04/21/23 1

METABOLISME LIPID

Oleh:

Herowati, S.Pd

04/21/23 2

REFERENSI

Harper’s Illustrated Biochemistry. Murray, R.K; D.K. Granner; P.A; Mayes. V.W. Rodwell. 2003. Twenty-Sixth Edition. Internattional Edition. Mcgraw-Hill Companies inc. Lange Medical Publication

04/21/23 3

DEFINISI Lipid adalah suatu

senyawa yang bersifat hidrofobik, terdapat dalam semua bagian tubuh serta dapat diekstraksi dari materi hidup dengan menggunakan pelarut non polar seperti kloroform, benzena dan etil eter

04/21/23 4

FUNGSI LIPID• Sumber energi

• Cadangan penghasil energi

• Hormon

• Pelarut beberapa vitamin (A, D, E, K)

• Isolator panas

• Pelindung organ penting

• Ciri kelamin sekunder

• Bahan penyusun :

- membran sel/organel

- lipoprotein

04/21/23 5

ABSORBSI LIPID (TRIASILGLISEROL = TG)

Pencernaan dan Absorbsi Lemak

Asam Lemak atau Garam Empedu

Untuk emulsifikasi lemak dalam sistem pencernaan dan melarutkannya

dalam misel

04/21/23 6

3 JALUR UTAMA ABSORBSI TG

• 2-Monoasilgliserol : ± 72% OH

Acyl

OH

• 1-Monoasilgliserol : ± 6% Acyl

OH

OH

• Gliserol : ± 22 % OH

Acyl

OH

04/21/23 7

TRANSPORT LIPID

• TG dari Usus (Asal Makanan)Usus Jaringan Ekstrahepatik (Oksidasi)

Usus Jaringan Lemak (Ditimbun/Esterifikasi)

• TG dari Hati (Hasil Sintesis)Hati Jaringan Ekstrahepatik (Oksidasi)

Hati Jaringan Lemak (Ditimbun/Esterifikasi)

• Kolesterol dari Usus (Asal Makanan)Usus Hati (Oksidasi)

Hati Jaringan Lemak (Ditimbun/Esterifikasi)

• Asam Lemak Hasil Lipolisis TG Dalam Jar.lemakJar. Lemak Jaringan Ekstrahepatik (Oksidasi)

Jar. Lemak Hati (Ketogenesis)

04/21/23 8

ALAT TRANSPORT LIPID

Dasar :•Lipid (Hidrofobik) Tdk larut dalam air•Darah terutama terdiri dari air

Alat Transport Lipid Dlm Darah : Lipoprotein, strukturnya terdiri dari-Lemak polar : Fosfolipid-Lemak agak polar : Kholesterol Bebas-Lemak NonPolar :TG, Kholesterol Ester-Protein : Apoporotein

04/21/23 9

PEMBAGIAN LIPOPROTEIN a. Berdasarkan Densitasnya (Kepadatan)

Khilomikron VLDL LDL HDL

Kholesterol Trigliserida Fosfolipid Apoprotein

04/21/23 10

LIPOPROTEINFungsi :• Pengangkut lipid eksogen (Khilomikron)

• Pengangkut lipid endogen (VLDL, IDL, LDL)

• Pengangkut balik kholesterol jaringan ke hati

(HDL, VLDL, LDL)

VLDL = Very Low Density LipoproteinIDL = Intermediate Density LipoproteinLDL = Low Density LipoproteinHDL = High Density Lipoprotein

04/21/23 11

Khilomikron• Dibentuk dalam sel epitel usus• Paling banyak mengandung lipida (terutama TG)• Paling besar diameter partikel, sehingga membias

sinar bila kadar tinggi serum/plasma keruh• Mengandung apoprotein ; Apo-B; Apo-C dan Apo-A• Fungsinya mengangkut :

-TG dari usus ke jaringan Ekstrahepatik/jar.Lemak

-Kholesterol bebas/kholesterol ester dari usus

04/21/23 12

• Lipoprotein Lipase (LPL) pada pembuluh darah kapiler

akan menghidrolisis TG dari Khilomikron menjadi :

- Asam lemak Oksidasi (Ekstrahepatik)

Reesterifikasi (Jar.Lemak)

- Gliserol ke hati

• Akibat hidrolisis oleh LPL menyebabkan partikel

khilomikron menyusut

- TG berkurang

- Kholesterol, Fosfolipid, protein relatip meningkat

04/21/23 13

VLDL• Dibentuk dalam sel hati• Banyak mengandung lipid (TG)• Mengandung : Apo-B dan Apo-C• Fungsi, mengangkut :

TG Jar. Ekstrahepatik (Oksidasi)

Jar. Lemak (Esterifikasi) Ditimbun

Kholesterol bebas/Ester dari hati Sirkulasi darah• LPL menghidrolisis TG dari VLDL Asam lemak

04/21/23 14

IDL

• Bentuk peralihan VLDL dalam proses

katabolisme menjadi LDL

• Relatip terbentuk singkat dalam sistem

sirkulasi darah

04/21/23 15

LDL• Terbentuk dalam sirkulasi darah sebagai bentuk hasil

akhir metabolisme VLDL• Paling banyak mengandung kholesterol• Mengandung : Apo-B• Akibat hidrolisis TG, proporsi protein & Lipida

(kecuali TG) meningkat• Pada jaringan perifer :

LDL berikatan dengan reseptor masuk dlm sel

hidrolisis kholesterol ester menjadi kholesterol bebas

digunakan sel yang bersangkutan

04/21/23 16

HDL• Sintesis di hati dan usus• Paling banyak mengandung protein : Apo-A dan Apo-C• Komponen lemak terutama kholesterol dan fosfolipida,

sedikit TG• Mengangkut kelebihan kholesterol dari jaringan perifer

hati ekskresi

04/21/23 17

OKSIDASI ASAM LEMAKDasar • Asam lemak adalah sumber energi• Hidrolisis TG/fosfolipid untuk membebaskan

asam lemak Oksidasi asam lemak (oksidasi beta)

Oksidasi Asam lemak atau Oksidasi • Terjadi oksidasi atau dehidrogenasi pertama kali pada

atom karbon posisi • Terjadi pembuangan 2 atom karbon dari ujung karboksil

O

R1 C C C C C

OH

04/21/23 18

Secara Keseluruhan Proses Oksidasi beta, berlangsung•Tahap Pertama : Aktivasi asam lemak (sitoplasma) menjadi Asil-KoA dikatalisis enzim tiokinase•Tahap Kedua : Dalam mitokondria, terjadi pemindahan Asil-KoA dari sitoplasma ke dalam mitokondria oleh “Sistem Transporter Karnitin”

Sistem Transporter Karnitin, terdiri dari :-Enzim Karnitin asil transferase I (A) Rate limiting enzyme

-Enzim Karnitin asil transferase II (B)-Enzim Karnitin asil karnitin translokase (C)

04/21/23 19

FFA

ATP+CoA SITOPLASMA

Tiokinase

AMP+PPi

Asil-KoA KoA

Karnitin A Asil Karnitin INNER

C C MITOCHONDRIA

MEMBRANE

B

Kanitin Asil Karnitin

Asil-KoA KoA

Oksidasi beta MITOCHONDRIA

04/21/23 20

ENERGETIKA OKSIDASI ASAM LEMAK

Contoh : Asam Palmitat, CH3(CH2)14COOH Mengalami 7 siklusTiap siklus menghasilkan 5 mol ATP 7 X 5 mol ATP = 35 mol ATPOksidasi 1 molekul Asetil KoA dlm Siklus TCA akanmenghasilkan 12 mol ATP (Hasil oksidasi Asam Palmitat menghasilkan 8 molekul Asetil-KoA) 8 X 12 mol ATP = 96 mol ATPEnergi Bruto yang dihasilkan : 96 + 35 = 131 mol ATPUntuk aktivasi As. Lemak dibutuhkan : 2 mol ATPEnergi Netto yang dihasilkan : 131 – 2 = 129 mol ATP

04/21/23 21

SINTESIS DE NOVO ASAM LEMAK = LIPOGENESIS

•Sumber Asam Lemak : - diet

- Sintesis dalam tubuh

Bahan Pembentukkan Asam lemak (Palmitat) adalah Asetil

Ko-A berasal dari Glikolisis dan Katabolisme Asam Amino

•Juga membutuhkan :

- NADPH (Reaksi Enzim Malat; HMP Shunt;Reaksi TCA)

- ATP dan CO2

•Sintesis de Novo

- Pembentukkan malonil-koA

- Sintesis Palmitat dari Acetyl CoA

04/21/23 22

•Terjadi terutama di dalam hati (sitosol) dibawa dan

disimpan dalam jaringan lemak (sbg TG)

•Tahapan sintesis de novo (Lipogenesis) meliputi :

- Pembentukkan Malonil-KoA

- Sintesis Palmitat dari Asetil-KoA

04/21/23 23

Tahap 1 : Pembentukkan Malonil-KoA

= Sebagai Penambah 2 Atom C

Asetil KoA Karboksilase

Asetil-KoA Malonil-KoA

Biotin

ATP + CO2 ADP + Pi

• Asetil KoA Karboksilase sebagai “Rate Limiting Enzyme”

• Diaktifkan Oleh Sitrat

• Inaktivasi oleh Asil KoA Rantai Panjang

• Memerlukan Biotin

04/21/23 24

Tahap 2 : Sintesis Palmitat dari Malonil KoA

• Asetil KoA Sebagai “ Primer” (Molekul Pemula)• Enzyme : Kompleks Sintetase Asam Lemak

dimana pada ujung kompleks enzyme terdapat ACP

(Acyl Carrier Protein)

CH3-CO~S-CoA : Asetil KoA

HOOC-CH2- CO~S-CoA : Malonil-KoA

04/21/23 25

SINTESIS ASAM LEMAK TDK JENUH=Desaturasi

•Sumber As.lemak tdk jenuh : diet dan Sintesis dlm tubuh•Enzyme : Sistem desaturase asam lemak•Ikatan rangkap pertama (I) terbentuk pada :

antara atom C-9 dan C-10•Ikatan rangkap kedua dan seterusnya :

kearah gugus karboksil dgn jarak 3 atom C dari ikatan

rangkap sebelumnya

CH3 C=C-C-C=C-COOH•Konfigurasi yang terbentuk (di alam) umumnya : Cis

04/21/23 26

ASAM LEMAK ESENSIAL

• Tdk dpt disintesis oleh tubuh tapi diperlukan :

- Asam linoleat (18:3)

- Asam linolenat (18:2)• Fungsi :

- Fungsi reproduksi

- Menyusun membran sel dan lipoprotein• Pada keadaan defisiensi, tubuh dpt melakukan

kompensasi membentuk asam lemak polienoat• Contoh : Defisensi Asam linoleat dlm terjadi

pemanjangan rantai & desaturasi Asam palmitat

menjadi delta-9 Eicosatrienoat (20:3)

04/21/23 27

SINTESIS TRIASILGLISEROL=TG

• Untuk disimpan (dalam jaringan lemak)

• Untuk ditransport dalam lipoprotein (epitel mukosa usus dan sel hati)

• Untuk dikeluarkan dalam air susu (gl. Mammae) pada masa laktasi

• Di otot dan ginjal relatip sedikit jumlahnya

04/21/23 28

SINTESIS FOSFOLIPID=PL

• Di sintesis dalam hati dan usus

• Untuk kepentingan pembentukkan lipoprotein

• Untuk kepentingan pembentukkan membran sel

(jaringan ekstrahepatik)

04/21/23 29

• Struktur TG ~ Struktur PL

(Ester asam lemak dari gliserol)

• Sintesis TG ~ Sintesis PL

• Aktivasi Gliserol Gliserol-3P

Asam Lemak Asil Ko-A

Bahan Dasar Sintesis TG dan PL

04/21/23 30

SINTESIS TRIASILGLISEROL=TG

•Gliserol-3-P, berasal dari :

- Glikolisis

- Dihidroksi Aseton-Phosfat (DHAP)

- Fosforilasi gliserol oleh ATP (pada jaringan yang banyak mengandung enzim gliserolkinase, contoh : hati, usus, ginjal)•Asil-KoA, berasal dari :

- Absorbsi asam lemak dari usus

- Hidrolisis TG lipoprotein oleh LPL di jar.lemak

- Sintesis dlm tubuh (hati, Gl. Mammae, ginjal)

04/21/23 31

SINTESIS FOSFOLIPID = PL

•Pada hati dan usus :

- untuk menyusun lipoprotein jaringan tubuh lain

- untuk bahan penyusun membran sel•Macam Fosfolipid :

I. Fosfotidil Cholin/Fosfotidil Etanolamin

- Choline/Etaholamin harus diaktifkan dulu

- Oleh ATP dan CTP baru berikatan dengan

gliserol

II. Fosfotidil Serin/Fosfotidil Inositol

- Kerangka gliserol (Fosfatidat=1,2 diasilgliserol fosfat)harus diaktifkan dulu oleh CDP

04/21/23 32

MOBILISASI ASAM LEMAK

• Puasa / Kelaparan :

Kadar glukosa darah menurun

Sekresi insulin & Sekresi Glukagon

- Glukosa yg masuk sel adiposit

- Pembentukkan gliserol –3-P

- Esterifikasi dan Lipolisis

- Asam lemak bebas dlm sel adiposit

- Mobilisasi asam lemak ke sirkulasi darah

04/21/23 33

Stress

- Sekresi epinefrin dan nor epinefrin meningkat

DM yg tidak terkontrol

- oleh karena kadar insulin rendah

04/21/23 34

METABOLISME LEMAK DALAM HATI

Hati Penting

• Sintesis asam lemak, TG, Fosfolipid, Kholesterol, Lipoprotein Sintesis VLDL

• Beta- Oksidasi

• Ketogenesis

• Sintesis HDL

04/21/23 35

KETOGENESIS

= Proses pembentukkan senyawa keton di dalam tubuh, terdiri dari :

- Asetoasetat

- Hidroksi butirat

- Aseton

• Tempat sintesis : Hati

04/21/23 36

Asam lemak hati berasal dari :

- Hasil sintesis- Mobilisasi asam lemak

Esterifikasi Beta-Oksidasi

Asetil-KoA

TCA Ketogenesis

04/21/23 37

• Karbohidrat / Insulin cukup

- Asam lemak mengalami esterifikasi/lipogenesis

- Beta-oksidasi dihambat

• Karbohidrat / Insulin kurang

- Mobilisasi asam lemak meningkat

- Diet tinggi lemak

Asam lemak hati mengalami beta-oksidasi

Asetil KoA TCA

Senyawa Keton

- Bila jml Asetil-KoA , maka ketogenesis

04/21/23 38

• Hati tidak memiliki enzim utk memecah senyawa keton menjadi Asetil-KoA

• Senyawa keton digunakan di jaringan ekstrahepatik (otot, otak, jantung dll)

• Senyawa aseton tdk dapat digunakan oleh jaringan ekstrahepatik, karena itu dikeluarkan melalui paru-paru

04/21/23 39