REGULASI METABOLISME.pptx

REGULASI METABOLISME

2

BUFFER

Buffer adalah sistem cairan yang cenderung mempertahankan perubahan pH jika terjadi penambahan sedikit asam (H+) atau basa (OH-). Suatu sistem buffer terdiri dari asam lemah (donor proton) dan basa konyugatnya (akseptor proton)

Buffer adalah campuran asam lemah dan basa konyugatnya

Fosfat dan bikarbonat adalah buffer biologi yang penting

Carian intraseluler dan ekstraselular semua organisme cenderung pH yang konstan yang khas yang diatur oleh berbagai aktivitas biologi. Untuk mempertahankan terhadap perubahan pH internalnya diberikan oleh sistem buffer. Sistem buffer yang paling penting pada mamalia adalah fosfat dan bikarbonat

3

Sistem buffer fosfat yang penting di dalam cairan intraseluler, terdiri dari pasangan asam basa konyugar H2PO4

- sebagai donor proton dan HPO42-

sebagai akseptor proton

H2PO4- H+ + HPO4

2-

Donor proton

Akseptor proton

Sistem buffer fosfat berfungsi seperti sistem buffer asetat, kecuali pada kisaran pH daya kerjanya. Sistem buffer fosfat mempunyai efektifitas maskimum di dekat pH 6,86, jadi pasangan buffer fosfat H2PO4

- - HPO42-

cederung menahan perubahan pH pada kisaran antara kira-kira 6,1 – 7,7 dan karenanya efektif menjalankan kapasitas buffernya di dalam carian intraselular yang mempunyai kisaran 6,9 – 7,4

4

Sistem buffer yang utama dalam plasma darah adalah buffer bikarbonat, yang terdiri dari asam karbonat (H2CO3) sebagai donor proton dan bikarbonat (HCO3

-) sebagai akseptor proton

Sistem buffer ini melibatkan serangkaian tiga ekuilibrium dapat balik diantara fase gas CO2 di dalam paru-paru dan bikarbonat (HCO3

-)di dalam plasma darah. Dengan penambahan H+ pada saat darah mengalir ke jaringan, terjadi kenaikan sementara konsentrasi H+.

Kenaikan ini menyebabkan reaksi 3 berjalan menuju keseimbangan baru, meningkatkan konsentrasi H2CO3 dan menyebabkan peningkatan konsentrasi CO2 terlarut dalam darah. Hal ini mengakibatkan peningkatan tekanan CO2 fase gas di dalam paru-paru dan kelebihan CO2 ini dapat dikeluarkan dari tubuh

5

Sebaliknya jika terjadi penambahan OH- kedalam plasma darah, terjadi serangkaian reaksi kebalikan : konsentrasi H+ menurun, menyebabkan lebih banyak H2CO3 berdisosiasi menjadi H+ dan HCO3

-. Hal ini selanjutnya menyebabkan lebih banyak CO2 (gas) dari paru-paru yang melarut ke dalam plasma darah. Kecepatan bernafas yakni kecepatan pemasukan dan pelepasan CO2, oleh karenanya dapat cepat menyesuaikan ekulibrium ini untuk mempertahankan pH darah sehingga hampir senantiasa tetap (mendekati 7,4). pH darah turun yang terjadi pada DM berat (asidosis) bila dibawah 6,8 dapat menyebabkan kerusakan berat/kematian

6

ASPEK BIOKIMIA PADA KESEHATAN IBU, JANIN, DAN ANAK

METABOLISME

GENETIK/FAKTOR KETURUNAN

NUTRISI

LINGKUNGAN

PENYAKIT

METABOLISME SIMBANG

METABOLISME TIDAK SIMBANG

REGULASI METABOLISME

ALKOHOL, OBAT, MEROKOK

8

BEBERAPA SISTEM MULTI ENZIM MEMPUNYAI SIFAT UNTUK MENGATUR SENDIRI KECEPATAN REAKSI SECARA MENYELURUH

DLM HAL INI BIASAYA PRODUK AKHIR SEBAGAI INHIBITOR ENZIM REAKSI PERTAMA, KARENA ITU KECEPATAN SELURUH REAKSI TERGANTUNG PADA KONSENTRASI PRODUK AKHIR. TETAPI ADA JUGA PRODUK AKHIR MENGHAMBAT KERJA ENZIM PADA REAKSI BERIKUTNYA.

HAMBATAN YANG DISEBABKAN OLEH PRODUK AKHIRNYA DISEBUT HAMBATAN UMPAN BALIK ATAU FEED-BACK INHIBITION

S1 S2 S3 S4

S5 D

A B

C

9

DARAH

GLUKOSA

OTOT

GLIKOGEN GLUKOSA-6P

PIRUVATLAKTAT

ALANIN

-NH2

LAKTAT

DARAH

PIRUVAT

ALANIN

ALANIN

-NH2

UREA

PIRUVAT LAKTAT

GLIKOGENGLUKOSA-6P

HATI

Tran

sam

ina

si

Transamin

asi

Siklus asam laktat (Cori) dan siklus gluksa alanin

10

BAB VIII

METABOLISME KARBOHIDRAT

1. GLIKOLISIS

1. Adalah penguraian glukosa menjadi asam piruvat atau lakat atau alkohol

2. Glikolisis merupakan jalur utama metabolisme karbohidrat. Glikolisis berlangsung pada sitoplasma

3. Pada mahluk tingkat tinggi glikolisis yang berlangsung pada suasana aerob hasil akhirnya adalan berupa asam piruvat, sedangkan pada anaerob hasil akhirnya berupa asam laktat

4. Pada fermentasi hasil akhirnya adalah alkohol

5. ATP terbentuk pada suasana aerob adalah 8 ATP sedangkan pada suasana anaerob adalah 2 ATP

11

6. Merupakan bagian dari respirasi sel

7. Dapat berlangsung ada oksigen ataupun tidak

8. Mengkonversi glukosa (6 karbon) menjadi 2 molekul pyruvat (3 karbon)

An overview of aerobic respiration

12

How glycolysis works1

6-carbon glucose(Starting material)

6-carbon sugar diphosphate

P P

2 ATP

Priming reactions

2

6-carbon sugar diphosphate

P P

3-carbon sugarphosphate

P

3-carbon sugarphosphate

P

Cleavage reactions

3

3-carbonpyruvate

3-carbonpyruvate

NADH

ATP2

3-carbon sugarphosphate

P

3-carbon sugarphosphate

P

NADH

ATP2

Energy-harvesting reactions

Play Glycolysis

13

14

Glycolysis

This coupled reaction is called substrate-level

phosphorylation

15

BILA ADA OKSIGEN

• Oksidasi berlangsung dalam mitokondria

• Dimulai dari konversi piruvat menjadi asetik Ko-A

Depending on needs

16

Pyruvate is oxidized

Pyruvate is reduced

Occurs in animal muscle cells

Occurs in yeast cells

Apa yang terjadi bila tampa ada oksigen

• Electron carried oleh NADH digunakan untuk mereduksi pyruvat– Ini untuk menjaga NAD

untuk keberlangsungan glikolisis

17

GLIKOGENESIS DAN GLIKOGENOLISIS GLIKOGEN

(UNIT GLUKOSIL (1,4) DAN (1,6) )X)

GLUKOSA 1-P

GLUKOSA 6-P

GLUKOSA

URIDIN DIFOSFAT GLUKOSA (UDPG)

(UNIT GLUKOSIL 1,4)X

GLIKOGEN SINTETASE SIKLIK AMP

FOSFORILASE

DEBRANCHINGENZIM

UDPG FOSFORILASE

UTP

PPi

BRANCHING ENZIM

Glukosa dari debranching

enzim

ATP

ADPH2O

PiMg2+ GLUKOKINASEGLUKOSA 6-FOSFATASE

Pi

18

O

OH

OHOH

H

H

HH

CH2OH

O - P –O – P – O – CH2

OO

OH OHO

OH OH

HHHH

N

NH

O

O

URASIL

RIBOSA

GLUKOSA

DIFOSFAT

URIDIN

19

IKATAN (1,4) GLUKOSIDIK

IKATAN (1,6) GLUKOSIDIK

IKATAN (1,6) GLUKOSIDIK BARU

GLIKOGEN SINTETASE

BRANCHING ENZIM

20

FOSFORILASE TRANSFERASE DEBRANCHING ENZIM

21

GLUKOSA

GLUKOSA 6-P

ATP

ADP

HEKSOKINASEGLUKOSA 6 FOSFATASE H2O

Pi

FRUKTOSA 6-P

FRUKTOSA 1,6-P

ATP

ADP

FOSFOFRUKTOKINASE

FRUKTOSA 1,6- BIFOSFATASE H2O

Pi

GLISERALDEHID 3-P

1,3 BISFOSFOGLISERAT

3 FOSFOGLISERAT

2 FOSFOGLISERAT

GLISEROL

GLISEROL 3-P

DIHIDROKSI ASETON - PNAD

NAD + H+

GLISEROKINASE

GLUKONEOGENESIS

22

2 FOSFOGLISERAT

ATP

ADP

PIRUVAT KINASE

FOSFOENOLPIRUVAT

PIRUVAT LAKTAT

OKSALOASETAT

-KETOGLUTARAT

SUKSINIL KoAFUMARAT

MALAT

OKSALOASETAT

NAD

NAD + H+

NAD

NAD + H+

PROPIONAT

ATP + CO2

ADPPIRUVAT KARBOKSILASE

GTP

GDP + CO2 FOSFOENOL PIRUVAT KARBOKSILASE

23

ADH

CH3CHO + NADH

Etil Alkohol Asetaldehid

C2H5 OH + NAD+

ALDH

CH3CHO + NADH

Asetaldehid Asam asetat

CH3 OH + NAD+

Ko-A

Asetil Ko-A

Siklus Krebas

CO2 + H2O

Oksidasi ethanol oleh sel-sel hati akan merubah potensial redoks dalam sel hati, sebagai akibat dari naiknya rasio NADH menjadi NAD+. Ini menghambat oksidasi laktat menjadi piruvat (NAD+ dibutuhkan sebagai kovaktor pada tahap ini). Ini menyebabkan penumpukan laktat, karena piruvat sebagi subtract glukoneogenesis dalam hati sehingga terjadi resiko hipoglikemia (Cederbaum, et al., 2009).

24

GLISEROL YANG TIDAK TERPAKAI, BERDIFUSI KELUAR DAN AKAN DIGUNAKAN OLEH HATI DAN GINJAL YANG MEMILIKI ENZIM GLISEROKINASE AKTIF.

DLM KEADAAN GIZI CUKUP ATAU BILA PENGGUNAAN GLUKOSA OLEH JARINGAN ADIPOSA MENINGKAT, PENGELUARAN ASAM LEMAK BEBAS MENURUN DAN KADAR ASAM LEMAK BEBAS PLASMA TURUN. AKAN TETAPI PENGELUARAN GLISEROL BERJALAN TERUS, MENUNJUKKAN BAHHWA EFEK GLUKOSA UNTUK MENURUNAKAN ASAM LEMAK BEBAS PLASMA TIDAK DISEBABKAN OLEH PENGURANGAN KECEPATAN LIPOLISIS. DIDUGA EFEK INI DISEBABKAN OLEH PERSEDIAAN GLISEROL –3-P DARI GLUKOSA YANG MENINGKATKAN PENGESTERAN ASAM LEMAK BEBAS MELALUI ASIL-KOA

25

PENGARUH HORMAN PADA JARINGAN ADIPOSA

KECEPATAN PENGELUARAN ASAM LEMAK BEBAS DARI JARINGAN ADIPOSA DIPERNGARUHI OLEH BANYAK HORMON YANG JUGA MEMPENGARUHI KECEPATAN PENGESTERAN DAN LIPOLISISPEMBERIAN INSULIN

MENGHAMBAT PENGELUARAN ASAM LEMAK BEBAS KEDALAM

PLASMA

MENINGKATKAN LIPOGENESIS DAN SINTESIS ASILGLISEROL

MENAIKAN OKSIDASI GLUKOSA MENJADI CO2 MELALUI

MONOFOSFAT SHUNT

MENINGKATKAN AKTIFITAS PIRUVAT DEHIDROGENASEHORMON LAIN MEMPERCEPAT PENGELUARAN ASAM LEMAK BEBAS KEDALAM PLASMA SEPERTI EFINEFRIN, GLUKAGON, ADRENOKOTIKOTROPIK (ACTH)

26

PERANAN HATI DALAM METABOLISME LIPID

HATI ADALAH SUMBER UTAMA LIPOPROTEIN PLASMA YANG

BERASAL DARI SUMBER ENDOGEN

TRIASILGLISEROL HATI ADALAH PRAZAT TRIASILGLIRSOL YANG TERDAPAT DALAM VLDL PLASMA

ASAM LEMAK YANG DIGUNAKAN UNTUK SINTESIS

TRIASILGLISEROL HATI BERASAL DARI 2 SUMBER :

1. SINTESIS DALAM HATI DARI ASETIL-KOA YANG BERASAL

TERUTAMA DARI KARBOHIDRAT (TERUTAMA PD GIZI BAIK)

2. PENGAMBILAN ASAM LEMAK BEBAS DARI SIRKULASITRIASILGLISEROL TIDAK DISIMPAN DALAM HATI SEHINGGA KECEPATAN SINTESIS DAN TRANSPORT DARI HATI KECEPATANNYA SAMA

27

SEBALIKNYA PD PUASA ATAU DIABETES, MAKANAN YANG MENGANDUNG BANYAK LEMAK KADAR ASAM LEMAK BEBAS DALAM SIRKULASI NAIK DAN LEBIH BANYAK MASUK KEDALAM HATI. PERLEMAKAN HATI

LIPID TERUTAMA TRIASILGLISEROL DAPAT TERTIMBUN DALAM HATI. PENIMBUNAN YANG BERLEBIHAN DIANGGAP SEBAGAI KEADAAN PATOLOGIS. BILA PENIMBUNAN LIPID DALAM HATI MENJADI KRONIK, PERUBAHAN FIBROTIK TERJADI DALAM SEL-SEL YANG BERAKHIR MENJADI SEROSIS DAN KEGAGALAN FUNGSI HATIPRERLEMAKAN HATI BERHUBUNGAN DENGAN NAIKNYA KADAR ASAM LEMAK PLASMA AKIBAT MOBILISASI LEMAK DARI JAR. ADIPOSA ATAU DARI HIDROLISIS LIPOPROTEIN ATAU TRIASILGLISEROL KILOMIKRON OELH LIPOPROTEIN LIPASE DAM JARINGAN EKSTRAHEPATIK. LEBIH BANYAK ASAM LEMAK DIAMBIL HATI DAN DIESTERKAN. PEMBENTUKAN LIPOPROTEIN PLASMA TIDAK SAMA CEPATNYA DGN PEMASUKAN ASAM LEMAK BEBAS MENYEBABKAN TRIASILGLISEROL TERTIMBUN YANG MENGAKIBATKAN PERLEMAKAN HATI

28

LIPID DITRANSPORT DALAM PLASMA DALAM BENTUK LIPOPROTEIN

LIPID PLASMA YANG PALING AKTIF SECARA METABOLIK ADALAH ASAM LEMAK BEBAS (FFA)

LIPID BERSIFAT HIDROFOB (TDK SUKA AIR)

BAGAIMANA PENGANGKUTAN DALAM LINGKUNGAN AIR ?

Ini diatasi dengan menggabungkan lipid yg lebih tidak larut dengan lipid yang lebih polar seperti fosfolipd dan kemudian digabungkan dengan kolesterol dan protein untuk membentuk kompleks lipoptotein yang hidrofil

29

Dengan cara ini triasilgliserol yang berasal dari absorpsi lemak oleh usus atau dari hati diangkut dalam darah sebagai kilomikron dan VLDL

Lemak yang dilepas dari jar adiposa dalam bentuk asam lemak bebas dan diangkut dalam keadaan tak teresterkan dalam plasma sebagai kompleks albumin asam lemak bebas

30

LIPID PLASMA DARAH PADA MANUSIA

LIPID MG/DL

Rata-rata Berkisar

LIPD TOTAL 570 380-820

TRIASILGLISEROL 142 80-180

FOSFOLIPID TTL 215 123-390

KOLESTEROL TTL 200 107-320

ASAM LEMAK BEBAS

12 6-16

31

Susunan Lipoprotein dalam plasma manusiaFraksi Sum ber Densi tas Protein

(%)Lipid total (%)

Triasil glieserol

Kolesterol bebas

Kilomikron usus < 0,90 1 99 88 1

VLDL Hati dan usus

0,96 – 1,006

7 93 56 8

LDL 1 Vldl dan kilomikron

1,006-1,019

11 89 29 9

LDL 2 1,019-1,063

21 79 13 10

HDL 1 Hati & usus 1,063

HDL 2 1,063-1,125

33 67 16 10

HDL 3 1,125-1,210

57 43 13 6

FFA Jar adiposa >1,2810 99 1 0 0