Rahmatan Lil 'alamiiin

Metabolisme Lipid

METABOLISME LIPID

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Metabolisme berperan mengubah zat-zat makanan seperti: glukosa, asam amino, dan asam lemak menjadi senyawa-senyawa yang diperlukan untuk proses kehidupan seperti: sumber energi (ATP). Energi antara lain berguna untuk aktivitas otot, sekresi kelenjar, memelihara membran potensial sel saraf dan sel otot, sintesis substansi sel. Zat-zat lain yang berasal dari protein berguna untuk pertumbuhan dan reparasi jaringan tubuh. Hasil metabolisme tersebut kemudian dimanfaatkan oleh tubuh untuk berbagai keperluan antara lain: sumber energi, menggangti jaringan yang rusak, pertumbuhan, dan sebagainya.
Metabolisme adalah seluruh reaksi biokimiawi yang terjadi di dalam sel tubuh makhluk hidup. Metabolisme dapat dibedakan menjadi 2 (dua) macam proses yaitu anabolisme (penyusunan) dan katabolisme (penguraian). Anabolisme adalah sintesis makromolekul seperti protein, polisakarida, dan asam nukleat dari bahanbahan yang kecil. Proses sintesis demikian tidak dapat berlangsung tanpa adanya masukan energi. Secara langsung atau tidak langsung, ATP merupakan sumber energi bagi semua aktifitas anabolik di dalam sel. Metabolisme memerlukan keberadaan enzim agar prosesnya berjalan cepat. Hasil proses metabolisme berupa energi dan zat-zat lain yang diperlukan oleh tubuh.
Lipid terdapat dalam makanan sebagian besar berupa lemak. Pada umumnya lipid merupakan konduktor panas yang jelek, sehingga lipid dalam tubuh mempunyai fungsi untuk mencegah terjadinya kehilangan panas dari tubuh. Makin banyak jumlah lemak, makin baik fungsinya mempertahankan panas dalam tubuh. Pada proses oksidasi 1 gram lemak menghasilkan energi sebesar 9 kkal, sedangkan 1 gram karbohidrat maupun protein hanya menghasilkan 4 kkal. Selain itu lemak mempunyai fungsi melindungi organ-organ tubuh tertentu dari kerusakan akibat benturan atau goncangan.
Pencernaan lemak terutama terjadi dalam usus, karena dalam mulut dan lambung tidak terdapat enzim lipase yang dapat menghidrolisis lemak. Dalam usus, lemak diubah dalam bentuk emulsi, sehingga mudah berhubungan dengan enzim steapsin dalam cairan pankreas. Hasil akhir proses pencernaan lemak ialah asam lemak, gliserol, monogliserida, digliserida serta sisa trigliserida.
Pengeluaran cairan pankreas dirangsang oleh hormon sekretin dan pankreozimin. Sekretin meningkatkan jumlah elektrolit dan cairan pankreas, sedangkan pankreoenzim merangsang pengeluaran enzim-enzim dalam cairan pankreas. Lemak yang keluar dari lambung langsung masuk kedalam usus merangsang pengeluaran hormon kolesistokin yang pada gilirannya menyebabkan kantung empedu berkontraksi hingga mengeluarkan cairan empedu kedalam duodenum. Lipid lain yang dapat terhidrolisis oleh cairan pankreas antara lain adalah lesitin oleh fosfolipase, fosfatase dan esterase; ester kolesterol oleh kolesterol esterase dihidrolisis menjadi kolesterol asam lemak.
Absorpsi hasil pencernaan lemak sebagian besar (70%) adalah asam lemak dan sebagian lagi (20%) monogliserida terjadi pada usus kecil. Pada waktu asam lemak dan monogliserida diabsosrbsi melalui sel-sel mukosa pada dinding usus, mereka diubah kembali menjadi lemak atau trigliserida. Lemak yang terjadi ini berbentuk partikel kecil yang disebut kilomikron dan dibawa kedalam darah melalui cairan limfe.

Tujuan
Makalah ini bertujuan untuk mengetahui fungsi lipid, jenis-jenis lipid, proses metabolisme lipid, reaksi-reaksi yang terjadi dan enzim-enzim yang berperan selama proses metabolisme lipid.

PEMBAHASAN

Fungsi lipid
Lipid merupakan senyawa organik yang sukar larut dalam air namun mudah larut dalam pelarut organik seperti eter, benzen atau kloroform. Dalam tubuh manusia lipid berfungsi sebagai komponen struktural membran sel, sebagai bentuk penyimpanan energi, sebagai bahan bakar metabolik dan sebagai agen pengemulsi(Montgomery, 1993).

Jenis-jenis lipid
Terdapat beberapa jenis lipid yaitu:
Asam lemak, terdiri atas asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh
Gliserida, terdiri atas gliserida netral dan fosfogliserida
Lipid kompleks, terdiri atas lipoprotein dan glikolipid
Non gliserida, terdiri atas sfingolipid, steroid dan malam

Asam lemak
Asam lemak adalah asam organik yang terdapat sebagai ester trigliserida atau lemak, baik yang berasal dari hewan atau tumbuhan. Asam ini merupakan asam karboksilat yang mempunyai rantai karbon panjang(Poedjiadi, 2007). Asam ini mudah dijumpai dalam minyak masak (goreng), margarin, atau lemak hewan dan menentukan nilai gizinya. Secara alami, asam lemak bisa berbentuk bebas (karena lemak yang terhidrolisis) maupun terikat sebagai gliserida. 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
Sebagian besar asam lemak yang ada dalam darah dan jaringan manusia berupa varietas rantai panjang. Asam lemak jenuh hanya memiliki ikatan tunggal di antara atom-atom karbon penyusunnya, sementara asam lemak tak jenuh memiliki paling sedikit satu ikatan ganda di antara atom-atom karbon penyusunnya. Asam lemak merupakan asam lemah, dan dalam air terdisosiasi sebagian melepaskan ion H+ (Poedjiadi, 2007). Umumnya berfase cair atau padat pada suhu ruang (27° Celsius). Semakin panjang rantai C penyusunnya, semakin mudah membeku dan juga semakin sukar larut. Asam lemak jenuh bersifat lebih stabil (tidak mudah bereaksi) daripada asam lemak tak jenuh. Ikatan ganda pada asam lemak tak jenuh mudah bereaksi dengan oksigen (mudah teroksidasi). Karena itu, dikenal istilah bilangan oksidasi bagi asam lemak.

Gambar 1. Struktur asam lemak jenuh dan tidak jenuh.

Tabel 1. Asam-asam lemak yang penting bagi tubuh
Simbol numerik Nama Umum Struktur Keterangan
14:0 Asam miristat CH3(CH2)12COOH Sering terikat dengan atom N terminal dari membran plasma bergabung dengan protein sitoplasmik
16:0 Asam palmitat CH3(CH2)14COOH Produk akhir dari sintesis asam lemak mamalia
16:1D9 Asam palmitoleat CH3(CH2)5C=C(CH2)7COOH
18:0 Asam stearat CH3(CH2)16COOH
18:1D9 Asam oleat CH3(CH2)7C=C(CH2)7COOH
18:2D9,12 Asam linoleat CH3(CH2)4C=CCH2C=C(CH2)7COOH Asam lemak esensial
18:3D9,12,15 Asam linolenat CH3CH2C=CCH2C=CCH2C=C(CH2)7COOH Asam lemak esensial
20:4D5,8,11,14 Assam arakhidonat CH3(CH2)3(CH2C=C)4(CH2)3COOH Prekursor untuk sintesis eikosanoid

Gliserida netral (lemak netral)
Lemak dan minyak merupakan gliserida atau dikenal sebagi trigliserida, yaitu ester asam lemak dan gliserol yang merupakan alkohol trivalen. Lemak mengandung asam lemak jenuh, sedang minyak mengandung asam lemak tak jenuh. Umumnya lemak hewani mengandung asam lemak jenuh, tanaman mengandung asam lemak tak jenuh, sehingga terkenal sebagai minyak nabati. Lemak/minyak molekulnya bersifat non polar. 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(Poedjiadi, 2007). Monogliserid sangat penting dalam pencernaan dan senyawa antara metabolik. Pada manusia digliserid terbentuk hampir secara eksklusif sebagai senyawa antara metabolik. Trigliserida merupakan asilgliserol yang paling sering terbentuk, karena secara kuantitatif merupakan bentuk asam lemak yang paling utama untuk penyimpanan dan pengangkutan(Montgomery, 1993).

Gambar 2. Struktur trigliserida sebagai lemak netral

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
Sfingolipid dapat ditemukan di hampir seluruh jaringan manusia dan terbentuk dari basa rantai panjang yang terhidroksilasi dan bukan terbentuk dari gliserol, terdiri dari sfingosin dan dihidrosfingosin (Philip et all., 2006). Penggunaan primer dari sfingolipid adalah sebagai penyusun selubung mielin serabut saraf. Pada manusia, 25% dari lipid merupakan sfingolipid.

Gambar 3. Struktur kimia sfingomielin

Steroid
Steroid adalah senyawa organik lemak sterol tidak terhidrolisis, steroid mempunyai struktur dasar yang terdiri dari 17 atom karbon yang membentuk tiga cincin sikloheksana dan satu cincin siklopentana. Pada umunya steroid berfungsi sebagai hormon. Beberapa diantara hormon reproduktif yang merupakan steroid adalah testosteron dan progesteron.

Gambar 4. Progesteron dan testosteron

Steroid lainnya adalah kortison. Hormon ini berhubungan dengan proses metabolisme karbohidrat, penanganan penyakit arthritis rematoid, asthma, gangguan pencernaan dan sebagainya.

Gambar 5. Kortison

Kolesterol
Kolesterol adalah salah satu sterol yang penting dan terdapat banyak dialam. Kolestero terdapat pada hampir semua sel hewan dan manusia. Pada tubuh manusia kolesterol terdapat dalam darah, empedu, kelenjar adrenal bagian luar dan jaringan syaraf. Endapan kolesterol apabila terdapat dalam pembuluh darah dapat menyebabkan penyempitan pembuluh darah karena dinding pembuluh darah menjadi tebal sehingga mengakibatkan berkurangnya elastisitas atau kelenturan pembuluh darah yang berdampak pada terganggunya aliran darah. Untuk mengatasi gangguan ini jantung harus memompa darah lebih keras(Poedjiadi, 2007).

Gambar 6. Struktur dasar kolesterol
Lilin (waxes)
Lilin (waxes) adalah ester asam lemak dengan monohidroksi alkohol yang mempunyai rantai karbon panjang, lilin dapat diperoleh dari madu dan ikan paus atau lumba-lumba. Lilin tidak larut di dalam air dan sulit dihidrolisis seperti asam lemak dan tidak dapat dihidrolisis oleh enzim yang menguraikan lemak(Poedjiadi, 2007). Lilin sering digunakan sebagai lapisan pelindung untuk kulit dan bulu, pelindung daun dan buah, atau sebagai insekta(Girindra, 1986).

Gambar 7. Ester antara asam lemak dengan alkohol membentuk
Lilin

Fosfogliserida (fosfolipid)
Fosfogliserida adalah gliserollipid polar. Golongan utama dari fosfogliserida adalah fosfatidat, fosfatidiletanolamina, fosfatidilkolin, fosfatidilserin, fosfatidilgliserol, difosfatidilgliserol dan fosfatidilinositol(Philip et all., 2006). Pada umumnya fosfogliserida atau fosfolipid terdapat dalam sel tumbuhan, hewan dan manusia. Dalam tumbuhan fosfolipid terdapat di dalam kedelai sedangkan pada manusia dan hewan terdapat dalam telur, otak, hati, ginjal, pankreas, paru-paru dan jantung(Poedjiadi, 2007). Menrut Girindra (1986) senyawa induk fosfolipida adalah asam gliserol fosfat. Senyawa ini memiliki 1 atom karbon asimetris. Semua senyawa fosfogliserida disebut amfipatik karena mempunyai gugus kepala polar dan ekor non polar. Fosfogliserida berbeda satu sama lain erutama karena besarnya, bentuknya, polaritas dan muatan pada gugus X di kepala polar. Lipid dapat mengandung gugus fosfat. Lemak termodifikasi ketika fosfat mengganti salah satu rantai asam lemak.
Penggunaan fosfogliserida adalah:
Sebagai komponen penyusun membran sel
Sebagai agen emulsi

Gambar 8. Struktur fosfolipid

Lipid kompleks
Lipid kompleks adalah lipid yang terdapat dialam bergabung dengan senyawa lain, misalnya dengan protein atau karbohidrat. Contoh penting dari lipid kompleks adalah lipoprotein dan glikolipid.

Lipoprotein
Lipoprotein merupakan gabungan antara lipid dengan protein. Lipoprotein terdapat dalam plasma darah, bagian lipid dalam lipoprotein umumnya adalah trigliserida, fosfolifid atau kolesterol(Poedjiadi, 2007). Lipoprotein utama yang disekresi ke dalam darah terdiri dari tiga jenis, masing-masing adalah kilomikron, yang dibentuk oleh mukosa usus, VLDL(Very Low-density Lipoprotein) yang dibentuk oleh hati, dan HDL(High density lipoprotein) yang juga dibentuk oleh hati. Pembentukan lipoprotein memerlukan lipid yang sesuai. Kilomikron dan VLDL merupakan dua jenis lipoprotein yang kaya akan trigliserida, partikelnya distabilkan oleh apoprotein B. Hati membentuk suatu jenis apo B tertentu, sedangkan mukosa usus mensisntesis apo B lain yang berukuran sedikit lebih kecil(Gilvery, 1996).

Gambar 9. 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:

Gambar 10. Perbandingan komposisi penyusun 4 klas besar lipoprotein

Kilomikron
Kilomikron berfungsi sebagai alat transportasi trigliserid dari usus ke jaringan lain, kecuali ginjal
VLDL (very low – density lypoproteins)
VLDL mengikat trigliserid di dalam hati dan mengangkutnya menuju jaringan lemak
LDL (low – density lypoproteins)
LDL berperan mengangkut kolesterol ke jaringan perifer
HDL (high – density lypoproteins)
HDL mengikat kolesterol plasma dan mengangkut kolesterol ke hati.
Tabel 2. Beberapa komponen lipoprotein: VLDL(very low density lipoproteins), LDL (low density), HDL (high density) dan kilomikron
VLDL LDL HDL Chylomicron
Diameter (nm)
Density (gcm-3)
Approximate compotition
Protein
Pospholipid
Cholesterol
Triacylgliserol
Sites of syntesis

Function
30-70
0,95-1.006

10
19
19
50
Gut
Liver
Transport
TGA from
Liver 15-25
1.006-1.063

20
24
45
10
Liver
(from VLDL)
Transport of
Cholesterol 7,5-10
1.0063-1.21

50
30
18
5
Liver
(plasma)
Transport of
cholesterol 100-1000
˂0.95

1
4
6
90
Gut

Transport of
Dietari TGA

Glikolipid
Glikolipid adalah lemak yang mengandung suatu karbohidrat polar, seperti D-glukosa atau D-galaktosa, tetapi bukan suatu gugusan fosfat. Glikolipid dapat berasal dari gliserol atau sfingosin dan sering diklasifikasi sebagai gliserida (contohnya, glikosil-diasil gliserol) atau sebagai sfingolipid (contohnya, serebrosid). Serebrosid merupakan glikolipid sederhana yang mengandung gula, asam lemak, dan sfingosin. Serebrosid disintesis dengan penambahan suatu gula pada seramid (sfingosin dengan perlekatan suatu asam lemak). Serebrosid ditemukan dalam membran otak dan sistem saraf dan khususnya berlimpah dalam sarung mielin.

Gambar 11. Struktur penyusun glikolipid
Metabolisme lipid
Transfor lemak
Pencernaan lemak terjadi didalam usus halus dengan bantuan enzim hidrolitik, yaitu lipase yang mencerna triasilgliserol dan fosforilase yang mencerna fosfolipid. Triasilgliserol diperoleh dari makanan, kerja enzim lipase yang dihasilkan pankreas pada triasilgliserol akan menghasilkan 2-monoasilgliserol dan 2 macam asam lemak(Philip et all., 2006).
Kadar lemak dalam darah akan kembali normal setelah 2,5 hingga 3 jam setelah mengkonsumsi makanan yang banyak mengandung lemak. Dalam darah lemak diangkut melalui tiga bentuk yaitu kilomikron, partikel lipoprotein yang sangat kecil dan bentuk asam lemak yang terikat dalam albumin. Kilomikron yang menyebabkan darah tampak keruh, terdiri atas 81-82% lemak, 2% protein, 7% fosfolipid dan 9% kolesterol. Kekeruhan akan hilang dan darah akan kembali jernih kembali apabila darah telah mengalir melalui beberapa organ tubuh atau jaringan-jaringan karena terjadinya proses hidrolisis lemak oleh enzim lipoprotein lipase(Poedjiadi, 2007). Kilomikron ditransportasikan melalui pembuluh limfe dan bermuara pada vena kava, sehingga bersatu dengan sirkulasi darah. Kilomikron ini kemudian ditransportasikan menuju hati dan jaringan adiposa.

Gambar 12. Struktur kilomikron

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. Trigliserida dipecah menjadi asam lemak dan gliserol, untuk ditransportasikan menuju sel-sel untuk dioksidasi menjadi energi. Asam lemak tersebut ditransportasikan oleh albumin ke jaringan yang memerlukan dan disebut sebagai asam lemak bebas (free fatty acid/FFA). Kilomikron yang telah melewati pembuluh limfe di dada selanjutnya akan masuk kedalam darah dan membantu pengangkutan bahan bakar lipid keberbagai jaringan tubuh(Philip et all., 2006).

Pengangkutan Asam Lemak dan Kolesterol
Pengangkutan asam lemak dan kolesterol dapat dibedakan menjadi 2 jalur:
Tahap pengangkutan asam lemak dan kolesterol dari usus ke hati dalam bentuk kilomikron (eksogenus). Dalam sirkulasi darah, TG yang terdapat dalam kilomikron dihidrolisis menjadi asam lemak (FFA) dan gliserol oleh enzim lipase yang dihasilkan oleh permukaan endotel pembuluh darah. Namun demikian, tidak semua TG dapat dihidrolisis secara sempurna. Asam lemak bebas (FFA) yang dihasilkan kemudian dibawa ke dalam jaringan lemak (adipose tissue) selanjutnya mengalami reesterifikasi menjadi TG, atau FFA tetap berada di plasma berikatan dengan albumin. Selain itu, FFA juga diambil oleh sel hati, sel otot rangka, dan sel otot jantung. Di jaringan tersebut, FFA digunakan sebagai sumber energi, atau disimpan dalam bentuk lemak netral (trigliserida).
Tahap pengangkutan asam lemak dan kolesterol dari hati ke seluruh tubuh dalam bentuk lipoprotein (endogenus). Di hati, asam lemak diresintesis menjadi TG yang kemudian bergabung dengan kolesterol, posfolipid, dan protein menjadi very low density lipoprotein (VLDL). Fungsi VLDL adalah untuk mengangkut (transpor) TG dari hati ke seluruh jaringan tubuh. Selain dalam bentuk VLDL, TG juga diedarkan ke seluruh tubuh dalam bentuk intermedier density lipoprotein (IDL), low density lipoprotein (LDL), dan high density lipoprotein (HDL). Pembebasan asam lemak dari VLDL dengan cara hidrolisis oleh enzim lipase memerlukan heparin (sebagai kofaktor). VLDL yang telah kehilangan FFA berubah menjadi IDL. IDL setelah dihidrolisis oleh lipase akan kehilangan asam lemak kemudian berubah menjadi LDL. LDL memberikan kolesterol ke jaringan untuk sintesis membran sel dan hormon steroid. IDL memberikan posfolipid melalui enzim lecithin cholesterol acyltransferase (LCAT) mengambil kolesterol ester yang dibentuk dari kolesterol di HDL.

Oksidasi asam lemak
Asam lemak dipecah melalui oksidasi pada karbon –β. oksidasi asam lemak terjadi di mitokondria di mana asam lemak sebelum memasuki mitokondria mengalami aktivasi . adenosin trifosfat ( ATP ) memacu pembentukan ikatan tioester antara gugus karboksil asam lemak dengan gugus sulfhidril pada KoA. Reaksi pengaktifan iniberlangsung di luar mitokondria dan dikatalisis oleh enzim asil KoA sintetase(Rusdiana, 2004). Asam lemak merupakan bahan bakar utama untuk manusia dan mamalia lainnya, dengan adanya O2, asam lemak dikatabolis menjadi CO2 dan H2O, dan 40% dari energi bebas yang dihasilkan dari proses ini digunakan untuk membentuk ATP(Montgomery, 1993). Oksidasi asam lemak terjadi dalam tiga tahap yakni aktivasi, pengangkutan kedalam mitokondria dan oksidasi menjadi asetil-CoA. Asam lemak masuk kedalam lintas metabolik didahului dengan perubahan asam lemak menjadi turunan koenzim A-nya, dalam bentuk ini asam lemak teraktivasi. Aktivasi asam lemak memicu pembentukan tioester dari asam lemak dan CoA. Proses ini dibarengi dengan hidrolisis ATP menjadi AMP, enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah asil-CoA sintetase(Philip et all., 2006).

Gambar 13. Aktivasi asam lemak menjadi asil KoA

Asam lemak diaktifkan di luar membran mitokondria, proses oksidasi terjadi di dalam matriks mitokondria. Molekul asil KoA rantai panjang tidak dapat melintasi membran mitokondria, sehingga diperlukan suatu mekanisme transport khusus.Asam lemak rantai panjang aktif melintasi membran dalam mitokondria dengan cara mengkonjugasinya dengan karnitin, suatu senyawa yang terbentuk dari lisin.Gugus asil dipindahkan dari atom sulfur pada KoA ke gugus hidroksil pada karnitin dan membentuk asil karnitin. Reaksi ini dikatalisis oleh karnitin transferase I, yang terikat pada membran di luar mitokondria. Selanjtunya, asil karnitin melintasi membran dalam mitokondria oleh suatu translokase. Gugus asil dipindahkan lagi ke KoA pada sisi matriks dari membran yang dikatalisis oleh karnitin asil transferase II. Akhirnya karnitin dikembalikan ke sisi sitosol oleh translokase menggantikan masuknya asil karnitin yang masuk.Molekul asil KoA dari sedang dan rantai pendek dapat menembus mitokondria tanpa adanya karnitin.

Gambar 14. Aktivasi asam lemak, oksidasi beta dan siklus asam sitrat
Pembentukan dan Metabolisme Senyawa Keton
Asetil koenzim A yang dihasilkan oleh reaksi oksidasi asam lemak dapat ikut dalam siklus asam sitrat apabila penguraian lemak dan karbohidrat seimbang. Dalam siklus asam sitrat, asetil koenzim A bereaksi dengan asam oksaloasetat menghasilkan asam sitrat. Senyawa keton terjadi dari asetil koenzim A apabila penguraian lemak terdapat dalam keadaan berlebihan. Dalam keadaan normal, jaringan dalam tubuh menggunakan senyawa keton dengan jumlah yang sama dengan yang dihasilkan oleh hati. Konsentrasi senyawa keton dalam sangat rendah (kurang dari 1 mg per 100 ml darah) dan kurang dari 0,1 gram yang dikeluarkan bersama urine tiap hari. Pada penderita diabetes yang parah, konsentrasi senyawa keton dapat mencapai 80 mg per 100 ml darah, hal ini disebabkan oleh produksi senyawa keton lebih besar daripada penggunaannya(Poedjiadi, 2007).

Gambar 15. Pembentukan aseton dari asetil KoA

Asetoasetat dibentuk dari asetil KoA dalam tiga tahap.Dua molekul asetil KoA berkondensasi membentuk asetoasetil KoA. Reaksi yang dikatalisis oleh tiolase ini merupakan kebalikan dari tahap tiolisis pada oksidasi asam lemak. Selanjutnya astoasetil KoA bereaksi dengan asetil KoA dan air untuk menghasilkan 3 – hidroksi – 3 – metilglutaril KoA ( HMG – KoA ) dan KoA . Kondensasi ini mirip dengan kondensasi yang dikatalisis oleh sitrat sintase.Keseimbangan yang tidak menguntungkan bagi pembentukan asetoasetil KoA diimbangi oleh reaksi ini, yang keseimbangannya menguntungkan karena hidrolisis iaktan tioester . 3 – Hidroksi – 3 – metilglutaril KoA kemudian terpecah menjadi asetil KoA dan asetoasetat. Hasil dari keseluruhan reaksi adalah:
2 Asetil KoA + H2O Asetoasetat +2 KoA H+

3 – Hidroksibutirat terbentuk melalui reduksi asetoasetat di matriks mitokondria. Rasio hidroksibutirat terhadap astoasetat tergantung pada rasio NADH / NAD+ di dalam mitokondria . Karena merupakan asam keto – β, asetasetat secara lambat mengalami dekarboksilasi spontan menjadi aseton . bau aseton dapat dideteksi dalam udara pernafasan seseorang yang kadar asetoasetat dalam darahnya tinggi(Rusdiana, 2004).

Sintesis Asam Lemak
Biosintesa asam lemak berbeda dengan oksidasi asam lemak. Senyawa yang digunakan untuk menambah panjang rantai asam lemak adalah malonil –KoA, yang disintesa dari asetil-KoA. Pada hewan tingkat tinggi sintesa asam lemak terjadi dalam hati, jaringan adipos dan dalam kelenjar susu. Ditingkat sel pembentukan asam lemak berlangsung dalam sitosol, sebaliknya oksidasi asam lemak terjadi pada mitokondria. Asam sitrat dan karbondioksida merupakan senyawa yang penting dalam biosintesa asam lemak yang bertindak sebagai katalisator(Martoharsono, 1988).
Beberapa ciri penting jalur biosintesis asam lemak menurut Stryer (2000) adalah :
Sintesis berlangsung di sitosol, oksidasi terjadi di dalam matriks mitokondria.
Zat antara pada sintesis asam lemak berikatan kovalen dengan gugus sulfhidril pada protein – pembawa asil ( ACP ), sedangkan zat antara pada pemecahan asam lemak berikatan dengan koenzim A.
Enzim – enzim pada sintesis asam lemak pada organisme yang lebih tinggi tergabung dalam suatu rantai polipeptida tunggal, yang disebut sintase asam lemak Sebaliknya, enzim – enzim pemecahan tampaknya tidak saling berikatan.
Rantai asam lemak yang sedang tumbuh, diperpanjang dengan cara penambahan berturut –turut unit dua karbon yang berasal dari asetil KoA. Donor aktif unit dua karbon pada tahap perpanjangan adalah malonil – ACP. Reaksi perpanjangan dipacu oleh pelepasan CO2.
Reduktor pada sintesis asam lemak adalah NADPH, sedangkan oksidator pada pemecahan asam lemak adalah NAD dan FAD.
Perpanjangan rantai oleh kompleks sintase asam lemak terhenti setelah terbentuknya palmitat ( C16 ). Perpanjangan rantai lebih lanjut dan penyisipan ikatan rangkap oleh sistem enzim yang lain.

Gambar 16. Tahap-tahap sintesis asam lemak
Sintesis asam lemak diawali dengan karboksilasi asetil KoA menjadi malonil KoA, reaksi yang ireversibel ini merupakan tahap awal sintesis asam lemak. Sintesis malonil KoA dikatalisis oleh asetil KoA karboksilse yang mengandung gugus prosterik biotin. Gugus karboksil biotin berikatan kovalen dengan gugus amino pada residu lisin, seperti halnya piruvat karboksilase. Persamaan antara asetil KoA karboksilase dan piruvat karboksilase ialah bahwa asetil KoA mengalami karboksilasi dalam dua tahap. Pertama, zat antara karboksibiotin terbentuk dengan menggunakan ATP. Gugus CO2 aktif dalam zat antara ini kemudian dipindahkan ke Asetil KoA membentuk malonil KoA (Stryer, 2000)

Gambar 17. Reaksi pembentukan malonil KoA

Sistem enzim yang mengkatalisis asam lemak jenuh rantai panjang dari asetil KoA, malonil KoA, dan NADH disebut sintase asam lemak. Tahap pemanjangan pada sintesis asam lemak diawali dengan pembentukan asetil ACP dan malonil-ACP. Sfesitas malonil transasilase sangat tinggi sedangkan asetil tranasilase dapat memindahkan gugus asil lain selain unit asetil, walaupun lebih lambat. Sintesis asam lemak dengan jumlah karbon ganjil, dimulai dengan propionil-ACP yang dibentuk dari propionil KoA oleh asetil tranasilase. Asetil ACP dan malonil-ACP bereaksi untuk membentuk asetoasetil-ACP. Reaksi kondensasi ini dikatalisis oleh enzim penggabung asil-malonil-ACP.
Asetil-ACP+malonil-ACP Asetoasetil-ACP+ACP+CO2
Pada reaksi kondensasi, satu unit empat karbon terbentuk dari satu unit dua karbon dan satu unit tiga karbon, dan CO2 dibebaskan. Tiga tahap berikutnya pada sintesis asam lemak adalah reduksi gugus keto pada C-3 menjadi gugus metilen. Pertama, asetoasetil-ACP direduksi menjadi D-3 hidroksibutiril-ACP. Langkah akhir daur ini adalah reduksi krotonil-ACP menjadi butiril ACP, NADPH berlaku sebagai reduktor sedangkan oksidator pada reaksi yang sesuai dalam oksidasi –β adalah FAD. Ketiga reaksi yakni reduksi, dehidrasi dan reduksi keduanya mengubah asetoasetil-ACP menjadi butiril-ACP yang menyempurnakan daur perpanjangan pertama. Pada daur kedua sintesis asam, butiril-ACP berkondensasi dengan malonil-ACP membentuk C4- β ketoasil-ACP. Reduksi, dehidrasi, dan reduksi kedua mengubah C6- β ketoasil-ACP menjadi C6- asil-ACP yang siap untuk proses daur ketiga. Daur pemanjangan terus berlanjut sampai terbentuk C16-asil ACP.

Gambar 18. Proses pemanjangan rantai asam lemak

Desaturasi terjadi dalam membran retikulum endosparma, desaturasi memerlukan NADH dan O2 dan dilaksanakan oleh suatu yang kompleks yang terdiri atas flavoprotein, sitokorm, dan protein besi non hem. Mamalia tidak memiliki enzim yang dapat membentuk ikatan rangkap distal dari C-9, sehingga diperlukan linoleat dan linolenat dalam makanan. Sitokorm b5, sitokorm b5 reduktase dan suatu desaturase yang terikat erat pada membran diperlukan untuk reaksi desaturasi. NADH dan asam lemak keduanya dioksidasi, dan kedua pasang elektron ditransfer ke O2 untuk membentuk 2H2O. Enzim desaturase menggunakan asil KoA sebagai substrat yang dapat jenuh atau tidak jenuh tergantung spesifisitas desaturase. Terdapat sekurang-kurangnya empat desaturase yang berlainan, desaturase asam lemak ∆9-, ∆6-,∆5-dan ∆4- yang diberi nama sesuai dengan posisinya dalam rantai asil KoA yang didesaturasi (Montgomery, 1993).

Gambar 19. Desaturasi asam lemak
Biosintesis Triasilgliserol
Gliserol diesterifikasi dengan satu, dua, atau tiga asam lemak membentuk
monoasill-, diasil dan triasilgliserol, dengan pusat kiral di karbon-2 dari bagian gliserol. Lemak dan minyak dari tumbuhan dan hewan yang triasilgliserol, sementara diasilgliserol adalah intermediet dan utusan seluler, dan monoasilgliserol, dibentuk oleh hidrolisis, surfaktan dan intermediet. Karena triasilgliserol tidak larut dalam air, kombinasi atau emulsifikasi dengan lemak lainnya, senyawa seluler, atau protein diperlukan sebelum transportasi dan metabolisme dapat terjadi. Biosintesis triasilgliserol dicapai dalam urutan tiga langkah dari 2-monoasilgliserol dan asam lemak. Pertama, asam lemak diaktifkan oleh asil-KoA sintetase katalis konversi ke thioester asil lemak dengan koenzim A yang sesuai. lemak asil-KoA kemudian digabungkan dengan monoacylglycerol 2-oleh aksi katalitik dari sebuah monoasilgliserol transferase untuk menghasilkan suatu diasilgliserol. Triasilgliserol akhir diperoleh dengan sambungan lemak asil-KoA dengan diasilgliserol melalui jalur diasilgliserol transferase (Wohlgemuth, 2010). Fosfatidat (diasilgliserol 3-fosfat) merupakan suatu zat yang umum pada sintesis triasilgliserol dan fosfogliserida. Jalur sintesisnya dimulai dari gliserol 3-fosfat yang dibentuk melalui reduksi dehidroksiaseton fosfat dan sebagian kecil dari fosforilasi gliserol. Gliserol3-fosfat mengalami asilasi oleh asil KoA dan membentuk lisofosfatidat yang selanjutnya mengalami asilasi dengan asil KoA menghasilkan fosfatidat. Asilasi ini dikatalisis oleh gliserol fosfat asil transferase. Fosfatidat akan dihidrolisis oleh suatu fosfatase yang spesifik yang dihasilkan oleh diasilgliserol, zat ini mengalami asmilasi dan menjadi triasilgliserol dalam suatu reaksi yang dikatalisis oleh digliserida asiltransferase. Enzim-enzim ini bergabung pada membran retikulum endoplasma

Gambar 20. Reaksi-reaksi kimia dalam biosintesis triasilgliserol
Biosintesis Kolesterol
Kolesterol suatu komponen steroid pada membran-membran eukariot dan prekusor berbagai hormon steroid, dibentuk dari asetil KoA. Langkah yang menentukan pada sintesisnya adalah pembentukan mevalonat dari 3-hidroksi-3-metilglutaril KoA(diperoleh dari asetil KoA). Movalonat akan diubah menjadi isopentil pirofosfat (C5) yang berkondensasi dengan isomernya yaitu dimetil pirofosfat (C5) untuk membentuk geranil pirofosfat (C10). Penambahan satu lagi molekul isopentil pirofosfat menghasilkan farnesil pirofosfat (C15) yang berkondensasi dengan molekulnya sendiri membentuk skualen (C30). Zat antara ini kemudian mengalami siklisasi menjadi lanosterol (C30), dan selanjutnya dimodifikasi menjadi kolesterol (C27). Sintesis kolesterol oleh hati dikendalikan oleh perubahan dalam jumlah dan aktivitas dari 3-hidroksi-3-metilglutaril KoA reduktase.

Gambar 21. Biosintesis kolesterol

Kolesterol dan lipid diangkut kedalam darah kesasaran spesifik oleh beberapa macam lipoprotein. Triasilgliserol yang dikeluarkan dari usus halus diangkut oleh kilomikron dan kemudian dihidrolisis oleh lipase yang terdapat pada dinding kapiler di jaringan sasaran. Kolesterol dan berbagai macam lipid lainnya yang berlebihan dihati, diangkut dalam bentuk lipoprotein berdensitas sangat rendah (VLDL). Setelah mengeluarkan triasilgliserol ke jaringan adiposa dan jaringan perifer lainnya, VLDL berubah menjadi lipoprotein berdensitas antara (IDL) dan selanjutnya diubah menjadi lipoprotein berdensitas rendah (LDL), IDL dan LDL mengangkut ester kolesterol terutama kolesterol linoleat. LDL akan diambil oleh hati dan sel jaringan perifer dengan cara endositosis yang diperantarai oleh reseptor. Reseptor LDL yang merupakan suatu protein yang terdapat pada membran plasma sel sasaran, mengikat LDL dan juga berperan memasukkan LDL kedalam sel. Dari kolesterol terbentuk lima kelas hormon steroid utama yakni progestagen, glukokortikoid, mineralkortikoid, androgen, dan estrogen. Proses hidroksilasi oleh P450-monoksigenase yang menggunakan NADPH dan O2 memegang peranan penting pada sintesis hormon steroid dan garam-garam empedu dari kolesterol. Progesteron (C21) disintesis dari pregnenolon, dan merupakan prekursor untuk pembentukan kortison dan aldosteron. Hidroksilasi dan pemotongan rantai samping progesteron menghasilkan androstendion yang merupakan suatu androgen (C19). Estrogen (C18) disintesis dari androgen dengan mengeluarkan suatu gugus metil sudut dan aromatisasi cincin A (Stryer, 2000).

Gambar 22. Hormon-hormon yang dihasilkan oleh kolesterol

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2009. Struktur Kimia Lipid. http://cybergoldenword-knowledge. blogspot.com/2009/03/struktur-kimia-lipid.html.(Diakses pada tanggal 22 Desember 2011 pada jam 22.00 Wita)
Anonim, 2011. Asam Lemak. http://id.wikipedia.org/wiki/Asam_lemak. (Diakses pada tanggal 22 Desember 2011 pada jam 22.00 Wita).
Gilvery, Mc. 1996. Biokimia Suatu Pendekatan Fungsional. Edisi ketiga. Airlangga University Press. Surabaya.
Girindra, A. 1986. Biokimia 1. PT. Gramedia Jakarta.
Martoharsono, S. 1988. Biokimia Jilid II. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Montgomery, R. 1993. Biokimia: Suatu Pendekatan Berorientasi Kasus. Jilid 2. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Philip, W.K. and Gregory, B. R. 2006. Schaum’s Easy Outlines Biokimia. Penerbit Erlangga. Jakarta.
Poedjiadi, A. 2007. Dasar-dasar Biokimia. Penerbit Universitas Indonesia Press. Jakarta
Rusdiana, 2004. Metabolisme Asam Lemak. Program Studi Biokimia Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara. Digitized by USU digital library
Smith and Wood. 1992. Biosynthesis. Molecular and Cell Biochemistry. Chapman & Hall. Hongkong
Stryer, L. 2000. Biokimia Vol 2 Edisi 4. Penerbit Buku Kedokteran. EGC. Jakarta.
Wohlgemuth, R. 2010. Lipid Metabolism. Biofilesonline Sigma life Science. Vol 5.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: