Metabolisme Lemak

Metabolisme lemak, Protein dan karbohidrat

dr.wika hanida lubis Sp.PD

METABOLISME PROTEIN

• Protein juga disebut polipeptida• Tersusun dari asam-asam amino yang

bergandengan, dihubungkan oleh peptida

• Kurang lebih 75% zat padat dari tubuh manusia bersifat protein dengan fungsi yang berbeda-beda.

• Secara relatif hanya sedikit protein yang ada dalam peredaran darah

• Golongan terbesar protein adalah protein jaringan, protein kontraktil, nukleoprotein yang berwujud gen

• Perbandingan banyak protein jaringan dan plasma adalah 33 : 1

METABOLISME• Semua protein manusia dibangun dari 20

macam asam amino, bervariasi dalam panjang rantai, urutan asam amino dan kandungannya berkombinasi, memungkinkan tersusun molekul protein yang berbeda-beda.

• Asam amino masuk ke badan melalui sumber makanan, dan asam amino segera diantar ke sel jaringan yang segera menyusun protein daripadanya.

• Sintesa dan perombakan protein berlangsung terus menerus dengan kecepatan sekitar 400 g sehari

SERUM DAN PLASMA• Protein-protein yang paling banyak

terdapat dalam darah ialah :–Albumin–Globulin–fibrinogen

• Selain itu dalam jumlah kecil darah mengandung :

1. Enzim-enzim jaringan2. Protein struktural3. Hormon-hormon4. Protein-protein transport

• Plasma yaitu cairan ekstrasel dari darah yang beredar mengandung fibrinogen (sangat besar molekul-molekulnya yaitu 340.000 dalton). Berubah menjadi fibrin bila darah membeku

• Setelah darah membeku cairan tetap ada disebut serum

• Serum dan plasma susunannya sama, kecuali fibrinogen dan beberapa faktor koagulasi tidak ada dalam serum

• Bagian terbesar protein-protein dalam plasma berasal dari hati.

• Hepatosit mensintesa :–Fibrinogen –Albumin–60-80% protein berisi globulin

Metabolisme karbohidrat

Modul Hormonal &Metabolisme FK-UISU

12

Karbohidrat

• Sebagian besar diabsorbsi dalam bentuk glukosa. • Konsentrasi glukosa plasma paling penting karena

hanya glukosa yang dapat dimetabolisme oleh otak. • Komposisi karbohidrat dalam diet dianjurkan sebesar

55% dari total kalori.• Karbohidrat yang kita makan ada 2 jenis, yaitu:

1) available carbohydrat yang dicerna, diabsorbsi, dan digunakan sebagai sumber energi2) unavailable carbohydrate yang menyuplai serat.

Modul Hormonal &Metabolisme FK-UISU

13

Glukosa

• Jika kadar glukosa darah dalam batas normal sebagian besar jaringan menggunakan glukosa sebagai sumber energi.

• Kelebihan glukosa akan disimpan sebagai glikogen. Sintesis glikogen dari glukosa disebut glikogenesis.

Modul Hormonal &Metabolisme FK-UISU

14

Glukosa

• Simpanan glikogen terbatas sehingga kelebihan glukosa yang lain diubah menjadi lemak (lipogenesis).

• Jika kadar glukosa darah turun, tubuh mengubah glikogen kembali menjadi glukosa (glikogenolisis)

Modul Hormonal &Metabolisme FK-UISU

15

• Dengan menyeimbangkan metabolisme oksidatif, sintesis glikogen, pemecahan glikogen, dan sintesis lemak, tubuh dapat mempertahankan kadar glukosa darah dalam batas normal.

• Jika homeostasis gagal dan glukosa darah melebihi kadar kritis (pada diabetes mellitus), kelebihan glukosa akan diekskresi dalam urin.

• Ekskresi glukosa dalam urin hanya terjadi jika ambang ginjal untuk reabsorbsi glukosa terlampaui.

Modul Hormonal &Metabolisme FK-UISU

16

Protein

• Asam amino dalam tubuh terutama digunakan untuk sintesis protein. Tetapi, jika asupan glukosa rendah, asam amino dapat diubah menjadi glukosa melalui jalur yang disebut glukoneogenesis yaitu pembentukan glukosa baru dari prekursor nonkarbohidrat.

• Proporsi protein sebagai sumber energi dalam diet yang dianjurkan adalah sebesar 15%.

Modul Hormonal &Metabolisme FK-UISU

17

Protein

• Asam amino merupakan sumber utama untuk glukosa melalui jalur glukoneogenesis, tetapi gliserol dari trigliserida juga dapat digunakan.

• Glukoneogenesis dan glikogenolisis penting untuk memback up sumber glukosa pada saat puasa.

Modul Hormonal &Metabolisme FK-UISU

18

Major biosynthetic roles of some citric acid cycle intermediates.

Metabolisme Lemak

MACAM LEMAK• Lemak biologis yang terpenting: lemak netral

(trigliserida), fosfolipid, steroid• Asam lemak:• Asam palmitat: CH3(CH2)14-COOH• Asam stearat: CH3(CH2)16-COOH• Asam oleat: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH• Trigliserida: ester gliserol + 3 asam lemak• Fosfolipid: ester gliserol + 2 asam lemak + fosfat• Steroid: kolesterol dan turunanya (hormon

steroid, asam lemak dan vitamin)

ABSORPSI LEMAK

• Lemak diet diserap dalam bentuk: kilomikron → diabsorpsi usus halus masuk ke limfe (ductus torasikus) → masuk darah

• Kilomikron dalam plasma disimpan dalam jaringan lemak (adiposa) dan hati

• Proses penyimpananya: kilomikron dipecah oleh enzim lipoprotein lipase (dalam membran sel) → asam lemak dan gliserol

• Didalam sel asam lemak disintesis kembali jadi trigliserida (simpanan lemak)

MACAM LEMAK PLASMA

• Asam lemak bebas (FFA= free fatty acid) → ada dalam plasma darah dan terikat dengan albumin

• Kolesterol, trigliserida dan fosfolipid → dalam plasma berbentuk lipoprotein

• Kilomikron• VLDL: very low density lipoprotein• IDL: intermediate density lipoprotein• LDL: low density lipoprotein• HDL: high density lipoprotein

ASAM LEMAK BEBAS

• Bila lemak sel akan digunakan untuk energi → simpanan lemak (trigliserida) dihidrolisis menjadi asam lemak dan gliserol (oleh enzim lipase sel)

• Asam lemak berdiffusi masuk aliran darah sebagai asam lemak bebas (Free Fatty Acid) dan berikatan dengan albumin plasma

PENGGUNAAN FFA SEBAGAI ENERGI

• FFA dalam plasma dibawa ke mitokondria dengan carrier Karnitin

• FFA dalam sel dipecah menjadi asetil koenzim-A dengan beta oksidasi

• Asetil koenzim-A hasil beta oksidasi → masuk siklus Krebs untuk diubah menjadi H dan CO2

METABOLISME LEMAK• β oksidasi• Siklus Kreb• Fosforilasi Oksidatif

BETA OKSIDASI

• Proses pemutusan/perubahan asam lemak → asetil co-A

• Asetil co-A terdiri 2 atom C → sehingga jumlah asetil co-A yang dihasilkan = jumlah atom C dalam rantai carbon asam lemak : 2

• Misal: asam palmitat (C15H31COOH) → β oksidasi → asetil co-A

SIKLUS KREBS

• Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2• Proses ini terjadi didalam mitokondria• Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan

oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis

• Oksaloasetat berasal dari asam piruvat• Jika asupan nutrisi kekurangan KH → kurang as.

Piruvat → kurang oxaloasetat

FOSFORILASI OKSIDATIF

• Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat menjadi ATP

• Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi

• Fosforilasi oksidatif → proses merubah ADP → ATP (dengan menngunakan energi hasil reaksi H2 + O2 → H2O + E)

SINTESIS TRIGLISERIDA DARI KARBOHIDRAT

•Bila KH dalam asupan lebih banyak dari yang dibutuhkan → KH diubah jadi glikogen dan kelebihanya diubah jadi trigliserida → disimpan dalam jaringan adiposa

• Tempat sintesis di hati, kemudian ditransport oleh lipoprotein ke jaringan disimpan di jaringan adiposa sampai siap digunakan tubuh

SINTESIS TRIGLISERIDA DARI PROTEIN

•Banyak asam amino dapat diubah menjadi asetil koenzim-A

• Dari asetil koenzim-A dapat diubah menjadi trigliserida

• Jadi saat asupan protein berlebih, kelebihan asam amino disimpan dalam bentuk lemak di jaringan adipose

PENGATURAN HORMON ATAS PENGGUNAAN LEMAK

• Penggunaan lemak tubuh terjadi pada saat kita gerak badan berat

• Gerak badan berat menyebabkan pelepasan epineprin dan nor epineprin

• Kedua hormon diatas mengaktifkan lipase trigliserida yang sensitif hormon → pemecahan trigliserida → asam lemak

• Asam lemak bebas (FFA) dilepas ke darah dan siap untuk dirubah jadi energi

GANGGUAN METABOLISME

• Segolongan penyakit akibat gangguan metabolisme dan bersifat sistemik

• Penyakit ini ada 3 golongan:1. Gangguan metabolisme karbohidrat2. Gangguan metabolisme protein3. Gangguan metabolisme lemak

• Dapat menimbulkan kelebihan atau kekurangan zat bersangkutan

GANGGUAN METABOLISME KARBOHIDRAT

Diabetes melitus (Hiperglykemia)

• Dasar penyakit adalah defisiensi insulin• Gejala klinis penyakit :– Hiperglikemia – Glikosuria – Dapat diikuti gangguan sekunder

metabolisme protein dan lemak – Dapat berakhir dengan kematian

• Insidensi terbanyak usia 50 – 60 thn• Dapat juga dekade pertama atau pada yang sudah lanjut• Penyakit ini diturunkan secara autosomal resesif

Etiologi:

• Sebab tepat belum diketahui • berhubungan dgn kelainan hormonal

– Insulin– Growth hormon – Hormon steroid

• Keadaan diabetes timbul akibat ketidak seimbangan dalam interaksi pankreas, hipofisis dan adreanal

Pankreas• Pankreas mempunyai pulau Langerhans : sel beta dan sel

alpha– Sel beta : hormon insulin– Sel alpha : menghasilkan hormon glukgon – Efek anti insulin → berfungsi sebagai faktor

hiperglikemik dan glikogenolitik → meningkatkan kadar gula darah

Cara kerja insulinAda 2 teori cara kerja insulin• Teori 1 = Teori Levine :

– Insulin mentransfer glukosa melalui membran sel otot serat lintang, tetapi tidak menggangu perpindahan glukosa melalui sel membran hati

• Teori 2– Insulin diperlukan untuk fosforilasi glukosa dalam sel

→ glukosa 6 posfatase – Untuk pengikatan ini dibutuhkan enzim hexokinase

yang dihasilkan oleh sel hati – Kelenjar hipofisis menghasilkan zat inhibitor

hexokinase – Insulin merupakan zat antagonis terhadap

hexokinase

Kelenjar Hipofisis– Growth hormon – Hormon ACTH – Efek menghambat enzim hexoki nase. – Bila kelenjar hipofisis hiperaktif → menyebabkan terjadi

diabetes

Kelenjar Adrenal– Glukoneogenesis yaitu perubahan bentuk protein menjadi

karbohidrat. – Karena pengaruh hormon steroid yang dihasilkan oleh kortex

adrenal – Bila berlangsung terus menerus → menekan sel beta pankreas

→ menimbulkan difesiensi insulin permanen– Aktivitas adrenal bergantung kepada kelenjar hipofisis anterior

KOMPLIKASI DIABETES MELITUS• Merupakan gangguan biokimia. • Cedera morfologik sebenarnya tidak dapat untuk menegakkan

diagnosis • Tidak selalu sebagai dasar dari pada gangguan metabolisme• 20 % penderita meninggal tidak menunjukkan bukti-bukti

kelainan anatomik

Pankreas• Seperempat penderita : pankreasnya normal• Pada umumnya kerusakan pada sel beta ringan → tidak mungkin

menimbulkan gangguan produksi insulin• Bila ada :

– Hialinisasi– Fibrosis – Vakoalisasi hidropik yang sebenarnya merupakan

penimbunan glikogen

Pembuluh darah• Bila gangguan metabolisme karbohidrat terlalu lama → hiperglikemik

menahun, pada otot, hati dan jantung terjadi difisiensi. • Lemak dimobilisasi sebagai sumber tenaga →lemak dalam darah

bertambah. • Lipaemia dan cholestrolimia → gangguan vaskular, dengan komplikasi

aterioskelosis merata → skeloris pembuluh darah arteri coronaria, ginjal dan retina

Mata• Skelosis arteri retina → retinitis diabetika. • Berupa

– perdarahan kecil-kecil tidak teratur – pelebaran pembuluh darah retina dan berkeluk-keluk – kapiler-kapiler membentuk mikroaneurisma

Jantung• Sklerosis arteri coronaria → infrak otot jantung

Ginjal • Kelainan degeneratif pada alat vaskular glomeruler – tubular • pyleonepritis akut maupun kronis

Kulit• Penimbunan lipid dlm makropag-makropag pada dermis →xantoma

diabetikum

Susunan syaraf• Pada syaraf tepi dan kadang medula spinalis • Perubahan degeneratif

– Demyelinisasi – Fibrosis – Mungkin berhubungan dengan skelosis pembuluh darah

Hati • Perlemakan → hepatomegali dan infiltasi glikogen• Disebabkan karena defisiensi karbohidrat → sumber tenaga dari

lemak → imobilisasi lemak berlebihan → defisiensi lipotropik → lemak tidak dapat diangkut dari sel → penimbunan lemak berlebihan

Klinis• Polyphagia : tubuh tidak dapat memetabolisme karbohidrat yg

dimakan →penderita banyak makan• Polidipsia : glycosuria (diuresis osmotik) → kompensasi:

penderita banyak minum• Polyuria : glycosuria (diuresis osmotik) → penderita banyak

kencing

Hipoglykemia

Patologis : Sering ditemukan pada 3 keadaan:1. Akibat pemakaian insulin berlebihan pada diabetes2. Pada pengobatan psykosis dengan shock hipoglikemik3. Akibat pembentukan insulin berlebihan pada tumor pankreas

yg dibentuk oleh sel beta

GANGGUAN METABOLISME PROTEIN.• Penyakit akibat kelebihan protein (-)• Defisiensi protein

– Terjadi pada pemasukan protein kurang → kekurangan kalori, asam amino, mineral, dan faktor lipotropik

– Akibatnya :• Pertumbuhan tubuh• Pemeliharaan jaringan tubuh• Pembentukkan zat anti dan serum protein akan

terganggu.– Penderita mudah terserang penyakit infeksi, perjalanan

infeksi berat, luka sukar sembuh dan mudah terserang penyakit hati akibat kekurangan faktor lipotropik

MACAM-MACAM PENYAKIT DEFISIENSI PROTEIN.Hipoproteinemia• Sebab :

– Exkresi protein darah berlebihan melalui air kemih– Pembentukan albumin terganggu spt pada penyakit hati– Absorpsi albumin berkurang akibat kelaparan atau penyakit

usus, juga pada penyakit ginjal

Hipo dan AgammaglubulinemiaAda 3 jenis :1. Hipoagammaglobulinemia kongenital

Penyakit herediter, terutama anak laki-laki antara 9 – 12 thn Mudah terserang infeksi. Kematian sering terjadi akibat

infeksi Plasma darah tidak mengandung gamma protein Dapat terjadi penyakit hipersensitivas (ex: penyakit artritis)

krn tubuh tidak dapat membentuk Ig

2. Hipo/ (a) gammaglobulinemia didapat– Pada pria dan wanita pada semua usia– Penderita mudah terkena infeksi– Terjadi hiperplasi konpensatorik sel retikulum →

mengakibatkan limfadenopathi dan splenomegali

3. Hipoagammaglobulinemia sementara– Hanya ditemukan pada bayi– Merupakan peralihan pada waktu gamma globulin yang

didapat dari ibu habis dan anak harus membentuk gamma globulin sendiri

Pirai atau Gout

• Akibat gangguan metabolisme asam urat → asam urat serum meninggi → pengendapan urat pada berbagai jaringan

• Asam urat merupakan hasil akhir dari pada metabolisme purin.• Secara klinis :

– Arthritis akut yg sering kambuh secara menahun– Pada jaringan ditemukan tonjolan-tonjolan disebut “tophus”

• Di sekitar sendi• Bursa• Tulang rawan• Telinga• Ginjal• Katup jantung

GANGGUAN METABOLISME LEMAKKelebihan lemak (Obesitas)• Terjadi kalori didapat > kalori yg dimetabolisme

(hipometabolisme)• Terjadi pada hipopituitarisme dan hipotiroidisme. • Kalori yg dibutuhkan menurun → berat badan naik, meskipun

diberi makan tidak berlebihan • Lemak ditimbun pada:

– Jaringan subkutis– Jaringan retroperitoneum– Peritoneum– Omentum– Pericardium– Pankreas

• Obesitas → memperberat hipertensi, diabetes, penyakit jantung

Hiperlipemia• Jumlah lipid darah total dan kholesterol meningkat• Terdapat pada :

– Diabetes melitus tidak diobati– Hipotiroidisme – Nefrosis lupoid– Penyakit hati – Sirhrosis biliaris – Xantomatosa– Hiperlipidemi– Hiperkholesterolemi

• Penimbunan lemak terjadi di dinding pembuluh darah → arteriosklerosis

Defisiensi lemak• Terjadi pada – Kelaparan (starvation)– Gangguan penyerapan (malabsorption) : penyakit

celiac, sprue, penyakit Whipple.• Tubuh terpaksa mengambil kalori dari simpanannya krn

intake kurang• Yang mula-mula dimobilisasi : karbohidrat dan lemak, dan

hanya pada keadaan gizi buruk akhirnya protein diambil dari jaringan

• Pada penyakit Whipple selain difisiensi lemak, juga difisensi protein, karbohidrat dan vitamin.

SUSUNAN ENDOKRIN• Sistem endokrin : kelenjar yang tidak mempunyai saluran keluar

(duktus eksretorius)• Produknya

– Disebut hormon – langsung masuk aliran darah → mempengaruhi

pertum- buhan, metabolisme, reproduksi dll.Sistem endokrin:1. Kelenjar Hipofisis 5. Kelenjar adrenal2. Kelenjar Thyroid 6. Kelenjar Langerhans pankreas3. Kelenjar Para thyroid 7. Gonad: Ovarium dan testis4. Kelenjar thymus 8. Placenta

TERIMA KASIH