari jaringan adiposa ke dalam darah. Gliserol adalah larut air dan oleh karena itubisa leluasa melakukan perjalanan melalui darah. Namun asam lemak sangat hidrofobik karena mereka yang panjang hidrokarbon ekor. Akibatnya mereka harus mengikat albumin, protein dilepaskan dari hati, harus dilakukan mmelalui darah.

DEGRADASI DARI ASAM LEMAKSekilas degradasi asam lemak

Albumin memberikan asam lemak bebas (FA) dari sel-sel lemak berikut lipolisis. Lipoprotein juga memberikan asam lemak melalui kilomikron atau lipoprotein densitas sangat rendah (VLDL) oleh aksi lipoprotein lipase yang terletak di dinding sel kapiler. Asam lemak yang dilarutkan dalam sel mengikat protein asam lemak (FABP). Lemak dalam hati juga mungkin disintesis (Lipogenesis) atau dibebaskan dari trigliserida atau fosfolipid. Asam lemak ini kemudian diaktifkan dalam bentuk asil CoA dalam reaksi dikatalisis oleh asil KoA sintetase asam lemak + CoA + ATP → lemak asil CoA + AMP + 2 Pi) reaksi ini juga mengaktifkan asam lemak yang berasal dari lipogenesis. CoA juga digunakan untuk mengkonversi asetat ke asetil KoA kimia reaktif, melalui dehidrogenase piruvat, untuk digunakan dalam siklus asam sitrat. Setelah aktivasi asam lemak. Lalu diangkut ke dalam mitokondria melalui karnitin. Sistem transportasi Dalam mitokondria asam lemak teroksidasi melalui jalur beta-oksidasi. Asetil CoA dihasilkan oleh beta-oksidasi feed ke dalam siklus asam sitrat (TCA siklus) untuk produksi energi atau mungkin digunakan oleh hati dalam sintesis badan keton.

Serapan asam lemak ke mitokondria

Palmitoil CoA, tidak bisa langsung melewati bagian dalam mitokondria membran. Sebaliknya, asam lemak yang diangkut melintasi membran melekat pada karnitin. Palmitat pertama diaktifkan untuk palmitoil KoA di luar membran mitokondria luar. Palmitoil CoA berdifusi melalui membran luar. Kemudian palmitoylcarnitine dibentuk oleh reaksi CoA palmitoil dengan karnitin melalui karnitin transferase-palmitoil I (CPT-I). CPT-I terletak di luar membran mitokondria.

Transporter karnitin, translocase karnitin-acylcarnitine adalah integral protein membran dalam mitokondria bahwa pertukaran palmitoil-karnitin dari antarmembran yang ruang untuk karnitin dalam matriks mitokondria. Palmitoylcarnitine adalah molekul pokok diangkut ke dalam matriks pada translocase meskipun acylcarnitines lemak lain menggunakannya juga. Palmitoylcarnitine dikonversi kembali ke palmitoil KoA dalam mitokondria dalam reaksi dikatalisis oleh karnitin palmitoil transferase II (CPT-II) yang melekat pada sisi matriks dari membran mitokondria bagian dalam. CoA jadi palmitoil dibuat ulang dalam matriks dan mitokondria karnitin dibebaskan untuk ditransfer kembali ke ruang antarmembran. Transferases asil karnitin-lemak kurang berpartisipasi dalam konversi molekul asil lemak umum untuk derivatif karnitin. Sebuah transferase spesifik diperlukan untuk CoA palmitoil karena asam lemak ini adalah yang paling lazim disimpan dalam trigliserida. cacat transferase Carnitine-palmitoil menyebabkan kelemahan otot yang cukup besar, karena asam lemak adalah utama bahan bakar selama pemanfaatan otot. Selanjutnya, karena oksidasi asam lemak yang wajib bagi glukoneogenesis terjadi dalam hati, kerusakan tersebut dapat memberikan kontribusi untuk hipoglikemia dalam puasa.

2. RANTAI BETA-OKSIDASI AS. LEMAK

Jenuh (tidak ada HC = CH obligasi) asil lemak KoA molekul dari setiap panjang rantai yang masuk ke mitokondria matriks memiliki substrat untuk jalur β-oksidasi. Palmitoil CoA diberikan sebagai contoh dasar. Ini adalah pertama kalinya diangkut ke dalam matriks mitokondria sebagai derivatif karnitin, dan kemudian diaktifkan kembali ke palmitoil CoA. Reaksi pertama dalam jalur merupakan reaksi oksidasi (asil KoA dehidrogenase) yang menggunakan FAD sebagai koenzim. Ada dehydrogenases berbeda yang mengkatalisis reaksi ini tergantung pada panjang ekor hidrokarbon asam lemak (pendek, menengah, atau panjang-rantai). Reaksi yang tersisa termasuk hydratase, langkah dehidrogenase dengan NAD + sebagai koenzim, dan akhirnya thiolase yang menghilangkan asetil KoA dari ujung rantai. Produk dari masing-masing langkah adalah asetil KoA dan molekul asil lemak KoA yang dua karbon lebih pendek dari salah satu yang memprakarsai 4 -

urutan langkah. Maka dalam contoh palmitoil CoA dipersingkat setelah satu siklus ke asil lemak KoA dengan 14 karbon. Reaksi β-oksidasi daur ulang untuk berturut-turut menghapus unit 2-karbon sebagai asetil KoA. Pada siklus terakhir, yang dimulai dengan 4-karbon asil lemak KoA menengah, dua molekul asetil KoA terbentuk sebagai produk. Dengan demikian, palmitoil 16-karbon molekul CoA perlu siklus hanya 7 kali untuk menghasilkan 8 molekul asetil KoA. Pada setiap molekul satu siklus masing-masing FADH2 dan NADH yang dihasilkan. Reaksi keseluruhan β-oksidasi CoA palmitoil adalah: palmitoil CoA + 7 FAD + 7 NAD + + 7 H2O + 7 KoA → 8 KoA asetil + 7 FADH2 + 7 NADH Energi dihasilkan tidak langsung dari oksidasi asam lemak dalam beberapa cara. FADH2 dihasilkan kemudian dioksidasi oleh rantai pernapasan untuk menghasilkan 2 ATP melalui fosforilasi oksidatif per masing-masing FADH2. Demikian pula setiap NADH dioksidasi melalui rantai pernapasan untuk menghasilkan 3 ATP melalui oksidatif fosforilasi. Jadi FADH2 7 dan NADH 7 akhirnya akan menghasilkan total 35 molekul ATP. ATP tambahan juga dapat dihasilkan ketika teroksidasi asetil CoA melalui siklus asam sitrat yang harus diingat, untuk setiap asetil KoA teroksidasi menghasilkan 3 NADH, 1 FADH2 dan 1 GTP. Dalam hati, asetil KoA ini mungkin digunakan sebagai pengganti untuk sintesis badan keton (ketogenesis)

asam lemak rantai panjang (20-karbon atau lebih) diproses melalui jalur β-oksidasi dimodifikasi diperoksisom dengan asetil KoA dan peroksida sebagai produk. Proses ini berakhir dengan asam lemak 8-karbon yang kemudian diubah ke bentuk karnitin dan dioksidasi lebih lanjut di dalam mitokondria. Asetil CoA produk dikonversi ke asetil karnitin dan dioksidasi melalui siklus asam sitrat setelah transportasi dan konversi untuk asetil KoA.

METABOLISME KETON:

3. KETOGENESIS

Ketogenesis terjadi hanya dalam mitokondria hati dan hanya jika produksi KoA asetil dari lemak asam melebihi kapasitas dari siklus asam sitrat untuk mengoksidasi (Gbr. 4). Kelebihan asetil CoA yang kemudian digunakan untuk menghasilkan keton. Hydroxymethylglutaryl CoA (HMG CoA), sebuah menengah di ketogenesis, adalah dibentuk melalui HMG KoA sintase mitokondria. Hydroxymethylglutaryl CoA juga terbentuk di sitoplasma sebagai prekursor biosintesis kolesterol. Dalam ketogenesis, HMG CoA ini dibelah oleh HMG CoA lyase untuk membentuk acetoacetate dengan asetil KoA sebagai produk lainnya. β-hidroksibutirat, yang keton utama tubuh dalam darah, terbentuk dari acetoacetate melalui dehidrogenase β-hidroksibutirat, yang mengharuskanNADH sebagai koenzim.

Oksidasi badan ketonHanya dalam kondisi tingginya tingkat lipolisis (misalnya, kelaparan jangka panjang atau pada diabetes tidak terkontrol) adalah ada jumlah yang cukup keton dalam darah yang akan efektif sebagai bahan bakar. Jika glukosa, keton dan Asam lemak semua tersedia dalam darah mereka akan digunakan secara istimewa di banyak jaringan glukosa atau asam lemak. Jaringan utama yang menggunakan keton, ketika mereka tersedia, adalah otak, otot, ginjal dan usus, tapi tidak hati. β-hidroksibutirat teroksidasi untuk acetoacetate oleh dehidrogenase β-hidroksibutirat di mitokondria. Reaksi ini merupakan kebalikan dari satu katalis oleh enzim dalam ketogenesis. Oleh karena itu reaksi menghasilkan NADH. Acetoacetate adalah dikonversi ke acetoacetyl-CoA, yang dibelah menjadi dua molekul asetil-KoA yang bisa dioksidasi energi.

ketosis:

Kedua β-hidroksibutirat dan acetoacetate adalah asam. Acetoacetate secara spontan (non-enzimatik) dibelah untuk aseton yang non-asam. Ketika jumlah abnormal keton diproduksi ditubuh (ketosis yaitu), mereka mungkin muncul dalam air seni atau berakhir per aseton (lihat premis fisiologis). Ketika berlebihan membangun-up badan keton menyebabkan jatuh dalam pH darah akibat asam keton badan hasil ketoasidosis. Pada individu normal, ketosis dicegah dengan:1) tubuh kelebihan keton mempromosikan rilis insulin pankreas,2) insulin kemudian menghambat lipolisis untuk mengurangi pelepasan asam lemak3) penyediaan asam lemak mencapai hati adalah menurun sehingga tidak ada jumlah yang

cukupasetil CoA untuk sintesis keton Diabetes Sebuah kehilangan kontrol ini penting karena ketidakmampuan mereka untuk mensekresi insulin (tipe I, remaja \diabetes) atau karena sel sel lemak mereka telah kehilangan kemampuan mereka untuk menanggapi secara normal terhadap insulin (tipe II, dewasa-onset diabetes).

BIOSINTESIS DAN PENYIMPANAN DARI ASAM LEMAK

4. LIPOGENESIS Sintesis asam lemak (lipogenesis) terutama terjadi pada jaringan adiposa dan hati. Dalam jaringan lemak yang asam lemak disimpan langsung sebagai trigliserida dibentuk melalui esterifikasi. Hati juga memproduksi triasilgliserol yang dikemas ke dalam VLDL dan diekspor ke dalam. Setiap senyawa dimetabolisme untuk asetil KoA dapat berfungsi sebagai prekursor untuk sintesis lemak. Namun, glukosa adalah sumber utama karbon untuk biosintesis lemak. Glukosa dikonversi menjadi piruvat melalui glikolisis, dan piruvat kemudian diangkut ke dalam matriks mitokondria. Namun, lipogenesis terjadi dalam sitoplasma dan memerlukan asetil KoA. Karena asetil KoA tidak dapat langsung diangkut melintasi membran mitokondria, karbon yang harus dibawa ke sitoplasma melalui mekanisme yang berbeda. Hal ini dilakukan dengan memasukkan dua karbon dari asetil KoA ke sitrat. Sitrat kemudian diangkut dari matriks sitoplasma sebagai pembawa karbon ditakdirkan untuk asam lemak. Produksi sitrat memerlukan jumlah yang sama oksaloasetat dan asetil KoA sintase untuk reaksi sitrat. Oleh karena itu piruvat harus dikonversi ke oksaloasetat melalui karboksilase piruvat dan asetil CoA melalui dehidrogenase piruvat. Karboksilase piruvat juga penting dalam glukoneogenesis dan membutuhkan biotin sebagai kofaktor dan ATP sebagai sumber energi.

Ketika ada asupan berlebihan dari glukosa diet maka banyak sitrat dihasilkan dan tersedia untuk berpartisipasi dalam lipogenesis. Dalam sitoplasma, sitrat yang dibelah oleh lyase sitrat (CL) untuk regenerasi asetil CoA dan oksaloasetat dalam reaksi energi yang membutuhkan. Koenzim A diperlukan sebagai substrat-rekan untuk ini lyase reaksi. Oksaloasetat kemudian direduksi menjadi malat melalui malat dehidrogenase (MDH) yang menggunakan NADH sebagai substrat-co. Malat dioksidasi untuk piruvat oleh NADP + melalui enzim malat (ME).NADPH yang dihasilkan oleh enzim malat adalah wajib untuk sintesis asam lemak.

Asetil KoA karboksilase (ACC) merupakan langkah berkomitmen untuk biosintesis lemak dengan CoA malonyl sebagai produknya. Mekanisme karboksilase asetil CoA adalah identik dengan karboksilase piruvat di biotin itu, sekelompok prostetik, diwajibkan untuk reaksi serta CO2 (bikarbonat). asetil KoA + CO2 + ATP → malonyl CoA + ADP + Pi asetil KoA karboksilase asam lemak sintase adalah enzim dimer yang terdiri dari 7 kegiatan enzim. Dua kegiatan ini bertanggung jawab untuk memasang dan KoA asetil KoA malonyl ke kompleks untuk memulai reaksi dan untuk melampirkan CoA malonyl dalam langkah-langkah selanjutnya untuk membangun molekul asam lemak. Suatu kegiatan ketiga, kondensasi enzim (M), mengandung protein pembawa asil (ACP) yang asam lemak rantai karbon tumbuh (awalnya ini adalah asetil KoA). Sebuah protein pembawa asil kedua menyediakan situs untuk lampiran CoA malonyl, sumber unit 2-karbon untuk rantai tumbuh. Enzim kondensasi

awalnya bergabung dengan dua karbon dari kelompok malonyl dengan dua karbon dari gugus asetil, ini kondensasi hasil dalam rilis CO2 (karbon malonyl ketiga). Produk kondensasi adalah 4-karbon. Akhirnya dalam rangkaian tiga reaksi yang menggunakan dua molekul NADPH (Langkah reduktase), asam lemak 4-karbon dibentuk. Unit 4-karbon baru sekarang bergerak ke situs enzim kondensasi sehingga memungkinkan molekul kedua CoA malonyl untuk ditempelkan untuk siklus berikutnya. Reaksi kemudian berlanjut melalui lima lebih siklus yang mencakup lampiran dari lima molekul lebih dari CoA malonyl dan kondensasi dari rantai asil dengan kelompok-kelompok malonyl baru. Berakhir ketika palmitat (16 karbon) dibentuk. Palmitat ini dibelah dari kondensasi enzim dalam reaksi dikatalisis oleh suatu thioesterase. Sebanyak tujuh siklus diperlukan untuk membentuk palmitat dan dengan demikian oksidasi 14 molekul NADPH (2 per siklus) terjadi. Produk dari lipogenesis adalah asam lemak bebas BUKAN asil lemak KoA terbentuk. Asam lemak harus diaktifkan oleh sintetase asil KoA

Keseluruhan reaksi:acetyl CoA + 7 malonyl CoA + 14 NADPH → palmitate + 7 CO2 + 8 CoA + 14 NADPfatty acid synthasepalmitate + ATP + CoA → palmitoyl CoA + AMP + 2 Pi

acyl CoA synthetase

Sumber NADPH untuk Lipogenesis

Enzim malat menghasilkan NADPH selama lipogenesis saat memproses karbon dari oksaloasetat, sebuah produk dari reaksi lyase sitrat. Namun enzim malat hanya menyediakan sekitar separuh dari NADPH diperlukan untuk lipogenesis. NADPH tersisa diperlukan untuk reaksi asam lemak sintase berasal dari cabang oksidatif dari jalur fosfat pentosa. Esterifikasi Asam Lemak untuk penyimpanan trigliserida dan fosfolipid (phosphoglycerides) adalah gliserol. Kedua 3 gliserol - fosfat dan fosfat dihidroksiaseton merupakan prekursor untuk jalur tersebut. Asam lemak utama esterifikasi untuk trigliserida adalah CoA palmitoil. Trigliserida ini kemudian disimpan sebagai bahan bakar untuk mobilisasi selama kelaparan atau stres. Asam lemak jenuh tidak disimpan sebagai trigliserida karena oksidasi untuk energi yang lebih rumit. Pada saat kelaparan atau stres mobilisasi cepat lemak untuk bahan bakar sangat penting untuk kelangsungan hidup. Karena CoA palmitoil adalah produk utama dari lipogenesis, itu adalah bentuk penyimpanan utama bahan bakar lemak.

Sebaliknya fosfolipid mengandung tidak jenuh (mengandung ikatan C = C ganda) asam lemak. Dalam membran, fosfolipid memainkan peran selain untuk keperluan struktural. Phospholipases mengkatalisis khusus pembelahan kelompok sisi dari fosfolipid. Fosfolipase bertindak atas phosphatidylinositol membran untuk menghasilkan diasilgliserol utusan kedua dan IP3. Selain itu, tindakan A2 fosfolipase rilis asam arakidonat (lihat di bawah).