Makalah Metabolisme Karbohidrat, Lemak, Dan Protein [PDF]

Citation preview

METABOLISME KARBOHIDRAT, LEMAK DAN PROTEIN



MAKALA H



Disusun Oleh



Adik Siti Jayanti Meina



SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN (STIKES) CITRA DELIMA PROV. KEP. BANGKA BELITUNG TAHUN 2015



KATA PENGANTAR



Assalamu’alaikum Wr.Wb. Atas berkat rahmat Allah SWT, penyusun dapat menyelesaikan Makalah “Metabolisme Karbohidrat, Lemak dan Protein”. Dalam penyusunan makalah ini masih ada kesulitan yang penyusun jumpai. Namun dengan bantuan dari berbagai pihak, akhirnya makalah ini dapat diselesaikan sesuai dengan waktu yang diharapkan. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penyusun ingin mengucapkan terima kasih yang sedalamnya-dalamnya kepada dosen pembimbing dan teman-teman yang telah membantu menyelesaikan penyusunan makalah ini. Semua ini diiringi dengan harapan dan do’a semoga Allah SWT akan memberi balasannya, akhirnya hanya Allah SWT lah yang Maha Sempurna maka sebagai hamba penyandang khilaf, penyusun sangat mengarapakan kritik dan saran yang sifatnya membangun baik dari manapun datangnya demi kesempurnaan makalah ini. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi semuanya. Amin. Wassalamu`alaikum Wr.Wb.



Pangkalpinang,



September 2015



Penyusun



2



DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL....................................................................................................i KATA PENGANTAR..................................................................................................ii DAFTAR ISI...............................................................................................................iii BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang.....................................................................................1 B. Tujuan..................................................................................................1 C. Metode Penyusunan.............................................................................1 BAB II



PEMBAHASAN A. Metabolisme Karbohidrat...................................................................2 B. Metabolisme Protein dan Asam Amino............................................12 C. Metabolisme Lemak..........................................................................16 BAB III PENUTUP A. Kesimpulan.......................................................................................24 DAFTAR PUSTAKA



3



BAB I PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Metabolisme adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat selular. Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik, Katabolisme, yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk mendapatkan energi. Anabolisme, yaitu reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekul-molekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh. Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan dipercepat (dikatalisis) oleh enzim. Pada senyawa organik, penentu arah reaksi kimia disebut promoter dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis. D. Tujuan Adapun tujuan dari pernyataan diatas adalah sebagai berikut : 1. 2. 3.



Untuk mengetahui metabolisme karbohidrat. Untuk mengetahui metabolisme protein dan asam amino. Untuk mengetahui metabolisme lipid.



E. Metode Penyusunan Dalam penyusunan makalah ini, metode yang kami gunakan yaitu tinjauan pustaka dan media internet. Kami mencari sumber dari berbagai media tersebut sehingga dapat menyelesaikan makalah ini dengan judul “Metabolisme Karbohidrat, Lemak dan Protein”



BAB II PEMBAHASAN



1



A. Metabolisme Karbohidrat Karbohidrat memegang peranan penting dalam alam karena merupakan sumber energi utama bagi manusia dan hewan yang harganya relatif murah. Semua karbohidrat berasal dari tumbuh-tumbuhan. Melalui fotosintesis, klorofil tanaman dengan bantuan sinar matahari mampu membentuk karbohidrat dari karbondioksida (CO2) berasal dari udara dan air (H 2O) dari tanah. Karbohidrat yang dihasilkan adalah klarbohidrat sederhana glukosa. Di samping itu dihasilkan oksigen (O 2) yang lepas di udara. Produk yang dihasilkan terutama dalam bentuk gula sederhana yang mudah larut dalam air dan mudah diangkut ke seluruh sel-sel guna penyediaan energi. Sebagian dari gula sederhana inmi kemudian mengalami polimerisasi dan membentuk polisakarida. Ada dua jenis polisakarida tumbuh-tumbuhan, yaitu pati dan nonpati. Pati adalah bentuk simpanan karbohidrat berupa polimer glukosa yang dihubungkan dengan ikatan glikosidik (ikatan antara gugus hidroksil atom C nomor 1 pada molekul glukosa dengan gugus hiodroksil atom nomor 4 pada molekul glukosa lain dengan melepas 1 mol air). Polisakarida nonpati membentuk struktur dinding sel yang tidak larut dalam air. Struktur polisakarida nonpati mirip pati, tapi tidak mengandung ikatan glikosidik. Serelia, seperti beras, gandum, dan jagung serta umbi-umbian merupakan sumber pati utama di dunia. Polisakarida nonpati merupakan komponen utama serat makanan. 1. Jenis-Jenis Karbohidrat a. Karbohidrat Sederhana, Karbohidrat sederhana terdiri dari: 1) Monosakarida Sebagian besar monosakarida dikenal sebagai heksosa, karena terdiri atas 6-rantai atau cincin karbon. Atom-atom hidrogen dan oksigen terikat pada rantai atau cincin ini secara terpisah atau sebagai gugus hidroksil (OH). Ada tiga jenis heksosa yang penting dalam ilmu gizi, yaitu glukods, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga macam monosakarida ini mengandung jenis dan jumlah atom yang sama, yaitu 6 atom karbon, 12 atom hidrogen, dan 6 atom oksigen. Perbedaannya hanya terletak pada



2



cara penyusunan atom-atom hidrogen dan oksigen di sekitar atom-atom karbon. Perbedaan dalam susunan atom inilah yang menyebabkan perbedaan dalam tingkat kemanisan, daya larut, dan sifat lain ketiga monosakarida tersebut. Monosakarida yang terdapat di alam pada umumnya terdapat dalam bentuk isomer dekstro (D). gugus hidroksil ada karbon nomor 2 terletak di sebelah kanan. Struktur kimianya dapat berupa struktur terbuka atau struktur cincin. Jenis heksosa lain yang kurang penting dalam ilmu gizi adalah manosa. Monosakarida yang mempunyai lima atom karbon disebut pentosa, seperti ribosa dan arabinosa. 2) Glukosa Glukosa, dinamakan juga dekstrosa atau gula anggur, terdapat luas di alam dalam jumlah sedikit, yaitu di dalam sayur, buah, sirup jagung, sari pohon, dan bersamaan dengan fruktosa dalam madu. Glukosa memegang peranan sangat penting dalam ilmu gizi. Glukosa merupakan hasil akhir pencernaan pati, sukrosa, maltosa, dan laktosa pada hewan dan manusia. Dalam proses metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi. 3) Fruktosa Fruktosa dinamakan juga levulosa atau gula buah, adalah gula paling manis. Fruktosa mempunyai rumus kimia yang sama dengan glukosa, C6H12O6, namun strukturnya berbeda. Susunan atom dalam fruktosda merangsang jonjot kecapan pada lidah sehingga menimbulkan rasa manis. 4) Galaktosa Fruktosa tidak terdapat bebas di alam seperti halnya glukosa dan fruktosa, akan tetapi terdapat dalam tubuh sebagai hasil pencernaan laktosa. 5) Manosa Manosa jarang terdapat di dalam makanan. Di gurun pasir, seperti di Israel terdapat di dalam manna yang mereka olah untuk membuat roti. 6) Pentosa 3



Pentosa merupakan bagian sel-sel semua bahan makanan alami. Jumlahnya sangat kecil, sehingga tidak penting sebagai sumber energi. 7) Disakarida Ada empat jenis disakarida, yaitu sukrosa atau sakarosa, maltosa, laktosa, dan trehaltosa. a) Trehaltosa tidak begitu penting dalam milmu gizi, oleh karena itu akan dibahas secara terbatas. Disakarida terdiri atas dua unit monosakarida yang terikat satu sama lain melalui reaksi kondensasi. kedua monosakarida saling mengikat berupa ikatan glikosidik melalui satu atom oksigen (O). ikatan glikosidik ini biasanya terjadi antara atom C nomor 1 dengan atom C nomor 4 dan membentuk ikatan alfa, dengan melepaskan satu molekul air. hanya karbohidrat yang unit monosakaridanya terikat dalam bentuk alfa yang dapat dicernakan. Disakarida dapat dipecah kembali mejadi dua molekul monosakarida melalui reaksi hidrolisis. Glukosa terdapat pada ke empat jenis disakarida; monosakarida lainnya adalah fruktosa dan galaktosa. b) Sukrosa atau sakarosa dinamakan juga gula tebu atau gula bit. Secara komersial gula pasir yang 99% terdiri atas sukrosa dibuat dari keuda macam bahan makanan tersebut melalui proses penyulingan dan kristalisasi. Gula merah yang banayk digunakan di Indonesia dibuat dari tebu, kelapa atau enau melalui proses penyulingan tidak sempurna. Sukrosa juga terdapat di dalam buah, sayuran, dan madu. c) Maltosa (gula malt) tidak terdapat bebas di alam. Maltosa terbentuk pada setiap pemecahan pati, seperti yang terjadi pada tumbuhtumbuhan bila benih atau bijian berkecambah dan di dalam usus manusia pada pencernaan pati. d) Laktosa (gula susu) hanya terdapat dalam susu dan terdiri atas satu unit glukosa dan satu unit galaktosa. Kekurangan laktase ini menyebabkan ketidaktahanan terhadap laktosa. Laktosa yang tidak dicerna tidak dapat diserap dan tetap tinggal dalam saluran



4



pencernaan. Hal ini mempengaruhi jenis mikroorgnaisme yang tumbuh, yang menyebabkan gejala kembung, kejang perut, dan diare. Ketidaktahanan terhadap laktosa lebih banyak terjadi pada orang tua. Mlaktosa adalah gula yang rasanya paling tidak manis (seperenam manis glukosa) dan lebih sukar larut daripada disakarida lain. Trehalosa seperti juga maltosa, terdiri atas dua mol glukosa dan dikenal sebagai gila jamur. Sebanyak 15% bagian kering jamur terdiri atas trehalosa. Trehalosa juga terdapat dalam serangga. 8) Gula Alkohol Gula alkohol terdapat di dalam alam dan dapat pula dibuat secara sintesis. Ada empat jenis gula alkohol yaitu sorbitol, manitol, dulsitol, dan inositol. Sorbitol, terdapat di dalam beberapa jenis buah dan secara komersial dibuat dari glukosa. Enzim aldosa reduktase dapat mengubah gugus aldehida (CHO) dalam glukosa menjadi alkohol (CH2OH). Struktur kimianya dapat dilihat di bawah. Sorbitol banyak digunakan dalam minuman dan makanan khusus pasien diabetes, seperti minuman ringan, selai dan kue-kue. Tingkat kemanisan sorbitol hanya 60% bila dibandingkan dengan sukrosa, diabsorpsi lebih lambat dan diubah di dalam hati menjadi glukosa. Pengaruhnya terhadap kadar gula darah lebih kecil daripada sukrosa. Konsumsi lebih dari lima puluh gram sehari dapat menyebabkan diare pada pasien diabetes. Manitol dan Dulsitol adalah alkohol yang dibuat dari monosakarida manosa dan galaktosa. Manitol terdapat di dalam nanas, asparagus, ubi jalar, dan wortel. Secara komersialo manitol diekstraksi dari sejenis rumput laut. Kedua jenis alkohol ini banyak digunakan dalam industri pangan. Inositol merupakan alkohol siklis yang menyerupai glukosa. Inositol terdfapat dalam banyak bahan makanan, terutama dalam sekam serealia. 9) Oligosakarida Oligosakarida terdiri atas polimer dua hingga sepuluh monosakarida. Rafinosa, stakiosa, dan verbaskosa adalah oligosakarida yang terdiri atas unit-unit glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga jenis oligosakarida ini



5



terdapat du dalam biji tumbuh-tumbuhan dan kacang-kacangan serta tidak dapat dipecah oleh enzim-enzim perncernaan. Fruktan adalah sekelompok oligo dan polisakarida yang terdiri atas beberapa unit fruktosa yang terikat dengan satu molekul glukosa. Fruktan terdapat di dalam serealia, bawang merah, bawang putih, dan asparagus. Fruktan tidak dicernakan secara berarti. Sebagian ebsar di dalam usus besar difermentasi. b. Karbohidrat Kompleks 1) Polisakarida Karbohidrat kompleks ini dapat mengandung sampai tiga ribu unit gula sederhana yang tersusun dalam bentuk rantai panjang lurus atau bercabang. Jenis polisakarida yang penting dalam ilmu gizi adalah pati, dekstrin, glikogen, dan polisakarida nonpati. Pati merupakan simpanan karbohidrat dalam tumbuh-tumbuhan dan merupakan karbohidrat utama yang dimakan manusia di seluruh dunia Pati terutama terdapat dalam padi-padian, biji-bijian, dan umbiumbian. Jumlah unit glukosa dan susunannya dalam satu jenis pati berbeda satu sama lain, bergantung jenis tanaman asalnya. Bentuk butiran pati ini berbeda satu sama lain dengan karakteristik tersendiri dalam hal daya larut, daya mengentalkan, dan rasa. Amilosa merupakan rantai panjang unit glukosa yang tidak bercabang, sedangkan amilopektin adfalah polimer yang susunannya bercabang-cabang dengan 15-30 unit glukosa pada tiap cabang. Dekstrin merupakan produk antara pada perencanaan pati atau dibentuk melalui hidrolisis parsial pati. Dekstrin merupakan sumber utama karbohidrat dalam makanan lewat pipa (tube feeding). Cairan glukosa dalam hal ini merupakan campuran dekstrin, maltosa, glukosa, dan air. Karena molekulnya lebih besar dari sukrosa dan glukosa, dekstrin mempunyai pengaruh osmolar lebih kecil sehingga tidak mudah menimbulkan diare. Glikogen dinamakan juga pati hewan karena merupakan bentuk simpanan karbohidrat di dalam tubuh manusia dan hewan, yang terutama



6



terdapat di dalam hati dan otot. Dua pertiga bagian dari glikogen disimpan dalam otot dan selebihnya dalam hati. Glikogen dalam otot hanya dapat digunakan untuk keperluan energi di dalam otot tersebut, sedangkan glikogen dalam hati dapat digunakan sebagai sumber energi untuk keperluan semua sel tubuh. Kelebihan glukosa melampaui kemampuan menyimpannya dalam bentuk glikogen akan diubah menjadi lemak dan disimpan dalam jaringan lemak. Polisakari dan Nonpati/Serat, Serat akhir-akhir ini banyak mendapat perhatian karena peranannya dalam mencegah berbagai penyakit. Ada dua golongan serat yaitu yang tidak dapat larut dan yang dapat larut dalam air. Serat yang tidak larut dalam air adalah selulosa, hemiselulosa, dan lignin. Serat yang larut dalam air adalah pektin, gum, mukilase, glukan, dan algal. Karbohidrat kompleks merupakan karbohidrat yang terbentuk oleh hampir lebih dari 20.000 unit molekul monosakarisa terutama glukosa. Di dalam ilmu gizi, jenis karbohidrat kompleks yang merupakan sumber utama bahan makanan yang umum dikonsumsi oleh manusia adalah pati (starch). 2. Sumber Karbohidrat Sumber karbohidrat adalah padi-padian atau serealia, umbi-umbian, kacang-kacang kering, dan gula. Hasil olah bahan-bahan ini adalah bihun, mie, roti, tepung-tepungan, selai, sirup, dan sebagainya. Sebagian besar sayur dan buah tidak banyak mengandung karbohidrat. Sayur umbi-umbian, seperti wortel dan bit serta kacang-kacangan relatif lebih banyak mengandung karbohidrat daripada sayur daun-daunan. Bahan makanan hewani seperti daging, ayam, ikan, telur, dan susu sedikit sekali mengandung karbohidrat. Sumber karbohidrat yang banyak dimakan sebagai makanan pokok di Indonesia adalah beras, jagung, ubi, singkong, talas, dan sagu. 3. Fungsi Karbohidrat a. Sumber Energi Fungsi utama karbohidrat adalah menyediakan energi bagi tubuh. Karbohidrat merupakan sumber utama energi bagi penduduk di seluruh 7



dunia, karena banyakdi dapat di alam dan harganya relatif murah. Satu gram karbohidrat menghasilkan 4 kkalori. Sebagian karbohidrat di dalam tubuh berada dalam sirkulasi darah sebagai glukosa untuk keperluan energi segera; sebagian disimpan sebagai glikogen dalam hati dan jaringan otot, dan sebagian diubah menjadi lemak untuk kemudian disimpan sebagai cadangan energi di dalam jaringan lemak. Seseorang yang memakan karbohidrat dalam jumlah berlebihan akan menjadi gemuk. b. Pemberi Rasa Manis pada Makanan Karbohidrat memberi rasa manis pada makanan, khususnya mono dan disakarida. Gula tidak mempunyai rasa manis yang sama. Fruktosa adalag gula yang paling manis. Bila tingkat kemanisan sakarosa diberi nilai 1, maka tingkat kemanisan fruktosa adalah 1,7; glukosa 0,7; maltosa 0,4; laktosa 0,2. c. Penghemat Protein Bila karbohidrat makanan tidak mencukupi, maka protein akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan energi, dengan mengalahkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Sebaliknya, bila karbohidrat makanan mencukupi, protein terutama akan digunakan sebagai zat pembangun. d. Pengatur Metabolisme Lemak Karbohidrat mencegah terjadinya oksidasi lemak yang tidak sempurna, sehingga menghasilkan bahan-bahan keton berupa asam asetoasetat, aseton, dan asam beta-hidroksi-butirat. Bahan-bahan ini dibentuk menyebabkan ketidakseimbangan natrium dan dehidrasi. pH cairan menurun. Keadaan ini menimbulkan ketosis atau asidosis yang dapat merugikan tubuh. e. Membantu Pengeluaran Feses Karbohidrat membantu pengeluaran feses dengan cara emngatur peristaltik usus dan memberi bentuk pada feses. Selulosa dalam serat makanan mengatur peristaltik usus. Serat makanan mencegah kegemukan, konstipasi, hemoroid, penyakitpenyakit divertikulosis, kanker usus besar, penyakiut diabetes mellitus, dan jantung koroner yang berkaitan dengan kadar kolesterol darah tinggi. Laktosa dalam susu membantu absorpsi kalsium. Laktosa lebih lama tinggal dalam saluran cerna, sehingga menyebabkan pertumbuhan bakteri yang menguntungkan. 4. Pembagian Metabolisme Karbohidrat 8



Untuk mempermudah mempelajari metabolisme karbohidrat, maka dibagi menjadi beberapa jalur metabolisme. Namun hendaknya diingat bahwa dalam tubuh, jalur-jalur ini merupakan ke-satuan, yang mana jalur yang paling banyak dilalui tergantung pada keadaan (status nutrisi) waktu itu. a. Glikolisis Glikolisis adalah pemecahan glukosa menjadi asam piruvat atau asam laktat. Jalur ini teru-tama terjadi dalam otot bergaris, yang dimaksudkan untuk menghasilkan energi (ATP). Apabila glikolisis terjadi dalam suasana anaerobik maka akan berakhir dengan asam laktat, dan mengha-silkan dua ATP, apabila dalam keadaan aerobik berakhir menjadi asam piruvat dengan 8 ATP. b. Glikogenesis Glikogen dalam sel binatang fungsinya mirip dengan amilum dalam tumbuhan



yaitu



sebagai



cadangan



energi.



Pembentukan



glikogen



(glikogenesis) terjadi hampir dalam semua jaringan, tapi yang paling banyak adalah dalam hepar dan dalam otot. c. Glikogenolisis Pemecahan glikogen dalam hepar dan otot berbeda dengan enzim yang terdapat dalam pen-cernaan. Enzim glikogen fosforilase akan melepaskan unit glukosa dari rantai cabang gliko-gen yang tidak bisa direduksi. Reaksinya bisa digambarkan sebagai berikut: (Glukosa)n + H3PO4 ? Glukosa 1-fosfat + (Glukosa)n-1 d. Glukoneogenesis Glukoneogenesis adalah suatu pembentukan glukosa dari senyawa yang bukan karbohidrat Glukoneogenesis penting sekali untuk menyediakan glukosa, apabila didalam diet tidak mengandung cukup karbohidrat. Syaraf, medulla dari ginjal, testes, jaringan embriyo dan eritrosit memerlukan glukosa sebagai sumber utama penghasil energi. Glukosa diperlukan oleh jaringan adiposa untuk menjaga senyawa antara siklus asam sitrat. Didalam mammae, glukosa diperlukan untuk membuat laktosa. Didalam otot, glukosa merupakan satu-satunya bahan untuk membentuk energi dalam keadaan anaerobik. 9



Untuk membersihkan darah dari asam laktat yang selalu dibuat oleh sel darah merah dan otot, dan juga gliserol yang dilepas jaringan lemak, diperlukan suatu proses atau jalur yang bisa memanfaatkannya. Pada hewan memamah



biak,



asam



propionat



merupakan



bahan



utama



untuk



glukoneogenesis. 5. Faktor-faktor yang mempengaruhi metabolisme karbohidrat. Pada tiap-tiap jalur metabolisme karbohidrat, telah dibicarakan faktorfaktor yang mempengaruhi kerja enzim. Secara keseluruhan akan ditinjau dengan singkat, terutama pengaruh keadaan kelaparan, diabetes melitus dan pada pemberian makanan yang tinggi karbohidrat. a. Pada keadaan kelaparan Pada keadaan kelaparan, enzim-enzim utama dari glikolisis, HMP shunt dan glikogene-sis aktifitasnya menurun, sebaliknya aktifitas enzim-enzim utama dari glukoneogenesis dan glikogenolisis meningkat. b. Pada keadaan Diabetes Melitus Aktifitas enzim-enzim tersebut di atas mirip dengan keadaan kelaparan. c. Pada pemberian makanan tinggi karbohidrat d. Pada keadaan ini terjadi yang sebaliknya, aktifitas enzim-enzim glikolisis, HMP shunt dan glikogenesis meningkat, sedangkan aktifitas enzim-enzim utama glukoneogenesis dan glikogenolisis menurun. 6. Toleransi Karbohidrat (Carbohydrate Tolerance) Kemampuan tubuh untuk memakai karbohidrat



disebut



toleransi



karbohidrat Berkurangnya kemampuan ini dinamakan Diabetes Mellitus, yang disebabkan karena sek-resi insulin relatif tidak cukup. Test toleransi glukosa (Glucose tolerance test) adalah suatu penentuan dimana penderita diberi glukosa sebanyak 1,75 gr/kg berat badan setelah puasa semalam (8-10 jam). Darah diambil untuk penentuan glukosa pada waktu (0) atau puasa, satu, dua, tiga, empat sampai lima jam setelah pemberian glukosa. Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari test ini masih terdapat silang pendapat, karena banyaknya faktor yang mempengaruhinya, seperti makanan yang dimakan beberapa hari sebelum test, umur, keadaan emosi dan keadaan penderita pada umumnya misalnya apakah menderita infeksi, apakah mengalami operasi. Sebagai petunjuk umum kriteria di bawah ini bisa dipakai sebagai acuan apabila memungkinkan : 10



a. Kurva normal berada di bawah 200 mg/100 ml pada satu jam dan di bawah b. c. d. e. f. g.



150 mg/100 ml dua jam setelah pemberian glukosa. Dengan cara "scoring" atau pemberian nilai: Apabila glukosa puasa lebih dari 110 mg/100 ml diberi nilai satu. Harga satu jam lebih dari 170 mg/100 ml nilai = 1/2(setengah) Harga dua jam lebih dari 120 mg/100 ml nilai = 1/2(setengah) Harga tiga jam lebih dari 110 mg/100 ml nilai = 1 (satu) Apabila semua nilai ini ditotal, dan didapatkan hasil dengan nilai dua atau



lebih maka ini merupakan diagnosis diabetes mellitus. h. Apabila total nilai puasa, satu, dua dan tiga jam besarnya kurang dari 500 mg/100 ml, maka kurvanya normal. Adapula yang berpendapat bahwa kurva normal berada di bawah 160 mg/100 ml satu jam dan 120 mg/100 ml dua jam setelah pemberian glukosa. B. Metabolisme Protein dan Asam Amino 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 a). 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. Protein tersusun dari berbagai asam amino yang masing-masing dihubungkan dengan ikatan peptida. Meskipun demikian, pada awal pembentukannya protein hanya tersusun dari 20 asam amino yang dikenal sebagai asam amino dasar atau asam amino baku atau asam amino penyusun protein (proteinogenik). Asam-asam amino inilah yang disandi oleh DNA/RNA sebagai kode genetik. 1. Jenis-Jenis protein dan Asam Amino Protein (asal kata protos dari bahasa Yunani yang berarti "yang paling utama") adalah senyawa organik kompleks berbobot molekul tinggi yang merupakan polimer dari monomer-monomer asam amino yang dihubungkan satu



11



sama lain dengan ikatan peptida. Molekul protein mengandung karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan kadang kala sulfur serta fosfor. Protein berperan penting dalam struktur dan fungsi semua sel makhluk hidup dan virus. 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. 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 a). 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.



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.



12



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. 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. c. Usus halus (getah usus) Getah usus memiliki aminopeptidase yang merupakan eksopeptidase yang menyerang ikatan peptida di dekat terminal amino asam amino polipeptida serta oligopeptida dan dipeptidase dengan beragam spesifisitas, yang sebagian diantaranya berada di sel epitel usus. Dipeptidase membentuk dipeptida menjadi asam amino bebas.



13



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). 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 dan lain-lain. 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 kita memenuhi 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 lain mengubah 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 14



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. Metabolisme Lipid Lipid adalah molekul-molekul biologis yang tidak larut di dalam air tetapi larut di dalam pelarut-pelarut organik. 1. Jenis-jenis Lipid dan Asam Lemak Terdapat beberapa jenis lipid yaitu: a. Asam lemak, terdiri atas asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh b. Gliserida, terdiri atas gliserida netral dan fosfogliserida c. Lipid kompleks, terdiri atas lipoprotein dan glikolipid d. Non gliserida, terdiri atas sfingolipid, steroid dan malam Asam lemak merupakan asam monokarboksilat rantai panjang. Adapun rumus umum dari asam lemak adalah: CH3(CH2)nCOOH atau CnH2n+1-COOH Rentang ukuran dari asam lemak adalah C12 sampai dengan C24. Ada dua macam asam lemak yaitu: Asam lemak jenuh (saturated fatty acid) : Asam lemak ini tidak memiliki ikatan rangkap. Asam lemak tak jenuh (unsaturated fatty acid) : Asam lemak ini memiliki satu atau lebih ikatan rangkap. 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 Secara ringkas, hasil akhir dari pemecahan lipid dari makanan adalah asam lemak dan gliserol. Jika sumber energi dari karbohidrat telah mencukupi, maka asam lemak mengalami esterifikasi yaitu membentuk ester dengan gliserol



15



menjadi trigliserida sebagai cadangan energi jangka panjang. Jika sewaktu-waktu tak tersedia sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak dioksidasi, baik asam lemak dari diet maupun jika harus memecah cadangan trigliserida jaringan. Proses pemecahan trigliserida ini dinamakan lipolisis. Proses oksidasi asam lemak dinamakan oksidasi beta dan menghasilkan asetil KoA. Selanjutnya sebagaimana asetil KoA dari hasil metabolisme karbohidrat dan protein, asetil KoA dari jalur inipun 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, hidroksi butirat dan aseton). Proses ini dinamakan ketogenesis. Badan-badan keton dapat menyebabkan gangguan keseimbangan asam-basa yang dinamakan asidosis metabolik. Keadaan ini dapat menyebabkan kematian. 4. Biosintesa Lipid Biosintesis asam lemak sangat penting, karena mempunyai kemampuan terbatas untuk menyimpan energi dalam bentuk karbohidrat. Proses ini dikatalisis oleh asam lemak synthase, suatu multienzim yang berlokasi di sitoplasma. Biosintesis asam lemak jenuh dimulai dari acetyl-CoA sebagai starter. Acetyl-CoA ini dapat berasal dari ß-oksidasi asam lemak maupun dari piruvate hasil



glikolisis



atau



degradasi



asam



amino



melalui



reaksi



pyruvate



dehydrogenase. Acetyl-CoA tersebut kemudian ditransport dari mitokondria ke sitoplasma melalui sistem citrate shuttle untuk disintesis menjadi asam lemak. Reduktan NADPH + H+ disuplai dari jalur hexose monophosphate (fosfoglukonat). Pyruvate hasil katabolisme asam amino atau dari glikolisis glukosa diubah menjadi aecetyl-CoA oleh sistem pyruvate dehydogenase. Gugus acetyl tersebut keluar matriks mitokondria sebagai citrate, masuk ke sitosol untuk sintesis asam lemak. Oxaloacetate direduksi menjadi malate kembali ke matriks mitokondrion



16



dan diubah kembali menjadi malate. Malat di sitosol dioksidasi oleh enzim malat menghasilkan NADPH dan pyruvate. NADPH digunakan untuk reaksi reduksi dalam biosintesis asam lemak sedangkan pyrivate kembali ke matriks mitokondrion. Asam lemak synthase disusun oleh dua rantai peptida yang identik yang disebut homodimer yang dapat dilihat pada gambar 3.13. Masing-masing dari 2 rantai peptida yang digambarkan sebagai suatu hemispheres tersebut, mengkatalisis 7 bagian reaksi yang berbeda yang dibutuhkan dalam sintesis asam palmitat. Katalisis reaksi multi urutan dengan satu protein mempunyai beberapa keuntungan dibandingkan dengan beberapa enzim yang terpisah. Keuntungan tersebut antara lain: (1) reaksi-reaksi kompetitif dapat dicegah, (2) reaksi terjadi dalam satu garis koordinasi, dan (3) lebih efisien karena konsentrasi substrat lokal yang tinggi, kehilangan karena difusi rendah. 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) Hati memainkan peranan integral dadalam sintesis serta metabolism 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



17



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 enzimenzim 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. Fungsi Lemak a. Sebagai penghasil energi (kalori) b. Sebagai pelarut vitamin.yang tidak larut dalam air: vitami A, D, E, dan K, c. Sebagai bantalan organ yang sensitif di dalam tubuh, seperti ginjal dan hati dan pelindung tubuh dari perubahan suhu rendah, d. Sebagai salah satu komponen pembentuk membran sel, e. Sebagai komponen pembentuk hormon di dalam tubuh. 8. Keadaan Patologis Akibat Gangguan Metabolisme Lipid



18



Pengetahuan tentang mekanisme pengangkutan lipid antar jaringan tidak hanya memberikan kita pengertian tentang bagaimana lipid dipindahkan dari jaringan satu ke jaringan yang lain, tetapi juga membantu mengungkapkan alur patosiologib terjadinya beberapa keadaan patologis. Mekanisme pengangkutan lipid, dengan semua komponen yang terlibat di dalamnya, dapat terganggu karena sebab-sebab tertentu. Misalnya pada penderita hiperlipoproteinemia tipe I aktifitas enzim lipoprotein lipase amat rendah. Akibatnya kilomikron tak termetabolisme dan menumpuk di dalam sirkulasi. Kilomikron daam kadar tinggi tersebut bila mencapai kelenjar pankreas dapat menimbulkan pankreatitis dengan gejala serangan nyeri perut hebat setelah mengkonsumsi makanan berlemak. Contoh lain : penurunan kualitas maupun kuantitas reseptor LDL di hati dan di jaringan-jaringan tubuh lain, baik akibat penyakit genetik seperti yang terdapat pada hiperkolesterolemia familial maupun akibat pola diet tertentu menyebabkan LDL tak terambil sehingga terus menerus beredar dan meningkat kadarnya di dalam sirkulasi. Seperti telah diutarakan sebelumnya sebagian LDL berlebih ini akan termodofikasi, diambil makrofag dan memicu timbunan kolesterol di jaringan, terutama pada dinding pembuluh darah sehingga dapat menimbulkan aterosklerosis. Kadar HDL yang rendah, baik yang geneetis atau kolesterol. Kolesterol jaringan yang tak terangkut ini akan menumpuk di jaringan dan dapat berakibat pada terjadinya aterosklerosis. D. Siklus Kreb Siklur Kreb adalah lintasan metaboliknya masing-masing menjadi Asetil KoA, yang kemudian akan dioksidasi secara sempurna melalui siklus asam sitrat dan ENERGI dihasilkan energi berupa adenosin trifosfat (ATP) dengan produk buangan karbondioksida (CO2). SIKLUS KREB



19



CO2



Jalur Metabolisme Karbohidrat BAB III PENUTUP



A. Kesimpulan Metabolisme adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat selular. Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik, 1. Katabolisme, yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk mendapatkan energi.



20



2. Anabolisme, yaitu reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekul-molekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh. Jadi dapat kami simpulkan bahwa pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang bereaksi dengan dikatalisis enzim pada jenjangjenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat, yang merupakan substrat pada jenjang reaksi berikutnya.Selain itu , peranan utama karbohidrat di dalam tubuh adalah menyediakan glukosa bagi sel-sel tubuh, yang kemudian diubah menjadi energi. Glukosa memegang peranan sentral dalam metabolisme karbohidrat. Jaringan tertentu hanya memperoleh energi dari karbohidrat seperti sel darah merah serta sebagian besar otak dan sistem saraf.Sedangkan protein merupakan suatu bahan yang penting dalam tubuh karena fungsinya yang beragam, terutama sebagai struktural tubuh, katalitik, dan sinyal dalam tubuh dan Lipid adalah molekul-molekul biologis yang tidak larut di dalam air tetapi larut di dalam pelarut-pelarut organik.



DAFTAR PUSTAKA Brunner & Suddarth. 2002. Buku Ajar Keperawatan Medikal Bedah. Edisi 8. EGC:  Jakarta http://group3a5b.blogspot.co.id/. Diakses pada tanggal 10 September 2015 http://rianitavita.blogspot.co.id/ Diakses pada tanggal 10 Sepetmber 2015



21