Metabolisme Lipid Lemak (lipid) : molekul biologis yang tidak larut di dalam air tetapi larut di dalam pelarut-pelarut organik. Lipid atau Lemak merupakan kelompok senyawa heterogen. Fungsi Lemak : 1. Sebagai penyusun struktur membran sel mengatur aliran material-material. 2. Sebagai cadangan energy disimpan sebagai jaringan adiposa 3. Sebagai hormon mengatur komunikasi antar sel 4. sebagai vitamin (bersama protein) membantu regulasi proses-proses biologis jenis-jenis lipid : 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 Merupakan asam monokarboksilat rantai panjang. 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) memiliki ikatan rangkap Asam lemak tak jenuh (unsaturated fatty acid) memiliki satu atau lebih ikatan rangkap Gliserida 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). Monogliserida : gliserol berikatan dengan 1 asam lemak Digliserida : gliserol berikatan dengan 2 asam lemak Trigliserida : gliserol berikatan dengan 3 asam lemak. Triasilgliserol berasal dari gliserida netral merupakan cadangan energi yang sangat besar disintesis dan disimpan dalam Sel adiposa dioksidasi bila diperlukan menghasilkan energi sebesar 9 kkal/g. Fosfogliserida (fosfolipid) Lipid yang mengandung gugus fosfat. Fosfat mengganti salah satu rantai asam lemak. Penggunaan fosfogliserida adalah: Sebagai komponen penyusun membran sel Sebagi agen emulsi Lipid kompleks Lipid kompleks adalah kombinasi antara lipid dengan molekul lain. Lipoprotein Lipoprotein merupakan gabungan antara lipid dengan protein. Ada 4 kelas mayor dari lipoprotein plasma yang tersusun atas beberapa jenis lipid : 1. Kilomikron sebagai alat transportasi trigliserid dari usus ke jaringan lain, kecuali ginjal. Dan mengangkut lipid yang diabsorpsi dari usus. 2. VLDL (very low – density lypoproteins) Mengikat trigliserid di dalam hati dan mengangkutnya menuju jaringan lemak. 3. LDL (low – density lypoproteins) merupakan hasil katabolisme VLDL,LDL. Berperan mengangkut kolesterol ke jaringan perifer 4. HDL (high – density lypoproteins) HDL mengikat kolesterol plasma dan mengangkut kolesterol dari jaringan perifer ke hati. Glikolipid Kelompok lipid yang mengandung asam lemak, sfingosin dan karbohidrat, Lipid Non Gliserida Asam lemak yang bergabung dengan molekul-molekul non gliserol. 1. Sfingolipid Yaitu fosfolipid yang tidak diturunkan dari lemak. Sfingolipid digunakan sebagai penyusun selubung mielin serabut saraf. Pada manusia, 25% dari lipid merupakan sfingolipid. 2. Kolesterol Kolesterol juga menyusun membran plasma dan juga menjadi bagian dari beberapa hormon. Kolesterol biasanya 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 yang dapat menyebabkan stroke. 3. Steroid Contohnya adalah kortison yang berhubungan dengan proses metabolisme karbohidrat, penanganan penyakit arthritis rematoid, asthma, gangguan pencernaan dan sebagainya. 4. Malam/lilin (waxes) Malam tidak larut di dalam air dan sulit dihidrolisis. Digunakan sebagai lapisan pelindung untuk kulit, rambut dan lain-lain. Malam merupakan ester antara asam lemak dengan alkohol rantai panjang. Metabolisme Lipid Lipid yang kita peroleh sebagai sumber energi utamanya adalah dari lipid netral, yaitu trigliserid. Sebagian besar asam lemak dan monogliserida karena tidak larut dalam air, maka diangkut oleh miselus (jamak : 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. Kilomikron ditransportasikan melalui pembuluh limfe dan bermuara pada vena kava, sehingga bersatu dengan sirkulasi darah. Kilomikron ini kemudian ditransportasikan menuju hati dan 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). 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. Tahap - tahap Metabolisme Lipid : Katabolisme Metabolisme gliserol Oksidasi Asam lemak Sintesis Asam lemak Anabolisme Transportasi Lipid Sintesis Kolesterol A.Katabolisme 1. Metabolisme Gliserol Gliserol hasil lipolisis lipid (trigliserida) Gliserol membentuk energi melalui glikolisis. Tahapan Metabolisme gliserol Gliserol + 1 gugus fosfat dari ATP Gliserol 3-fosfat Gliserol 3-fosfat dihidroksi aseton fosfat produk glikolisis (glukosa) membentuk piruvat energi 2. Oksidasi Asam Lemak Berlangsung di mitokondria,menghasilkan ATP. Sebelum di oksidasi, di sitosol, asam lemak di aktifkan dulu menjadi asil – KoA : Asam lemak + KoA + ATP asil-KoA + AMP +Ppi. Asil-KoA di transport masuk ke matriks mitokondria dalam bentuk brikatan dengan karnitin, di dalam matriks karnitin di lepaskan dan terbentuk asil-KoA lagi. Pada oksidasi, tiap kali 2 atom C di bebaskan dalam bentuk asetil-koA,dimulai dari ujung karboksil dihasilkan NADH dan FADH2,oksidasi terjadi pada atom C - β ( aton C ke – 3 dari ujung karboksil) yang disebut oksidasi β. Selanjutnya akan dihasilkan asetil-KoA,NADH,dan FADH2. Selanjutnya asetil-KoA dioksidasi menjadi CO2 dan dihasilkan ATP serta NADH dan FADH2 lebih banyak. Namun, Di sisi lain, jika kebutuhan energi sudah mencukupi, asetil KoA dapat mengalami lipogenesis menjadi asam lemak dan selanjutnya dapat disimpan sebagai trigliserida. Sebagian dari asetil KoA dapat diubah menjadi kolesterol (prosesnya dinamakan kolesterogenesis) yang selanjutnya dapat digunakan sebagai bahan untuk disintesis menjadi steroid (prosesnya dinamakan steroidogenesis). 3. Sintesis Asam Lemak Pada manusia, kelebihan asetil KoA disintesis menjadi ester asam lemak dan terjadi di hati.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. lemak-lemak tersebut akan disintesis menjadi lemak "siap pakai" yang akan diedarkan ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah. Lemak tersebut dinamakan LDL. LDL ini dipakai oleh jaringan tubuh kita seperti jaringan adiposa, dan jaringan lain sebagai cadangan. Yang jadi bahan bakar energi oleh tubuh atau jaringan adalah karbohidrat, setelah karbohidrat habis digunakanlah lemak. B. Anabolisme 1. Transportasi lipid Lipid itu tidak larut dalam darah shg perlu bentuk transport khusus. 1. Asam lemak bebas : ditransport dalam bentuk berikitan dengan albumin 2. TAG,PL dan kolesterol : ditransport dalam bentuk partikel bersama kolesterol lipoprotein Dalam bentuk lipoprotein,kolesterol dan lipid lainnya ditransport ke jaringan Di jaringan di oksidasi,disimpan atau untuk sintesis 1. 2. 3. 4. Terdapat 4 jalur tansport lipid : Asam lemak dari jaringan adiposa ke jaringan lain ( dengan albumin) Lipid dari makanan dari usus ke jaringan lain (kilomikron) Lipid yang di sintesis dalam tubuh (endogen) dari hati ke jaringan lain (VLDL,LDL) Reverse transport kolesterol dari jaringan ekstrahepatik ke hati untuk di ekskresi oleh empedu (HDL) 2. Sintesis kolesterol Terutama terjadi di hati dan di usus. Semua atom C-nya (27) berasal dari asetil-KoA yang dapat berasal dari oksidasi karbohidrat,lipid dan asam amino. Berlangsung di sitosol dalam 4 tahap,dengan enzim HMG-KoArediuktase sebagai enzim regulator Transportasi kolesterol dalam bentuk lipoprotein. Kilomikron : mengangkut kolesterol dari usus (berasal dari makanan) ke hati. VLDL,LDL mengangkut kolesterol dari hati ke jaringan. Kolesterol diekskresi ke dalam empedu dalam bentuk kolesterol atau asam/garam empedu feses Sel jaringan mendapat kolesterol baik dengan mensintesis sendiri (endogen) atau dari LDL (eksogen) Hiperkolesterolemia (peningkatan kolesterol LDL) merupakan faktor resiko terjadinya aterosklerosis dan komplikasinya yaitu penyakit jantung koroner (CHD) dll. Ateroskerosis koroner berkaitan dengan rasio kolesterol LDL : HDL plasma yang tinggi Asam-asam lemak akan disimpan jika tidak diperlukan untuk memenuhi kebutuhan energi pada jaringan adiposa. Adapun tahap-tahap penyimpanan tersebut adalah: Asam lemak ditransportasikan dari hati sebagai kompleks VLDL. Asam lemak (dibantu Gliserol 3-fosfat dari glukosa) diubah menjadi trigliserida di sel adiposa untuk disimpan. kita hanya dapat menyimpan lemak jika ada kelebihan glukosa di dalam tubuh. Jika kebutuhan energi tidak dapat tercukupi oleh karbohidrat, simpanan trigliserida ini dapat digunakan. Trigliserida akan dipecah menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol dapat menjadi sumber energi pada metabolisme gliserol. Sedangkan asam lemak pun akan dioksidasi untuk memenuhi kebutuhan energi pula pada oksidasi beta.