BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Karbohidrat merupakan senyawa yang
terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai salah satu jenis
zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap
1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan
energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan
digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya sepert i
bernafas, kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan berbagai aktivitas
fisik seperti berolahraga atau bekerja.
Lipid
adalah sekelompok senyawa heterogen , meliputi lemak,minyak, steroid , malam
(wax), dan senyawa terkait , yang berkaitan lebih karena karena sifat fisiknya
daripada sifat kimianya.lipid memiliki sifat umum berupa 1) relatiftidak larut
dalam air dan 2) larut dalam pelarut nonpolar misalnya eter dan kloroform.
Protein
sangat berbeda dari karbohidarat dan lemak. Protein adalah sumber utama dari
nitrogen yang merupakan elemen yang sangat penting dari setiap mahluk hidup.
Fungsi utamanya membentuk jaringan tubuh dengan kandungan asam aminonya.
Protein membentuk kehidupan manusia, protein selalu dihubungkan dengan mahluk
hidup dan upaya untuk mengetahui bagaimana kehidupan bermula dipusatkan pada
bagimana protein mulanya terbentuk. Protein berperan sebagai struktural yang
membangun tubuh kita. Enzim protein memecah makanan menjadi zat gizi yang dapat
digunakan sel. Sebagai antibodi, mereka melindugi kita dari penyakit.
B.
Rumusan
Masalah
1. Bagaimana
penjelasan dari metabolisme karbohidrat?
2. Bagaimana
penjelasan dari metabolisme protein?
3. Bagaimana
penjelasan dari metabolisme lemak / lipid?
C.
Tujuan
Tujuan
Umum
Untuk menyelesaikan
tugas Ilmu Dasar Keperawatan II dari dosen
Tujuan
Khusus
1. Agar
mengetahui penjelasan dari metabolisme karbohidrat
2. Agar
mengetahui penjelasan dari metabolisme protein
3. Agar
mengetahui penjelasan dari metabolisme lemak
BAB II
PEMBAHASAN
A.
Karbohidrat
1.
Jenis
Karbohidrat
a. Monosakarida
Monosakarida
merupakan karbohidrat paling sederhana karena molekulnya hanya terdiri atas
beberapa atom C dan tidak dapat diuraikan dengan cara hidrolisis menjadi
karbohidrat lain.
Monosakarida
dibedakan menjadi :
Glukosa,
suatu gula monosakarida, adalah salah satu karbohidrat terpenting yang
digunakan sebagai sumber tenaga bagi hewan dan tumbuhan. Glukosa merupakan
salah satu hasil utama fotosintesis dan awal bagi respirasi. Bentuk alami
(D-glukosa) disebut juga dektrosa, terutama pada industry pangan. Glukosa (C6H12O6)
adalah heksosa-monosakarida yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan
aldehida (mengandung gugus -CHO). Lima karbon dan satu oksigennya membentuk
cincin yang disebut "cincin piranosa", bentuk paling stabil untuk
aldosa berkabon enam. Dalam cincin ini, tiap karbon terikat pada gugus samping
hidroksil dan hidrogen kecuali atom kelimanya, yang terikat pada atom karbon
keenam di luar cincin, membentuk suatu gugus CH2OH. Glukosa dapat
dibentuk dari formaldehida pada keadaan abiotik, sehingga akan mudah tersedia
bagi sistem biokimia primitif. Hal yang lebih penting bagi organisme tingkat
atas adalah kecenderungan glukosa, dibandingkan dengan gula heksosa lainnya,
yang tidak mudah bereaksi secara nonspesifik dengan gugus amino suatu protein.
Fruktosa
(bahasa Inggris: fructose, levulose, laevulose) adalah gula sederhana
(monosakarida) yang ditemukan di banyak jenis makanan dan merupakan salah satu
dari tiga gula darah penting bersama dengan glukosa dan galaktosa.
b. Disakarida dan oligosakarida
Disakarida
merupakan karbohidrat yang terbentuk dari dua molekul monosakarida yang
berikatan melalui gugus -OH dengan melepaskan molekul air.
Sukrosa merupakan
suatu disakarida yang dibentuk dari monomer-monomernya yang berupa unit glukosa
dan fruktosa, dengan rumus molekul C12H22O11.
Senyawa ini dikenal sebagai sumber nutrisi serta dibentuk oleh tumbuhan, tidak
oleh organisme lain seperti hewan Penambahan sukrosa dalam media berfungsi
sebagai sumber karbon. Sukrosa atau gula dapur diperoleh dari gula tebu atau
gula beet. Unit glukosa dan fruktosa diikat oleh jembatan asetal oksigen dengan
orientasi alpha. Struktur ini mudah dikenali karena mengandung enam cincin
glukosa dan lima cincin fruktosa.
Laktosa adalah
bentuk disakarida dari karbohidrat yang dapat dipecah menjadi bentuk lebih
sederhana yaitu galaktosa dan glukosa. Laktosa ada di dalam kandungan susu, dan
merupakan 2-8 persen bobot susu keseluruhan. Untuk mencerna air susu digunakan
enzim laktase. Enzim ini membelah molekul laktosa menjadi dua bagian: glukosa
dan galaktosa, yang kemudian dapat diserap usus.
c. Polisakarida
Polisakarida
merupakan karbohidrat yang terbentuk dari banyak sakarida sebagai
monomernya. Rumus umum polisakarida yaitu C6(H10O5).
Contoh polisakarida adalah :
Selulosa (C6H10O5)n
adalah polimer berantai panjang polisakarida karbohidrat, dari beta-glukosa.
Selulosa merupakan komponen struktural utama dari tumbuhan dan tidak dapat
dicerna oleh manusia.
Glikogen adalah
salah satu jenis polisakarida simpanan dalam tubuh hewan. Pada manusia dan
vertebrata lain, glikogen disimpan terutama dalam sel hati dan otot.Glikogen
terdiri atas subunit glukosa dengan ikatan rantai lurus (α1→4) dan ikatan
rantai percabangan (α1→6).Glikogen memiliki struktur mirip amilopektin (salah
satu jenis pati) tetapi dengan lebiH. banyak percabangan, yaitu setiap 8-12
residu. Ketika permintaan gula dalam tubuh meningkat maka glikogen akan
dihidrolisis oleh sel. Namun, cadangan energi ini tidak dapat dimanfaatkan
sebagai sumber energi dalam jangka lama. Misalnya pada manusia, glikogen simpanan
akan terkuras habis dalam waktu satu hari kecuali bila dipulihkan dengan
mengkonsumsi makanan.
Pati atau amilum adalah
karbohidrat kompleks yang tidak larut dalam air, berwujud bubuk putih, tawar
dan tidak berbau. Pati merupakan bahan utama yang dihasilkan oleh tumbuhan
untuk menyimpan kelebihan glukosa (sebagai produk fotosintesis) dalam jangka
panjang. Hewan dan manusia juga menjadikan pati sebagai sumber energi yang
penting. Pati tersusun dari dua macam karbohidrat, amilosa dan amilopektin,
dalam komposisi yang berbeda-beda. Amilosa memberikan sifat keras (pera)
sedangkan amilopektin menyebabkan sifat lengket. Amilosa memberikan warna ungu
pekat pada tes iodin sedangkan amilopektin tidak bereaksi
2.
Glikolisis
Glikolisis
adalah cara terpentig untuk mengeluarkan
energy dari molekul glukosa glikolisis
berarti pemecahan molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat.
Pertama glukosa diubah menjadi fruktosa 1,6 fosfat dan kemudian dipecah menjadi
dua molekulo yang terdiri atas dua karbon dan diubah melalui lima rangakaian
menjadi asam piruvat. Selanjutnya asam
piruvat diubah menjadi asetil koenzim A. pada perubahan ini tidak ada ATP yang
dibentuk. Selanjutnya molekul glukosa mengalami degradasi atau siklus krebs
dimana asetil koenzim A berubah menjadi karbondioksida di dalam matriks
metokondria. Tiap molekul glukosa yang dimetabolisme terbentuk dua molekul ATP.
Selanjutnya glukosa akan mengalami fosforilasi oksidatif dengan serangkaian
reaksi yang dikatalis oleh enzim yang mengubah atom hydrogen menjadi ion
hydrogen dan electron serta kemudian menggunakan electron untuk mengubah
oksigen yang larut dalam cairan menjadi ion hidroksil. Selama rangkaian reaksi
oksidatif ini dikeluarkan sejumlah besar energy dalam bentuk ATP (fosforilasi
oksidatif).
3.
Glikogenesis
Glikogenesis
merupakan proses pembentukan glikogen. Glukosa 6-Fosfat petama-tama menjadi
glukosa 1-fosfat, kemudian diubah menjadi uridin difosfat glukosa, yang
kemudian diubah menjadi glikogen. Beberapa enzim spesifik di butuhkan untuk
menimbulkan perubahan ini, dan setiap monosakarida yang dapat diubah mejadi
glukosa jelas dapat masuk kedalam reaksi ini, senyawa tertentu yang lebih
kecil, termasuk asam laktat, gliserol, asam piruvat, dan beberapa asam amino
yang telah mengalami deaminasi, juga dapat diubah menjadi glukosa atau senyawa
sejenis dan kemudian diubah menjadi glikogen.
4.
Glikogenolisis
Glikogenolisis
berarti pemecahan glikogen menjadi bentuk glukosa dalam sel. Setiap molekul
glukosa yang berurutan dalam setiap cabang orimer glukogen dipisahkan dengan
proses fosforilasi dan fosforilase sebagai katalis. Epinefrin dan glucagon
secara spesifik dapat mengaktifkan fosforilase dan menyebabkan glikogenolisis.
Sel hati mengandung fosfatase suatu enzim yang dapat memecah fosfat dari
glukosa 6 fosfat dan karena itu membuat glukosa dapat ditransfor kembali keluar
sel masuk cairan interstitial. Glikogenolisis hati menyebabkan peningkatan
konsetrasi glukosa darah dengan cepat.
5.
Glukoneogenesis
Glukoneogenesis
adalah pembentukan karbohidrat dari protein dan lemak yang terjadi ketika
cadangan karbohidrat tubuh turun dibawah normal, glukosa dalam jumlah moderat
dapat dibentuk dari asam amino dan bagian gliseror lemak. Kira-kira 60% dari
asam amino dan 40% sisanya. Glukoneogenesis dapat dipercepat dengan pengurangan
karbohidrat dalam sel dan penurunan gula darah. Pengurangan karbihidrat dapat
langsung menyebabkan pembalikan banyak reaksi glikolisis dan fosfoglukonat,
jadi memungkinkan perubahan asam amino yang telah mengalami deaminasi dan
gliserol menjadi karbohidrat. Salah satu cara terpenting agar glukoneogenesis
dipermudah adalah melalui pengeluaran glukokortikoid dari kortex adrenal.
Tiroksin yang disekresikan oleh kelenjar tiroid jugs meningkstksn kecepatan
glukoneogenesis diduga akibat mobilisasi protein dari sel.
6.
Metabolisme
Asam Uronat
Reaksi
lengkapnya adalah sebagai berikut : glukosa-6fosfat akan diubah menjadi glukosa
1-fosfat. Glukosa 1-fosfat akan bereaksi dengan UTP (uridin trifosfat) dan
membentuk nukleotida aktif UDPG (uridin difosfat glukosa). Selanjutnya UDPG
akan mengalami oksidasi dua tahap pada atom karbon yang keenam. Asam glukoronat
(D-glucoronate) yang terbentuk oleh enzim yang tergantung pada NADPH, direduksi
menjadi L-gulonat. L-gulonat merupakan bahan baku untuk membuat asam askorbat.
Pada
manusia, primata dan guinea pig L-gulonat melalui 3-keto L-gulonat akan diubah
men-jadi L-xylulose (L silulose) (mungkin lebih baik dipakai istilah bah
Ingrisnya, sebab bisa dis-alah artikan dengan selulose=cellulose). D-xylulose
merupakan bagian dari HMP Shunt. Untuk bisa masuk ke dalam HMP Shunt,maka
L-xylulose harus diubah dulu menjadi D-xylulose me-lalui silitol. Dalam proses
ini diperlukan NADPH dan NAD+. Perubahan silitol menjadi D-silulosa dikatalisis
enzim silulosa reduktase. D-xylulose akan diubah menjadi D-xylulose 5-fosfat,
ATP bertindak sebagai donor fosfat.
Pada
suatu penyakit yang menurun yang disebut "essential pentosuria" di
dalam urinnya banyak didapatkan L-xylulose, diperkirakan enzim yang
mengkatalisis L-xylulose menjadi silitol tidak ada pada penderita penyakit ini.
7.
Metabolisme
Galaktosa
Galaktosa
yang diserap usus, dengan mudah diubah menjadi glukosa dalam hepar.
"Galactose tolerance test" adalah suatu pemeriksaan untuk mengetahui
fungsi hepar, namun sekarang sudah jarang dipakai. Jalur yang dipakai untuk
mengubah galaktosa menjadi glukosa adalah sebagai berikut : Galaktokinase
mengkatalisis reaksi (reaksi 1) dan dalam reaksi ini diperlukan ATP sebagai
donor fosfat. Galaktosa 1-fosfat yang terbentuk akan bereaksi dengan uridin
difosfat glukosa (UDPG) dan menghasilkan uridin difosfat galaktosa dan glukosa
1-fosfat. Reaksi ini dikatalisis enzim galaktosa 1-fosfat uridil transferase,
galaktosa menggantikan tempat glukosa.
Suatu
epimerase mengubah galaktosa menjadi glukosa (reaksi 2). Reaksi ini terjadi
pada suatu nukleotida yang mengandung galaktosa, peristiwa oksidasi-reduksi
berlangsung dan memerlukan NAD+ sebagai ko-enzim. UDP-glukosa yang
dihasilkan, dibebaskan dalam bentuk glukosa 1-fosfat (reaksi 3). Mungkin
sebelum dibebaskan digabung dulu dengan molekul glikogen, baru kemudian dipecah
enzim fosforilase. (Reaksi 3) adalah reaksi dua arah. Dari diagram dapat
dilihat bahwa glukosa bisa diubah menjadi galaktosa. Dalam tubuh galaktosa
diperlukan bukan hanya untuk sintesis laktosa, tetapi juga untuk membuat
serebrosida, proteoglikan dan glikoprotein. Sintesis laktosa dalam mamma
terjadi dengan jalan kondensasi UDP-galaktosa dengan glukosa dan dikatalisis
enzim laktosa sintetase.
Suatu
penyakit yang dapat diturunkan menyebabkan galaktosemia, mungkin terjadi akibat
kekurangan enzim-enzim pada (reaksi 1), (reaksi 2) dan (reaksi 3). Akan tetapi
yang paling banyak diketahui adalah akibat kekurangan enzim uridil transferase
(reaksi 2). Karena kadar galaktosa meningkat, dalam lensa mata galaktosa bisa
mengalami reduksi menjadi galaktitol. Apabila kadar galaktitol ini tertimbun
dalam lesa mata maka akan mempercepat terjadinya katarak.
Kekurangan
enzim yang mengkatalisis (reaksi 2) membawa
akibat yang paling buruk bila dibandingkan dengan kekurangan enzim-enzim yang
lain, karena galaktosa 1-fosfat tertimbun sedangkan hepar kekurangan fosfat
inorganik. Ini bisa menyebabkan kegagalan fungsi hepar dan retardasi mental.
Ekspresi klinik terjadi apabila aktivitas uridil transferase berkurang lebih
dari 50 %, dan ini hanya terjadi pada homozygote.
8.
Faktor
yang Mempengaruhi Metabolisme Karbohidrat
a. Metabolisme
tidak bisa diubah, tapi bisa dipengaruhi.
Seseorang
tidak bisa mengontrol metabolisme secara langsung, tapi seseorang dapat
mengontrol makanan apa saja yang dikonsumsi, berapa jumlahnya dan aktivitas
fisik yang dilakukan.
b. Tingkat
metabolisme setiap orang berbeda-beda.
BMR
adalah mengukur berapa banyak kalori yang dibakar saat tidak melakukan apa-apa,
kondisi ini dipengaruhi oleh jenis kelamin, usia, tinggi dan berat badan,
genetik, massa otot dan faktor lingkungan.
c. Olahraga
meningkatkan metabolisme.
Pada
dasarnya semakin aktif seseorang maka akan semakin banyak kalori yang dibakar,
hal ini menunjukkan bahwa olahraga akan mempengaruhi kemampuan metabolisme
tubuh.
d. Massa
otot yang besar berarti metabolismenya cepat.
Massa
otot bisa membuat seseorang menjadi kuat sehingga mambantu membakar kalori.
Beberapa studi telah menemukan bahwa ketika latihan kekuatan untuk meningkatkan
massa otot ditambakan dalam rutinitas olahraga mingguan bisa mendorong laju
basal metabolisme.
e. Tidur
yang cukup akan menyehatkan metabolisme.
Sebuah
studi yang dilakukan University of Chigago menemukan ketika
seseorang tidak cukup tidur akan mengganggu sistem endokrin tubuh, termasuk
metabolisme. Kondisi ini akan mempengaruhi kadar gula darah dan proses
penyimpanan energi di dalam tubuh.
9.
Toleransi
Glukosa
Tes
toleransi glukosa oral/TTGO (oral glucose tolerance test, OGTT) dilakukan pada
kasus hiperglikemia yang tidak jelas; glukosa sewaktu 140-200 mg/dl, atau
glukosa puasa antara 110-126 mg/dl, atau bila ada glukosuria yang tidak jelas
sebabnya. Uji ini dapat diindikasikan pada penderita yang gemukdengan
riwayat keluarga diabetes mellitus; pada penderita penyakit vascular, atau
neurologic atau infeksi yang tidak jelas sebabnya.
Toleransi
glukosa dapat dibagi menjadi 4, yaitu :
a. Toleransi
glukosa normal
Setelah
pemberian glukosa, kadar glukosa darah meningkat dan mencapai puncaknya pada
waktu 1 jam, kemudian turun ke kadar 2 jam yang besarnya di bawah 126 mg/dl
(7.0 mmol/L). Tidak ada glukosuria.
Gambaran
yang diberikan di sini adalah untuk darah vena. Jika digunakan darah kapiler,
kadar puasa lebih tinggi 5.4 mg/dl (0.3 mmol/L), kadar puncak lebih tinggi 19.8
– 30.6 mg/dl (1.1 – 1.7 mmol/L), dan kadar 2 jam lebih tinggi 10.8 – 19.8 mg/dl
(0.6 – 1.1 mmol/L). Untuk plasma vena kadar ini lebih tinggi sekitar 18 mg/dl
(1 mmol/L).
b. Toleransi
glukosa melemah
Pada
toleransi glukosa yang melemah, kurva glukosa darah terlihat meningkat dan
memanjang. Pada diabetes mellitus, kadar glukosa darah di atas 126 mg/dl (7.0
mmol/L), jika tak begitu meningkat, diabetes bisa didiagnosis bila kadar antara
dan kadar 2 jam di atas 180 mg/dl (10 mmol/L). Toleransi glukosa melemah ringan
(tak sebanyak diabetes) jika kadar glukosa puasa dibawah 126 mg/dl (7.0
mmol/L), kadar antara di bawah 180 mg/dl (10 mmol/L), dan kadar 2 jam antara
126-180 mg/dl (7.0-10.0 mmol/L). Terdapat glukosuria, walaupun tak selalu ada
dalam sampel puasa.
c. Penyimpanan
glukosa yang lambat
Kadar
glukosa darah puasa normal. Terdapat peningkatan glukosa darah yang curam.
Kadar puncak dijumpai pada waktu ½ jam di atas 180 mg/dl (10 mmol/L). Kemudian
kadar menurun tajam dan tingkatan hipoglikemia dicapai sebelum waktu 2 jam.
Terdapat kelambatan dalam memulai homeostasis normal, terutama penyimpanan
glukosa sebagai glikogen. Biasanya ditemukan glukosuria transien.
d. Toleransi
glukosa meningkat
Kadar
glukosa puasa normal atau rendah, dan pada keseluruhan waktu tes kadarnya tidak
bervariasi lebih dari ± 180 mg/dl (1.0 mmol/L). Kurva ini bisa terlihat pada
penderita miksedema (yang mengurangi absorbsi karbohidrat) atau yang menderita
antagonis insulin seperti pada penyakit Addison dan hipopituarisme.
Tidak ada glukosuria. Kurva yang rata juga sering dijumpai pada penyakit
seliak. Pada glukosuria renal, kurva toleransi glukosa bisa rata atau ormal
tergantung pada kecepatan hilangnya glukosa melalui urine.
B.
Metabolisme
Protein dan Asam Amino
Protein
dibuat dari sejumlah besar asam amino yang dirangkai membentuk rantai oleh
ikatan peptida yang menghubungkan gugus amino dengan gugus karboksil di asam
amino berikutnya. Selain itu, beberapa protein mengandung karbohidrat
(glokoprotein) dan lemak (lipoprotein). Rantai asam amino yang lebih kecil
disebut peptida atau polipeptida. Batas antara peptide, polipeptida, dan
protein tidak jelas. Secara umum rantai mengandung 2-10 residu asam amino
disebut peptide, rantai yang mengandung lebih dari 10 tetapi kurang dari 100
residu asam amino disebut polipeptida, dan rantai yang mengandung 100 atau
lebih residu asam amino disebut protein. Istilah “oligopeptida”, yang dipakai
oleh ahli lain untuk menyebutkan peptida kecil, tidak digunakan.
Urutan
asam amino di dalam rantai peptide disebut struktur primer suatu protein.
Rantai-rantai tersebut tergulung-gulung dan berlipat-lipat sangat kompleks, dan
istilah struktur sekunder suatu perotein adalah susunan spasial (ruang) yang
dihasilkan oleh gulungan dan lipatan tersebut. Suatu struktur sekunder yang
umum adalah suatu lilitan teratur dengan 3,7 residu asam amino per lilitan
(α-heliks). Struktur sekunder umum lainnya adalah lembaran-β. Akan terbentuk
lembaran-β yang antiparalel, jika rantai polipeptida yang terjulur saling
melipat bolak-balik dan terdapat ikatan hydrogen di antara ikatan peptida di
rantai yang bersebelahan. Juga terdapat lembaran-βparallel antara rantai-rantai
polipeptida
Struktur
tersier suatu protein adalah susunan ranta-rantai yang tergulung menjadi
lapisan, Kristal, atau serat. Banyak molekul protein terbentuk dari
subunit-subunit (mis. hemoglobin) dan istilah struktur kuatener digunakan untuk
menyebutkan susunan subunit-subunit tersebut.
1.
Jenis
Protein dan Asam Amino
Protein
Ada dua jenis protein, dibedakan
oleh hasil-hasil yang diperoleh, apabila protein dihirolisasi manjadi satuan
monomer penyusun. Ini adalah protein sederhana dan protein berkonjugasi:
a. Protein sederhana: hanya asam amino
b. Protein berkonjugasi: asam amino +
gugus (-gugus) prostetik nonprotein.
Penggolongan
protein menurut kelarutannya:
a. Protein berserat. Tidak larut
dalam larutan garam dalam air
b. Protein berbentuk bola. Larut
dalam larutan garam dalam air.
Struktur protein digolongkan
menjadi empat kelas:
a. Struktur
primer :Struktur primer memiliki sifat linier, ikatan polipeptida/ ikatan
kovalen, dan urutan yang membentuk jenis dan jumlah asam amino pada
polipeptida.
b.
Struktur sekunder : Adalah ikatan hidrogen yang terjadi anatar gugus karbonil dari suatu asam
amino dan gugus amino dari gugus asam amino yang lain yang terdapat dalam asam
amino. Struktur primer dan struktur sekunder dapat disebut protein serat
yang tidak dapat larut didalam air. Contohnya rambut dan tulang.
c. Struktur
tersier : Pada struktur tersier sudah
berbentuk gumpalan. Pada struktur ini terdapat empat macam ikatan, antara
lain :
1) Ikatan ion (interaksi ionik), jika terdapat ion negatif (-) dari gugus
karboksil dan ion (+) dari NH3, maka akan ada akatan ion.
2) Ikatan hidrigen
3) Ikatan interaksi non polar (interaksi antara gugus-gugus non polar)
4) Ikatan sulfida (jika Sulfur bertemu dengan sulfur maka akan terbentuk
ikatan disulfida)
Struktur tersier mudah larut didalam air. Karena gugus yang
bersifat non polar akan bersembunyi didalam dan gugus yang bersifat polar
berada di luar. Ikatan yang dibentuk oleh struktur tersier ini juga
sangat lemah, mudah terputus. Sehingga menjadi ikatan sekunder dan tidak
dapat larut didalam air (terjadi denaturasi) dan selanjutnya akan berakhir pada
ikatan promer.
d.
Struktur kuarterner : Adalah gabungan dari ikatan
tersier, misalnya haemoglobin (larut didalam air). Ikatan quarterner juga
ikatan yang tidak kuat. Pada ikatan ini juga memiliki kemungkinan untuk
terjadi denaturasi . Terdapat ikatan denaturasi yang tetap (permanen) dan
reprosible.
Penggolongan
Protein
a.
Penggolongan
protein berdasarkan komposisinya
Berdasarkan komposisi kimianya protein dapat dikelompokkan atas protein
sederhana dan protein konjugasi. Protein sederhana adalah protein yang
hanya terdiri dari asam amino, dan tidak terdapat komposisi lainnya.
Contohnya adalah enzim ribonuklease.
Protein konjugasi adalah protein yang terdiri atas polipeptida yang
terikat pada gugus kimia lainnya. Bagian yang bukan asam aminonya dari
protein konjugasi disebut gugus prostetik. Protein konjugasinya juga
dapat dibedakan menjadi beberapa kelompok lain lagi berdasarkan gugus
prostetiknya.
|
Golongan
|
Gugus Prostetik
|
Contoh
|
|
Lipoprotein
|
Lipid
|
Lipoprotein
darah
|
|
Glikoprotein
|
Karbohidrat
|
Γ-globulin darah
|
|
Fosfoprotein
|
Gugus
fosfat
|
Kasein susu
|
|
Hemoprotein
|
Heme
|
Hemoglobulin
|
|
Metal protein
|
Besi, zink,
tembaga
|
Alkoholdehidrogenase
|
b.
Pengelompokkan
protein berdasarkan bentuk
Berdasarkan bentuknya protein dapat dibagai menjadi dua jenis antara lain
adalah protein globular dan protein serabut. Protein globular adalah
protein yang rantai atau rantai-rantai peptidanya berlipat rapat membuat bentuk
globular atau bulat padat. Protein globular biasannya larut dalam air dan
mudah berdifusi. Hampir semua protein globular mempunyai fungsi gerak
yang dinamik, seperti enzim, protein transpor darah, dan anti bodi.
Protein serabut adalah protein yang memiliki serabut panjang dan tidak
berlipat membentuk globular. Protein serabut ini tidak larut dalam air
. hampir semua protein serabut mempunyai fungsi struktural atau
pelindung.
c.
Pengelompokkan
protein berdasarkan fungsi biologisnya.
Berdasarkan fungsi biologisnya, protein dapat dibagi menjadi 7 kelompok,
antara lain :
1)
Enzim, yaitu
protein yang berfungsi sebagai biokatalisator. Hampir semua reaksi
senyawa dikatalisis oleh enzim. Telah ditemukan, paling tidak terdapat
200 jenis enzim yang ditemukan dalam berbagai bentuk kehidupan.
2)
Protein transpor, yaitu protein yang mengikat
dan memindahkan molekul atau ion spesifik. Misalnya haemoglobin yang
terdapat dalam sel darah merah yang dapat mengikat oksigen dari paru-paru dan
membawannya kedalam jaringan periferi. Lipoprotein yang terdapat dalam
plasma darah membawa lipid dari hati ke organ lainnya. Protein transpor
lainnya terdapat dalam dinding sel dan menyesuaikan dengan fungsinya untuk
mengikat dan membawa glukosa, asam amino, dan nutrien lain melalui
membran sel kedalam sel.
3)
Protein
nutrien dan penyimpan, ialaha protein yang berfungsi sebagai cadangan
makanan. Contohnya adalah protein yang terdapat dalam biji-bijian seperti
gandum, beras, jagung.
4)
Protein kontraktil, yaitu protein yang
memberikan kemampuan pada sel organisme untuk mengubah bentuk atau
bergerak. Contohnya adalah aktin dan miosin, yaitu protein yang berperan
dalam dalam kontraksi otot kerangka.
5)
Protein struktur, yaitu protein yang berperan
dalam penyanggah untuk memberikan struktur biologi atau perlindungan.
Contohnya adalah kolagen, yaitu komponen utama dalam urat dan tulang
rawan. Contoh lain adalah keratin yang terdapat dalam rambut, kuku, dan
bulu pada ayam/burung, fibroin yaitu komponen utama dalam serat sutera dan
jaringan laba-laba.
6) Protein pertahanan (anti bodi) yaitu protein yang melindungi
organisme untuk bertahan terhadap serangan organisme lain, misalnya
penyakit. Contohnya adalah imunoglobin atau antibodi yang terdapat dalam
vertebrata, dapat mengenali atau menetralkan bakteri, virus, atau protein asing
dari spesi lain. Fibrinogen dan tromblin merupakan protein pengumpul
darah jika sistem pembuluh terluka.
7) Protein pengatur, yaitu protein
yang berfungsi untuk mengatur aktifitas selular atau fisiolofi. Contohnya
hormon, seperti insulin yang mengatur metabolisme gula darah. Kekurangan
insulin akan menyebabkan penyakit diabetes.
Guthrie dalam bukunya Introductory
Nutrition menuliskan fungsi protein dengan kebutuhan asam aminonya dapat dikelompokkan menjadi lima, yakni:
a.
untuk pertumbuhan;
b.
pembentukan senyawa tubuh;
c.
mengatur keseimbangan air;
d.
memelihara kenormalan tubuh;
e.
mendorong terbentuknya sistem kekebalan
tubuh
Asam Amino
Asam amino adalah salah satu senyawa yang ada didalam tubuh
makhluk hidup yang diantaranya hewan dan manusia yang berguna untuk sebagai
sumber bahan utama pembentukan protein dalam tubuh.
Asam amino adalah sembarang senyawa
organik yang memiliki gugus fungsional karboksil (-COOH) dan amina (biasanya
-NH2). Dalam biokimia seringkali pengertiannya dipersempit: keduanya terikat
pada satu atom karbon (C) yang sama (disebut atom C "alfa" atau α).
Gugus karboksil memberikan sifat asam dan gugus amina memberikan sifat basa.
Dalam bentuk larutan, asam amino bersifat amfoterik: cenderung menjadi asam
pada larutan basa dan menjadi basa pada larutan asam. Perilaku ini terjadi
karena asam amino mampu menjadi zwitter-ion. Asam amino termasuk golongan
senyawa yang paling banyak dipelajari karena salah satu fungsinya sangat
penting dalam organisme, yaitu sebagai penyusun protein.
Struktur asam amino secara umum
adalah satu atom C yang mengikat empat gugus: gugus amina (NH2), gugus
karboksil (COOH), atom hidrogen (H), dan satu gugus sisa (R, dari residue) atau
disebut juga gugus atau rantai samping yang membedakan satu asam amino dengan
asam amino lainnya
Asam amino terdiri dari dua kelompok, yakni sebagai berikut.
a. Asam Amino Esensial :Asam amino
esensial adalah asam amino yang tidak dapat dibuat oleh tubuh. Asam amino jenis
ini harus didatangkan dari makanan kita
sehari-hari. Asam amino esensial terdiri atas Valine, Lysine, Threonine,
Leucine, Tryptophan, Phenylalanine, dan Methionine.
b.
Asam Amino Non-Esensial :
Asam amino non
esensial adalah asam amino yang dapat dibuat sendiri oleh tubuh. Asam amino non esensial terdiri atas Glycine,
Tyrosine, Cystine, Alanine, Serine, Asam Glutamat, Asam Aspartat, Arginin,
Histidin, Proline Hydroxyproline, dan Citruline.
2.
Pencernaan
dan Absorbsi Protein
Protein merupakan suatu bahan yang penting dalam tubuh
karena fungsinya yang beragam, terutama sebagai struktural tubuh, katalitik,
dan sinyal dalam jaras tubuh. Sumber C dan N dari protein dapat digunakan untuk
sintesis protein dan asam amino baru serta rangka karbonnya sebagai senyawa
antara dalam metabolisme karbohidrat dan lipid. Gugus NH2 dari asam amino akan
masuk ke dalam sintesis urea (ureotelik). Enzim yang digunakan untuk memecah
protein (protease/peptidase) disintesis dan disekresi dalam bentuk inaktif yang
disebut proenzim atau zimogen.
a.
Lambung
Getah
lambung merupakan cairan jernih berwarna kuning pucat yang mengandung HCl
0,2-0,5% dengan pH sekitar 1,0. Getah lambung terdiri atas sekitar 97-99% air.
Sisanya terdiri atas musin (lendir) serta garam anorganik, enzim pencernaan
(pepsin serta renin), dan lipase. Getah lambung berfungsi untuk membunuh
mikroorganisme, denaturasi protein makanan, dan memberi lingkungan pH yang
sesuai untuk pepsin bekerja (pH optimal 1,0-2,0). pepsin dan renin. Pepsin
dihasilkanàEnzim
getah lambung untuk protein oleh chief
cell atau sel zimogen sebagai zimogen yang inaktif, pepsinogen. Pepsinogen ini
diaktifkan oleh H+ menjadi pepsin, yang memecah suatu polipeptida pelindung
untuk memajan oleh pepsin aktif; dan oleh pepsin itu sendiri, yang secara cepat
mengaktifkan molekul pepsinogen (autokatalisis). Pepsin memecah protein yang
terdenaturasi menjadi derivat polipeptida berukuran besar. Pepsin merupakan
enzim endopeptidase karena menghidrolisis ikatan peptida yang terletak di
struktur polipeptida utama. Alkalisasi urin terjadi setelah ingesti makanan
(alkaline tide), akibat pembentukan bikarbonat dalam proses sekresi asam
hidroklorida. Sekresi H+ ke dalam lumen lambung merupakan proses aktif yang
digerakkan oleh enzim H+-K+ ATPase pada membran, yang berbeda dengan Na+-K+
ATPase, tidak peka terhadap ouabain. Penyekresian H+ terjadi melalui
pembentukan H2CO3 dari H2O dan CO2 melalui katalisis karbonat anhidrase.
Sel-sel parietal (oksintik) yang merupakan sumber HCl asam lambung mengandung
banyak mitokondria yang diperlukan bagi pembentukan ATP untuk menggerakkan
H+-K+ ATPase. HCO3- melintas ke dalam plasma melalui pertukaran dengan Cl-,
yang dirangkaikan pada sekresi H+ ke dalam lumen. Sel-sel parietal juga
menyekresikan faktor intrinsik, suatu glikoprotein untuk memfasilitasi absorpsi
vitamin B12 dari ileum. Berikut gambar mekanisme produksi asam hidroklorida
lambung.
Renin memiliki peran penting pada proses pencernaan oleh bayi karena mencegah
susu melintas cepat dari dalam lambung. Dengan adanya kalsium, renin mengubah
kasein di dalam susu secara ireversibel menjadi parakasein. Pepsin kemudian
bekerja pada parakasein ini setelah parakasein membentuk kompleks dengan ion
kalsium dari susu membentuk Ca-parakaseinat untuk dipecah menjadi peptida.
Renin tidak ditemukan pada orang dewasa.
b.
Duodenum
Kimus akan
cepat dinetralisir oleh getah pankreas karena mengandung bikarbonat (HCO3-).
Dalam getah pankreas terdapat beberapa enzim (khusus untuk protein) yang
dilepaskan sebagai zimogen. Kerja pankreolitik yang dimiliki getah pankreas
disebabkan oleh tiga buah enzim endopeptidase: tripsin, kimotripsin, dan
elastase yang menyerang protein serta polipeptida yang dilepas dari lambung
untuk membentuk senyawa-senyawa polipeptida, peptida, atau keduanya. Tripsin
bersifat spesifik untuk ikatan peptida asam amino dasar dan kimotripsin bekerja
spesifik untuk ikatan peptida yang mengandung residu asam amino tak bermuatan,
seperti asam amino aromatik. Elastase mempunyai spesifisitas yang agak luas
dalam menyerang ikatan di sebelah residu asam amino kecil, seperti glisin,
alanin, serat serin. Ketiga enzim ini disekresikan sebagai zimogen. Pengaktifan
tripsinogen terjadi akibat enzim proteolitik lain, enteropeptidase
(enterokinase), yang disekresikan oleh mukosa usus. Enzim enteropeptidase
menghidrolisis ikatan peptida lisin di dalam zimogen, membebaskan sebuah
polipeptida kecil yang memungkinkan molekul membuka lipatannya menjadi tripsin
aktif. Begitu tripsin terbentuk, enzim ini bukan saja menyerang molekul
tambahan tripsinogen, tetapi juga zimogen lain dalam getah pankreas yaitu
kimotripsinogen, proelastase, dan prokarboksipeptidase, yang masing-masing
secara berurutan membebaskan kimotripsin, elastase, dan karboksipeptidase.
Karboksipeptidase merupakan eksopeptidase yang menyerang terminal ikatan
peptida, membebaskan asam amino tunggal.
c.
Usus halus (getah usus)
Getah usus
memiliki (1) aminopeptidase yang merupakan eksopeptidase yang menyerang ikatan
peptida di dekat terminal amino asam amino polipeptida serta oligopeptida dan
(2) dipeptidase dengan beragam spesifisitas, yang sebagian diantaranya berada
di sel epitel usus. Dipeptidase membentuk dipeptida menjadi asam amino bebas. bentuk isomer
L alami diangkut secara aktifàAbsorpsi asam
amino melintasi usus dari tunika mukosa
ke tunika serosa; vitamin B6 (piridoksal fosfat) terlibat dalam proses
pemindahan ini. Asam amino diangkut melalui brush border oleh beragam unsur
transporter yang banyak diantaranya mempunyai mekanisme bergantung-Na+ serupa
dengan sistem transporter glukosa (transpor aktif). Di antara berbagai unsur
pembawa yang bergantung Na+ tersebut, terdapat unsur pembawa asam amino netral,
unsur pembawa fenilalanin dan metionin, serta sebuah unsur pembawa yang spesifik
untuk asam amino, misalnya prolin dan hidroksiprolin. Mekanisme transpor pasif
juga ada dalam transpor asam amino melalui difusi fasilitasi dengan berbagai
protein transpor yang sudah disebutkan sebelumnya. Dalam transpor asam amino
ada yang membutuhkan siklus γ-glutamat untuk asam amino tertentu yang
menandakan dibutuhkannya glutation (gabungan 3 asam amino: γ-glutamil,
sisteinil, dan glisin). Dalam siklus ini dapat terjadi pada sel usus dan
ginjal, asam amino dapat ditranspor melalui membran sel dengan mereaksikannya
terhadap glutation dan bantuan enzim γ-glutamil transpeptidase sehingga
membentuk sisteinilglisin (kompleks sisteinil dan glisin) dan asam amino
γ-glutamil. Asam amino γ-glutamil dipecah oleh enzim 5-oxoprolinase menjadi
asam amino dan 5-oxoprolin yang diubah menjadi glutamat dengan bantuan
hidrolisis ATP. Asam amino dapat dilepaskan dalam sel dan glutation disintesis
kembali.
Absorpsi
peptida dalam jumlah besar dapat menyebabkan reaksi imunologik. Hal ini
diakibatkan polipeptida yang tidak tercerna akibat defek sel mukosa usus
berakibat dapat diserapnya fragmen protein dengan ukuran molekul lebih besar
daripada asam amino yang diserap oleh usus ke dalam sirkulasi darah sehingga
dapat memicu terbentuknya antibodi. Peptida tersebut diserap melalui jalur
paraselular (persorpsi) atau melalui alur yang terdapat diantara sel enterosit.
3.
Biosintesa
Asam Amino
Kira-kira 75% asam amino digunakan
untuk sintesis protein. Asam-asam amino dapat diperoleh dari protein yang kita
makan atau dari hasil degradasi protein di dalam tubuh kita. Degradasi ini
merupakan proses kontinu. Karena protein di dalam tubuh secara terus menerus
diganti (protein turnover). Contoh
dari protein turnover, tercantum pada
tabel berikut.
Contoh protein turnover.
|
Protein
|
Turnover rate (waktu paruh)
|
|
Enzim
Di dalam hati
Di dalam plasma
Hemoglobin
Otot
Kolagen
|
7-10 menit
10 hari
10 hari
120 hari
180 hari
1000 hari
|
Asam-asam amino juga menyediakan
kebutuhan nitrogen untuk:
a. Struktur basa nitrogen DNA dan RNA
b.Heme dan struktur lain yang serupa seperti mioglobin, hemoglobin,
sitokrom, enzim dll.
c. Asetilkolin dan neurotransmitter
lainnya.
d.
Hormon dan fosfolipid
Selain menyediakan kebutuhan
nitrogen, asam-asam amino dapat juga digunakan sebagai sumber energi jika
nitrogen dilepas.
4.
Keseimbangan
Nitrogen
Daur
nitrogen adalah bukti lain bahwa bumi secara khusus dirancang untuk kehidupan
manusia. Nitrogen adalah salah satu unsur dasar yang terdapat dalam jaringan
tubuh semua organisme hidup. Meskipun
78% dari atmosfer merupakan nitrogen, manusia dan hewan tidak dapat menyerapnya
secara langsung. Di sinilah bakteri berfungsi dengan membantu kitamemenuhi
kebutuhan nitrogen. Daur nitrogen dimulai dengan gas nitrogen (N2) yang ada
diudara. Bakteri yang hidup di beberapa tanaman mengubah nitrogen menjadi
amonia (NH3). Sebaliknya, jenis bakteri lainmengubah amonia menjadi nitrat
(NO3). (Halilintar juga memainkan peranan penting pada proses perubahan
nitrogen di udara menjadi amonia).
Pada
tingkat selanjutnya, makhluk hidup yang dapat membuat makanannya sendiri,
seperti tumbuhan hijau, dapat menyerap nitrogen. Hewan dan manusia, yang tidak
dapat membuat makanannya sendiri, dapat memenuhi kebutuhan nitrogen hanya
dengan memakan tumbuh-tumbuhan tersebut.Nitrogen pada hewan dan manusia kembali
ke alam melalui kotoran dan bangkai yang diuraikan oleh bakteri. Sementara
menguraikan zat, bakteri tidak hanya melakukan tugas sebagai pembersih, tetapi
juga melepaskan amonia, sumber utama nitrogen. Ada bakteri yang mengubah
sejumlah tertentu ammonia menjadi nitrogen dan mencampurnya dengan udara. Ada
juga bakteri yang mengubah sisanya menjadi nitrat. Tumbuhan menggunakan nitrat
dan daur terus berlanjut. Tidak adanya bakteri dalam daur ini akan
mengakibatkan berakhirnya kehidupan. Tanpa bakteri, tumbuhan tidak dapat
memenuhi kebutuhan nitrogennya dan akan segera punah. Kehidupan tak mungkin
terjadi di tempat yang tak memiliki tumbuhan.
C.
Lipid
Lipid
(lemak) merupakan nutrient padat yang paling berkalori dan menyediakan 9 kkal
per gram. Lipid termasuk lemak yang padat pada suhu ruangan dan minyak yang
cair pada suhu ruangan. Lipid tersusun dari karbon, hydrogen, dan oksigen, tapi
proporsi setiap elemen berbeda dari karbohidrat.
Lipid
dasar disusun dari trigliserida dan asam lemak. Trigliserida bersirkulasi dalam
darah dan dibentuk oleh tiga asam lemak yang melekat pada gliserol. Asam lemak
disusun dari rantai atom karbon dan atom hydrogen dengan kelompok asam pada
satu ujung rantai dan kelompok metil pada ujung lain. Proses selama asam lemak
disintesis disebut lipogenesis. Asam lemak dapat jenuh, dimana tiap karbon
dalam rantai memiliki dua atom hidrogen yang melekat, atau tidak jenuh, dimana
sejumlah atom hidrogen yang tidak sama dilekatkan dan atom karbon melekat
dengan yang lain dengan ikatan ganda. Asam lemak tidak jenuh tunggal memiliki
dua atau lebih ikatan ganda, sedangkan asam lemak tidak jenuh ganda
memiliki dua ikatan ganda karbon atau lebih. Beragam tipe asam lemak memiliki
kepentingan untuk kesehatan dan timbulnya penyakit dan telah disebutkan dalam
petunjuk diet.
Asam
linoleat, asam lemak tidak jenuh, merupakan satu-satunya asam lemak esensial
pada manusia. Asam linolenat dan asam arakidonat, juga asam lemak tidak jenuh
adalah penting untuk proses metabolisme tapi dapat dihasilkan oleh tubuh
apabila tersedia asam linoleat. Kebanyakan lemak hewan memiliki proporsi asam
lemak jenuh yang tinggi., sedangkan lemak sayuran memiliki jumlah yang tinggi
akan asam lemak tidak jenuh dan tidak jenuh majemuk.
Lemak
merupakan bentuk penghasil energy tubuh yang utama. Monogliserida dari porsi
lipid yang dicerna dapat diubah menjadi glukosa dengan proses glukoneogenesis.
Semua sel tubuh kecuali sel darah merah dan neuron dapat mengoksidasi asam
lemak dan energi.
Lipid
yang secara bioligis penting adalah asam lemakdan turunannya, lemak netral
(trigliserida), fosfolipid, dan senyawa terkait, serta sterol. Trigliserida
terdiri dari tiga asam lemak yang terkait ke gliserol yaitu sebagai berikut :
1. Asam
lemak tipikal dibagi menjadi 3 yaitu : asam palmitrat, asam stearat, dan asam
oleat
2. Trigliserida
(triasilgliserol) : ester gliserol dan tiga asam lemak
R=
rantai alifatik dengan panjang dan derajat saturasi yang beraneka ragam
3. Fosfolipid
a) Ester
gliserol, 2 asam lemak
1. Fosfat
= asam fosfatidat
2. Fosfat
plus inositol = fosfatidilinositol
3. Fosfat
plus kolin = fosfatidilkolin (lestin)
4. Fosfat
plus etanolamin = fosfatidiletanolamin (sefalin)
5. Fosfat
plus serin = fosfatidilserin
b) Derivat-derivat
gliserol lain yang mengandung fosfat
c) Sfingomielin
: ester dari asam lemak, fosfat, kolin, dan amino alcohol sfingosin
Serebrosida
adalah senyawa-senyawa yang mengandung galaktosa, asam lemak, dan sfingosin.
Sterol
adalah kolesterol dan turunannya, termasuk hormone steroid, asam empedu, dan
berbagi vitamin.
Asam
lemak yang terdapat di alam mengandung jumlah atom karbon genap. Asam-asam ini
dapat jenuh (tidak ada ikatan ganda) atau tak jenuh (terdehidrogenasi, dengan
aneka jumlah ikatan ganda). Fosfolipid adalah unsur pokok membrane sel. Sterol
mencakup berbagai hormon steroid dan kolesterol.
Lipid adalah
molekul-molekul biologis yang tidak larut di dalam air tetapi di dalam
pelarut-pelarut.
Fungsi
lipid adalah sebagai berikut :
1. Sebagai
penyusun struktur membran sel
2. Dalam
hal ini lipid berperan sebagai barier untuk sel dan mengatur aliran
material-material
3. Sebagai
cadangan energy
4. Lipid
disimpan sebagai jaringan adipose
5. Sebagai
hormone vitamin
6. Hormon
mengatur komunikasi antar sel, sedangkan vitamin membantu regulasi
proses-proses biologis.
1.
Jenis
Lipid dan Asam Lemak
Terdapat
jenis lipid yaitu sebagai berikut :
a) Asam
lemak, terdiri atas dari asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh
b) Gliserida,
terdiri atas gliserida netral dan fosfogliserida
c) Lipid
kompleks terdapat lipoprotein dan glikolipid
d) Non
gliserida terdiri atas sfingolipid, steroid
Asam lemak
Asam
lemak merupakan asam monokarbosilat rantai panjang. Adapun rumus umum dari asam
lemak adalah CH3(CH2)nCOOH atau CnH2 n+1-COOH. Rentang ukuran dari asam
lemak adalah C12 sampai C24. Asam lemak ada dua macam yaitu sebagai berikut :
a) Asam
lemak jenuh (saturated fatty acid), asam lemak ini tidak memiliki ikatan
rangkap
b) Asam
lemak tak jenuh (unsaturated fatty acid), memiliki satu atau lebih ikatan
rangkap
Gliserida netral (lemak netral)
Gliserida
netral adalah ester antara asam lemak dengan gliserol. Fungsi dasar dari
gliserida netral adalah sebagai simpanan energi (berupa lemak atau minyak).
Setiap gliserol mungkin berikatan dengan 1,2,3 asam lemak yang tidak harus
sama. Jika gliserol berikatan dengan 1 asam lemak disebut monogliserida, jika
berikatan dengan 2 asam lemak disebut digliserida dan jika berikatan dengan 3
asam lemak disebut trigliserida.Trigliserida merupakan cadangan energy penting
dari sumber lipid.
Lemak
dan minyak keduanya merupakan trigliserida. Adapun perbedaan sifat secara umum
dari keduanya adalah :
a) Lemak
: umumnya diperoleh dari hewan, berwujud padat pada suhu ruang, tersusun dari
asal lemak jenuh
b) Minyak
: umumnya diperoleh dari tumbuhan, berwujud cair pada suhu ruang, tersusun dari
asam lemak tak jenuh, dan fosfogliserida (fosfolipid)
Lipid
dapat mengandung gugus fosfat. Lemak termodifikasi ketika fosfat mengganti
salah satu rantai asam lemak.
Penggunaan
fosfogliserida adalah : Sebagai komponen penyusun membrane sel dan sebagai agen
emulsi
Struktur
dari fosfolipid : fosfolipid bilayer (lapisan ganda) sebagai penyusunan
membrane sel
Lipid kompleks
Fosfo lipid merupakan
kelompok lipid yang selain mengandung asam lemak dan alcohol juga mengandung
residu asam fosfat. Lipid ini sering mempunyai bahasa yang mengandung nitrogen
dan substituent lain.
Glikolipid merupakan
kelompom lipid yang mengandung asam lemak , sfingosin dan karbohidrat.
Lipid kompleks lain merupakan sulfolipid
dan amino lipid. Lipoprotein juga dapat dimassukkan kedalam kategori ini.
Precursor dan derivate lipid
kelompok
ini mencakup asam lemak gliseror, steroid senyawa alcohol selain gliserol serta
sterol, aldehid lemak, badan keton,
hidrokarbon, vitamin larut lemak
serta berbagai hormon.
2.
Senyawa
Lipid
Secara umum senyawa yang disebut lipid biasanya diartikan sebagai suatu
senyawa yang dalam pelarut tidak larut dalam air, namun larut organik. Contohnya benzena, eter, dan kloroform. Suatu lipid suatu
lipid tersusun atas asam lemak dan gliserol. Berbagai
kelas lipid dihubungkan satu sama lain berdasarkan
komponen dasarnya, sumber penghasilnya, kandungan asam lemaknya, maupun sifat-sifat kimianya. Kebanyakan lipid
ditemukan dalam kombinasi dengan senyawa
sederhana lainnya (seperti ester lilin, trigliserida, steril ester dan fosfolipid), kombinasi dengan karbohidrat
(glikolipid), kombinasi dengan protein
(lipoprotein). lipid yang sangat bervariasi struktur dan fungsinya,mulai dari volatile sex pheromones sampai ke
karet alam.
3.
Pengadaan
Energi dari Lipid Biosintesa Lipid
Biosintesis
asam lemak terjadi di sitoplasma, khususnya di hati, jaringan adiposa, ginjal,
paru-paru, dan kelenjar mammae. Pensuplai karbon yang paling penting adalah
glukosa. Akan tetapi prekursor asetyl-CoA yang lain seperti asam amino
ketogenik dapat digunakan. Mula-mula acetyl-CoA dikarboksilasi menjadi malonil
CoA, kemudian dipolimerisasi menjadi asam lemak. Asam lemak selanjutnya
diaktivasi dan disintesis menjadi lipid (triasilgliserol) dengan gleserol
3-fosfat. Untuk mensuplai jaringan lain, lipid tersebut dipak ke dalam kompleks
lipoprotein (VLDL) oleh hepatocyte dan dilepaskan ke dalam darah.
4.
Penimbunan
Trasilgliserol dari Jaringan Adiposa
Triasilgliserol
atau trigliserida adalah senyawa lipid utama yang terkandung dalam bahan
makanan dan sebagai sumber energi yang penting, khususnya bagi hewan. Sebagian
besar triasilgliserol disimpan dalam sel-sel jaringan adiposa, adipocytes.
Triasilgliserol secara konstan didegradasi dan diresintesis. Pemrosesan dan
distribusi lipid dijelaskan dalam 8 tahap, yaitu:
a. Triasilgliserol
yang berasal dari diet makanan tidak larut dalam air. Untuk mengangkutnya
menuju usus halus dan agar dapat diakses oleh enzim yang dapat larut di air
seperti lipase, triasilgliserol tersebut disolvasi oleh garam empedu seperti
kolat dan glikolat membentuk misel.
b. Di usus halus enzim pankreas lipase
mendegradasi triasilgliserol menjadi asam lemak dan gliserol. Asam lemak dan
gliserol diabsorbsi ke dalam mukosa usus.
c. Di dalam mukosa usus asam lemak dan gliserol
disintesis kembali menjadi triasilgliserol
d. Triasilgliserol
tersebut kemudian digabungkan dengan kolesterol dari diet makanan dan protein
khusus membentuk agregat yang disebut kilomikron.
e. Kilomikron
bergerak melalui sistem limfa dan aliran darah ke jaringan-jaringan.
f. Triasilgliserol diputus pada dinding pembuluh
darah oleh lipoprotein lipase menjadi asam lemak dan gliserol.
g. Komponen ini kemudian diangkut menuju sel-sel
target.
h. Di dalam sel otot (myocyte) asam lemak
dioksidasi untuk energi dan di dalam sel adiposa (adipocyte) asam lemak
diesterifikasi untuk disimpan sebagai triasilgliserol. Selama olah raga, otot
membutuhkan dengan cepat sejumlah energi simpanan. Asam lemak yang disimpan
dalam adipocyte dapat dilepaskan dan ditransport ke myocyte oleh serum albumin
untuk didegradasi menghasilkan energi. Ada 3 sumber asam lemak untuk
metabolisme energi pada hewan, yaitu:
1) suplai
triasilgliserol dari makanan
2) sintesis
triasilgliserol dalam hati jika sumber energi internal melimpah
3) simpanan
triasilgliserol dalam adipocytes.
Untuk
proses lipogenesis (sintesis lipid) pada jaringan adiposa, triasilgliserol
disuplai dari hati dan usus dalam bentuk lipoprotein, VLDL dan kilomikron. Asam
lemak dari lipoprotein dilepaskan oleh lipoprotein lipase yang berlokasi pada
permukaan sel-sel endotelial pembuluh kapiler darah. Asam lemak kemudian diubah
mejadi triasilgliserol. Proses lipolisis (degradasi lipid) pada jaringan
adiposa dikatalisis oleh Hormonesensitive lipase, yang dikontrol oleh hormon,
dengan mobilisasi sebagai berikut :
a. Jika
glukosa dalam darah rendah, akan memicu pelepasan epinefrin atau glukagon.
Kedua hormon meninggalkan aliran darah dan mengikat molekul reseptor yang
ditemui di dalam membran adipocyte atau sel lemak.
b. Hal ini menyebabkan adenilat siklase melalui
protein G mengubah ATP menjadi cAMP.
c. cAMP kemudian mengaktifkan protein kinase.
Protein kinase aktif mengaktifkan triasilgliserol lipase (Hormone-sensitive
lipase) melalui forforilasi.
d. kinase aktif juga mengkatalisis fosforilasi
molekul perilipin pada permukaan butiran lemak (lipid droplet) sehingga
triasilgliserol lipase dapat mengakses permukaan butiran lemak.
e. Selanjutnya triasilgliserol diuraikan menjadi
asam lemak bebas dan gliserol oleh triasilgliserol lipase.
f. Molekul asam lemak yang dihasilkan dilepaskan
dari adipocyte dan diikat oleh protein serum albumin dalam darah untuk diangkut
melalui pembuluh darah menuju myocyte (sel otot) jika dibutuhkan. Jumlah asam
lemak yang dilepaskan oleh jaringan adiposa ini tergantung pada aktivitas
triasilgliserol lipase. Hanya asam lemak rantai pendek yang dapat larut dalam
air, sedangkan asam lemak rantai panjang tidak. Oleh karena itu untuk
pengangkutannya asam lemak rantai panjang diikatkan pada serum albumin.
g. Asam lemak tersebut dilepaskan dari albumin
dan masuk ke myocyte melalui transport khusus.
h. Di myocyte asam lemak mengalami ß-oksidasi
yang menghasilkan CO2 dan energi ATP.
Jaringan
menangkap asam lemak dari aliran darah untuk dibangun kembali menjadi lipid atau
untuk memperoleh energi dari oksidasinya. Metabolisme asam lemak intensif
khususnya di dalam sel hati (hepatocytes). Proses terpenting dari degradasi
asam lemak adalah ß-oksidasi yang terjadi di dalam mitokondria. Asam lemak
dalam sitoplasma diaktifkan dengan mengikatkannya pada coenzyme A, kemudian
dengan sistem transport karnitin masuk ke mitokondria untuk didegradasi menjadi
acetyl-CoA melalui proses ß-oksidasi. Residu acetyl hasil dapat dioksidasi
lanjut menjadi CO2 melalui TCA dan rantai respirasi dengan menghasilkan ATP.
Jika produksi acetyl-CoA melebihi kebutuhan energi sel hepatocyte akan diubah
menjadi keton bodi untuk mensuplai energi pada jaringan lain. Hal ini terjadi
jika suplai asam lemak dalam plasma darah tinggi, misal dalam kondisi kelaparan
atau diabetes mellitus.
5.
Metabolisme
Lipid di Hati
Metabolisme
lipid di dalam tubuh merupakan perkiraan hak istimewa hati. Jaringan mempunyai
kemampuan untuk mengoksidasi asam lemak sampai tuntas. Jaringan adiposa
memiliki sifat metabolisme yang aktif untuk memodifikasi terhadap peranan hati
yang bersifat sentral dan unit di dalam metabolisme lipid merupakan konsep yang
penting. Hati melaksanakan sejumlah fungsi utama berikut ini pada metabolisme
lipid :
a. Hati
memfasilitasi pencernaan dan penyerapan lipid melalui produksi
empedu yang mengandung kolesterol serta garam-garam empedu yang
disintesis didalam hati secara de novo atau ambilan kolesterol lipid.
b. Hati
mempunyai sistem enzim yang aktif untuk sintesis serta oksidas asam
lemak dan untk sintesis triasilgliserol serta fosfilipid.
c. Hati
mengonversi asam lemak menjadi badan keton (KETOGENESIS).
d. Hati
memainkan peranan integral dadalam sintesis serta metabolisme
lipoprotein plasma.
6.
Pencernaan
dan Penyerapan di Usus
Tahap
Pencernaan di Usus, sebagai berikut :
Setelah
makanan tinggal di lambung selama beberapa saat, makanan kemudian didorong oleh
kontraksi otot ke bagian usus kecil yang pertama, yang disebut duodenum. Ketika
makanan masuk ke duodenum, tahap pencernaan usus dimulai. Tahap ini merupakan
tahap utama terjadinya pemecahan karbohidrat, protein, dan lemak ke dalam
bentuk yang dapat diserap. Makanan yang sudah setengah dicerna yang datang dari
lambung harus cukup asam agar dapat memicu pengeluaran enzim-enzim pencernaan
yang bertanggung jawab atas pemecahan utama dari makanan. Enzim-enzim ini
adalah protease chymotripsin dan tripsin untuk memecah protein; amilase dan
saccharidase untuk memecah berbagai bentuk lemak. Enzim-enzim ini diproduksi
oleh pankreas, dan produksinya oleh pankreas dipengaruhi oleh hormon secretin
dan cholecystokinin yang dikeluarkan oleh lapisan duodenum. Pelepasan kedua
hormon ini dipengaruhi oleh keasaman muatan usus. Jika makanan yang berasal
dari lambung tidak cukup asam karena lambung tidak cukup mengeluarkan asam,
maka mungkin hormon yang dilepaskan tidak akan cukup untuk merangsang pelepasan
enzim-enzim pencernaan utama dalam jumlah yang cukup, sehingga menghasilkan
maldigesti atau malabsorpsi. Sangat jelas bahwa sekresi asam lambung sangat
penting untuk efektifitas penyerapan zat gizi, dan kemampuan untuk menghasilkan
asam lambung ini seringkali menurun sejalan dengan usia, sehingga banyak usia
lanjut yang mengalami masalah pencernaan.
Tahap
penyerapan di usus merupakan tahap yang sangat vital, dan prosesnya dibantu
oleh kecukupan zat-zat gizi tertentu seperti seng, asam panthotenic, dan
vitamin A. Rasa nyeri di usus akibat peradangan lapisan permukaan dalam usus,
dapat terjadi karena kekurangan zat-zat gizi ini, disamping bisa juga
disebabkan oleh candida yang tidak terkendali. Serat dalam makanan juga
diketahui memperbaiki kapasitas penyerapan di usus.
7.
Pengangkutan
Lipid Antarjaringan
a. Kilomikron
Merupakan
transport lemak dari mukosa usus ke jaringan. Pemecahan dibantu enzim lipase
lipoprotein. kilomikron dipecah menjadi asam lemak dan gliserol. Asam lemak
selanjutnya masuk ke otot untuk dimanfaatkan energinya atau disimpan dalam
bentuk lemak di jaringan adiposa.
b. VLDL
Merupakan
transport lemak dari hati kejaringan. VLDL mengalami pengubahan menjadi LDL.
Asam lemak masuk ke otot dan jaringan adiposa sedangkan gliserol dan LDL
kembali ke hati.
c. HDL
Merupakan
transport fosfolipid da kolesterol ke hati.
BAB III
PENUTUP
A.
Kesimpulan
1.
Karbohidrat
Jenis
Karbohidrat dibagi menjadi :
a. Monosakarida
b. Disakarida
dan oligosakarida
c. Polisakarida
Dalam
metabolisme karbohidrat dapat terjadi :
Glikolisis,
Glikogenesis, Glikogenolisis, glukoneogenesis, metabolism asam uronat dan
metabolism galaktosa.
2. Protein.
Protein dibuat dari
sejumlah besar asam amino yang dirangkai membentuk rantai oleh ikatan peptida
yang menghubungkan gugus amino dengan gugus karboksil di asam amino berikutnya.
Protein dibagi menjadi
2 jenis :
a. Protein sederhana: hanya asam amino
b. Protein berkonjugasi: asam amino +
gugus (-gugus) prostetik nonprotein.
Asam
amino adalah salah satu senyawa yang ada didalam tubuh makhluk hidup yang
diantaranya hewan dan manusia yang berguna untuk sebagai sumber bahan utama
pembentukan protein dalam tubuh.
Dalam metabolisme protein dapat terjadi : Pencernaan dan Absorbsi
Protein, Biosintesa Asam Amino, Keseimbangan Nitrogen
3.
Lipid / Lemak
Lipid
(lemak) merupakan nutrient padat yang paling berkalori dan menyediakan 9 kkal
per gram. Lipid termasuk lemak yang padat pada suhu ruangan dan minyak yang
cair pada suhu ruangan. Lipid tersusun dari karbon, hydrogen, dan oksigen, tapi
proporsi setiap elemen berbeda dari karbohidrat.
Secara umum senyawa yang disebut lipid biasanya diartikan sebagai suatu
senyawa yang dalam pelarut tidak larut dalam air, namun larut organik.
Dalam metabolisme lipid biasanya
terjadi :Pengadaan Energi dari Lipid Biosintesa Lipid, Penimbunan
Trasilgliserol dari Jaringan Adiposa, Metabolisme Lipid di Hati, Pencernaan dan
Penyerapan di Usus, Pengangkutan Lipid Antarjaringan.
DAFTAR PUSTAKA
6.
Robert K ; Muray. 2003. Biokimia Harper.
Edisi 25. EGC : Jakarta
7.
Pearce, Evelyn C. 2006. Anatomi &
Fisiologis untuk Paramedis. PT Gramedia Jakarta : Jakarta
