Obesitas pada Anak 14 Tahun Abstrak Manusia membutuhkan zat penting seperti lemak dan karbohidrat. Namun, apabila zat tersebut terdapat dalam jumlah banyak maka akan menimbulkan efek buruk bagi kesehatan. Menurut data Riset Kesehatan Dasar tahun 2007, prevalensi nasional obesitas umum pada penduduk berusia 15 tahun pada laki-laki sebesar 13,9% dan pada perempuan sebesar 23,8%. Karbohidrat bersumber dari buah terkandung fruktosa, susu terkandung laktosa, dan makanan olahan yang terkandung glukosa. Karbohidrat memiliki fungsi utama sebagai penyimpan energi. Metabolisme glukosa dimulai dengan glikolisis yang menghasilkan asam piruvat kemudian akan dilanjutkan memasuki oksidasi piruvat dan menghasilkan asetil koa yang kemudian masuk ke siklus asam sitrat untuk menghasilkan energi. Karbohidrat ditransport dengan menggunakan difusi sederhana dan transport aktif. Pada lemak, sumber mampu didapatkan dari produk susu dan daging, biasanya berupa lemak jenuh dan tak jenuh. Lemak jenuh umumnya memberikan dampak negative bagi tubuh. Lemak di metabolisme dengan mengalami Beta-oksidasi. Fungsi lemak sendiri bervariasi dari memberikan cadangan energi dan prekusor hormone steroid. Lemak ditransport melalui kilomikron yang disalurkan ke saluran limfe. Pentingnya penulisan makalah ini ditujukan untuk menjelaskan mengenai fungsi serta metabolism lemak dan karbohidrat sehingga mampu mengerti kondisi yang tidak sesuai akibat pengonsumsian tidak terkontrol. Kata Kunci: sumber lemak dan karbohidrat , metabolisme lemak dan karbohidrat, fungsi lemak dan karbohidrat, transport lemak dan karbohidrat. Abstract Humans need important substances such as fats and carbohydrates. However, if these substances are found in large quantities it will cause adverse effects on health. According to 2007 Basic Health Research data, the national prevalence of general obesity in the population aged 15 years is 13.9% for men and 23.8% for women. Carbohydrates are sourced from fruits containing fructose, milk containing lactose, and processed foods that contain glucose. Carbohydrates have the main function as energy storage. Glucose metabolism begins with glycolysis which produces pyruvic acid and will then proceed to enter the oxidation of pyruvate and produce acetyl koa which then enters the citric acid cycle to produce energy. Carbohydrates are transported using simple diffusion and active transport. In fat, the source can be obtained from dairy products and meat, usually in the form of saturated and unsaturated fats. Saturated fats generally have a negative impact on the body. Fat is metabolized by undergoing Beta-oxidation. The function of fat itself varies from providing energy reserves and steroid hormone precursors. Fat is transported through the chylomicrons which are distributed to the lymphatic channels. The importance of writing this paper is intended to explain the function and metabolism of fats and carbohydrates so that they can understand the conditions that are not appropriate due to uncontrolled consumption. Keyowords: lipid and carbohydrates sources, lipid and carbohydrates metabolism, lipid and carbohydrates function, lipid and metabolism transport Pendahuluan Dalam memenuhi kebutuhan sehari-hari, salah satu kegiatan yang paling penting adalah makan. Makan memiliki peran penting karena makanan memiliki berbagai zat yang terkandung di dalamnya yang berfungsi menunjang aktivitas tubuh. Dalam hal ini, zat-zat tersebut seperti karbohidrat, lemak, protein, dll dibutuhkan untuk terus menjaga kondisi tubuh yang ideal sehingga tubuh mampu untuk melakukan aktivitasnya dengan baik. Seperti yang telah diketahui bahwa segala sesuatu yang berlebihan pasti memberikan dampak yang berakibat negative apabila melebihi kadarnya. Salah satu kondisi yang paling sering terjadi dan marak saat ini adalah obesitas. Obesitas merupakan kondisi akumulasi jaringan lemak di adiposa akibat pemasukan energi yang melebihi pengeluaran energi. Menurut data Riset Kesehatan Dasar tahun 2007, prevalensi nasional obesitas umum pada penduduk berusia 15 tahun pada laki-laki sebesar 13,9% dan pada perempuan sebesar 23,8%, sedangkan kejadian obesitas pada anak balita yakni 12,2 % dari jumlah anak Indonesia. Angka ini meningkat menjadi 14 % pada tahun 2010. Dan prevalensi berat badan berlebih anak-anak usia 6-14 tahun pada laki-laki 9,5% dan pada perempuan 6,4%.1 Pentingnya mengerti mengenai kondisi yang terjadi di masyarakat agar mampu memahami bagaimana penyebab terjadinya kondisi tersebut sehingga mampu untuk menumpaskan masalah-masalah kesehatan yang khususnya berhubungan dengan metabolisme. Tujuan dari penulisan ini antara lain adalah menjelaskan bagaimana metabolisme dan fungsi dari zat-zat yang dikonsumsi dan peranannya dalam menunjang kebutuhan. Karbohidrat Karbohidrat tersebar luas dalam tumbuhan dan hewan senyawa ini memiliki peran struktural dan metabolik yang penting. Pada tumbuhan, glukosa disintesis dari karbon dioksida dan air melalui fotosintesis dan disimpan sebagai pati (kanji, starch) atau digunakan untuk menyintesis selulosa dinding sel tumbuhan. Hewan dapat menyintesis karbohidrat dari asam amino, tetapi sebagian besar karbohidrat hewan terutama berasal dari tumbuhan. Glukosa adalah karbohidrat terpenting; kebanyakan karbohidrat dalam makanan diserap ke dalam aliran darah sebagai glukosa yang dibentuk melalui hidrolisis pati dan disakarida dalam makanan, dan gula lain diubah menjadi glukosa di hati. Glukosa adalah bahan bakar metabolik utama pada mamalia (kecuali pemamah biak) dan bahan bakar universal bagi janin. Glukosa adalah prekursor untuk sintesis semua karbohidrat lain di tubuh, termasuk glikogen untuk penyimpanan; ribosa dan deoksiribosa dalam asam nukleat; galaktosa untuk sintesis laktosa dalam susu, dalam glikolipid, dan sebagai kombinasi dengan protein dalam glikoprotein.2 Sumber Karbohidrat Bagi sebagian besar populasi dunia, karbohidrat termasuk gula adalah sumber energi, serta bahan dalam banyak makanan yang sudah disiapkan.3 Klasifikasi karbohidrat paling umum didasarkan pada struktur kimia, dengan tiga kelompok yang paling umum dikenal adalah monosakarida, disakarida dan polisakarida. Kelompok yang kurang dikenal adalah oligosakarida. Ini adalah karbohidrat rantai pendek (8-10 unit) seperti raffinose (trisakarida dengan komposisi galaktosa, glukosa, dan fruktosa) atau inulin (polisakarida pada tumbuhan). Seperti halnya polisakarida, karbohidrat ini tidak dapat dicerna secara enzimatik dan sebagai gantinya difermentasi oleh bakteri di usus besar.3 Selain dari laktosa yang ditemukan dalam susu dan sejumlah kecil gula spesifik dalam daging merah, hampir semua karbohidrat diet berasal dari makanan nabati. Makanan-makanan ini seringkali terdiri dari kombinasi berbagai jenis karbohidrat dalam jumlah yang bervariasi.3 Di bawah ini adalah gambaran singkat dari sumber makanan yang paling umum untuk berbagai jenis karbohidrat.3 MONOSACCHARIDES Fructose Buah, sayuran, dan madu Juga berasal dari pencernaan sukrosa Glucose Sejumlah kecil ditemukan di beberapa buah, sayuran dan madu Makanan olahan Digesti dan konversi karbohidrat lain Galactose Digesti dari laktosa DISACCHARIDES Sucrose Berasal dari tebu dan gula bit Sayuran akar manis seperti bit dan wortel Gula meja, makanan olahan Maltose Gandum malt dan barley Ekstrak alt Bir Lactose Susu Produk susu Trehalose Jamur dan fungi yang bisa dimakan OLIGOSACCHARIDES Raffinose, stachyose, verbascose, inulin, fructo and galacto- Legum oligosaccahrides Bawang, artichoke, adas, asparagus Pra-biotik POLYSACCHARIDES Starch (Pati) Makanan sereal Kentang Sejumlah kecil sayuran akar lainnya dan buah mentah Non-starch polysaccharides Sayuran, buah Sereal gandum utuh Kacang-kacangan Fungsi Karbohidrat Turunan triosa, tetrosa, dan pentosa serta gula tujuh-karbon (sedoheptulosa) terbentuk sebagai zat antara metabolik dalam glikolisis dan jalur pentosa fosfat. Pentosa berperan penting dalam nukleotida, asam nukleat, dan beberapa. Glukosa, galaktosa, fruktosa, dan manosa adalah heksosa terpenting secara fisiologis.2 Gambar 1. Struktur Heksosa Gambar 2. Fungsi Heksosa Disakarida adalah gula yang terdiri dari dua residu monosakarida yang dihubungkan oleh suatu ikatan glikosida. Disakarida yang penting secara fisiologis adalah maltosa, sukrosa, dan laktosa.2 Gambar 3. Fungsi Disakarida Hidrolisis sukrosa menghasilkan campuran glukosa dan fruktosa yang disebut "invert sugar" karena fruktosa bersifat levorotatorik kuat dan mengubah (membalikkan) kerja dekstrorotatorik sukrosa yang lebih lemah. Pati (kanji, starch) adalah suatu homopolimer glukosa yang membentuk rantai α-glukosida, yang disebut glukosan atau glukan. Pati adalah sumber utama karbohidrat dalam makanan, yaitu sereal, kentang, kacang-kacangan, dan sayuran lain. Dua konstituen utamanya adalah amilosa (13%-20%), yang memiliki struktur heliks tidak-bercabang, dan amilopektin (80%-87%), yang terdiri dari rantai-rantai bercabang yang dibentuk oleh 24-30 residu glukosa yang disatukan oleh ikatan α1 → 4 di rantai dan oleh ikatan α1 → 6 di titik percabangan. Indeks glikemik suatu makanan yang mengandung pati adalah ukuran kemudahan makanan tersebut dicerna, berdasarkan jumlah peningkatkan kadar glukosa darah akibat makanan tersebut dibandingkan dengan glukosa atau makanan pembanding dalam jumlah setara, misalnya roti tawar atau nasi. Glikogen adalah simpanan polisakarida pada hewan dan kadang-kadang disebut pati hewani. Glikogen adalah struktur yang lebih bercabang dibandingkan amilopektin, dan rantainya terdiri dari 12-15 residu α-dglukopiranosa (dalam ikatan glukosida α1 → 4) dengan percabangan melalui ikatan glukosida α1 → 6. Granul glikogen otot (partikel-β) berbentuk bola dan mengandung hingga 60.000 residu glukosa; di hati terdapat granul serta roset granul glikogen yang serupa yang tampaknya adalah agregat partikeI-β.2 Gambar 4. Struktur Pati Glikolisis Glikolisis terjadi di sitosol dikarenakan keberadaan enzimnya yang terdapat di sitosol. Berikut ialah rangkaian reaksi yang terjadi selama glikolisis.2 a. Reaksi pertama, fosforilasi glukosa Pada reaksi ini, mula-mula glukosa harus diaktifkan dengan mengikatkannya pada molekul fosfat di bagian C6-nya sehingga glukosa akan berubah menjadi glukosa6-fosfat. Reaksi ini bersifat ireversibel dan dikatalisis oleh heksokinase (bila terjadi pada jaringan estrahepatik) dan glukokinase (bila terjadi di hati). b. Reaksi kedua, isomerisasi glukosa 6-fosfat dan fosforilasi fruktosa 6-fosfat Pada reaksi ini, glukosa 6-fosfat selanjutnya akan diubah menjadi isomernya, yaitu fruktosa 6-fosfat dengan menggunakan enzim fosfoheksosa isomerise dan akan dilanjutkan dengan pengikatan fosfat pada fruktosa 6-fosfat pada C1-nya menjadi fruktosa 1,6 bifosfat oleh enzim fosfofruktokinase. Reaksi ini ireversibel. Enzim fosfofruktokinase ialah enzim regulator atau enzim kunci untuk mengontrol kecepatan reaksi glikolisis. c. Reaksi ketiga, memecah heksosa menjadi dua triosa Pada reaksi ini, fruktosa 1,6 bifosfat yang terbentuk dari reaksi sebelumnya akan dipecah menjadi 2 molekul triosa, yaitu gliseraldehid 3-fosfat dan DHAP (dihidroksiaseton fosfat) yang dikatalisis oleh enzim aldolase. Kedua molekul triosa ini dapat saling terkonversi dengan enzim fosfotriosa isomerase. d. Reaksi keempat, oksidasi gliseraldehid 3-fosfat Reaksi akan dilanjutkan dengan mengoksidasi gliseraldehid 3-fosfat menjadi 1,3bifosfogliserat yang dikatalisis oleh enzim gliseraldehid 3-fosfat dehidrogenase, dan bersifat dependen NAD. Reaksi ini dapat dihambat oleh iodoasetat. Koenzim NAD pada reaksi ini akan masuk ke jalur rantai pernapasan untuk menghasilkan 3 ATP. e. Reaksi kelima, pelepasan fosfat dari 1,3-bifosfogliserat dan pemindahan fosfat Dalam reaksi ini, fosfat dari C1 pada 1,3-bifosfogliserat akan dilepas dan menghasilkan 3-fosfogliserat, reaksi ini dikatalisis oleh enzim fosfogliserat kinase. Fosfat yang dilepas akan dipindahkan ke ADP untuk membentuk 1 ATP tingkat substrat. Selanjutnya, reaksi akan diteruskan dengan isomerisasi 3-fosfogliserat menjadi 2-fosfogliserat dengan enzim fosfogliserat mutase. f. Reaksi keenam, dehidrasi 2-fosfogliserat Reaksi ini akan dikatalisis oleh enzim enolase yang melibatkan suatu dehidrasi untuk membentuk fosfoenolpiruvat (PEP). Reaksi ini dapat dihambat oleh fluorida. g. Reaksi ketujuh, pelepasan fosfat dari fosfoenolpiruvat Pada reaksi ini, fosfat dari fosfoenolpiruvat akan dipindahkan dan akan menghasilkan enolpiruvat oleh aktivitas enzim piruvat kinase. Fosfat yang dilepas akan dipindahkan ke molekul ADP untuk menghasilkan 1 ATP tingkat substrat. Enolpiruvat yang terbentuk akan diubah menjadi ketopiruvat secara spontan. Kemudian piruvat akan dioksidasi lebih lanjut untuk masuk ke Siklus Asam Sitrat di mitokondria. Bila dihitung, maka ATP yang dihasilkan dalam reaksi glikolisis ialah sebesar 10 ATP, dimana 2 ATP dipergunakan di awal untuk reaksi heksokinase dan fosfofruktokinase. Enam ATP didapat dari rantai pernapasan, sedangkan 4 ATP didapat dari pembentukan ATP tingkat substrat.2 Oksidasi Piruvat Piruvat yang sudah dihasilkan di sitosol kemudian akan diangkut ke dalam mitokondria untuk mengalami dekarboksilasi oksidatif menjadi asetil KoA oleh kompleks enzim piruvat dehidrogenase. Reaksi ini memerlukan koenzim NAD yang selanjutkan akan masuk ke jalur rantai pernapasan untuk menghasilkan 3 ATP. Piruvat dehidrogenase dikontrol oleh asetil KoA dan modifikasi kovalen. Apabila jumlah asetil KoA sudah terlalu banyak maka aktivitas kompleks enzim ini akan dikurangi. Bila kompleks enzim ini terikat fosfat, maka akan menjadi inaktif, namun ketika fosfat dilepaskan dari kompleks enzim ini, maka akan menjadi aktif. Inilah yang disebut sebagai modifikasi kovalen.2 Siklus Asam Sitrat Siklus asam sitrat merupakan serangkaian reaksi yang terjadi di mitkondria yang mengoksidasi gugus asetil pada asetil KoA dan mereduksi koenzim yang ter-reoksidasi melalui rantai pernapasan yang bertujuan untuk menghasilkan ATP. Siklus ini juga merupakan jalur bersama terakhir untuk oksidasi karbohidrat, lemak, dan protein.2 Gambar 5. Siklus Asam Sitrat. Berikut adalah rangkaian reaksi dari siklus asam sitrat.2 a. Siklus dimulai dengan penggabungan molekul asetil KoA dengan oksaloasetat yang membentuk asam sitrat dengan 6 atom C. Reaksi pengikatan ini dikatalisis oleh enzim sitrat sintase. b. Kemudian, reaksi akan dilanjutkan dengan isomerisasi sitrat menjadi isositrat oleh enzim akonitase. Reaksi ini terjadi dalam dua tahap, yaitu dehidrasi terlebih dahulu menjadi cis-akonitat dan kemudia rehidrasi membentuk isositrat. Reaksi dapat dihambat oleh fluoroasetat. c. Isositrat selanjutnya akan mengalami dehidrogenasi menghasilkan oksalosuksinat terlebih dahulu, untuk kemudian mengalami dekarboksilasi menjadi α-ketoglutarat. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim isositrat dehidrogenase. Koezim NAD diperlukan oleh enzim ini yang selanjutkan akan memasuki jalur rantai pernapasan untuk menghasilkan 3 ATP. d. α-ketoglutarat kemudian akan mengalami reaksi dekarboksilasi oksidatif yang dikatalisis oleh kompleks enzim α-ketoglutarat dehidrogenase untuk membentuk suksinil-KoA. Reaksi ini dapat dihambat oleh arsenit. Kompleks enzim untuk reaksi ini juga memerlukan koenzim NAD yang selanjutnya akan memasuki rantai pernapasan untuk menghasilkan 3 ATP. e. Suksinil KoA akan diubah menjadi suksinat dengan menggunakan enzim suksinat tiokinase. Reaksi ini ialah satu-satunya penghasil ATP tingkat subtrat dalam siklus asam sitrat. f. Suksinat selanjutnya akan diubah menjadi fumarat, reaksi ini dikatalisis oleh enzim suksinat dehidrogenase. Enzim ini mengandung FAD yang dapat masuk ke jalur rantai pernapasan untuk menghasilkan 2 ATP dengan mereduksi ubikuinon. Reaksi dapat dihambat secara kompetitif oleh malonat. g. Reaksi akan dilanjutkan dengan perubahan fumarat menjadi malat dengan enzim fumarase yang mengkatalisis penambahan air pada ikatan rangkap fumarat agar dapat membentuk malat. h. Reaksi terakhir, ialah reaksi yang mengubah malat untuk membentuk oksaloasetat kembali dan dikatalisis oleh enzim malat dehidrogenase. Enzim ini memerlukan koenzim NAD yang dapat memasukin jalur rantai pernapasan untuk menghasikan 3 ATP. Satu putaran dari siklus asam sitrat ini akan menghasilkan total 12 ATP, dimana 11 berasal dari rantai pernapasan sedangkan 1 sisanya berasal dari pembentukan ATP tingkat substrat. Apabila dijumlahkan, maka 1 molekul glukosa ketika sudah melewati glikolisis, oksidasi piruvat dan siklus asam sitrat akan menghasilkan 38 ATP, dimana 8 berasal dari glikolisis, 6 dari oksidasi piruvat dan 24 dari siklus asam sitrat (berjalan 2 kali putaran). Jumlah ini sangat berbeda dengan yang dialami oleh reaksi glukosa yang berlangsung anaerob yang hanya dapat menghasilkan 2 ATP dengan produk akhir asam laktat.2 Transport Karbohidrat Absorpsi dari karbohidrat dimulai setelah pencernaan dari karbohidrat selesai. Semua pencernaan karbohidrat selesai ketika semua karbohidrat diubah menjadi monosakarida. Pencernaan karbohidrat berakhir di tempat sama seperti tempat penyerapaanya, yaitu di usus halus. Penyerapan karbohidrat menjadi semakin lambat dari atas sampai bawah, misalnya penyerapan di jejunum lebih cepat ketimbang di ileum. Karbohidrat yang diserap harus dalam bentuk monosakarida karena karbohidrat tidak mampu untuk menembus lumen, namun disakarida yang mampu lepas dari pencernaan akan dserap di sel yang melapisi intestinal dan dihidrolisis. Ada 2 cara untuk mengabsorpsi karbohidrat, yaitu difusi sederhana dan transport aktif. Difusi sederhana bergantung kepada gradien konsentrasi, hampir seluruh karbohidrat diserap melalui mekanisme ini. Transport aktif merupakan mekanisme dimana penyerapan membutuhkan energi berupa ATP. Menurut Wilson dan Crane, zat yang diserap melalui transport aktif harus memiliki ciri sebagai berikut, mempunyai 6 ikatan carbon tertutup, 1 atau lebih karbon terhubung pada karbon 5, OH, kelompok yang terhubung pada karbon 2 harus memiliki konfigurasi yang sama yang terdapat dalam D-glukosa. Transport aktif yang terjadi melalui protein pembawa yang terletak di brush border sel epitel. Kemudian protein pembawa yang terlibat dalam transport aktif harus memiliki ciri, yakni punya 2 tempat melekat, spesifik terhadap gula, dan harus bergantung terhadap natrium. Transport terfasilitasi merupakan transport gula yang menbutuhkan carrier tapi tidak memerlukan energi, sebagai contoh Dfruktosa dan D-manosa. Transport terfasilitasi berbeda dengan transport aktif karena transport terfasilitasi bekerja secara 2 arah sedangkan transport aktif searah, transport aktif memerlukan energi dimana difusi terfasilitasi tidak memerlukannya. Persamaan antara kedua transport tersebut adalah sama-sama menggunakan protein pembawa, menunjukan kespesifikannya masing-masing, memiliki tempat perlekatan yang spesifik, keduanya memiliki konstanta pengikat untuk zat terlarut.4 Lemak Lipid adalah sekelompok senyawa heterogen, meliputi lemak, minyak, steroid, malam (wax), dan senyawa terkait, yang berkaitan lebih karena sifat fisiknya daripada sifat kimianya. Lipid memiliki sifat umum berupa (1) relatif tidak larut dalam air dan (2) larut dalam pelarut nonpolar misalnya eter dan kloroform. Senyawa ini merupakan konstituen makanan yang penting tidak saja karena nilai energinya yang tinggi, tetapi juga karena vitamin larut-lemak dan asam lemak esensial yang terkandung di dalam lemak makanan alami. Lemak disimpan di jaringan adiposa, tempat senyawa ini juga berfungsi sebagai insulator panas di jaringan subkutan dan di sekitar organ tertentu.2 Sumber Lemak Lemak pada makanan biasa dikenal dengan asam lemak, dapat ditemukan di makanan yang bersumber dari hewan ataupun tumbuhan. Lemak tertentu telah diindikasikan berbahaya bagi kesehatan, namun beberapa lemak ditemukan mampu memberikan dampak postif bagi kesehatan. Lemak dibagi menjadi 2 , yaitu lemak baik dan lemak jahat. Lemak yang dikatakan jahat merupakan lemak jenuh dan lemak trans. Lemak-lemak tersebut sangat berpotensial untuk membahayakan tubuh ditemukan dalam bentuk padat pada temperatur ruangan, contohnya seperti mentega dan margarin. Lemak jenuh dapat dikonsumsi, namun dalam frekuensi yang jarang. Lemak tersebut ditemukan dalam produk susu dan daging hewan, contohnya adalah susu, es krim, keju, minyak kelapa, dan lemak hewani. Lemak jenuh dan lemak trans mampu meningkatkan LDL (Low Density Lipoprotein) dan menurunkan HDL (High Density Lipoprotein). Sedangkan, pada lemak baik dibagi menjadi lemak tak jenuh tunggal dan jamak. Lemak tak jenuh tunggal mampu menurunkan kadar kolestrol darah dan mencegah resiko dari penyakit kardiovaskular. Lemak ini dapat ditemukan dalam kacagkacangan, minyak sayuran, alpukat. Lemak tak jenuh jamak atau biasa dikenal dengan sebutan lemak esensial karena tubuh tidak mampu untuk memproduksinya. Seperti lemak tak jenuh tunggal, lemak esensial mampu untuk menurunkan kadar kolestrol dan menurunkan resiko serangan kardiovaskular. Tipe dari lemak ini adalah asam lemak omega 3 yang terdapat pada salmon, sarden, herring, dan trout. Sebagai tambahan, asam lemak omega 6 pada lemak esensial dapat ditemukan dalam tofu, kacang kenari, biji-bijian.5 Metabolisme Lemak Pusat dari metabolisme lemak adalah asetil-KoA yang berasal dari karbohidrat. Pada siklus asam sitrat, senyawa sitrat akan dipecah kembali menjadi oksaloasetat, namun pada pembentukan lemak, sitrat tersebut diangkut ke dalam sitoplasma, tempat senyawa ini diurai kembali menjadi asetil KoA yang merupakan sumber karbon untuk reaksi yang terjadi pada kompleks asam lemak sintase.2 Oksidasi lemak terbagi menjadi 3 tahap besar, yaitu pengaktifan asam lemak disitosol, kemudian transport asam lemak aktif ke dalam mitokondria menggunakan protein carrier, yaitu carnitine, danβ-oksidasi asam lemak jenuh. Pengaktifan asam lemak dilakukan dengan enzim asil KoA sintase, reaksi ini membutuhkan 2 molekul fosfat agar terbentuk asil AMP. Setelah itu berikatan dengan KoA agar terbentuk asil KoA, dan dihidrolisis oleh fosfatase agar tidak kembali kebentuk asam lemak. Acil KoA yang terbentuk tadi harus dikirimkan ke inner mitokondria, namun inner mitokondria impermeable terhadap asil KoA. Oleh karena itu didalam makriks akan di degenerasi menjadi asil carnitine dan di bawa oleh carnitine translokase ke inner mitokondria dengan cara antiport translokase.Di dalam matriks mitokondria acil carnitine akan bereaksi dengan KoA yang dikatalisis oleh carnitine asyltransferase II (CAT-II), menghasilkan asil KoA dan carnitine. Hasil KoA didalam matrik mitokondria ini yang siap untuk mengalami β-oksidasi.2 β-oksidasi terbagi menjadi empat langkah. 1. Dehidrogenasi pertama Acyl-CoA Dehydrogenase mengkatalisis eliminasi hidrogen pada α-karbon, untuk menciptakan α, β-Asil-CoA Tak Jenuh (trans enoyl KoA). Membuthkan FAD yang akan dirubah menjadi FADH2 untuk menghasilkan 2 ATP. Ada 3 asil KOA dehidrogenase lemak, spesifik untuk panjang rantai asil yang berbeda, asil KoA dehidrogenase rantai panjang (lebih besar dari 12C), asil KoA dehidrogenase rantai menengah (6C sampai 12C), dan asil CoA dehidrogenase rantai pendek(4C sampai 6C). 2. Hidrasi Penambahan air melintasi ikatan rangkap, pemasukan gugus OH pada β-Carbon dengan enoil KoA hidroksilase menjadi β-hidroksilasil KoA. 3. Dehidrogenasi kedua (oksidasi) Oksidasi gugus OH ke fungsi karbonil oleh β-ketoasil KoAdehidrogenase, yang akan menghasilkan β-ketoasil KoA, yang merupakan senyawa keton. Disertai perubahan NAD+ menjadi NADH yang akan menghasilkan 3 ATP. 4. Thiolysis Pemotonganrantai akhir, dan tambahkan CoA ke kelompok keto yang baru dibuat oleh asil KoA asetil transferase atau disebut tiolase.Polimer tambahan Coenzyme-A diesterifikasi pada fungsi β-Keto, meninggalkan Acetyl-CoA dan Acyl-CoA dari dua karbon kurang. Asil KoA yang terbentuk diulang di β-oksidasi sampai terbentuk 2 asetil KoA. Asetil KoA dapat digunakan untuk sintesis asam lemak, menjadi energi melalui siklus asam sitrat, maupun sebagai cadangan energi disimpan dalam jaringan adiposa. Gambar 6. Proses β-oksidasi. Sintesis asam lemak dapat terjadi dikarenakan kelebihan energi, terdapat 2 proses utama, yaiu elongasi yang merupakan pembentukan rantai panjang, dan desaturasi agar terbentuk ikatan rangkap atau ikatan tidak jenuh. Senyawa awal dari proses ini adalah palmitat, yang dibentuk dari malonin KoA. Dengan bantuan katalisis dari enzim yang bernama asetil KoA karboksilase, asetil KoA dapat diubah menjadi malonil KoA. Dan diakhiri dengan hidrolisis pada 16 C (palmitat). Sintesis lemak juga terdiri dari 4 tahap, dimana Asetil KoA yang digunakanuntuk sintesis asam lemak sebagian besar berasal dari pemecahan glikolitik glukosa.2 1. Kondensasi Dimana Asetil (2C) dan Unit Malonyl (3C) berikatan menjadiacetoasetil-ACP (3ketobutyryl-ACP)(4C) + CO2. CO2 akan menghilang untuk memberikan energi bagi reaksi. Enzim yang berkerja pada reaksi ini adalahβ-ketoasil-ACP-sintase 2. Reduktasi keto Beta-karbonil akan dikurangi menjadi OH dengan bantuan NADPH yang dioksidasi menjadi NADP+. Hasil dari ini agar terbentuknya 3-hidroksilbutyryl-ACP.Enzim yang berkerja pada reaksi ini adalah β-ketoasil-ACP-reduktase. 3. Dehidrasi Kelompok OH dieliminasi menciptakan ikatan rangkap - alpha, beta-tak jenuh. Sesuai dengan namanya, proses ini akan kehilangan H2O, sehingga terbentuk trans-S2butenoil-ACP. Enzim yang berkerja pada reaksi ini adalah 3-hidroksilbutyryl-ACP dehidrgenase. 4. Reduktasi ikatan rangkap Tambahkan H melintasi ikatan ganda, membuat jenuh sepenuhnya. H didapatkan dari NADPH yang dioksidasi menjadi NADP+. Akhirnya terbentuk butyryl-ACP (4C), yang dapat dikondensasikan menjadi 3-ketoasil-ACP untuk proses siklus terus-menerus. Enzim yang berkerja pada reaksi ini adalah enol-ACP reduktase. 5. Pengulangan siklus lipogenesis. Malonil-ACP bergabung dengan 4C burtyryl-ACP untuk membentuk 6C. Rantai karbon diperpanjang oleh 2C setiap siklus. Sintesis asam lemak selesai ketika palmitolACP bereaksi dengan air menghasilkan palmitat (16C) dan ACP bebas.Palmitat akan menjadi asam lemak KoA untuk membentuk trigliserida, jika berikatan dengan gliserol3P. Fungsi Lemak Lipid memainkan beberapa peran dalam organisme. Lipid merupakan barier pelindung. Lipid terdiri dari membran sel dan beberapa struktur dinding sel pada tanaman. Lipid menyediakan penyimpanan energi untuk tanaman dan hewan. Cukup sering, fungsi lipid bersama protein. Fungsi lipid dapat dipengaruhi oleh perubahan pada kelompok kepala polar serta oleh rantai perifer.6 Fosfolipid membentuk fondasi untuk lapisan ganda lipid, dengan sifat amphipathiknya, yang membentuk membran sel. Lapisan luar berinteraksi dengan air sementara lapisan dalam ada sebagai zat berminyak yang fleksibel. Sifat cair membran membantu dalam fungsinya. Lipid tidak hanya membentuk membran plasma, tetapi juga kompartemen seluler seperti amplop nuklir, retikulum endoplasma (ER), peralatan Golgi, dan vesikel.6 Lipid juga berpartisipasi dalam pembelahan sel. Membagi sel mengatur konten lipid tergantung pada siklus sel. Setidaknya 11 lipid terlibat dalam aktivitas siklus sel. Sfingolipid berperan dalam sitokinesis selama interfase. Karena pembelahan sel menyebabkan ketegangan membran plasma, lipid muncul untuk membantu aspek pembelahan mekanis seperti kekakuan membran.6 Lipid menyediakan penghalang pelindung untuk jaringan khusus seperti saraf. Pelindung myelin pelindung yang mengelilingi saraf mengandung lipid.6 Lipid memberikan jumlah energi terbesar dari konsumsi, memiliki lebih dari dua kali jumlah energi sebagai protein dan karbohidrat. Tubuh memecah lemak dalam pencernaan, sebagian untuk kebutuhan energi segera dan yang lain untuk penyimpanan. Tubuh memanfaatkan penyimpanan lipid untuk berolahraga dengan menggunakan lipase untuk memecah lipid tersebut, dan akhirnya membuat lebih banyak adenosin trifosfat (ATP) untuk menguatkan sel.6 Lipid juga berperan dalam pensinyalan sel. Dalam sistem saraf pusat dan perifer, lipid mengontrol fluiditas membran dan membantu transmisi sinyal listrik. Lipid membantu menstabilkan sinapsis.6 Lipid sangat penting untuk pertumbuhan, sistem kekebalan tubuh yang sehat dan reproduksi. Lipid memungkinkan tubuh untuk menyimpan vitamin dalam hati seperti vitamin A, D, E, dan K. yang larut dalam lemak. Kolesterol berfungsi sebagai pendahulu hormon seperti estrogen dan testosteron serta progresteron. Itu juga membuat asam empedu, yang melarutkan lemak. Hati dan usus menghasilkan sekitar 80 persen kolesterol, sedangkan sisanya diperoleh dari makanan.6,7 Transport Lemak Transport lemak berbeda dari penyerapan karbohidrat karena lemak tidak larut dalam air dan harus dipindahkan dari kimus cair melalui larutan cairan tubuh. Oleh karena itu, lemak harus mengalami beberapa transformasi fisik dan kimiawi untuk mengatasi masalah selama pencernaan dan penyerapannya.8 Ketika lambung dikosongkan ke dalam duodenum, lemak yang tertelan bergumpal membentuk agregat butir besar trigliserida yang mengapung di kimus. Melalui efek garam empedu, di lumen usus halus, butiran lemak mampu terurai menjadi emulsi lemak yang terdiri dari butiran-butiran halus sehingga luas permukaan lemak yang dicerna oleh lipase pancreas sangat meningkat. Misel merupakan partikel larut air yang dapat mengangkut produk akhir pencernaan lemak di dalam interior yang larut lemak. Setelah misel mencapai membrane luminal sel epitel, monogliserida, dan asam lemak bebas secara pasif berdifusi dari misel menembus komponen lemak membrane sel epitel untuk masuk ke interior sel. Setelah produk lemak meninggalkan misel dan diserap menembus membrane sel epitel, misel dapat menyerap monogliserida dan asam lemak bebas lain, yang dihasilkan dari pencernaan molekul trigliserida dalam emulsi lemak. Garam empedu secara terus menerus mengulangi fungsi melarutkan lemak di sepanjang usus halus sampai semua lemak terserap. Kemudian garam empedu itu sendiri diabsorpsi di ileum terminal olh transpor aktif khusus. Proses ini dinilai efektif karena garam empedu dalam jumlah yang sedikit tidak mampu memudahkan penyerapan serta pencernaan dalam jumlah besar. Dengan setiap garam empedu melakukan fungsi pengangkutan berulang sebelum akirnya direabsorpsi.8 Setelah berada d interior sel epitel, monogliserida dan asam lemak bebas diresintesis menjadi trigliserida. Trigliserida ini menyatu menjadi butir-butiran lalu dibungkus oleh lipoprotein yang disintesis oleh reticulum endoplasma. Akibatnya, butiran lemak larut air. Butiran lemak yang telah dibungkus disebut dengan kilomikron, dikeluarkan oleh eksositosis dari sel epitel ke dalam cairan interstisium di dalam vilus. Kilomikron kemudian masuk ke lateral sentral dan bukan kapiler karena perbedaa structural antara kedua pembuluh ini. Kapiler memiliki membrane basal yang mencegah kilomikron masuk, tetapi pembuluh limfe tidak memiliki penghalang ini. Oleh karena itu, lemak dapat diserap ke dalam pembuluh limfe tetapi tidak dapat langsung ke dalam darah.8 Penyerapan atau transfer monogliserida dan asam lemak bebas dari kimus menembus membrane luminal sel epitel usus adalah suatu proses pasif karena produk akhir lemak yang larut lemak hanya larut dan melewati bagian lemak membrane. Namun, keseluruhan rangkaian kejadian yang diperlukan untuk absorpsi lemak memerlukan energi. Sebagai contoh, garam empedu disekresikan secara aktif oleh hati dan resisntesis trigliserida dan pembentukan kilomikron di dalam sel epitel adalah proses yang aktif.8 Setelah itu, metabolisme kolesterol yang dimediasi lipoprotein dapat dibagi menjadi jalur eksogen dan endogen. Jalur eksogen adalah salah satu cara penting untuk mengangkut kolesterol ke jaringan tubuh (kilomikron → VLDL → IDL → LDL), di bawah aksi lipoprotein lipase (LPL) dan lipase hepatik (HL). Jalur endogen memberikan ester kolestriil kembali ke hati, bekerja bersama secara bersamaan dengan transporter kaset pengikat ATP A1 (ABCA1), enzim lecithin-cholesteryl acyltransferase (LCAT), serta reseptor HDL reseptor B1 (SR-BI) atau lainnya reseptor HDL tidak dikenal (HDLR). . Selain itu, cholesteryl ester transfer protein (CETP) melakukan heteroexchange trigliserida dan ester kolesteri antara VLDL / LDL dan HDL, dengan mengurangi eliminasi kolesterol.9 Kesimpulan Karbohidrat dan lemak merupakan zat esensial yang sangat dibutuhkan bagi tubuh. Karbohidrat berperan dalam memberikan asupan glukosa bagi jaringan, namun penggunaannya harus dalam bentuk monosakarida sehingga mampu dialirkan ke seluruh tubuh. Pada lemak, fungsi terpenting adalah sebagai cadangan energi dan juga merupakan prekusor dari hormonehormon steroid. Pada kasus ini, anak tersebut menderita obesitas akibat terlalu banyak mengonsumsi gula dan lemak tanpa disertai dengan aktivitas fisik sehingga lemak dan glukosa yang berlebih tidak akan digunakan dan disimpan sebagai bentuk lemak dalam tubuh. Genetic juga berperan dalam meningkatkan kejadian obesitas. Oleh karena itu, pentingnya penulisan makalah ini ditujukan untuk menjelaskan mengenai fungsi serta metabolism lemak dan karbohidrat sehingga mampu mengerti kondisi yang tidak sesuai akibat pengonsumsian tidak terkontrol. Daftar Pustaka 1. Septiani, R. and Raharjo, B. (2017). Pola Konsumsi Fast Food, Aktivitas Fisik dan Faktor Keturunan Terhadap Kejadian Obesitas (Studi Kasus pada Siswa SD Negeri 01 Tonjong Kecamatan Tonjong Kebupaten Brebes). Public Health Perspective Journal, 2(3), pp.262-269. 2. Murray RK,Granner DK,Mayes PA,Rodwell VW. Harper’s illustrated biochemistry. 30th Ed. Chicago: The McGraw-Hill Education; 2015. 3. Sources and types of carbohydrates and sugars [Internet]. Srasanz.org. 2019 [cited 12 October 2019]. Available from: https://www.srasanz.org/sras/basics-sugar/sourcessugar/ 4. Medsnell.com. (2019). [online] Available at: https://www.medsnell.com/absorptionof-carbohydrates/ [Accessed 13 Oct. 2019]. 5. Healthline. (2019). Good Fats, Bad Fats, and Heart Disease. [online] Available at: https://www.healthline.com/health/heart-disease/good-fats-vs-badfats#polyunsaturated-fat [Accessed 13 Oct. 2019]. 6. Anon, (2019). [online] Available at: https://sciencing.com/lipids-facts-and-functions13714439.html [Accessed 13 Oct. 2019]. 7. Pathway Genomics. (2019). All You Need to Know About Lipids - Pathway Genomics. [online] Available at: https://www.pathway.com/blog/all-you-need-to-know-aboutlipids/ [Accessed 13 Oct. 2019]. 8. Sherwood, L. (2019). Dari Sel Ke Sistem. 6th ed. Jakarta: EGC, pp.682-686. 9. Pathway Genomics. (2019). All You Need to Know About Lipids - Pathway Genomics. [online] Available at: https://www.pathway.com/blog/all-you-need-to-know-aboutlipids/ [Accessed 13 Oct. 2019].
