Top Banner
REGULASI METABOLISME DALAM PEMENUHAN ENERGI dr. Dedy Syahrizal, M.Kes Bagian Biokimia Fakultas Kedokteran Universitas Syiah Kuala
43

Regulasi Metabolisme Dalam Pemenuhan Energi

Nov 25, 2015

Download

Documents

Regulasi Metabolisme Dalam Pemenuhan Energi
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • REGULASI METABOLISME DALAM PEMENUHAN ENERGIdr. Dedy Syahrizal, M.KesBagian BiokimiaFakultas KedokteranUniversitas Syiah Kuala

  • PENDAHULUANEnergi dibutuhkan untuk kehidupanEnergi tidak dapat diciptakan maupun dimusnahkanEnergi hanya berubah dari satu bentuk ke bentuk yang lainSumber energi makanan mayor nutrient penghasil kaloriMayor nutrient Karbohidrat, protein, lemak

  • PENDAHULUANSetiap mayor nutrient saling berkoordinasi dalam memenuhi kebutuhan akan energi regulasi metabolismeGangguan metabolisme gangguan pemenuhan energi gangguan terhadap kehidupan

  • METABOLISMEMETABOLISME perubahanSemua transformasi kimiawi dan energi yang terjadi di dalam tubuh

    KATABOLISME pelepasan energi, untuk dimanfaatkan

    ANABOLISME pengambilan / penyimpanan energi

  • Keseimbangan Energi Energi makananMetabolic pool in bodyInternal workExternal workThermal energy(heat)Energy storage25 %75 %

  • * Energi yang terkandung dalam nutrien : jumlah kalori yang dihasilkan per gram-nya, ketika dibakar dengan bomb calorimeter

    * Kalori : jumlah panas yg diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg H2O sebesar 1oC dari suhu 15oC ke 16oC.

  • Laju metabolik (matabolic rate)= kecepatan pemakaian energi oleh tubuh (kerja eksternal & internal), per satuan waktu. kecepatan produksi panas kilokalori / jam (kalori / jam)

  • Nilai kalori bahan makanan

    Bomb calorimeter (kalori potensial)Coefficient of digestibilityAdjustment for -NH2Nilai kalori fisiologisKcal/gram%Kcal/gramCHO =4.10974.0PROT =5.6592-1.3 kcal/gram4.0FAT =9.45929.0ALCOHOL =7.01007.0

  • BMR (Tingkat Metabolik Dasar)

    Berupa jumlah terkecil pemakaian energi internal dalam keadaan terjaga. Energi untuk mempertahankan kehidupan dalam keadaan minimal, untuk aktivitas metabolik dasar mencakup :-perbaikan, maintenance sel. -transmisi saraf -pertumbuhan sel-metabolisme otot dalam keadaan istirahat.

  • BMR

    Dipengaruhi oleh faktor-faktor : Umur GenderKomposisi tubuh individu (lemak-otot)HormonSuhu tubuh Keadaan puasa Luas permukaan tubuh GenetikNilai normal : berkisar 900 1900 kkal.

  • BMRBMR tinggi pada :Usia mudaPermukaan tubuh luasStress, demamHyperthyroidismKehamilan

    BMR rendah pada :Pertambahan usiapuasamalnutrisi

  • Penggunaan energi harian1.Basal Metabolic Rate (BMR) 60-75%

    2.pencernaan & penyimpanan makanan 10%

    3. Aktivitas fisik 15-30%

  • Keadaan Absorptif (Kenyang)Karbohidrat dalam bahan makanan akan dicerna secara bertingkat di saluran pencernaan menjadi bentuk monosacharidaMonosacharida akan masuk ke dalam sirkulasi porta hingga sampai di hati untuk dirubah menjadi glukosa yang sebenarnya merupakan salah satu bentuk monosacharidaPengubahan seluruh bentuk monosacharida menjadi glukosa dihati dikarenakan sel tubuh hanya dapat menangkap glukosa sebagai sumber energi.

  • KATABOLISME KARBOHIDRAT dalam SALURAN PENCERNAANDi lambung (pH 2-4) salivary amylase tidak bekerja, di duodenum, pH makanan alkali (7-8) oleh sekresi NaHCO3 dari pankreasPencernaan dekstrin pati dilanjutkan oleh amilase pankreas amilase menghidrolisis zat pati sempurna, lumen usus halus akan mengandung glukosa, maltosa, isomaltosa serta laktosa dan sukrosa Selulosa yang dimakan tidak dicerna

  • KATABOLISME KARBOHIDRAT dalam SALURAN PENCERNAANKarbohidrat dalam makanan: polisakarida dan disakarida (amilum, amilopektin, selulosa, laktosa, sukrosa, dll)Karbohidrat tsb dicerna menjadi monosakarida (glukosa, galaktosa, fruktosa, dll) untuk diabsorpsi.Pencernaan dimulai di rongga mulut, amilase saliva menghasilkan maltosa, beberapa glukosa, unit-unit molekul pati yang kecil / dekstrin

  • KATABOLISME KARBOHIDRAT dalam SALURAN PENCERNAANDisakarida ( maltosa, isomaltosa, laktosa ) dihidrolisis pada brush border yang terdapat pada mukosa usus halusHidrolisis oleh kerja enzim disakaridase spesifik monosakaridaMonosakarida yang dihasilkan (glukosa, fruktosa, galaktosa) bersama glukosa dari lumen akan masuk ke sistem portal heparDi hepar senyawa-senyawa ini diinterkonversi menjadi glukosa ke aliran darah (KGD).

  • GLIKOLISISMerupakan jalur pemecahan glukosa untuk menghasilkan energi (oksidasi glukosa)Proses ini berlangsung disitoplasma, enzim-enzim lintasan ini ditemukan disitoplasmaDapat berlangsung secara aerob dan anaerobDalam keadaan aerob, glukosa dioksidasi menjadi piruvat Disini O2 dipergunakan untuk mere-oksidasi NADH yang terbentuk selama oksidasi Gliseraldehide-3 Fosfat

  • GLIKOLISISGikolisis dalam keadaan anaerob terjadi pada sel yang tidak mengandung mitokhondria (mis: sel eritrosit) atau jaringan yang dalam keadaan anoksiaAsam laktat sebagai produk akhir dalam glikolisis anaerob iniAsam laktat tersebut biasanya (walau lambat) dapat dikeluarkan dari sel, mengikuti peredaran darah membentuk glukosa melalui glukoneogenesis di hepar atau di ginjal

  • REDUKSI PIRUVAT menjadi LAKTATDalam keadaan anaerob, piruvat direduksi oleh NADH menjadi laktatReaksi ini dikatalisis oleh Laktat DehidrogenasePiruvat + NADH + H+ Laktat + NAD+

    Jumlah laktat yang dihasilkan dapat dideteksi di jaringan, darah serta urinGlikolisis di eritrosit selalu berakhir dengan senyawa laktat (tidak ada mitokhondria) walaupun terdapat O2

  • Lactic AcidosisKenaikan konsentrasi laktat dalam darah Berlangsung pada gagalnya sistem sirkulasi mis : pada keadaan infark miokard, emboli paru, dan perdarahan yang tidak terkontrol.Kegagalan penyediaan O2 yang cukup ke jaringan gangguan oksidasi fosforilasi dan ATPUntuk memenuhi kebutuhan ATP proses glikolisis yang anaerob dalam sel Laktat

  • PROSES METABOLISME AEROB

  • GLIKOGENESISKondensasi glukosa menjadi glikogenProses dikendalikan oleh enzim Glikogen SintaseBerlangsung terutama di jaringan otot, hepar dan ginjalGlikogen tempat simpanan karbohidrat yang utama dalam tubuh mamalia (pati pada tumbuhan )Di hepar berhubungan dengan simpanan dan pengiriman heksosa (glukosa) keluar untuk mempertahankan KGD

  • RINGKASAN METABOLISME

  • GLIKOGENESISDalam otot unsur ini hanya memenuhi kebutuhan organ itu sendiri sumber bahan bakar yang siap pakai untuk kontraksi ototBila glukosa tidak tertampung sebagai glikogen saja, kelebihan dialihkan dan dibentuk menjadi asam lemak bebas melalui proses lipogenesis

  • Metabolisme Lemak Pada Keadaan AbsorptifLemak ketika memasuki tubuh akan diemulsikan terlebih dahulu oleh getah empedu menjadi micell Dengan bantuaan enzim lipoprotein lipase akan dicerna menjadi bentuk lemak sederhanaTriasilgliserol adalah lemak utama dalam makanan. Bahan ini kemudian akan dicerna menjadi asam lemak dan 2-monoasilgliserol, yang disintesis ulang menjadi triasilgliserol di dalam sel epithel usus.

  • Metabolisme Lemak Pada Keadaan AbsorptifSenyawa lemak rantai pendek akan langsung berikatan dengan albumin untuk masuk kedalam aliran darah Senyawa lemak rantai panjang akan terlebih dahulu masuk ke dalam aliram lymfe dan berikatan dengan kilomikron untuk kemudian memasuki aliran darah guna diubah menjadi senyawa lipoprotein

  • Metabolisme Protein Dalam Keadaan AbsorptifProtein dalam makanan dicerna menjadi asam amino diserap ke dalam darahAsam-asam amino akan mengalami oksidasi guna menghasilkan energi atau digunakan oleh sel dalam membentuk biomolekul di dalam tubuhSebagian besar asam amino yang mengalami biosintesis akan diubah menjadi protein sisanya akan digunakan untukmenbentuk senyawa nitrogen seperti neurotransmitter, hormon, enzim dan basa purin-pirimidin yang menysuan DNA dan RNABerbeda dengan karbohidrat dan lemak, protein tidak memiliki bentuk cadangan.

  • Keadaan Lapar Dalam waktu satu jam setelah makan, kadar glukosa sudah mulai menurunAkibatnya kadar insulin akan menurun dan kadar glukagon akan meningkatPerubahan kadar hormon ini mencetuskan pelepasan bahan bakar di dalam tubuhGlikogen akan di mobilisir menjadi glukosa melalui proses glikogenolisis untuk kemudian akan dialirkan ke dalam sirkulasi darah.Proses glikogenolisis bukanlah kebalikan dari proses glikogenesis karena enzim dan hormon yang berperan di dalamnya berbeda..

  • Keadaan LaparSelain itu juga akan terjadi proses pelepasan asam lemak dan gliserol dari trigliserida ke dalam darah. Proses ini disebut dengan proses lipolisisAsam-asam lemak ini merupakan bahan bakar utama yang dioksidasi selama keadaan puasa yaitu saat kadar glukosa mulai turun hingga kembali ke rentang normal setelah makan berikutnyaBila keadaan puasa berlanjut, maka proses penyediaan glukosa sebagai sumber energi tidak hanya berasal dari proses glikogenolisis, tapi juga sudah melibatkan proses glukoneogenesis

  • GLUKONEOGENESISProses pembentukan glukosa / hidrat arang dari zat non hidrat arangAsam amino glikogenik, asam laktat, dan gliserol adalah 3 kelompok substrat untuk proses iniBerlangsung setiap saat di dalam tubuh untuk membersihkan laktat yang terbentuk dari glikolisis anaerobGlukoneogenesis dari asam amino akan berlangsung pada keadaan dimana tubuh kekurangan / kehabisan zat hidrat arang ataupun lipid sebagai sumber energi

  • Glukoneogenesis berlangsung terutama di sel-sel ginjal dan hepar (sedikit di otot dan otak)Reaksi meliputi reaksi glikolisis yang reversibel, siklus Krebs, dan beberapa reaksi khusus untuk tambahanRangkaian reaksi glukoneogenesis, walau menggunakan lintasan yang sama, bukan merupakan kebalikan dari reaksi glikolisisAktivitas keduanya diatur secara timbal balikSatu lintasan relatif tidak aktif saat lintasan lain aktifGLUKONEOGENESIS

  • Mekanisme Pemenuhan Energi Dalam Masa Kelaparan Yang PanjangApabila kita berpuasa lebih dari dua hari otot akan terus membakar asam lemak tetapi memperkecil penggunaan badan ketonAkibatnya kadar badan keton akan mengalami peningkatan dalam darah samapai pada tingkat dimana otak dipaksa untuk mengoksidasikan badan keton sebagai sumber energiOtak kemudian akan kurang menggunakan glukosa sehingga hati akan menurunkan proses glukoneogenesis.

  • Mekanisme Pemenuhan Energi Dalam Masa Kelaparan Yang PanjangAkibatnya protein otot dan biomolekul tidak akan didegradasi untuk memenuhi kebutuhan akan glukosa sebagai sumber energi fungsi vital kehidupan dapat dipertahankan selama mungkin.Hal inilah yang menjelaskan mengapa manusia dapat bertahan cukup lama tanpa makanNamun apabila proses ini dilewati, bukan tidak mungkin tubuh akan menggunakan protein dari otot dan biomolekul tubuh sebagai simber energi, sehingga kehidupan akan berlangsung secara tidak normal dan menuju kepada akhir kehidupan.

  • Sumber Glukosa DarahDapat berasal dari absorbsi makanan mengandung karbohidrat, glukoneogenesis, dan glikogenolisis di hepar dan parenkhim ginjalSenyawa laktat hasil oksidasi glukosa di sel otot dan sel eritrosit di bawa ke hepar dan ginjal Di sini asam laktat dijadikan glukosa melalui lintasan glukoneogenesis sehingga unsur ini tersedia lagi bagi oksidasi jaringan lewat sirkulasiProses ini dikenal sebagai siklus Cori

  • Senyawa gliserol bebas merupakan senyawa yang berasal dari hidrolisis asilgliserol dalam jaringan adiposa Gliserol ini akan berdifusi ke dalam darah dan diubah menjadi glukosa dalam proses glukoneogenesis.Alanin adalah asam amino yang dominan diangkut dari otot ke hepar selama masa kelaparanSenyawa ini akan mengalami glukoneogenesis menghasilkan molekul glukosa dalam siklus glukosa alanin.Sumber Glukosa Darah

  • ****************************************