Upload
justisia-padmiyati
View
65
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
PERTEMUAN KETIGA dan KEEMPAT
Aspek biokimia
yang berpengaruh
dalam reproduksi
kesehatan ibu,
janin, bayi dan
anak
4.Metabolisme Karbohidrat: Glukoneogenesis, uronik
acid pathway, metabolisme-fruktosa-galaktosa-gula
amino, pengaturan metabolisme karbohidrat, pengaturan
kadar glukosa darah)
5.Metabolisme Lemak : transport lipid dlm plasma,
biosintesis lipid, metabolisme jaringan lemak dan
pengaturan mobilisasi lemak dan jaringan lemak, lemak
sbg sumber energi untuk proses hidup, fungsi lemak tak
jenuh, metabolisme, lipoprotein plasma, peranan hati
dlm metabolisme lipid, proses ketogenesis dan
terjadinya ketosis, metabolisme kolesterol
METABOLISME KARBOHIDRAT
MANFAAT PELAJARAN INI BAGI ANDA :
Memahami manfaat penggunaan asam laktat sebagai sumber energi dan keadaan kelebihan laktat atau ASIDOSIS LAKTAT pada pasien yang mengalami gangguan metabolic karena berbagai sebab misal pada gangguan penyediaan oksigen (pada kasus anesthesia & keracunan), gangguan ketiadaan enzim-enzim neoglikolisis (glukoneogenesis), ketiadaan enzim fruktosa bifosfatase dalam hati bayi, minuman beralkohol, dan penggunaan obat phenformin oleh penderita Diabetes mellitus.
Materi Biokimia : Triman Jr.Drs.MPd.& Katrina, SKM 1
GLUKONEOGENESIS
GLUKONEOGENESIS : Perubahan asam laktat menjadi glukosa.
Asam Laktat (dan piruvat) terbentuk dari oksidasi yang tidak
sempurna dari glukosa.
Salah satu cara menghilangkan asam laktat adalah dengan
mengoksidasinya menjadi CO2 dan H2O.
Proses oksidasi asam laktat terjadi dalam jaringan
otot lurik, jantung, dan otak.
Asam laktat merupakan senyawa yang dapat berubah
menjadi asam piruvat dan sebaliknya. Perubahan itu
terjadi dalam peristiwa GLIKOLISIS (Peristiwa
pemecahan gula yang terjadi di sitoplasma sel)
Reaksi-reaksinya sebagai berikut :
COO-
∣C2 H12O2 2 HO — C — H + 2 H+
Glukosa
∣ Pembentukan laktat ini menghasilkan ATP.2 H+ akan menaikkan ADP menjadi ATP
CH2
L-laktat
Ini adalah reaksi dari pemecahan glukosa tanpa
menggunakan O2. Pemecahan glukosa menjadi asam laktat dan H+
digunakan sebagai pengganti pembakaran sempurna glukosa menjadi
CO2 dan H2O.
Terbentuknya asam laktat ini menghasilkan ATP
tanpa menggunakan O2. Hal ini dapat terjadi karena adanya
enzim LAKTAT DEHIDROGENASE yang mengubah menjadi asam
PIRUVAT secara bolak balik.
Peristiwa pemecahan glukosa menjadi asam laktat dan piruvat dalam
keadaan tanpa Oksigen dan menghasilkan ATP ini merupakan jalur
cepat penghasil energi untuk keperluan kontraksi otot pada keadaan
kerja berat. Peristiwa demikian disebut Glikolisis Jalur EMBDEN
MEYERHOF.
Reaksi perubahan piruvat menjadi asam laktat dan sebaliknya dapat
dilihat sebagai berikut :
COO-
COO-
∣ Laktat DEHIDROGENASE
∣2 HO
— C — H + NAD+
C =O
+ NADH
+ H+
∣ ∣CH2 CH3
L-laktat Piruvat
Catatan : Laktat dehidrogenase adalah suatu oksidoreduktase
Asam laktat yang terbentuk dari glikolisis yang terjadi di sitoplasma sel
sebagian akan dibawa oleh darah menuju jaringan lain untuk
dioksidasi. Sebagian besar sisanya akan diubah kembali menjadi
gugusan glukosa atau bila persediaan glukosa masih cukup maka akan
diubah menjadi lemak.
Perubahan glukosa menjadi asam Laktat melalui jalur EMBDEN-
MEYERHOF bersifat IRREVERSIBEL (TAK DAPAT BOLAK-
BALIK). Oleh karena itu harus ada jalur lain untuk mengubah kembali
LAKTAT menjadi glukosa.
Dalam jalur Embden-Meyerhof 2 ATP diperlukan untuk mengubah
glukosa menjadi dua triofosfat :
(1) GLUKOSA + 2 ATP ~~~ 2 TRIOFOSFAT + 2 ADP
Perubahan selanjutnya dari triofasfat menjadi laktat menghasilkan 4
ATP. Sedangkan jumlah hasil ATP untuk tiap perubahan glukosa
menjadi laktat adalah 2 ATP.
(2) 2 TRIOFOSFAT + 4 ADP + 2 Pi ~~~~ 2 LAKTAT + 4 ATP
Jumlah : GLUKOSA + 2 ATP + 2 Pi ~~~~~ 2 LAKTAT + 2 ATP
Reaksi glikolisis keseluruhan bersifat Irreversibel, berarti glukosa tidak
dapat dibentuk dari laktat. Berarti harus ada cara yang memerlukan
energi tinggi lebih banyak (FOSFAT) untuk membentuk glukosa dari
laktat, yaitu berupa modifikasi dari jalur Embden-Meyerhof.
Sebagian besar laktat yang terbentuk dalam serat otot kerangka putih
kembali membentuk GLIKOGEN (Glikogen disimpan dalam hati).
Perlu diketahui serat otot kerangka putih tergolong OTOT LURIK
(STRIATED MUSCLE). Ingat pula bahwa otot lurik memiliki 3 macam
serat, yaitu PUTIH, MERAH, dan INTERMEDIATE.
Perubahan asam laktat yang terjadi dalam HATI dan GINJAL menjadi
glukosa kembali dikenal sebagai SIKLUS CORI (Siklus Asam Laktat).
Karena 4 ATP dihasilkan pada perubahan 2 triofosfat menjadi 2 laktat,
maka diperlukan 4 ATP untuk proses kebalikannya. Apa Mungkin ?
Jawabnya : Ya, bilamana rasio ATP/ADP dalam otot tersebut tinggi.
Untuk itu diperlukan enzim KINASE. Perhatikan reaksi berikut :
4 ATP 4 ADP
2 LAKTAT FRUKTOSA
1,6-BIFOSFAT
FRUKTOSA
BIFOSTASE H2O
Pi
FRUKTOSA 6-
FOSFAT
GLUKOSA 6-
FOSFAT
GLIKOGEN
ALUR GLUKONEOGENESIS PADA SERAT OTOT KERANGKA PUTIH
TAHAP-TAHAP GLUKONEOGENESIS :
ASAM AMINO
GLIKOGENIK
GLUKOSA GLIKOGEN
Beberapa tahap
PIRUVAT FOSFOENOL
PIRUVAT
3-FOSFOGLIESERAT GLUKOSA 6-
FOSFAT
ASAM
LAKTAT
ZAT ANTARA
SIKLUS KREB
MONOSAKARIDA/
DISAKARIDA LAIN
POLISAKARIDA
PENGATURAN KADAR GLUKOSA DARAH
Peristiwa glukoneogenesis berperan penting dalam penyediaan energi
bagi kebutuhan tubuh, khususnya sistem saraf dan peredaran darah
(eritrosit).
Kegagalan glukoneogenesis berakibat FATAL, yaitu terjadinya
DISFUNGSI OTAK yang berakibat KOMA dan kematian. Hal ini
terjadi bilamana kadar glukosa darah berada di bawah nilai kritis.
NILAI NORMAL LABORATORIS DARI GLUKOSA DALAM
DARAH IALAH : 65 – 110 ml/dL atau 3.6 – 6.1 mmol/L.
Setelah penyerapan makanan kadar glukosa darah pada manusia
berkisar antara 4.5 – 5.5 mmol/L. Jika orang tersebut makan
karbohidrat kadarnya akan naik menjadi sekitar 6.5 – 7.2 mmol/L.
Saat puasa kadar glukosa darah turun berkisar 3.3 – 3.9 mmol/L.
Pengaturan kadar glukosa darah dilakukan melalui mekanisme
METABOLIK dan HORMONAL.
Pengaturan tersebut termasuk bagian dari HOMEOSTATIK.
Aktivitas metabolik yang mengatur kadar glukosa darah dipengaruhi
oleh berbagai faktor antara lain : (1) Mutu dan Jumlah Glikolisis dan
glukoneogenesis, (2) Aktivitas enzim-enzim, seperti GLUKOKINASE
dan HEKSOKINASE.
Hormon penting yang memainkan peranan sentral dalam pengaturan
kadar glukosa darah adalah INSULIN.
Insulin dihasilkan dari sel-sel B dari Pulau-pulau Langerhans Pankreas
dan disekresikan langsung ke dalam darah sebagai reaksi langsung bila
keadaan HIPERGLIKEMIA.
Proses pelepasan insulin dari sel B pulau Langerhans Pankreas
dijelaskan sebagi berikut :
Glukosa dengan bebas dapat memasuki sel-sel B Langerhans karena
adanya Transporter GLUT 2. Glukosa kemudian difosforilasi oleh
enzim GLUKOKINASE yang kadarnya tinggi. Konsentrasi glukosa
darah mempengaruhi kecepatan pembentukan ATP dari proses
glikolisis, glukoneogenesis, siklus Kreb dan Electron Transport System
di mitokondria.
Peningkatan produksi ATP akan menghambat pompa kalium ( K+
pump) sehingga membran sel-sel B mengalami depolarisasi sehingga
ion-ion Kalsium ( Ca2+ ) masuk ke dalam membran dan mendorong
terjadinya eksositosis INSULIN. Selanjutnya insulin dibawa darah dan
mengubah glukosa yang kadarnya tinggi menjadi GLIKOGEN.
Obat-obat untuk penderita Diabetes mellitus, seperti SULFONILUREA
berkhasiat menekan (menghambat) pompa kalium, sehingga penderita
DM tipe II yang tidak tergantung insulin dari luar dapat menghasilkan
insulinnya sendiri.
Senyawaan lain yang mendorong pelepasan insulik dari sel-sel B
Langerhans adalah asam amino, asam lemak bebas, badan keton,
glukagon, dan preparat obat tolbutamid. Insulin memiliki efek langsung
terhadap aktivitas enzim glikogen sintetase.
Enzim yang kerjanya berlawanan dengan insulin adalah GLUKAGON.
Glukoagon dihasilkan oleh sel-sel A Langerhans Pankreas. Sekresi
hormon ini distimulasi oleh keadaan HIPOGLIKEMIA. Bila glukoagon
yang dibawa darah sampai di hepar maka akan mengaktifkan kerja
enzim FOSFORILASE sehingga mendorong terjadinya
GLUKONEOGENESIS.
Keadaan hiperglikemia juga direspon oleh ginjal dengan mengadakan
pengaturan melalui penyaringan oleh GLOMERULUS secara terus
menerus. Kemampuan filtrasi glukosa oleh ginjal adalah 350 mg/menit.
Bila kadar glukosa darah terus meningkat maka filtrat glomerulus
dapat mengandung glukosa yang kemudia dibuang bersama urin.
Keadaan semacam ini disebut GLIKOSURIA. Keadaan glikosuria
dapat digunakan sebagai indikasi adanya Diabetes mellitus.
Keadaan yang berhubungan dengan kadar gula dan enzim tertentu
dapat menyebabkan HIPOGLIKEMIA. Contoh penyebab hipoglikemia
defisiensi FRUKTOSA 1,6 BIFOSFAT, gangguan Oksidasi asam lemak,
dan selama KEHAMILAN dan NEONATUS (bayi lahir prematur atau
dengan berat badan rendah).
Glukosa merupakan precursor GULA SUSU (LAKTOSA) dalam
kelenjar payudara dan secara aktif diambil oleh janin ibu yang
mengandung.
JALUR ASAM URAT
ADENOSIN GUANOSIN
H2O
NH4+
Fosforilasi inosin dengan enzim nukleosida purin fosforilase, adenin & guanin melepas ribosa 1-fosfat dan basa nitrogen sehingga terbentuk hipoxantin
O2 + H2O
H2O
NH4+
HIPOXANTIN ALOPURINOL XANTIN OKSIDASE
XANTIN
OBAT
XANTIN OKSIDASE
O2 + H2O
O2 +
H2O
ANION URAT XANTIN OKSIDASE
ASAM URAT
Mempelajari jalur asam urat disarankan memahami dahulu
komposisi asam inti dan peristiwa pelepasan (pembongkaran)
Nitrogen yang ada dalam protein.
Manusia mengubah nukleosida PURIN yaitu adenosin dan guanosin
melalui senyawa-senyawa dengan reaksi yang beraneka menjadi
produk akhir berupa ASAM URAT yang diekskresikan bersama
urin. Penjelasan singkatnya sebagai berikut :
Adenosin mengalami DEAMINASI dengan bantuan enzim
ADENOSIN DEAMINASE menjadi INOSIN. Inosin difosforilasi
oleh enzim nuklesida purin fosforilase menjadi HIPOXANTIN dan
sambil melepaskan RIBOSA 1-FOSFAT dan Basa Nitrogen.
Selanjutnya hipoxantin dan guanin membentuk xantin dengan
katalisis enzim xantin oksidase. Xantin selanjutnya menjadi ASAM
URAT.
ASAM URAT terbentuk dari katabolisma basa NITROGEN PURIN
yaitu ADENIN dan GUANIN. Ingat masih ada basa nitrogen lain
yaitu PIRIMIDIN (Timin, Sitosin, dan Urasil)
Asam Urat dikeluarkan melalui atau bersama urin. Jumlah netto
asam urat manusia adalah 400-600 mg dalam 24 jam.
Adanya kandungan asam urat di atas normal (normal wanita 2.5
sampai 7.5 mg/dL atau setara 0.15 sampai 0.45 mmol/L, sedang laki-
laki 3 sampai 9 mg/dL atau setara 0.18 sampai 0.54 mmol/L)
mengindikasikan adanya penyakit encok biasa (Penyakit Asam Urat.
Istilah klinis HIPERURISEMIA).
Kemungkinan timbulnya penyakit tersebut ada dua sebab : (1)
adanya peningkatan laju pembentukan asam urat, dan (2) kerusakan
sistem katabolisma tubuh.
Peningkatan kadar asam urat dalam darah akan dideposit pada
sendi-sendi. Ini yang menyebabkan persendian mengalami sakit
(kesemutan, linu, atau mati rasa dan sulit digerakkan karena
persendian mengalami arthritis). Obat yang cocok adalah obat yang
dapat menghalangi pembentukan xantin, yaitu obat jenis
ALOPURINAL. Obat ini menghambat biosintesis purin
KHUSUSNYA pada reaksi perubahan hipoxantin menjadi xantin
oleh enzim XANTIN OKSIDASE. Struktur molekul obat ini mirip
dengan struktur Enzim xantin oksidase sehingga dapat menyainginya
dan menghambat produksi asam urat.
transport lipid dlm plasma, biosintesis lipid, metabolisme jaringan lemak
dan pengaturan mobilisasi lemak dan jaringan lemak, lemak sbg sumber
energi untuk proses hidup, fungsi lemak tak jenuh, metabolisme,
lipoprotein plasma, peranan hati dlm metabolisme lipid, proses
xetogenesis dan terjadinya ketosis, metabolisme kolesterol
METABOLISMA LIPID
JENIS-JENIS UTAMA LIPID
GOLONGAN NAMA URAIAN
I ASAM LEMAK ASAM KARBOKSILAT ALIFATIK BERNTAI PANJANG
II ALKOHOL LEMAK ALKOHOL ALIFATIK BERANTAI PANJANG
III NETRAL A. GLISEROL : MONOASILGLISEROL, DI-ASILGLISEROL, & TRI-ASIL GLISEROL (STEARAT, LAURAT, OLEAT, & PALMITAT)
B. ETER GILESEROLC. MALAM : ESTER DARI ASAM LEMAK DENGAN SEMBARANG ALKOHOL
SELAIN GLISEROLIV FOSFOGLIESERIDA TURUNAN ASAM FOSFATIDA (BERKAITAN DNG MEMBRAN)V SPINGOLIPID BERKAITAN DENGAN SISTEM SYARAF
VI TERPENA SENYAWA TAK JENUH (MINYAK ESENSIAL, ZAT AROMATIK, VITAMIN A, PIGMEN RETINA, DAN KHLOROFIL
VII STEROIDA KOLESTEOL DAN HORMON STEROIDA
VIII LIPID TERKONJUGASI
A. LIPOPROTEIN (LARUT AIR)B. PROTEOLIPIDA (TAK LARUT AIR, TETAPI LARUT LEMAK)C. LIPOPOLISAKARIDA
IX PROSTAGLANDIN ASAM LEMAK TAK JENUH YANG BERAKTIVITAS BIOLOGIS TINGGI
X HIDROKARBON HIDROKARBON JENUH DAN TAK JENUH TERDAPAT DI ALAM
ASAM LEMAK YANG ADA DI ALAM
GOLONGAN CONTOHJUMLAH KARBON
SUMBERA
SA
M L
EM
AK
JE
NU
H1. KAPRILAT2. KAPRAT3. LAURAT4. MIRISTAT5. PALMITAT6. STEARAT7. ARAKIDAT
8101214161820
Lemak mentega, minyak kelapa.Minyak kelapa.Minyak kelapa.Minyak sayuran.Lemak/minyak hewan & sayuranLemak/minyak hewan & sayuranMinyak kacang
AS
AM
LE
MA
K
TA
K J
EN
UH
1. PALMITOLEAT2. OLEAT3. LINOLEAT4. LINOLENAT5. ARAKIDONAT
1618181820
Lemak mentega.Semua lemak dan minyak.Minyak sayuran.Minyak sayuran.Minyak ikan.
PERHATIKAN ! ASAM LEMAK ALAMI ATOM KARBON BERJUMLAH GENAP
PENGANGKUTAN LIPID DALAM DARAH
Lipid diangkut oleh plasma darah dalam bentuk LIPOPROTEIN.
Kelompok lipoprotein yang diangkut plasma ada 4 yaitu : (1)
TRIASILGLISEROL, (2) FOSFOLIPID, (3) KOLESTEROL, dan (4)
ESTER KOLESTERIL.
Selain lipoprotein dalam plasma juga diangkut ASAM LEMAK
BEBAS. (Catatan: Asam lemak bebas adalah asam lemak yang tidak
TEESTERIFIKASI).
Dalam praktek medik laboratorik, melalui sentrifugasi diperoleh 4
macam lipoprotein, yaitu :
1. KILOMIKRON: berasal dari penyerapan triasilgliserol dalam
usus. Kilomikron terbanyak mengandung triasilgliserol.
2. PRE--LIPOPROTEIN atau VERY LOW DENSITY
LIPOPROTEIN (VLDL) : berasal dari hati yang berperan
mengeluarkan triasilgliserol. Penyusun VLDL terbanyak adalah
triasilgliserol.
3. -LIPOPROTEIN atau LOW DENSITY LIPOPROTEIN (LDL)
: merupakan katabolisma akhir dari VLDL. LDL terbanyak
tersusun atas kolesterol.
4. -LIPOPROTEIN atau HIGH DENSITY LIPOPROTEIN
(HDL) : merupakan lipoprotein yang bertanggungjawab dalam
metabolisme VLDL, kilomikron, dan kolesterol. HDL terbanyak
tersusun atas fosfolipid.
LIPOPROTEIN tersusun dari senyawa LIPID AMFIPATIK.
ASAM LEMAK BEBAS (FREE FATTY ACID = FFA)
DIMETABOLISASI DENGAN CEPAT.
TRIASILGLISEROL DIANGKUT DARI USUS DALAM BENTUK
KILOMIKRON, DAN DARI HATI DALAM BENTUK VLDL.
KILOMIKRON dan VLDL dikatabolisasi dengan cepat.
Triasilgliserol pada kilomikron dan VLDL dihidrolisis oleh enzim
LIPOPROTEIN LIPASE
Kerja enzim tersebut yaitu menghidrolisis substrat triasilgliserol
sekaligus membentuk lipoprotein lainnya.
OKSIDASI ASAM LEMAK SECARA RINGKAS
1. Pembentukan ASIL KOENZIM A.
Asam lemak bebas yang terdapat dalam sel berasal dari penyerapan asam lemak yang terdapat dalam cairan ekstra seluler (dalam usus halus), atau hidrolisis Trigliserida yang ada dalam sel (bagian sitosol sel).
Asam lemak yang biasa dipakai sebagai sumber energi adalah asam lemak berantai panjang dengan jumlah atom Karbon (C) 16 atau 18. Adapula pemakaian asam lemak rantai pendek.
Perubahan asam lemak menjadi asil koA di dalam sitosol sel hepar, terjadi pada 3 tempat yaitu : MEMBRAN PEROKSISOM, RETIKULUM ENDOPLASMA, dan MEMBRAN LUAR MITOKONDRIA. Mengapa sel hati ? Karena sel hati memiliki ASIL KO.A SINTETASE.
Peroksisom mengubah gugus asil sebagai bahan bakar untuk pembentukan hidrogen peroksida (H2O2). Dalam retikulum endoplasma, asil KoA akan dibentuk menjadi komponen struktural berupa trigliserida yang akan disimpan. Sedangkan dalam mitokondria, gugus asil akan digunakan untuk bahan bakar dalam
H3C-(CH2)n-COO-
ASAM LEMAK
AsilKoA Sintetase
CoA-SH
O ║H3C-(CH2)n-C-S-CoA
ASIL KOENZIM AATP AMP PPi
2Pi
H2OPIROFAOSFATASEanorganik
fosforilasi oksidatif. (Ingat Siklus Kreb dalam aktivitasnya memerlukan Asetil KoA kemudian produknya akan masuk ke ETS).
Gugus asil KoA sebenarnya tidak dapat berpindah dari bagian sitosol sel memasuki bagian matriks mitokondria. Oleh karenanya harus ada cara lain untuk melintasi membran mitokondria.
Untuk itu Asil KoA menembus membran dalam mitokondria dengan bergabung pada KARNITIN untuk membentuk O-ASIL KARNITIN. Gugus asil dipindahkan dari Koenzim A ke Karnitinpada permukaan membran luar mitokondria, dan O-AsilKarnitin yang terbentuk dipindahkan ke permukaan membran dalam mitokondria untuk ditukar dengan karnitin bebas. Penukaran dilakukan dengan menggunakan mekanisme ANTIPORT. Gugus asil kemudian dipindahkan dari karnitin ke Koenzim A dalam mitokondria sehingga menghasilkan asil KoA yang dapat dipakai sebagai substrat oleh enzim asil Koenzim A dehidrogenase yang berada di permukaan membran dalam mitokondria.
Rumus molekul karnitin dan O-asil Karnitin:
COO ∣ CH2
∣ HO-C-H ∣ CH2
∣H3C-N-CH3
∣ CH3
O ║
C O
COO ∣ CH2
∣C-H ∣ CH2
∣ H3C-N-CH3
∣ CH3
KARNITIN O-ASIL KARNITIN
OKSIDASI -ASAM LEMAK
Dalam oksidasi -asam lemak, dua atom Carbon dari molekul Asil KoA dipecah sekaligus pada ujung karboksil. Pemecahan dilakukan oleh enzim dehidrogenase diantara atom karbon (α) dan atom karbon () sehingga proses ini disebut Oksidasi .Dua atom karbon yang dipecah akan membentuk ASETIL KoA. Sehingga dari satu asam lemak melalui oksidase akan diperoleh banyak asetil Ko.A. Karena asetil KoA dapat digunakan sebagai bahan dalam produksi
energi (Siklus Kreb dan berlanjut pada ETS) maka Oksidase akan menghasilkan lebih banyak ATP dibanding oksidasi lainnya.
Ada 4 tahap oksidasi asam lemak :
1. Oksidasi dari -CH2-CH2- menjadi -CH=CH- dengan bantuan enzim dehidrogenase dan FAD:
O H α ║ ∣R-CH2-CH2-CH2-C-S CoA + FAD R-CH2-C=C-C-S CoA + FADH2 ∣ ║ Asil KoA Lemak H O Trans Enoil KoA 2. Penambahan HOH kepada -CH=CH- :
H OH ∣ ∣R-CH2-C=C-C-S CoA + HOH R-CH2-C-CH2-C-S CoA ∣ ║ ∣ ║ H O H O Trans Enoil KoA -Hidroksiasil KoA OH O ∣ ║3. Oksidasi dari -CH- menjadi -C- ;
OH ∣R-CH2-C-CH2-C-S CoA + NAD R-CH2-C-CH2-C-S CoA + NADH + H ∣ ║ ║ ║ H O O O -KETOASIL KoA
4. Penghapusan Asetil KoA : O O ║ ║R-CH2-C-CH2-C-S CoA + KoA SH R-CH2-C-S CoA + CH3-C-S CoA ║ ║ O O ASIL KoA yang DIPERPENDEK
Gambar perubahan dan pengakutan asam lemak sebagai berikut:
SITOPLASMA SEL MEMBRAN DALAM MITOKONDRIA MATRIKS MITOKONDRIA
Defisiensi Karnitin terutama terjadi pada bayi yang baru lahir (Neonatus) karena kurangnya biosintesis atau kebocoran ginjal. Akibatnya adalah Hipoglikemia, dan kelemahan otot. Terapinya adalah suplementasi karnitin per oral.
ASAM LEMAK
Asil koenzim A
KoA-SH
KARNITIN PALMITOIL TRANSFERASE ”LUAR”
KARNITIN
O-ASIL-KARNITIN
ANTIPORT KARNITIN-ASILKARNITIN
KARNITIN
O-ASIL-KARNITIN
Asil koenzim A
KARNITIN PALMITOIL TRANSFERASE ”DALAM”
KoA-SH
PEMBENTUKAN, PENGGUNAAN, DAN EKSKRESI BADAN KETON DARI ASAM LEMAK BEBAS
HEPAR DARAH JARINGAN EKSTRAHEPATIKASIL KoA
GLUKOSA
ASETIL KoA
SIKLUSKREB
ASAM LEMAK BEBAS (FFA)
URIN
BADAN KETON
BADAN KETON
PARU
BADAN KETON
ASIL KoA
GLUKOSA
ASETIL KoABadan Keton
SIKLUS KREB
OKSIDASI ASAM LEMAK JENUH
O ║R-CH2-CH2-C-S-KoA(Asetil Ko.Enzim A)
R H ╲ ╱ ╱ C = C╲H C – S - KoA ║ O
(trans-enoil Koenzim A)
Protein FAD
Protein FAD
Kompleks Protein
FAD, Fe-SQ
ASILKoA DEHIDROGENASE
FLAVOPROTEIN PEMINDAH ELEKTRON
FLAVOPROTEINBESI-SULFIDA UBIQUINON
OKSIDASI ASAM LEMAK TAK JENUH
Oksidasi asam lemak tak jenuh memiliki kemiripan dengan Oksidasi dan Oksidasi asam lemak jenuh namun dilengkapi dengan ISOMERASI ikatan rangkap dan HIDARASI ENOIL KoA. Contoh-contoh lihat dalam Robert K. Murray dkk (Biokimia Harper)
KETOGENESIS
Ketogenesis adalah pembentukan keton dari proses glukoneogenesis
yang berlangsung dalam hepar. Keton merupakan senyawaan asam
bilamana diproduksi berlebihan menyebabkan KETOASIDOSIS
atau KETOSIS. Kelainan ini banyak ditemukan pada penderita DM.
Seperti telah dijelaskan pada uraian terdahulu, asam lemak
dioksidasi dan dibelah menjadi ASETIL KOENZIM A, dan diikuti
oleh oksidasi gugus asetil melalui DAUR ASAM SITRAT (KREB’S
CYCLE) pada sel yang sama. Proses seperti ini banyak berlangsung
dalam otot (baik otot lurik maupun otot jantung) yang berguna
untuk penyediaan energi.
Namun demikian di dalam hati dan ginjal, oksidasi asam lemak
hanya sampai pada pembentukan ASETOASETAT dengan proses
sebagai berikut: Asetil KoA bergabung dengan Asetoasetil KoA dan
dikatalisasi enzim hidroksimetil glutaril KoA sintetase membentuk 3-
hidroksi-3-metilglutaril KoA dengan melepas satu molekul Koenzim
A, selanjutnya dibelah lagi oleh enzim hidroksi di atas menjadi
Asetoasetat dengan melepas satu molekul asetil KoA. Asetoasetat ( 3-
OKSOBUTIRAT atau D-3-HIDROKSIBUTIRAT) kemudian
diangkut melalui peredaran, dan mengoksidasinya lebih lanjut pada
jaringan lain (OTOT dan OTAK).
COO-
∣CH2
∣C=O∣CH3
3-OKSOBUTIRAT
COO-
∣ CH2
∣H-C-OH ∣ CH3
D-3 HIROKSOBUTIRAT
JALUR ASAM LEMAK DARI HATI HINGGA KE OTOT/OTAK
HATI ASAM LEMAK
Oksidasi asam lemak ASETIL
KoAASETO
ASETAT
3-HIDROKSIBUTIRAT
DARAH☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉
☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉
☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉☉
☉☉☉☉☉☉☉☉
☉☉☉☉☉☉☉☉
OTOT/ OTAK
CO2 & H2O Siklus KrebASETIL
KoAASETO
ASETAT
3-HIDROKSIBUTIRAT
Kelihatannya jalur oksidasi asam lemak di atas tidak
menguntungkan dibanding bila prosesnya dilakukan pada jaringan
itu sendiri (hati). Namun bagi sel-sel syaraf ataupun otot, asetoasetat
atau 3-hidroksibutirat dengan rangka Karbon yang pendek justru
lebih efektif digunakan sebagai bahan bakar, menggantikan glukosa
yang biasanya dipakai sebagai bahan bakar untuk produksi energi.
Asetoasetil KoA
O ⑊ C-S-KoA ∣ CH2 ∣ C-CH3 ∥O
3-hidroksi-3-metil-glutaril KoA
O ⑊ C-S-KoA ∣ CH2 ∣HO-C-CH3 ∣ CH2 ∣ COO-
Asetil KoA
O ⑊ C-S-KoA ∣ CH2
AsetoAsetat
O ⑊ C-CH3 ∣ CH2 ∣ COO-
Asetil KoA
O ⑊ C-S-KoA ∣ CH2
KoA-SH Hidroksi metal glutaril KoAsintetase
Hidroksi metal glutaril KoAsintetase
Asetoasetat atau keton bodies yang diproduksi secara terus menerus
akan di-DEKARBOKSILASI sehingga terbentuk ASETON dan -
HIDROKSIBUTIRAT. Kedua senyawaan inilah yang dikenal sebagai
KETON BODIES. Produksi yang meningkat dari asetoasetat atau
keton bodies dalam darah menyebabkan penyakit KETONEMIA,
sedangkan proses pembentukan keton (KETOGENESIS) yang cepat
sehingga jumlahnya berlebihan akan dibuang bersama urin. Kadar
senyawa keton yang tinggi dalam urin dikenal sebagai KETONURIA,
sedangkan penderitanya dikenal mengalami gejala KETOSIS. Gejala
ketosis sering disertai dengan gejala ASIDOSIS, karena bersama
oksibutirat juga terbentuk H+ yang menyebabkan pH darah sangat
asam.
Beberapa penyebab gejala ketonemia atau ketosis: (1) Keadaan
Kelaparan atau STARVATION, (2) Penderita Diabetes mellitus, dan
(3) Diet Abnormal.
Karena tubuh kekurangan glukosa maka asam lemak akan
digunakan secara besar-besaran sehingga produksi aseton tinggi
terjadilah Ketosis tersebut. Oleh karenanya diet pada penderita DM
harus dikendalikan ketat. Ciri ketosis adalah bau mulut seperti
aseton, terutama penderita DM tipe II (berat).
METABOLISME KOLESTEROL
Kolesterol merupakan senyawa steroid yang paling dikenal karena
berkaitan dengan ATEROSKLEROSIS. Namun demikian, kolesterol
secara biokimiawi mempunyai peran penting sebagai PRECURSOR
sejumlah senyawa steroid lain yang sama pentingnya seperti : asam
empedu, hormon korteks adrenal, hormon seks, vitamin D, glikosida
kardiak, dan pada tumbuhan dikenal sitosterol dan beberapa
alkaloid.
Kolesterol menjadi komponen struktural penting yang membentuk
membrane sel dan lapisan eksternal lipoprotein plasma. Lipoprotein
menmgangkut kolesterol bebas dalam darah. Ester kolesteril yang
banyak terdapat dalam jaringan tubuh merupakan bentuk simpanan
kolesterol. Dalam jaringan tubuh LDL berperan sebagai perantara
dalam pengambilan kolesterol dan ester kolesteril. Kolesterol bebas
dikeluarkan dari jaringan oleh HDL untuk diangkut ke dalam hati
dan diubah menjadi asam empedu. Kolesterol pula yang menjadi
unsur utama pembentukan BATU EMPEDU.
Aterosklerosis karena kolesterol ini dipahami karena makin
banyaknya kasus gejala ini, bahkan menyebabkan fatal bagi
penederitanya. Aterosklerosis dapat terjadi pada pembuluh
SEROBROVASKULER, VASKULER PERIFER, dan KORONER
pada jantung. Aterosklerosis koroner banyak berkaitan dengan rasio
kolesterol dari LDL : HDL yang tinggi pada plasma darah.
Apapun yang menyebabkan peningkatan kadar lipoprotein yang
kaya ester kolesterol (apakah sisa dari kilomikron, IDL, maupun
LDL) dapat dipastikan akan memperbesar kemungkinan terjadinya
aterosklerosis. Sebenarnya proses pengambilan LDL adalah sesuatu
yang normal untuk memberikan kolesterol bagi jaringan
ekstrahepatik. Dalam jaringan ekstrahepatik ini kolesterol akan
dihidrolisis oleh enzim lipase yang ada dalam LISOSOM sel.
Kolesterol yang diperoleh dengan cara ini akan menekan
pembentukan (sintesis) kolesterol baru dalam sel. Namun, bila
pasokan LDL terus berlangsung melebihi kebutuhan (karena pola
makan yang berlebihan atau keliru), sel akan mengeluarkan
kelebihan kolesterolnya dan akan dibawa oleh HDL untuk
dihancurkan dalam hati. Karena itu peningkatan jumlah kolesterol
total dalam HDL dan pengurangan kolesterol dalam LDL berguna
sebagai terapi penurunan resiko aterosklerosis.
Kolesterol berasal dari makanan dan hasil biosintesis dalam sel yaitu bagian retikulum endoplasma dan sitosol sel.
BIOSINTESIS KOLESTEROL
Biosintesis kolesterol terbagai dalam lima tahap :1. Sintesis MEVALONAT yang merupakan senyawa 6 karbon dari
Asetil KoA
2. Sintesis unit ISOPRENOID dari mevalonat dengan melepas CO2
3. Sintesis SKUALENA dari 6 molekul isoprenoid
4. Sintesis senyawa induk LANOSTEROL dari proses siklisasi skualena
5. Sintesis KOLESTEROL dari lanosterol melalui beberapa tahapan, diantaranya pelepasan 3 gugus metil.
Sintesis kolesterol dikendalikan oleh pengaturan Enzim
HMG-KoA REDUKTASE (HMG= 3-hidroksi-3-metil-glutaril)
Faktor-Faktor yang mempengaruhi keseimbangan Kolesterol:
A. PENINGKATAN KOLESTEROL karena faktor :
1. Pengambilan lipoprotein yang mengandung kolesterol oleh reseptor LDL atau reseptor pemangsa HDL
2. Pengambilan lipoprotein yang mengandung kolesterol oleh proses yang tidak melalui reseptor
3. Pengambilan kolesterol bebas dari lipoprotein kaya kolesterol oleh membran sel
4. Peningkatan sintesis kolesterol
5. Peningkatan hidrolisis ester kolesteril oleh enzim ester kolesteril hidrolase
B. PENURUNAN KOLESTEROL karena faktor :
1. Penurunan aliran keluar kolesterol dari membran sel ke lipoprotein oleh HDL karena adanya enzim LESITIN-COLESTEROL ASIL TRANSFERASE (LCAT)
2. Aktivitas proses esterifikasi kolesterol oleh enzim ASILKoA-COLESTEROL-ASIL-TRANSFERASE (ACAT)
3. Penggunaan kolesterol untuk sistesis steroida lainnya, misal hormon tertentu dan asam empedu dalam hati.
NILAI NORMAL LABORATORIS dari KOLESTEROL: 150-220mg/dL, LDL < 180 mg/dL, HDL > 40 mg/dL, VLDL < 40 mg/dL, ester kolesteril 65-75% dari total kolesterol. Untuk mmol/L kalikan 0.026