My Sparkle World: Karbohidrat, Protein dan Lemak

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

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.