PROSES METABOLISME KARBOHIDRAT
Lintasan metabolisme
dapat digolongkan menjadi 3 kategori:
1. Lintasan
anabolik (penyatuan/pembentukan)
Ini merupakan lintasan
yang digunakan pada sintesis senyawapembentuk struktur dan mesin
tubuh. Salah satu contoh dari kategori ini adalah sintesis protein.
2. Lintasan
katabolik (pemecahan)
Lintasan ini meliputi
berbagai proses oksidasi yang melepaskan energi bebas,
biasanya dalam bentuk fosfat energi tinggi atau unsur ekuivalen pereduksi,
seperti rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif.
3. Lintasan
amfibolik (persimpangan)
Lintasan ini memiliki
lebih dari satu fungsi dan terdapat padapersimpangan metabolisme
sehingga bekerja sebagai penghubung antara lintasan anabolik dan lintasan
katabolik. Contoh dari lintasan ini adalah siklus asam sitrat (Siklus Kreb).
Karbohidrat, lipid dan
protein sebagai makanan sumber energi harus dicerna menjadi molekul-molekul
berukuran kecil agar dapat diserap. Berikut ini adalah hasil akhir pencernaan
nutrien tersebut:
Ø Hasil pencernaan karbohidrat:
monosakarida terutama glukosa
Ø Hasil pencernaan lipid: asam
lemak, gliserol dan gliserida
Ø Hasil
pencernaan protein: asam amino
Semua hasil pencernaan
di atas diproses melalui lintasan metaboliknya masing-masing menjadi Asetil KoA,
yang kemudian akan dioksidasi secara sempurna melalui siklus asam sitrat dan
dihasilkan energi berupa adenosin trifosfat (ATP) dengan produk buangan
karbondioksida (CO2).
Glukosa merupakan
karbohidrat terpenting. Dalam bentuk glukosalah massa karbohidrat makanan
diserap ke dalam aliran darah, atau ke dalam bentuk glukosalah karbohidrat
dikonversi di dalam hati, serta dari glukosalah semua bentuk karbohidrat lain
dalam tubuh dapat dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi
manusia dan bahan bakar universal bagi janin. Glukosa diubah menjadi
karbohidrat lain misalnya glikogen untuk simpanan, ribose untuk membentuk asam
nukleat, galaktosa dalam laktosa susu, bergabung dengan lipid atau dengan
protein, contohnya glikoprotein dan proteoglikan.
a. Jalur-jalur
metabolisme karbohidrat
Terdapat beberapa jalur
metabolisme karbohidrat yaitu glikolisis, oksidasi piruvat, siklus asam sitrat,
glikogenesis, glikogenolisis serta glukoneogenesis.
Secara ringkas,
jalur-jalur metabolisme karbohidrat dijelaskan sebagai berikut:
1. Glukosa
sebagai bahan bakar utama metabolisme akan mengalami glikolisis (dipecah)
menjadi 2 piruvat jika tersedia oksigen. Dalam tahap ini dihasilkan energi
berupa ATP.
2. Selanjutnya
masing-masing piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Dalam tahap ini dihasilkan
energi berupa ATP.
3. Asetil
KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat. Dalam tahap ini
dihasilkan energi berupa ATP.
4. Jika
sumber glukosa berlebihan, melebihi kebutuhan energi kita maka glukosa tidak
dipecah, melainkan akan dirangkai menjadi polimer glukosa (disebut glikogen).
Glikogen ini disimpan di hati dan otot sebagai cadangan energi jangka pendek.
Jika kapasitas penyimpanan glikogen sudah penuh, maka karbohidrat harus dikonversi
menjadi jaringan lipid sebagai cadangan energi jangka panjang.
5. Jika
terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energi, maka glikogen
dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa mengalami glikolisis, diikuti
dengan oksidasi piruvat sampai dengan siklus asam sitrat.
6. Jika
glukosa dari diet tak tersedia dan cadangan glikogenpun juga habis, maka sumber
energi non karbohidrat yaitu lipid dan protein harus digunakan. Jalur ini
dinamakan glukoneogenesis (pembentukan glukosa baru) karena dianggap lipid dan
protein harus diubah menjadi glukosa baru yang selanjutnya mengalami
katabolisme untuk memperoleh energi.
TAHAP METABOLISME KARBOHIDRAT
Glikolisis
Glikolisis adalah
katabolisme glukosa yang berlangsung di dalam sitosol semua sel, menjadi:
1. asam
piruvat, pada suasana aerob (tersedia oksigen)
2. asam
laktat, pada suasana anaerob (tidak tersedia oksigen)
1. Glukosa
mengalami fosforilasi menjadi glukosa-6 fosfat dengan dikatalisir oleh enzim
heksokinase atau glukokinase pada sel parenkim hati dan sel Pulau Langerhans
pancreas. ATP diperlukan sebagai donor fosfat dan bereaksi sebagai kompleks
Mg-ATP. Satu fosfat berenergi tinggi digunakan, sehingga hasilnya adalah ADP.(-1P)
Mg2+
Glukosa +
ATP à
glukosa 6-fosfat + ADP
2. Glukosa
6-fosfat diubah menjadi Fruktosa 6-fosfat dengan bantuan enzim fosfoheksosa
isomerase. Enzim ini hanya bekerja pada anomer µ-glukosa 6-fosfat.
µ-D-glukosa
6-fosfat « µ-D-fruktosa 6-fosfat
3. Fruktosa
6-fosfat diubah menjadi Fruktosa 1,6-bifosfat dengan bantuan enzim
fosfofruktokinase. ATP menjadi donor fosfat, sehingga hasilnya adalah ADP.(-1P)
µ-D-fruktosa 6-fosfat +
ATP « D-fruktosa 1,6-bifosfat
4. Fruktosa
1,6-bifosfat dipecah menjadi gliserahdehid 3-fosfat dan dihidroksi aseton
fosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim aldolase (fruktosa 1,6-bifosfat
aldolase).
D-fruktosa
1,6-bifosfat« D-gliseraldehid
3-fosfat + dihidroksiaseton fosfat
5. Gliseraldehid
3-fosfat dapat berubah menjadi dihidroksi aseton fosfat dan sebaliknya (reaksi
interkonversi). Reaksi bolak-balik ini mendapatkan katalisator enzim
fosfotriosa isomerase.
D-gliseraldehid
3-fosfat « dihidroksiaseton
fosfat
6. Gliseraldehid
3-fosfat dioksidasi menjadi 1,3-bifosfogliserat dengan bantuan enzim
gliseraldehid 3-fosfat dehidrogenase. Dihidroksi aseton fosfat bisa diubah
menjadi gliseraldehid 3-fosfat maka juga dioksidasi menjadi
1,3-bifosfogliserat.
D-gliseraldehid
3-fosfat + NAD+ + Pi« 1,3-bifosfogliserat + NADH + H+
Atom-atom hidrogen
yang dikeluarkan dari proses oksidasi ini dipindahkan kepada NAD+ yang
terikat pada enzim. Pada rantai respirasi mitokondria akan dihasilkan tiga
fosfat berenergi tinggi. (+3P)
Karena fruktosa
1,6-bifosfat yang memiliki 6 atom C dipecah menjadi Gliseraldehid 3-fosfat dan
dihidroksi aseton fosfat yang masing-masing memiliki 3 atom C, dengan demikian
terbentuk 2 molekul gula yang masing-masing beratom C tiga (triosa). Jika
molekul dihidroksiaseton fosfat juga berubah menjadi 1,3-bifosfogliserat, maka
dari 1 molekul glukosa pada bagian awal, sampai dengan tahap ini akan menghasilkan
2 x 3P = 6P. (+6P)
7. Pada
1,3 bifosfogliserat, fosfat posisi 1 bereaksi dengan ADP menjadi ATP dibantu
enzim fosfogliserat kinase. Senyawa sisa yang dihasilkan adalah
3-fosfogliserat.
1,3-bifosfogliserat +
ADP « 3-fosfogliserat + ATP
Karena ada dua molekul
1,3-bifosfogliserat, maka energi yang dihasilkan adalah 2 x 1P = 2P. (+2P)
8. 3-fosfogliserat
diubah menjadi 2-fosfogliserat dengan bantuan enzim fosfogliserat mutase.
3-fosfogliserat « 2-fosfogliserat
9. 2-fosfogliserat
diubah menjadi fosfoenol piruvat (PEP) dengan bantuan enzim enolase. Enolase
dihambat oleh fluoride. Enzim ini bergantung pada Mg2+ atau Mn2+.
2-fosfogliserat « fosfoenol piruvat + H2O
10. Fosfat
pada PEP bereaksi dengan ADP menjadi ATP dengan bantuan enzim piruvat kinase.
Enol piruvat yang terbentuk dikonversi spontan menjadi keto piruvat.
Fosfoenol piruvat +
ADP à piruvat + ATP
Karena ada 2 molekul
PEP maka terbentuk 2 molekul enol piruvat sehingga total hasil energi pada
tahap ini adalah 2 x 1P = 2P. (+2P)
11. Jika
tak tersedia oksigen (anaerob), tak terjadi reoksidasi NADH melalui pemindahan
unsur ekuivalen pereduksi. Piruvat akan direduksi oleh NADH menjadi laktat
dengan bantuan enzim laktat dehidrogenase.
Piruvat + NADH + H+ à L(+)-Laktat + NAD+
Dalam keadaan aerob,
piruvat masuk mitokondria, lalu dikonversi menjadi asetil-KoA, selanjutnya
dioksidasi dalam siklus asam sitrat menjadi CO2.
Pada glikolisis aerob,
energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut:
- hasil
tingkat
substrat
:+ 4P
- hasil
oksidasi
respirasi
:+ 6P
- jumlah
:+10P
- dikurangi
untuk aktifasi glukosa dan fruktosa 6P : - 2P
+ 8P
Pada glikolisis
anaerob, energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut:
- hasil
tingkat
substrat
:+ 4P
- hasil
oksidasi
respirasi
:+ 0P
- jumlah
:+ 4P
- dikurangi
untuk aktifasi glukosa dan fruktosa 6P: - 2P
+ 2P
Oksidasi piruvat
Dalam jalur ini,
piruvat dioksidasi (dekarboksilasi oksidatif) menjadi Asetil-KoA, yang terjadi
di dalam mitokondria sel. Jalur ini merupakan penghubung antara glikolisis
dengan siklus Kreb’s. Jalur ini juga merupakan konversi glukosa menjadi asam
lemak dan lemak dan sebaliknya dari senyawa non karbohidrat menjadi
karbohidrat.
Rangkaian reaksi kimia
yang terjadi dalam lintasan oksidasi piruvat adalah sebagai berikut:
1. Dengan
adanya TDP (thiamine diphosphate), piruvat didekarboksilasi menjadi hidroksietil
TDP terikat oleh komponen kompleks enzim piruvat dehidrogenase. Produk sisa
yang dihasilkan adalah CO2.
2. Hidroksietil
TDP bertemu dengan lipoamid teroksidasi, suatu kelompok prostetik
dihidroksilipoil transasetilase untuk membentuk asetil lipoamid, selanjutnya
TDP lepas.
3. Selanjutnya
dengan adanya KoA-SH, asetil lipoamid akan diubah menjadi asetil KoA, dengan
hasil sampingan berupa lipoamid tereduksi.
4. Siklus
ini selesai jika lipoamid tereduksi direoksidasi oleh flavoprotein yang
mengandung FAD, pada kehadiran dihidrolipoil dehidrogenase. Flavoprotein
tereduksi dioksidasi oleh NAD+, sehingga memindahkan ekuivalen
pereduksi kepada rantai respirasi.
Piruvat + NAD+ +
KoA à Asetil KoA +
NADH + H+ + CO2
Siklus asam sitrat
Siklus asam sitrat
juga sering disebut sebagai siklus Kreb’s atau siklus asam trikarboksilat dan
berlangsung di dalam mitokondria. Siklus asam sitrat merupakan jalur akhir
bersama oksidasi karbohidrat, lipid dan protein. Siklus asam sitrat merupakan
rangkaian reaksi katabolisme asetil KoA yang menghasilkan energi dalam bentuk
ATP.
Selama proses oksidasi
asetil KoA, terbentuk ekuivalen pereduksi berbentuk hidrogen atau elektron.
Unsur ekuivalen pereduksi ini kemudian memasuki rantai respirasi (proses
fosforilasi oksidatif) menghasilkan ATP. Pada keadaan tanpa oksigen (anoksia)
atau kekurangan oksigen (hipoksia) terjadi hambatan total pada siklus tersebut.
Reaksi-reaksi pada
siklus asam sitrat diuraikan sebagai berikut:
1. Kondensasi
asetil KoA dengan oksaloasetat membentuk sitrat, dikatalisir sitrat sintase.
Asetil
KoA + Oksaloasetat + H2O à Sitrat + KoA
2. Sitrat
dikonversi menjadi isositrat oleh enzim akonitase (akonitat hidratase) yang
mengandung besi Fe2+. Konversi berlangsung dalam 2 tahap, yaitu:
dehidrasi menjadi sis-akonitat dan rehidrasi menjadi isositrat.
3. Isositrat
mengalami dehidrogenasi menjadi oksalosuksinat dibantu enzim isositrat
dehidrogenase, yang bergantung NAD+.
Isositrat
+ NAD+ « Oksalosuksinat « µ–ketoglutarat + CO2 + NADH + H+
(terikat enzim)
Kemudian terjadi
dekarboksilasi menjadi µ–ketoglutarat yang
juga dikatalisir oleh enzim isositrat dehidrogenase. Mn2+ atau
Mg2+berperan penting dalam reaksi dekarboksilasi.
4. µ–ketoglutarat mengalami dekarboksilasi
oksidatif menjadi suksinil KoA dengan bantuan kompleks µ–ketoglutarat dehidrogenase, dengan kofaktor
misalnya TDP, lipoat, NAD+, FAD serta KoA.
µ–ketoglutarat + NAD+ +
KoA à Suksinil KoA +
CO2 + NADH + H+
5. Suksinil
KoA berubah menjadi suksinat dengan bantuan suksinat tiokinase (suksinil KoA
sintetase).
Suksinil
KoA + Pi + ADP « Suksinat + ATP + KoA
6. Suksinat
mengalami dehidrogenasi menjadi fumarat dengan peran suksinat dehidrogenase
yang mengandung FAD.
Suksinat
+ FAD « Fumarat + FADH2
7. Fumarat
mendapatkan penambahan air menjadi malat dengan bantuan enzim fumarase (fumarat
hidratase)
Fumarat
+ H2O « L-malat
8. Malat
mengalami hidrogensi menjadi oksaloasetat dengan katalisator malat
dehidrogenase, suatu reaksi yang memerlukan NAD+.
L-Malat
+ NAD+ « oksaloasetat +
NADH + H+
Energi yang dihasilkan
dalam siklus asam sitrat
Pada proses oksidasi
asetil KoA, dihasilkan 3 molekul NADH dan 1 FADH2. Sejumlah
ekuivalen pereduksi dipindahkan ke rantai respirasi dalam membran interna
mitokondria. Ekuivalen pereduksi NADH menghasilkan 3 ikatan fosfat berenergi
tinggi (esterifikasi ADP menjadi ATP). FADH2 menghasilkan 2
ikatan fosfat berenergi tinggi. Fosfat berenergi tinggi juga dihasilkan pada
tingkat siklus (tingkat substrat) saat suksinil KoA diubah menjadi suksinat.
Dengan demikian
rincian energi yang dihasilkan dalam siklus asam sitrat adalah:
1. Tiga molekul NADH,
menghasilkan : 3 X
3P = 9P
2. Satu molekul FADH2,
menghasilkan : 1 x
2P = 2P
3. Pada tingkat
substrat
= 1P
Jumlah
= 12P
Satu siklus Kreb’s
akan menghasilkan energi 3P + 3P + 1P + 2P + 3P= 12P.
Kalau kita hubungkan
jalur glikolisis, oksidasi piruvat dan siklus Kreb’s, akan dapat kita hitung bahwa
1 mol glukosa jika dibakar sempurna (aerob) akan menghasilkan energi dengan
rincian sebagai berikut:
1. Glikolisis
: 8P
2. Oksidasi
piruvat (2 x
3P)
: 6P
3. Siklus
Kreb’s (2 x
12P)
: 24P
Jumlah
: 38P
Glikogenesis
Tahap pertama
metabolisme karbohidrat adalah pemecahan glukosa (glikolisis) menjadi piruvat.
Selanjutnya piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Akhirnya asetil KoA masuk ke
dalam rangkaian siklus asam sitrat untuk dikatabolisir menjadi energi.
Proses di atas terjadi
jika kita membutuhkan energi, misalnya untuk berpikir, mencerna makanan,
bekerja dan sebagainya. Jika jumlah glukosa melampaui kebutuhan, maka dirangkai
menjadi glikogen untuk cadangan makanan melalui proses glikogenesis.
Glikogen merupakan
simpanan karbohidrat dalam tubuh dan analog dengan amilum pada tumbuhan.
Glikogen terdapat didalam hati (sampai 6%) dan otot jarang melampaui jumlah 1%.
Tetapi karena massa otot jauh lebih besar daripada hati, maka besarnya simpanan
glikogen di otot bisa mencapai tiga sampai empat kali lebih banyak.
Seperti amilum, glikogen merupakan polimer µ-D-Glukosa yang bercabang.
Glikogen otot adalah
sumber heksosa untuk proses glikolisis di dalam otot itu sendiri. Sedangkan
glikogen hati adalah simpanan sumber heksosa untuk dikirim keluar guna
mempertahankan kadar glukosa darah, khususnya di antara waktu makan. Setelah
12-18 jam puasa, hampir semua simpanan glikogen hati terkuras. Tetapi glikogen
otot hanya terkuras setelah seseorang melakukan olahraga yang berat dan lama.
Rangkaian proses
terjadinya glikogenesis digambarkan sebagai berikut:
1. Glukosa
mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat (reaksi yang lazim terjadi juga
pada lintasan glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase
sedangkan di hati oleh glukokinase.
2. Glukosa
6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan bantuan
katalisator enzim fosfoglukomutase. Enzim itu sendiri akan mengalami
fosforilasi dan gugus fosfo akan mengambil bagian di dalam reaksi reversible
yang intermediatnya adalah glukosa 1,6-bifosfat.
Enz-P + Glukosa
6-fosfat «Enz + Glukosa
1,6-bifosfat « Enz-P + Glukosa
1-fosfat
3. Selanjutnya
glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk uridin
difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini dikatalisir oleh enzim UDPGlc
pirofosforilase.
UTP + Glukosa
1-fosfat « UDPGlc + PPi
4. Hidrolisis
pirofosfat inorganic berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganik akan menarik
reaksi kea rah kanan persamaan reaksi
5. Atom
C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan
glikosidik dengan atom C4 pada residu glukosa terminal
glikogen, sehingga membebaskan uridin difosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh
enzim glikogen sintase. Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya (disebut
glikogen primer) harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer
selanjutnya dapat terbentuk pada primer protein yang dikenal sebagai
glikogenin.
UDPGlc + (C6)n à UDP + (C6)n+1
Glikogen
Glikogen
Residu glukosa yang
lebih lanjut melekat pada posisi 1à4 untuk membentuk rantai pendek yang
diaktifkan oleh glikogen sintase. Pada otot rangka glikogenin tetap melekat
pada pusat molekul glikogen, sedangkan di hati terdapat jumlah molekul glikogen
yang melebihi jumlah molekul glikogenin.
6. Setelah
rantai dari glikogen primer diperpanjang dengan penambahan glukosa tersebut
hingga mencapai minimal 11 residu glukosa, maka enzim pembentuk cabang
memindahkan bagian dari rantai 1à4 (panjang minimal 6 residu glukosa) pada
rantai yang berdekatan untuk membentuk rangkaian 1à6 sehingga membuat titik cabang pada molekul
tersebut. Cabang-cabang ini akan tumbuh dengan penambahan lebih lanjut 1àglukosil dan pembentukan cabang selanjutnya.
Setelah jumlah residu terminal yang non reduktif bertambah, jumlah total tapak
reaktif dalam molekul akan meningkat sehingga akan mempercepat glikogenesis
maupun glikogenolisis.
setiap penambahan 1
glukosa pada glikogen dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Sekelompok
glukosa dalam rangkaian linier dapat putus dari glikogen induknya dan berpindah
tempat untuk membentuk cabang. Enzim yang berperan dalam tahap ini adalah enzim
pembentuk cabang (branching enzyme).
Glikogenolisis
Jika glukosa dari diet
tidak dapat mencukupi kebutuhan, maka glikogen harus dipecah untuk mendapatkan
glukosa sebagai sumber energi. Proses ini dinamakan glikogenolisis.
Glikogenolisis seakan-akan kebalikan dari glikogenesis, akan tetapi sebenarnya
tidak demikian. Untuk memutuskan ikatan glukosa satu demi satu dari glikogen
diperlukan enzim fosforilase. Enzim ini spesifik untuk proses fosforolisis
rangkaian 1à4 glikogen untuk
menghasilkan glukosa 1-fosfat. Residu glukosil terminal pada rantai paling luar
molekul glikogen dibuang secara berurutan sampai kurang lebih ada 4 buah residu
glukosa yang tersisa pada tiap sisi cabang 1à6.
(C6)n +
Pi à (C6)n-1 +
Glukosa 1-fosfat
Glikogen Glikogen
Glukan transferase
dibutuhkan sebagai katalisator pemindahan unit trisakarida dari satu cabang ke
cabang lainnya sehingga membuat titik cabang 1à6 terpajan. Hidrolisis ikatan 1à6 memerlukan kerja enzim enzim pemutus cabang
(debranching enzyme) yang spesifik. Dengan pemutusan cabang tersebut, maka
kerja enzim fosforilase selanjutnya dapat berlangsung.
Glukoneogenesis
Glukoneogenesis
terjadi jika sumber energi dari karbohidrat tidak tersedia lagi. Maka tubuh
adalah menggunakan lemak sebagai sumber energi. Jika lemak juga tak tersedia,
barulah memecah protein untuk energi yang sesungguhnya protein berperan pokok
sebagai pembangun tubuh.
Jadi bisa disimpulkan
bahwa glukoneogenesis adalah proses pembentukan glukosa dari senyawa-senyawa
non karbohidrat, bisa dari lipid maupun protein.
Secara ringkas, jalur
glukoneogenesis dari bahan lipid maupun protein dijelaskan sebagai berikut:
1. Lipid
terpecah menjadi komponen penyusunnya yaitu asam lemak dan gliserol. Asam lemak
dapat dioksidasi menjadi asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA masuk dalam siklus
Kreb’s. Sementara itu gliserol masuk dalam jalur glikolisis.
2. Untuk
protein, asam-asam amino penyusunnya akan masuk ke dalam siklus Kreb’s.
METABOLISME
PROTEIN
PROTEIN TUBUH
· ¾
zat padat tubuh terdiri dari protein (otot, enzim, protein plasma, antibodi,
hormon)
· Protein
merupakan rangkaian asam amino dengan ikatan peptide
· Banyak
protein terdiri ikatan komplek dengan fibril → protein fibrosa
· Macam
protein fibrosa: kolagen (tendon, kartilago, tulang); elastin (arteri); keratin
(rambut, kuku); dan aktin-miosin
MACAM PROTEIN
· Peptide:
2 – 10 asam amino
· Polipeptide:
10 – 100 asam amino
· Protein:
> 100 asam amino
· Antara
asam amino saling berikatan dengan ikatan peptide
· Glikoprotein:
gabungan glukose dengan protein
· Lipoprotein:
gabungan lipid dan protein
ASAM AMINO
· Asam
amino dibedakan: asam amino esensial dan asam amino non esensial
· Asam
amino esensial: T2L2V HAMIF (treonin, triptofan, lisin, leusin, valin →
histidin, arginin, metionin, isoleusin, fenilalanin)
· Asam
amino non esensial: SAGA SATGA (serin, alanin, glisin, asparadin → sistein,
asam aspartat, tirosin, glutamin, asam glutamat)
TRANSPORT PROTEIN
· Protein
diabsorpsi di usus halus dalam bentuk asam amino → masuk darah
· Dalam
darah asam amino disebar keseluruh sel untuk disimpan
· Didalam
sel asam amino disimpan dalam bentuk protein (dengan menggunakan enzim)
· Hati
merupakan jaringan utama untuk menyimpan dan mengolah protein
PENGGUNAAN PROTEIN UNTUK
ENERGI
· Jika
jumlah protein terus meningkat → protein sel dipecah jadi asam amino untuk
dijadikan energi atau disimpan dalam bentuk lemak
· Pemecahan
protein jadi asam amino terjadi di hati dengan proses: deaminasi atau
transaminasi
· Deaminasi:
proses pembuangan gugus amino dari asam amino
· Transaminasi:
proses perubahan asam amino menjadi asam keto
PEMECAHAN PROTEIN
1. Transaminasi:
· alanin
+ alfa-ketoglutarat → piruvat + glutamat
2. Diaminasi:
· asam
amino + NAD+ → asam keto + NH3
· NH3
→ merupakan racun bagi tubuh, tetapi tidak dapat dibuang oleh ginjal → harus
diubah dahulu jadi urea (di hati) → agar dapat dibuang oleh ginjal
EKSKRESI NH3
EKSKRESI NH3
· NH3
→ tidak dapat diekskresi oleh ginjal
· NH3
harus dirubah dulu menjadi urea oleh hati
· Jika
hati ada kelainan (sakit) → proses perubahan NH3 → urea terganggu → penumpukan
NH3 dalam darah → uremia
· NH3
bersifat racun → meracuni otak → coma
· Karena
hati yang rusak → disebut Koma hepatikum
PEMECAHAN PROTEIN
· Deaminasi
maupun transaminasi merupakan proses perubahan protein → zat yang dapat masuk
kedalam siklus Krebs
· Zat
hasil deaminasi/transaminasi yang dapat masuk siklus Krebs adalah: alfa
ketoglutarat, suksinil ko-A, fumarat, oksaloasetat, sitrat
SIKLUS KREBS
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
RANTAI RESPIRASI
H → hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH
H dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + E
H → hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH
H dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + E
Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi
Rantai Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase
Urutan carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + E
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
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
METABOLISME LEMAK/LIPID
MACAM LEMAK
· Lemak
biologis yang terpenting: lemak netral (trigliserida), fosfolipid, steroid
· Asam
lemak:
1. Asam
palmitat: CH3(CH2)14-COOH
2. Asam
stearat: CH3(CH2)16-COOH
3. 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
1. Kilomikron
2. VLDL:
very low density lipoprotein
3. IDL:
intermediate density lipoprotein
4. LDL:
low density lipoprotein
5. 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
Ada 3 fase:
Ada 3 fase:
1. β
oksidasi
2. Siklus
Kreb
3. 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
CONTOH ASAM LEMAK
NAMA UMUM RUMUS NAMA KIMIA
Asam oleat C17H33COOH Oktadeca 9-enoad
As risinoleat C17H32(OH)-COOH 12 hidroksi okladeca -9-enoad
Asam linoleat C17H31COOH Okladeca-9,12 dienoad
As linolenat C17H29COOH Okladeca-9,12,15 trienoad
As araksidat C19H39COOH Asam eicosanoad
SIKLUS KREBS
NAMA UMUM RUMUS NAMA KIMIA
Asam oleat C17H33COOH Oktadeca 9-enoad
As risinoleat C17H32(OH)-COOH 12 hidroksi okladeca -9-enoad
Asam linoleat C17H31COOH Okladeca-9,12 dienoad
As linolenat C17H29COOH Okladeca-9,12,15 trienoad
As araksidat C19H39COOH Asam eicosanoad
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
KETOSIS
· Degradasi
asam lemak → Asetil KoA terjadi di Hati, tetapi hati hanya mengunakan sedikit
asetil KoA → akibatnya sisa asetil KoA berkondensasi membentuk Asam Asetoasetat
· Asam
asetoasetat merupakan senyawa labil yang mudah pecah menjadi: Asam β
hidroksibutirat dan Aseton.
· Ketiga
senyawa diatas (asam asetoasetat, asam β hidroksibutirat dan aseton) disebut
BADAN KETON.
· Adanya
badan keton dalam sirkulasi darah disebut: ketosis
· Ketosis
terjadi saat tubuh kekurangan karbohidrat dalam asupan makannya → kekurangan
oksaloasetat
· Jika
Oksaloasetat menurun → maka terjadi penumpukan Asetil KoA didalam aliran darah
→ jadi badan keton → keadaan ini disebut KETOSIS
· Badan
keton merupakan racun bagi otak → mengakibatkan Coma, karena sering terjadi
pada penderita DM → disebut Koma Diabetikum
· Ketosis
terjadi pada keadaan :
· Kelaparan
· Diabetes
Melitus
· Diet
tinggi lemak, rendah karbohidrat
RANTAI RESPIRASI
· H
adalah hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH
· H
dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c
→sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + Energi
· Rangkaian
transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi
· Rantai
Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai
enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase
Urutan carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + Energi
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
Tidak ada komentar:
Posting Komentar