PowerPoint Presentation

METABOLISMEFK UHN MEDAN2015METABOLISMEKeseluruhan reaksi yang terjadi di dalam sel, meliputi proses penguraian & sintesis molekul kimia yang menghasilkan & membutuhkan panas (energi) serta dikatalisis oleh enzimMetabolisme meliputi:Jalur sintesis (Anabolisme / Endorgenik) menggabungkan molekul-molekul kecil menjadi makromolekul yang lebih kompleks; memerlukan energi yang disuplai dari hidrolisis ATP

Jalur degradatif (Katabolisme / Eksorgenik) memecah molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana; melepaskan energi yang dibutuhkan untuk mensintesis ATP karbohidrat lipid protein

Mulut: pencernaan mekanik & cairan ludah (enzim saliva)

poli/oligo/disakarida lipid prot & polipeptida

Lambung: enzim pepsin & lipase; asam lambung (HCl)

poli/oligo/disakarida lipid/trigliserida prot & polipeptida

Usus halus: cairan pankreas (tripsin, kimotripsin, karboksipeptidase, amilase, lipase, ribonuklease, deoksiribonuklease, kolesterol esterase); cairan empedu/hati; enzim kelenjar usus (aminopeptidase, dipeptidase, sukrase, mltase, laktase, fosfatase, glukosidase); bakteri usus halus

monosakarida gliserol,as.lemak asam amino (gluk,frukt,galaktosa) as.fosfatMetabolisme makanan

faal_metabolisme/ikun/20066Metabolisme Bahan Makanan

PERUBAHAN ANTAR BAHAN MAKANAN

Makan banyak karbohidrat Karbohidrat dapat dibentuk menjadi lemak (Glukosa Asetil KoA Asam lemak TG)

Makan protein Kelebihan protein dpt dibentuk menjadi lemak Asam amino Anggota Siklus Krebs / Piruvat

Asetil KoA Asam lemak TGMakan banyak lipid Lipid tidak dapat diubah menjadi protein ataupun karbohidrat LIPID (TG = Trigliserida) cadangan energi ( oksidasi asam lemak)

Asetil KoA TCA Cycle Energi

METABOLISME KARBOHIDRATMETABOLISME KARBOHIDRATDiet bervariasi Paling utama KarbohidratFungsi karbohidrat terutama sebagai sumber energi ( dari Glukosa )Monosakarida ( Heksosa ) hasil pencernaan karbohidrat terutama : * Glukosa * Fruktosa * GalaktosaFruktosa dan galaktosa di hati GlukosaPROSES-PROSES PADA METABOLISME KARBOHIDRATGLUKOSA DARAHGlukosa dapat dipakai oleh semua jaringan tubuh

Bila tidak dipakai maka akan disimpan di: * hati dan otot Glikogen * jaringan lemak Triasilgliserol (TG )METABOLISME GLUKOSA

Jalur metabolisme disakarida dr diet

Glukosa darah , memacu jalur metabolisme karbohi- drat berikut : 1. Glikolisis 2. Glikogenesis 3. HMP Shunt 4. Oksidasi Piruvat 5. Siklus Asam Sitrat 6. Sisa ditimbun sbg lemak

Puasa / kelaparan kadar glukosa darah memacu jalur metabolisme karbohidrat berikut : 1. Glikogenolisis 2. GlukoneogenesisGLIKOLISISDisebut juga EMBDEN MEYER HOFF PATHWAYTerjadi di dalam sitosolGlikolisis : oksidasi glukosa energi ( ATP )

Aerob Anaerob ( asam piruvat ) ( asam laktat )Pada keadaan aerob : Hasil akhirnya asam piruvat Masuk ke dalam mitokondria Asetil KoA Siklus Krebs ATP + CO2+ H2OJalur Glikolisis

Reaksi2 pd Glikolisis pada umumnya berjalan 2 arah, kecuali 3 reaksi berikut berjalan searah : 1. Glukosa Glukosa 6-p Dikatalisis oleh enzim : Heksokinase dan Glukokinase * Enzim Heksokinase : - terdapat di sel otot ( selain hati dan pankreas ) - dihambat secara allosterik oleh produk akhirnya - mempunyai afinitas tinggi terhadap glukosa * Enzim Glukokinase : - terdapat di sel hati dan pankreas - aktif pada saat konsentrasi glukosa darah * di jar. selain hati & pankreas, glukosa masuk glikoli- sis dikontrol oleh hormon insulin *Reaksi ini bersifat irreversible, ATP sbg donor gugus fosfat

2. Fruktosa 6-p Fruktosa 1,6-bi-p * Dikatalisis oleh enzim : Fosfofruktokinase * bersifat irreversible * Merupakan enzim pengendali kecepatan alur gliko- lisis ( rate limiting enzyme )

3. Fosfoenol piruvat Enol piruvat * Dikatalisis oleh enzim : Piruvat kinase

Energi yang dihasilkan :Oksidasi 1 mol Glukosa 2 mol piruvat meng- hasilkan 8 mol ATP * Reaksi 5 : 2 x 3 ATP = 6 ATP * Reaksi 6 & 9 : 2 + 2 ATP = 4 ATP * Reaksi 1 & 3 : =-2ATP = 8 ATP

Hitung berapa mol ATP yang dihasilkan jika 1 mol glu kosa dioksidasi sampai habis CO2 dan H2O ?Pada Glikolisis Anaerob :

* Rantai respirasi tidak berjalan * Hasil akhirnya asam laktat Laktat dehidrogenase Piruvat + NADH + H+ Laktat + NAD+

Energi yg dihasilkan : Reaksi 6 & 9 : 4 ATP Reaksi 1 & 3 : -2 ATP = 2 ATP

Anaerob Rantai Respirasi tak berjalan

NADH + H+ yg dihasilkan dari reaksi 5 tak dapat dibentuk kembali menjadi NAD+ lewat rantai respirasi

Padahal NAD+ harus selalu tersedia untuk kelangsung an Glikolisis

Untuk mengatasinya : NADH + H+ akan dibentuk men jadi NAD+ lewat pertolongan enzim Laktat Dehidroge- nase ( LDH ) yg akan mengubah Piruvat LaktatGLIKOLISIS DI ERITROSIT :

* Eritrosit dewasa tidak mempunyai inti sel dan orga- nel sel ( mitokondria ) Rantai Respirasi dan Siklus Asam Sitrat tidak dapat terjadi

* oksidasi glukosa di eritrosit selalu menghasilkan asam laktat * Glikolisis di dalam eritrosit mamalia ada jalan sam- ping yg bertujuan untuk membentuk : 2,3-bifosfo Gli serat yg berfungsi untuk membantu melepas ikatan HbO2 ( Oksihemoglobin ) menjadi Hb + O2

Jalur Bifosfogliserat dalam eritrositMetabolisme Bifosfogliserat di eritrosit

GLIKOGENESISSintesis glikogen dari glukosaTerjadi di dalam hati dan ototReaksi 1 : Mg++ Glukosa + ATP Glukosa 6-p + ADP Glukokinase / HeksokinaseReaksi 2 : Glukosa 6-p Glukosa 1-p FosfoglukomutaseReaksi 3 : Glukosa 1-p + UTP UDPG + Pirofosfat UDPG PirofosforilaseEnzim Glikogen sintetase ( sintase ) membentuk ikatan -1,4 Glikosidik ( rantai lurus ) dr glikogenEnzim Pencabang ( Branching Enzyme ) membentuk ikatan -1,6 Glikosidik ( rantai cabang ) dr glikogen

Molekul glikogen seperti pohon + cabang + rantingnya

SINTESIS GLIKOGEN

SINTESIS GLIKOGEN

Jalur glikogenesis dan glikogenolisis

GlikogenesisGlikogenolisisGLIKOGENOLISISProses pemecahan glikogenDalam otot : * tujuannya untuk mendapat energi bagi otot * hasil akhirnya : piruvat / laktat sebab gluko- sa 6-p yg dihasilkan dr glikogenolisis masuk ke jalur glikolisis di ototDalam hati : * tujuannya : untuk mempertahankan kadar glukosa darah di antara dua waktu makan * Glukosa 6-p akan diubah menjadi glukosa Glukosa 6-p + H2O Glukosa + Pi Glukosa 6-fosfataseEnzim Glukosa 6-fosfatase terdapat di : hati, ginjal dan epitel usus ( tetapi tidak terdapat di otot )

Enzim Glikogen fosforilase memutus ikatan -1,4 glikosidik dr glikogen

Debranching enzyme memutus ikatan -1,6 glikosidikGLUKONEOGENESISPembentukan glukosa dari bahan bukan karbohidratPada mmalia terutama terjadi di : hati dan ginjalSubstrat : 1. Asam laktat dr. otot, eritrosit 2. Gliserol dr. hidrolisis Triasilgliserol dlm. jar. lemak ( adiposa ) 3. Asam amino glukogenik Glukoneogenesis penting sekali untuk penyediaan glukosa bila karbohidrat tidak cukup dalam dietAsam laktat (tidak ada enzim PEP)Asam laktat masuk ke mitokondria oksaloasetat (enzim piruvat karboksilase) Malat ke sitosol oksaloasetat PEP Glukosa 6 P (enzim Glukosa 6-P-ase di hepar, ginjal) Glukosa.

Protein :Asam amino :Asam aspartat oksaloasetatTirosin, fenilalanin fumaratIsoleusin, metionin, valin suksinil Ko-A.Histidin, prolin, glutamin, arginin Glutamat alfa-ketoglutarat.

Lemak :Gliserol dihidroksi aseton-PAsam lemak asetil Ko-AJaringan perlu pasokan glukosa kontinu sebagai sumber energi terutama sistem saraf dan eritrosit

Enzim bantuan : 1. Piruvat karboksilase 2. Fosfoenolpiruvat karboksikinase 3. Fruktosa 1,6 bifosfatase 4. Glukosa 6-fosfatase

Jalur Glukoneogenesis

Glukoneogenesis dari asam aminoCORI CYCLE

Key Enzyme pada jalur Glikolisis dan Glukoneogenesis

HMP SHUNT(HEKSOSA MONO PHOSPHAT SHUNT)Disebut juga : Pentose Phosphate Pathway Merupakan jalan lain untuk oksidasi glukosaTidak bertujuan menghasilkan energi (ATP)Aktif dalam :HatiJaringan lemakKelenjar korteks adrenalKelenjar tiroidKelenjar mammae ( laktasi )Eritrosit Tidak aktif di dalam sel ototFungsi : 1. Membentuk NADPH untuk sintesis asam le mak, steroid 2. Membentuk pentosa ribosa untuk sinte sis nukleotida dan asam nukleat 3. Dalam eritrosit : Membentuk NADPH untuk mereduksi :

Glutathion reduktaseGlutathion Teroksidasi Glutathion tereduksi( G-S-S-G ) ( 2-G-SH ) 2G-SH + H2O2 G-S-S-G + 2H2O Glutathion peroksidaseGlutathion tereduksi membebaskan eritrosit dari H2O2 penimbunan H2O2 memperpendek umur eritrositMutasi enzim glutathion peroksidase

Hemolisis eritrosit jika diberi oksidan spt. : primaquin, Aspirin, sulfonamid

Ribosa 5-p yg terbentuk akan bereaksi dengan ATP 5-Phospho Ribosil 1-Piro Phosphat (PRPP)

Jalur HMP ShuntPRODUK HMP SHUNT

HORMON YANG MENGATUR GLUKOSA DARAHInsulin

Hormon dari kelenjar Hipofisa anterior : Growth Hormone

Hormon kelenjar Medula adrenal : epinefrin, glukagon

PENGARUH HORMON :

* Keadaan kadar glukosa darah merangsang sekresi hormon glukagon * Keadaan kadar glukosa darah merangsang sekresi hormon insulin * Keadaan darurat merangsang sekresi hormon adrenalinGlukagon (hati) Pembentukan cAMPEpinefrin (otot) 1. cAMP menghambat Glikogen sinta- se menghambat glikogenesis 2. cAMP memacu fosforilase memacu glikogenolisisINSULIN : 1. Memacu glikogen sintase 2. Memacu fosfodiesterase yg akan memecah cAMP menjadi 5AMP efek : memacu glikogenesis menghambat glikogenolisis