42
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 Materi Biokimia : Triman Jr.Drs.MPd.& Katrina, SKM 1

Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 2: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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.

Page 3: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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-

Page 4: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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 ?

Page 5: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

Jawabnya : Ya, bilamana rasio ATP/ADP dalam otot tersebut tinggi.

Untuk itu diperlukan enzim KINASE. Perhatikan reaksi berikut :

Page 6: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 7: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 8: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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.

Page 9: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 10: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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.

Page 11: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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.

Page 12: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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.

Page 13: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 14: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 15: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 16: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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.

Page 17: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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.

Page 18: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 19: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 20: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 21: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 22: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 23: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3
Page 24: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 25: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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)

Page 26: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 27: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 28: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 29: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 30: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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

Page 31: Materi Biokimia p3p4 Pleno 7 3

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