SISTEM KOORDINASI SISTEM KOORDINASI METABOLISME METABOLISME

MAKROMOLEKUL GIZIMAKROMOLEKUL GIZI

• Prasyarat : Sudah baca buku kimia Prasyarat : Sudah baca buku kimia dan biokimia dasar dan biokimia dasar

• Disampaikan pada kuliah ke-3 Disampaikan pada kuliah ke-3 analisa gizi analisa gizi

• Oleh Tiurma PT Simanjuntak, MsiOleh Tiurma PT Simanjuntak, Msi

Input dan output bahan Input dan output bahan bakarbakar

• Tiap organ membuat energi (ATP) untuk Tiap organ membuat energi (ATP) untuk keperluan fungsi organ masing-masingkeperluan fungsi organ masing-masing– Ginjal: ATP untuk tranport aktifGinjal: ATP untuk tranport aktif– Otot: ATP untuk konstraksiOtot: ATP untuk konstraksi– Liver: ATP untuk biosintesisLiver: ATP untuk biosintesis

• Rata-rata manusia memerlukan 1500-Rata-rata manusia memerlukan 1500-6000 kcal/hari (6000-25000 kJ/hari)6000 kcal/hari (6000-25000 kJ/hari)

• Jenis sumber energi dan penyimpanan Jenis sumber energi dan penyimpanan energi berbeda masing-masing organenergi berbeda masing-masing organ

• Organ yang memproduksi suatu bahan Organ yang memproduksi suatu bahan bakar biasanya tidak mampu bakar biasanya tidak mampu menggunakan bahan bakar tersebutmenggunakan bahan bakar tersebut

OtakOtak

• Perlu banyak ATPPerlu banyak ATP• Pada kondisi normal hanya menggunakan Pada kondisi normal hanya menggunakan

glukosa sebgai sumber energiglukosa sebgai sumber energi• 60% glukosa digunakan untuk otak60% glukosa digunakan untuk otak• 15% energi per orang digunakan untuk otak15% energi per orang digunakan untuk otak• Organ aerobikOrgan aerobik spt tangan ,kaki spt tangan ,kaki ,,jantung =jantung =

20% konsumsi oksigen20% konsumsi oksigen• Diskontinyu supply glukosa menyebabkan Diskontinyu supply glukosa menyebabkan

kerusakan otak irreversiblekerusakan otak irreversible,kanker otak.,kanker otak.

Gambar :Scan diagonal Gambar :Scan diagonal otakotak

OtotOtot

• Sumber energiSumber energi kerja kerja: glukosa, asam : glukosa, asam lemak, badan ketonlemak, badan keton

• Pada keadaan istirahat sumber energi: Pada keadaan istirahat sumber energi: asam lemakasam lemak

• Pada saat kontraksi sumber energi: Pada saat kontraksi sumber energi: glukosa (diawali dariglukosa (diawali dari pembentukan pembentukan glikogen)glikogen)

• ¾ glikogen manusia disimpan di otot dan ¾ glikogen manusia disimpan di otot dan tidakbisa di tranfer ke sel laintidakbisa di tranfer ke sel lain

• Protein juga tersimpan tetapi tidak efisien Protein juga tersimpan tetapi tidak efisien jika digunakan sebagai sumber energijika digunakan sebagai sumber energi

JantungJantung

• Seperti otot tetapi kerjanya relatif Seperti otot tetapi kerjanya relatif konstankonstan

• AerobikAerobik• Banyak mitokondriaBanyak mitokondria• Tidak ada simpanan energi sehingga Tidak ada simpanan energi sehingga

suplai glukosa dan oksigen dari suplai glukosa dan oksigen dari darah harus kontinyudarah harus kontinyu

Jaringan AdiposeJaringan Adipose

• Simpanan bahan bakarSimpanan bahan bakar• Rata-rata manusia: 135000 kcal Rata-rata manusia: 135000 kcal

(565000 kJ)(565000 kJ)• Biosintesis dan pemecahan Biosintesis dan pemecahan

triasilgliserol secara kontinyutriasilgliserol secara kontinyu• Glukosa sebagai kontrolGlukosa sebagai kontrol

LiverLiver

• Biosintesis bahan bakar untuk Biosintesis bahan bakar untuk digunakan organ laindigunakan organ lain

• Biosintesis asam lemakBiosintesis asam lemak• Biosintesis glukosa dari glikogen Biosintesis glukosa dari glikogen

maupun glukoneogenesismaupun glukoneogenesis• Membuffer level gula darah melalui Membuffer level gula darah melalui

pembentukan glikogenpembentukan glikogen• Sumber energi: glukosa, asam Sumber energi: glukosa, asam

lemak, asam aminolemak, asam amino

Sel DarahSel Darah

• Penguhubung antar organ: tansport limbah Penguhubung antar organ: tansport limbah suatu organ yang mungkin merupakan bahan suatu organ yang mungkin merupakan bahan bakar organ lainbakar organ lain

• Mentransport oksigen dan karbon dioksidaMentransport oksigen dan karbon dioksida• Trnasport hormonTrnasport hormon• Transport produk akhir seperti urea ke ginjalTransport produk akhir seperti urea ke ginjal• Sumber energi: glukosa (anaerob) di eritrositSumber energi: glukosa (anaerob) di eritrosit• 50% darah berupa sel darah (99% berupa 50% darah berupa sel darah (99% berupa

eritrosit)eritrosit)

Suatu pertanyaan umumSuatu pertanyaan umum

Bagaimana komunikasi antar organ Bagaimana komunikasi antar organ terjalin:terjalin:

HORMONHORMON

Hormones are Hormones are chemical chemical signaling signaling

substances..Literatur….substances..Literatur….Growth and differentiation of cells, tissues, and organs Growth and differentiation of cells, tissues, and organs

These processes include cell proliferation, embryonic These processes include cell proliferation, embryonic development, and sexual differentiation mainly steroid hormones development, and sexual differentiation mainly steroid hormones

Metabolic pathways Metabolic pathways Themain processes subject to hormonal regulation are the uptake Themain processes subject to hormonal regulation are the uptake and degradation of storage substances (glycogen, fat). Peptide and degradation of storage substances (glycogen, fat). Peptide hormon (Insulin, glukagon) dan tyrosine based hormon: hormon (Insulin, glukagon) dan tyrosine based hormon: epeniprine (adrenaline)epeniprine (adrenaline)

Digestive processes Digestive processes Digestive processes are usually regulated by locally acting Digestive processes are usually regulated by locally acting peptides (paracrine: peptides (paracrine: gastrointestinal tract hormonesgastrointestinal tract hormones).).

Maintenance of ion concentrations (homeostasis) Maintenance of ion concentrations (homeostasis) Concentrations of NaConcentrations of Na++, K, K++, and Cl, and Cl–– in body fluids, and the in body fluids, and the physiological variables dependent on these (e. g. blood pressure), physiological variables dependent on these (e. g. blood pressure), are subject to strict regulation. The principal site of action of the are subject to strict regulation. The principal site of action of the hormones involved is the kidneys, where hormones increase or hormones involved is the kidneys, where hormones increase or reduce the resorption of ions and recovery of water. The reduce the resorption of ions and recovery of water. The concentrations of Caconcentrations of Ca2+2+ and phosphate, which form the mineral and phosphate, which form the mineral substance of bone and teeth, are also precisely regulated.substance of bone and teeth, are also precisely regulated.

Meknisme kerja hormonMeknisme kerja hormon

• Helix reseptorHelix reseptor• Ion channelIon channel• Signal transduksi: GPCRSignal transduksi: GPCR• Second messengers: cAMP, inositol, Second messengers: cAMP, inositol,

Ca CalmodulinCa Calmodulin

Hormon Pengatur Metabolisme Hormon Pengatur Metabolisme Sumber EnergiSumber Energi

• InsulinInsulin• GlukagonGlukagon• EpineprineEpineprine

Insulin dan GlukagonInsulin dan Glukagon

• Diproduksi di Diproduksi di pankreaspankreas

Produksi Produksi InsulinInsulin

Alan R. Satiel & C.R. Kahn (2001) Nature 414:799-806

LIVER

Alan R. Satiel & C.R. Kahn (2001) Nature 414:799-806

MUSCLE

Alan R. Satiel & C.R. Kahn (2001) Nature 414:799-806

Efek GlukagonEfek Glukagon

Glucagon stimulates transcription of the gluconeogenesis gene, PEPCK, in the

liver.

Insulin signalling normally reverses the effects of glucagon signalling.

http://casestudies.med.utah.edu/med1/diabetes2 (molecular & cell biology)

EpeneprinEpeneprin

• Pada keadaan stress atau yang Pada keadaan stress atau yang memicu aktifitas ekstra (bertarung, memicu aktifitas ekstra (bertarung, ketakutan)ketakutan)

• Signal neuron dari otak memacu Signal neuron dari otak memacu pelepasan hormon epinephrine dan pelepasan hormon epinephrine dan norepinephrinenorepinephrine

Pembentukan epineprinPembentukan epineprin

Efek kerja hormonEfek kerja hormon

DiabetesDiabetes,defenisi asli:,defenisi asli:Type I diabetes, Type I diabetes, or insulindependent diabetes mellitus or insulindependent diabetes mellitus

(IDDM), (IDDM), – Pancreatic Pancreatic cells inable to produce sufficient insulin. cells inable to produce sufficient insulin. – IDDM requires insulin therapy. IDDM requires insulin therapy.

Type II diabetes, Type II diabetes, or non-insulin-dependent diabetes or non-insulin-dependent diabetes mellitus (NIDDM), mellitus (NIDDM), – typically in older, obese individuals), typically in older, obese individuals), – insulin is produced, but some feature of the insulin-insulin is produced, but some feature of the insulin-

response system is defective. response system is defective.

Characteristic symptoms of type I (and type II) diabetes Characteristic symptoms of type I (and type II) diabetes are are – excessive thirst and frequent urination (polyuria), excessive thirst and frequent urination (polyuria), – leading to the intake of large volumes of water (polydipsia) leading to the intake of large volumes of water (polydipsia) – These symptoms are due to the excretion of large amounts of These symptoms are due to the excretion of large amounts of

glucose in the urine, a condition known as glucose in the urine, a condition known as glucosuriaglucosuria– Penyakit ini merupakan gangguan metabolik yang Penyakit ini merupakan gangguan metabolik yang

bersangkutan dengan karbohidrat glukosa,yang bersangkutan dengan karbohidrat glukosa,yang diakibatkan defisiensi hormon insulin dalam tubuh diakibatkan defisiensi hormon insulin dalam tubuh manusia.manusia.

ObesitasObesitas,suatu istilah,suatu istilah

• Obesitas (Obesity is defined in terms of Obesitas (Obesity is defined in terms of body mass index (BMI): body mass index (BMI): BMI: weight in kg/(height in m)BMI: weight in kg/(height in m)22. .

• BMI < 25 : normal; BMI < 25 : normal; • BMI 25 - 30 : overweightBMI 25 - 30 : overweight• BMI > 30 : obeseBMI > 30 : obese• Obesitas dinyatakan bila berat badan Obesitas dinyatakan bila berat badan

seseorang adalah 15% - 20 % diatas seseorang adalah 15% - 20 % diatas berat badan ideal.berat badan ideal.

Lactose IntoleranceLactose Intolerance

• Penyakit akibat gangguan metabolik Penyakit akibat gangguan metabolik yang mengenai disakarida yang mengenai disakarida laktosa,yaitu laktosa dapat dicerna laktosa,yaitu laktosa dapat dicerna dan kadar laktosa yang cukup tinggi dan kadar laktosa yang cukup tinggi di dalam saluran pencernaan di dalam saluran pencernaan menyebabkan terjadinya diare.menyebabkan terjadinya diare.

Sekian dan kesimpulanSekian dan kesimpulan

• Kesimpulan: dorang belajar sintesa Kesimpulan: dorang belajar sintesa glukosa menjadi sumber energi glukosa menjadi sumber energi untuk otak buat belajar, bukan untuk otak buat belajar, bukan untuk otot tawuran.....untuk otot tawuran.....

• Tugas : pelajarin struktur protein Tugas : pelajarin struktur protein dan klasifikasinya....dan klasifikasinya....