Metabolisme Protein Karbohidrat Lipid Vi
Metabolisme M ineral”
MAKALAH Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Metabolisme
Dosen : Dr. Prima Endang Susiliwati, M.Si
Oleh :
1. KAHARUDDIN (G2L1 15 001)
2. SAPRIL KARTINI ( G2L1 15 007)
3. MUH. EDIHAR (G2L1 15 011)
4. FITRIYANI THAMRIN M. (G2L1 15 012)
5. ANINGSI SRIWATI ( G2L1 15 013)
PROGRAM STUDI PASCASARJANA KIMIA
UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2015
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Puji dan Syukur penulis panjatkan ke hadirat ALLAH SWT yang telah melimpahkan Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga penulisan makalah yang
berjudul “Metabolisme Karbohidrat, Metabolisme Protein, Metabolisme
Lipid/Lemak, Metabolisme Vitamin dan Metabolisme Mineral ” dapat terselesaikan. Melalui kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada
Ibu Dr. Prima Endang Susiliwati, M.Si. selaku Dosen Pengajar Mata Kuliah
Kimia Analitik yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam mengajarkan penulis selama mengikuti perkuliahan.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan makalah ini masih banyak terdapat kekurangan, olehnya itu kritik dan saran yang konstruktif dari semua pihak sangat penulis butuhkan untuk penyempurnaan makalah ini.
Kendari, November 2015
Penulis
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul Tabel
Halaman
21
1 Asam-asam lemak penting bagi tubuh
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Judul Gambar
Halaman
1 Persiapan utama dalam Metabolisme Karbohidrat Diagram
2 Sintesis Glokogen
3 Sintesis Glikogenolisis 2
4 Persiapan glikosilisis 3
5 Reaksi Glkolisis
6 Glukogeogenesis
7 Pembentukan Fruktosa 1 Phosphat
8 Mekanisme Metabolisme fruktosa
9 Struktur Protein
10 Siklus Urea
11 Struktur Asam Lemak Jenuh
12 Struktur Asam Lemak Tak Jenuh
13 Struktur Trigliserida Sebagai Lemak Netral
14 Struktur dari fosfolipid
15 Fosfolipid bilayer (lapisan ganda) sebagai penyusun membran
24 sel
16 Gabungan lipid dengan protein (lipoprotein) merupakan contoh
24 dari lipid kompleks
17 Perbandingan komposisi penyusun 4 klas besar lipoprotein
18 Ilustrasi peran masing-masing dari 4 klas besar lipoprotein
19 Progesteron dan testosterone
20 Kortison
21 Ester antara asam lemak dengan alkohol membentuk malam
22 Struktur miselus. Bagian polar berada di sisi luar, sedangkan
28 bagian non polar berada di sisi dalam
23 Struktur kilomikron. Perhatikan fungsi kilomikron sebagai
29 pengangkut trigliserida
24 Simpanan trigliserida pada sitoplasma sel jaringan adiposa
25 Ikhtisar metabolisme lipid
26 Reaksi-reaksi kimia dalam metabolisme gliserol
27 Aktivasi asam lemak menjadi asil KoA
28 Mekanisme transportasi asam lemak trans membran
33 mitokondria melalui mekanisme pengangkutan karnitin
29 Oksidasi karbon menjadi keton
30 Oksidasi asam lemak dengan 16 atom C. Perhatikan bahwa
35 setiap proses pemutusan β atom C adalah proses oksidasi dan
setiap 2 atom C yang diputuskan adalah asetil KoA.
31 Aktivasi asam lemak, oksidasi beta dan siklus asam sitrat
32 Proses ketogenesis
33 Lintasan ketogenesis di hati
34 Lintasan kolesterogenesis
35 Tahap-tahap sintesis asam lemak
36 Dinamika lipid di dalam sel adiposa. Perhatikan tahap-tahap
42 sintesis dan degradasi trigliserida
37 Struktur Asam ascorbat (Vitamin C)
38 Reaksi katabolisme tirosine dan sintesis epinefrin dari tirosin,
46 sintesis asam empedu.
39 Struktur Thiamin (Vitamin B1)
40 Siklus Vitamin B1
41 Struktur Riboflavin (vitamin B2)
42 Siklus Vitamin B2
50
43 Struktur Niasin (vitamin B3)
50
44 Siklus Vitamin B3
51
45 Struktur Asam pantotenat (vitamin B5)
51
46 Struktur Vitamin B6
48 + Pompa Natrium (Na ) Kalium (K )
57
49 Tranport Pasif difui Mineral
A. METABOLISME KARBOHIDRAT
Metabolisme karbohidrat dimulai dengan pencernaan dalam usus kecil di mana monosakarida diserap ke dalam aliran darah. Konsentrasi gula darah dikontrol oleh tiga hormon: insulin, glukagon, dan epinefrin. Jika konsentrasi glukosa dalam darah terlalu tinggi, insulin disekresikan oleh pankreas. Insulin merangsang transfer glukosa ke dalam sel, terutama di hati dan otot, meskipun organ lain juga mampu memetabolisme glukosa
G ambar 1: Persiapanutama dalamMetabolisme Karbohidrat Dalam hati dan otot, sebagian glukosa diubah menjadi glikogen dengan
proses glikogenesis (anabolisme). Glikogen disimpan dalam hati dan otot sampai dibutuhkan pada beberapa waktu kemudian ketika kadar glukosa rendah. Jika kadar glukosa darah yang rendah, maka ekineprine dan hormon glukogon proses glikogenesis (anabolisme). Glikogen disimpan dalam hati dan otot sampai dibutuhkan pada beberapa waktu kemudian ketika kadar glukosa rendah. Jika kadar glukosa darah yang rendah, maka ekineprine dan hormon glukogon
Gambar 2: Sintesis Glokogen
Gambar 2: Sintesis Glikogenolisis
Jika glukosa diperlukan segera setelah memasuki sel untuk memasok energi, dimulai proses metabolisme disebut glikolisis (katabolisme). Produk akhir glikolisis adalah asam piruvat dan ATP. Glikolisis yangmenghasilkan ATP, reaksi Jika glukosa diperlukan segera setelah memasuki sel untuk memasok energi, dimulai proses metabolisme disebut glikolisis (katabolisme). Produk akhir glikolisis adalah asam piruvat dan ATP. Glikolisis yangmenghasilkan ATP, reaksi
Gambar 4: Persiapan glikosilisis
Gambar 5: Reaksi Glkolisis
Selama aktivitas otot berat, asam piruvat diubah menjadi asam laktat lebih dan asetil CoA. selama periode istirahat, asam laktat diubah kembali ke asam piruvat. Asam piruvat pada kemudian diubah kembali menjadi glukosa oleh proses yang disebut glukoneogenesis (anabolisme). Jika glukosa tidak diperlukan pada saat itu, ia diubah menjadi glikogen oleh glikogenesis.
Gambar 6: Glukogeogenesis
1. Metabolisme Fruktosa
Sumberfruktosatermasukbuah, madu, sukrosa, danfruktosa tinggijagung sirup, pemanis murahdigunakan dalamberbagaimakanan olahandanminuman. Fruktosa,merupakan urutankedua setelahglukosasebagaisumber karbohidratpada manusia,
Dalamhati,fruktosa diubah
menjadifruktosa-1-fosfat olehfruktokinase:Ketikafruktosa-1-fosfat memasukijalurglikolitik,
dibagi menjadidihidroksiasetonfosfat(DHAP)
itu
adalahpertama
dangliseraldehidaolehfruktosa-1- fosfataldolase. DHAPkemudian dikonversi menjadigliseraldehida-3-fosfat olehtriosefosfatisomerase.
yang dihasilkan darigliseraldehidadanATPolehgliseraldehidakinase:
Gliseraldehida-3-fosfat
Gambar 7: Pembentukan Fruktosa 1 Phosphat Fruktosa memasuki jalur glikolisis oleh dua rute. Fruktokinase di sel hati mengkonversi fruktosa kefruktosa-1-fosfat yang kemudian dibagi menjadi DHAP dan gliseraldehida. Di otot dan jaringan adiposa,fruktosa terfosforilasi oleh heksokinase untuk membentuk glikolitik menengah fruktosa-6-fosfat.Galaktosa diubah menjadi galaktosa-1-fosfat, yang kemudian bereaksi dengan UDP-glukosa untuk membentukUDP-galaktosa. UDP-galaktosa diubah menjadi epimer nya,
UDP-glukosa, substrat untuk sintesis glikogen.Mannose terfosforilasi oleh heksokinase untuk membentuk mannose-6-fosfat, yang kemudian diisomerisasi untukfruktosa-6-fosfat.
Gambar 8: Mekanisme metabolisme fruktosa
Konversi fruktosa-1-fosfat dalam intermediet jalur pintas glikolitik dengan dua langkah regulasi (reaksi dikatalisis oleh heksokinase dan PFK-1); demikian dibandingkan dengan glukosa, fruktosa pintu masuk ke dalam jalur glikolitik pada dasarnya tidak diatur.Di otot dan jaringan adiposa, fruktosa diubah ke glikolitik menjafi fruktosa-6-fosfat oleh heksokinase. Karena heksookinase memiliki afinitas rendah untuk fruktosa, reaksi ini begitu penting kecuali konsumsi fruktosa adalah sangat tinggi.
B. METABOLISME PROTEIN
Kata protein berasal dari bahasa Yunani, yaitu protos , berarti yang pertama atau terpenting.Protein merupakan polimer alam yang tersusun dari berbagai asam amino melalui ikatan peptida.Asam amino yang satu dengan yang lainnya dihubungkan dengan suatu ikatan peptida. Ikatan peptida ini akan terwujud apabila gugusan karboksil dari asam amino yang satu bergabung dengan gugusan amino dari asam amino yang lain.Di dalam penggabungan molekul asam amino itu, akan terlepas satu molekul air. Hal tersebut dapat dilihat dalam reaksi berikut.
Rangkaian tersebut dapat diperpanjang ke kiri atau ke kanan.Jika
diperpanjang ke kanan harus menyambungkan gugusan NH 2 , sedangkan jika ke kiri harus menyambungkan gugusan COOH. Dengan demikian, akan diperoleh molekul protein yang berat molekulnya.
Pembongkaran protein menjadi asam amino memerlukan bantuan dari enzim-enzim protease dan air untuk mengadakan proses hidrolisis pada ikatan- ikatan peptida. Hidrolisis juga dapat terjadi, jika protein dipanasi, diberi basa, atau diberi asam. Dengan cara demikian, kita dapat mengenal macam-macam asam amino yang tersusun di dalam suatu protein. Asam amino dapat dikelompokkan menjadi asam amino esensial dan asam amino nonesensial.
Asam amino esensial: treonin, triptofan, lisin, leusin, valin → histidin, arginin, metionin, isoleusin, fenilalanin
Asam amino non esensial:serin, alanin, glisin, asparadin → sistein, asam aspartat, tirosin, glutamin, asam glutamate
1. Penguraian Protein Dalam Tubuh
Asam amino yang dibuat dalam hati, maupun yang dihasilkan dari proses katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah kedalam jaringan untuk digunakan.proses anabolik maupun katabolik juga terjadi dalam jaringan diluar hati.Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu absorbsi melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil sintesis asam amino dalam sel. Banyaknya asam amino dalam darah tergantung keseimbangan antara pembentukan asam amino dan penggunaannya.Hati berfungsi sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah.
Dalam tubuh kita, protein mengalami perubahan – perubahan tertentu dengan
kecepatan yang berbeda untuk tiap protein. Protein dalam darah, hati dan organ tubuh lain mempunyai waktu paruh antara 2,5 sampai 10 hari. Protein yang terdapat pada jaringan otot mempunyai waktu paruh 120 hari. Rata-rata tiap hari 1,2 gram protein per kilogram berat badan diubah menjadi senyawa lain. Ada tiga kemungkinan mekanisme perubahan protein, yaitu :
1) Sel-sel mati, lalu komponennya mengalami proses penguraian atau katabolisme dan dibentuk sel – sel baru.
2) Masing-masing protein mengalami proses penguraian dan terjadi sintesis protein baru, tanpa ada sel yang mati.
3) Protein dikeluarkan dari dalam sel diganti dengan sintesis protein baru.
Protein dalam makanan diperlukan untuk menyediakan asam amino yang akan digunakan untuk memproduksi senyawa nitrogen yang lain, untuk mengganti protein dalam jaringan yang mengalami proses penguraian dan untuk mengganti nitrogen yang telah dikeluarkan dari tubuh dalam bentuk urea. Ada beberapa asam amino yang dibutuhkan oleh tubuh, tetapi tidak dapat diproduksi oleh tubuh dalam jumlah yang memadai. Oleh karena itu asam amino tersebut,yang dinamakan asam essensial yang dibutuhkan oleh manusia.
Kebutuhan akan asam amino esensial tersebut bagi anak-anak relative lebih besar daripada orang dewasa. Kebutuhan protein yang disarankan ialah 1 sampai 1,5 gram per kilogram berat badan per hari.
2. Asam Amino Dalam Darah
Jumlah asam amino dalam darah tergantung dari jumlah yang diterima dan jumlah yang digunakan. Pada proses pencernaan makanan, protein diubah menjadi asam amino oleh beberapa reaksi hidrolisis serta enzim – enzim yang bersangkutan. Enzim-enzim yang bekerja pada proses hidrolisis protein antara lain ialah pepsin, tripsin, kimotripsin, karboksi peptidase, amino peptidase, tripeptidase dan dipeptidase.
Setelah protein diubah menjadi asam-asam amino, maka dengan proses absorpsi melalui dinding usus, asam amino tersebut sampai kedalam pembuluh darah. Proses absorpsi ini ialah proses transpor aktif yang memerlukan energi. Asam-asam amino dikarboksilat atau asam diamino diabsorbsi lebih lambat daripada asam amino netral.
Dalam keadaan berpuasa, konsentrasi asam amino dalam darah biasanya sekitar 3,5 sampai 5 mg per 100 ml darah. Segera setelah makan makanan sumber protein, konsentrasi asam amino dalam darah akan meningkat sekitar 5 mg sampai
10 mg per 100 mg darah. Perpindahan asam amino dari dalam darah kedalam sel- sel jaringan juga proses tranpor aktif yang membutuhkan energi.
3. Reaksi Metabolisme Asam Amino
Tahap awal pembentukan metabolisme asam amino, melibatkan pelepasan gugus amino, kemudian baru perubahan kerangka karbon pada molekul asam amino. Dua proses utama pelepasan gugus amino yaitu, transaminasi dan deaminasi.
Transaminasi
Transaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan gugus amino dari satu asam amino kepada asam amino lain. Dalam reaksi transaminasi ini gugus amino dari suatu asam amino dipindahkan kepada salah satu dari tiga senyawa keto, yaitu asam piruvat, a ketoglutarat atau oksaloasetat, sehingga senyawa keto ini diubah menjadi asam amino, sedangkan
asam amino semula diubah menjadi asam keto. Ada dua enzim penting dalam reaksi transaminasi yaitu alanin transaminase dan glutamat transaminase yang bekerja sebagai katalis dalamreaksi berikut :
Pada reaksi ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena gugus amino yang dilepaskan oleh asam amino diterima oleh asam keto.Alanin transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvat-alanin. Glutamat transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap glutamat-ketoglutarat sebagai satu pasang substrat .
Reaksi transaminasi terjadi didalam mitokondria maupun dalam cairan sitoplasma.Semua enzim transaminase tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat sebagai koenzim. Telah diterangkan bahwa piridoksalfosfat tidak hanya merupakan koenzim pada reaksi transaminasi, tetapi juga pada reaksi-reaksi metabolisme yang lain.
Deaminasi Oksidatif
Asam amino dengan reaksi transaminasi dapat diubah menjadi asam glutamat. Dalam beberapa sel misalnya dalam bakteri, asam glutamat dapat mengalami proses deaminasi oksidatif yang menggunakan glutamat dehidrogenase sebagai katalis.
Asam glutamat + NAD+ a ketoglutarat + NH +
4 + NADH + H
Dalam proses ini asam glutamat melepaskan gugus amino dalam bentuk NH +
Selain NAD + glutamat dehidrogenase dapat pula menggunakan NADP sebagai aseptor elektron. Oleh karena asam glutamat merupakan hasil akhir proses
transaminasi, maka glutamat dehidrogenase merupakan enzim yang penting dalam metabolisme asam amino oksidase dan D-asam oksidase.
3. Pembentukan Asetil Koenzim A
Asetil koenzim A merupakan senyawa penghubung antara metabolisme asam amino dengan siklus asam sitrat. ada dua jalur metabolic yang menuju kepada pembentukan asetil koenzim A, yaitu melalui asam piruvat dan melalui asam asetoasetat
Asam-asam amino yang menjalani jalur metabolic melalui asam piruvat ialah alanin, sistein, serin dan treonin.alanin menghasilkan asam piruvat dengan langsung pada reaksi transaminasi dengan asam a ketoglutarat. Treonin diubah menjadi gllisin dan asetaldehida oleh enzim treonin aldolase.glisin kemudian diubah menjadi asetil koenzim A melalui pembentukan serin dengan jalan penambahan satu atom karbon, seperti metal, hidroksi metal dan formil. koenzim yang bekerja disini ialah tetrahidrofolat.
4. Siklus Urea
Hans Krebs dan Kurt Heneseleit pada tahun 1932 mengemukakan serangkaian reaksi kimia tentang pembentukan urea.Mereka berpendapat bahwa urea terbentuk dari ammonia dan karbondioksidamelalui serangkaian reaksi kimia yang berupa
siklus, yang mereka namakan siklus urea.Pembentukan urea ini terutama berlangsung didalam hati.Urea adalah suatu senyawa yang mudah larut dalam air, bersifat netral, terdapat dalam urine yang dikeluarkan dari dalam tubuh.
Dalam reaksi pembentukan karbamil fosfat ini, satu mol ammonia bereaksi dengan satu mol karbondioksida dengan bantuan enzim karbamilfosfat sintetase. Reaksi ini membutuhkan energi, karenanya reaksi ini melibatkan dua mol ATP yang diubah menjadi ADP.Disamping itu sebagai kofaktor dibutuhkan
mg ++ dan N-asetil-glutamat.
Karbamil fosfat yang terbentuk bereaksi dengan ornitin membentuk sitrulin.Dalam reaksi ini bagian karbomil bergabung dengan ornitin dan memisahkan gugus fosfat.Sebagai katalis pada pembentukan sitrulin adalah ornitin transkarbamilase yang terdapat pada bagian mitokondria sel hati.
Selanjutnya sitrulin bereaksi dengan asam aspartat membentuk asam argininosuksinat.Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinat
sintetase.Dalam reaksi tersebut ATP merupakan sumber energi dengan jalan melepaskan gugus fosfat dan berubah menjadi AMP.
Dalam reaksi ini asam argininosuksinat diuraikan menjadi arginin dan asam fumarat.Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinase, suatu enzim yang terdapat dalam hati dan ginjal.Reaksi terakhir ini melengkapi tahap reaksi pada siklus urea.Dalam reaksi ini arginin diuraikan menjadi urea dan ornitin.Enzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi penguraian ini ialah arginase yang terdapat dalam hati.Ornitin yang terbentuk dalam reaksi hidrolisis ini bereaksi dengan karbamilfosfat untuk membentuk sitrulin.
5. Biosintesis Protein
Biosintesis protein yang terjadi dalam sel merupakan reaksi kimia yang kompleks dan melibatkan beberapa senyawa penting, terutama DNA dan RNA.molekuk DNA merupakan rantai polinukleutida yang mempunyai beberapa jenis basapurin dan piramidin, dan berbentuk heliks ganda.
Dengan demikian akan terjadi heliks gandayang baru dan proses terbentunya molekul DNA baru ini disebut replikasi, urutan basa purin dan piramidin pada molekul DNA menentukan urutan asam amino dalam pembentukan protein. Peran dari DNA itu sendri sebagai pembawa informasi genetic atau sifat-sifat keturunan pada seseorang .dua tahap pembentukan protein:
1) Tahap pertama disebut transkripsi, yaitu pembentukan molekul RNA sesuai pesan yang diberikan oleh DNA.
2) Tahap kedua disebut translasi, yaitu molekul RNA menerjemahkan informasi genetika kedalam proses pembentukan protein.
Biosintesis protein terjadi dalam ribososm, yaitu suatu partikel yang terdapat dalam sitoplasma rRNA bersama dengan protein merupakan komponen yang membentuk ribosom dalam sel, perananya dalam dalam sintesis protein yang berlangsung dalam ribosom belum diketahui.
m RNA diproduksi dalam inti sel dan merupakan RNA yang paling sedikit jumlahnya. kode genetika yang berupa urutan basa pada rantai nukleutida dalam molekul DNA. tiap tiga buah basa yang berurutan disebut kodon, sebagai contoh AUG adalah kodon yang terbentuk dalam dari kombinasi adenin-urasil-guanin, GUG adalah kodon yang terbentuk dari kombinasi guanin-urasil-guanin. kodon yang menunjuk asam amino yang sama disebut sinonim, misalnya CAU dan CAC adalah sinonim untuk histidin. perbedaan antara sinonim tersebut pada umumnya adalah basa pada kedudukanketiga misalnya GUU,GUA,GUC,GUG..
bagian molekut t RNA yang penting dalam biosintesis protein ialah lengan asam amino yang mempunyai fungsi mengikat molekul asam amino tertentu dalam lipatan anti kodon. lipatan anti kodon mempunyai fungsi menemukan kodon yang menjadi pasangannya dalam m RNA yang tedapat dalam ribosom. pada prosese biosintesis protein, tiap molekuln t RNA membawa satu molekul asam amino masuk kedalam ribosom. pembentukkan ikatan asam amino dengan t Rna ini berlangsung dengan bantuan enzim amino asli t RNA sintetase dan ATP melalui dua tahap reaksi:
1. Asam amino dengan enzim dan AMP membentuk kompleks aminosil- AMP-enzim.
2. Reaksi antara kompleks aminoasil-AMP-enzim dengan tRNA
Proses biosintesis akan berhenti apabila pada mRNA terdapat kodon UAA,UAG,UGA. karena dalam sel normal tidak terdapat tRNA yang mempunyai antikodon komplementer.
C. METABOLISME LIPID
Secara umum senyawa yang disebut lipid biasanya di artikan sebagai suatu senyawa yang dalam pelarut tidak larut dalam air, namun larut dalam organic. 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. Berdasarkan komponen dasarnya, lipid terbagi ke dalam lipid sederhana (simple lipid), lipid majemuk (compound lipid), dan lipid turunan(derived lipid).
Berdasarkan sumbernya, lipid dikelompokkan sebagai lemak hewan (animal fst), lemak susu (milk fat), minyak ikan (fish oil), dll. Klasifikasi lipid ke dalam lipid majemuk karena lipid tersebut mengandung asam lemak yang dapat di
sabunkan, sedangkan lipid sederhana tidak mengandung asam lemak dan tidak dapat di sabunkan. Lipid seperti lilin (wax), lemak, minyak, dan fosfolipid adalah ester yang jika dihidrolisis dapat menghasilkan asam lemak dan senyawa lainnya termasuk alkohol. Steroid tidak mengandunga asam lemak dan tidak dapat dihidolisis. Lipid berperan penting dalam komponen struktur membran sel. Lemak dan minyak dalam bentuk trigliserol sebagai sumber penyimpan energi, lapisan pelindung, dan insulator organ-organ tubuh beberapa jenis lipid berfungsi sebagai sinyal kimia, pigmen, juga sebagai vitamin, dan hormon. Fosfolipida memiliki seperti trigliserida. Bedanya, pada fosfolipida satu asam lemaknya digantikan oleh gugus fosfat yang mengikat gugus alcohol yang mengandung nitrogen, contohnya yaitu fosfatidiletanolamin (sefalin), fosfatidilkolin (lesitin), dan fosfatidilserin. Sebagian besar lemak dan minyak di alam terdiri atas 98-99% trigliserida. Trigliserida adalah suatu ester gliserol. Trigliserida terbentuk dari 3 asam lemak dan gliserol. Apabila terdapat satu asam lemak dalam ikatandengan gliserol maka dinamakan monogliserida. Lipid adalah molekul-molekul biologis yang tidak larut di dalam air tetapi larut di dalam pelarut-pelarut organik.
1. Fungsi lipid
Ada beberapa fungsi lipid di antaranya:
1. Sebagai penyusun struktur membran sel Dalam hal ini lipid berperan sebagai barier untuk sel dan mengatur aliran material-material.
2. Sebagai cadangan energi Lipid disimpan sebagai jaringan adiposa
3. Sebagai hormon dan vitamin Hormon mengatur komunikasi antar sel, sedangkan vitamin membantu regulasi proses-proses biologis
2. Jenis-jenis lipid
Terdapat beberapa jenis lipid yaitu:
1. Asam lemak, terdiri atas asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh
2. Gliserida, terdiri atas gliserida netral dan fosfogliserida
3. Lipid kompleks, terdiri atas lipoprotein dan glikolipid
4. Non gliserida, terdiri atas sfingolipid, steroid dan malam
a) Asam lemak
Asam lemak merupakan asam monokarboksilat rantai panjang. Adapun rumus umum dari asam lemak adalah:
CH 3 (CH 2 ) n COOH atau C n H 2n+1 -COOH
Rentang ukuran dari asam lemak adalah C 12 sampai dengan C 24 . Ada dua macam asam lemak yaitu:
1. Asam lemak jenuh ( saturated fatty acid ) Asam lemak ini tidak memiliki ikatan rangkap
2. Asam lemak tak jenuh ( unsaturated fatty acid ) Asam lemak ini memiliki satu atau lebih ikatan rangkap
Struktur asam lemak jenuh
Struktur asam lemak tak jenuh
Asam-asam lemak penting bagi tubuh
Simbol Nama
Struktur Keterangan numeric Umum
Sering terikat dengan atom N terminal dari
Asam 14:0 CH (CH ) COOH membran plasma miristat 3 2 12 bergabung dengan
protein sitoplasmik Produk akhir dari
CH
16:0 Asam
palmitat 3 (CH 2 ) 14 COOH sintesis asam lemak mamalia
D9 Asam
16:1 palmitoleat CH 3 (CH 2 ) 5 C=C(CH 2 ) 7 COOH
Asam
18:0 CH 3 (CH 2 ) 16 COOH
stearat
18:1 D9 Asam oleat CH 3 (CH 2 ) 7 C=C(CH 2 ) 7 COOH
Asam 18:2
D9,12
linoleat CH 3 (CH 2 ) 4 C=CCH 2 C=C(CH 2 ) 7 COOH Asam lemak esensial
CH CH C=CCH C=CCH C=C(CH ) COOH Asam lemak esensial
Assam Prekursor untuk 20:4
D5,8,11,14
arakhidonat CH 3 (CH 2 ) 3 (CH 2 C=C) 4 (CH 2 ) 3 COOH sintesis eikosanoid
Asam stearat Asam oleat Asam
arakhidonat Beberapa contoh struktur asam lemak
b) Gliserida netral (lemak netral)
Gliserida netral adalah ester antara asam lemak dengan gliserol. Fungsi dasar dari gliserida netral adalah sebagai simpanan energi (berupa lemak atau minyak). Setiap gliserol mungkin berikatan dengan 1, 2 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.
Struktur trigliserida sebagai lemak netral
Apa yang dimaksud dengan lemak (fat) dan minyak (oil) ? Lemak dan minyak keduanya merupakan trigliserida. Adapun perbedaan sifat secara umum dari keduanya adalah:
1. Lemak - Umumnya diperoleh dari hewan
- Berwujud padat pada suhu ruang - Tersusun dari asam lemak jenuh
2. Minyak - Umumnya diperoleh dari tumbuhan - Berwujud cair pada suhu ruang
- Tersusun dari asam lemak tak jenuh
c) Fosfogliserida (fosfolipid)
Lipid dapat mengandung gugus fosfat. Lemak termodifikasi ketika fosfat mengganti salah satu rantai asam lemak. Penggunaan fosfogliserida adalah:
1. Sebagai komponen penyusun membran sel
2. Sebagi agen emulsi
Struktur dari fosfolipid
Fosfolipid bilayer (lapisan ganda) sebagai penyusun membran sel
d) Lipid kompleks
Lipid kompleks adalah kombinasi antara lipid dengan molekul lain. Contoh penting dari lipid kompleks adalah lipoprotein dan glikolipid. Lipoprotein
Lipoprotein merupakan gabungan antara lipid dengan protein.
Gabungan lipid dengan protein (lipoprotein) merupakan contoh dari lipid
kompleks
Ada 4 klas mayor dari lipoprotein plasma yang masing-masing tersusun atas beberapa jenis lipid, yaitu:
Perbandingan komposisi penyusun 4 klas besar lipoprotein
1. Kilomikron Kilomikron berfungsi sebagai alat transportasi trigliserid dari usus ke jaringan lain, kecuali ginjal
2. VLDL (very low - density lypoproteins) VLDL mengikat trigliserid di dalam hati dan mengangkutnya menuju jaringan lemak
3. LDL (low - density lypoproteins) LDL berperan mengangkut kolesterol ke jaringan perifer
4. HDL (high - density lypoproteins) HDL mengikat kolesterol plasma dan mengangkut kolesterol ke hati.
Ilustrasi peran masing-masing dari 4 klas besar lipoprotein
e) Lipid non gliserida
Lipid jenis ini tidak mengandung gliserol. Jadi asam lemak bergabung dengan molekul-molekul non gliserol. Yang termasuk ke dalam jenis ini adalah sfingolipid, steroid, kolesterol dan malam.
Sfingolipid
Sifongolipid adalah fosfolipid yang tidak diturunkan dari lemak. Penggunaan primer dari sfingolipid adalah sebagai penyusun selubung mielin serabut saraf. Pada manusia, 25% dari lipid merupakan sfingolipid.
Struktur kimia sfingomielin (perhatikan 4 komponen penyusunnya)
Kolesterol
Selain fosfolipid, kolesterol merupakan jenis lipid yang menyusun membran plasma. Kolesterol juga menjadi bagian dari beberapa hormon. Kolesterol berhubungan dengan pengerasan arteri. Dalam hal ini timbul plaque pada dinding arteri, yang mengakibatkan peningkatan tekanan darah karena arteri menyempit, penurunan kemampuan untuk meregang. Pembentukan gumpalan dapat menyebabkan infark miokard dan stroke.
Struktur dasar darikolesterol
Kolesterol merupakan bagian dari membran sel
Steroid
Beberapa hormon reproduktif merupakan steroid, misalnya testosteron dan progesteron.
Progesteron dan testosteron Steroid lainnya adalah kortison. Hormon ini berhubungan dengan proses metabolisme karbohidrat, penanganan penyakit arthritis rematoid, asthma, gangguan pencernaan dan sebagainya.
Kortison
Malam/lilin (waxes)
Malam tidak larut di dalam air dan sulit dihidrolisis. Malam sering digunakan sebagai lapisan pelindung untuk kulit, rambut dan lain-lain. Malam merupakan ester antara asam lemak dengan alkohol rantai panjang.
Ester antara asam lemak dengan alkohol membentuk malam
3. Metabolisme lipid
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. Proses pembentukan trigliserida ini dinamakan esterifikasi. 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 ).
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 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.
Diet Trigliserida
Esterifikasi Lipolisis Steroid
Asam lemak
Steroidogenesis
Lipid Lipogenesis Oksidasi beta
Gliserol
Kolesterogenesis
Karbohidrat Kolesterol Protein
Asetil-KoA + ATP
Aseto asetat
Ketogenesis
Siklus asam
hidroksi butirat Aseton
sitrat ATP H 2 O
CO 2
Ikhtisar metabolisme lipid
4. Metabolisme gliserol
Gliserol sebagai hasil hidrolisis lipid (trigliserida) dapat menjadi sumber energi. Gliserol ini selanjutnya masuk ke dalam jalur metabolisme karbohidrat yaitu glikolisis. Pada tahap awal, gliserol mendapatkan 1 gugus fosfat dari ATP membentuk gliserol 3-fosfat. Selanjutnya senyawa ini masuk ke dalam rantai respirasi membentuk dihidroksi aseton fosfat, suatu produk antara dalam jalur glikolisis.
Reaksi-reaksi kimia dalam metabolisme gliserol
5. Oksidasi asam lemak (oksidasi beta)
Untuk memperoleh energi, asam lemak dapat dioksidasi dalam proses yang dinamakan oksidasi beta. Sebelum dikatabolisir dalam oksidasi beta, asam lemak harus diaktifkan terlebih dahulu menjadi asil-KoA. Dengan adanya ATP dan Koenzim A, asam lemak diaktifkan dengan dikatalisir oleh enzim asil-KoA sintetase (Tiokinase).
Aktivasi asam lemak menjadi asil KoA
Asam lemak bebas pada umumnya berupa asam-asam lemak rantai panjang. Asam lemak rantai panjang ini akan dapat masuk ke dalam mitokondria
dengan bantuan senyawa karnitin, dengan rumus (CH +
3 ) 3 N -CH 2 -CH(OH)-CH 2 - COO - .
Karnitin palmitoil
transferase I
Asil-KoA Membran mitokondria eksterna sintetase
Asil karnitin
Karnitin palmitoil
Membran mitokondria interna transferase II
Karnitin
Asil karnitin
KoA
Karnitin
Asil karnitin
Asil karnitin
Asil-KoA
Beta oksidasi
Mekanisme transportasi asam lemak trans membran mitokondria melalui
mekanisme pengangkutan karnitin
Langkah-langkah masuknya asil KoA ke dalam mitokondria dijelaskan sebagai berikut:
Asam lemak bebas (FFA) diaktifkan menjadi asil-KoA dengan dikatalisir oleh enzim tiokinase.
Setelah menjadi bentuk aktif, asil-KoA dikonversikan oleh enzim karnitin palmitoil transferase I yang terdapat pada membran eksterna mitokondria menjadi asil karnitin. Setelah menjadi asil karnitin, barulah senyawa tersebut
bisa menembus membran interna mitokondria.
Pada membran interna mitokondria terdapat enzim karnitin asil karnitin
translokase yang bertindak sebagai pengangkut asil karnitin ke dalam dan karnitin keluar.
Asil karnitin yang masuk ke dalam mitokondria selanjutnya bereaksi dengan
KoA dengan dikatalisir oleh enzim karnitin palmitoiltransferase II yang ada di membran interna mitokondria menjadi Asil Koa dan karnitin dibebaskan.
Asil KoA yang sudah berada dalam mitokondria ini selanjutnya masuk dalam proses oksidasi beta.
Dalam oksidasi beta, asam lemak masuk ke dalam rangkaian siklus dengan
5 tahapan proses dan pada setiap proses, diangkat 2 atom C dengan hasil akhir berupa asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA masuk ke dalam siklus asam sitrat. Dalam proses oksidasi ini, karbon asam lemak dioksidasi menjadi keton.
Oksidasi karbon β menjadi keton
Keterangan: Frekuensi oksidasi β adalah (½ jumlah atom C)-1
Jumlah asetil KoA yang dihasilkan adalah (½ jumlah atom C)
Oksidasi asam lemak dengan 16 atom C. Perhatikan bahwa setiap proses pemutusan 2 atom C adalah proses oksidasi β dan setiap 2 atom C yang
diputuskan adalah asetil KoA.
Aktivasi asam lemak, oksidasi beta dan siklus asam sitrat
Telah dijelaskan bahwa asam lemak dapat dioksidasi jika diaktifkan terlebih dahulu menjadi asil-KoA. Proses aktivasi ini membutuhkan energi sebesar 2P. (-2P)
Setelah berada di dalam mitokondria, asil-KoA akan mengalami tahap- tahap perubahan sebagai berikut:
1. Asil-KoA diubah menjadi delta 2 -trans-enoil-KoA. Pada tahap ini terjadi rantai respirasi dengan menghasilkan energi 2P (+2P)
2. delta 2 -trans-enoil-KoA diubah menjadi L(+)-3-hidroksi-asil-KoA
3. L(+)-3-hidroksi-asil-KoA diubah menjadi 3-Ketoasil-KoA. Pada tahap ini terjadi rantai respirasi dengan menghasilkan energi 3P (+3P)
4. Selanjutnya terbentuklah asetil KoA yang mengandung 2 atom C dan asil- KoA yang telah kehilangan 2 atom C. Dalam satu oksidasi beta dihasilkan energi 2P dan 3P sehingga total energi satu kali oksidasi beta adalah 5P. Karena pada umumnya asam lemak memiliki banyak atom C, maka asil-KoA yang masih ada akan mengalami oksidasi beta kembali dan kehilangan lagi 2 atom C karena membentuk asetil KoA. Demikian seterusnya hingga hasil yang terakhir adalah 2 asetil-KoA.
Asetil-KoA yang dihasilkan oleh oksidasi beta ini selanjutnya akan masuk siklus asam sitrat.
Penghitungan energi hasil metabolisme lipid
Dari uraian di atas kita bisa menghitung energi yang dihasilkan oleh oksidasi beta suatu asam lemak. Misalnya tersedia sebuah asam lemak dengan 10 atom C, maka kita memerlukan energi 2 ATP untuk aktivasi, dan energi yang di hasilkan oleh oksidasi beta adalah 10 dibagi 2 dikurangi 1, yaitu 4 kali oksidasi beta, berarti hasilnya adalah 4 x 5 = 20 ATP. Karena asam lemak memiliki 10 atom C, maka asetil-KoA yang terbentuk adalah 5 buah.
Setiap asetil-KoA akan masuk ke dalam siklus Kreb’s yang masing- masing akan menghasilkan 12 ATP, sehingga totalnya adalah 5 X 12 ATP = 60 ATP. Dengan demikian sebuah asam lemak dengan 10 atom C, akan dimetabolisir dengan hasil -2 ATP (untuk aktivasi) + 20 ATP (hasil oksidasi beta) + 60 ATP (hasil siklus Kreb’s) = 78 ATP.
Sebagian dari asetil-KoA akan berubah menjadi asetoasetat, selanjutnya asetoasetat berubah menjadi hidroksi butirat dan aseton. Aseto asetat, hidroksi butirat dan aseton dikenal sebagai badan-badan keton. Proses perubahan asetil- KoA menjadi benda-benda keton dinamakan ketogenesis.
Proses ketogenesis
Lintasan ketogenesis di hati
Sebagian dari asetil KoA dapat diubah menjadi kolesterol (prosesnya dinamakan kolesterogenesis) yang selanjutnya dapat digunakan sebagai bahan untuk disintesis menjadi steroid (prosesnya dinamakan steroidogenesis).
Gambar Lintasan kolesterogenesis
6. Sintesis asam lemak
Makanan bukan satu-satunya sumber lemak kita. Semua organisme dapat men-sintesis 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. ACP (acyl carrier protein) digunakan selama sintesis sebagai titik pengikatan. Semua sintesis terjadi
di dalam kompleks multi enzim-fatty acid synthase. NADPH digunakan untuk sintesis.
Tahap-tahap sintesis asam lemak ditampilkan pada skema berikut.
Tahap-tahap sintesis asam lemak
7. Penyimpanan lemak dan penggunaannya kembali 1
Asam-asam lemak akan disimpan jika tidak diperlukan untuk memenuhi kebutuhan energi. Tempat penyimpanan utama asam lemak adalah jaringan adiposa. Adapun tahap-tahap penyimpanan tersebut adalah:
- Asam lemak ditransportasikan dari hati sebagai kompleks VLDL. - Asam lemak kemudian diubah menjadi trigliserida di sel adiposa untuk disimpan. - Gliserol 3-fosfat dibutuhkan untuk membuat trigliserida. Ini harus tersedia dari glukosa. - Akibatnya, kita tak dapat menyimpan lemak jika tak ada kelebihan glukosa di dalam tubuh.
Dinamika lipid di dalam sel adiposa. Perhatikan tahap-tahap sintesis dan
degradasi trigliserida
Jika kebutuhan energi tidak dapat tercukupi oleh karbohidrat, maka simpanan trigliserida ini dapat digunakan kembali. Trigliserida akan dipecah menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol dapat menjadi sumber energi (lihat metabolisme gliserol). Sedangkan asam lemak pun akan dioksidasi untuk memenuhi kebutuhan energi pula (lihat oksidasi beta)
D. METABOLISME VITAMIN
Pada tahun 1912, Funk adalah sarjana Biokimia bangsa Polandia yang bekerja di London untuk pertama kali memperkenalkam istilah vitamin ( amine yang vital) yang kemudian terkenal dengan nama vitamin (dari bahasa latin, vital yang artinya hidup), untuk menandakan kelompok dari senyawa-senyawa organic tersebut.
Dipandang dari sisi enzimologi (ilmu tentang enzim), vitamin adalah kofaktor dalam reaksi kimia yang dikatalisasi oleh enzim. Pada dasarnya, senyawa vitamin ini digunakan tubuh untuk dapat bertumbuh dan berkembang secara
normal. Terdapat 13 jenis vitamin yang dibutuhkan oleh tubuh untuk dapat bertumbuh dan berkembang dengan baik. Vitamin tersebut antara lain vitamin A,
C, D, E, K, dan B (tiamin, riboflavin, niasin, asam pantotenat, biotin, vitamin B6, vitamin B12, dan folat).Walau memiliki peranan yang sangat penting, tubuh hanya dapat memproduksi vitamin D dan vitamin K dalam bentuk provitamin yang tidak aktif.Oleh karena itu, tubuh memerlukan asupan vitamin yang berasal dari makananyang kita konsumsi.Buah-buahan dan sayuran terkenal memiliki kandungan vitamin yang tinggi dan hal tersebut sangatlah baik untuk tubuh, asupan vitamin lain dapat diperoleh melalui suplemen makanan.
1. Klasifikasi Vitamin
Secara klasik, berdasarkan kelarutanya, vitamin digolongkan dalam dua kelompok yaitu (1) vitamin yang larut dalam lemak (2) vitamin yang larut dalam air, karena yang pertama dapat diekstrasi dari bahan makanan dengan pelarut lemak dan yang terakhir dengan air. Beberapa vitamin larut lemak adalah vitamin
A, D, E, dan K, yang hanya mengandung unsur-unsur karbon, hydrogen dan oksigen. Vitamin yang larut dalam air terdiri atas asam askorbat (C) dan B- komplek (B1 sampai B12), yang selain mengandung unsure-unsur karbon, hydrogen, oksigen, juga mengandung nitrogen, sulfur atau kobalt. Beberapa vitamin berfungsi langsung dalam metabolisme penghasilan energy, Jalur metabolisme yang menghasilkan energi untuk mendukung kerja sel adalah glikolisis, siklus kreb, transport elektron, dan oksidasi. ( Lie, 2004)
2. Metabolisme Umum Vitamin
Vitamin yang larut lemak atau minyak, jika berlebihan tidak dikeluarkan oleh tubuh, melainkan akan disimpan. Sebaliknya, vitamin yang larut dalam, yaitu vitamin B kompleks dan C, tidak disimpan melainkan akan dikeluarkan oleh system pembuangan tubuh. Akibatmya, selalu dibutuhkan asupan vitamin tersebut tiap hari. Vitamin yang alami bisa didapat dari sayur, buah dan produk hewani, seringkali vitamin yang terkandung dalam makanan atau minuman tidakl berada dalan keadaan bebas, melainkan terikat, baik secara fisik maupun kimia. Proses pencernaan makanan, baik didalam lambung maupun usus halus akan membantu melepaskan vitamin dari makanan agar bias diserap oleh usus. Vitamin larut lemak diserap didalam usus bersama dengan lemak atau minyak yang dikonsumsi.
Vitamin diserap oleh usus dengan proses dan mekanisme yang berbeda. Terdapat perbedaab prinsip proses penyerapan antara vitamin larut dan vitamin larut air. Vitamin larut lemak akan diserap secara difusi pasif dan kemudian didalam dinding usus digabungkan dengan kilomikron (lipoprotein) yang kemudian diserap system limfak, kemudian bergabung dengan saluran dara untuk ditransportasikan kehati. Sedangakan vitamin larut air langsung diserap melalui saluran darah dan ditransportasikan ke hati.
a) Vitamin A
Vitamin A terdiri dari 3 biomolekul aktif yang terdiri dari retinol, retinal (retinaldehyde) dan retinoic acid. Ketiga biomolekul tersebut berasal dari
carotene provitamin A, terdapat pada tanaman berwarna hijau tua, oranye dan merah. Transport di dalam tubuh berupa chylomikron, Vitamin A di simpan dalam sel stealate pada hati dalam bentuk retinyl ester (retinol diesterifikasi dengan suatu molekul asam lemak), pada saat dimobilisasi dlm tubu diubah mjd retinol dan dilepas ke peredaran darah dengan berikatan dan protein RBP. RBP hanya akan dilepas ke dalam darah apabila mengandung retinol. Berbagai macam sel mempunyai reseptor RBP yang terikat pada membran.
Vitamin A dan -karoten diserap dari usus halus dan sebagian besar disimpan di dalam hati. Bentuk karoten dalam tumbuhan selain , adalah α, - karoten serta kriptosantin. Setelah dilepaskan dari bahan pangan dalam proses pencernaan, senyawa tersebut diserap oleh usus halus dengan bantuan asam empedu (pembentukan micelle).
Vitamin A dan karoten diserap oleh usus dari micelle secara difusi pasif, kemudian digabungkan dengan kilomikron dan diserap melalui saluran limfatik, kemudian bergabung dengan saluran darah dan ditransportasikan ke hati. Di hati, vitamin A digabungkan dengan asam palmitat dan disimpan dalam bentuk retinil- palmitat. Bila diperlukan oleh sel-sel tubuh, retinil palmitat diikat oleh protein pengikat retinol (PPR) atau retinol-binding protein ( RBP ), yang disintesis dalam hati. Selanjutnya ditransfer ke protein lain, yaitu “transthyretin” untuk diangkut ke sel-sel jaringan.
Vitamin A yang tidak digunakan oleh sel-sel tubuh diikat oleh protein pengikat retinol seluler ( celluler retinol binding protein ), sebagian diangkut ke hati dan bergabung
dengan asam empedu, yang selanjutnya diekskresikan ke usus halus, kemudian dikeluarkan dari tubuh melalui feses. Sebagian lagi diangkut ke ginjal dan diekskresikan melalui urine dalam bentuk asam retinoat. ( Lie, 2004)
b) Asam ascorbat ( vitamin C)
Asam ascorbat lebih dikenal sebagai vitamin C, berasal dari glukosa dari siklus asam uronat, glukosa pada asam askorbat dikatalis oleh enzim L gulonolakton oksidase Enzim ini tdk ada pada primate vitamin C diperoleh dari makanan berfungsi sebagai agen pereduksi berbagai reaksi , Vitamin C dikeluarkan dari tubuh melalui urine dalm bentuk dydroaskorbat, ketogulonate, askorbat 2 sulfate, asam oksalat.Reaksi utama yang sangat membutuhkan vitamin
C hidroksilasi proline dalam kolagen, sebagai kofaktor reaksi katabolisme tirosine dan sintesis epinefrin dari tirosin, sintesis asam empedu.
proline- -HO-proline-
proline monooksingenase
Fe 3+ Fe
Ensim aktif
Ensim intif
semidehidroaskorbat askorbat
c) Vitamin D
yang larut dalam lemak prohormon. Vitamin D dikenal juga dengan nama kalsiferol. Bagian tubuh yang paling banyak dipengaruhi oleh vitamin ini adalah tulang. Vitamin D ini dapat membantu metabolisme kalsium dan mineralisasi tulang. Sel kulit akan segera memproduksi vitamin D saat terkena cahaya matahari (sinar ultraviolet). Bila kadar vitamin D rendah maka tubuh akan mengalami pertumbuhan kaki yang tidak normal, dimana betis kaki akan membentuk huruf O dan X.
Vitamin
D adalah
grup
vitamin
Untuk penyerapan vitamin D yang baik diperlukan adanya garam empedu. Mengenai transport, katabolisme dan ekskresi vitamin D belum banyak diketahui, sehingga masih memerlukan banyak penelitian lebih lanjut.
d) Thiamin (Vitamin B1)
Struktur thiamin merupakan gabungan antara pirimidin dan thiazole yang dihubungkan dengan jembatan metilene Di dalam otak dan hati diubah menjadi TPP = thiamin pyrohosphat oleh enzim thiamin difosfotransferase, reaksi membutuhkan ATP Berperan penting sebagai koensim dekarboksilasi senyawa asam-keto Beberapa enzim yang menggunakan TPP sbg koensim pyruvate decarboxylase, pyruvate dehydrogenase, transketolase.
Gambar Siklus Vitamin B1
Penting sebagai koensim pyruvate and a-ketoglutarate dehydrogenase sehingga jika defisiensi kapasitas sel dalam menghasilkan energi menjadi sangat berkurang, Juga diperlukan untuk reaksi fermentasi glukosa menjadi etanol, di dalam yeast.
e) Riboflavin (vitamin B2)
Komponen dari koenzim flavin adalah FMN dan FAD. Enzim yang bekerja pada reaksi reduksi – oksidasi (redoks), memiliki fungsi sentral dalam
49 produksi energi dan pernapasan seluleryangmerupakan prekursor kofaktor flavin
mononukleotida (FMN) flavin adenine dinukleotida (FAD) Enzim yang memerlukan kofaktor tersebut adalah flavoprotein
Riboflavin + ATP = FMN FMN + ATP = FAD
Gambar Siklus Vitamin B2
FAD dan FMN berfungsi sebagai akseptor electron, penambahan 2 elektron pada FAD menghasilkan FADH2 dan Penambahan 2 elektron pada FMN menghasilkan FMNH2, perubahan riboflavin ke FMN dihambat oleh hipothyroidsm elektron yang diterima langsung disumbangkan sehingga kembali
50 pada bentuk yang teroksidasi penuh, riboflavin terdapat di berbagai sumber
makanan seperti susu, keju, daging, telur dan sereal .
f) Niasin (vitamin B3)