4. Dr. Andriani - Met KH

7/23/2019 4. Dr. Andriani - Met KH

http://slidepdf.com/reader/full/4-dr-andriani-met-kh 1/52

METABOLISME

sriwidiaaj/metab KH/UNTAN08



METABOLISME

Proces bagaimana sel memperoleh, mengubah,menyimpan dan menggunakan energi

Ilmu yang mempelajari mengenai proses kimia,regulasi dan energetika reaksi di dalam sel biologi

Semua organisme menggunakan jalur

metabolisme yang sama untuk memperoleh dan

menggunakan energi




Pada manusia

Metabolisme merupakan serangkaian reaksi

perubahan yang dialami oleh suatu senyawa

setelah mengalami absorpsi melalui sal

pencernaan, digunakan untuk sintesis komponen

jaringan (anabolisme) atau pemecahan /

perubahan (katabolisme) dan dikeluarkan dari

tubuh

Proses metabolisme diregulasi melalui sistem

saraf dan hormonal dengan ketat




METABOLISME

KATABOLISME jalur pemecahan / oksidasi suatu

senyawa, menghasilkan energi

ANABOLISME jalur sintesis suatu senyawa,memerlukan energi


ATP

Prot, KH, lipid

CO2 + H2O

Makanan Molekul <<

pencern abs a n

a b o l i s m

e

k a t a b o l i s m e




KATABOLISME

Jalur degradasi molekul organik kompleks (lemak, KH, protein men!adi molekulseder"ana (laktat, piru#at, !"#, $#" and %$&)

'itandai oleh reaksi oksidasi, penglepasan energi dari makanan, ditangkap dalam bentuk P

Proses katabolik melepaskan energi potensialnyayang berasal dari makanan dan

mengumpulkannya dalam bentuk senyawa antarametabolisme



Ta"ap kata$olisme

Ta"ap I Pemecahan makromolekul menjadi

building blocks * protein → asam amino* triasilgliserol → asam lemak + gliserol

* polisakarida→ glukosa

Ta"ap II sam amino, asam lemak, monosakarida

dioksidasi menjadi asetil KoA

Sebagian energi dilepaskan dan ditangkapdalam bentuk NA%H dan AT& asetil KoA ' merupakan produk

kata$olisme $ersama dari protein, $ danlemak




Ta"ap III

setil o masuk siklus asam sitrat,dioksidasi menjadi O

)

*os+orilasi oksidati+ dalam rantaiperna+asan ' meng"asilkan AT&

H)O



http://slidepdf.com/reader/full/4-dr-andriani-met-kh 8/52sriwidiaaj/metab KH/UNTAN08

e-

Protein KH Lipid

glukosa Asam

lemak

%$&setil o

Siklus !

CO2

H)O -

AT&

-P

Katabolisme Konvergen



ANABOLISME

&em$entukan molekul $esarkompleks dari molekul prekursorke.il

( asam amino → protein, piru.at → glukosa, nukleotida → '%, etc)

nergi berasal dari AT&, NA%H /NA%&H dari katabolisme




TAHA& ANABOLISME ' 0 ta"ap∼ kata$olisme

Metabolit sederhana→ makromolekul

Memerlukan energi ( P, %'P$ )

di#ergen




nabolisme dan katabolisme berkaitan satu

sama lain

P merupakan carrier uni.ersal energibiokimia

Pendauran P merupakan tujuan utamametabolisme



http://slidepdf.com/reader/full/4-dr-andriani-met-kh 12/52sriwidiaaj/metab KH/UNTAN08

Protein $ 0ipid

glukosa

s lemak +gliserol

Piru.at

setil o

$#"

%$&

!"#

P AT&

AT&

A T &

AT&

Ta"ap I

Ta"ap II

Ta"ap III

Makro mol

1$uilding$lo.k2

&rodukkata$$ersama

Produk akhirkatab

Siklus

TCA



METABOLISMEKA3BOHI%3AT




arbohidrat 123*423 dari intake 5ungsi sumber energi untuk proses

metabolisme & monosakarida utama yang diserap

amilum intestin glukosa

sukrosa fruktosa

laktosa galaktosa

6lukosa, fruktosa, galaktosa setelah diserapdari

usus dibawa ke hati

$ati mengubah fruktosa, galaktosa glukosa

$ yang digunakan sebagai energi oleh sel glukosa sriwidiaaj/metab KH/UNTAN08



$ati Sebagian glukosa dioksidasi P

(melalui proses glikolisis di hati)

'isimpan sebagai glikogen (melaluiglikogenesis)

'itransport keluar ke jaringanekstrahepatik untuk dioksidasi P(glikollsis untuk otak, eritrosit, otot, jar

adiposa)

elebihan intake of $ disimpansebagai lemak (melalui lipogenesis)




ransport glukosa ke hati * perlu insulin

otak absolut memerlukan glukosa sebagai sumber

energi glukosa !"# + $#" + P

glukosa darah pusing, sakit kepala koma

eritrosit

absolut memerlukan glukosa glukosa piru.at laktat + P




"tot dapat menggunakan berbagai sumberenergi

* glukosa darah * glikogen otot

* asam lemak

glukosa piru.at asam laktat + P (anerob)

!"# + $#" + P (aerobic)

7aringan adiposa dapat mengggunakan energiatau disimpan sebagai cadangan energidalam bentuk triasilgliserol

glukosa !"# + $#" + P (glikolisis)

triasilgliserol ( lipogenesis )




708- M9"0ISM $

4likolisis $MP ( Hexose Mono Phosphate ) shunt 6likogenesis

6likogenolisis 6luconeogenesis 7alur asam uronat

7alur gula amino Siklus asam sitrat ( siklus rebs )




4LIKOLISIS

Jalur meta$olisme utama 5ang dialamiglukosa ' meng"asilkan energ untuksel / !aringan

Berlangsung di dalam sitosol semua sel

Ta"ap I 6 glukosa mengalami +oa+orilasi 'ole" "eksokinase atau glukokinase 'meng"asilkan 476&

4 76& ' 8at antara penting '$er"u$ungan dengan 6 HM& s"unt 6 glikogenesis 6 glikogenolisis

6 glukoneogenesissriwidiaaj/metab KH/UNTAN08



&E3BE%AAN HEKSOKINASE 6 4L9KOKINASE

$ 6

* di semua sel * hanya di sel hati dan ginjal* en:im konstitutif * en:im indusibel* diinhibisi oleh produk * tidak diinhibisi oleh

produknya( 6 ;*P )

* a<nitas terhadap glukosa * a<nitas terhadapglukosa

(m untuk glukosa) ( m untukglukosa )

* dapat memfosforilasi* hanya memfosforilasi glukosa

heksosa lainnya* fungsi= menyediakan energi * fungsi= me kadarglukosa

untuk jaringan darah setelah makan




4LIKOLISIS (7alur mbden*Meyerho>)

7alur metabolisme utama glukosa menghasilkan energi

? mol glukosa ( ; ! ) dipecah menjaadi

# mol piru.at (& ! ) melalui beberapatahap

9erlangsung di sitosol semua sel

'apat berlangsung dalam keadaan * aerob

* anaerob




ALUR GLIKOLISIS (jalur Embden-Meyerhoff)

4lukosa - AT& →

glukosa 76& - A%&4lukosa 76& ↔ +ruktosa 76&

*ruktosa 76& - AT& → +ruktosa :,76B& - A%&

*ruktosa :,76B& ↔ di6OHaseton6& - gliseralde"id 06&

4liseralde"ide 06& - &i - NA% ↔ :,06$is+os+ogliserat -

NA%H - H-

:,06$is+os+ogliserat - A%& ↔ 06& gliserat - AT&

06& gliserat ↔ )6& gliserat

)6& gliserat ↔ &6enolpiru#at - H)O

&6enol piru#at - A%& → piru#at - AT&




4LIKOLISIS AE3OB

9erlangsung pada keadaan cukup "# Produk akhir = piru.at Pada keadaan aerob, piru.at akan

dioksidasi lebih lanjut di dalam mitokondria

menjadi asetil o menghasilkan !"# +$#" + P .ia siklus asam sitrat energi yang dihasilkan / mol glukosa = &4

P

gluk piru.at piru.at asetilo !"# + $#" + P




4likolisis Aero$




4LIKOLISIS ANAE3OB 9erlangsung pada keadaan anaerob di

semua sel dan sel darah merah produk akhir = laktat piru.at direduksi menjadi laktat oleh

laktat dehidrogenase ( 0'$ ), perlu %'$ energi yang dihasilkan= # P/ mol glukosa


luk !P 2 piru"at 2 Laktat

HK#K L$H

%A$H

+ H+

%A$+



4LIKOLISIS %ALAM S%M

Produk akhir= selalu laktat ( walaupunkondisi lingkungan sekitar aerob)

Menghasilkan #,&*bisfosfogliserat (#,&*9P6) * memfasilitasi penglepasan "#dari hemoglobin di jaringan dimanap"# rendah





Asetil KoAoksaloasetat

4lukosa

4lukosa 76&4l5.ogen

*ruktosa :,76B&

4liseralde"id 06&

%i6OH a.etone &

:,06B& 4liserat

06& 4liserat

pru#at

pru#at

AT&

*ruktosa 76&

AT&

NA%-

NA%H - H

-

AT&

AT&

sitrat

K4+umarat

malat

&%H

Mitokondria

Sitosol0aktat L%H

GLIKOLISIS

HK

PFK

GAPDH

PK

TCA

cycle

CO2



%EKA3BOKSILASI OKSI%ATI* &I39;AT 6ASETIL KOA

'ikatalisis oleh piru.at dehidrogenase (P'$ ) suatu kompleks protein, perlu koen:ime =

* coen:im ( o )

* asam lipoat

* tiamin pirofosphat ( PP )

* @a.in adenine dinukleotida ( 5' )

* niasinamid adenin dinukeotida ( %' )

P'$Piru.at asetil o +

!"#


KoA, as lipoat, TPP&A$,

%A$+

&A$H,

%A$H + H+CO2 + ATP

'C



SIKL9S K3EBS (.itri. a.id .5.le, tri.ar$o<5li.a.id .5.le

Serangkaian reaksi yang membentuk siklus

erjadi di dalam matriks mitokondria

7alur metabolisme bersama untuk oksidasi $,lemak dan protein diubah menjadi asetil oatau intermediat siklua !

peran kata$olik

7uga berperan dalam glukoneogenesis,transaminasi/deaminasi asam amino, lipogenesis

peran ana$olik

&E3AN AM*IBOLIK SIKL9S K3EBSsriwidiaaj/metab KH/UNTAN08




Siklus TCA # Krebs

glukosa Asam lemak Asam amino




glukosa Asam lemak Asam amino

Asetil KoA

sitrat

isositrat

-ketoglutarat

suksinil KoAsuksinat

fumarat

malat

oksaloasetat

AD

2H2H

2H

F!

Ko"

#it b

#it c

#it aa$

H2O

2H

∼P

∼

P

∼P

Fosforilasi oksi%atif

Peran katabolik

siklus TCA




Asetil KoA

Sitrat

-ketoglutarat

#uksinil KoA

&alat

Oksaloasetat Asam lemak

asam amino

Heme

Glukoneogenesis

Asam amino

Peran anabolik siklus TCA



HM& SH9NT(&entose p"osp"ate pat"=a5

7alur oksidasi alternatif bagi glukosa, di sampingglicolisis

5ungsi = bukan menghasilkan energi, tetapi untukmenhasilkan* %'P$ untuk sinthesis of asam lemak,

steroid,hormon, perlindungan sel terhadapkerusakan oksidatif

* ribosa untuk sintesis of asam nukleat('%/%)

9erlangsung di sitosol sel hati, jaringan mammaesedang laktasi, gonad, korteks adrenal, hati,eritrosit




$MP shunt * # tahap=

IA 'ehidrogenasi and dekarboksilasi of 6;*P to ribulose B*P dikatalisis oleh 6 ;*Pdehidrogenase (6;P '$)


lukose !(P 'ibulose )(P

%A$P %A$PH

!P $H



IIA -esintesis 6 ;*P dari ribulose B*P melaluiserangkaian reaksi, dikatalisis oleh en:im

transketolase dan transaldolase, perlu koen:im PP

( pengukuran akti.itas transketolase untukmendiagnosis de<siensi tiamin)


'ibulose )(P lukosa !(P

Transketolase, transaldolase

TPP



4LIKO4ENESIS

(sintesis glikogen dari glukosa)

9erlangsung di jaringan hati dan otot

glikogen bentuk cadangan karbohidrat padahewan

(analog dengan amilum pada tanaman)

* polimer glukosa dengan ikatan ?,C*

glikosidik ( antara !? glukosa yang satu

dengan !C glukosa disebelahnya)

* pada percabangan, ikatan ?,;*glikosidik

n:im * glikogen sintetase

* branching enzymes





#intesis glikogen

lukosa

!(P

*(P

$Plukosa likoen

TP

PPi

likoen sintase

-acti"e.

likoen sintase

-inakti/.

ATP

A$PProtein kinase A Protein /os/atase

Pi+ insulin( lucaon




likoen

sintase

Branching

enzyme

'iosintesis glikogen

likoen primer

ikatan*,0(

likosidik

1katan *,!(

likosidik




glukosa

G (-P

G )-P

Glikogen

*nit glukosil

)→ + , )→

(

ATP

ADP

Pi

Glukosa bebas

%ebrancing en.yme/

fosforilase

Debrancing

en.yme*DPG

Glikogen !rimer

Branching

enzyme

)→ + unit glukosil

Glikogen

sintase

GK G (-Pase

likoenolisis

Sintesis

likoen *TP

cAMP +(

lukaon

1nsulin(

+



4LIKO4ENOLISIS

6likogenolisis hati 'iubah menjadi glukosa (6likogen → 6 ?P →

6 ; P → glukosa) 9ila diperlukan untuk jaringan (pada keadaan

puasa)

hasil akhir = glukosa bebas

6likogenolisis otot 8ntuk keperluan otot sendiri

$asil akhir= glucose ;*P karena otot tidakmengandung en:im 6*;Pase glikogenolisis berlanjut dengan glikolisis di

dalam otot




6likogenolisis hati

8ntuk mempertahankan kadar glukosa darahdalam batas normal untuk keperluan energi

jaringan

Penting untuk suplai glukosa pada jaringantertentu terutama * otak, sel darah merah

$asil akhir glukosa bebas, berdifusi ke dalamdarah diambil oleh jaringan

n:ime = * 6likogen fosforilase* 6likogen transferase * debranching enzyme





likoen

/os/orilase

lukan

trans/erase

Taa! glikogenolisis

Debranching

enzyme

Pi

lukosa bebas



4L9KONEO4ENESIS(sintesis glukosa dari $a"an non6KH

erjadi bila tidak terdapat cukup $ dalammakanan

glukosa mutlak diperlukan sebagai sumber

energi oleh jaringan tertentu 7aringan yang paling aktif * hati, ginjal

Proses glukoneogenesis kebalikan proses

glikolisis , kecuali pada beberapa tempat,diperlukan en:im khusus ( en8im kun.i




su$strat glukoneogenesis

laktat ( berasal dari produk laktatdehidrogenase)

gliserol ( berasal dari pemecahan t a g jaringan adiposa)

Asam amino glukogenik ( dari

intermediate siklus ! * +umarat,oksaloa.etat, 6ketoglutarat


Glukosa




Glukosa

F (P

Piruvat

Asetil KoA

sitratOksaloasetat

likolisis

Gluoneogenesis

TCA

G(Pase

&alat

P0P

F)1('P

G (P

F)1('Pase

Pir karboksilase

Pir karbokskinase

Laktat, Asam

amino

liserol

Asam amino

Asam amino



Siklus ori sam laktat yang terbentuk pada proses

glikolisis otot (anaerob) dan sel darah merah ditransport ke hati dan ginjal diubahkembali menjadi glukosa masuk sirkulasi ditangkap kembali oleh jaringan otot

Siklus glukosa ' alanin lanin (dari pemecahan protein otot pada

kelaparan) ditransport ke hati diubahkembali menjadi glukosa masuk sirkulasi

ditangkap oleh jaringan otot ditransaminasimenjadi alanin







3E49LASI 4L9KOSA %A3AH

postprandial ( setelah makan ) adar glukosa darah naik sampai ?C2 mg/d0

segera masuk ke dalam jaringan dalambeberapa jam kembali kepada kadar semula

adar glukosa darah yang * menstimulasisekresi insulin dari pankreas * glukosa masuksel jalur metabolisme yang mengkonsumsi

glukosa * glikolisis, glikogenesis, $MPshunt * kadar glukosa darah kembalinormal




9ahkan pada keadaan puasa selalu terdapatkonsentrasi glukosa dalam batas tertentu ( ;2 *D2 mg/d0 )

"lah raga / puasa

adar glukosa darah * menstimulasi sekresihormon glukagon dari pankreas, epinefrin dari

medula adrenal * glikogenolisis, glukoneogenesis

* kadar glukosa kembali normal

Insulin E glukagon meregulasi kadar glukosa darah




Insulin

9erperan utama dalam regulasi kadarglukosa darah

'isekresi sebagai respon langsungterhadap hiperglikemia yang terjadisetelah makan

memfasilitasi ambilan glukosa ke dalam jaringan ekstrahepatik

menstimulasi hati untuk menyimpan

glukosa sebagai glikogen Menstimulasi glkoolisis, $MP shunt Menstimulasi lipogenesis di jaringan

adiposa




4lukagon

9erlawanan dengan kerja insulin 'isekresis sebagai reapons terhadap

hipoglikemia Mengakti.asi glukoneogenesis dan

glikogenolisis




Terima kasih

Documents

4. Dr. Andriani - Met KH