METABOLISME DAN TERMOREGULASI

METABOLISME DAN TERMOREGULASI

I. METABOLISME KARBOHIDRAT

1. Pendahuluan
Karbohidrat sangat diperlukan kehadirannya dalam pakan sebagai energi untuk proses kerja, tumbuh, mengganti bagian yang rusak, sekresi, absorbsi dan eksresi, terutama pada hewan yang panas. Definisi metabolisme dapat diartikan sebagai suatu proses reaksi anabolisme dan katabolisme dalam organ hidup yang melibatkan penggunaan unsure-unsur nutrient seperti glukosa, asam amino, asam lemak, purin, pirimidin, air dan oksigen.
Sejumlah karbohidrat yang biasa dikonsumsi adalah berbentuk polisakarida (pati, sedikit glikogen, selulosa, hemiselulosa, pentosa), disakarida (maltosa, sukrosa, dan laktosa), dan golongan monosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa dan manosa). Adapun skema metabolisme karbohidrat.
Glukosa sebagai sumber energi masuk ke dalam sel dengan berbagai cara tergantung bentuk dan status energi dari sel. Pada hewan nonruminan, pati dan glikogen dihidrolisa melalui proses enzimatik di dalam saluran gastrointestinal. Sedangkan pada hewan herbivore, selulosa, hemiselulosa (pakan berserat) dan pentosa dikonversikan menjadi senyawa rantai pendek dan asam lemak atsiri (VFA= volatile fatty acid) melalui proses fermentasi di dalam saluran pencernaan dengan bantuan mikroorganisme. Asam asetat, propionate dan butirat hasil degradasi dari pakan berserat tersebut diatas jumlahnya tergantung dari pH, komposisi mikroba rumen dan isi usus. Pada hewan ruminansia dan nonruminansia yang herbivora banayk menggunakan VFA sebagai sumber energi tubuhnya.

2. Glukosa darah
Karbohidrat dalam darah biasanya berbentuk glukosa. Glukosa ini masuk dalam sel tubuh untuk selanjutnya dapat diubah menjadi energi dalam bentuk ATP (Adenosin Triphospat). Penggunaan glukosa sebagai sumber energi ini sangat tergantung dari jenis organ atau jaringan tubuh. Sebagai contoh, otak (dalam keadaan puasa) dapat mengoksidasi sejumlah benda keton menjadi senyawa ATP. Konsentrasi glukosa darah sangat penting diketahui untuk menentukan konsentrasi glukosa di cairan interstitial, yang mana mempengaruhi transport glukosa tersebut ke sel. Konsentrasi glukosa darah setelah kondisi absorbsi sangat bervariasi diantara spesies hewan, tergantung status nutrisi dan cadangan karbohidrat dalam tubuh hewan yang bersangkutan. Konsentrasi glukosa darah pada hewan ruminansia lebih rendah dibandingkan pada hewan nonruminansia, karena pada ruminansia VFA dapat sebagai sumber energi. Kestabilan konsentrasi glukosa darah diatur oleh suatu mekanisme regulasi di dalam hati dan jaringan ekstrahepatik, dan juga diatur oleh hormon-hormon insulin, glukagon, epinephrine, glukokortikoid dan thyroid.
Glukosa darah konsentrasinya meningkat setelah makan, tetapi sesaat setelah itu akan kembali normal. Glukosa darah juga berasal dari proses sintesis asam amino glukogenik dan gliserol di dalam hati, serta berasal dari propionate (pada hewan ruminansia = melalui proses glukoneogenesis).
Glukosa darah masuk ke sel dalam bentuk transport aktif dan reaksi katalisa dari hexokinase dapat memproduksi glukosa 6 Pospat (G-6-P), proses posporilasi glukosa ini mengakibatkan glukosa tidak dapat masuk ke sel, karena hanya glukosa yang tidak mengandung pospor yang dapat masuk ke sel. G-6-P dapat di konversikan menjadi glikogen lalu masuk di sel dan dapat dikatabolisme lebih lanjut menjadi piruvat sehingga dapat bermanfaat sebagai sumber energi melalui siklus asam sitrat.
Pada kondisi hiperglicemia, glukosa yang diekskresi di urin meningkat (glukosuria), ini disebabkan hormone yang tidak balans (diabetes mellitus) yaitu, hormone insulin tidak cukup. Bila kondisi kerurangan insulin cukup lama →asam lemak dari jaringan adiposa dirombak menjadi benda-benda keton, sisanya dieksresikan melalui urin. Bila kelebihan insulin, akan mengakibatkan hypoglycemia.
Kondisi metabolisme pernafasan yang terjadi di dalam membrane mitochondria, melibatkan elektron yang ada berperan dalam mentransfer nicotinomide adenine dinucleotide (NADH), atau flavin adenine dinucleotide (FADH2).

NADH + O2 → NAD + H20 – 52.6 k kal/mol.

Sistim transport elektron dengan NADH & FADH2 menjadi O2 dengan bantuan beberapa unsur seperti Flavin, Fe2S, ubiquinone dan heme.
Pada kondisi oksidasi secara aerobik maka : 1 gr. glukosa → CO2 menghasilkan 0.55 gr. H2O; 1 gr. protein → CO2 menghasilkan 0.41 gr H2O dan 1 gr lemak → CO2 menghasilkan 1.07 gr H2O.
elek. trans.
NADH ————-→ O2 + 3 ATP = 3 x 7.3 k kal/mol
= 21.9 k kal/mol

4. Glikogenesis = pembentukan glikogen
Glikogen adalah suatu polimer dari glukosa yang mempunyai rantai cabang yang banyak dengan ikatan alpha 1,4 glikosidik. Bentuknya berupa granula yang terdapat di sitosol semua jeringan hewan.
Cabang dari senyawa glikogen ini dihubungkan dengan ikatan alpha 1,6 glikosidik. BM glikogen = 5 juta. Jumlah glikogen ini 2-8% dari berat basah hati dan jumlah glikogen di hati tergantung status nutrisi. Bila puasa → glikogen rendah, estela makan → terjadi pembentukan di hati, namun pada dasarnya konsentrasi glikogen di hati adalah konstan karena setiap saat terjadi pembentukan dan perombakan, tergantung konsentrasi gula darah.
Glikogen tubuh banyak terdapat dalam bentuk glikogen otot yang konsentrasinya relatif konstan. Fungsi dari glikogen otot berperan seperti halnya glukosa yang dapat dioksidasi dan menghasilkan ATP.
Pada kondisi terlalu banyak olah raga atau sakit seperti hypoxia dan asidosis maka jumlah glikogen hati menurun, karena terjadi perombakan.
Epinephrine dan glukagon menyebabkan aktivitas glikogenolitik sedangkan insulin dan glucocorticoid menyebabkan terjadinya akumulasi glikogen hati, glikogen otot akan meningkat setelah disuntik insulin.

5. Glikogenolisis
Suatu proses hidrolisa glikogen sel posporolitik di dalam saluran gastrointestinal (di sitosol). Proses ini dikontrol oleh hormon, enzym, kation dan nukleotida.
Pada otot skeletal ada 2 macam posporilase glikogen yaitu posporilase glikogen a (yang aktif) dan b (yang non aktif). Posporilase glikogen b di otot dapat aktif bila konsentrasi AMP tinggi.
Calsium yang berikatan dengan calmodulin (disitosol) menyebabkan meningkatnya aktivitas perubahan posporilase b ke a dan kondisi ini juga menyebabkan kontruksi otot. Jadi perombakan glikogen dan proses kontraksi otot sangat berhubungan dengan kondisi meningkatnya konsentrasi Ca.
Proses glikogenolisis dihati sama dengan di otot, yang berbeda adalah hormon yang terlibat yaitu glucagon. Di hati bila terjadi konsentrasi gula darah menurun, maka glucagon di produksi tinggi di sel, maka glikogen hati akan di degradasi akibatnya glucosa darah normal kembali.

6. Glikolisis
Suatu proses degradasi glucosa menjadi asam piruvat oleh enzim-enzim yang bekerja di sitosol sel hewan.
Pembentukan piruvat dapat melalui jalur yang berbeda-beda tergantung ketersediaan O2. jira O2 di mitokondria cukup maka proses metabolisme piruvat secara aerobik. Namun bila O2 kurang (seperti halnya pada kontraksi otot), maka piruvat dirubah jadi laktat. (peristiwa anaerobik).
ATP yang terbentuk dari proses glikolisis secara anaerobik ini dipakai untuk kontraksi otot selama kondisi verja (olah raga, pemanasan).

s
Glucosa → 2 laktat + 2H
2Pi + 2ADP → 2ATP + 2H2O
———————————————————————
Glucosa + 2Pi + 2ADP → 2 laktat + 2H + 2ATP + 2H2O

Reaksi glikolisis aerobik :
Tahap 1 : Glucosa → fructosa 1,6 di P
Tahap 2 : Fructosa 1,6 di P → DHAP → PGA → 1,3 pospogliserat → 3 – PGA

Karena dinding sel motokondria impermeable terhadap NADH, maka ada suatu sistem tertentu untuk membawa NADH secara mudah dari luar ke dalam sel secara bulak-balik (hati, ginjal dan jantung) yang disebut dengan reaksi malateaspartat Shuttle.

7. Siklus asam sitrat
Disebut juga dengan siklus Krebs atau siklus asam trikarboksilat, yang terjadi di mitokondria sel hewan. Siklus ini terdiri dari serangkaian reaksi yang berasal dari oksidasi asetil COA menjadi CO2 dengan bantuan beberapa koenzim.
Dalam 1 siklus ini, 2 atom C masuk sebagai gugus asetil dan 2 atom C keluar sebagai CO2.
Pada proses ini, flux (aliran) unit asetil sangat tergantung pada transport elektron untuk menjadi CO2. Dan dikatakan pula bahwa siklus Krebs ini merupakan jalur reaksi yang penting di sel dalam rangka menghasilkan ATP.
Pada peristiwa posporilasi oksidasi melalui elektron transport, setiap 1 mol asetil Co A → 2 CO2 menghasilkan 11 ATP + 1 ATP dari posporilasi level substrat.
Sedangkan oksidasi glukosa → 6 H2O + 6 CO2 menghasilkan 36 ATP. Bila glukosa di bakar akan menghasilkan 686 kal/mol.

Jadi efisiensi penggunaan energi kimia dari glukosa
36 x 7.3 kal
adalah = —————- x 100% = 38%
686 kal

RQ (Respiratory quotient = rasio produksi CO2 dengan konsumsi O2) untuk oksidasi 1 mol glukosa → 6 CO2 adalah 1, sedangkan untuk pembakaran protein dan lemak masing-masing adalah 0.80 dan 0.71
RQ untuk tubuh keseluruhan berbeda-beda tergantung penggunaan O2 dan produksi CO2 dari hasil metabolisme pakan.

Asetil Co A yang akan masuk dalam siklus Krebs dapat berasal dari degradasi karbohidrat, beta oksidasi dari asam lemak rantai panjang, atau katabolisme benda keton dan asam amino. Jadi siklus Krebs ini merupakan pusat jalur yang mengintegrasikan reaksi metabolisme di dalam sel.

Siklus Krebs ini dikontrol oleh :
1. Konsentrasi asetil Co A
2. Isositrat dehidrogenase, yang distimulasi oleh ADP tetapi dihambat oleh ATP dan NADH.
3. Ketoglutarat dehidrogenase, yang di hambat oleh succinil Co A, NADH dan ATP.

Pada keadaan konsentrasi ATP di mitokondria tinggi, maka asetil Co A akan menurun, sehingga siklus Krebs ini di hambat.

8. Glukoneogenesis (GNG)
Adalah suatu reaksi pembentukan glukosa yang berasal dari senyawa bukan karbohidrat (seperti propionat dan alanin). Hal ini terjadi bila tubuh kekurangan karbohidrat dalam pakan, atau kondisi puasa.
Pada manusia dibutuhkan 160 g/hari glukosa, terutama untuk energi sistem saraf, untuk eritrosit, sebagai sumber asil gliserol dan untuk reaksi-reaksi anaplerosis.
Pada kondisi produksi (bunting atau menyusui) maka dibutuhkan laktosa di ambing dan glukosa untuk fetus.
Proses glukoneogenesis ini terjadi di sel hati, namun juga sering terjadi di korteks (cortex) ginjal saat hewan kondisi puasa.

Proses glukoneogenesis tidak semudah proses glikolisis, karena di dalamnya terjadi 3 peristiwa reaksi irreversible yaitu :
hidrolisis
1. Glukosa ————→ G-6-P
hidrolisis
2. Fruktosa-6-P ————→ fruktosa 1,6-di P

3. PEP ————→ piruvat

Karena ada senyawa piruvat karboksilase dalam mitokondria, maka asam piruvat dapat ditransport ke dalam mitokondria untuk proses karboksilasi, dan dikembalikan/dikeluarkan ke sitosol sebagai senyawa malat maka terjadi proses glukeogenesis terjadi di sitosol.

Pada proses pembentukan 2 piruvat → glukosa melalui jalur glukoneogenesis menghasilkan 6 ATP dan 2 NADH, dan reaksi GNG ini juga dikontrol oleh 2 tahap, reaksi enzimatik yaitu :
1. Enzim piruvat karboksilase tak aktif jika asetil Co A tak ada (misal saat akumulasi asetil Co A hasil oksidasi asam lemak → glukoneogenesis). Selanjutnya, asetil Co A akan menghambat kerja piruvat dehydrogenase → siklus terganggu
2. Fruktosa 1,6 di P dihambat oleh AMP dan fruktosa 2,6 di P, maka siklus akan terganggu

Pada hewan monogastrik biasanya senyawa-senyawa asam amino (alanin) merupakan substansi glukogenik.

Senyawa glukogenik lain seperti laktat, setelah ditransfer ke hati maka laktat dioksidasi jadi piruvat.
Cori cycle = siklus kori adalah proses dari laktat diotot → dibawa ke hati → asam piruvat → glukosa → di bawa ke otot lagi sebagai glukosa.

Propinat dan senyawa karbon dari asam-asam lemak lain adalah merupakan senyawa glukogenik juga. Pada hewan ruminansia proses glukoneogenesis ini penting karena kebanyakan pakan karbohidrat mengalami fermentasi di rumen.

METABOLISME LEMAK

1. Umum
Lemak dikatakan secara umum sebagai senyawa yang tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut non polar (ether, chloroform)
Fungsi lemak dalam tubuh :
1. Pada reaksi oksidasi asam lemak menjadi CO2, dihasilkan energi metabolik
2. Sebagai konstituen membran sel
3. Untuk menjaga integritas alveola paru-paru dan untuk mencampur senyawa non polar dalam cairan tubuh (hormon steroid)
Lipida diserap dari saluran pencernaan (usus) dan masuk ke darah berupa chylomicron dengan beberapa VLDL, senyawa tersebut dibentuk di sel mukosa usus.

2. Metabolisme VFA
Pada hewan ruminansia dan pseudoruminansia, proses fermentasi anaerobik dalam rumen dan usus besar menghasilkan senyawa asam asetat, propionat, butirat isobutirat dan valerat. Dari hasil fermentasi VFA ini dapat dijadikan energi melalui jalur khusus (glukoneogenesis, misalnya) dan pada ruminansia VFA ini menyediakan 80% energi untuk tubuhnya. Pada ransum yang banyak mengandung karbohidrat berupa serat (hijauan) maka dominan produk fermentasinya berupa asam asetat (prekursor pembentukan lemak susu) sedangkan pada ransum yang banyak mengandung konsentrat maka produk dominannya adalah propinat. Hasil samping dari proses fermentasi di rumen adalah gas methan dan CO2. Sedangkan VFA masuk dalam saluran peredaran darah dan ke vena porta, lalu terus ke hati. Sebelum di metabolisme VFA diaktifkan melalui reaksi :

VFA + Co ASH + ATP → VFA + AMP + PPi

Hati dapat secara efisien mengambil propiat, butirat dan vaalerat dari vena porta, sedangkan asetat dapat secara langsung masuk ke jaringan perifer.
Asam butirat sebanyak 50% diserap dari dinding rumen untuk dikonversikan jadi hidroksi butirat dan dimetabolis di jaringan perifer. Peningkatan kadar lipida di plasma darah disebabkan dari absorbsi lipida di usus dan mobilisasi lipida di jaringan adipose. Lipida plasma berbentuk chylomiron dan HDL (higher density lipoprotein), sedangkan FFA ditransportasikan dalam bentuk senyawa komplek dari asam lemak dan albumin.
Setiap spesies hewan biasanya mempunyai kompensasi lipoprotein yang berbeda, misal sapi, plasma kholesterolnya mengandung HDL, sedangkan manusia plasma kholesterolnya mengandung LDL. Factor yang mempengaruhi konsentrasi dari plasma lipid adalah a) jumlah dan tipe konsentrasi lipida, b) waktu setelah makan, c) umur, d) kesehatan dan balans hormone.
Rasio cholesterol/phospholipida cenderung konstan pada setiap spesies hewan ini dikontrol oleh system hepatik. Sedangkan triasilgliserol dapat tinggi tergantung konsentrasi, mobilisasi di jaringan adipose dan syntesa di hati.
Asam lemak di lepas ke plasma berasal dari triasil gliserol di adiposa melalui system hormone-sensitive lipase, kemudian asam lemak berikatan dengan plasma albumin kemudian di transport ke jantung, otot skeletal, hati dan jaringan lain untuk proses oksidasi atau dikonversikan ke dalam bentuk lipida lain. Jantung menggunakan NEFA (non esterified fatty acid) sebagai sumber energi, sedangkan otak tak dapat menggunakan NEFA untuk membentuk ATP, organ tersebut cenderung menggunakan unesterified fatty acid menjadi lipida polar.

2. Sistem transportasi dan penyimpanan lipida
TAG chylomicron keluar dari jaringan ekstrahepatika melibatkan reaksi enzim hidrolitik (lipoprotein lipase). Enzim ini juga terdapat di jaringan adipose, hati, otot, jantung kelenjar mamae, ginjal dan paru-paru.
Phospolipida dan apolipoprotein C II merupakan ko factor enzim tersebut. Ko factor tersebut dan substrat adalah unsur dari chylomicron dan VLDL. Enzim tersebut bekerja pada chylomicron sehingga 90% dari TAG dan apolipoprotein C hilang kemudian bergabung dengan HDL.
Chylomicron “remnant” diambil alih oleh hati melalui receptor-mediated endocytosis.
Hati sedikitnya menampung 50% LDL dari plasma. Konsentrasi LDL berhubungan dengan penyaluran atherosclerosis pada coroner. Sedangkan HDL disintesa dan disekresi oleh hati dan usus.
Lipida disimpan di jaringan adiposa sebagai triasil gliserol, jumlah penyimpanan tergantung jumlah dan komposisi pakan.
Hati dan jaringan adiposa merupakan organ yang mengatur homeostasis metabolisme lipida.
Dihati ada 2 aliran darah yang masuk yaitu :
• V. porta dari usus
• A. hepatika yang memberi mtr. untuk hati

Hati mempunyai sistem enzymatik untuk :
1. Sintesa asam lemak, cholesterol, pospolipid, dan asam empedu sehingga mengurangi keracunan dan di ekskresi melalui urin dan feses.
2. Oksidasi asam lemak → CO2 atau benda keton

Hasil mobilisasi NEFA dari jaringan adiposa menghasilkan VLDL (khusus ketosis) pada hewan laktasi, bunting, diabetes mellitus dan puasa. Sehingga triasil gliserol terakumulasi di hati → mengakibatkan hatinya berlemak.
Keadaan ini terjadi pada saat :
1. Sintesis apolipoprotein
2. pembentukan lipida dan perubahan apolipoprotein → lipoprotein
3. sintesis pospolipida
4. mekanisme sekresi

Bila akumulasi lipida di hati meningkat maka fungsi hati menurun. Bila hewan kekurangan energi maka triasil gliserol (TAG) di jaringan adiposa dihidrolisa menjadi gliserol dan asam lemak.
Hasil hidrolisa ini menghasilkan energi untuk tumbuh. Proses di jaringan ini dikontrol oleh sistem saraf dan endokrin.
Pada hewan non ruminansia, perubahan tipe lipida bisa sering terjadi, tergantung pakan. Misalnya : babi makan kedelai → lemak yang dideposit adalah lemak tak jenuh, sebaliknya bila babi makan makanan yang mengandung lemak jenuh maka depositnya berbentuk triasil gliserol yang mengandung lemak tak jenuh (hal ini terutama kerena proses desaturasi dari lemak jenuh rantai panjang).
Pada hewan ruminansia, komposisi asam lemak di jaringan adiposa tidak resposive terhadap perubahan pakan. Karena di rumen, mikroorganisme dapat merubah dari lemak tak jenuh menjadi lemak jenuh.
Triasil gliserol di jaringan adiposa juga dapat disintesa dari glukosa dan asam asetat.

Jadi jaringan adiposa adalah jaringan utama yang bertugas mensintesa asam lemak secara de novo pada hewan sapi, kambing, domba, babi, kelinci, kucing, anjing. Sedangkan pada manusia dan burung proses tersebut di hati.
Hormon yang terlibat pada proses sintesa TAG dan asam lemak adalah insulin melalui proses kenaikan glukosa dalam membran sel dan menaikan aktivitas enzim lipogenik. Juga dapat menaikan aliran masuk NEFA ke jaringan adiposa sehingga konsentrasi NEFA di plasma darah turun. Sedangkan hormon-hormon epinephirine, glucagon dan adrenocorticotropic mengakibatkan lipolisis TAG dan NEFA di jaringan adiposa dan masuk ke plasma darah melalui proses perubahan ATP menjadi c AMP yang melibatkan enzim lipase.

METABOLISME PROTEIN

Protein merupakan bagian dominan dari sel hewan dan berjumlah 18%.
Fungsi protein :
1. sebagai regulator metabolis, seperti hormon dan enzim
2. Merupakan komponen membran otot, jaringan konektive
3. Alat transport, O2 dibawa oleh Hb dan elektron dibawa oleh cytochrom
4. Osmoregulator (albumin)
5. Komponen asam nukleat
6. Sebagai unsur ketahanan tubuh = immunoglobulin

Protein dihidrolisa oleh enzin protease, peptidase di sel mukosa di usus → menjadi asam amino
Konsentrasi asam amino di plasma darah, antara 35-65 mg/dl, dominannya adalah glutanin, alanin, dan glisin.
Pada hewan vertebrata asam amino/protein diekskresi bentuk ammonia, pada hewan reptil dan aves, berbentuk asam urat, sedangkan pada hewan aquatik berbentuk ion ammonium.
Pada rumen, mikroorganisme dapat mensintesa protein mikroba yang berasal dari asam amino essensial dan non essensial → untuk disintesa menjadi protein tubuh. (pada usus besar kuda dan kelinci juga terjadi proses yang sama).
Mekanisme jalur transportasi asam amino dapat dilihat di gambar 10.

Pembentukan urea
80-90% ekskresi N berupa urea. Misal orang mengkonsumsi 100gr protein, maka protein akan dirubah menjadi urea sebanyak 16gr N. Urea N yang di feses berjumlah < 5%.
Reaksi pokok :
NH4 + CO2 + 3 ATP + aspartat → urea + fumarat + 2 ADP + AMP + PPi + 2 Pi

Pembentukan asam urat
Jalur yang ditempuh untuk sintesa asam urat melibatkan pembentukan aspartat, glutamin, dan glisin → terbentuk purin. Dari purin dikoversikan menjadi asam urat dan di ekskresi melalui ginjal. Pada ruminansia, oksidasi asam urat menjadi alantoin dan diekskresikan melalui ginjal juga.

Pengeluaran NH4
Amonia + H+ → NH4 – urin. Proses ini dibentik di distal tubulus ginjal mamalia, dan berasal dari hidrolisa glutamin. Pertukaran NH4+ dengan Na+ → diperlukan untuk kesetimbangan asam/basa dalam darah. Metabolisme N pada ruminansia.
Ruminansia dapat memanfaatkan NPN (urea, biuret) sebagai sumber asam amino, melalui jasa mikroorganisme. Jadi protein pakan dihidrolisa oleh mikroorganisme rumen → asam amino, dan digunakan langsung oleh mikroorganisme untuk pembentukan protein tubuh.
Ada juga protein pakan yang dirombak menjadi amonia dan kerangka karbon (untuk sintesa VFA).
Sumber protein ruminan ada 2 yaitu :
1. protein yang terhindar dari hidrolisa mikroorganisme rumen (protein by pass)
2. protein yang merupakan komponen mikroorganisme (yang mudah difermentasi)

2. Sistem transportasi dan penyimpanan lipida
TAG chylomicron keluar dari jaringan ekstrahepatika melibatkan reaksi enzim hidrolitik (lipoprotein lipase). Enzim ini juga terdapat di jaringan adipose, hati, otot, jantung kelenjar mamae, ginjal dan paru-paru.
Phospolipida dan apolipoprotein C II merupakan ko factor enzim tersebut. Ko factor tersebut dan substrat adalah unsur dari chylomicron dan VLDL. Enzim tersebut bekerja pada chylomicron sehingga 90% dari TAG dan apolipoprotein C hilang kemudian bergabung dengan HDL.
Chylomicron “remnant” diambil alih oleh hati melalui receptor-mediated endocytosis.
Hati sedikitnya menampung 50% LDL dari plasma. Konsentrasi LDL berhubungan dengan penyaluran atherosclerosis pada coroner. Sedangkan HDL disintesa dan disekresi oleh hati dan usus.
Lipida disimpan di jaringan adiposa sebagai triasil gliserol, jumlah penyimpanan tergantung jumlah dan komposisi pakan.
Hati dan jaringan adiposa merupakan organ yang mengatur homeostasis metabolisme lipida.
Dihati ada 2 aliran darah yang masuk yaitu :
• V. porta dari usus
• A. hepatika yang memberi mtr. untuk hati

Hati mempunyai sistem enzymatik untuk :
1. Sintesa asam lemak, cholesterol, pospolipid, dan asam empedu sehingga mengurangi keracunan dan di ekskresi melalui urin dan feses.
2. Oksidasi asam lemak → CO2 atau benda keton

Hasil mobilisasi NEFA dari jaringan adiposa menghasilkan VLDL (khusus ketosis) pada hewan laktasi, bunting, diabetes mellitus dan puasa. Sehingga triasil gliserol terakumulasi di hati → mengakibatkan hatinya berlemak.
Keadaan ini terjadi pada saat :
5. Sintesis apolipoprotein
6. pembentukan lipida dan perubahan apolipoprotein → lipoprotein
7. sintesis pospolipida
8. mekanisme sekresi

bila akumulasi lipida di hati meningkat maka fungsi hati menurun. Bila hewan kekurangan energi maka triasil gliserol (TAG) di jaringan adiposa dihidrolisa menjadi gliserol dan asam lemak.
Hasil hidrolisa ini menghasilkan energi untuk tumbuh. Proses di jaringan ini dikontrol oleh sistem saraf dan endokrin.
Pada hewan non ruminansia, perubahan tipe lipida bisa sering terjadi, tergantung pakan. Misalnya : babi makan kedelai → lemak yang dideposit adalah lemak tak jenuh, sebaliknya bila babi makan makanan yang mengandung lemak jenuh maka depositnya berbentuk triasil gliserol yang mengandung lemak tak jenuh (hal ini terutama kerena proses desaturasi dari lemak jenuh rantai panjang).
Pada hewan ruminansia, komposisi asam lemak di jaringan adiposa tidak resposive terhadap perubahan pakan. Karena di rumen, mikroorganisme dapat merubah dari lemak tak jenuh menjadi lemak jenuh.
Triasil gliserol di jaringan adiposa juga dapat disintesa dari glukosa dan asam asetat.

Jadi jaringan adiposa adalah jaringan utama yang bertugas mensintesa asam lemak secara de novo pada hewan sapi, kambing, domba, babi, kelinci, kucing, anjing. Sedangkan pada manusia dan burung proses tersebut di hati.
Hormon yang terlibat pada proses sintesa TAG dan asam lemak adalah insulin melalui proses kenaikan glukosa dalam membran sel dan menaikan aktivitas enzim lipogenik. Juga dapat menaikan aliran masuk NEFA ke jaringan adiposa sehingga konsentrasi NEFA di plasma darah turun. Sedangkan hormon-hormon epinephirine, glucagon dan adrenocorticotropic mengakibatkan lipolisis TAG dan NEFA di jaringan adiposa dan masuk ke plasma darah melalui proses perubahan ATP menjadi c AMP yang melibatkan enzim lipase.

METABOLISME PROTEIN

Protein merupakan bagian dominan dari sel hewan dan berjumlah 18%.
Fungsi protein :
7. sebagai regulator metabolis, seperti hormon dan enzim
8. Merupakan komponen membran otot, jaringan konektive
9. Alat transport, O2 dibawa oleh Hb dan elektron dibawa oleh cytochrom
10. Osmoregulator (albumin)
11. Komponen asam nukleat
12. Sebagai unsur ketahanan tubuh = immunoglobulin

Protein dihidrolisa oleh enzin protease, peptidase di sel mukosa di usus → menjadi asam amino
Konsentrasi asam amino di plasma darah, antara 35-65 mg/dl, dominannya adalah glutanin, alanin, dan glisin.
Pada hewan vertebrata asam amino/protein

METABOLISME ENERGI

Energi diperlukan oleh tubuh untuk :
• kontraksi otot
• mempertahankan suhu tubuh
• menghantarkan impuls tubuh
• produksi dan reproduksi

misal : ATP → bila diperlukan oleh suatu sel maka ATP tersebut dapat ditransfer dalam bentuk sistem energi untuk suatu aktivitas (metabolisme).
Jadi ATP selalu diperlukan dan di dalam tubuh selalu di bentuk ATP baru, khususnya saat proses aerobik.
Asal energi : dari makanan melalui reaksi secara umum :
CHON + O2 → CO2 + H2O + energi (ATP)
(KH, Fat, Prot, Nukleat) → Urea, asam urat, kreatinin

Pengeluaran panas;
* Suhu tubuh (manusia, 370 C) → ada regulasi panas dalam tubuh sehingga suhu tubuh konstan, hal ini membuktikan PP (produksi panas) selalu di produksi.

Jadi hewan berdarah panas mempunyai mekanisme regulasi panas yang berfungsi aktif. Sedangkan hewan darah dingin dan hewan hibernasi, dimana temperatur tubuh mengikuti suhu lingkungan, mekanisme regulasi panasnya berfungsi minimal.

Alat untuk mengukur energi adalah ”Kalorimeter”
Kalorimeter ada 2 :
1. Untuk mengukur panas/energi dari bara atau makanan (Bomb Kalorimeter)
2. Mengukur panas yang melibatkan tubuh (Kalorimeter tubuh)

Ad. 1) Bomb kalorimetri dari Berthelot
Prinsip :
Bahan/pakan dimasukan dalam silinder yang dilapisi O2. Reaksi dimulai saat Pt yang dipanaskan dengan listrik sehingga menghasilkan panas, dapat memanasi sejumlah (berat) air yang mengelilingi silinder dan menaikan temperaturnya. Panas yang digunakan untuk membakar makanan tersebut diukur dalam bentuk ”kalori”.

Definisi secara fisik, kalori adalah sejumlah panas yang diperlukan untuk meningkatkan temperatur 1 gr air sebesar 10 C dari (150 C – 150 C).

Definisi secara nutrisi, kalori = Kkal = Kal adalah sejumlah panas yang diperlukan untuk menaikan temperatur 1 kg air sebesar 10 C. 1 Kalori = 1000 kalori.
Contoh :
4 kg air menaikan suhu 10 C → 4 kalori
1 kg air menaikan suhu 40 C → 4 kalori
2 kg air menaikan suhu 20 C → 4 kalori

Jadi Kalori = berat (kg) x suhu (C)

1 gr KH dibakar → 5.6 kalori
1 gr lemak dibakar → 9.4 kalori
1 gr protein dibakar → 4.1 kalori

Dalam tubuh, KH dan lemak dibakar sempurna seperti yang terjadi pada alat kalorimetri, tetapi protein tidak karena nitrogen dikeluarkan dalam bentuk urea, kreatinin, alantoin.
Jadi dalam tubuh, protein dibakar menghasilkan 4.1 kalori.

Ad.2). Kalorimeter hewan, Atwater, Rosa dan Benedict.
Ada 2 macam :
a. mengukur produksi panas individu (kalorimeter langsung)
b. mengukur konsumsi O2 dan produksi CO2, N produksi dimana KH, fat dan Prot yang dimetabolisme dapat dihitung (Kalorimeter tak langsung)

Prinsip : ruangan dibuat nyaman, dilengkapi pipa yang dialiri air dan tidak ada kebocoran ruang.
Jumlah panas produksi = selisih suhu masuk dan keluar dikalikan dengan laju alir airnya.

Gangguan yang disebabkan kekurangan O2 :
1. Hypoxia = defisiensi O2 (pada daerah dataran tinggi)
karena tekanan O2 udara rendah
2. Anoxia = defisiensi O2 karena gangguan saluran pernafasan
(absorbsi O2)
3. Anemia = defisiensi O2 karena jumlah Hb turun sehingga O2
yang terikat juga turun
4. Keracunan CO → defisiensi O2 karena Hb lebih mudah berikatan dengan CO

INDIRECT CALORIMETRY = Kalorimeter tak langsung dapat untuk mengukur angka Respiratory Quotient

Prod CO2
RQ = ————
Kons. O2

Contoh :
1. KH → C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O
6 CO2
RQ = ———– = 1
6 O2
2. Fat, jumlah O2 sedikit dalam molekulnya sehingga perlu konsumsi O2 banyak.
C57 H104 O6 + 80 O2 → 57 CO2 + 52 H2O
57 CO2
RQ = ————- = 0.71
80 O2
3. Untuk protein → perlu percobaan khusus yaitu dengan analisa 100 gr protein → dibakar
41.5 gr C + 138,18 gr O2 → 152.17 CO2
3.439 gr H = 96.631 O2 → 77.391 CO2

NB : 1 gr O2 = 0.6991
1 gr CO2 = 0.50871
77.39
RQ = ———- = 0.801
96.63

Kasus Diabetes → yang dimetabolis fat (bukan KH) → RQ 0.71
Misal : selama 24 jam orang mengkonsumsi 400 liter O2 dan memproduksi 340 liter CO2 dan 12 gr N.
Sedangkan 1 gr N mengkonsumsi 5.92 liter O2 dan produksi 4.75 liter CO2

Jadi 12 gr N = 12 x 5.92 = 71 liter
12 x 4.75 = 57 liter

340-57
RQ non prot. = ———- = 0.86
400-71

1 liter O2 = 0.622 gr KH
0.249 gr fat.

Jadi 329 liter O2 artinya 329 x 0.622 = 204 gr KH
329 x 0.249 = 82 gr fat
12 x 6.25 = 75 gr prot
Produksi panasnya dapat dihitung :
204 x 4 = 816 Kal
82 x 9 = 738 Kal
75 x 4 = 300 Kal
————–
1854 Kal/hr

Metabolisme Basal

Panas yang diproduksi oleh individu tergantung 2 faktor :
a) energi untuk mempertahankan suhu tubuh dan jantung
b) kons pakan dan exercise
Contoh : Orang puasa dan berbaring maka produksi panasnya konstan. Panas yang dikeluarkan pada kondisi tersebut disebut metabolisme basal yang diukur dari jumlah kalori yang di produk kal/m2 LT/jam.

Definisi Metabolisme Basal : panas yang dihasilkan dari proses metabolisme dalam kondisi individu diam, puasa dan post absorptive.

Peran glukoagon dan insulin

About these ads

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: