BLOK BASIC MEDICAL SCIENCE-2SELF LEARNING REPORTSGD-3PERUBAHAN METABOLISME PUASA DAN KELAPARAN

Tutor:

Disusun oleh:Adinda Yoko PrihartamiG1G012003

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU-ILMU KESEHATANJURUSAN KEDOKTERAN GIGIPURWOKERTO

2013Metabolisme Sumber Energi dan Keseimbangan EnergiIstilah metabolisme secara harfiah berarti perubahan, digunakan untuk menyebut seluruh reaksi kimiawi yang berlangsung di dalam tubuh. Metabolisme memerlukan senyawa makromolekul kaya energi yaitu karbohidrat, lemak, dan protein melalui serangkaian proses anabolisme dan katabolisme. Anabolisme merupakan proses pembentukan makromolekul dari molekul organik kecil yang memerlukan ATP sebagai sumber energi. Sedangkan katabolisme merupakan degradasi makromolekul kaya energi di dalam sel untuk menghasilkan energi (Ganong, 2008).Apabila asupan makanan sumber energi seimbang dengan pengeluaran energi, maka berat badan tubuh akan relatif tetap karena terjadi keseimbangan energi. Namun apabila terjadi kelebihan asupan sumber energi, maka berat badan tubuh akan naik karena kelebihan energi akan disimpan dalam tubuh sebagai cadangan energi terutama dalam bentuk lemak, disebut keseimbangan positif. Pada saat terjadi kekurangan sumber energi dalam waktu yang cukup lama, maka glikogen, protein ,dan lemak akan dipecah dan diubah menjadi energi, sehingga dapat terjadi penurunan berat badan, disebut keseimbangan negatif (Ganong, 2008).I. Metabolisme Sumber EnergiA. Metabolisme KarbohidratKarbohidrat diserap dalam tubuh dalam bentuk galaktosa, fruktosa, dan 80% ialah glukosa. Glukosa yang masuk ke dalam sel, dalam keadaan normal, akan mendapat tambahan gugus fosfat menjadi glukosa-6-fosfat. Fosforilasi tersebut dipercepat oleh enzim glukokinase di hepar dan heksokinase di sel lain. Fosforilasi glukosa hampir seluruhnya bersifat ireversibel, kecuali di sel hati, sel epitel tubulus ginjal, dan sel epitel usus karena mengandung enzim glukosa fosfatase. Enzim glukosa fosfatase yang aktif dapa menguraikan glukosa-6-fosfat menjadi glukosa (Guyton, 2007).Glukosa yang telah diabsorpsi dapat segera dipakai menjadi energi atau disimpan dalam bentuk glikogen. Glikogen paling banyak disimpan di hepar dan otot. Proses pembentukan glikogen dari glukosa disebut glikogenesis. Glukosa-6-fosfat diubah menjadi glukosa-1-fosfat kemudian menjadi uridin difosfat glukosa dan diubah menjadi glikogen (Guyton, 2007). Glikogenolisis merupakan reaksi penguraian glikogen yang disimpan dalam sel untuk membentuk kembali glukosa. Proses ini dikatalisisoleh enzim fosforilasi. Aktivasi enzim fosforilasi dipengaruhi oleh hormon epinefrin dan glukagon. Hormon epinefrin yang distimulasi oleh sistem saraf simpatis (saat stres dan olahraga) akan meningkatkan penyediaan glukosa melalui glikogenolisis dan glukoneogenesis. Hormon glukagon akan disekresikan oleh sel alfa di pankreas apabila kadar glukosa darah turun dan asam amino darah meningkat (Ganong, 2008). Glukoneogegenis adalah proses oembentukan glukosa dari senyawa non-karbohidrat. Bentuk simpanan asam lemak dalam tubuh ialah berupa trigliserida. Kelebihan protein tubuh juga akan disimpan dalam bentuk trigliserida yang akam ditempatkan di jaringan adiposa. Katabolisme trigliserida, yang terjadi saat puasa, menghasilkan gliserol dan asam lemak. Gliserol akan diubah menjadi glukosa oleh sel hati untuk menjaga kadar glukosa darah selama puasa. Hormon yang berperan dlam peningkatan glukoneogeneis ialah hormon glokagon, epinefrin, dan kortisol (Sherwood, 2001).Glikolisis merupakan proses utama untuk menghasilkan energi dari glukosa. Glikolisis merupakan proses penguraian molekul glukosa untuk membentuk dua molekul asam piruvat. Glikolisis melibatkan 10 reaksi kimia yang diawali dengan penambahan gugus fosfat dengan katalis enzim heksokinase kemudian glukosa diubah menjadi fruktosa-6-fosfat. Fruktosa diubah menjadi fruktosa1,6-difosfat dan diuraikan menjadi asam piruvat. Reaksi ini menghasilkan 2 asam piruvat, 2 ATP, dan 4 H. Asam piruvat akan diubah menjadi asetil-KoA yang akan mengalami serangkaian reaksi kimia dan menjadi CO2 dan atom H, disebut siklus Krebs atau siklus asam nitrat (Ganong, 2008).Kadar glukosa plasma normal ialah 70-110 mg/dL. Kelebihan glukosa dalam darah akan disimpan di hati dan otot. Sel hati dapat menyimpan glikogen sebanyak 5-8% dari beratnya, sedangkan sel otot dapat menyimpan sebanyak 1-3% dari beratnya. Apabila sel otot dan sel hati telah terisi penuh, maka glukosa lain harus diubah menjadi asam lemak dan gliserol kemudian disimpan di jaringan adiposa dalam bentuk trigliserida (Sherwood, 2001).

B. Metabolisme LipidMenurut Guyton (2007), lipid meluputi trigliserida, fosfolipid, kolesterol, dan beberapa lipid lain. Selama pencernaan, sebagian trigliserida dipecah menjadi asam lemak dan monogliserida. Saat melewati epitel usus, monogliserida dan asam lemak disintesis kembali menjadi trigliserida dalam bentuk droplet kecil yang disebut kilomikron. Setelah makan, konsentrasi kilomikron yang tinggi pada darah akan membuat plasma tampak seperti susu (lipemia). Kilomikron akan dipecah menjadi asam lemak bebas dan gliserol untuk dikeluarkan dari darah. Proses ini dikatalisasi oleh enzim lipoprotein lipase. Asam lemak bebas akan disimpan di jaringan adiposa dan hati. Transpor lipid yang digunakan disebut jalur eksogen.Setelah semua kilomikron dikeluarkan dari darah, 95% lipid di plasma berada dalam bentuk lipoprotein. Lipoprotein selain kilomikron dibagi menjadi empat jenis, yaitu high density lipoprotein (HDL), low density lipoprotein (LDL), very low density lipoprotein (VLDL), dan intermediate lipoprotein (IDL). VLDL yang terbentuk di hati mengangkut trigliserida, yang terbentuk dari asam lemak dan karbohidrat di hati, ke jaringan dengan bantuan enzim lipase lipoprotein. VLDL kemudian diubah menjadi IDLkemudian diubah lagimenjadi LDL. LDL akan menyediakan kolesterol yang berperan dalam sintesis hormon staroid dan penyusunan membran sel (Ganong, 2008).

C. Metabolisme ProteinProtein akan diserap dan disimpan oleh tubuh dalam bentuk asam amino. Asam amino berperan penting dalam pembentukan urea, hormon, kreatin, dan kreatinin. Asam amino juga dapat digunakan sebagai cadangan teakhir untuk memenuhi kebutuhan energi melalui glukoneogenesis. Kelebihan asam amino dalam darah akn disimpan menjadi glukosa dan asam lemak, dan pada akhirnya disimpan sebagai trigliserida (Sherwood, 2001).

II. Adaptasi Fisiologis Saat KelaparanOtak harus terus menerus mendapat asupan energi meskipun tubuh belum menyerap zat gizi baru. Oleh karena itu, kadar glukosa darah yang merupakan satu-satunya sumber energi bagi otak, harus selalu dipertahankan. Apabila cadangan glikogen di hati habis, maka akan terjadi glukoneogenesis, yaitu perubahan asam amino menjadi glukosa, dan penghematan glukosa. Saat kelaparan jangka panjang, otak akan mulai menggunakan keton sebagai sumber energi. Keton adalah senyawa yang dihasilkan oleh hati selama penghematan glukosa. Keton sebagai sumber energi pengganti yang mampu mengoksidasi asetil-KoA sehingga berlanjut ke siklus asam sitrat. Hal tersebut tidak dapat dilakukan apabila tubuh menggunakan asam lemak sebagai sumber energi (Sherwood, 2001).

III. Adaptasi Fisiologis Selama PuasaMenurut Fauziyati (2008), karbohidrat akan didistribusikan ke sirkulasi darah dan disimpan di hati dan otot dalam bentuk glikogen. Glikogen merupakan cadangan energi yang kecil, hanya dapat memenuhi kebutuhan energi selama setengah hari. Sedangkan cadangan lemak dapat memennuhi kebutuhan energi sampai dengan dua bulan. Lemak merupakan sumber energi utama selama berpuasa, sedangkan protein dapat dijadikan sebagai sumber energi terakhir. Protein yang berfungsi sebagai jaringan struktural dan fungsional memiliki cadangan energi yang sedikit, apabila dipaksakan maka tubuh akan mengalami gangguan. Oleh karena itu protein hanya bisa dijadikan sebagai sumber energi terakhir setelah karbohidrat dan lemak selama berpuasa. Pengaturan keseimbangan glukosa darah diatur oleh hormon insulin dan glukagon. Insulin berperan dalam penyerapan glukosa dan glikogenesis, menghambat glikolisis dan glukoneogenesis. Efek insulin pada asam lemak ialah meningkatnya sistesis trigliserida dan menghambat lipolisis. Pada asam amino, insulin adakn meningkatkan penyerapan asam amino. Saat berpuasa, kesadaran untuk menahan rasa lapar akan menghambat timbulnya sinyal rasa lapar, sehingga proses adaptasi akan terjadi dan kebutuhan energi tetap akan terpenuhi (Fauziyati, 2008).

ReferensiFauziyati, A., 2008, Adaptasi Fisiologis Selama Puasa, Logika, 5(1): 32-35. Ganong, W. F., 2008, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, Ed. 22, EGC, Jakarta.Guyton, A.C., 2007, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, Ed. 11. Elsevier, China.Sherwood, L., 2001, Fisiologi Manusia, Ed. 2, EGC, Jakarta.