makalah lemak

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Salah satu senyawa organik golongan ester yang banyak terdapat dalam

tumbuhan, hewan, atau manusia dan sangat berguna bagi kehidupan manusia

adalah lemak. Lemak pada tubuh manusia terdapat pada jaringan bawah kulit di

sekitar perut, jaringan lemak sekitar ginjal, yang mencapai 90%, sedangkan pada

jaringan otak sekitar 75% sampai 70%. Lemak pada suhu kamar berbentuk cair,

sedangkan istilah lemak biasanya digunakan untuk yang berwujud padat. Lemak

umumnya bersumber dari hewan, sedangkan minyak dari tumbuhan.

Dalam kehidupan sehari-hari kita mengenal lemak berbentuk padat dan minyak

berbentuk cair pada suhu ruang. Contoh lemak seperti lemak kambing yang

digunakan pada pembuatan sate. Contoh minyak seperti minyak goreng. Ditempat

yang bersuhu di bawah 20° C, minyak berbentuk setengah padat pada suhu ruang.

Senyawa yang termasuk lipid tidak memiliki rumus struktur yang serupa

atau mirip, selain itu sifat kimia dan fisikanya pun berbeda-beda. Karena itu,

senyawa yang memiliki sifat fisika seperti lemak dimasukkan ke dalam kelompok

lipid. Lipid dibagi menjadi yaitu asam lemak, fosfolipid, sfingolipid, terpen,

steroid, dan lipid kompleks.

B. Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas maka adapun rumusan masalah dari makalah ini

adalah:

1. Apa itu lipid dan bagaimanakah klasifikasinya ?

2. Bagaimanakah terjadinya metabolisme lemak?

3. Dari mana sumber lemak diperoleh?

4. Apa akibat dari kekurangan dan kelebihan lemak bagi kesehatan?

1

C. Tujuan

Adapun tujuan pembuatan makalah ini adalah:

1. Untuk mengetahui apa itu lipid dan bagaimanakah klasifikasinya ?

2. Untuk mengetahui metabolisme lemak?

3. Untuk mengetahui darimana sumber lemak diperoleh?

4. Untuk mengetahui akibat dari kekurangan dan kelebihan lemak bagi

kesehatan?

2

BAB II

PEMBAHASAN

Lipid terdiri dari lemak dan minyak. Lemak dan minyak merupakan

senyawa organic yang penting bagi kehidupan makhluk hidup. Lemak dan minyak

merupakan salah satu kelompok yang termasuk golongan lipida. Salah satu sifat

yang khas dan mencirikan golongan lipida adalah daya larutnya dalam pelarut

organic (misalnya ether, benzene, chloroform) atau sebaliknya ketidak-larutannya

dalam pelarut air.

A. PENGERTIAN LIPID DAN KLASIFIKASI LIPID

Istilah lipida meliputi senyawa-senyawa heterogen, termasuk lemak dan

minyak yang umum dikenal di dalam makanan, fosfolipida, sterol dan ikatan lain

sejenis yang terdapat di dalam makanan dan tubuh manusia. Lipida mempunyai

sifat larut dalam pelarut nonpolar seperti etanol, eter, kloroform dan benzana.

Secara umum lipida dapat dibagi dalam beberapa kelompk yaitu:

a) Lipid Sederhana

a. Trigliserida

Trigliserida (atau lebih tepatnya triasilgliserol atau triasilgliserida) adalah

sebuah gliserida, yaitu ester dari gliserol dan tiga asam lemak. Trigliserida

merupakan kelompok lipida yang paling banyak dalam jaringan hewan dan

tumbuhan. Trigliserida dalam tubuh manusia bervariasi jumlahnya tergantung dari

tingkat kegemukan seseorang dan dapat mencapai beberapa kilogram.

Pemrosesan dan distribusi lipid dijelaskan dalam 8 tahap, yaitu:

1. Triasilgliserol yang berasal dari diet makanan tidak larut dalam air. Untuk

mengangkutnya menuju usus halus dan agar dapat diakses oleh enzim yang

dapat larut di air seperti lipase, triasilgliserol tersebut disolvasi oleh garam

empedu seperti kolat dan glikolat membentuk misel.

2. Di usus halus enzim pankreas lipase mendegradasi triasilgliserol menjadi asam

lemak dan gliserol. Asam lemak dan gliserol diabsorbsi ke dalam mukosa

usus.

3

3. Di dalam mukosa usus asam lemak dan gliserol disintesis kembali menjadi

triasilgliserol

4. Triasilgliserol tersebut kemudian digabungkan dengan kolesterol dari diet

makanan dan protein khusus membentuk agregat yang disebut kilomikron.

5. Kilomikron bergerak melalui sistem limfa dan aliran darah ke jaringan-

jaringan.

6. Triasilgliserol diputus pada dinding pembuluh darah oleh lipoprotein lipase

menjadi asam lemak dan gliserol.

7. Komponen ini kemudian diangkut menuju sel-sel target.

8. Di dalam sel otot (myocyte) asam lemak dioksidasi untuk energi dan di dalam

sel adiposa (adipocyte) asam lemak diesterifikasi untuk disimpan sebagai

triasilgliserol.

Selama olah raga, otot membutuhkan dengan cepat sejumlah energi

simpanan. Asam lemak yang disimpan dalam adipocyte dapat dilepaskan dan

ditransport ke myocyte oleh serum albumin untuk didegradasi menghasilkan

energi.

4

b) Lipid Kompleks

Lipid kompleks adalah kombinasi antara lipid dengan molekul lain. Jika

melihat definisi ini maka lipid kompleks dapat dikelompokan menjadi:

1) Fosfolid

Fosfolipid adalah lipid yang mengandung gugus ester fosfat.

Glisero fosfolipid

a) Asam fosfatidat dan fosfatidilgliserol

Penting sebagai perantara dalam sintesis triasilgliserol dan fosfolipid,

ditemukan sedikit dalam jaringan.

b) Fosfatidilkolin (lesitin)

Lesitin mengandung asam lemak, gliserol, asam fosfat dan kolin. Lesitin

tersebar luas dalam sel-sel tubuh dan mempunyai tugas metabolik dan struktur

misal dalam membran.

Dipalmitil lesitin adalah zat yang sangat efektif untuk mencegah

perlengketan permukaan dalam paru-paru yang disebabkan tegangan permukaan.

Tidak adanya dipalmitil lesitin pada paru-paru bayi prematur menyebabkan

gangguan pernafasan.

c) Fosfatidiletanolamin (sefalin)

Sefalin berbeda dari lesitin hanya pada penggantian kolin oleh etanolamin.

d) Fosfatidilinositol

e) Fosfatidilserin

Fosfatidilserin mengandung asam amino serin, sebagai pengganti

etanolamin.

f) Lisofosfolipid

Adalah fosfoasilgliserol yang mengandung hanya satu radikal asil,

misalnya lisolesitin.

5

g) Plasmalogen

Senyawa ini merupakan 10% fosfolipid otak dan otot. Secara struktural

plasmalogen menyamai fosfatidiletanolamin tetapi mempunyai ikatan eter pada

posisi karbon C1 sebagai pengganti ikatan ester. Radikal alkil merupakan alkohol

tidak jenuh.

Sfingofosfolipid

a) Sfingomielin

Sfingomielin ditemukan dalam jumlah besar dalam otak dan jaringan

syaraf. Pada hidrolisis sfingomielin menghasilkan asam lemak, asam fosfat, kolin

dan amino alkohol kompleks yaitu sfingosin.Tidak terdapat gliserol. Kombinasi

sfingosin dan asam lemak disebut seramida, struktur yang juga ditemukan pada

glikolipid.

2) Glikolipid

Glikolipid ialah molekul lipid yang mengandung karbohidrat, biasanya

pula sederhana seperti galaktosa atau glukosa. Akan tetapi istilah istilah glikolipid

biasanya dipakai untuk lipid yang mengandung satuan gula tetapi tidak

mengandung fosfor. Glikolipid dapat diturunkan dari gliserol atau pingosine dan

sering dimakan gliserida atau sebagai spingolipida.

3) Lipoprotein

Trigliserida dan lipida besar lainnya (kolesterol dan fosfolipid) yang

terbentuk di dalam usus halus dikemas untuk diabsorpsi secara aktif dan

6

ditransportasi oleh darah. Bahan – bahan ini bergabung dengan protein-protein

khusus dan membentuk alat angkut lipid yang dinamakan lipoprotein.

Tubuh membentuk empat jenis lipoprotein yaitu :

1 Kilomikron. Kilomikoron adalah lipoprotein paling besar dan mempunyai densitas

paling rendah kilomikron mengangkut lipida berasal makanan dari saluran cerna ke

seluruh tumbuh. Lipida yang diangkut terutama trigliserida.

Hasil pencemaran lipid Absorsi

Griserol

Asam lemak rantai pendek Diserap langsung ke dalam

darah

Asam lemak rantai menengah

Asam lemak rantai panjang Diubah menjadi trisgliserida

Monogliserida di dalam sel-sel usus halus

Trigliserial Membentuk kilomikron, masuk

Kolestrol ke dalam limfe, kemudian ke

Fosfolipida dalam aliran darah

Kilomikron merupakan tetesan besar lipida berupa trigliserida, dan

fosfolipida dengan sedikit protein (terutama berupa apolipoprotein A dan B)

yang membentuk selaput pada permukaannya. Kilomikron pada dasarnya

7

mengemulsi lemak sebelum masuk ke dalam aliran darah. Proses ini

menyerupai kegiatan lesitin dan asam lemak dalam usus halus dalam upaya

mengemulasi lemak makanan selama pencernaan. Perbedaannya adalah

bahwa dalam pencernaan yang mengelilingi tetesan lemak adalah air,

sedangkan pada kilomikron, lemak dikelilingi oleh protein, kolesterol, dan

fosfolipida. Dalam aliran darah trigliserida yang ada pada kilomikron dipecah

menjadi gliserol dan asam lemak bebas oleh enzim lipoprotein. Sebagian

besar asam lemak yang terbentuk di dalam tubuh diabsorpsi oleh sel-sel otot,

lemak dan sel - sel lain. Asam lemak ini dapat langsung digunakan sebagai

zat energy atau diubah kembali menjadi trigliserida. Sel-sel otot cenderung

menggunakannya sebagai zat energy, sedangkan sel lemak menyimpannya

sebagai trigliserida.

2 Very low density lipoprotein (VLDL). Di dalam hati lipida dipersiapkan

menjadi lipoprotein sehingga dapat diangkut melalui aliran darah. Lipoprotein

yang dibentuk dalam hati ini adalah VLDL, yaitu lipoprotein dengan densitas

sangat rendah yang terutama terdiri atas trigliserida. Bila VLDL meninggalkan

hati, lipoprotein lipase kembali bekerja dengan memecah trigliserida yang ada

pada VLDL. VLDL kemudian mengangkat kolesterol yang ada pada

lipoprotein lain dalam sirkulasi darah. Dengan berkurangnya trigliserida,

VLDL bertambah berat dan menjadi LDL (Low Density Lipoprotein), yaitu

lipoprotein dengan densitas rendah.

3 Low Density Lipoprotein (LDL). LDL yang terutama terdiri atas kolesterol

bersilkulasi dalam tubuh dan dibawa ke sel-sel otot, lemak, dan sel-sel lainya.

Trigliserida akan diperlakukan sama dengan yang trjadi pada kilomikron dan

VLDL. Kolesterol dan fosfolipida akan digunaka untuk membuat membrane

sel, hormone-hormon atau ikatan lain, atau disimpan. Reseptor LDL yang ada

di dalam hati akan mengeluarkan LDL dari sirkulasi. Pembentukan LDL oleh

reseptor LDL ini penting dalam pengontrolan kolesterol darah. Disamping itu

dalam pembuluh darah terdapat sel-sel .perusak yang dapat merusak LDL.

8

Melalui jalur sel-sel perusak ini (scavenger pathway) molekul LDL dioksidasi,

sehingga tidak dapat masuk kembali ke dalam aliran darah. Kolesterol yang

banyak terdapat dalam LDL akan menumpuk pada sel-sel perusak. Bila hal ini

terjadi selama bertahun-tahun, kolesterol akan menumpuk pada dinding

pembuluh darah dan membentuk plak. Plak akan bercampur dengan protein

dan ditutup oleh sel-sel otot dan kalsium. Hal inilah yang kemudian dapat

berkembang menjadi aterosklerosis. Pengatur utama kadar kolesterol dalam

darah adalah hati, karena sebagian besar (50-70 %) reseptor LDL terdapat

didalam hati.

4 High Density Lipoprotein (HDL).

Bila sel-sel lemak membebaskan gliserol dan asam lemak, kemungkinan

kolesterol dan fosfolipid akan dikembalikan pula kedalam aliran darah. Hati

dan usus halus akan memproduksi HDL (lipoprotein dengan densitas tinggi)

yang masuk kedalam aliran darah. HDL menyerahkan kolesterol ke

lipoprotein lain untuk diangkut kembali kehati guna diedarkan kembali atau

dikeluarkan dari tubuh. Nilai LDL dan HDL mempunyai implikasi terhadap

kesehatan jantung dan pembuluh darah. Nilai LDL yang tinggi dikaitkan

denga resiko tinggi terhadap serangan jantung. Sebaliknya HDL tinggi

dikaitakan dengan resiko rendah. Oleh sebab itu, LDL dikatakan sebagai

“kolesterol jahat” sedangkan HDL dikatakan “kolesterol baik”. Bagian dalam

dari lipoprotein terdiri dari trigliseridan dan kolesterol yang diselubungi

fosfolipida. Protein berada didekat ujung luar fosfolipida menutupi struktur

lipoprotein. Penyusunan molekul yang bersifat hidrofobik dibagian dalam dan

molekul hodrofilik dibagian luar memungkinkan lipida diangkut melalui

cairan darah.

9

Komposisi Lipoprotein

No. LipoproteinTrigliserida

%

Kolesterol

%

Fosfolipida

%

Protein

%

1. Kilomikron 80-90 2-7 3-6 1-2

2. VLDL 55-65 10-15 15-20 5-10

3. LDL 10 45 22 25

4. HDL 5 20 30 45-50

c) Turunan Lipid (Derivat Lipid)

Derivat lipid adalah seemua senyawa yang dihasilkan pada hidrolisis lipid

sederhana dan lipid kompleks yang masih mempunyai sifat-sifat seperti lemak.

Sehingga derivat lipid dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Asam lemak

Asam lemak tidak lain adalah asam alkanoat atau asam karboksilat

berderajat tinggi (rantai C > 6). Asam lemak dibedakan menurut jumlah karbon

yang dikandungnya yaitu asam lemak rantai pendek (C < 6), asam lemak rantai

sedang (8-12), asam lemak rantai panjang (14-18) dan rantai sangat panjang (C >

20). Adapun rumus umum dari asam lemak adalah:

CH3(CH2)nCOOH atau CnH2n+1-COOH

Asam lemak yang terdiri atas rantai karbon yang mengikat semua

hydrogen yang dapat diikatnya dinamakan asam lemak jenuh. Asam lemak yang

mengandung satu atau lebih ikatan rangkap dimana mengikat atom hydrogen

disebut dengan asam lemak tidak jenuh. Asam lemak tak jenuh yang mengandung

satu ikatan rangkap disebut dengan asam lemak tak jenuh tunggal. Asam lemak

tak jenuh yang mengandung lebih dari satu ikatan rangkap disebut dengan asam

lemak tak jenuh ganda.

10

11

2. Gliserida netral (lemak netral)

Fungsi dasar dari gliserida netral adalah sebagai simpanan energi

(berupa lemak atau minyak). Setiap gliserol mungkin berikatan dengan 1, 2 atau 3

asam lemak yang tidak harus sama. Jika gliserol berikatan dengan 1 asam lemak

disebut monogliserida, jika berikatan dengan 2 asam lemak disebut digliserida dan

jika berikatan dengan 3 asam lemak dinamakan trigliserida. Trigliserida

merupakan cadangan energi penting dari sumber lipid.

3. Terpen

Terpena merupakan suatu golongan hidrokarbon yang banyak dihasilkan

oleh tumbuhan dan terutama terkandung pada getah dan vakuola selnya. Senyawa

dasar terpen merupakan satuan C5 disebut isoprene.

12

Tabel Turunan lipid

Jumlah Atom

Karbon

Nama Rumus

umum/molekulTrivial Sistematik

2 Asam asetat Asam binoat CH3(CH2)COOH

4 Asam butirat Asam tetranoat CH3(CH2)2COOH

6 Asam kaproat Asam hekdanoat CH3(CH2)4COOH

8 Asam kaprilat Asam oktanoat CH3(CH2)6COOH

10 Asam kaprat Asam dekanoat CH3(CH2)8COOH

12 Asam laurat Asam dodekanoat CH3(CH2)10COOH

14 Asam miristat Asam tetradekanoat CH3(CH2)12COOH

16 Asam palmitat Asam

heksadekanoat

CH3(CH2)14COOH

18 Asam stearat Asam oktadekanoat CH3(CH2)16COOH

20 Asam arakidat Asam eiokosnoat CH3(CH2)18COOH

4. Steroid

Suatu steroid adalah senyawa yang mengandung system cincin dengan tiga

cincin 6 dan 1 cincin 5. Steroid yang banyak terdapat dalam kehidupan adalah

sterol, suatu alkohol yang berintikan perhidroksisiklopentano fenantren.

Contohnya adalah kolesterol yang banyak terdapat dalam otak, system saraf,

membrane dan lain-lain. Dalam tanaman terdapat fitosterol, misalnya stigmasterol

dan sitostrol. Mikosterol adalah sterol yang terdapat dalam jamur dan

ragimisalnya elgosterol yang merupakan bahan baku vitamin D.

13

B. METABOLISME LEMAK

1. Katabolisme Asam Lemak

Degradasi Asam Lemak: ß-Oksidasi

Degradasi asam lemak terjadi di mitokondria dalam beberapa tahap:

Tahap 1: aktivasi asam lemak di sitoplasma. Asam lemak difosforilasi dengan

menggunakan satu molekul ATP dan diaktifkan dengan asetil Co-A menghasilkan

asam lemak-CoA, AMP, dan pirofosfat inorganic.

Gambar: Pengaktifan asam lemak dengan acetyl-CoA menjadi asam lemak-CoA.

Tahap 2: Pengangkutan asam lemak-CoA dari sitoplasma ke mitokondria dengan

bantuan molekul pembawa carnitine, yang terdapat dalam membran mitokondria.

14

Gambar: Masuknya asam lemak ke mitokondria melalui transport

acyl-carnitine/carnitine.

Tahap 3: Reaksi ß-oksidasi, berlangsung dalam 4 tahap, yaitu:

1. Dehidrogenasi I, yaitu dehidrogenasi Asam lemak-CoA yang sudah berada di

dalam mitokondrion oleh enzim acyl-CoA dehidrogenase, mengha-silkan

senyawa enoyl-CoA. Pada reaksi ini, FAD (flavin adenin dinukleotida) yang

bertindak sebagai koenzim direduksi menjadi FADH2. Dengan mekanisme

fosforilasi bersifat oksidasi melalui rantai pemafasan, suatu molekul FADH2

dapat menghasilkan dua molekul ATP.

2. Hidratasi, yaitu ikatan rangkap pada enoyl-CoA dihidratasi menjadi 3-

hidroxyacyl-CoA oleh enzim enoyl-CoA hidratase.

3. Dehidrogenase II, yaitu dehidrogenasi 3-hidroxyacyl-CoA oleh enzim ß-

hidroxyacyl-CoA dehidrogenase dengan NAD+ sebagai koenzimnya menjadi

ß-ketoacyl-CoA. NADH yang terbentuk dari NAD+ dapat dioksidasi kembali

melalui mekanisme fosforilasi oksidatif yang dirangkaikan dengan rantai

pernafasan menghasilkan 3 molekul ATP.

4. Pemecahan molekul dengan enzim ß-ketoacyl-CoA thiolase. Pada reaksi ini

satu molekul ketoacyl-CoA menghasilkan satu molekul asetyl-CoA dan sisa

rantai asam lemak dalam bentuk CoA-nya, yang mempunyai rantai dua atom

karbon lebih pendek dari semula.

15

Gambar: Urutan tahapan reaksi dalam ß-oksidasi asam lemak.

Proses degradasi asam lemak selanjutnya adalah pengulangan mekanisme

ß-oksidasi secara berurutan sampai panjang rantai asam lemak tersebut habis

dipecah menjadi molekul acetyl-CoA. Dengan demikian satu molekul asam

miristat (C14) menghasilkan 7 molekul acetyl-CoA (C2) dengan melalui 6 kali ß-

oksidasi.

16

Tiap satu siklus ß-oksidasi dihasilkan energi sebesar:

1 FADH2 = 2 ATP (pada dehidrogenasi 1)

1 NADH = 3 ATP (pada dehidrogenasi 2)

1 Acetyl-CoA dioksidasi melalui siklus TCA menghasilkan energi = 12 ATP.

Jadi jumlah ATP yang dihasilkan dalam satu siklus ß-oksidasi = (3 + 3 + 12) ATP

= 17 ATP

Jalur Minor Degradasi Asam Lemak

Jalur utama degradasi asam lemak adalah ß-oksidasi, yaitu untuk asam lemak

jenuh beratom C genap. Akan tetapi ada juga jalur-jalur khusus yang lain yaitu

untuk degradasi asam lemak tak jenuh, degradasi asam lemak dengan atom C

ganjil, serta α- dan ω-oksidasi.

ß-Oksidasi asam lemak tak jenuh

Adapun mekanisme oksidasi asam lemak tak jenuh berlangsung sama

seperti ß-oksidasi untuk asam lemak jenuh. Karena terdapat satu ikatan tak jenuh,

maka dalam proses degradasinya, asam lemak tak jenuh mengalami satu

mekanisme reaksi tambahan yaitu reaksi isomerisasi bentuk cis ke trans yang

dikatalisis oleh enzim enoyl-CoA isomerase.

Pada asam lemak tak jenuh, ada siklus ß-oksidasi yang tidak melalui reaksi

dehidrogenasi I yang menghasilkan FADH2, yaitu pada pmotongan 2 C yang

17

mengandung ikatan rangkap. Dengan demikian jumlah ATP yang dihasilkan pada

ß-oksidasi asam lemak tak jenuh lebih sedikit bila dibandingkan dengan jumlah

ATP yang dihasilkan oleh ß-oksidasi asam lemak jenuh dengan jumlah atom C

yang sama.

Gambar: Urutan reaksi dalam oksidasi asam lemak tak jenuh (Contoh: asam

linoleat dalam bentuk linoleoyl-CoA)

ß-Oksidasi Asam Lemak dengan atom C ganjil

Pada asam lemak dengan jumlah atom C ganjil, setelah pengambilan

acetyl-CoA (2C) sisanya adalah residu propionyl-CoA (3C). Propionyl-CoA ini

masuk ke siklus Krebs lewat Succinyl-CoA. Dalam hal ini propionyl-CoA

18

dikarboksilasi menjadi D-metylmalonyl-CoA, kemudian diubah menjadi

Succinyl-CoA melalui intermediet L- metylmalonyl-CoA. Jumlah energi yang

dihasilkan dalam 1 siklus krebs jika masuk lewat Succinyl-CoA hanya sebesar 6

ATP.

Karena masuk siklus krebs lewat Succinyl-CoA maka degradasi asam

lemak dengan atom C ganjil lebih cepat dibandingkan dengan degradasi asam

lemak dengan atom C genap.

Gambar: Oksidasi asam lemak dengan atom C ganjil (contoh: asam propionat

dalam bentuk Propionyl-CoA)

Bagi penderita anemia pernisiosa sebagai akibat kekurangan vitamin B,

kerja enzim methylmalonyl-CoA mutase terganggu, sehingga L-Methylmalonyl-

CoA tidak bisa diubah menjadi Succinyl-CoA. Dalam urin penderita ini

ditemukan L-methylmalonyl-CoA maupun propionyl-CoA dalam jumlah yang

besar.

α- dan -oksidasi

α–oksidasi adalah degradasi senyawa asam karboksilat dengan melepaskan

1 atom karbon pada ujung karboksilnya. Asam lemak yang bagian ujungnya

19

mempunyai cabang metil tidak bisa langsung didegradasi melalui mekanisme ß-

oksidasi, melainkan harus dioksidasi terlebih dahulu melalui mekanisme α–

oksidasi. Dalam mekanisme α–oksidasi, gugus karboksilat dilepaskan sebagai

CO2 dan atom karbon-α dioksidasi oleh hidrogen peroksida menjadi gugus

aldehida. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim peroksidase asam lemak, tidak

membutuhkan CoA-SH dan tidak menghasilkan ATP. Gugus aldehid yang

terbentuk selanjutnya dioksidasi dengan menggunakan NAD+ menjadi asam

karboksilat. Dengan demikian asam lemak yang dihasilkan dalam satu kali reaksi

α–oksidasi telah berkurang dengan 1 atom C. Selain itu gugus aldehid tersebut

dapat dioksidasi menjadi gugus alkohol, membentuk senyawa alkohol asam

lemak.

-oksidasi adalah oksidasi atom C pada ujung asam lemak. Reaksi ini

dimulai dengan hidroksilasi gugus –CH3 yang dikatalisis oleh monooksigenase

membentuk –CH2OH dan dilanjutkan dengan oksidasi membentuk gugus

karboksilat -COOH. Hasilnya adalah asam lemak dikarboksilat yang dapat

mengalami ß-oksidasi dari kedua ujungnya sampai diperoleh asam dikarboksilat

C8 (asam suberat) atau C6 (asam adipat) yang dapat diekskresi dalam urin. Kedua

asam ini dijumpai pada urin penderita ketotik dikarboksilat asiduria. -oksidasi

dilakukan oleh enzim-enzim hidroksilasi yang memerlukan sitokrom P-450 dalam

mikrosom.

ß-oksidasi di Peroksisom

Bentuk modifikasi ß-oksidasi terjadi di peroksisom hati, yang dikhususkan

untuk degradasi asam lemak berantai panjang (n > 20). Dua perbedaan pokok ß-

oksidasi di mitokondria dan di peroxisome adalah:

1. Pada tahap reduksi 1, flavoprotein acyl-CoA oxidase di peroxisome

memasukkan elektron secara langsung ke O2 menghasilkan H2O2, yang segera

diubah menjadi H2O dan O2 oleh katalase. Energi yang dihasilkan tidak

disimpan sebagai ATP tetapi dibuang dalam bentuk panas. Dalam mitokondria

elektron yang dihasilkan pada tahap reduksi 1 dimasukkan ke O2

20

menghasilkan H2O melalui rantai respirasi yang digabungkan dengan

pembentukan ATP.

2. Dalam sistem perosisomal, ß-oksidasi lebih aktif dilakukan terhadap asam

lemak berntai panjang, seperti asam hexakosanoat (26:0), dan asam lemak

bercabang, seperti asam fitanat dan asam pristanat. Pada mamalia konsentrasi

lemak yang tinggi dalam diet akan menaikkan sintesis enzim ß-oksidasi

peroxisomal hati. Karena peroxisome hati tidak mempunyai enzim-enzim

untuk siklus TCA dan tidak dapat mengkatalisa oksidasi acetyl-CoA menjadi

CO2, maka asam lemak berantai panjang atau bercabang tersebut

dikatabolisme menjadi produk asam lemak yang lebih pendek, selanjutnya

dieksport ke mitokondria untuk dioksidasi secara sempurna.

Gambar: Perbandingan ß-oksidasi di mitokondria dan di peroxisome dan

glyoxysome

21

2. Anabolisme Lipid

Hati adalah tempat penting untuk pembentukan asam lemak, lemak, keton

bodi, dan kolesterol. Meskipun jaringan adiposa juga mensintesis lemak, tetapi

fungsi utamanya adalah menyimpan lipid.

Metabolisme lipid di dalam hati berkaitan erat dengan karbohidrat dan

asam amino. Dalam keadaan absorpsi, hati mengubah glukosa menjadi asam

lemak melalui asetyl-CoA. Hati dapat juga mendapatkan kembali asam lemak dari

suplai lipid dengan kilomikron dari usus. Asam lemak dari kedua sumber tersebut

kemudian dikonversi menjadi lemak netral dan fosfolipid.

Biosintesis Keton Bodies

Tujuan pembentukan keton bodies adalah:

1. untuk mengalihkan sebagian acetyl-CoA yang terbentuk dari asam lemak di

dalam hati dari oksidasi selanjutnya,

2. untuk mengangkut acetyl-CoA menuju jaringan lain untuk dioksidasi menjadi

CO2 dan H2O (salah satu cara distribusi bahan bakar ke bagian lain dalam

tubuh)

Asetyl-CoA hasil degradasi asam lemak jika konsentrasinya dalam

mitokondria hati tinggi, maka dua molekul asetyl-CoA akan berkondensasi

membentuk acetoacetyl-CoA, penambahan satu gugus acetyl selanjutnya

menghasilkan 3-hydroxy-ß-methylglutyryl-CoA (HMG-CoA), dan pelepasan

satu acetyl-CoA dari senyawa tersebut dihasilkan acetoacetate. Ketiga senyawa

hasil dari reaksi 1, 2, dan 3, yaitu acetoacetyl-CoA, 3-hydroxy-ß-methylglutyryl-

CoA, dan acetoacetate disebut sebagai keton bodies. Senyawa acetoacetate dapat

direduksi menjadi 3-hydroxybutirate atau diurai menjadi acetone. Keton bodies

selanjutnya dilepaskan hati ke darah. Dalam kondisi lapar, keton bidies dalam

darah naik. Acetoacetate dan 3-hydroxybutirate bersama asam lemak digunakan

sebagai sumber energy untuk hati, otot skeletal, ginjal dan otak. Sedangkan aceton

yang tidak diperlukan dikeluarkan melalui paru-paru.

Jika produksi keton bodies melebihi penggunaannya di luar sel hati, maka

keton bodies ini akan terakumulasi dalam plasma darah (ketonemia), dan

22

diekskresikan bersama urin (ketonuria). Karena keton bodies adalah asam kuat

moderat dengan pKa sekitar 4, maka dapat menurunkan nilai pH plasma darah

(ketoacidosis).

Gambar: Reaksi-reaksi pembentukan keton bodies. Reaksi 1: pembentukan

acetoacetyl-CoA. Reaksi 2: pembentukan HMG-CoA. Reaksi 3:

pembentukan acetoacetate. Reaksi 4. Pengubahan acetoacetate menjadi

acetone dan d-ß-hydroxybutirate.

Biosintesis Asam Lemak

Biosintesis asam lemak sangat penting, khususnya dalam jaringan hewan, karena

mempunyai kemampuan terbatas untuk menyimpan energi dalam bentuk

karbohidrat. Proses ini dikatalisis oleh asam lemak synthase, suatu multienzim

yang berlokasi di sitoplasma.

23

Biosintesis Asam Lemak Jenuh

Biosintesis asam lemak jenuh dimulai dari acetyl-CoA sebagai starter.

Acetyl-CoA ini dapat berasal dari ß-oksidasi asam lemak maupun dari piruvate

hasil glikolisis atau degradasi asam amino melalui reaksi pyruvate dehydrogenase.

Acetyl-CoA tersebut kemudian ditransport dari mitokondria ke sitoplasma melalui

sistem citrate shuttle untuk disintesis menjadi asam lemak. Reduktan NADPH+

dan H+ disuplai dari jalur hexose monophosphate (fosfoglukonat).

Gambar: Bagan pengangkutan acetyl-CoA dari mitokondria ke sitoplasma.

Pyruvate hasil katabolisme asam amino atau dari glikolisis glukosa

diubah menjadi aecetyl-CoA oleh sistem pyruvate dehydogenase.

Gugus acetyl tersebut keluar matriks mitokondria sebagai citrate, masuk

ke sitosol untuk sintesis asam lemak. Oxaloacetate direduksi menjadi

malate kembali ke matriks mitokondrion dan diubah kembali menjadi

malate. Malat di sitosol dioksidasi oleh enzim malat menghasilkan

NADPH dan pyruvate. NADPH digunakan untuk reaksi reduksi dalam

biosintesis asam lemak sedangkan pyrivate kembali ke matriks

mitokondria.

24

Asam lemak synthase disusun oleh dua rantai peptida yang identik yang

disebut homodimer. Masing-masing dari 2 rantai peptida yang digambarkan

sebagai suatu hemispheres tersebut, mengkatalisis 7 bagian reaksi yang berbeda

yang dibutuhkan dalam sintesis asam palmitat. Katalisis reaksi multi urutan

dengan satu protein mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan dengan

beberapa enzim yang terpisah. Keuntungan tersebut antara lain:

1. reaksi-reaksi kompetitif dapat dicegah,

2. reaksi terjadi dalam satu garis koordinasi,

3. lebih efisien karena konsentrasi substrat lokal yang tinggi, kehilangan karena

difusi rendah.

Enzim kompleks asam lemak synthase bekerja dalam bentuk dimer. Tiap

monomernya secara kovalen dapat mengikat substrat sebagai tioester pada bagian

gugus –SH. Ada dua gugus –SH yang masing-masing terikat pada residu Cysteine

(Cys-SH) pada ß-ketoacyl-ACPSynthase dan 4´-phosphopantetheine (Pan-SH).

Pan-SH, yang mirip dengan Koenzim A (CoA-SH), diikat dalam suatu domain

enzim yang disebut acyl-carrier protein (ACP). ACP bekerja seperti tangan yang

panjang yang melewatkan substrat dari satu pusat reaksi ke reaksi berikutnya.

Gambar: Sistem enzim kompleks asam lemak synthase yang bekerja dalam bentuk dimer.

25

Aktivitas yang terlibat dalam sistem enzim kompleks asam lemak synthase

dilokasikan dalam 3 domain protein yang berbeda. Domain 1 bertanggung jawab

pada katalisis reaksi 2a, 2b, dan 3, yaitu masuknya substrat asetyl-CoA atau acyl-

CoA dan malonyl-CoA yang diikuti dengan kondensasi kedua substrat tersebut.

Domain 2 mengkatalisis reaksi 4, 5, dan 6, yaitu reaksi reduksi pertama rantai

perpanjangan asam lemak, dehidratase, dan reduksi kedua. Sedangkan domain 3

atau domain tiolase mengkatalisis pelepasan produk akhir asam lemak setelah 7

tahap perpanjangan (reaksi 7).

26

Reaksi Biosintesis asam lemak Jenuh (Asam Palmitat)

Biosintesis asam lemak jenuh, dalam hal ini sebagai pokok bahasan adalah

biosintesis asam palmitat, karena proses metabolisme sudah banyak diketahui.

Reaksi ini dibagi dalam tiga tahap, yaitu tahap aktivasi, tahap elongasi, dan tahap

tiolasi atau pelepasan produk akhir.

1. Tahap aktivasi

Reaksi 1: Asetil-CoA + oksaloasetat → sitrat + KoA-SH

Acetyl-CoA dibawa masuk dari mitokondria ke sitoplasma dengan

mengubahnya menjadi sitrat oleh aktivitas enzim Sitrat sintetase.

Reaksi 2: Sitrat + ATP + KoASH Asetil-KoA +Oksaloasetat + ADP + Pi

Acetyl-CoA dibentuk kembali dari sitrat dalam sitoplasma dengan

enzim ATPsitrat liase.

Reaksi 3: Acetyl-CoA + CO2 + ATP malonyl-CoA +ADP + Pi

karboksilasi acetyl-CoA menjadi malonyl-CoA sebagai molekul yang

menambahkan 2 atom C pada pemanjangan asam lemak dengan

melepaskan CO2. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim acetyl-CoA

karboksilase dengan bantuan Biotin. CO2 yang digabungkan dengan

acetyl-CoA berasal dari HCO3- dari buffer darah.

Gambar: Reaksi pembentukan malonyl-CoA dari acetyl-CoA yang dikatalisis oleh

enzim acetyl-CoA karboksilase dengan bantuan Biotin. Enzim acetyl-CoA

karboksilase mempunyai 3 daerah fungsional, yaitu: (1) biotin carrier protein, (2)

biotin carboxylase, dan (3) transcarboxylase.

27

2. Tahap elongasi

Merupakan reaksi pemanjangan rantai secara kontinyu. Berikut merupakan

reaksi-reaksi yang terjadi pada tahan elongasi.

Reaksi 1: Pembentukan acetyl-ACP sebagai starter atau molekul pemula.

Transfer residu acetyl dari Acetyl-CoA ke gugus SH dari molekul ACP

pada sistem enzim kompleks asam lemak synthase merupakan reaksi

pemula dalam mekanisme biosintesis asam lemak. Kedua atom karbon

ini akan menjadi atom karbon ujung (atom karbon nomor 15 dan 16)

dari asam palmitat yang terbentuk. Reaksi ini dikatalisis oleh salah satu

dari enam enzim kompleks asam lemak synthase, Acetyl-CoA-ACP

transacylase.

Reaksi 2: Transfer residu acetyl ke Cys-SH dari enzim & residu malonyl ke Pan-

SH dari ACP.

Residu acetyl dari molekul ACP kemudian ditransfer (translokasi) ke

gugus –SH dari residu cystein pada ß-ketoacyl-ACP-Synthase. Secara

bersamaan gugus malonyl dari malonyl-CoA dipindah ke Pan-SH dari

ACP membentuk malonyl-ACP oleh enzim malonyl-CoA- ACP-

transferase.

Reaksi 3: Reaksi kondensasi pembentukan acetoacetyl-S-ACP

Gugus acetyl yang diesterkan pada enzim ß-ketoacyl-ACP-Synthase

ditransfer ke atom C nomer 2 pada malonyl-ACP dengan pelepasan

CO2 yang berasal dari HCO3 oleh enzim ß-ketoacyl-ACP-Synthase

membentuk acetoacetyl-S-ACP. Dengan demikian dalam reaksi

karboksilasi acetyl-CoA, CO2 dari HCO3- tersebut memegang peran

katalitik karena dilepaskan kembali sebagai CO2.

Reaksi 4: Reaksi reduksi pertama

Acetoacetyl-S-ACP direduksi oleh NADPH membentuk D--

hydroxybutyryl-ACP, yang dikatalis oleh -ketoacyl-ACP reductase.

28

Reaksi 5: Reaksi dehidratasi

D--hydroxybutyryl-ACP selanjutnya didehidratasi oleh enoyl-ACP

hidratase menjadi ,-trans-butenoyl-ACP atau trans-∆2- butenoyl-ACP

atau disebut crotonyl-S-ACP.

Reaksi 6: Reaksi reduksi kedua

Trans-∆2-butenoyl-ACP direduksi oleh enoyl ACP reductase

menghasilkan butyryl-ACP.

3. Tahap tiolasi.

Reaksi 7: Pelepasan asam palmitat

Palmitoyl-ACP dapat dilepaskan menjadi asam palmitat bebas oleh kerja

enzim palmitoyl thioesterase (Domain 3) atau ditransfer dari ACP ke CoA

atau digabungkan secara langsung ke asam fosfatidat dalam jalur yang

menuju fosfolipid dan triasilgliserol.

29

30

Reaksi keseluruhan dari reaksi biosintesa asam palmitat yang dimulai dari asetil-

CoA adalah:

Biosintesis Asam Lemak Jenuh dengan jumlah atom C ganjil

Dari uraian tentang jalur ß-oksidasi asam lemak (katabolisme) dan

biosintesis asam lemak (anabolisme) terdapat lima perbedaan yang dapat diamati

yaitu:

1. Lokasi intraseluler: ß-oksidasi terjadi di mitokondrion, biosintesis di

sitoplasma

2. Tipe pembawa gugus acyl: dalam ß-oksidasi adalah CoA, dalam biosintesis

adalah ACP

3. Dalam ß-oksidasi asam lemak sebagai akseptor elektron (oksidator) adalah

FAD, sedangkan dalam biosintesis asam lemak NADPH sebagai donor

elektron (reduktor)

4. Senyawa intermediet yang terbentuk pada reaksi hidratasi mempunyai

konfigurasi L, pada reaksi dehidrasi dalam biosintesis asam lemak senyawa

intermedietnya mempunyai konfigurasi D

5. Malonyl-CoA berperan sebagai prekursor penambahan unit C2 dalam

biosintesis asam lemak, sedangkan dalam ß oksodasi pengurangan unit C2

dalam bentuk acetyl-CoA.

Selain kelima perbedaan di atas, pada ß-oksidasi dihasilkan energi

sedangkan pada biosintesis asam lemak diperlukan energi.

31

C. SUMBER LEMAK

Sumber lemak dapat diperoleh dari hewan dan tumbuhan. Di bawah ini

merupakan daftar beberapa sumber lemak yang berasal dari hewan dan tumbuhan.

32

D. AKIBAT KEKURANGAN DAN KELEBIHAN LEMAK

1. Obesitas

Obesitas yaitu suatu kondisi yang dicirikan oleh kelebihan lemak tubuh.

Kelebihan lemak pada laki-laki didefinisikan sebagai level lemak tubuh lebih dari

20% dari berat total dan untuk wanita lebih dari 25% dari total berat badan.

Penyebab obesitas dipengaruhi beberapa faktor, yaitu pertama, suatu asupan

makanan berlebih. Dua, rendahnya pengeluaran energi basal, dan ketiga,

kurangnya aktivitas fisik. Terjadinya obesitas karena adanya ketidakseimbangan

antara asupan energi dan energi yang dikeluarkan atau digunakan untuk

beraktivitas.

2. Kolesterol

Kolesterol merupakan jenis lipid yang menyusun membran plasma.

Kolesterol juga menjadi bagian dari beberapa hormon. Kolesterol berhubungan

dengan pengerasan arteri. Dalam hal ini timbul plaque pada dinding arteri, yang

mengakibatkan peningkatan tekanan darah karena arteri menyempit, penurunan

kemampuan untuk meregang. Pembentukan gumpalan dapat menyebabkan infark

miokard dan stroke.

33

Tidak semua kolesterol meningkatkan resiko terjadinya penyakit jantung.

Kolesterol yang dibawa oleh LDL (disebut juga kolesterol jahat) menyebabkan

meningkatnya resiko; kolesterol yang dibawa oleh HDL (disebut juga kolesterol

baik) menyebabkan menurunnya resiko dan menguntungkan. Kadar trigliserida

darah diatas 250 mg/dl dianggap abnormal, tetapi kadar yang tinggi tidak selalu

meningkatkan resiko terjadinya aterosklerosis maupun penyakit jantung koroner.

Kadar trigliserid yang sangat tinggi (sampai lebih dari 800 mg/dl) bisa

menyebabkan pankreatitis (gangguan pada organ pankreas).

Tubuh sendiri memproduksi kolesterol sesuai kebutuhan melalui hati. Bila

terlalu banyak mengkonsumsi makanan yang mengandung kolesterol, maka kadar

kolesterol dalam darah bisa berlebih (disebut hiperkolesterolemia). Kelebihan

kadar kolesterol dalam darah akan disimpan di dalam lapisan dinding pembuluh

darah arteri, yang disebut sebagai plak atau ateroma (sumber utama plak berasal

dari LDL-Kolesterol. Sedangkan HDL membawa kembali kelebihan kolesterol ke

dalam hati, sehingga mengurangi penumpukan kolesterol di dalam dinding

pembuluh darah).

Apabila makin lama plak yang terbentuk makin banyak, akan terjadi suatu

penebalan pada dinding pembuluh darah arteri, sehingga terjadi penyempitan

pembuluh darah arteri. Kejadian ini disebut sebagai aterosklerosis (terdapatnya

aterom pada dinding arteri, berisi kolesterol dan zat lemak lainnya). Hal ini

menyebabkan terjadinya arteriosklerosis (penebalan pada dinding arteri &

hilangnya kelenturan dinding arteri). Bila ateroma yang terbentuk semakin tebal,

dapat merobek lapisan dinding arteri dan terjadi bekuan darah (trombus) yang

dapat menyumbat aliran darah dalam arteri tersebut.

Hal ini yang dapat menyebabkan berkurangnya aliran darah serta suplai

zat-zat penting seperti oksigen ke daerah atau organ tertentu seperti jantung. Bila

mengenai arteri koronaria yang berfungsi mensuplai darah ke otot jantung (istilah

medisnya miokardium), maka suplai darah jadi berkurang dan menyebabkan

kematian di daerah tersebut (disebut sebagai infark miokard).

34

Konsekuensinya adalah terjadinya serangan jantung dan menyebabkan

timbulnya gejala berupa nyeri dada yang hebat (dikenal sebagai angina pectoris).

Keadaan ini yang disebut sebagai Penyakit Jantung Koroner (PJK).

3. Hiperlipidemia

Yang dimakud dengan Hiperlipidemia adalah suatu keadaan yang ditandai

oleh peningkatan kadar lipid/lemak darah. Berdasarkan jenisnya, hiperlipidemia

dibagi menjadi 2, yaitu:

a. Hiperlipidemia Primer

Banyak disebabkan oleh karena kelainan genetik. Biasanya kelainan ini

ditemukan pada waktu pemeriksaan laboratorium secara kebetulan. Pada

umumnya tidak ada keluhan, kecuali pada keadaan yang agak berat tampak

adanya xantoma (penumpukan lemak di bawah jaringan kulit).

b. Hiperlipidemia Sekunder

Pada jenis ini, peningkatan kadar lipid darah disebabkan oleh suatu

penyakit tertentu, misalnya : diabetes melitus, gangguan tiroid, penyakit hepar &

penyakit ginjal. Hiperlipidemia sekunder bersifat reversibel (berulang). Ada juga

obat-obatan yang menyebabkan gangguan metabolisme lemak, seperti : Beta-

blocker, diuretik, kontrasepsi oral (Estrogen, Gestagen).

Hiperlipidemia dapat meningkatkan resiko terkena aterosklerosis, penyakit

jantung koroner, pankreatitis (peradangan pada organ pankreas), diabetes melitus,

gangguan tiroid, penyakit hepar & penyakit ginjal. Yang paling sering adalah

resiko terkena penyakit jantung.

35

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Dari pembahasan di atas maka dapat diambil kesimpulan, yaitu:

1. Lipid adalah Istilah lipida meliputi senyawa-senyawa heterogen, termasuk

lemak dan minyak yang umum dikenal di dalam makanan, malam, fosfolipida,

sterol dan ikatan lain sejenis yang terdapat di dalam makanan dan tubuh

manusia.

2. Metabolisme lemak terdiri dari katabolisme asam lemak dan anabolisme lipid.

3. Sumber lemak dapat diperoleh dari hewan dan tumbuhan.

4. Akibat dari kekurangan dan kelebuhan lemak dapat berpengaruh terhadap

kesehatan, seperti: Obesitas, Kolesterol, dan hiperlipidemia

36