Download pdf - METABOLISME LEMAAAK

8/2/2019 METABOLISME LEMAAAK

1/41

METABOLISMELEMAK

Shanty SintessaLab. Biokimia PSKU Unmul


2/41

lemak

Senyawa organik tidak larut dalam air

Larut dalam pelarut non polar Berikatan dengan asam lemak

membentuk ester

Bentuk tergantung titik cair :

padat & minyak

Pemberian nama berdasar hidrokarbon(atom C) penyusun asam lemak

oat / anoic = asam lemak jenuh

enoat / enoic = asam lemak tak jenuh

Posisi ikatan rangkap dilihat dari guguskarboksil (-COOH) atau metil (-CH3)


3/41

Penggolongan:

1. Lemak sederhanaEster antara alkohol-asam lemak tanpakomponen lain

a. triasilgliserol

b. wax

2. Lemak campurana. fosfolipidb. glikolipidc. sulfolipidd. aminolipide. lipoprotein

3. Lemak turunanHasil hidrolisa lemak

sederhana / kompleksa. alkoholb. asam lemak jenuh

tak jenuhc. steroidd. benda keton


4/41

manfaat

Pembatas antar dinding sel

Isolator suhu dan radiasi

Isolator hantaran listrik tepat sasaran

Cadangan energi paling tinggi

Bahan dasar sintesis beberapa hormon

penyedia asam lemak esensial

Alat transport vitamin larut lemak


5/41

Lemak bahan makanan berbentuk :. Triasilgliserol. Fosfolipid

. kolesterol

Pencernnaan lemak tjd didalam intestinal:

lipase 1-monoasilgliserol

TG 2-monoasilgliserolkolipase asam lemak

kolesterase

Kolesterol kolesterol bebas + as lemak

fosfolipase

Fosfolipid lisofosfolipid + asam lemak


6/41

Absorpsi lemak

Hasil cerna + emulgator

Misel

Absorpsi mucosa intestinal

Reesterifikasi

apoprotein mukosaCalon kilomikron

Apoprotein (HDL)

Kilomikron

Limfa

Darah

Jaringan

adiposa hepar otot

Agar mudah diabsorpsi emulsi yang membutuhkanemulgator (med. bipolar) :

- garam empedu- fosfolipid

- kolesterol bebas

Garam empedu mengikuti

siklus enterohepatik Oleh lipoprotein lipase sel

endotel jaringan

TG gliserol + as lemak

Gliserol menuju hepar

Asam lemak hepar danjaringan adiposa

reesterifikasi TG

Asam lemak otot

oksidasi energi


7/41

Lipoprotein darahmolekul kompleks dari lemak dalam sirkulasi

1. Kilomikron asal sel epitel

Hasil lemak makanan

Transport TG dalam darah

2. VLDL Asal hepar, sdk di usus

Hasil KH makanan

Transport TG dalam darah

3. IDL Asal darah

Merupakan sisa dari VLDL

Diubah LDL dalam hepar

Tjd endositosis dalam hepar

4. LDL Asal darah

Merupakan sisa IDL

Mengandung kolesterol& ester kolesterol

konsentrasi tinggi Terjadi endositosis dlm

hepar & jar perifer

5. HDL Asal usus & hepar

Menukar lipoproteinyang dibawa denganlipoprotein lain

kilomikron & VLDL

Mengangkut kolesteroldr jar perifar ke hepar


8/41

Metabolisme kilomikron-VLDL


9/41

Kilomikron masuk dalamdarah melalui sistemlimfa

Oleh LPL menjadi residu

kilomikron

masukkembali ke hepar

VLDL sebagai alattransport dari TG,kolesterol, dan fosfolipiddari hepar ke jaringan

VLDL dibentuk melaluipelepasan asam lemak


10/41

Metabolisme LDL Dibawa menuju jaringan ekstrahepar

(makrofag) berikatan dengan apoproteinuntuk masuk ke sel

Didalam sel, apoprotein dihidrolisismembentuk kolesterol bebas

dimanfaatkan/ditimbun dalam jaringan :

kortex adrenal sintesis hormon steroid

kulit sintesis provitamin D Bila kadar >>> menuju endotel

pembuluh kapiler sklerosis


11/41

Metabolisme HDL

Paling byk mengand protein

Bergab dgan fosfolipid danapoprotein menyusun lipidbilayer membran

Kolesterol ester yangterbentuk masuk sitoplasma

& diangkut albumin Terjadi pertukaran kolesterol

ester HDL dengan TGlipoprotein lain

HDL yang penuh dengankolesterol dan TG hepar

Didalam hepar dihidrolisisoleh lipase mjd asam empedu& sekresi mjd empedu


12/41

Oksidasi Asam Lemakbertujuan untuk menghasilkan energi aktivitas fisiologisReaksi oksidasi asam lemak:

oksidasi oksidasi jalur yg sering terjadi pada proses fisiologis

oksidasi

oksidasi :

Terjadi oksidasi pada atom C ketiga gugus karboksildidalam mitokondria Stp tahap, asam lemak akan terpotong menjadi 2 atom

C asetil koA oksidasi lanjut masuk siklus asam sitrat Memerlukan transportasi khusus terutama asam lemak

rantai panjang karnitin

Tahapan:1. Aktivasi asam lemak2. Dehidrogenasi I3. Hidrasi4. Dehidrogenasi II5. Hidrolisis ikatan -


13/41

Tahapan Oksidasi 1. Aktivasi asam lemak

Agar dapat menembus membran mitokondriadiaktifkan asetil koA sintase asetil koA ATP

Menghasilkan asil koA ikatan rangkap dengan atomH berikatan dengan FAD menuju rantai pernafasan

Membran mitokondria bag dlm tdk dpt dilewati stpmolekul kecil terdapat tempat penampungan


14/41

2. Dehidrogenasi (oksidasi I)

oksidasi atom Cmelepaskan 2 atom Hmembtk ik. rangkap

Enzim yg terlibat adl

asil koA dehidrogenase& membthkan koenzimFAD dalam rantairespirasi energi

Penambahan 1 atomH2O pd ik. rangkapnya

Menghslkan as lemaktak jenuh - enoil koA


15/41

Tahap hidrasi- Enoil koA yag terbentuk bereaksi dengan H2O- Oleh enoil koA hidratase menjadi hidroksi asil koA- tahap persiapan reaksi selanjutnya

Tahap dehidrogenasi / oksidasi II Oksidasi gugus OH pada C

Oleh hidroksiasil dehidrogenase menjadi -keto asil koA Langkah persiapan pemutusan ikatan C- dengan C-

Membutuhkan koenzim NAD yg terlibat dlm oksidasi biologi

Tahap hidrolisa ikatan - Tahap akhir dalam 1 siklus Oleh tiolase mjd1molasetil koA dan masuk SAS

Membutuhkan koA-SH

1 mol asam lemak yang berkurang 2 atom C nya, kembali

ke siklus oksidasi tanpa tahap I.


16/41

Bila asam lemak yang mengalami oksidasi >>> maka asetil koA juga>>> akibatnya terjadi hambatann siklus asam sitrat karena hambatansitrat sintaseasetil koA masuk ke sintesis kolesterol atau sitesisbenda keton kolesterol / benda keton >>

(terlihat pada penderita DM)

Jumlah energi yang dihasilkan asam lemak(E = E -oksidasi + E siklus asam sitrat)

Tahap oksidasi I = 2 ATP

Tahap oksidasi II = 3 ATP-------------

= 5 ATP

Siklus asam sitrat = 12 ATP

(-) tahap aktivasi = 2 ATP

Maka didapatkan rumus persamaan :

N N

--------- x 12 + ----- - 1 x 5 2 mol ATP N = atom C as lemak

2 2


17/41

Tujuan menghemat pemakaian glukosa dan protein Pada keadaan kelaparan atau DM akan terjadi

peingkatan oksidasi asam lemak di hepar Oksidasi yang terjadi tidak sempurna tidak

menjadi CO2 tetapi menjadibenda keton :-hidroksi butirat dan asetoasetat

mengalami dekarboksilasi menjadi aseton

Keluar dari hepar melalui darah menuju :- otot untuk proses oksidasi lanjut energi- otak sebagai pengganti glukosa

Waspada : benda keton bersifat asam gangguan

keseimbagan asam-basa darah asidosis Pada keadaan fisiologis, keasaman darah dapat

dinetralisir dengan NH3 dari glutamin / glutamat dandisekresibersama urin melalui ginjal

Ketogenesis - Ketosis


18/41

Sintesis bendaketon hanya terjadidi hepar dan

katabolismenyasebagian besarterjadi di otot

-hidroksi butiratdan asetoasetat

sebagai pembawaenergi utamaselain asam lemak

Aseton diekskresimelalui paru-paru

Pertahanan siklus

asam sitrat selamaglukosa kurang


19/41

Biosintesis Asam LemakRangkaian asetil koA

Terjadi terutama di hepar,adiposa, ginjal, paru-paru dankelenjar mamae laktasi

Pada KH melalui reaksi glikolisis

dan oksidasi piruvat Pada protein melalui proses

glukogenik KH & aminoketogenik

Karboksilasi asetil koA olehasetil koA karboksilase mjd

malonil koA & melepaskan CO2 Sistem biosintesis asam lemak

Mitokondria

Ekstra mitokondria = sistemsitoplasma


20/41

Transport asam lemak dalam mitokondria

Tujuan memperpanjang dan memperpendek rantai

asam lemak untuk mengkonversi dari satu jenisasam lemak menjadi asam lemak yang lain

sintesis asam lemak tak jenuh

Proses kebalikan dari reaksi oksidasi

Berlangsung dalam keadaan anaerob

Transport asam lemak dalam sitoplasma

Tujuan menimbun kelebihan pasokan kalori Sintesis awal membutuhkan asetil koA dan produk

akhirnya menghasilkan palmitat


21/41

Sintesis UFA Kemampuan tubuh terbatas karena tidak mampu

membuat ikatan rangkap antara gugus metil denganatom C6 kemungkinan krn keterbatasan enzim

termasuk asam lemak esensial

mll perpanjangan rantai & denaturasi as linoleat AA

elongation oxygenation

linoleic acid AA PGE1

denaturation

elongation oxygenation

linolenic acid AA PGE3

denaturation


22/41

eikosanoid Sebagai mediator

pembawa sinyal

melalui G protein As lemak yg tersusun

pd membran fosfolipid

Senyawa bahan bakusintesis aktif dari PG,

TX, LT, & LX sebagai hormon lokal

Sintesis eikosanoidmenghasilkan asamlemak hidroperoksi,asam lemak hidroksi,dan endoperoksida

Berperan terutamadalam proses inflamasiuntuk menghancurkanmikroorganisme dan

reparasi kerusakan sel

Kl ifik i


23/41

Klasifikasi eikosanoid Berdasar jenis reaksi

1. Melalui COX: PG, TX

2. Melalui lipoksigenase : LT, LX Berdasar sumber

1. Derivat eikosatrienoat :

PGE1, PGF1, TXA1, LTA3, LTC3, LTD3

2. Dwrivat eikosatetraenoat :

PGD2, PGE2, PGF2, PGI2, TXA2, LTA4, LTB4, LTC4, LTD4,LTE4, LXA4, LXB4, LXC4, LXD4, LXE4

3. Derivat eikosapentaenoat :

PGD3, PGE3, PGF3, PGI3, TXA3, LTA5,LTB5, LTC5

Berdasar struktur dan fungsi1. Prostaglandin : A, B, E, F, I berdsr gugus yg menempel

2. Tromboksan : A, B

3. Lipoksin : A E

(angka menunjukkan ikatan rangkap diluar inti cincin)

Bi i t i li id


24/41

Biosintesis gliserida Biosintesis gliserida merupakan ester yang terdiri

dari gliserol dan asam lemak TG dan fosfolipid

yg termasuk golongan fosfolipid adalah gliserofosfat Reaksi gliserofosfat terjadi didalam hepar dan

jaringan lain dari hasil glikolisis

gliserokinase

Gliserol + ATP gliserol-3-fosfat + ADPtiokinase

asam lemak + ATP + koA-SH asil koA + ADP


25/41

TG : Sintesis utama pada jaringan adiposa

Berasal dari asam lemak jenuh

Merupakan cadangan energi Sebagai isolator suhu

Berfungsi sbg pelindung organ terutama pada trauma

Berasal dari sintesis asam lemak jenuh

Fosfolipid Sintesis utama di hepar

Berasal dari asam lemak tak jenuh atau esensial

Sebagai penyusun membran sel

Pengemban transport lemak

Berasal dari sintesis asam lemak esensial

Sintesis fosfolipid meningkat akan diikuti peningkatansintesis HDL menghindari resiko sklerosis


26/41

spingolipid

jenis fosfolipid yg berikatan dgn alkohol dan amino

alat komunikasi antar sel penentu antigen dalam golongan darah

Reseptor dari virus dan toksin bakteri

Komponen pelindung myelin

mempercepat impuls syaraf Sintesis spingomyelin:

serin + palmitoil koA asil-amida

reduksi

asil-amida dihidroksispingosinasilasi

dihidroksispingosin ceramida

ceramida spingomyelin, galaktoserebrosida,

sulfatida, globosida, gangliosida


27/41

kolesterol

Komponen stabilisator sel membranSintesis kolesterol terjadi di sitosol semua organPengendali kadar kolesterol : HMG-koA reduktaseTimbunan kolesterol berasal dari VLDL dan

kilomikron, juga dapat terjadi akibat gangguansintesis asam lemak kosidasi >>>Fungsi: Sintesis hormon steroid Sintesis vitamin D

Sintesis hormon kalsitriol keseimbangan ion CaSumber: Eksogen: makanan kilomikron Endogen: semua organ terutama hepar VLDL

Senyawa dasar: asetil koA


28/41

Sintesis kolesterol

Terjadi di sitoplasma

Tahapan sintesis kolesterol1. Asetil koA mevalonat

2. Mevalonat

isopentenil pirofosfat

3. isopentenil pirofosfat

squalen

4. Squalen lanosterol

5. Lanosterol

kolesterol

Sintesis mevalonat


29/41

Sintesis mevalonat

tiolase

Kondensasi 2 molekul asetil koA aseto asetil koA

asetoasetilkoA + asetil koA 3-hidroksi-3-metilglutaril-koAHMG-koA sintase

HMG-koA reduktase

HMG-koA mevalonat

Mevalonat isopentenil pirofosfatmevalonat kinase

Fosforilasi mevalonat 5-fosfomevalonat

Fosforilasi 5-fosfomevalonat 5-pirofosfomevalonatfosfomevalonat kinase

Dekarboksilasi 5-pirofosfomevalonat isopentenil-pirofosfat

pirofosfomevalonat dekarboksilase


30/41

isopentenil pirofosfat squalenKondensasi isopentenil pirofosfat+dimetilalil pirofosfat geranilpirofosfat

preniltransferase

Geranilpirofosfat farnesil pirofosfatpreniltransferase

Kondensasi farnesil pirofosfat squalen

squalen sintaseSqualen Lanosterol

Merupakan reaksi enzimatik yang paling rumitO2 NADPH FAD

Epoksidasi squalen aqualen 2,3-epoksida

squalen-epoksidase

Siklisasi aqualen 2,3-epoksida protosterol2,3 oksidosqualen lanosterol siklase

Pergeseran proton dan metil dari protosterol lanosterol


31/41

Lanosterol kolesterol

Rangk reaksi yg panjang

20 tahap dengan

20 enzim

Terjadi di RE Pelepasan metil dari

lanosterol zymosterol

Zymosteroldesmosterol

Saturasi desmosterol

kolesterol


32/41

Katabolisme kolesterol

1 hari 1 gr kolesterol disekresi 1/3 bersama feces dalambentuk asam empedu ataukolesterol utuh

Sisa kolesterol yang tidakdimanfaatkan jaringan sebagian

dianngkut HDL menuju hepar Dalam hepar : sebagian kecil

kolesterol oksidasi kolestanol

sebagian besar : menjadi kolat+ kenodeoksikolat as empedu

Defisiensi vit C penumpukan kolesterol

hambatan dehidrogenasi

Mengikuti siklus enterohepatik reabsorpsi dalam intestinal


33/41

Peranan hepar dalam metabolisme lemak umber VLDL distribusi energi dari jaringan adiposa ke

jaringan lain saat fasting atau starvasi

Sumber HDL dan apoprotein sebagai alat transport lemak

dan kolesterol yang berlebih dari ekstrahepar menuju hepar Sumber benda keton utama sel otot & jantung saat starvasi

Tempat utama katabolisme kolesterol sumber asamempedu pencernaan dan absorpsi lemak

Peranan VLDL dalam metabolisme lemak Alat transport asam lemak dari jaringan adiposa ke jaringan

yang memerlukan energi atlet, kuli / tukang, starvasi

asam lemak tidak dapat kembali menuju VLDL karenakadar insulin rendah LPL adiposa tidak aktif

Asam lemak yang berada dalam sirkulasi membentukkompleks dengan albumin

jaringan lain yang membutuhkan

bersama gliserol kembali ke hepar


34/41

Peranan HDL dalam metabolisme lemak Penyedia apoprotein untuk pematangan kilomikron dan VLDL

Pembawa kolesterol berlebih menuju hepar

Peranan jar adiposa dlm metabolisme lemak Penyimpan energi dari lemak dan KH dalam bentuk TG

Mekanisme daur ulang TG dikendalikan oleh adipolitik TG lipase(enzim kunci)

adipolitik TG lipase terdapat 2 bentuk : aktif dan nonaktif

adipolitik TG lipase nonaktif, diaktifkan dengan cara fosforilasi

olehprotein kiase yang tergantuing pada cAMPATP cAMP

adenilat siklase insulin, glukagon, adrenalin, asam lemak,

Insulin memegang peranan dalam pengendalian daur ulang


35/41

Insulin memegang peranan dalam pengendalian daur ulangkarena :

1. Menghambat langsung adenilatsiklase2. Memacu langsung fosfodiesterase3. Menghambat aktifitas TG lipase

4. Transport glukosa5. Memacu glikolisis penyedia asetil koA bahan dasar sintesis

asam lemak dan gliserofosfat6. Penyedia NADPH dalam memacu sintesis asam lemak7. Memacu langsung enzim yang terlibat dalam sintesis asam

lemak :

Asetil koA sintetase Asetil koA karboksilase ATP sitatliase Malat dehidrogenase

Bila kadar insulin rendah :

Lipolisis meningkat akibat aktivitas TG lipase Gliserofosfat menurun sehingga esterifikasi asam lemak menurun,akibatnya:

1. Sintesis VLDL meningkat2. Kolesterol yang diangkut LDL meningkat3. Ketogenesis meningkat ketoasidosis4. Gangguan sintesis apoprotein mempengaruhi sintesis fosfolipid

sehingga sekresi VLDL terhambat perlemakan hepar

P b d k d l b li l k


36/41

Peranan benda keton dalam metabolisme lemak Penghematan pemakaian glukosa Penyelamat bila tidak ada glukosa Sintesis terjadi bila terjadi sintesis asam lemak dari jaringan

adiposa yang berlebih

starvasi, fasting, DM Asam lemak masuk hepar melalui 2 jalur yaitu:

1. Reesterifikasi kembali menjadi TG atau fosfolipidreesterifikasi dapat terhambat tidak adanya gliserofosfat karenadigunakan untuk glukoneogenesis

2. oksidasi yang menghasilkan asetil koA

asetil koA yang dihasilkan menuju : Oksidasi lanjut dalam siklus asam sitrat Resintesis menjadi asam lemak Masuk sintesis kolesterol Masuk jalur ketogenesis

Siklus asam sitrat pada keadaan starvasi, fasting atau DM tidakdapat berjalan akibat hambatan glikolisis hambatan pasokanoksaloasetat , demikian pula untuk jalur sintesis asam lemakkarena produksi asam lemak melimpah, jalur kolesterol jugadapat terhambat karena reesterifikasi terhambat, sintesis dansekresi VLDL terhambat hanya jalur ketogenesis

Bl tjd ketosis mk kadar 3-hidroksibutirat dlm darah & urine


37/41

Katabolisme benda keton (ketolisis)

Terjadi di jaringan ekstrahepar

otot skelet, otot jantung, otak, ginjal

Reoksidasi 3-hidroksibutirat menjadi asetosetat

Asetosetat asetoasetilkoA asetil koA SAS


38/41

Fatty Liver

Emboli lemak tjd akibat kurang/tdk adanya emulgatorshg emulsi tdk stabil & lemak pisah dg air

Dlm kead normal emboli dapat dihindari mll kendalihepar dlm sekresi VLDL bila emulgator dirasa cukup

Hepar dapat terganggu bila:1. Defisiensi asam lemak esensial atau basa nitrogen

faktor lipotropik (emulgator)

1. Hambatan sintesis apoprotein

2. Gangg penggabungan apoprotein dengan komponen lemak3. Calon VLDL tidak disekresi

Mk terjadi timbunan TG dlm hepar menjepit hepar

atropi Sirosis (cirrhosis hepaticum)


39/41

Jaringan lemak coklat

Pembengkit panas

Terdapat pada spesies yang hidup didaerah dingin dan bayi

Jumlahnya berkurang sampai dengan konstan

Bila pada usia dewasa jumlah jaringan ini diatas normal makatidak bisa jadi gemuk sebaliknya pada keadaan obesitas

FFA dan asil koA meningkatkan peranan termogenin

Termogenin dihambat / diikat oleh ADP, ATP, GDP

Panas dihasilkan karena pacuan dari hipotalamus sehinggamensekresi noradrenalin memicu adenilat siklase

cAMP meningkat TG lipase meningkat hidrolisis TG meningkatkan sintesis FFA dan asil koA

ikatan GDP-termogenin lepas panas

Spesifikasi :1. Kaya pembuluh darah

2. Jumlah mitokondria dan sitokromnya banyak

3. Memiliki protein khusus (termogenin)

4. AktivitasATP sintase rendah shg tdk terbentuk ATP, tetapi panas

At kl i


40/41

AterosklerosisSindroma dimana terdapat plaque (sel otot polos, jaringan ikat +

lemak + debris) pada tunika intima dinding arteri yangmempersempit lumen dan elastisitas pembuluh darah

Plaque merupakan timbunan akibat lesi sel endotel pembuluhdarah akibat hipertensi, racun rokok, kadar lemak tinggi,atau LDL teroksidasi

Zat iritan merangsang makrofag foam cell fatty streak

Sel endotel menyebabkan PGI2 turun agregrasi sel platelet TXA2 meningkat ploriferasi dan migrasi di tunika intima

Plasma yg ke lesi mengand LDL timbunan lemak plaque

Lesi merangsang fibroblas mensekresi kolagen, elastin danglikosaminoglikan jaring fibrous menangkap sel mati

tebal kalsifikasi bila pecah gumpalan darah lepas trombus ischemic PJK (myocard infarct)

Stres meningkatkan adrenalin dan noradrenalin mobilisasi FFAadiposa dan glukosa darah meingkat sintesis VLDLmeniingkat LDL meningkst aterosklerosis


41/41

DM DM yang berhubungan dengan metabolisme lemak

terutama jenis DM yang tidak terkontrol artinya DMyang disebabkan karena insulin kurang / tidak ada

Lipolisis meningkat karena TG lipase tinggi dangliserofosfat mobilisasi FFA VLDL dan LDL

Berkaitan dengan defisiensi insulin, akibatnya :1. Sintesis kolesterol, TG, VLDL, dan benda keton meningkat

2. Dalam keadaan yag kronis dapat menyebabkan fatty streak

3. Sklerosis

4. Ketoasidosis koma