1

Tentir Biokimia Genderman 2010 © deFarbion (dua ribu sepuluh et Farmakologi n’ Biokimia Division) make something difficult to be easier.

TENTIR BIOKIMIA GENDERMAN 2010

MODUL GASTROINTESTINAL

DE FARBION’S CREWS :

1. Ryan Arifin

2. Edina Theodora

3. Mulyadi

4. Eric Gibson

5. Edi Kurnawan

6. Henry Hadianto

7. Qory Irsan

8. M. Arif Tri Hapsoro

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS TANJUNGPURA

PENCERNAAN KARBOHIDRAT, LIPID,

PROTEIN DAN XENOBIOTIK

Tahapan pencernaan makanan sampai memnjadi energi

secara umum adalah sebagai berikut:

Tahap I: Makanan dihidrolisa di dalam lambung dan

usus halus menjadi molekul yang lebih kecil

Tahap II: Asamlemak, monosakarida dan asam amino

terdegradasi di dalam sel yang kemudian

menghasilkan asetil-koA

Tahap 3: Asetil-KoA mengalami oksidasi dalam siklus

Krebs menghasilkan CO2

Tahap 4: Energi yang dilepaskan dalam siklus Krebs,

dan digunakan untuk reaksi fosforilasi oksidatif ADP

dan membentuk ATP

Dalam hal ini, yang menjadi sumber utama untuk

memperoleh energi adalah dari karbohidrat. Karbohidrat

merupakan perantara bahkan menjadi tulang punggung

semua jalur metabolisme di tubuh (karena metabolism perlu

energy dan sumber energy utama adalah dari karbohidrat).

Selanjutnya, lemak protein dan lain-lain hanya sebagai

sumber energi cadangan.

2

Tentir Biokimia Genderman 2010 © deFarbion (dua ribu sepuluh et Farmakologi n’ Biokimia Division) make something difficult to be easier.

KARBOHIDRAT

Pada makanan, karbohidrat sebagian besar berupa

pati/amilum yang merupakan polimer glukosa.

Proses pencernaan pati/amilum berawal pada proses

pengunyahan di mulut, yaitu terjadi pemutusan ikatan pada

banyak ikatan (1-4) glikosida (tidak padaikatan (1-6)

glikosida atau (1-4) glikosida terminal). Proses

pemutusan ikatan terjadi secara hidrolisis oleh enzim

amilase. Proses akhir pencernaan amilum/pati terjadi pada

mukosa intestinal. Pada proses ini terjadi lagi pemutusan

ikatan glikosida lanjutan diikuti hidrolisis pada ikatan

glikosida yang tersisa sehingga menghasilkan glukosa.

Glukosa akan terabsorpsi di dalam usus halus, dan

selanjutnya didistribusikan melalui aliran darah. Glukosa

merupakan sumber utama energi tubuh.

Proses katabolisme glukosa berawal melalui proses

glikolisis (pemecahan molekul glukosa menjadi 2 molekul

asam piruvat yang ekivalen) disertai pelepasan energi. PENCERNAAN LIPID Lipid merupakan molekul organik yang ditandai

dengan sifat kelarutannya yang terbatas dalam air, dan

dapat diisolasi dari organisme dengan cara ekstraksi

menggunakan pelarut non polar Lipid itu terbagi atas dua kelompok yaitu :

lemak dan lilin mempunyai gugus ester dan dapat

dihidrolisa

kolesterol dan steroid tidak punya gugus ester

dan tidak dapat terhidrolisa

Struktur Kolesterol Struktur lemak hewani

Cabang α(1-6)glikosida

Ikatan glikosida

3

Tentir Biokimia Genderman 2010 © deFarbion (dua ribu sepuluh et Farmakologi n’ Biokimia Division) make something difficult to be easier.

Secara kimia, lemak dan minyak merupakan trigliserida

(atau triasilgliserol) yang merupakan kombinasi antara :

gliserol (mempunyai tiga gugus ester)

tiga gugus asam karboksilat rantai panjang (asam lemak) Ni dia rumus struktur Triasilgliserol.. cekidot..

Struktur Triasilgliserol Pencernaan triasilgliserol dimulai dengan reaksi

hidrolisis dalam lambung dan usus halus menghasilkan

gliserol dan asam lemak. Tentunya dengan bantuan enzim

lipase.

Pemecahan Asam Lemak

Pemecahan Asam lemak terjadi didalam sitosol pada

prokariot (organisme yang tidak memiliiki membrane inti)

dan mitokondria untuk eukariot (organism yang memiliki

membrane inti) kayak kita” ini.. hayo inget lagi sel gennya..

hehe.

Setelah dirubah menjadi derivat acyl-CoA, molekul

asam lemak tersebut tidak bisa melewati bagian dalam

membrane mitokondria sehingga dirubah lagi menjadi

derivate carnitine.

4

Tentir Biokimia Genderman 2010 © deFarbion (dua ribu sepuluh et Farmakologi n’ Biokimia Division) make something difficult to be easier.

Pemecahan asam lemak (reaksi ß-oxidation) akan

mengoksidasi rantai panjang asam lemak dan akan

menghasilkan energi dalam bentuk ATP.

Asam lemak dikonversi menjadi derivate acyl-CoA

dan kemudian di metabolisme melalui serangkaian reaksi,

masing-masing untuk membuang dua atom karbon (dalam

bentuk asetil-CoA) dari ujung rantai acylnya

Perolehan energi tiap reaksi tunggal degradasi asam

lemak melalui reaksi ß oxidation adalah sebanyak 17 molekul

ATP (1 molekul FADH2, 1 molekul NADH dan satu molekul

asetil-CoA)

PROTEIN Nah, setelah sebelumnya sudah dibahas tentang

pencernaan karbohidrat dan lipid, sekarang kita akan lanjut

ngebahas tentang pencernaan protein.

Protein ini gunanya penting banget di tubuh untuk

pertumbuhan dan pergantian protein jaringan. Nah, tubuh

kita nih bisa mensintesis 100.000 sampai 140.000 protein

yang berbeda meskipun hanya berasal dari kombinasi 20

asam amino yang berbeda. (Masih ingat kan asam amino itu

apa?

Jadi asam amino itu merupakan unit monomer

pembentuk rantai polipeptida yang panjanggg banget dari

si protein, asam amino ini dibentuk dari kode genetik yang

berasal dari 3 huruf itu loh...)

Dalam kondisi normal, protein sel akan mengalami

proses daur ulang secara terus menerus di dalam sitosol.

Ikatan peptida protein akan dipecah dan asam amino yang

bebas akan digunakan kembali untuk ngebentuk protein

yang baru. Kalo suatu saat sumber energi lain tidak dapat

mencukupi kebutuhan energi, mitokondria akan membuat

ATP dengan cara memecah asam amino dalam siklus Krebs

(TCA).

Sekarang kita akan ngebahas diagram dari 3 bahan

bakar metabolik utama yaitu lipid, karbohidrat, dan

protein. Oh yaa, gambarnya tolong diliat sendiri di slide ya

teman-teman...

Lemak merupakan simpanan bahan bakar utama dalam

tubuh yang disimpan dalam bentuk trigliserida atau

triasilgliserol (TAG) di dalam jaringan adiposa.

Trigliserida akan dipecah melalui jalur katabolik

menjadi 2- monoasilgliserol dan asam lemak bebas.

(Nah, semua reaksi yang dibahas disini bisa berjalan dua

arah, artinya molekul kompleks bisa dipecah menjadi

molekul lebih sederhana melalui jalur katabolik, dan

sebaliknya pada jalur anabolik). Gliserol akan dikonversi

terlebih dahulu menjadi dihidroksiaketon, kemudian

5

Tentir Biokimia Genderman 2010 © deFarbion (dua ribu sepuluh et Farmakologi n’ Biokimia Division) make something difficult to be easier.

menjadi dihidroksiaketon fosfat baru kemudian masuk

ke dalam proses glikolisis, sedangkan asam lemak akan

dioksidasi di dalam mitokondria menjadi asetil-KoA.

Karbohidrat disimpan dalam hati dan otot dalam

bentuk glikogen, glikogen ini loh yang berperan penting

untuk mempertahankan kadar glukosa darah. Glikogen

akan berubah menjadi glukosa kemudian mengalami

glikolisis pada suasana aerob untuk menghasilkan 2

asam piruvat, asam piruvat dapat dibentuk kembali

menjadi glukosa melalui glukoneogenesis. Nah,

selanjutnya asam piruvat akan dioksidasi menjadi

Asetil-KoA di dalam mitokondria sel. Tahap ini disebut

oksidasi piruvat. Asetil KoA kemudian akan masuk ke

jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat

(Tricarboxylic Acid Cycle). Fungsi utama siklus ini

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 intermediate

yang ada dalam siklus tersebut. Siklus ini menghasilkan

ATP, CO2, dan H. H yang dihasilkan bersama-sama

dengan O2 akan masuk ke dalam sistem transpor

elektron di mitokondria menghasilkan H2O dan ATP.

Protein disimpan tubuh dalam bentuk protein di otot.

Jika sumber energi dari karbohidrat tidak tersedia lagi,

tubuh akan menggunakan lemak sebagai sumber energi.

Jika lemak juga tak tersedia, barulah memecah protein

untuk energi. Protein akan dipecah menjadi asam-asam

amino penyusunnya menghasilkan asam piruvat dan

asetil-KoA yang akan masuk ke dalam siklus Kreb’s.

Lanjut ke degradasi asam amino...

Tubuh kita bisa menyimpan kelebihan karbohidrat

dan lipid tapi tidak bisa menyimpan kelebihan pembentukan

asam amino, jadi dalam tubuh akan terjadi proses sintesis

dan degradasi protein terus-menerus. Ini yang disebut

sebagai protein turnover. Bagaimana cara degradasinya?

Jadi awalnya dipisahkan dulu antara si gugus a-amino

dengan sisa rangka karbonnya melalui proses transaminasi

Nah, sisa rangka karbonnya tadi akan dikonversikan jadi

senyawa intermediet metabolik utama dan digunakan

sebagai bahan bakar metabolisme

Katabolisme asam amino terjadi dalam 3 tahap.

Awalnya, gugus α-amino dihilangkan dalam bentuk

ammonia, ammonia lalu dikonversi menjadi urea, sisa

rangka karbon dari asam amino lalu dikonversi menjadi

senyawa intermediet yang bisa masuk ke dalam siklus

6

Tentir Biokimia Genderman 2010 © deFarbion (dua ribu sepuluh et Farmakologi n’ Biokimia Division) make something difficult to be easier.

asam sitrat. Rangka karbon dari 20 asam amino standar

tadi, kemudian akan digunakan untuk membentuk 7

kelompok molekul ini :

pyruvat, asetil-CoA, asetoasetil-CoA, α-

ketoglutarat, succinyl-CoA, fumarate, dan oksaloasetat.

Nah, gambar di slide berikutnya itu untuk ngejelasin asam

amino apa aja yang bisa ngebentuk molekul-molekul ini.

Mudah-mudahan bisa ngebantu teman-teman buat mahamin

biokimnya ya.. Thx

METABOLISME XENOBIOTIK

APA ITU XENOBIOTIK

Xenobiotik berasal dari bahasa Yunani: Xenos yang

artinya asing

Xenobiotik adalah zat asing yang masuk dalam tubuh

manusia

Contoh: obat obatan, insektisida, zat kimia tambahan

pada makanan (pemanis, pewarna, pengawet) dan zat

karsinogen lainya

MENGAPA XENOBIOTIK DI METABOLISME

Xenobiotik umumnya tidak larut air, sehingga kalau

masuk tubuh tidak dapat diekskresi

Untuk dapat diekskresi xenobiotik harus

dimetabolisme menjadi zat yang larut, sehingga bisa

diekskresi

Organ yang paling berperan dalam metabolisme

xenobiotik adalah hati

Ekskresi xenobiotik melalui empedu dan urine

METABOLISME XENOBIOTIK

Metabolisme xenobiotik dibagi 2 fase

Fase Hidroksilasi dan Fase Konjugasi

Fase Hidroksilasi → fase mengubah xenobiotik aktif

menjadi inaktif

Fase konjugasi → fase mereaksikan xenobiotik

inaktik dengan zat kimia tertentu dalam tubuh

menjadi zat yang larut, sehingga mudah diekresi baik

lewat empedu maupun urine Fase Hidroksilasi → fase mengubah xenobiotik aktif

menjadi inaktif, oleh enzim Mono oksidase atau Sitokrom

P450. Enzim Sitokrom P450 terdapat banyak di Retikulum

Endoplasma. Fungsi enzim ini adalah sebagai katalisator

perubahan Hidrogen (H) pada xenobiotik menjadi gugus

Hidroksil (OH)

7

Tentir Biokimia Genderman 2010 © deFarbion (dua ribu sepuluh et Farmakologi n’ Biokimia Division) make something difficult to be easier.

Reaksi Hidroksilasi oleh enzim Sitokrom P450 adalah sbb:

RH + O2 → R-OH + H2O

Sitokrom P450 merupakan hemoprotein seperti

Hemoglobin, banyak terdapat pada membran retikulum

endoplasma sel hati. Pada beberapa keadaan produk

hidroksilasi bersifat mutagenik atau karsinogenik Fase konjugasi → fase mereaksikan xenobiotik inaktik

dengan zat kimia tertentu dalam tubuh menjadi zat yang

larut, sehingga mudah diekskresi baik lewat empedu

maupun urine Zat dalam tubuh yang biasa dipergunakan

untuk proses konjugasi adalah: asam glukoronat, sulfat,

acetat, glutation atau asam amino tertentu

Glukuronidasi: proses menkonjugasi xenobiotik dengan

asam glukorunat, dengan enzim glukuronil transferase

Xenobiotik yang mengalami glukorunidasi adalah:

asetilaminofluoren (karsinogenik), anilin, asam benzoat,

meprobamat, fenol dan senyawa steroid

Sulfasi: proses konjugasi xenobiotik dengan asam

sulfat, dengan enzim sulfotransferase

Xenobiotik yang mengalami sulfasi adalah: alkohol,

arilamina, fenol

Konjugasi dengan Glutation, yang terdiri dari tripeptida

(glutamat, sistein, glisin) dan biasa disingkat GSH,

menggunakan enzim glutation S-transferase atau

epoksid hidrolase

Xenobiotik yang berkonjugasi dengan GSH adalah

xenobiotik elektrofilik (karsinogenik)

Metabolisme xenobiotik kadang disebut proses

detoksifikasi, tetapi istilah ini tidak semuanya benar,

sebab tidak semua xenobiotik bersifat toksik

Respon metabolisme xenobiotik mencakup efek

farmakologik, toksik, imunologik dan karsinogenik

METABOLISME XENOBIOTIK OBAT

Pada metabolisme obat, pada obat yang sudah aktif →

metabolism xenobiotik fase 1 berfungsi mengubah obat

aktif menjadi inaktif, sedang paa obat yang belum aktif →

metabolisme xenobiotik fase 1 berfungsi mengubah obat

inaktif menjadi aktif

RESPON METABOLISME XENOBIOTIK

8

Tentir Biokimia Genderman 2010 © deFarbion (dua ribu sepuluh et Farmakologi n’ Biokimia Division) make something difficult to be easier.

Respon metabolisme xenobiotik dapat

menguntungkan karena metabolit yang dihasilkan

menjadi zat yang polar sehingga dapat diekskresi

keluar tubuh

Respon metabolisme xenobiotik dapat merugikan

karena:

Berikatan dengan makromolekul dan menyebabkan

cidera sel

Berikatan dengan makromolekul menjadi hapten

→ merangsang pembentukan

antibodi dan menyebakan reaksi hipersensitivitas

yang berakibat cidera sel

Berikatan dengan makromolekul menjadi zat

mutan yang menyebakan timbulnya sel kanker

REFERENSI 1. Harper, Rodwell, Mayes, 1977, Review of Physiological

Chemistry

2. Colby, 1992, Ringkasan Biokimia Harper, Alih Bahasa:

Adji Dharma, Jakarta, EGC

3. Wirahadikusumah, 1985, Metabolisme Energi,

Karbohidrat dan Lipid, Bandung, ITB

4. Harjasasmita, 1996, Ikhtisar Biokimia Dasar B,

Jakarta, FKUI

5. Toha, 2001, Biokimia, Metabolisme Biomolekul, Bandung,

Alfabeta

6. Poedjiadi, Supriyanti, 2007, Dasr-Dasar Biokimia,

Bandung, UI Press