Download pdf - Biokimia Kardiovaskuler.fkuntan 2010

5/26/2018 Biokimia Kardiovaskuler.fkuntan 2010

1/49

sriwidiaaj/biokimiaKV/fkuntan/10

BIOKIMIAKARDIOVASKULER

Sri Widia A Jusman

Departemen Biokimia & BiologiMolekuler FKUI


2/49


METABOLISME ENERGI OTOT

JANTUNG


3/49


Otot rangka

Sumber energi untuk kontraksi berasal dari glikogenotot dan glukosa darah kemudian melalui jalurglikolisis akan menghasilkan ATP

Bila suplai O2pembentukan ATP tidak tergangguotot rangka mengandalkan perolehan energi dariglikolisis anaerob dihasilkan laktat

Kemudian pada keadaan istirahat laktat akan diubahkembali menjadi glukosa di hati melaluiglukoneogenesis glukosa berdifusi keluar dari hati ditangkap oleh otot rangka diubah kembali menjadiglikogen melalui glikogenesis


4/49


Otot jantung struktur otot lurik ~ otot rangka

Otot jantung berbeda dengan otot rangka otot

jantung berkontraksi terus menerus sepanjang

hayat

Keperluan ATP untuk kontraksi oleh karenaitu metabolisme aerobik

Untuk keperluan energi sangat bergantung

pada glukosa dan asam lemak darah


5/49


Untuk sekali denyut jantung diperlukan 2 %dari total produksi ATP sel otot jantung

Bila otot jantung tidak dapat memproduksi lagiATP seluruh ATP akan dipakai dalam waktu > mioglobin- mengikat O2dalam otot jantung mentransportnya

ke mitokondria

>> mitokondria(> 50 % vol otot jantung )

>>mengandung enzim

- -oksidasi asam lemak- kreatin kinase

- daur TCA

- rantai transport elektron

- ATP sintase

- ADP-ATP translokase


10/49


Pada keadaan normoksiaasam lemakdarahmerupakan substrat utama untuk metabolismeenergi otot jantung

Ketersediaan asam lemak darah menghambat

penggunaan glukosa sebagai sumber energi

karena asam lemak menghambat jalur glikolisis

Pada keadaan hipoksia/anoksia

oksidasi asam lemak terganggu asam lemakdarah

Glikolisis anaerobme


11/49


GLIKOLISIS

Jalur utama metabolisme glukosa

Berlangsung di sitosol semua sel

Dapat berlangsung paada keadaan aerob maupunanaerob

Pada keadaan aerob glukosa diubah menjadi piruvat disitosol kemudian piruvat masuk ke dalam mitokondriadioksidasi menjadi asetil KoA atom C akan dioksidasimelalui daur TCA menjaadi CO2

Elektron dari substrat akan dioksidasi melalui rantaitransport elektron menghasilkan H2O + ATP


12/49


REAKSI JALUR GLIKOLISIS

Glukosa + ATP glukosa 6-P + ADPGlukosa 6-P fruktosa 6-PFruktosa 6-P + ATPfruktosa 1,6-BP + ADPFruktosa 1,6-BP di-OHaseton-P + gliseraldehid 3-PGliseraldehid 3-P + Pi + NAD 1,3-bisfosfogliserat + NADH + H+1,3-bisfosfogliserat + ADP 3-P gliserat + ATP3-P gliserat 2-P gliserat2-P gliserat P-enolpiruvat + H2OP-enol piruvat + ADP piruvat + ATP


13/49


GLIKOLISIS AEROB


14/49


Glikolisis anaerob

NADH yang terbentuk pada reaksi yang dikatalisis oleh

gliseraldehid 3-P dehidrogenase, di sitosol akan

direoksidasi dengan mereduksi piruvatlaktat, yang

dikatalisis oleh piruvat dehidrogenase (LDH)

Glukosa piruvat + NADH + H+ laktat +

NAD+

Pada keadaan anaerob lebih banyak glukosa yang

harus dimetabolisme dibandingkan dengan keadaan

aerob


15/49


Glikolisis Anaerob


16/49


Asetil KoAOksaloasetat

Glukosa

Glukosa 6-PGlikogen

Fruktosa 1,6-BP

Gliseraldehid 3-P

Di-OH aseton- P

1,3-BP Gliserat

3-P Gliserat

piruvat

piruvat

ATP

Fruktosa 6-P

ATP

NAD+

NADH + H+

ATP

ATP

sitrat

a KGfumarat

malat

PDHMitokondria

Sitosol

Laktat

LDH

GLIKOLISIS

HK

PFK

GPDH

PK

TCA

cycle


17/49


Oksidasi--asamlemak Berlangsung di dalam mitokondria ( pada keadaan

aerob)

Asam lemak harus diaktifkan sebelum mengalamikatabolisme menjadi asil KoA

Asil KoA tidak dapat menembus membran dalammitokondria memerlukan karnitin

Pada oksidasi-asam lemak oksidasi terjadi pad atomC-dari asam lemak oleh karena itu pada setiap kalioksidasi-- akan dilepaskan 1 asetil KoA+ asil KoAyang berkurang 2 atom C


18/49


Oksidasi-asam lemak

AL AL-alb

AL

Asil KoA

KoA

TAG

Asil KoA

Asill

karnitin

Asetil KoAAsil KoA

karnitine

Membran luar

mitokondria

TCA


19/49


DAUR TCA KATABOLISME ASETIL KOA (Daur Krebs)

Serangkaian reaksi di dalam mitokodria

Terjadi oksidasi asetil KoA menjadi CO2

Koenzim bentuk tereduksi (NADH, FADH)

pada waktumengalami reokisidasi terkait dengan pembentukan ATPmerupakan substrat untuk rantai pernafasan

Merupakanjalur metabolsime bersamauntuk oksidasi

aerobik dari KH, lipid dan asam amino

Juga berperan pada glukoneogenesis, lipogenesisdaninterkonversi asam amino


20/49


glukosa Asam lemak Asam amino

Asetil KoA

sitrat

isositrat

a-ketoglutaraesuksiniKCoAsuksinat

fumarat

malat

oksaloasetat

NAD

2H2H

2H

Fp

KoQ

Sit b

Sit c

Sit aa3

H2O

2H PPP

Fosforilasi oksidatif

Daur TCA

O2


21/49



22/49


KEADAAN NORMOKSIA

Sumber laktat terbesar dari sel darah merah

Sebagian besar laktat

diubah menjadi glukosa di hatimelalui glukoneogenesis

Bila suplai darah (hipoperfusi) ambilan laktat Penghentian ambilan laktat asidosis laktat

Metabolisme Laktat


23/49


METABOLISME LAKTAT PADA KEADAAN HIPOKSIA

Produksi laktat - karena inhibisi P-enolpiruvatkarboksikinase (PEPCK)(enzim jalurglukoneogenesis) di hati

Laktat

dapat digunakan sebagai sumber energi

Laktat piruvat asetil KoA kemudian dioksidasilebih lanjut melalui daur TCA di mitokondria

Ambilan laktat menghemat pemakaian glukosa untukorgan vital


24/49



25/49


Piruvat Asetil KoA Daur TCA

Oksidasi-asam lemak

CoA + NAD+ NADH+ CO2

laktat

glikolisis

PDH

(aktif)

PDH-(P)

(inaktif)

kinase fosfatase

Metabolisme energi otot jantung


26/49


Otot jantung juga mengandung >>> kreatin kinase(creatine kinase, CK)

kreatin + ATP kreatin-P + ADP

Kreatin-P cadangan energi dalam jantung, otak, otot

skelet

Bila keperluan ATP meningkat dalam waktu singkat

mis. Pada awal kontraksi otot ikatan fosfat energi tinggi

yang terdapat dalam kreatin-P

ditransfer ke ADP

membentuk ATP

Bila keperluan ATP - kreatin-P disintesis kembali


27/49


ANALISIS ENZIM UNTUK DIAGNOSIS

Ezim fungsional plasma

Enzim/proenzim tertentu normal terdapat di dalam plasmamempunyai fungsi fisiologiss

Contoh

- lipoprotein lipase

- proenim pembekuan darah, komplemen, dll

Biasanya disintesis dan disekresi oleh hati

Enzim non-fungsional plasma

Tidak mempunyai fungsi fisiologis di dalam plasma / darah

Keberadaan di dalam plasma menandakan adanya

kerusakan jaringan/ organ Contoh : LDH, SGOT/SGPT, amilase, kreatin kinase(CK),

fosfatase alkali / asam

Mempunyai nilai diagnostik


28/49


Enzim nonfungsional plasma pada penyakit jantung

LDH

- tetramer- 2 tipe isomer H (heart) dan M (muscle)

- 5 isozim : H4, H3M, H2M2, HM3, M4

- pola elektroforesis khas pada MCI LDH1isozim (H4) - aktivitas pada hari I meningkat bertahap dan bertahansampai > 6 hari

CK

- dimer

- 2 tipe subunit M (muscle) and B (brain)

- 3 isozim: MM, MB, BB

- isozim CK-MBmempunyai nilai diagnostik

- aktivitas dalam 6 jam setelah serangan jantung


29/49


GOT (AST, aspartate transaminase)

- Pada MCI aktivitas dalam 6 12 jam setelah

nekrosis, menetap dalam 24 - 36 jam, dan

menghilang dalam waktu 4 hari

- aktivitas 10 x N, paralel dengan luas daerahnekrosis

- pada penyakit hati dan empedu - aktivitas juga , tetapi

tidak setinggi pada penyakit jantung, dalam waktu

singkat dan biasanya disertai dengan peaktivitas

GPT >100 X N


30/49


Aktivitas transaminase di berbagai organ

(Unit/g jaringan)

Organ AST/GOT ALT/GPT

Jantung

HatiOtot skelet

Ginjal

Pankreas

Limpa

Paru

Serum

155500

14240099300

90900

28300

13600

10000

22

7130

438004750

19300

1550

1210

668

16


31/49


AKIVIAS ENZIM NONFUNGSIONAL PLASMA PADA MCI

4 8 1 2 3 4 5

Jam Hari

7x

6x

5x

4x

3x

2x

N

AST/GOT

LDH

CK-MB


32/49


KOLESTEROL dan

LIPOPROTEIN


33/49


Lipid, termasuk kolesterol, ditransport di

dalam plasma sebagai lipoprotein

Lipoprotein di dalam darah

Kilomikron

VLDL (very low density lipoprotein)

IDL (intermediate density lipoprotein)

LDL (low density lipoprotein)

HDL (high density lipoprotein)


34/49


Kilomikron (KM)

Berasal dari absorpsi lipid di usus (lipid eksogen)

Mentransport lipid dari usus ke hati/jaringan

Terutama mengandung triasilgliserol (TG),jugamengandung fosfolipid (PL), kolesterol(C), apo A,apoB-48, apo C

Di dalam endotel pembuluh kapiler terdapat lipoprotein

lipase(LPL), yang menghidrolisis TG asam lemak(AL) + gliserol


35/49


AL kemudian ditangkap oleh jaringan, digunakan

sebagai energi (jantung) atau akan mengalamiesterifikasi dengan gliserol TG (disimpan di jaringanadiposa)

Gliserol disimpan di jaringan adiposa (setelah

esterifikasi dengan AL) dalam bentuk TG

Setelah TG dihidrolisis oleh LPL KM berubah menjadisisa KMditransport kembali ke hati komponen

kolesterol nya di kemas kembali dalam bentuk VLDL


36/49


VLDL

Dibentuk di hati (lipid endogen) Mentransport lipid endogen dari hati ke jaringan

Terutama mengandung TG(komponen utama), jugamengandung kolesterol, PL, apo B-100, apo C

LPL yang terdapat pada endotel pembuluh darah

menghidrolisis TG AL + gliserol AL ditangkap oleh jaringan digunakan sebagai

sumber energi (jantung) atau disimpan sebagai TG dijaringan adiposa

Gliserol ditangkap oleh jaringan untuk reesterifikasi

menjadi TG di jaringan adiposa Setelah dihidrolisis oleh LPL, VLDL berubah menjadi

IDL (VLDL remnant, sisa VLDL)


37/49


IDL

Dibentuk dari VLDL

Komponen utama adalah kolesterol Juga mengandung Apo B-100 dan apo E

Diangkut kembali ke hati atau diubah menjadi LDL

LDL Dibentuk dari LDL

Komponen utama kolesterol

Ditangkap oleh hatiatau jaringan yang mempunyai

reseptor LDL Kolesterol digunakan sebagai komponen

membran sel, hormon steroid

= bad cho lesterol


38/49


HDL Disintesis dan disekresi oleh hati dan usus

Komponen utama fosfolipid, kolesterol

Juga mengandung apo A

Kolesterol diubah menjadi kolesteril ester(CE) olehLCAT(lecithine-cholesterol acyl transferase)

Berperan pada transport-balik kolesterol dari jaringanke hati


39/49


Hati menggunakan kembali kolesterol diubah

menjadi garam empedu atau diekskresi kedalam empedu

HDL = good cholesterol


40/49


METABOLISME KOLESTEROL

Kolesterol dalam tubuh berasal dari

Diet, dan

Biosintesis

Kolesterol hanya disintesis oleh hewan ( tidak padatanaman)

Dibentuk dari asetil KoA di hati, kulit, korteks adrenal,usus, testis, aorta

Asetil KoA merupakan sumber seluruh atom Ckolesterol

Asam lemakKH AA


41/49


Asetil KoA

Aseto asetil KoA

HMG KoA

Mevalonat

Skualen

Kolesterol

HMG KoA reduktase

Kolesterol

Asam empedu

Statin -

-

Asam empeduHormon steroid Vitamin D

Struktur membran

Biosintesis

kolesterol

Asam lemakKH, AA


42/49


Kolesterol

ditransport antar jaringan dalam bentuklipoprotein

Diekskresi dalam empedu sebagai kolesterolatau asam empedu (garam)

Fungsi kolesterol, prekursor dari

Hormon steroid

Vitamin D Asam empedu


43/49


Kolesterol dalam makananterdapat dalam bentukester dengan asam lemak

Di dalam ususkolesteril ester dihidrolisis menjadikolesterol bebas dan asam lemakdiabsorbsidari usus dalam bentuk kilomikron

Setelah triasilgliserol dalam kilomikron di hidrolisisoleh lipoprotein lipase, berubah menjadi kilomikronremnantyang terutama mengandung banyakkolesterol ditransport ke ke hati di resekresi

sebagai - VLDL- kolesterol


44/49


Kolesterol dapat di sintesisdi dalam hatidisekresike dalam darah sebagai VLDL

Setelah triasilgliserol dalam VLDL di hidrolisisoleh lipoprotein lipase, berubah menjadi VLDLremnant (= intermediate dens i ty l ipop rotein,IDL) sebagian IDL di transport kembali ke hatimengalami nasib yang sama dengan kilomikron remnant

Sebagian IDL berubah menjadi LDLlipoprotein

yang terutama mengandung banyakkolesterol


45/49


LDL ditangkap oleh jaringan yang

mempunyai reseptor LDL, digunakan untuk- struktur membran

- sintesis hormon steroid

- atau di akumulasi di jaringan

HDL berfungsi dalam pengangkutankelebihan kolesterol dari jaringan kemudian di transport kembali ke hati(reverse cholesterol transport)


46/49


HDL disebut juga sebagai ko lesterol baikkarenamengambil kelebihan kolesterol dari jaringan perifer,misal dari dinding pembuluh darah

Kolesterol dalam HDL diubah menjadi ester kolesterol,sebagian di transfer ke lipoprotein lain, dan sebagian ke

hati dalam bentuk HDL

Oleh hati kolesterol ini akan dikeluarkan kembali dalambentuk VLDL, diubah menjadi garam empedu atau

diekskresi ke dalam empedu

HDL berperan untuk me kadar kolesterol darah bersifat protektifterhadap aterosklerosis


47/49


Kadar kolesterolserum (dalam VLDL, IDL atauLDL) - berhubungandengan pembentukan

plak aterosklerotikdapat terjadi

penyumbatan pembuluh darah aterosklerosis

pembuluh darah hipertensi, penyakit jantungkoroner, stroke


48/49


Pencegahan aterosklerosis

Gaya hidup sehat tidak merokok, berat badanideal

Diet rendah lemak, mengandung asam lemaktidak jenuh jamak (PUFA) atau MUFA

Olahraga dapat menurunkan LDL,meningkatkan HDL

Obat-obatan penghambat sintesis kolesterol golongan statinmerupakan inhibitor HMG KoA

reduktase


49/49
