Pengertian Lemak, Fungsi Lemak, Struktur Kimia Lemak, Pembagian lemak, Sumber Lemak, dan Proses metabolisme lemak dalam tubuh manusia. Itulah yang akan saya bagikan pada postingan kali ini.Semoga bermanfaat bagi sobat sobat semua.Langsung aja ya (softilmu.blogspot.com)
A.PENGERTIAN LEMAK Lemak (Lipid) adalah zat organik hidrofobik yang bersifat sukar larut dalam air.Namun lemak dapat larut dalam pelarut organik seperti kloroform,eter dan benzen. B.STRUKTUR KIMIA LEMAK Unsur penyusun lemak antara lain adalah Karbon(C),Hidrogenn(H),Oksigen(O) dan kadangkadang Fosforus(P) serta Nitrogen(N). Molekul lemak terdiri dari empat bagian,yaitu satu molekul gliserol dan tiga molekul asam lemak.Asam lemak terdiri dari rantai Hidrokarbon(CH) dan gugus Karboksil(-COOH).Molekul gliserol memiliki tiga gugus Hidroksil(-OH) dan tiap gugus hidroksil berinteraksi dengan gugus karboksil asam lemak.
Lemak C.PEMBAGIAN LEMAK Berdasarkan komposisi kimianya lemak terbagi atas tiga,yaitu: 1.Lemak Sederhana
Lemak sederhana tersusun oleh trigliserida, yang terdiri dari satu gliserol dan tiga asam lemak.Contoh senyawa lemak sederhana adalah lilin(wax) malam atau plastisin(lemak sederhana yang padat pada suhu kamar),dan minyak(lemak sederhana yang cair pada suhu kamar). 2.Lemak Campuran Lemak Campuran merupakan gabungan antara lemak dengan senyawa bukan lemak.Contoh lemak campuran adalah lipoprotein(gabungan antara lipid dan denganprotein),Fosfolipid(gabungan antara lipid dan fosfat),serta fosfatidilkolin(yang merupakan gabungan antara lipid,fosfat dan kolin). 3.Lemak Asli(Derivat Lemak) Deriwat lemak merupakan senyawa yang dihasilkan dari proses hidrolisis lipid.misalnya kolesterol dan asam lemak.Berdasarkan ikatan kimianya asam lemak dibedakan menjadi 2,yaitu:
Asam lemak Jenuh,bersifat non-esensial karena dapat disintesis oleh tubuh dan pada umumnya berwujud padat pada suhu kamar.Asam lemak jenuh berasal dari lemak hewani,misalnya mentega.
Asam lemak tidak jenuh, bersifat esensial karena tidak dapat disintesis oleh tubuh dan umunya berwujud cair pada suhu kamar.Asam Lema tidak jenuh berasal dari lemak nabati,misalnyya minyak goreng.
.SUMBER LEMAK Berdasarkan asalnya,sumber lemak dapat dibedakan menjadi 2,yaitu
Lemak yang berasal daari tumbuhan(disebut lemak Nabati).Beberapa bahan yang mengandung lemak nabati adalah kelapa,kemiri,zaitun,kacang tanah,mentega,kedelai,dll.
Lemak yang berasal dari hewan(disebut lemak hewani).Beberapa bahan yang mengandung lemak hewani adalah daging,keju,susu,ikan segar,telur,dll.
E.FUNGSI LEMAK
Banyaknya lemak yang dibutuhkan oleh tubuh manusia umumnya berbeda-beda tetapi umumnya berkisar antara 0,5-1gram lemak per 1kg berat badan per hari.Orang yang tinggal di daerah bersuhu dingin dan orang yang bekerja berat membutuhkan lemak lebih banyak.Di dalam tubuh kita,lemak memppunyai beberapa fungsi penting,diantaranya adalah:
Sebagai pelindung tubuh dari suhu rendah
Sebagai pelarut vitamin A,D,E dan K
Sebagai pelindung alat-alat tubuh vital(antara lain jantung dan lambung),yaitu sebagai bantalan lemak
Sebagai penghasil energi tertingggi
Penahan rasa lapar,karena adanya lemak akan memperlambat pencernaan.Bila pencernaan terlalu cepat maka akan cepat pula timbulnya rasa lapar.
Sebagai salah satu bahan penyusun membran sel
sebagai salah satu bahan penyusun hormon dan vitamin(khususnya untuk sterol)
Sebagai salah satu bahan penyusun empedu,asam kholat (di dalam hati),dan hormon seks(khususnya untuk kolesterol.Pembawa zat-zat makan esensial
F.PROSES PENCERNAAN LEMAK DALAM TUBUH Pencernaan lemak tidak terjadi di mulut dan lambung karena di tempat tersebut tidak terdapat enzim lipase yang dapat menghidrolisis atau memecah lemak.Pencernaan lemak terjadi di dalam usus,karena usus mengandung lipase. Lemak keluar daari lambung masuk ke dalam usus sehingga merangsang hormon kolesistokinin.Hormon kolesistokinin menyebabkan kantung empedu berkontraksi sehingga mengeluarkan cairan empedu ke dalam duodenum(usus dua belaas jari).Empedu mengandung garam empedu yang memegang peranan penting dalam mengemulsikan lemak.Emulsi Lemak merupakan pemecahan lemak yang berukuran besar menjadai butiran lemak yang berukuran lebih kecil.ukuran lemak yang lebih kecil (trigliserida) yang teremulsi akan memudahkan hidrolisis lemak oleh lipase yang dihasilkan dari penkreas.Lipase pankreas akan menghidrolisis lemak teremulsi menjadi campuran asam lemak dan monoligserida (gliserida tunggal).Pengeluaran cairan penkreas dirancang oleh hormon sekretin yang berperan dalam
meningkatkan jumlah elektrolit (senyawa penghantar listrik) dan cairan pankreas,serta pankreoenzim yang berperan untuk merangsang pengeluaran enzim-enzim dalam cairan pankreas.
Absorpsi hasil pencernaan lemak sebagian besar (70%) terjadi di usus halus.Pada waktu asam lemak dan monogliserida di absorpsi melalui sel-sel mukosa pada dinding usus,keduanya di ubah kembali menjadi lemak (trigliserida dengan bentuk partikel-partikel kecil(jaringan lemak.Saar dibutuhkam,timbunan lemak tersenit akan diangkut menuju hati.
BAB I
PENDAHULUAN
Hubungan antara proses biologi dan kimia pada makhluk hidup saling berkaitan erat. Hal tersebut dapat dilihat, misalnya dari proses pencernaan makanan dalam tubuh yang tidak lepas dari kedua proses tersebut. Metabolisme kimiawi dalam sistem pencernaan makanan memiliki peranan penting dalam tiap prosesnya. Reaksi-reaksi kimia yang terjadi dalam sistem pencernaan dapat membantu pemecahan molekul-molekul makanan menjadi molekul yang lebih sederhana, sehingga dapat diserap oleh tubuh.
Seperti halnya karbohidrat dan protein, lipida atau yang lebih sering disebut lemak juga merupakan sumber energi dalam proses metabolime yang terjadi di dalam tubuh. Besarnya energi yang dihasilkan setiap gram lemak adalah lebih besar dari energi yang dihasilkan oleh 1 gram karbohidrat atau 1 gram protein. 1gram lemak menghasilkan 9 kal, sedangkan karbohidrat atau protein hanya menghasilkan 4 kal/gram.
Lemak dalam makanan merupakan campuran lemak heterogen yang sebagian besar terdiri dari trigliserida. Trigliserida disebut lemak jika pada suhu ruangan berbentuk padatan, dan disebut minyak jika pada suhu ruang berbentuk cairan. Trigliserida merupakan campuran asam-asam lemak, biasanya dengan panjang rantai karbon sebanyak 12 sampai 22 dengan jumlah ikatan rangkap dari 0 sampai 4. Dalam lemak makanan juga terdapat sejumlah kecil fosfolipid, sfingolipid, kolesterol, dan fitosterol. Lemak netral merupakan dari gliserol dan asam lemak. Gliserol mempunyai tiga gugusan hidroksil di mana masing-masing akan mengikat satu molekul asam lemak yang disebut trigliserol.
Lemak dan minyak merupakan zat makanan yang penting untuk menjaga kesehatan tubuh manusia. Selain itu lemak dan minyak juga merupakan sumber energi yang lebih efektif dibanding dengan karbohidrat dan protein. Minyak atau lemak, khususnya minyak nabati, mengandungg asam-asam lemak esensial seperti asam linoleat, linolenat, dan arakidonat yang dapat mencegah penyempitan pembuluh darah akibat penumpukan kolesterol. Minyak dan lemak juga berfungsi sebagai sumber dan pelarut bagi vitamin-vitamin A, D, E, K. Lemak dan minyak terdapat pada hampir semua bahan pangan dengan kandungan yang berbeda-beda. Lemak
hewani banyak mengandung sterol yang disebut kolesterol, sedangkan lemak nabati banyak mengandung fitosterol dan lebih bayak mengandung asam lemak asam lemak tak jenuh sehingga umumnya berbentuk cair.
Kekeruhan dalam darah akan hilang dan darah akan menjadi jernih kembali apabila darah telah mengalir melalui beberapa organ tubuh atau jaringan-jaringan, karena terjadinya proses hidrolisis lemak oleh enzim lipoprotein lipase. Lipoprotein lipase terdapat dalam sebagian besar jaringan dan dalam jumlah yang banyak dalam jaringan adiposa dan otot jantung. Sebagian besar lemak yang diabsorbsi diangkut ke hati. Disini lemak diubah menjadi fosforlipid dan diangkut ke organ-organ dan jaringan-jaringan.
Pada proses oksidasi 1 gram lemak dihasilkan energi sebesar 9 kkal, sedangkan 1 gram karbohidrat maupun protein hanya menghasilkan 4 kkal. Lemak juga merupakan salah satu bahan makanan yang mengndung vitamin A, D, E, dan K Pencernaan lemak terutama terjadi dalam usus, karena dalam mulut dan lambung tidak terdapat enzim lipase yang tidak dapat menghidrolisis lemak. Dalam usus lemak diubah dalam bentuk emulsi, sehingga dengan mudah berhubungan denganenzim steapsin dalam cairan pankreas. Hasil akhir proses pencernaan lemak ialah asam lemak, gliserol,monogliserol,digliserida serta sisa trigliserida. Pegeluaran cairan pankreas dirangsang oleh hormon sekretin dan pankreozimin.
Lemak yang keluar dari lambung masuk ke usus merangsang pengeluaran hormon kolesistokinin yang pada gilirannya menyebabkan kantung empedu berkontraksi hingga mengeluarkan cairan empedu ke dalam duodenum. Lipid lainnya yang dapat terhidrolisis oleh cairan pankreas antara lain adalah lesitin oleh fosfolipase, fosfatase, dan esterase. Ester kolesterol dan kolesterol esterase dihidrolisis menjadi kolesterol dan asam lemak.
BAB II
METABOLISME LIPID
Lipid adalah molekul-molekul biologis yang tidak larut di dalam air tetapi larut di dalam pelarutpelarut organik. Lipid juga dikenal oleh masyarakat awam sebagai minyak (organik, bukan minyak mineral atau minyak bumi), lemak, dan lilin. Istilah “lipid” mengacu pada golongan senyawa hidrokarbon alifatik nonpolar dan hidrofob yang esensial dalam menyusun struktur dan menjalankan fungsi sel hidup. Karena nonpolar, lipida tidak larut dalam pelarut polar, seperti air atau alkohol, tetapi larut dalam pelarut nonpolar, seperti eter atau kloroform.
Metabolisme merupakan proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup atau sel, metabolisme disebut juga reaksi enzimatis karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim. Oleh karena itu, metabolisme lipida berarti proses pembakaran lipid atau lemak, ataupun proses penguraian atau perombakan lemak di dalam tubuh.
Metabolisme lipid atau lemak dalam tubuh terjadi dalam hati / hepar. Dilakukan oleh lipase yang terdapat pada getah usus dan getah pankreas, dengan pH optimum 7,5 – 8 lipid yang kita peroleh sebagai sumber energi utamanya adalah dari lipid netral, yaitu trigliserid (ester antara gliserol dengan 3 asam lemak). Secara ringkas, hasil dari pencernaan lipid adalah asam lemak dan gliserol, selain itu ada juga yang masih berupa monogliserid. Karena larut dalam air, gliserol masuk sirkulasi portal (vena porta) menuju hati. Asam-asam lemak rantai pendek juga dapat melalui jalur ini.
Struktur miselus. Bagian polar berada di sisi luar, sedangkan bagian non polar berada di sisi dalam
Sebagian besar asam lemak dan monogliserida karena tidak larut dalam air, maka diangkut oleh miselus (dalam bentuk besar disebut emulsi) dan dilepaskan ke dalam sel epitel usus (enterosit). Di dalam sel ini asam lemak dan monogliserida segera dibentuk menjadi trigliserida (lipid) dan
berkumpul berbentuk gelembung yang disebut kilomikron. Selanjutnya kilomikron ditransportasikan melalui pembuluh limfe dan bermuara pada vena kava, sehingga bersatu dengan sirkulasi darah. Kilomikron ini kemudian ditransportasikan menuju hati dan jaringan adiposa.
Struktur kilomikron. Perhatikan fungsi kilomikron sebagai pengangkut trigliserida
Simpanan trigliserida pada sitoplasma sel jaringan adiposa
Di dalam sel-sel hati dan jaringan adiposa, kilomikron segera dipecah menjadi asam-asam lemak dan gliserol. Selanjutnya asam-asam lemak dan gliserol tersebut, dibentuk kembali menjadi simpanan trigliserida. Sewaktu-waktu jika kita membutuhkan energi dari lipid, trigliserida dipecah menjadi asam lemak dan gliserol, untuk ditransportasikan menuju sel-sel untuk dioksidasi menjadi energi. Proses pemecahan lemak jaringan ini dinamakan lipolisis. Asam lemak tersebut ditransportasikan oleh albumin ke jaringan yang memerlukan dan disebut sebagai asam lemak bebas (free fatty acid/FFA).
Jika sumber energi dari karbohidrat telah mencukupi, maka asam lemak mengalami esterifikasi yaitu membentuk ester dengan gliserol menjadi trigliserida sebagai cadangan energi jangka panjang. Jika sewaktu-waktu tidak tersedia sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak dioksidasi. Selanjutnya sebagaimana asetil KoA dari hasil metabolisme karbohidrat dan protein, asetil KoA dari jalur ini pun akan masuk ke dalam siklus asam sitrat sehingga dihasilkan energi. Di sisi lain, jika kebutuhan energi sudah mencukupi, asetil KoA dapat mengalami lipogenesis menjadi asam lemak dan selanjutnya dapat disimpan sebagai trigliserida.
Beberapa lipid non gliserida disintesis dari asetil KoA. Asetil KoA mengalami kolesterogenesis menjadi kolesterol. Selanjutnya kolesterol mengalami steroidogenesis membentuk steroid. Asetil KoA sebagai hasil oksidasi asam lemak juga berpotensi menghasilkan badan-badan keton (aseto asetat, hidroksibutirat dan aseton). Proses ini dinamakan ketogenesis. Badan-badan keton dapat menyebabkan gangguan keseimbangan asam-basa yang dinamakan asidosis metabolik.
Ikhtisar metabolisme lipid Gliserol
Kolesterol Aseto asetat hidroksi butirat Aseton Steroid Steroidogenesis Kolesterogenesis Ketogenesis Diet Lipid Karbohidrat Protein Asam lemak Trigliserida Asetil-KoA Esterifikasi Lipolisis Lipogenesis Oksidasi beta Siklus asam sitrat ATP CO2 H2O + ATP Lipid yang terdapat dalam makanan sebagian besar berupa lemak, oleh karena itu metabolisme yang akan dibahas terutama adalah metabolisme lemak. Pada umumnya lipid merupakan konduktor panas yang jelek, sehingga lipid dalam tubuh mempunyai fungsi untuk mencegah
terjadinya kehilangan panas dari tubuh. Makin banyak jumlah lemak, makin baik fungsinya mempertahankan panas dalam tubuh.
Pada proses oksidasi 1 gram lemak dihasilkan energi sebesar 9 kkal, sedangkan 1 gram karbohidrat maupun protein hanya menghasilkan 4 kkal. Selain itu lemak mempunyai fungsi melindungi organ-organ tubuh tertentu dari kerusakan akibat benturan atau goncangan, sumber energi, dan sebagai pelarut vitamin A, D, E, K. Lemak juga merupakan salah satu bahan makanan yang mengandung vitamin A, D, E, dan K.
Metabolisme lipid atau lemak dalam tubuh terjadi dalam hati/hepar. Dalam darah lemak berbentuk kolesterol, metabolismenya memerlukan uraian yang sangat panjang. Yang penting untuk diketahui dalam rangka menjaga kesehatan tubuh adalah kadar kolesterol dalam darah, total kolesterol agar diusahakan tidak melebihi angka 200. Kadar HDL (disebut kolesterol baik) agar lebih dari 45 dan LDL (sering disebut kolesterol jahat) tidak melebihi 110.
Kelebihan kolesterol berpotensi menimbulkan plak di pembuluh darah koroner pada jantung, sehingga pembuluh akan tersumbat, kemudian sel-sel jantung bisa mati (iskemia) dan akhirnya penyakit jantung koroner yang bisa membawa kematian. Ada lemak lain dalam darah yang disebut Trigliserid, ini sintesa dari molekul glukosa/gliserol yang diikat oleh dua asam lemak. Untuk menjaga kesehatan, maka kadar trigliserid dalam darah juga agar diusahakan di bawah 200.
Ada beberapa fungsi Lipida berfungsi yaitu :
a)
Sumber Energi
Lemak menghasilkan 9 kkal/gram Lemak tubuh disimpan sbb : 50% di subkutan, 45% disekeliling organ dalam rongga perut, 5% di jaringan intramuskuler.
b)
Sumber Asam Lemak Esensial
Sumber lemak esensial linoleat dan linolenat.
c)
Alat Angkut Vitamin Larut Lemak
Lemak membantu transportasi dan absorbsi vitamin larut lemak
d)
Memberi Rasa Kenyang dan Kelezatan
Menghambat sekresi as lambung dan memperlambat pengosongan lambung sehingga lemak memberi rasa kenyang lebih lama. Lemak juga memberi kelezatan khusus pada makanan.
e)
Sebagai Pelumas
Lemak merupakan pelumas dan membantu pengeluaran sisa pencernaan.
f)
Memelihara Suhu Tubuh
Lapisan lemak dibawah kulit mengisolasi tubuh dan mencegah kehilangan panas tubuh secara cepat, jadi lemak berfungsi dalam memelihara suhu tubuh.
g)
Pelindung Organ Tubuh
Melindungi ginjal, jantung dan hati dengan membantu menahan organ-organ tersebut tetap ditempatnya dan melindungi dari benturan.
Klasifikasi lipida yang penting dalam ilmu gizi adalah :
Lipida sederhana a)
Lemak netral : monogliserida, dan trigliserida (ester asam lemak dengan
b) Ester asam lemak dengan alcohol berberat molekul tinggi (ester sterol, nonsterol, ester vitamin A dan ester vitamin D)
Lipida majemuk (Compound lipids) a)
Fosfolipida
gliserol)
ester
b)
Lipoprotein
Lipida turunan (Derived lipids) a)
Asam lemak
b)
Sterol (kolesterol dan ergosterol, hormon steroid, vitamin D dan garam
c)
Karotenoid dan vitamin A, vitamin E, vitamin K)
empedu)
Klasifikasi lipida menurut fungsi biologiknya didalam tubuh adalah
Lemak simpanan (lemak simpanan energi paling utama didalam tubuh) Lemak struktural yang terutama terdiri atas fosfolipida dan kolesterol.
Transpor Lipida Pada umumnya 2,5 hingga 3 jam setelah orang makan-makanan yang mengandung banyak lemak, kadar lemak dalam darah akan kembali normal. Dalam darah lemak diangkut dalam tiga bentuk, yaitu berbentuk kilomikron, partikel lipoprotein yang sangat kecil, dan bentuk asam lemak yang terikat dalam albumin. Kilomikron yang menyebabkan darah tampak keruh, terdiri atas lemak 81-82%, Protein 2%, fosfolipid 7% dan kolesterol 9%. Kekeruhan akan hilang dan darah menjadi jernih kembali apabila darah telah mengalir melalui beberapa organ tubuh atau jaringan-jaringan, karena terjadinya proses hidrolisis lemak oleh enzim lipoprotein lipase. Lipoprotein lipase terdapat dalam sebagian besar jaringan, terdapat dalam jumlah banyak pada jaringan adipose dan otot jantung. Sebagian besar lemak yang diabsorbsi diangkut ke hati. Disini lemak diubah menjadi fosfolipid yang kemudian diangkut ke organ-organ maupun ke jaringanjaringan tubuh. Asam lemak merupakan asam monokarboksilat rantai panjang. Adapun rumus umum dari asam lemak adalah:
CH3(CH2)nCOOH atau CnH2n+1-COOH
Oksidasi Asam Lemak Jenuh (Saturated fatty acid) Proses hidrolisis lemak mengalami oksidasi dan menghasilkan asetil koenzim A yang salah satunya hipotesis yang dapat diterima ialah bahwa asam lemak terpotong 2 atom karbon setiap kali oksidasi. Oleh karena oksidasi terjadi pada atom karbon β oksidasi. Asam lemak jenuh hanya memiliki ikatan tunggal diantara atom-atom karbon penyusunnya. Asam lemak jenuh bersifat lebih labil.
Dalam makanan yang gurih lezat biasanya terkumpul lemak makanan. Klasifikasi lemak makanan bermacam-macam. Bisa dilihat dari sumbernya, yaitu yang berasal dari hewan dan tumbuh-tumbuhan. Dapat juga dibedakan berdasarkan penglihatan, yaitu lemak yang jelas-jelas terlihat (seperti minyak, mentega) dan yang tidak terlihat (misalnya dalam susu, telur).
Ada lagi penggolongan lain, yaitu berdasarkan susunan unit-unit atom karbon. Mungkin di antara kita masih ada yang ingat kalau lemak atau minyak secara kimiawi tersusun atas unit-unit asam lemak. Suatu lemak atau minyak tersusun atas macam-macam asam lemak. Jadi, tidak ada yang tersusun hanya oleh satu macam asam lemak.
Susunan ini yang sangat mempengaruhi sifat dari lemak tersebut. Sebagai contoh, minyak kelapa lebih banyak mengandung asam lemak larut, yaitu suatu asam lemak jenuh, minyak kelapa sawit mempunyai kandungan asam lemak jenuh (palmitat) hampir sama banyaknya dengan kandungan asam lemak tidak jenuh (oleat). Pada dasarnya ada lemak jenuh, lemak tidak jenuh tunggal, dan lemak tidak jenuh ganda. Jenuh di sini artinya seluruh atom karbon sudah berikatan dengan atom hidrogen. Sebaliknya, tidak jenuh artinya atom karbonnya ada yang memiliki ikatan rangkap dengan atom karbon di sebelahnya dan masih bisa dijenuhkan atau diikatkan dengan atom hidrogen.
Lemak jenuh mempunyai sifat yang tidak menyenangkan, yaitu menyebabkan darah menjadi lengket dengan dinding pembuluh darah, sehingga darah menjadi mudah menggumpal. Selain itu, lemak jenuh memudahkan terjadinya pengerasan dinding pembuluh darah. Lemak jenuh banyak terdapat pada lemak nabati (minyak kelapa), lemak susu (mentega), lemak daging, dan lain lain.
Struktur asam lemak jenuh
Oksidasi Asam Lemak Tidak Jenuh (Unsaturated fatty acid) Oksidasi asam lemak tak jenuh reaksinya sama seperti reaksi oksidasi asam lemak jenuh. Hanya diperlukan tambahan dua enzim lagi yaitu isomerase dan reduktase untuk memecah asam-asam lemak tak jenuh. Tahap pertama oksidasi asam lemak tidak jenuh adalah pembentukan asilkoenzim A. Selanjutnya molekul asil koenzim A dari asam lemak tidak jenuh tersebut mengalami pemecahan melalui proses β oksidasi seperti molekul asam lemak jenuh, terbentuk senyawa –sis-sis-asil KoA atau tran-sis-asil KoA, yang tergantung pada letak ikatan rangkap pada molekul tersebut. Untuk mendapatkan gambaran yang menyeluruh dari proses oksidasi ini kan diberikan contoh oksidasi linoleat. Lemak tidak jenuh tunggal mempunyai sifat netral, tidak terlalu jahat, tetapi juga tidak terlalu menguntungkan
Jenis asam lemak yang tidak jenuh yang banyak terdapat dalam alam adalah asam beratom C sebanyak 18 yaitu asam oleat, asam linoleat, dan asam linolenat, dengan ikatan rangkap sis-Δ9 dan sis Δ12. Tahapan reaksi dalam oksidasi asam lemak tak jenuh yaitu linoleat KoA yang terbentuk pada tahap pertama, kemudian dipecah melalui proses β oksidasi, sehingga menghasilkan 3 molekul asetil KoA dan Δ³ sis- Δ6 sis-dieonil KoA, yang oleh enzim isomerase diubah menjadi Δ² -trans- Δ² -dieonil KoA. Senyawa ini kemudian mengalami proses α oksidasi sehingga menghasilkan 2 molekul asetil KoA dan Δ² – sis-eonil KoA yang oleh enzim hidratase diubah menjadi D(-) β –hidroksiasil KoA. Senyawa ini kemudian mengalami proses β oksidasi dan dengan terbentuknya 4 molekul asetil KoA maka selesailah rangkaian reaksi kimia pada proses oksidasi asam linoleat tersebut. Dari 1 molekul asam linoleat terbentuk 9 molekul asetil KoA.
Struktur asam lemak tak jenuh
Contoh trigliserida lemak tak jenuh.
Metabolisme Senyawa Keton Asetil koenzim A yang dihasilkan oleh reaksi oksidasi asam lemak dapat ikut dalam siklus asam sitrat apabila penguraian lemak dan karbohidrat seimbang. Asetil KoA mengalami kolesterogenesis menjadi kolesterol. Selanjutnya kolesterol mengalami steroidogenesis membentuk steroid. Asetil KoA sebagai hasil oksidasi asam lemak juga berpotensi menghasilkan badan-badan keton (aseto asetat, hidroksibutirat dan aseton). Proses ini dinamakan ketogenesis. Badan-badan keton dapat menyebabkan gangguan keseimbangan asam-basa yang dinamakan asidosis metabolik.
Senyawa keton terjadi dari asetil koenzim A apabila penguraian lemak terdapat dalam keadaan berlebihan. Dalam keadaan normal, jaringan dalam tubuh menggunakan senyawa keton dengan jumlah yang sama dengan yang dihasilkan oleh hati. Konsentrasi senyawa keton dalam darah sangat rendah (kurang dari 1 mg per 100 ml darah) dan kurang dari 0,1 gram yang dikeluarkan bersama urine setiap hari. Pada penderita diabetes yang parah, konsentrasi senyawa keton dapat mencapai 80 mg per 100 ml darah. Hal ini disebabkan oleh karena produksi senyawa keton lebih besar daripada penggunaan. Penimbunan senyawa keton dalam darah disebut ketosis dan pengeluaran melalui urine dapat mencapai 100 gram atau lebih tiap (ketonuria).
Sintesis Asam Lemak Sintesis asam lemak bukan berarti kebalikan dari jalur penguraian asam lemak, artinya pembentukan asam lemak sebagian besar berlangsung melalui jalur metabolik lain, walaupun ada sebagian kecil asam lemak yang dihasilkan melalui kebalikan dari reaksi penguraian asam lemak dalam mitokondria.
Pada hakikatnya sintesis asam lemak berasal dari asetil KoA. Enzim yang bekerja sebagai katalis adalah kompleks enzim-enzim yang terdapat pada sitoplasma, sedangkan enzim pemecah asam lemak terdapat pada mitokondria. Beberapa ciri penting jalur biosintesis asam lemak adalah :
Sintesis berlangsung di luar mitokondria, oksidasi terjadi di dalam matriks mitokondria. Zat antara pada sintesis asam lemak berikatan kovalen dengan gugus sulfhidril pada protein– pembawa asil (A), sedangkan zat antara pada pemecahan asam lemak berikatan dengan koenzim A. Enzim–enzim pada sintesis asam lemak pada organisme yang lebih tinggi tergabung dalam suatu rantai polipeptida tunggal, yang disebut sintase asam lemak. Sebaliknya, enzim-enzim pemecahan tampaknya tidak saling berikatan. Rantai asam lemak yang sedang tumbuh, diperpanjang dengan cara penambahan berturut–turut unit dua karbon yang berasal dari asetil KoA. Donor aktif unit dua karbon pada tahap perpanjangan adalah malonil-A. Reaksi perpanjangan dipacu oleh pelepasan CO2. Reduktor pada sintesis asam lemak adalah NADPH, sedangkan oksidator pada pemecahan asam lemak adalah NAD dan FAD. Perpanjangan rantai oleh kompleks sontase asam lemak terhenti setelah terbentuknya palmitat (C16).Perpanjangan rantai lebih lanjut dan penyisipan ikatan rangkap oleh system enzim yang lain. Makanan bukan satu-satunya sumber lemak kita. Semua organisme dapat mensintesis asam lemak sebagai cadangan energi jangka panjang dan sebagai penyusun struktur membran. Pada manusia, kelebihan asetil KoA dikonversi menjadi ester asam lemak. Sintesis asam lemak sesuai dengan degradasinya (oksidasi beta).
Sintesis asam lemak terjadi di dalam sitoplasma. A (Acyl Carrier Protein) digunakan selama sintesis sebagai titik pengikatan. Pengikatan ini terjadi pada ujung molekul yang mengandung gugus-SH, yaitu gugus fosfopantoteinat. Gugus ini terdapat pula pada molekul koenzim A.
Semua sintesis terjadi di dalam kompleks multi enzim-fatty acid synthase. NADPH digunakan untuk sintesis.
Tahap-tahap sintesis asam lemak ditampilkan pada skema berikut.
Biosintesis Trigliserida Nama lain untuk golongan senyawa ini adalah lemak netral dan trigliserida. Fungsi dasar dari trigliserida adalah sebagai simpanan energi (berupa lemak atau minyak). Senyawa golongan ini dari gliserol dan tiga molekul asam lemak yang terikat secara ester. Setiap gliserol mungkin berikatan dengan 1, 2 atau 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 dinamakan trigliserida. Trigliserida merupakan cadangan energi penting dari sumber lipid.
Tahap pertama sintesis trigliserida ialah pembentukan gliserofosfat, baik dari gliserol maupun dari dihidroksi aseton fosfat. Reaksi pada gliserol berlangsung dalam hati dan ginjal sedangkan pada dihidroksi aseton fosfat berlangsung dalam mukosa usus serta dalam jaringan adipose. Selanjutnya gliserofosfat yang telah terbentuk bereaksi dengan 2 mol asil koenzim A membentuk suatu asam fosfatidat. Tahap berikutnya adalah reaksi hidrolisis asam fosfatidat ini dengan fosfatase sebagai katalis dan menghasilkan suatu 1, 2-digliserida. Asilasi terhadap 1, 2digliserida ini merupakan reaksi pada tahap akhir karena molekul asil koenzim A akan terikat pada atom C nomor 3, sehingga terbentuk trigliserida.
Struktur trigliserida sebagai lemak netral
Trigliserida (atau lebih tepatnya triasilgliserol atau triasilgliserida) adalah sebuah gliserida, yaitu ester dari gliserol dan tiga asam lemak. Trigliserida merupakan penyusun utama minyak nabati dan lemak hewani.
Struktur kimia trigliserida yaitu
Struktur umum trigliserida
Rumus kimia trigliserida adalah CH2COOR-CHCOOR’-CH2-COOR”, dimana R, R’ dan R” masing-masing adalah sebuah rantai alkil yang panjang. Ketiga asam lemak RCOOH, R’COOH
dan R”COOH bisa jadi semuanya sama, semuanya berbeda ataupun hanya dua diantaranya yang sama.
Panjang rantai asam lemak pada trigliserida yang terdapat secara alami dapat bervariasi, namun panjang yang paling umum adalah 16, 18, atau 20 atom karbon. Asam lemak alami yang ditemukan pada tumbuhan dan hewan biasanya terdiri dari jumlah atom karbon yang genap disebabkan cara asam lemak dibiosintesis dari asetil KoA. Sekalipun begitu, bakteri memiliki kemampuan untuk menyintesis asam lemak dengan atom karbon ganjil ataupun rantai bercabang. Kebanyakan lemak alami memiliki campuran kompleks dari berbagai macam trigliserida karena ini, lemak mencair pada suhu yang berbeda-beda.
Pada sel, trigliserida (atau lemak netral) dapat melalui membran sel dengan bebas, tidak seperti molekul lainnya, karena karakteristiknya yang non-polar sehingga tidak bereaksi dengan lapisan ganda fosfolipid pada membran.
New
eranan Hati pada Metabolisme Lipid 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 : 1.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. 2.Hati mempunyai sistem enzim yang aktif untuk sintesis serta oksidas asam lemak dan untk sintesis triasilgliserol serta fosfilipid. 3.Hati mengonversi asam lemak menjadi badan keton (KETOGENESIS) 4.Hati memainkan peranan integral dadalam sintesis serta metabolisme lipoprotein plasma. Metabolisme Lemak
Proses metabolisme di dalam tubuh baik yang berasal dari karbohidrat, protein, dan lemak berfungsi untuk menghasilkan energi tubuh untuk bergerak dan memenuhi kebutuhan energi di dalam sel. karena itu semua proses metabolisme tersebut, asetil Ko A memiliki peranan yang sangat besar dalam menghasilkan energi. Metabolisme Lemak merupakan proses tubuh untuk menghasilkan energi dari asupan lemak setelah masuk menjadi sari-sari makanan dalam tubuh. dalam memetabolisme lemak menjadi energi kita membutuhkan bantuan glukosa dari karbohidrat. karena itu, tubuh kita cenderung menuntut makan yang manis-manis setelah makan makanan yang kaya akan lemak. lemak dalam tubuh kita akan masuk ke dalam proses metabolisme setelah melewati tahapan penyerapan, sehingga bentukan lemak yang memasuki jalur metabolisme lemak dalam bentukan trigliserida. (trigliserida adalah bentuk simpanan lemak tubuh). Dalam bentuk trigliserida, lemak disintesis menjadi asam lemak dan glliserol, seperti yang dijelaskan pada gambar dibawah. asam lemak dan gliserol ini lah yang masuk kedalam proses metabolisme energi. pada prosesnya, gliserol dan asam lemak memerlukan glukosa untuk memasuki siklus krebs atau biasanya dikenal dengan TCA, dengan memasuki siklus ini gliserol dan asam lemak dapat diubah menjadi energi, seperti dijelaskan pada gambar jalur metabolisme lemak di bawah ini. asam lemak hasil sintesis lemak hanya terdiri dari pecahan 2-karbon, karena itu sel tubuh tidak dapat membentuk glukosa dari asam lemak, begitupun dengan gliserol, karena gliserol hanya merupakan 5% dari lemak. dengan demikian, sel tubuh tidak dapat membentuk glukosa dari lemak. karena tubuh tidak dapat membentuk glukosa dari lemak maka organ tubuh tertentu seperti sistem saraf tidak dapat mendapat energi dari lemak, dan karena hal itu pula proses pembakaran lemak tubuh membutuhkan proses yang panjang, salah satunya harus membutuhkan bantuan glukosa. berikut ini adalah gambaran proses metabolisme lemak menjadi energi
metabolisme lemak gambar diatas menjelaskan bahwa asam lemak dan gliserol yang merupakan hasil sintesis lemak memasuki proses metabolisme energi dengna bantuan proses glikolisis .
PENGARUH HIPERINSULIN TERHADAP METABOLISME KARBOHIDAT ASAM AMINO DAN LIPID DI DALAM HATI Posted by indahtrisusilowati in Biokimia. Tagged: Insulin, karbohidrat, lipid, metabolisme, protein. Leave a comment Sel hidup memerlukan sumber bahan bakar yang konsisten. dari bahan bakar tersebut akan didapat ATP yang digunakan untuk mempertahankan fungsi dan pertumbuhan sel normal. oleh karena itu harus tercapai keseimbangan antara asupan karbohidrat, lemak, dan protein,
penyimpanan bahan-bahan tersebut apabila terdapat dalam jumlah yang melebihi kebutuhan segera, dan mobilitas serta sintesis bahan-bahan tersebut apabila dibutuhkan. keseimbangan antara kebutuhan dan ketersediaan disebut sebagai homeostasis metabolik. terdapat tiga cara utama yang diperlukan oleh integrasi antar jaringan agar homeostasis metabolik dapat tercapai:
· Konsentrasi zat gizi atau metabolit dalam darah mempengaruhi kecepatan penggunaan dan penyimpanan zat-zat tersebut dalam jaringan yang berbeda. · Hormon membawa pesan untuk masing-masing jaringan mengenai status fisiologis tubuh dan pasokan atau kebutuhan gizi · Sistem saraf pusat menggunakan sinyal saraf untuk mengontrol metabolisme jaringan, secara langsung melalui pelepasan hormon.
Insulin dan glukagon adalah dua hormon utama yang mengatur penyimpanan dan mobilitas bahan bakar. insulin adalah hormon anabolik utama dalam tubuh. insulin mendorong penyimpanan bahan bakar dan pengunaan bahan bakar untuk pertumbuhan. Insulin mendorong penyimpanan zat gizi: penyimpanan glukosa sebagai glikogen di hati dan otot, perubahan glukosa menjadi triasilgliserol di hati dan penyimpanan di jaringan adipose, serta penyerapan asam amino dan sintesis protein di otot rangka (Gbr.1). Hormon ini juga meningkatkan sintesis albumin dan protein darah lainya oleh hati. insulin meningkatkan penggunaan glukosa sebagai bahan bakar dengan merangsang transport glukosa ke dalam otot dan jaringan adipose. Pada saat yang sama, insulin bekerja menghambat mobilitas bahan bakar.
Gambar 1. Tempat utama kerja insulin pada metabolisme bahan bakar. (+) dirangsang oleh insulin; (-) dihambat oleh insulin Glukagon adalah hormon utama yang memobilisasi bahan bakar dengan mempertahankan ketersediaan bahan bakar apabila tidak tesedia glukosa makanan dengan merangsang pelepasan glukosa dari glikogen hati, dengan merangsang glukoneogenesis dari laktat, gliserol, dan asam amino, dan bersama-sama dengan penurunan insulin, dengan memobilisasi asam lemak dari triasilgliserol adipose sebagai sumber bahan bakar alternatif (Gbr. 2). Tempat kerjanya terutama di hati dan jaringan adipose; hormon ini tidak memiliki pengaruh terhadap metabolisme otot
rangka. hormon lain, misalnya epinefrin, dikeluarkan sebagai respon sistem saraf pusat terhadap hipoglikemia, olahraga, atau stress fisiologis jenis lain. epinefrin dan hormon stres lain juga meningkatkan ketersediaan bahan bakar (Gbr. 3). Sedangkan hormon-hormon yang bekerja melawan insulin ditunjukkan pada gambar 4.
Gambar 2. Tempat utama kerja glukagon pada metabolisme bahan bakar. (+) jalur yang dirangsang oleh glukagon; (-) jalur yang dihambat oleg glukagon.
Gambar 3. Sinyal yang mengatur homeostasis metabolik. Hormon stres yang utama adalah epinefrin dan kortisol.
Gambar 4. Hormon utama yang melawan kerja insulin. Stres yang ditimbulkan oleh rendahyan kadar glukosa memperantarai pelepasan hormon yang melawan kerja insulin melalui sinyal neutron. Hipoglikemia adalah salah satu sinyal stres yang merangsang pelepasan kortisol, epinefrin dan norepinefrin. Hormon adrenokortikotropik (ACTH) dilepas dari hipofisis dan merangsang pelepasan kortisol (suatu glukokartikoid) dan kortek adrenal. Sinyal syaraf merangsang pelepasan epinefrin dari medula adrenal dan norepinefrin dari ujung syaraf. Sinyal saraf juga memegang sedikit peranan pada pelepasan glukagon. Walaupun norepinefrin dan hormon pertumbuhan memiliki kerja yang melawan efek insulin. Keduanya bukan hormon utama yang melawan kerja insulin. Pelepasan insulin ditentukan oleh kadar glukosa darah, dan kadar tertinggi insulin terjadi sekitar 30-45 menit setelah makan makanan tinggi karbohidrat (Gbr. 5). kadar insulin kembali ke tingkat basal seiring dengan penurunan kadar glukosa darah, sekitar 120 menit setelah makan. di pihak lain, pelepasan glukagon dikontrol terutama melalui suspensi oleh glukosa dan insulin. oleh karena itu, kadar terendah glukagon terjadi setelah makan makanan tinggi karbohidrat. karena semua efek glukagon dilawan oleh insulin, perangsang pelepasan insulin yang diserap penekanan sekresi glukagon oleh makanan tinggi karbohidrat menghasilkan kontrol metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein yang terintegrasi.
Gambar 5. Kadar glukosa, insulin, dan glukagon dalam darah setelah makan makanan tinggi karbohidrat. Peran khusus glukosa dalam homeostasis metabolik ditentukan oleh kenyataan bahwa banyak jaringan (misal, otak, sel darah merah, lensa mata, medula ginjal, otot rangka yang bekerja) bergantung pada glikolisis untuk memenuhi semua atau sebagian kebutuhan akan energi dan secara terus menerus memerlukan akses yang tidak terganggu terhadap glukosa atas dasar detikke-detik untuk memenuhi tingginya kecepatan penggunaan ATP. pada orang dewasa, setiap hari diperlukan 190 g glukosa; sekitar 150 g untuk otak dan 40 g untuk jaringan lain. penurunan bermakna glukosa darah di bawah 60 mg/dL akan membatasi metabolisme glukosa di otak dan mencetuskan timbulnya gejala hipoglikemia, yang diperkirakan karena proses keseluruhan fluks glukosa melalui sawar darah-otak, ke dalam cairan interstisium, dan kemudian ke dalam sel neutrion, berlangsung lambat dan memiliki Km yang relatif tinggi. Pasien yang mengalami hiperinsulin memiliki kecenderungan rasa lelah yang berlebih dan kadang-kadang diikuti oleh penglihatan yang kabur dan rasa lapar yang berlebihan dan tidak lazim gejala tersebut disebut dengan neuroglikopenik (gejala neurologis yang timbul akibat pasokan glukosa ke otak yang tidak adekuat untuk menghasilkan ATP), gejala yang lain yang merupakan respon bagian dari respon adregonik terhadap stres hipoglikemik. Rangsangan terhadap sistem saraf simpatis (karena rendahnya kadar glukosa yang mencapai otak) menyebabkan pelepasan epinefrin, suatu dari modula hormon stres, dari medula adrenal. peningkatan kadar epinefrin, menimbulkan takikardia, berdebar-debar, kecemasan, gemetar, pucat, dan berkeringat. Selain gejala diatas
penderita dapat merasakan kebingungan, kepala terasa ringan, sakit kepala, perilaku menyimpang, penglihatan kabur, hilang kesadaran, atau kejang. Pesan yang dibawa oleh insulin kepada jaringan adalah bahwa glukosa berlimpah- limpah; glukosa dapat digunakan sebagai bahan bakar dan diubah bentuknya agar dapat disimpan. mobilitas bahan bakar lain atau prekusor glukosa tidak perlu, dan pasokan bahan bakar cukup untuk pertumbuhan. karena insulin merangsang ambilan glukosa ke dalam jaringan dan penyimpanan serta oksidasinya, insulin merupakan kadar glukosa darah. oleh karena itu, salah satu kemungkinan penyebab hipoglikemia pada pasien adalah insulinoma, suatu tumor yang menghasilkan insulin berlebih. Apabila suatu kelenjar endokrin secara terus-menerus melepaskan hormonya walaupun terdapat sinyal yang dalam keadaan normal akan menekan sekresi hormon yang bersangkutan, pelepasan tersebut disebut sebagai “autonom”. Neoplasma sekretorik kelenjar endokrin pada umumnya menghasilkan hormon secara autonom. Hipersekresi autonom insulin dari tumor sel B pankreas (suatu insulinoma) dapat dibuktikan melalui beberapa cara. pemeriksaan yang paling sederhana adalah dengan mengambil darah untuk pemeriksaan kadar insulin dan glukagon sekaligus pada saat penderita secara sepontan mengalami gejala adrenergik dan/atau neuroglikopenik khas. pada pemeriksaan tersebut, kadar glukosa pasien akan turun dibawah normal, dan rasio insulin terhadap glukosa jauh lebih tinggi daripada normal Jawaban Pertanyaan : 1. Apakah pengaruh hiperinsulin terhadap metabolism karbohidrat, asam amino dan lipid di dalam hati? Insulin mendorong penyimpanan bahan bakar dan pengunaan bahan bakar untuk pertumbuhan. Insulin mendorong penyimpanan zat gizi: penyimpanan glukosa sebagai glikogen di hati dan otot, perubahan glukosa menjadi triasilgliserol di hati dan penyimpanan di jaringan adipose, serta penyerapan asam amino dan sintesis protein di otot rangka. Hormon ini juga meningkatkan sintesis albumin dan protein darah lainya oleh hati. insulin meningkatkan penggunaan glukosa sebagai bahan bakar dengan merangsang transport glukosa ke dalam otot dan jaringan adipose. Pada saat yang sama, insulin bekerja menghambat mobilitas bahan bakar. 2. jika gejala yang timbul dibiarkan mengapa bisa menimbulkan kerusakan otak? Pasien yang mengalami hiperinsulin memiliki kecenderungan rasa lelah yang berlebih dan kadang-kadang diikuti oleh penglihatan yang kabur dan rasa lapar yang berlebihan dan tidak lazim gejala tersebut disebut dengan neuroglikopenik (gejala neurologis yang timbul akibat pasokan glukosa ke otak yang tidak adekuat untuk menghasilkan ATP), dan apabila dibiarkan maka akan menimbulkan kerusakan otak. Gejala yang lain yang merupakan respon bagian dari respon adregonik terhadap stres hipoglikemik. Rangsangan terhadap sistem saraf simpatis (karena rendahnya kadar glukosa yang mencapai otak) menyebabkan pelepasan epinefrin, suatu dari modula hormon stres, dari medula adrenal. peningkatan kadar epinefrin, menimbulkan
takikardia, berdebar-debar, kecemasan, gemetar, pucat, dan berkeringat. Selain gejala diatas penderita dapat merasakan kebingungan, kepala terasa ringan, sakit kepala, perilaku menyimpang, penglihatan kabur, hilang kesadaran, atau kejang. Pesan yang dibawa oleh insulin kepada jaringan adalah bahwa glukosa berlimpah- limpah; glukosa dapat digunakan sebagai bahan bakar dan diubah bentuknya agar dapat disimpan. mobilitas bahan bakar lain atau prekusor glukosa tidak perlu, dan pasokan bahan bakar cukup untuk pertumbuhan.