Pembentukan Energi Bagi Tubuh Dengan MetabolismeYuni Inri
Yanti102012146/[email protected] Fakultas
Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaJalan Arjuna Utara No. 6
Jakarta Barat 11510PendahuluanLatar BelakangUntuk dapat tumbuh
kembang dan melakukan berbagai aktifitas dalam kehidupan
sehari-hari, seseorang memerlukan energi dan nutrisi yang didapat
melalui makanan. Menurut sumber energi yang dapat diperoleh,
makanan dapat digolongkan menjadi 3 kelas makanan utama
(makronutrien), yaitu karbohidrat, lipid (lemak), dan protein.Akan
tetapi, tidak sedikit orang, terutama di Indonesia, yang berada di
dalam garis kemiskinan mengalami kesulitan untuk dapat memenuhi
kebutuhan energinya. Banyak orang yang tidak mendapatkan asupan
makanan hingga berhari-hari sehingga mengalami suatu keadaan yang
disebut dengan starvasi. Starvasi adalah suatu keadaan dimana
terjadi kekurangan asupan energi dan unsur unsur nutrisi essensial
yang diperlukan tubuh dalam beberapa hari sehingga mengakibatkan
terjadinya perubahan perubahan proses metabolisme unsur-unsur utama
di dalam tubuh.Tujuan PenulisanMelalui makalah ini, diharapkan
mahasiswa Fakultas Kedokteran Ukrida dapat mengetahui metabolisme
karbohidrat, metabolisme lemak, metabolisme protein serta
metabolisme energi. Makalah ini dibuat juga bertujuan agar dapat
diperoleh pemahaman dan pendalaman materi PBL (Program Based
Learning) blok 11- Metabolik Endokrin-1.
SkenarioSetelah berlari keliling lapangan bola selama 5 kali
putaran, seorang pelajar merasakan letih dan pusing. Pembahasan1.
Metabolisme EnergiMetabolisme adalah istilah yang digunakan untuk
menjelaskan interkonvensi senyawa kimia di dalam tubuh, jalur yang
diambil oleh tiap molekul, hubugan antarmolekul, dan mekanisme yang
mengatur aliran metabolit melalui jalur-jalur metabolisme. Jalur
metabolik digolongkan menjadi tiga kategori: (1) Jalur anabolik,
yaitu jalur yang berperan membentuk senyawa yang besar dari
senyawa-senyawa kecil. (2) Jalur katabolik, yaitu jalur yang
berperan menguraikan menjadi senyawa-senyawa kecil, jalur ini
umumnya menghasilkan energi, menghasilkan ekuivalen pereduksi, dan
ATP terutama melalui rantai respiratorik. (3) Jalur amfibolik, yang
berlangsung di persimpangan metabolisme, bekerja sebagai penghubung
antara jalur katabolik dan anabolik, misalnya siklus asam sitrat.
Pengetahuan tentang metabolisme normal sangat penting untuk
memahami kelainan yang mendasari penyakit. Metabolisme normal
mencakup adaptasi terhadap masa kelaparan, aktivitas fisik,
kehamilan, dan menyusui. Kelainan metabolisme dapat terjadi karena
defisiensi gizi, enzim, sekresi abnormal hormon, atau efek obat dan
toksin. Orang dewasa dengan berat badan 70 kg memerlukan sekitar
10-12 MJ (2400-2900 kkal) dari bahan bakar metabolik setiap hari.
Bagi manusia kebutuhan ini terpenuhi dari karbohidrat (40-60%),
lipid (terutama triasilgliserol, 30-40%), dan protein (10-15%),
serta alkohol. Campuran karbohidrat, lipid, dan protein yang
dioksidasi bergantung pada apakah subjek berada dalam keadaan puasa
atau kenyang, dan bergantung pada intensitas kerja fisik.1 Jika
asupan bahan bakar metabolik selalu lebih besar daripada
pengeluaran energi, kelebihan bakar ini disimpan, umumnya sebagai
triasilgliserol di jaringan adiposa sehingga timbul obesitas dan
berbagai masalah kesehatan yang menyertainya. Sebaliknya, jika
asupan bahan bakar metabolik terus menerus lebih sedikit daripada
pengeluaran energi, cadangan lemak dan karbohidrat nihil, asam
amino yang berasal dari pergantian protein digunakan utuk sintesis
protein sehingga terjadi emaciation (kurus kering), pengecilan otot
(wasting), dan akhirnya kematian.1
Metabolisme energi juga dipengaruhi oleh fosforilasi oksidatif.
Fosforilasi oksidatif merupakan proses yang menghasilkan ATP dengan
melalui proses oksidasi. Dan merupakan suatu deretan reaksi
oksidasi-reduksi yang terjadi di mitokondria (rantai pernapasan),
enzim yang berperan adalah oksidoreduktase, dan menghasilkan energi
berupa panas dan ATP. Proses fosforilasi oksidatif yaitu:
metabolisme lemak, glukosa, dan asam amino menghasilkan
proton-proton (H+) yang mengalami translokasi melintasi membran
mitokondria dalam. Difusi proton-proton ini mengikuti penurunan
gradien konsentrasinya mendorong ATP sintase mengubah ADP menjadi
ATP.2
Gambar 1. Metabolisme energi utama3
2. KarbohidratKarbohidrat memegang peranan terpenting pada tubuh
karena merupakan sumber energi utama bagi manusia. Karbohidrat
ialah suatu senyawa yang terdiri dari molekul-molekul karbon (C),
hydrogen (H) dan oksigen (O) atau karbon dan hidrat (H2O) sehingga
dinamakan karbo-hidrat.1 Dalam tumbuhan senyawa ini dibentuk melaui
proses fotosintesis antara air (H2O) dan karbondioksida (CO2), di
mana dengan bantuan sinar matahari menghasilkan senyawa sakarida
dengan rumus Cn(H2O)n atau CnH2nOn. Berikut adalah reaksi
pembentukkan karbohidrat (glukosa) pada tumbuh-tumbuhan: Sinar
matahari6 CO2 + 6 H2OC6 H12 O6 + 6O2 Klorofil
Klasifikasi karbohidratBerdasarkan jumlah unit gula dalam
rantai, karbohidrat digolongkan menjadi 4 golongan utama yaitu:11.
Monosakarida (terdiri atas 1 unit gula)2. Disakarida (terdiri atas
2 unit gula)3. Oligosakarida (terdiri atas 3-10 unit gula)4.
Polisakarida (terdiri atas lebih dari 10 unit gula)
Pembentukan rantai karbohidrat menggunakan ikatan
glikosida.Berdasarkan lokasi gugus C=O, monosakarida digolongkan
menjadi 2 yaitu:1. Aldosa (berupa aldehid)2. Ketosa (berupa keton)
Fungsi KarbohidratFungsi karbohidrat bagi manusia antara lain:11.
Sumber energi utamaFungsi utama karbohidrat adalah menyediakan
energi bagi tubuh. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kilokalori.
Karbohidrat di dalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagai
glukosa untuk keperluan energi segera sebagian disimpan sebagi
glikogen dalam hati dan jaringan otot, dan sebagian diubah menjadi
lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi di dalam
jaringn lemak. Seseorang yang memakan karbohidrat dalam jumlah
berlebihan akan menjadi gemuk. System saraf sentral dan otak sama
sekali tergantung pada glukosa untuk keperluan energinya.2. Pemberi
rasa manis pada makananBeri rasa manis pada makanan, khususnya mono
dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa
adalah gula paling manis. Bila tingkat kemanisan sakarosa diberi
nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7; glukosa 0,7;
mmaltosa 0,4; dan laktosa 0,2.3. Penghemat proteinBila karbohidrat
makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi
kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat
pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein
terutama akan digunakan sebagai zat pembangun.4. Pengatur
metabolisme lemakKarbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak
yang tidak sempurna, sehingga menghasilakan bahan-bahan keton
berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam beta-hidroksi-butirat.
Bahan-bahan ini dibentuk dalam hati dan dikelurkan melalui urine
dengan mengikat basa berupa ion natrium. Hal ini dapat menyebabkan
ketidakseimbangan natrium dan dehidrasi. pH cairan tubuh menurun.
Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosisyang dapat merugikan
tubuh. Dibutuhkan antara 50-100 gram karbohidrat sehari untuk
mencegah ketosis.5. Membantu pengeluaran feses Karbohidrat membantu
pengeluaran feses dengan cara mengatur peristaltik usus dan memberi
bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur
peristaltic usus sedangkan hemiselulosa dan pectin mampu menyerap
banyak air dalam usus besar sehingga memberi bentuk pada sisa
makanan yang akan dikeluarkan. Serat makanan mencegah kegemukan,
konstipasi, hemoroid, penyakit-penyakit divertikulosis, kanker usus
beasr, penyakit diabetes mellitus, dan jantung koroner yang
berkaitan dengan kadar kolesterol darah tinggi.6. Laktosa dalam
susu membantu absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal dalam
saluran cerna, sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri yang
menguntungkan. Bakteri tertentu diduga mensintesis vitamin-vitamin
tertentu dalam usus besar. Asam glukoronat turunan glukosa, didalam
hati mengikat toksin-toksin dan bakteri dan mengubahnya menjadi
bentuk-bentuk yang dapat dikeluarkan dari tubuh.7. Komponen
struktural sel8. Karbohidrat ikut menyusun membran sel tubuh
manusia. Sumber KarbohidratSumber karbohidrat adalah padi-padian
atau serealia, umbi-umbian, kacang-kacangan kering dan gula. Hasil
oleh bahan-bahan ini adalah bihun, mie, roti, tepung-tepungan,
selai, sirup, dan sebagainya. Sebagian besar sayuran dan buah tidak
mengandung karbohidrat. Sayur umbi-imbian seperti wortel dan bit
serta sayur kacang-kacangan relatif lebih banyak mengandung
karbohidrat daripad sayur daun-daunan. Bahan makanan hewani seperti
daging, ayam, ikan, telur, dan susu sedikit sekali mengandung
karbohidrat. Sumber karbohidrat yang banyak dimakan sebagai makanan
pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong, talas dan
sagu.
Metabolisme KarbohidratMetabolisme Utamaa. Glikolisis Embden
MeyerhoffProses glikolisis ialah proses awal dari metabolisme gugus
gula hasil pemecahan karbohidrat di dalam sel. Proses glikolisis
ialah suatu proses yang bertujuan untuk menghasilkan piruvat dalam
keadaan aerob ataupun laktat dalam keadaan anaerob sehingga dapat
terbentuk energi. Glikolisis terjadi di dalam sitoplasma
sel/sitosol. Pada keadaan aerob, 1 molekul glukosa yang melalui
proses glikolisis dapat menghasilkan 8 ATP sedangkan dalam keadaan
anaerob jumlah ATP yang dihasilkan lebih sedikit yaitu 2 ATP.
Gambar 2. Glikolisis Secara KimiaDi eritrosit, proses glikolisis
selalu terjadi dalam keadaan anaerob karena ketiadaan mitokondria.
Hal ini menyebabkan hasil akhirnya selalu berupa laktat.2,5Proses
glikolisis terjadi melalui tahapan-tahapan tertentu.
Tahapan-tahapan tersebut adalah:1. Glukosa glukosa 6-P. Enzim yang
berperan ialah glukokinase di hepar dan heksokinase di jaringan
ekstrahepatik. Proses perubahan ini memerlukan donor phospat yang
didapat melalui pelepasan gugus phospat dari sebuah molekul ATP
menjadi ADP. Selain itu diperlukan ion magnesium. Reaksi ini tidak
dapat terjadi dalam arah yang berlawanan. Glukosa 6-P merupakan
molekul yang penting bukan hanya dalam glikolisis EM, melainkan
juga proses lain seperti HMP shunt dan glikogenolisis.2. Glukosa
6-P Fruktosa 6-P. Enzim yang berperan adalah isomerase.3. Fruktosa
6-P Fruktosa 1,6 bifosfatEnzim yang berperan ialah
fosfofruktokinase. Enzim ini bekerja bantuan ion magnesium dan
ambilan satu gugus phospat dari ATP. Enzim ini merupakan enzim
kunci yang mengatur kecepatan proses glikolisis.4. Fruktosa 1,6
bifosfat gliseraldehid 3-P + DHAP (bantuan enzim aldolase) DHAP
gliseraldehid 3-P (isomerase). Sehingga pada proses ini dihasilkan
2 molekul gliseraldehid 3-P.5. Gliseraldehid 3-P 1,3
bifosfogliserat (gliseraldehid 3-P Dehidrogenase)Proses ini
memerlukan koenzim NAD+ yang akan bereaksi dengan phospat inorganik
menjadi NADH dan melepas ion hidrogen. Proses ini akan menghasilkan
3 ATP melalui rantai pernapasan. Proses ini dapat dihambat oleh
iodoasetat.6. 1,3 bifosfogliserat 3 fosfogliserat (fosfogliserat
kinase). Dengan bantuan ion magnesium, proses ini akan menghasilkan
1 ATP pada tingkat substrat.7. 3 fosfogliserat 2 fosfogliserat
(mutase)8. 2 fosfogliserat Phospo enol piruvat (enolase).
Memerlukan ion magnesium dan akan dihambat oleh flourida.9. Phospo
enol piruvat (enol) piruvat (piruvat kinase)Proses ini memerlukan
ion magnesium dan ADP. Gugus phospat dari phospo enol piruvat akan
diambil untuk bergabung dengan ADP membentuk 1 molekul ATP.9.
(enol) piruvat (keto) piruvat. Proses ini berlangsung secara
spontan.
Proses diatas dalam keadaan normal akan menghasilkan 10 ATP.
Langkah kelima menghasilkan 3 ATP, namun karena ada 2 molekul
gliseraldehid 3-P maka energi yang dihasilkan menjadi 6 ATP. Proses
yang berlangsung dibawahnya juga terjadi dalam 2 molekul, sehingga
ATP yang terbentuk pada langkah 6 sebanyak 2 ATP dan langkah 9
sebanyak 2 ATP. Totalnya ialah 10 ATP. Sedangkan energi yang
digunakan dalam proses ini ialah 2 ATP. ATP ini digunakan pada
langkah 1 dan 3. Sehingga total energi dalam glikolisis pada proses
aerob ialah sebesar 8 ATP. Pada keadaan anaerob rantai pernafasan
tidak terjadi. Yang terjadi adalah pembentukan laktat. Sehingga 6
ATP pada langkah kelima tidak terbentuk. Oleh karena itu jumlah ATP
yang dihasilkan hanya 2 ATP.
b. Oksidasi Piruvat Asetil KoAPiruvat yang telah terbentuk
sebagai hasil proses glikolisis dapat masuk ke dalam mitokondria
untuk mengalami oksidasi menjadi molekul asetil koA. 1 molekul
glukosa akan menghasilkan 2 molekul piruvat yang memiliki 3 atom
karbon. Piruvat akan diubah menjadi asetil koA yang memiliki 2 atom
karbon. Dalam eritrosit, setelah mengalami glikolisis maka piruvat
akan diubah menjadi laktat.2Piruvat dehidrogenase ialah enzim yang
berperan dalam proses ini. Konsentrasi dari piruvat dehidrogenase
meningkat pada saat makan dan saat piruvat banyak terbentuk.
Sebaliknya kondisi kelaparan serta konsentrasi asetil koA yang
meningkat akan menghambat kerja dari piruvat dehidrogenase.
Gambar 3. Oksidasi PiruvatSelain itu kinase spesifik juga
berperan dalam proses oksidasi piruvat. Fosforilasi kinase dapat
menghambat aktivitas enzim ini, sedangkan defosforilasi kinase
dapat mempercepat kerja enzim ini. Enzim ini memerlukan koenzim
NAD+ yang melalui rantai pernapasan akan berubah menjadi NADH dan
menghasilkan 3 ATP.Proses reaksi memerlukan 5 vitamin dalam bentuk
koenzim, yaitu vitamin asam lipoat, vitamin B1, B2, B5 dan vitamin
asam pantotenat. Sedangkan hambatan pada enzim piruvat
dehidrogenase dapat menyebabkan laktat asidosis. Kondisi ini dapat
terjadi pada keracunan ion merkuri dan pada penderita diabetes
melitus.5 Jumlah ATP yang dihasilkan pada proses ini ialah sebesar
6 ATP.
c. Siklus Asam SitratSiklus asam sitrat merupakan jalur akhir
bersama metabolisme karbohidrat, protein dan lemak. Asetil koA
sebagai substrat awal kerja enzim pada siklus asam sitrat dapat
dihasilkan dari katabolisme karbohidrat, protein dan lemak. Siklus
ini dapat terjadi di mitokondria.
Gambar 4. Siklus Krebs
Siklus ini merupakan siklus dimana terjadi penggabungan antara
molekul asetil koA dengan oksaloasetat hingga terbentuk asam
trikarboksilat yaitu asam sitrat. Asam sitrat akan mengalami
beberapa reaksi untuk akhirnya kembali membentuk
oksaloasetat.5Proses yang terjadi adalah sebagai berikut:1. Asetil
koA + oksaloasetat + H2O sitrat + koASH (enzim sitrat sintase)2.
Sitrat isositrat (enzim akonitase)Kerja enzim dapat dihambat oleh
fluoroasetat. Hal ini dikarenakan fluoroasetat dapat berkondensasi
dengan oksaloasetat membentuk fluorositrat yang menghambat kerja
enzim akonitase.3. Isositrat + NAD+ ketoglutarat + CO2 + NADH + H+
(enzim isositrat dehidrogenase). Proses ini melalui rantai
pernapasan akan menghasilkan 3 ATP.4. ketoglutarat + NAD+ + koASH
Suksinil ko-A + CO2 + NADH + H+ (enzim ketoglutarat dehidrogenase).
Proses ini juga menghasilkan 3 ATP. Kerja enzim dapat dihambat oleh
arsenat.5. Suksinil KoA + GDP +Pi Suksinat + GTP + koASH (enzim
suksinat tiokinase). Melalui tingkat substrat maka GTP dapat
menyumbang 1 gugus phospat ke ADP untuk menghasilkan ATP.3 6.
Suksinat + FAD Fumarat + FADH2 (enzim suksinat dehidrogenase).
Kerja enzim dapat dihambat malonat yang sifat inhibisinya ialah
kompetitif. Jumlah ATP yang dihasilkan melalui proses ini ialah 2
ATP.7. Fumarat + H2O Malat (enzim fumarase)8. Malat + NAD+
Oksaloasetat + NADH + H+ (enzim malat dehidrogenase). Jumlah ATP
yang dihasilkan melalui proses ini ialah sebesar 3 ATP.Regulasi
terutama dari siklus asam sitrat adalah konsentrasi produk. Semakin
tinggi konsentrasi produk, maka enzim untuk mensintesisnya semakin
dihambat.2Hasil dari siklus asam sitrat adalah 24 ATP, yang terdiri
dari: 3 NADH : 9 ATP 1 FADH2 : 2 ATP 1 GTP : 1 ATPKarena ada 2
molekul asetil koA, maka jumlah energi menjadi 12 x 2 ATP = 24
ATP.Dari ketiga proses diatas total energi yang dihasilkan dalam
oksidasi satu molekul glukosa ialah sebesar 38 ATP (glikolisis 8
ATP, oksidasi piruvat 6 ATP dan siklus asam sitrat 24 ATP)
d. HMP ShuntHMP merupakan singkatan dari hexose mono phospat =
pentose phospat pathway. Proses ini merupakan jalan lain untuk
oksidasi glukosa melalui dehidrogenasi dengan NADP sebagai akseptor
H+. Proses ini terjadi di sitoplasma sel dan tidak menghasilkan
ATP. HMP shunt aktif di hati, jaringan adiposa, sel darah merah,
korteks adrenal, kelenjar tiroid, kelenjar mammae yang sedang
laktasi dan kelenjar testis. Bagi sel darah merah, proses ini
menyediakan glutation untuk melindungi membran sel dari proses
oksidasi oleh molekul H2O2.5Proses ini bertujuan untuk menyediakan
NADPH + H+. NADPH penting bagi sintesis asam lemak, kolesterol,
hormon steroid, asam amino dan hormon tiroid. Selain itu proses ini
akan menyediakan ribosa 5 phospat untuk sintesis nukleotida (RNA
DNA). HMP Shunt merupakan proses multisiklik, karena molekul
glukosa 6-P yang digunakan dapat kembali menjadi glukosa 6-P.
Proses ini memerlukan 3 molekul glukosa 6 phospat.Adapun enzim yang
dibutuhkan dalam proses ini ialah : Glukosa 6-P dehidrogenase yang
mengubah glukosa 6-P menjadi 6-fosfoglukonat. 6-fosfo glukonat
dehidrogenase mengubah 6 fosfoglukonat menjadi ribulosa 5-Phospat.
Epimerase mengubah ribulosa 5 phospat xilulosa 5 phospat dan ribosa
5 phospat arabinosa 5 phospat. Keto isomerase mengubah ribulosa 5
phospat menjadi ribosa 5 phospat. Transketolase dan
transadolase.
e. GlikogenesisMerupakan proses pembentukan glikogen dari
molekul glukosa. Fungsi dari pembentukan glikogen ialah sebagai
cadangan energi terutama di hati dan otot. Proses glikogenesis
umumnya meningkat sesaat setelah makan dan menurun pada saat
puasa/lapar.2Glikogen merupakan polisakarida yang terdiri dari
rantai lurus dan rantai bercabang. Pada rantai lurus terjadi ikatan
glikosidik antara gugus gula yang satu dengan yang lainnya pada
ikatan 1,4 dan ikatan glikosidik rantai bercabang pada ikatan 1,6.
Glikogen ini adalah simpanan utama karbohidrat yang paling mudah
diubah kembali menjadi monosakarida, tidak seperti halnya pada
lemak yang relatif lebih sulit dimobilisasi.Proses glikogenesis
terjadi di hati dan otot. Di hati fungsi utama glikogen ialah
sebagai simpanan glukosa dan akan dipakai bila sewaktu-waktu kadar
glukosa di dalam darah mengalami penurunan. Sedangkan glikogen di
otot berfungsi sebagai sumber energi untuk proses glikolisis di
dalam sel otot sendiri, bukan sebagai sumber glukosa untuk
meningkatkan kadar glukosa darah. Mengapa? Karena tidak ada enzim
glukosa 6-P fosfatase yang dapat mengubah glukosa 6-P menjadi
glukosa bebas di otot. Enzim ini terdapat di hati.5Proses
glikogenesis awalnya memerlukan molekul glikogen asal yang
terbentuk dari protein. Pada asam amino tiroksin dari protein
inilah akan terjadi glikosilasi. Namun glukosa bebas tidak dapat
langsung ditautkan pada glikogen primer ini. Bentuk glukosa yang
dapat ditautkan ialah UDP glukosa.Proses glikogenesis yang terjadi
adalah sebagai berikut:1. Pembentukan UDP glukosa dari glukosa 1-P.
Reaksi ini terjadi dengan bantuan enzim UDP glukosa
pirofosforilase. Reaksinya ialah: Glukosa 1-P + UTP UDP Glukosa +
2Pi2. Pembentukan unit glukosil 14 dari molekul glikogen primer
yang ditambahkan molekul UDP glukosa dengan bantuan enzim glikogen
sintase.3. Bila jumlah molekul dalam rantai lurus telah mencapai 11
molekul glukosa, maka enzim percabangan akan memindahkan 6 molekul
glukosa ke cabang lain.
f.GlikogenolisisMerupakan proses kebalikan dari glikogenesis,
yaitu proses pemecahan glikogen menjadi glukosa. Dapat terjadi di
hati dan otot. Di hati proses ini akan meningkatkan kadar glukosa
darah meskipun dalam jumlah yang kecil. Sedangkan di otot
glikogenolisis terjadi pada keadaan kerja fisik seperti
berolahraga.Proses yang terjadi adalah sebagai berikut:1. Pada
rantai cabang dari glikogen, enzim fosforilase yang merupakan enzim
regulator akan mengkatalisis reaksi pemecahan ikatan glikosidik
atau yang disebut juga dengan fosforilisis (pemecahan dengan
phospat). Oleh fosforilase, molekul glukosa akan dilepas dan diikat
dengan phospat pada atom karbon nomor 1. Proses pelepasan ini akan
terus berlanjut sampai tinggal 4 molekul glukosa di cabang.32.
Glukan transferase akan memindahkan 3 dari 4 molekul glukosa yang
tersisa ke rantai lurus dan meninggalkan 1 molekul glukosa pada
cabang tersebut.3. Debranching enzyme akan menghidrolisis tempat
percabangan dimana tersisa 1 molekul glukosa untuk menghasilkan 1
glukosa bebas. Dengan kata lain enzim ini meniadakan percabangan.
Karena hanya 1 molekul glukosa bebas yang dihasilkan (meskipun ada
glukosa 1-P), maka hanya sedikit terjadi kenaikan kadar glukosa
darah akibat proses ini.
g. GlukoneogenesisMerupakan reaksi pembentukan karbohidrat dari
senyawa non karbohidrat. Senyawa yang dimaksud adalah asam amino
glukogenik, laktat, gliserol dan propionat. Tujuannya ialah
menyediakan glukosa bagi tubuh bila dalam keaadan lemah dan
berpuasa. Proses ini terjadi di hati dan ginjal. Proses ini
melibatkan sebagian besar glikolisis EM, siklus asam sitrat dan
beberapa reaksi lainnya.
Gambar 5. Glikolisis dan glukoneogenesis
Metabolisme Minor Pathwaya. Jalan Metabolisme Asam
UronatMerupakan suatu proses pengubahan glukosa menjadi asam
uronat. Asam uronat kemudian dapat diubah menjadi xylulosa yang
akan masuk ke dalam HMP shunt karena xylulosa merupakan salah satu
komponen dari HMP shunt. Pada organisme yang tingkatannya lebih
rendah dari primata (seperti aves) jalur ini digunakan untuk
mensintesis vitamin C. Asam uronat selain dapat diubah menjadi
xylulosa dapat juga digunakan untuk sintesis glikosaminoglikan dan
proteoglikan. Selain itu asam uronat dapat berkonjugasi dengan
xenobiotik agar lebih mudah dimetabolisir oleh tubuh.2b.
Metabolisme FruktosaTujuannya ialah agar dapat menggunakan fruktosa
sebagai sumber energi untuk mendapatkan ATP melalui proses
metabolisme karbohidrat. Caranya ialah dengan mengubah fruktosa
menjadi fruktosa 1-P. Analog dengan glukosa, pada fruktosa ada dua
enzim yang bekerja yaitu fruktokinase dan heksosakinase.
Fruktokinase didapati di hati dan spesifik bekerja untuk fruktosa,
sedangkan heksokinase terdapat di jaringan ekstrahepatik. Namun,
tidak seperti glukokinase yang berafinitas rendah terhadap glukosa
di hati, fruktokinase berafinitas relatif lebih tinggi dibandingkan
heksokinase terhadap fruktosa. Bahkan proses glikolisis fruktosa di
dalam hati berlangsung lebih cepat dibanding jaringan ekstrahepatik
karena proses ini melewati jalan pintas. Yang dimaksud dengan jalan
pintas ialah pada proses ini tidak melalu reaksi yang dikatalisis
oleh fruktofosfo-kinase. Pada keadaan diabetes, penumpukan fruktosa
bersama sorbitol (bentuk alkohol dari glukosa) dapat menyebabkan
katarak.2c. Metabolisme GalaktosaProses metabolisme galaktosa
terjadi di hati dengan jalan mengubah galaktosa menjadi glukosa.
Bagaimana prosesnya? Mengubah galaktosa menjadi galaktosa 1-P
dengan enzim galaktokinase. Galaktosa 1-P + UDP glukosa glukosa 1-P
+ UDP galaktosa dengan enzim galaktosa 1-P Uridil Transferase UDP
galaktosa UDP glukosa dengan bantuan UDP galaktosa 4-epimerase. UDP
glukosa + PPi UTP + glukosa 1-P dengan UDPG pirofosforilase
Akhirnya glukosa 1-P diubah menjadi glukosa 6-P yang akan masuk ke
dalam proses glikolisis.d. Metabolisme Gula Amin (Heksosamin)Proses
metabolisme gula amin diperlukan untuk sintesis glikosaminoglikan,
proteoglikan, gangliosida dan asam sialat.23. Lemak Lemak, disebut
juga lipid, adalah suatu zat yang kaya akan energi, berfungsi
sebagai sumber energi yang utama untuk proses metabolisme tubuh.
Lemak yang beredar di dalam tubuh diperoleh dari dua sumber yaitu
dari makanan dan hasil produksi organ hati, yang bisa disimpan di
dalam sel-sel lemak sebagai cadangan energi. Sifat-sifat lemak
antara lain:1. Tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut
organik seperti eter, CHCl3, benzen, alkohol/aseton panas, xylen,
dll. serta dapat diekstraksi dari sel hewan/tumbuhan dengan pelarut
tersebut.2. Secara kimia, penyusun utama adalah asam lemak (dalam
100 gram lipid terdapat 95% asam lemak)3. Lipid mengandung zat-zat
yang dibutuhkan oleh manusia seperti asam lemak essential.
Klasifikasi Lemak (Lipid)11. Lipid sederhana.Lipid sederhana
adalah golongan lipid yang jika dihidrolisis akan menghasilkan asam
lemak dan gliserol. Contohnya: fat/minyak (TAG/trigliserida)2.
Lipid kompleks (majemuk).Lipid kompleks adalah golongan lipid yang
jika dihidrolisis akan menghasilkan asam lemak dan berbagai senyawa
lainnya. Contohnya: fosfolipid dan glikolipid.Fosfolipid + H2O
menghasilkan asam lemak + alkohol + asam fosfat + senyawa
nitrogen.Glikolipid + H2O menghasilkan asam lemak + karbohidrat +
sfingosin.4. Lipid turunanLipid turunan adalah senyawa-senyawa yang
dihasilkan bila lipid sederhana dan lipid kompleks mengalami
hidrolisis. Contohnya: asam lemak, gliserol, alkohol padat,
aldehid, keton bodies.Secara klinis, komponen lipid utama yang
dapat dijumpai dalam plasma adalah:11. Trigliserida (lemak
netral)2. Asam Lemak3. Kolesterol4. FosfolipidTrigliserida
merupakan asam lemak yang dibentuk dari esterifikasi tiga molekul
asam lemak menjadi satu molekul gliserol. Jaringan adiposa memiliki
simpanan trigliserid yang berfungsi sebagai gudang lemak yang
segera dapat digunakan. Dengan masuk dan keluar dari molekul
trigliserida di jaringan adiposa, asam-asam lemak merupakan bahan
untuk konversi menjadi glukosa (glukoneogenesis) serta untuk
pembakaran langsung untuk menghasilkan energi.Asam lemak dapat
berasal dari makanan, tetapi juga berasal dari kelebihan glukosa
yang diubah oleh hati dan jaringan lemak menjadi energi yang dapat
disimpan. Lebih dari 95% lemak yang berasal dari makanan adalah
trigliserida. Proses pencernaan trigliserida dari asam lemak dalam
diet (eksogenus), dan diantarkan ke aliran darah sebagai kilomikron
(droplet lemak kecil yang diselubungi protein).4Kolesterol berasal
dari makanan dan sintesis endogen di dalam tubuh. Sumber kolesterol
dalam makanan seperti kuning telur, susu, daging, lemak (gajih),
dan sebaginya terutama dalam keadaan ester. Dalam usus, ester
tersebut kemudian dihidrolisis oleh kolesterol esterase yang
berasal dari pankreas dan kolesterol bebas yang terbentuk diserap
oleh mukosa usus dengan kilomikron sebagai alat transport ke sistem
limfatik dan akhirnya ke sirkulasi vena. Kira-kira 70% kolesterol
yang diesterifikasi (dikombinasikan dengan asam lemak), serta 30%
dalam bentuk bebas. Kolesterol disintesis di hati dan usus serta
ditemukan dalam eritrosit, membran sel, dan otot. Kolesterol
penting dalam struktur dinding sel dan dalam bahan yang membuat
kulit kedap air. Kolesterol digunakan tubuh untuk membentuk garam
empedu sebagai fasilitator untuk pencernaan lemak dan untuk
pembentukan hormon steroid (misal kortisol, estrogen, androgen)
oleh kalenjar adrenal, ovarium, dan testis.Fosfolipid, lesitin,
sfingomielin, dan sefalin merupakan komponen utama pada membrane
sel dan juga bekerja dalam larutan untuk mengubah tegangan
permukaan cairan (misal aktifitas surfaktan cairan di paru).
Fosfolipid dalam darah berasal dari hati dan usus, serta dalam
jumlah kecil sintesis di berbagai jaringan. Fosfolipid dalam darah
dapat ikut serta dalam metabolisme sel dan juga dalam koagulasi
darah.Karena lipid tidak dapat larut dalam air, maka itu memerlukan
suatu pengangkut agar bisa masuk dalam sirkulasi darah. Pengangkut
itu adalah suatu protein yang dinamakan lipoprotein. Lipoprotein
dalam sirkulasi terdiri dari partikel berbagai ukuran yang juga
mengandung kolesterol, trigliserida, fosfolipid, protein dalam
jumlah berbeda sehingga masing-masing lipoprotein memiliki
karakteristik densitas yang berbeda. Lipoprotein terbesar dan
paling rendah densitasnya adalah kilomikron, diikuti oleh
lipoprotein densitas sangat rendah (very low density lipoprotein,
VLDL), lipoprotein densitas rendah (low density lipoprotein, LDL),
lipoprotein densitas sedang (intermediate density lipoprotein,
IDL), dan lipoprotein densitas tinggi (high density lipoprotein,
HDL).5Sebagian besar trigliserida pada plasma tidak dalam keadaan
puasa terdapat dalam bentuk kilomikron, sedangkan pada sampel
plasma puasa, trigliserida terutama terdapat dalam bentuk VLDL.
Sebagian kolesterol plasma terkandung dalam LDL. Sebagian kecil
(15-25%) kolesterol berada dalam HDL.Jalur eksogen atau makanan
pengangkutan lemak melibatkan penyerapan trigliserida dan
kolesterol melalui usus, disertai pembentukan dan pembebasan
kilomikron ke dalam limfe dank e aliran darah melalui duktur
torasikus. Kilomikron membebaskan trigliserida ke jaringan adiposa
sewaktu beredar dalam sirkulasi. Selain itu, juga mengaktifkan
lipoprotein lipase yang dapat melepaskan asam lemak bebas dari
trigliserida sehingga ukuran kilomikron berkurang menjadi sisa yang
akhirnya diserap oleh hati. Asam-asam lemak yang dikeluarkan pada
gilirannya diserap oleh sel otot dan adiposa. Fungsi Lemak1.
Sebagai sumber energi (memiliki kandungan 9 kkal/g)2. Unsur
pembangun membran sel dan bertanggung jawab untuk lewatnya berbagai
bahan yang masuk dan keluar sel.3. Sebagai pelindung organ-organ
penting, penyekat jaringan tubuh.4. Menjaga tubuh terhadap pengaruh
luar, misalnya: suhu, luka (infeksi).5. Insulator listrik (agar
impuls-impuls syaraf merambat dengan cepat)6. Membantu melarutkan
dan mentransport senyawa-senyawa tertentu (misal vitamin A, D, E
dan K) dalam aliran darah untuk keperluan metabolisme.
Sumber LemakSumber lemak terbagi menjadi 2, yaitu lemak hewani
dan lemak nabati. Lemak nabati berasal dari bahan makanan tumbuhan
sementara lemak nabati dari hewan termasuk telur, susu. Sumber
lemak nabati berada di dalam sitoplasma berupa droplet dan pada
hewani berada di dalam jaringan adiposa. Metabolisme LemakSetelah
mengalami pencernaan di usus, molekul lemak akan diabsorpsi. Namun
molekul lemak tidak dapat diabsorpsi begitu saja. Hal ini
dikarenakan sifat lemak yang hidrofobik. Sehingga harus ada molekul
pembawa, yaitu khilomikron. Khilomikron akan membawa asam lemak
bersama 2 monogliserida ke dalam limfe kemudian beredar dalam
darah. Selain menggunakan khilomikron, bentuk transportasi lemak
yang lain di dalam darah ialah VLDL, HDL, LDL, IDL, dan FFA yang
terikat albumin. Jalur metabolisme lemak akan dimulai ketika asam
lemak masuk ke dalam sel.2Metabolisme lemak di dalam tubuh meliputi
metabolisme:1. Asam lemak jenuhAsam lemak jenuh dapat masuk ke
dalam sel untuk mengalami oksidasi. Di dalam sel, oksidasi asam
lemak akan terjadi di dalam mitokondria. Namun asam lemak yang
masuk ke dalam mitokondria umumnya berukuran kecil. Bila jumlah
atom C pada asam lemak lebih dari 12, maka akan ada molekul pembawa
yang disebut sebagai karnitin yang akan membawa asam lemak jenis
ini masuk untuk mengalami oksidasi di dalam mitokondria. Di dalam
mitokondria, jenis oksidasi asam lemak jenuh ini ialah oksidasi
beta. Oksidasi ini merupakan oksidasi utama yang terjadi di dalam
mitokondria. Senyawa awal dari proses metabolisme ini ialah asil
ko-A yang merupakan bentuk aktivasi dari molekul asam lemak bebas.
Pada proses oksidasi ini memerlukan koenzim NAD dan FAD yang akan
menghasilkan energi melalui rantai pernapasan. Oksidasi asam lemak
jenuh dapat meghasilkan asetil ko-A dan propionil ko-A (bila jumlah
atom C ganjil). Asetil ko-A dapat masuk ke dalam siklus asam
sitrat.2Selain itu proses oksidasi asam lemak jenuh dapat
berlangsung di peroksisom. Namun proses ini tidak dapat
menghasilkan ATP. Asam lemak rantai panjang umumnya mengalami
oksidasi di peroksisom. Pada oksidasi ini dihasilkan oktanoil-koA
dan asetil ko-A. Proses oksidasi alfa asam lemak dapat berlangsung
di jaringan otak. Proses ini juga tidak menghasilkan ATP dan tidak
perlu pengaktifan oleh asil ko-A.Oksidasi omega berlangsund di
hepar. Dimana proses oksidasi ini memerlukan NADPH dan dikatalisis
oleh sitokrom P-450 serta dapat menghasilkan asam
dikarboksilat.
2. Asam lemak tidak jenuhPada reaksi ini jumlah ATP yang
dihasilkan lebih sedikit dibanding asam lemak jenuh. Hal ini
dikarenakan akan dipakai 2 ATP pada reaksi oksidasi beta yang
merupakan bagian dari reaksi yang menghasilkan FADH2. Produk
oksidasinya sama dengan oksidasi asam lemak jenuh, akan tetapi
jumlah ATP berbeda.Asam lemak juga dapat disintesis dengan
menggunakan jalur sintesis de novo maupun pemanjangan gugus asam
lemak. Jalus sintesis de novo merupakan jalur ekstramitokondria
yang mengubah asetil ko-A menjadi asam palmitat. Jalur ini akan
berlangsung bila ada kelebihan kalori makanan. Sumber utama jalur
ini ialah karbohidrat. Melalui proses glikolisis dan oksidasi
piruvat akan dihasilkan asetil Ko-A. Awalnya asetil ko-A akan
diubah ke malonil ko-A dengan bantuan asetil ko-A karboksilase.
Selanjutnya malonil ko-A akan masuk ke kompleks enzim untuk
menghasilkan asam palmitat. Kompleks enzim ini terdiri dari 7 enzim
yang akan menambah 2 atom C pada setiap kerja enzimnya.2,5
3. EikosanoatMerupakan senyawa yang berasal dari asam lemak
tidak jenuh. Asam lemak tidak jenuh disini bersifat essensial,
yaitu asam linoleat (6), asam alfa linolenat (3) dan asam
arakhidonat (9). Sintesis eikisanoat melalui jalan metabolisme
siklooksigenasi dan lipokigenase. Akan menghasilkan leukotrien,
prostaglandin, prostasiklin, dan tromboksan.2
4. TriasilgliserolSintesis triasilgliserol terjadi di hati,
jaringan adiposa dan mukosa usus. Proses ini terutama terjadi di
mikrosom.Proses di mukosa usus terjadi melalui reaksi
berikut:2-monoasilgliserol + 2 asil ko-A triasilgliserol + 2
koATriasilgliserol diangkut dalam khilomikron ke limfe untuk masuk
ke dalam darah.Proses di hati terjadi melalui reaksi
berikut:Gliserol 3-P + 3 asil-koA triasilgliserol + 3 koA +
PiGliserol 3-P bisa didapat melalui gliserol maupun glukosa melalui
proses glikolisis. Namun gliserol disini tidak dapat dipakai karena
keatifan glikokinase yang rendah.Proses di jaringan adiposa melalui
:Gliserol 3-P + 3 asil-koA triasilgliserol + 3 koA + PiTidak
seperti di hati dan mukosa usus, triasilgliserol yang terbentuk
disini akan disimpan di jaringan adiposa. Sedangkan proses
katabolisme triasilgliserol terutama terjadi di jaringan adiposa
dengan jalan memotong asam lemak satu per satu hingga tersisa
gliserol. Enzim yang berperan yaitu triasil gliserol lipase, diasil
gliserol lipase dan monoasil gliserol lipase. Sedangkan
triasilgliserol yang terdapat di dalam VLDL dan khilomikron
dihidrolisis oleh lipoprotein lipase yang terdapat pada dinding
pembuluh darah.25. Benda ketonProses ketogenesis terjadi di
mitokondria dan hati. Proses ini memakai asetil-KoA sebagai bahan
baku. Pada proses ini dibutuhkan enzim tiolase, HMG-koA sintase,
HMG-koA liase dan beta 3-OH butirat .Jenis bedan keton yang
dihasilkan ialah aseton, asam asetoasetat dan asam beta 3-OH
butirat. Kedua asam ini bisa saling interkonversi.Benda keton yang
terbentuk bisa dibawa darah ke jaringan ekstrahepatik untuk
diaktifkan menjadi asetil ko-A. Sementara aseton akan keluar
melalui udara pernapasan.2Ketogenesis meningkat pada peningkatan
asam lemak bebas dalam darah yang bisa terjadi pada keadaan
kelaparan, DM tidak terkontrol, diet tinggi lemak dan hormon yang
meningkatkan lipolisis. Akibat peningkatan ketogenesis dapat
menyebabkan ketosis dan asidosis metabolik.6. LipoproteinLemak
dalam darah ditranspor dalam bentuk lipoprotein. Lipoprotein
didalam darah dapat dipisahkan dengan cara ultrasentrifugasi dan
elektroforesa. Bila dipisahkan lipoprotein akan tersusun dari yang
memiliki berat molekul terkecil (lapisan atas) hingga berat molekul
terbesar (lapisan bawah). Dengan cara ultrasentrifugasi didapat
susunan dari atas ke bawah ialah khilomikron, VLDL, LDL dan
HDL.Khilomikron disintesis dalam sel usus dengan menggunakan
protein apo-B48 dalam ribosom dan retikulum endoplasma kasar serta
sintesis lipid di retikulum endoplasma halus. Setelah itu terjadi
penggabungan antara komponen lipid dan protein di retikulum
endoplasma halus. Kemudian terjadi sintesis apo-AI dan apo-AII
membentuk khilomikron yang belum sempurna. Tambahan apo-C dan apo-E
akan menyempurnakan khilomikron. Pada badan golgi dapat terjadi
penambahan karbohidrat pada lipoprotein ini.2VLDL disintesis bagian
proteinnya menggunakan apo-B100 di ribosom dan retikulum endoplasma
kasar sedangkan lipid disintesis di retikulum endoplasma halus.
Dalam retikulum endoplasma halus juga akan bergabung membentuk VLDL
nascent seperti khilomikron. Kemudian akan mendapat penambahan
apo-E dan apo-C serta karbohidrat.HDL disintesis dengan menggunakan
apo A1. HDL awalnya berbentuk diskoid hingga menjadi sferis yang
merupakan HDL sempurna. Dalam HDL terdapat banyak fosfolipid.7.
KolesterolKolesterol adalah lipid amfipatik yang merupakan komponen
struktural esensial pada membran dan lapisan luar lipoprotein
plasma. Senyawa ini disintesis di banyak jaringan dari asetil-koA
dan merupakan prekursor semua steroid lain di dalam tubuh.
Pembentukan kolesterolPembentukan kolesterol dari lanosterol
berlangsung di retikulum endoplasma dan melibatkan
pertukaran-pertukaran di inti steroid dan rantai samping membentuk
desmosterol, dan akhirnya membentuk kolesterol.Ekskresi
kolesterolKolesterol diekskresikan dari tubuh di dalam empedu
sebagai kolesterol atau asam (garam) empedu.Asam empedu primer
disintesis di hati dari kolesterol. 7alfa-hidroksilasi adalah tahap
regulatorik pertama dan terpenting dalam biosintesis asam empedu
dikatalisis oleh kolesterol7alfa-hidroksilase (merupakan
monooksigenase dan perlu NADPH dan sit450). Tahap-tahap selanjutnya
juga dikatalisis oleh enzim-enzim monooksigenase menghasilkan asam
empedu primer. Sebagian asam empedu primer di usus mengalami
perubahan lebih lanjut akibat aktivitas bakteri usus yang mencakup
dekonjugasi dan 7alfa-dehidroksilasi yang menghasilkan asam empedu
sekunder, asam deoksikolat dan asam litokolat. Asam empedu primer
dan sekunder diserap di ileum dan 98-99% dikembalikan ke hati
melalui sirkulasi porta (sirkulasi enterohepatik). Sebagian kecil
asam empedu yang lolos dari absorbsi dikeluarkan melalui tinja. 54.
ProteinProtein berasal dari bahasa Yunani yaitu proteos yang
berarti yang utama atau yang didahulukan, di mana benar adanya
bahwa protein adalah zat yang paling penting dalam setiap
organisme.1Protein merupakan bagian terbesar pada tubuh sesudah
air. Seperlima bagian tubuh adalah protein, setengahnya ada di
dalam otot, seperlima ada di dalam tulang dan tulang rawan,
sepersepuluh di dalam kulit, dan selebihnya di dalam jarigan lain
dan cairan tubuh. Semua enzim, hormon, pengangkutan zat-zat gizi,
matriks intraseluler dan lain sebagainya adalah protein. Di samping
itu asam amino yang membentuk protein bertindak sebagai prekursor
sebagai prekursor sebagian besar koenzim, hormon, asam nukleat, dan
molekul-molekul yang esensial untuk kehidupan. Protein mempunyai
fungsi yang tidak dapat digantikan oleh zat gizi lain, yaitu
membangun serta memelihara sel-sel dan jaringan tubuh.Protein
adalah molekul makromolekul yang mempunyai berat molekul antara 5
ribu hingga beberapa juta. Protein terdiri atas rantai-rantai
panjang asam amino, yang terikat satu sama lain dalam ikatan
peptida. Asam amino terdiri atas unsur-unsur karbon (C), hydrogen
(H), oksigen (O) dan nitrogen(N); beberapa asam amino di samping
itu mengandung unsur-unsur fosfor, besi, sulfur, iodium, dan
kobalt. Unsur utama protein adalah nitrogen, di mana nitrogen
merupakan 16% dari berat protein.Jenis protein sangat banyak,
mungkin sampai 1010-1012.. Ini dapat dibayangkan bila diketahui
bahwa protein terdiri atas sekian kombinasi berbagai jenis dan
jumlah asam amino. Ada dua puluh jenis asam amino yang diketahui
sampai sekarang yang terdiri atas 8 asam amino esensial (tidak
dapat diproduksi tubuh) dan 10 asam amino non-esensial (dapat
diproduksi tubuh). Asam amino esensial tersebut adalah:
Phenilalanin, Valin, Lysin, Isoleusin, Triptophan, Threonin,
Leusin, dan Methionin. Sedangkan asam amino yang non-esensial
adalah Asam Aspartat, Asam Glutamat, Glysin, Serin, Prolin,
Hidroksiprolin, Tyronin, Hidroksilisin, Asparagin, dan Alanin.
Selain itu, jug terdapat 2 asam amino semi-esensial (asam amino
yang dapat mencukupi untuk proses pertumbuhan orang dewasa, tetapi
tidak mencukupi untuk proses pertumbuhan anak anak), yaitu Arginin
dan Histidin.
Klasifikasi ProteinBerdasarkan komponen-komponen yang menyusun
protein:11. Protein Simpleks. Hasil hidrolisis total protein jenis
ini merupakan campuran yang hanya terdiri atas asam-asam amino.2.
Protein Kompleks (complex protein, conjugated protein). Hasil
hidrolisa total dari protein jenis ini. Selain terdiri atas
berbagai jenis asam amino juga terdapat komponen lain misalnya
unsur logam gugusan phosphat dan sebagainya (contoh: hemoglobin,
lipoprotein, glikoprotein, dan sebagainya)3. Protein Derivat
(protein derivative). Merupakan ikatan antara (intermediate
product) sebagal hasil hidrolisa parsial dari protein native,
misalnya albumosa, peptone dan sebagainya.Berdasarkan sumbernya,
protein diklasifikasikan menjadi:1. Protein hewani, yaitu protein
dalam bahan makanan yang berasal dan binatang, seperti protein dari
daging, protein susu, dan sebagainya.2. Protein nabati, yaitu
protein yang berasal dan bahan makanan turnbuhan, seperti protein
dari jagung (zein), dan terigu, dan sebagainya. Fungsi Protein1.
Pertumbuhan dan pemeliharaan.Protein tubuh berada dalam keadaan
dinamis, yang secara bergantian pecah dan disintesis kembali. Tiap
hari sekitar 3% jumlah protein total berada dalam keadaan berubah
ini.
2. Pembentukan ikatan-ikatan esensial tubuh.Hormon tiroid,
epinefrin, insulin adalah ptotein, begitu juga dengan enzim.
Ikatan-ikatan ini bertindak sebagai katalisator atau membantu
perubahan-perubahan biokimia yang terjadi di dalam tubuh.
3. Mengatur keseimbangan air.Keseimbangan cairan tubuh harus
dijaga melaui sistem kompleks yang melibatkan protein dan
elektrolit.
4. Memelihara netralitas tubuh.Protein tubuh bentindak sebagai
buffer, menjaga pH tetap konstan. Sebagian besar jaringan tubuh
berfungsi dalam keadaan pH netral atau sedikit alkali (pH
7,35-7,45).
5. Pembentukan antibodikemampuan tubuh terhadap detoksifikasi
terhadap bahan-bahan racun dikontrol oleh enzim-enzim yang terdapat
terutama di dalam hati.
6. Mengangkut zat-zat giziProtein memegang peranan esensial
dalam mengangkut zat-zat gizi dari saluran cerna melaui dinding
saluran cerna ke dalam darah, dari darah ke jaringan-jaringan, dan
melalui membran sel ke dalam sel-sel.
7. Sumber energi.Protein menghasilkan energi sebesar 4 kkal/g.
Sumber ProteinBahan makanan hewani merupakan sumber protein yang
baik, seperti telur, susu, daging, unggas, ikan dan kerang. Sumber
protein nabati adalah kacang kedelai dan hasil olahannya seperti
tahu dan tempe serta kacang-kacangan lainnya. Metabolisme
ProteinProtein yang dimakan didalam tubuh akan dihidrolisis
menggunakan enzim-enzim tertentu. Adapun enzim yang bekerja ialah
pepsin dengan bantuan HCl di lambung. Setelah mencapai usus halus,
maka pankreas akan mensekresikan tripsin, kimotripsin dan
karboksipeptidase yang juga bekerja untuk memotong protein menjadi
polipeptida. Yang bertugas sebagai pemecah terakhir ialah peptidase
dan aminopeptidase. Setelah terbentuk asam amino, melalui transpor
mediated aktif dengan bantuan ion natrium, asam amino akan dibawa
ke dalam darah melalui lumen usus halus. Vitamin B6 membantu kerja
ion natrium ini.2Asam amino dapat disintesis dalam tubuh dan
didapatkan dari makanan. Seperti yang telah dibahas diatas, asam
amino yang disintesis tubuh disebut sebagai asam amino non
essensial. Total terdapat 12 asam amino non essensial. 9
diantaranya disintesis dari komponen siklus asam sitrat, sedangkan
3 yang lain didapatkan dari asam amino essensial.5Biosintesis asam
amino non essensial:1. ketoglutarat Asam Glutamat2. Asam Glutamat
Glutamin3. Glutamat Prolin Hidroksi Prolin4. Piruvat Alanin5.
Oksaloaseat Aspartat Alanin6. D-3-Fosfogliserat Serin7. Glioksilat
dan Kolin Glisin8. Metionin dan Serin Sistein9. Phenilalanin
Tirosin10. Lisin Hidroksi LisinSetelah asam amino disintesis, maka
di ribosom asam amino akan dirangkai membentuk protein. Protein
tubuh mempunyai masa turn over dan dapat dikatabolisme. Lisosom
merupakan tempat utama katabolisme protein, sedangkan sitosol
merupakan tempat katabolisme protein yang memiliki masa kerja
pendek dan protein yang abnormal. Setelah dikatabolisme, bentuk
ekskresi terutama dari protein ialah urea melalui urin. Urea
disintesis melalui empat tahap, yaitu:1. TransaminasiPada
transaminasi dengan bantuan piruvat dan ketoglutarat, berbagai
macam asam amino akan diubah kedalam bentuk keto sedangkan piruvat
akan membentuk alanin dan ketoglutarat akan membentuk glutamat.
Caranya ialah dengan melepas gugus amina dari asam amino. Reaksi
yang terjadi adalah sebagai berikut: Piruvat + Asam Amino Alanin +
Asam Amino -keto (ALA transaminase) ketoglutarat + Asam Amino
Glutamat + Asam Amino -keto (glutamat transaminase)Namun pemusatan
asam amino lebih bekerja untuk pembentukan asam glutamat dibanding
alanin. Reaksi transaminasi tidak terjadi pada asam amino lisin,
threonin, prolin dan hidroksi prolin. Glutamat hasil proses
transaminasi dapat mengalami proses deaminasi oksidatif untuk
menghasilkan amoniak.
2. Deaminasi OksidatifPada proses ini glutamat akan melepas
gugus amina yang akan bereaksi dengan ion hidrogen membentuk
amoniak.L-Glutamat + NAD+/NADP+ ketoglutarat + NH3 + NADH/NADPH +
H+ . (L-glutamat dehidrogenase).
3. Transpor AmoniaAmoniak ditranspor dalam darah menuju ke hati
untuk mengalami intoksikasi. Kadar amoniak yang normal dalam darah
ialah berkisar 10-20 g/dL. Kadar amoniak yang tinggi dapat
menyebabkan gangguan bicara, penglihatan kabur hingga koma. Hal ini
dapat dijumpai pada sirosis hati. Selain hasil katabolisme, amoniak
darah juga berasal dari senyawa N di dkolon akibat aktivitas
bakteri usus.Setelah sampai di hati, amoniak dapat digunakan untuk
sintesis urea ataupun pembentukan asam amino.
4. Sintesis UreaTerjadi di hati. Dalam hepatosit, proses ini
terjadi di mitokondria dan sitosil. Enzim pengatur pada siklus urea
ialah karbamoil fosfat sintase I. Senyawa awal yang dibutuhkan
ialah NH4+ dan CO2. Nitrogen disini dapat dibawa oleh asam amino
citrulin, ornitin, arginin, arginin suksinat dan aspartat. Kondisi
patologis seperti diabetes melitus tidak terkontrol dapat mendorong
peningkatan sintesis urea. Kelainan pada siklus urea dapat
menyebabkan intoksikasi amonia yang dapat menyebabkan retardasi
mental.3
PenutupanKesimpulan Energi yang dibutuhkan untuk melakukan
aktivitas sehari-hari didapatkan dari makanan yang dikonsumsi yaitu
yang utama adalah karbohidrat, lemak dan protein. Apabila energi
yang dihasilkan dari metabolisme karbohidrat sudah tidak mencukupi
untuk aktivitas, maka energi akan diperoleh dari metabolisme lemak
dan protein yang disimpan dalam tubuh untuk energi cadangan. Pada
proses metabolisme energi juga memerlukan beberapa proses agar
dapat membentuk energi yang diserap oleh tubuh. Karena itu,
metabolisme pembentukan energi sangat penting untuk melakukan
aktivitas sehari-hari.
Daftar Pustaka1. Harjasasmita. Ikhtisat biokimia dasar B.
Jakarta: FKUI 2003.2. Murray RK, Granner DK, Mayes PA. Biokimia
harper edisi 27. Jakarta: EGC 2009.3.Sherwood L. Fisiologi manusia
dari sel ke system. Edisi ke-2. Jakarta: EGC;
2001.h.609-86.4.Ganong WF. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi
ke-20. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2003.h.276-88.5.
Marks DB, Marks AD, Smith CM. Biokimia kedokteran dasar. Jakarta :
EGC; 2000.770.h.546-8.
1