BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Problem berat badan berlebih bukanlah masalah baru bagi masyarakat kita. Masalah
obesitas banyak dialami oleh berbagai macam kalangan, mulai dari anak-anak hingga
orangtua. Seiring bertambahnya tahun masalah kelebihan berat badan mengalami
kenaikan secara kuantitas di berbagai belahan dunia, khususnya di negara maju. Di
Indonesia sendiri trend seperti ini dapat kita lihat terjadi di kota-kota besar seperti Jakrta
dimana ritme kehidupan berlangsung lebih cepat sehingga gaya hidup menjadi serba
instan.
Seperti yang telaha dikatakan diatas, faktor utama timbulnya permasalahan ini ialah gaya
hidup yang serba instan. Makanan yang beredar sekarang pun sebenarnya merupakan
“prekursor” terhadap timbulnya problema kelebihan berat badan. Banyak makanan junk
food yang selain mengandung kalori dalam jumlah berlebih juga tidak seimbang dalam
komposisi gizinya. Selain itu kurangnya olahraga sebagai faktor peyeimbang terhadap
sedikitnya gerak/aktivitas sehari-hari juga dapat memicu timbulnya kelebihan berat
badan.
Kelebihan berat badan memiliki resiko yang sangat buruk bagi kesehatan. Berbagai
penyakit dapat timbul sebagai akibat dari kelebihan berat badan, antara lain obesitas,
diabetes melitus, hipertensi, bahkan gangguan jantung. Oleh karena itu penting bagi kita
untuk menghindari kelebihan berat badan.
Melalui makalah ini, penulis akan membahas tentang batasan kelebihan berat badan serta
status gizi yang dipakai untuk menentukan apakah individu termasuk dalam golongan
kelebihan berat badan. Selain itu akan dibahas tentang keseimbangan dalam komposisi
karbohidrat, protein dan lemak agar didapat diet yang baik sesuai dengan pedoman gizi.
Semoga setelah membaca makalah ini, pembaca dapat mengerti tentang diet yang
seimbang serta menerapkannya dalam kehidupan sehari-hari.
B. Tujuan
Adapun tujuan pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui batasan berat badan berlebih.
1
2. Memahami tentang konsumsi karbohidrat, protein dan lemak serta keseimbagan
komposisinya dalam diet sehari-hari.
2
BAB II
ISI
A Definisi berat badan berlebih
Berat badan seseorang dipengaruhi oleh tingkat pemenuhan kebutuhan gizinya. Adapun
kebutuhan gizi seseorang dipengaruhi oleh tinggi badan, berat badan, umur serta jenis
kelaminnya. Setiap individu memiliki tingkat pemenuhan yang beragam terhadap
berbagai jenis bahan makanan.
Kebutuhan gizi seseorang juga meningkat seiring dengan pertumbuhan yang ia alami.
Pada masa pertumbuhan (masa pubertas) kebutuhan gizi relatif lebih tinggi dibandingkan
saat kanak-kanak untuk menunjang laju kerja hormon pertumbuhan seorang manusia.
Peningkatan kebutuhan gizi juga dapat terjadi pada ibu yang sedang hamil maupun
menyusui. Hal ini adalah normal karena selain memberi nutrisi bagi dirinya sendiri, ibu
hamil dan menyusui juga memberi nutrisi bagi bayi yang dikandungnya. Selain itu, pada
orang yang sering melakukan aktivitas fisik lebih dari orang normal (seperti pada atlet),
tentu saja memerlukan nutrisi yang lebih besar sebagai penyeimbang terhadap tingkat
kebutuhan gizinya.1 Yang terakhir pada keadaan patologis tertentu, dibutuhkan asupan
gizi yang cukup sehingga tubuh dapat segera kembali ke fungsi homeostasisnya.
Adapun zat yang diperlukan sebagai komponen pemenuhan gizi setiap individu ialah:
Kalori
Protein
Lemak
Karbohidrat
Vitamin
Mineral
Air
Pembahasan dari masing-masing komponen gizi ini akan lebih didalami pada sub bagian
konsumsi karbohidrat, protein dan lemak.
Darimanakah kebutuhan makanan ini kita dapatkan? Tentunya melalui pemenuhannya
dalam kebutuhan makanan sehari-hari-hari. Penilaian tentang menu makanan baik secara
kualitatif dan kuantitatif diperlukan dalam menentukan komposisi gizi makanan. Oleh
karena itu secara rata-rata setiap makanan telah digolongkan dalam kelompok tertentu
dalam hubungannya degan pemenuhan salah satu atau beberapa unsur zat gizi. Contohnya
saja nasi digolongkan ke dalam makanan berkarbohidrat tinggi, meskipun di dalamnya
juga terdapat kandungan protein (berdasarkan data didapatkan dalam 100 gram nasi
terkandung 78,9 gram karbohidrat dan 7,4 gram protein).1
3
Penggolongan ini perlu untuk menilai proporsi makanan yang baik dalam menu sehari-
hari sesuai dengan kebutuhan gizi seseorang. Standar utama untuk menilai kualitas
makanan sehari-hari ialah makanan tersebut memenuhi syarat 4 sehat 5 sempurna. Apa
saja yang termasuk dalam 4 sehat 5 sempurna?
Gambar 1 : Piramida Makanan
Gambar diatas menunjukan tentang piramida makanan. Pada piramida makanan ini
tergambar proporsi dan komposisi dari masing-masing komponen zat gizi. Yang
dimaksud dengan makanan 4 sehat 5 sempurna adalah bahan makanan yang terdapat di
dalam piramida makanan ini ditambah dengan asupan susu setiap hari.2 Adapun keempat
bahan lain selain susu ialah:
Karbohidrat kompleks : yang dimaksud dengan karbohidrat kompleks ialah makanan
yang mengandung oligosakarida dan polisakarida (lebih dari 2 gugus gula). Bahan
makanan yang mengandung karbohidrat kompleks ialah nasi, roti, mie, kentang,
umbi-umbian ataupun sagu.
Vitamin dan Mineral : bahan makanan ini merupakan jenis bahan makanan kedua
terbanyak yang harus diberi. Fungsinya tentu saja menjaga kestabilan proses dalam
tubuh. Adapun bahan makanan yang mengandung vitamin dan mineral adalah sayur
dan buah-buahan.
Protein : bahan makanan yang mengandung protein berfungsi sebagai zat
pembangun tubuh. Protein memiliki fungsi yang sangat khas dan penting bagi
kelanjutan struktural tubuh. Oleh karena itu asupan protein seperti yang terkandung
di dalam daging, ikan, tahu, tempe, dan kacang-kacangan menjadi hal yang penting
bagi tubuh.
4
Karbohidrat simpleks: yang dimaksud dengan karbohidrat simpleks ialah bahan
makanan yang mengandung monosakarida dan disakarida yang lebih mudah
mengalami oksidasi di dalam tubuh untuk menghasilkan energi. Frekuensi makan
karbohidrat simpleks ialah yang terkecil dibanding zat gizi yang lain. Bahan
makanan seperti madu mengandung jenis karbohidrat ini.2
Susu sebagai pelengkap yang berfungsi membantu pertumbuhan tulang dan gigi.
Adapun komposisi yang normal dari ketiga bahan makanan utama yaitu protein 10-15%
total kalori/hari, lemak 20-35% total kalori/hari dan karbohidrat 65-70% total kalori/hari.
Komposisi ini bukanlah hal yang mutlak karena hanya berdasarkan rata-rata kelompok,
sedangkan kebutuhan setiap individu bervariasi tergantung pada berbagai faktor antara
lain aktivitas sehari-hari.
Setelah dikonsumsi, bahan makanan akan dioksidasi dalam tubuh. Hasil oksidasi tersebut
adalah berupa energi. 1 gram lemak menghasilkan energi sebesar 9 kkal/gram. Sedangkan
1 gram protein dapat menghasilkan 4 kkal/gram. 1 gram karbohidrat menghasilkan 4
kkal/gram. Sehingga bila diketahui kadar karbohidrat, protein dan lemak dari berbagai
bahan makanan, kita dapat mengetahui jumlah kalori suatu bahan makanan dan asupan
kalori perhari seseorang.1,2
Pola makan yang baik bagi pemenuhan kebutuhan sehari-hari dirumuskan melalui
pedoman umum gizi seimbang (PUGS). Ada 13 poin dalam penjabaran PUGS. 13
langkah ini adalah penjabaran dari 4 sehat 5 sempurna dalam kehidupan sehari-hari. Yang
dimaksud dengan PUGS ialah:
1. Makanlah aneka ragam makanan.
2. Makanlah makanan utk memenuhi kecukupan energi.
3. Makanlah makanan sumber karbohidrat setengah dari kebutuhan energi.
4. Batasi konsumsi lemak dan minyak sampai seperempat dr kebutuhan energi.
5. Gunakan garam beryodium.
6. Makanlah makanan sumber zat besi.
7. Berikan saja pada bayi sampai umur 6 bln dan tambahkan MP-ASI sesudahnya.
8. Biasakan makan pagi.
9. Minumlah air bersih yg aman dan cukup jumlahnya.
10. Lakukan aktivitas fisik secara teratur.
11. Hindari minum minuman beralkohol.
12. Makanlah makanan yg aman bagi kesehatan.
13. Bacalah label pada makanan yg dikemas.
5
Apa yang terjadi bila kebutuhan gizi tidak dipenuhi dengan baik dan seimbang? Yang
terjadi ialah gangguan dalam metabolisme yang berefek pada tubuh sendiri. Salah satu
efek yang sering terlihat ialah kelebihan berat badan. Kelebihan berat badan sering
disebut sebagai obesitas oleh orang awam. Kelebihan berat badan umumnya dapat dilihat
secara fisik, yaitu kegemukan.1 Namun ada parameter yang dapat mengukur secara
kuantitas kelebihan berat badan seseorang. Parameter tersebut dinyatakan sebagai status
gizi.
Berat badan berlebih dapat dilihat dari status gizi seseorang. Status gizi ialah tetapan
tingkatan pemenuhan gizi seseorang berdasarkan indeks massa tubuhnya. Indeks massa
tubuh seseorang dapat diketahui berdasarkan rumus berikut ini:
IMB =
Berdasarkan indeks massa tubuh, individu dapat diklasifikasikan kedalam kelompok
dengan berat badan kurang, normal dan berlebih. Klasifikasi dari WHO tidak cukup
cocok dengan wilayah asia. Oleh karena itu dibuat klasifikasi untuk wilayah asia pasifik.
Klasifikasinya adalah sebagai berikut:
Berat badan kurang : < 18,5
Berat badan normal : 18,5 – 22,9
Berat badan lebih : >23
dengan resiko : 23 – 24,9
obesitas kelas I : 25 – 29,9
obesitas kelas II : >30
Contoh penggunaan rumus indeks massa tubuh untuk menilai status gizi seseorang ialah
sebagai berikut:
Willy memiliki berat badan 79 kilogram dan tinggi 172 cm. Tergolong kedalam
kelompok yang manakah dia?
IMB =
IMB =
IMB = 26,70
Sesuai dengan daftar maka Willy termasuk ke dalam kelompok obesitas kelas I.
6
Individu yang memiliki indeks massa tubuh lebih dari 25 memiliki resiko kematian akibat
penyakit degeneratif yang meningkat sesuai dengan pertambahan indeks massa tubuhnya.
Yang harus dilakukan ialah menurunkan berat tubuhnya dengan cara mengurangi asupan
energi dari makanan sebanyak 500 kalori/hari. Sedangkan individu dengan indeks massa
tubuh kurang dari 19 rentan terhadap penyakit infeksi. Yang harus dilakukan ialah
menambah asupan energi melalui makanan sebanyak 500 kalori/hari.2
Status gizi selain memakai indeks massa tubuh juga dapat menggunakan indeks Broca.
Rumus dari indeks Broca adalah sebagai berikut:
Untuk usia < 40 tahun, berat badan normal = tinggi badan – 100 – 10%( tinggi badan –
100 )
Untuk usia ≥ 40 tahun, berat badan normal = tinggi badan – 100
Pada indeks Broca, status gizi kurang ialah bila berat badannya kurang dari berat badan
normal dan status gizi lebih ialah bila berat badan diatas angka normal.
Pembahasan mengenai konsumsi bahan gizi seperti karbohidrat, protein dan lemak serta
metabolisme, hormon yang terlibat dan peranannya dalam tubuh akan dibahas pada
bagian berikut.1
B Konsumsi Karbohidrat
1 Klasifikasi
Karbohidrat merupakan gabungan dari bentuk gula yang paling sederhana yaitu
glukosa, fruktosa dan galaktosa. Bentuk paling sederhana ini dikenal sebagai
monosakarida. Bila ada dua molekul gula bergabung maka akan terbentuk disakarida
yang mengandung dua gugus gula. Penggabungan dua molekul glukosa akan
membentuk maltosa, penggabungan satu molekul glukosa dan satu molekul galaktosa
akan membentuk laktosa (biasanya dikenal sebagai gula susu) dan penggabungan satu
molekul glukosa dengan satu molekul fruktosa akan membentuk sukrosa.2 Bila ada 3-
11 monosakarida bergabung, maka akan terbentuk oligosakarida (oligo = sedikit).
Bila jumlah monosakarida semakin banyak yang bergabung maka akan terbentuk
polisakarida. Polisakarida yang paling banyak ditemukan dalam diet sehari-hari ialah
starch/zat tepung. Ada dua tipe starch yaitu:
Amilosa, yang mengandung 70-350 molekul gula dalam sebuah rantai panjang.
Amilopektin, mengandung sampai 100.000 molekul gula dalam rantai bercabang.
Karbohidrat berdasarkan jumlah molekul monosakarida yang berikatan didalamnya
digolongkan menjadi 2, yaitu:
7
Karbohidrat simpleks, yaitu monosakarida dan disakarida.
Karbohidrat kompleks, yaitu oligosakarida dan polisakarida.
2 Sumber
Glukosa dapat ditemukan dalam zat tepung dan bisa ditemukan dalam beberapa
jenis buah-buahan seperti anggur.1,2
Fruktosa dapat ditemukan dalam madu dan buah-buahan. Fruktosa dikenal
sebagai gula buah.
Sukrosa adalah tipe gula sehari-hari yang kita kenal sebagai pemanis.
Laktosa merupakan jenis gula yang ditemukan dalam air susu mamalia.
Galaktosa tidak ditemukan dalam bahan makanan tertentu, tetapi merupakan hasil
dari proses penguraian terhadap laktosa.
Maltosa ditemukan pada padi-padian yang mulai tumbuh dan terbentuk juga pada
proses fermentasi bir.2
Zat tepung/starch umumnya diproduksi oleh tanaman. Jumlah yang cukup besar
terdapat dalam jenis padi-padian, kentang, ketela dan kacang.
Glikogen merupakan bentuk penyimpanan karbohidrat di hati dan otot pada
hewan dan manusia. Daging hewan bukanlah sumber karbohidrat karena glikogen
didalamnya umumnya mengalami pemecahan sebelum dapat digunakan.
Polisakarida bukan zat tepung yang merupakan komponen dari dinding sel pada
tumbuhan. Polisakarida ini umumnya ditemukan dalam sereal, sayuran dan buah-
buahan. Bahan ini bukan sumber energi karena tidak ada enzim yang dapat
mencernanya. Namun bahan ini dapat menstimulasi gerak peristaltik usus dan
akan keluar melalui feses.
Teknologi pangan telah mampu menciptakan jenis karbohidrat tertentu, seperti
maltrodekstrin, polidekstrosa, sirup jagung, dan gula invert. Kebanyakan dari
karbohidrat ini berfungsi sebagai pemanis tambahan yang dapat ditemukan dalam
kue, biskuit, soft drink dan saus.
3 AKG
Normalnya karbohidrat meliputi 40-50% dari total energi makanan. Urutan terbanyak
asupan karbohidrat ialah zat tepung yang mencapai 64%, sukrosa mencapai 26%,
8
laktosa 7% dan 3% fruktosa. Konsumsi laktosa menurun seiring berjalannya umur.
Pada saya bayi konsumsi laktosa dapat mencapai 40%, lalu saat mencapai usia pra
sekolah menjadi 25-30% hingga 17-25% pada anak sekolah.2 Tingkat konsumsi akan
menurun menjadi menjadi 18% hingga 7% saat mancapai masa dewasa.
Gambar 2 : Konsumsi Karbohidrat Utama
Makanan yang kaya karbohidrat umumnya murah, mudah disajikan dan memiliki
kandungan lemak yang rendah. Makanan yang tinggi karbohidrat seperti reoti, sereal,
kentang, biskuit, produk susu dan buah-buahan seperti anggur. Setiap negara dan
wilayah punya kebiasaan untuk menambahkan karbohidrat dengan zat gizi lain seperti
protein, vitamin dan mineral. Contohnya di Inggris adalah gandum dan di Indonesia
beras.1,2 Zat tepung mampu menyediakan 80% energi yang harus dipenuhi dalam
situasi tertentu. Makanan yang mengadung zat tepung tidak hanya mengandung
karbohidrat, tetapi juga mengandung protein, lemak, vitamin dan mineral dalam
jumlah yang bervariasi tergantung dengan jenis makanannya.
4 Fungsi
Kegunaan utama derivat karbohidrat dalam makanan adalah sebagai berikut:
Sumber energi
Glukosa meninggalkan hati melalui aliran darah sebagai produk sumber energi
bagi aktivitas sel. Otak, sistem saraf dan sel darah merah hanya mendapat suplai
energi melalui glukosa, tidak dalam bentuk gugus gula yang lain.3
9
Sebagai simpanan glikogen
Glikogen disintesa dari glukosa di otot dan digunakan bila diperlukan dalam
proses kerja otot. Selain itu, glikogen juga dapat disintesa di hati. Glikogen di hati
merupakan produk konversi dari glukosa, fruktosa, galaktosa dan hasil
pemecahan protein serta lemak.
Sebagai cadangan lemak
Saat otot dan hati sudah menyimpan cukup banyak glikogen, maka sisa
karbohidrat yang masih ada dapat diubah menjadi lemak untuk kemudian
disimpan dalam jaringan adiposa.
Sebagai prekursor untuk konversi ke biomolekul kompleks lain
Glukosa adalah prekursor untuk biomolekul lain seperti glikoprotein,
proteoglikan, dan glikolipid. Kebanyakan dari biomolekul ini berfungsi sebagai
komponen dinding sel.1
5 Metabolisme
Setelah mengalami proses pencernaan, hasil akhir dari karbohidrat seperti pati,
glikogen, sukrosa dan laktosa ialah molekul glukosa, galaktosa dan fruktosa. Dengan
bantuan ion natrium, ketiga jenis monosakarida ini akan masuk melalui lumen usus
halus untuk dibawa melalui aliran darah menuju ke hati. Di hati molekul galaktosa
dan fruktosa akan diubah menjadi glukosa lalu bersama molekul glukosa kemudian
dibawa ke jaringan ekstrahepatik seperti jaringan otot, otak, adiposa dan eritrosit
untuk mengalami metabolisme lebih lanjut.3
Apa saja bentuk proses metabolisme yang terjadi?
Proses metabolisme karbohidrat terdiri dari proses metabolisme utama dan
metabolisme minor pathway. Proses metabolisme utama sering terjadi sedangkan
proses metabolisme minor pathway jarang terjadi dan bila terjadi maka proses ini
biasanya berlangsung di hati.
Yang termasuk ke dalam proses metabolisme utama ialah:
Glikolisis Embden Meyerhof
Oksidasi Piruvat Asetil KoA
Siklus Asam Sitrat
Glikogenolisis
Glikogenesis
HMP Shunt
10
Glukoneogenesis
Sedangkan yang termasuk ke dalam metabolisme minor pathway ialah:
Jalur metabolisme uronat
Metabolisme Fruktosa
Metabolisme Galaktosa
Metabolisme Glukosamin
Berikutnya saya akan menguraikan satu demi satu proses metabolisme ini.
Metabolisme Utama
a. Glikolisis Embden Meyerhoff
Proses glikolisis ialah proses awal dari metabolisme gugus gula hasil pemecahan
karbohidrat di dalam sel. Proses glikolisis ialah suatu proses yang bertujuan untuk
menghasilkan piruvat dalam keadaan aerob ataupun laktat dalam keadaan anaerob
sehingga dapat terbentuk energi. Glikolisis terjadi di dalam sitoplasma sel/sitosol.
Pada keadaan aerob, 1 molekul glukosa yang melalui proses glikolisis dapat
menghasilkan 8 ATP sedangkan dalam keadaan anaerob jumlah ATP yang dihasilkan
lebih sedikit yaitu 2 ATP. Di eritrosit, proses glikolisis selalu terjadi dalam keadaan
anaerob karena ketiadaan mitokondria. Hal ini menyebabkan hasil akhirnya selalu
berupa laktat.3,4
Proses glikolisis terjadi melalui tahapan-tahapan tertentu. Tahapan-tahapan tersebut
adalah:
1. Glukosa glukosa 6-P.
Enzim yang berperan ialah glukokinase di hepar dan heksokinase di jaringan
ekstrahepatik. Proses perubahan ini memerlukan donor phospat yang didapat
melalui pelepasan gugus phospat dari sebuah molekul ATP menjadi ADP. Selain
itu diperlukan ion magnesium. Reaksi ini tidak dapat terjadi dalam arah yang
berlawanan.
Glukosa 6-P merupakan molekul yang penting bukan hanya dalam glikolisis EM,
melainkan juga proses lain seperti HMP shunt dan glikogenolisis.
2. Glukosa 6-P Fruktosa 6-P
Enzim yang berperan adalah isomerase.
3. Fruktosa 6-P Fruktosa 1,6 bifosfat
11
Enzim yang berperan ialah fosfofruktokinase. Enzim ini bekerja bantuan ion
magnesium dan ambilan satu gugus phospat dari ATP. Enzim ini merupakan
enzim kunci yang mengatur kecepatan proses glikolisis.4
4. Fruktosa 1,6 bifosfat gliseraldehid 3-P + DHAP (bantuan enzim aldolase)
DHAP gliseraldehid 3-P (isomerase). Sehingga pada proses ini dihasilkan 2
molekul gliseraldehid 3-P.
5. Gliseraldehid 3-P 1,3 bifosfogliserat (gliseraldehid 3-P Dehidrogenase)
Proses ini memerlukan koenzim NAD+ yang akan bereaksi dengan phospat
inorganik menjadi NADH dan melepas ion hidrogen. Proses ini akan
menghasilkan 3 ATP melalui rantai pernapasan. Proses ini dapat dihambat oleh
iodoasetat.
6. 1,3 bifosfogliserat 3 fosfogliserat (fosfogliserat kinase)
Dengan bantuan ion magnesium, proses ini akan menghasilkan 1 ATP pada
tingkat substrat.
7. 3 fosfogliserat 2 fosfogliserat (mutase)
8. 2 fosfogliserat Phospo enol piruvat (enolase)
Memerlukan ion magnesium dan akan dihambat oleh flourida.
9. Phospo enol piruvat (enol) piruvat (piruvat kinase)
Proses ini memerlukan ion magnesium dan ADP. Gugus phospat dari phospo enol
piruvat akan diambil untuk bergabung dengan ADP membentuk 1 molekul ATP.4
10. (enol) piruvat (keto) piruvat
Proses ini berlangsung secara spontan.
Proses diatas dalam keadaan normal akan menghasilkan 10 ATP. Langkah kelima
menghasilkan 3 ATP, namun karena ada 2 molekul gliseraldehid 3-P maka energi
yang dihasilkan menjadi 6 ATP. Proses yang berlangsung dibawahnya juga terjadi
dalam 2 molekul, sehingga ATP yang terbentuk pada langkah 6 sebanyak 2 ATP dan
langkah 9 sebanyak 2 ATP. Totalnya ialah 10 ATP. Sedangkan energi yang
digunakan dalam proses ini ialah 2 ATP. ATP ini digunakan pada langkah 1 dan 3.
Sehingga total energi dalam glikolisis pada proses aerob ialah sebesar 8 ATP.
Pada keadaan anaerob rantai pernafasan tidak terjadi. Yang terjadi adalah
pembentukan laktat. Sehingga 6 ATP pada langkah kelima tidak terbentuk. Oleh
karena itu jumlah ATP yang dihasilkan hanya 2 ATP.
Ringkasan proses glikolisis dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
12
Gambar 3 : Glikolisis EM
b. Oksidasi Piruvat Asetil KoA
Piruvat yang telah terbentuk sebagai hasil proses glikolisis dapat masuk ke dalam
mitokondria untuk mengalami oksidasi menjadi molekul asetil koA. 1 molekul
glukosa akan menghasilkan 2 molekul piruvat yang memiliki 3 atom karbon. Piruvat
akan diubah menjadi asetil koA yang memiliki 2 atom karbon. Dalam eritrosit, setelah
mengalami glikolisis maka piruvat akan diubah menjadi laktat.3
Piruvat dehidrogenase ialah enzim yang berperan dalam proses ini. Konsentrasi dari
piruvat dehidrogenase meningkat pada saat makan dan saat piruvat banyak terbentuk.
Sebaliknya kondisi kelaparan serta konsentrasi asetil koA yang meningkat akan
menghambat kerja dari piruvat dehidrogenase.
Selain itu kinase spesifik juga berperan dalam proses oksidasi piruvat. Fosforilasi
kinase dapat menghambat aktivitas enzim ini, sedangkan defosforilasi kinase dapat
mempercepat kerja enzim ini. Enzim ini memerlukan koenzim NAD+ yang melalui
rantai pernapasan akan berubah menjadi NADH dan menghasilkan 3 ATP.
Proses reaksi memerlukan 5 vitamin dalam bentuk koenzim, yaitu vitamin asam
lipoat, vitamin B1, B2, B5 dan vitamin asam pantotenat. Sedangkan hambatan pada
13
enzim piruvat dehidrogenase dapat menyebabkan laktat asidosis. Kondisi ini dapat
terjadi pada keracunan ion merkuri dan pada penderita diabetes melitus.4
Jumlah ATP yang dihasilkan pada proses ini ialah sebesar 6 ATP.
c. Siklus Asam Sitrat
Siklus asam sitrat merupakan jalur akhir bersama metabolisme karbohidrat, protein
dan lemak. Asetil koA sebagai substrat awal kerja enzim pada siklus asam sitrat dapat
dihasilkan dari katabolisme karbohidrat, protein dan lemak. Siklus ini dapat terjadi di
mitokondria. Siklus ini merupakan siklus dimana terjadi penggabungan antara
molekul asetil koA dengan oksaloasetat hingga terbentuk asam trikarboksilat yaitu
asam sitrat. Asam sitrat akan mengalami beberapa reaksi untuk akhirnya kembali
membentuk oksaloasetat.4
Proses yang terjadi adalah sebagai berikut:
1. Asetil koA + oksaloasetat + H2O sitrat + koASH (enzim sitrat sintase)
2. Sitrat isositrat (enzim akonitase)
Kerja enzim dapat dihambat oleh fluoroasetat. Hal ini dikarenakan fluoroasetat
dapat berkondensasi dengan oksaloasetat membentuk fluorositrat yang
menghambat kerja enzim akonitase.
3. Isositrat + NAD+ α – ketoglutarat + CO2 + NADH + H+ (enzim isositrat
dehidrogenase)
Proses ini melalui rantai pernapasan akan menghasilkan 3 ATP.
4. α – ketoglutarat + NAD+ + koASH Suksinil ko-A + CO2 + NADH + H+ (enzim
α – ketoglutarat dehidrogenase)
Proses ini juga menghasilkan 3 ATP. Kerja enzim dapat dihambat oleh arsenat.
5. Suksinil KoA + GDP +Pi Suksinat + GTP + koASH (enzim suksinat tiokinase)
Melalui tingkat substrat maka GTP dapat menyumbang 1 gugus phospat ke ADP
untuk menghasilkan ATP.3
6. Suksinat + FAD Fumarat + FADH2 (enzim suksinat dehidrogenase)
Kerja enzim dapat dihambat malonat yang sifat inhibisinya ialah kompetitif.
Jumlah ATP yang dihasilkan melalui proses ini ialah 2 ATP.3
7. Fumarat + H2O Malat (enzim fumarase)
8. Malat + NAD+ Oksaloasetat + NADH + H+ (enzim malat dehidrogenase)
Jumlah ATP yang dihasilkan melalui proses ini ialah sebesar 3 ATP.
14
Regulasi terutama dari siklus asam sitrat adalah konsentrasi produk. Semakin
tinggi konsentrasi produk, maka enzim untuk mensintesisnya semakin dihambat.4
Hasil dari siklus asam sitrat adalah 24 ATP, yang terdiri dari:
3 NADH : 9 ATP
1 FADH2 : 2 ATP
1 GTP : 1 ATP
Karena ada 2 molekul asetil koA, maka jumlah energi menjadi 12 x 2 ATP = 24
ATP.
Dari ketiga proses diatas total energi yang dihasilkan dalam oksidasi satu molekul
glukosa ialah sebesar 38 ATP (glikolisis 8 ATP, oksidasi piruvat 6 ATP dan siklus
asam sitrat 24 ATP)
d. HMP Shunt
HMP merupakan singkatan dari hexose mono phospat = pentose phospat pathway.
Proses ini merupakan jalan lain untuk oksidasi glukosa melalui dehidrogenasi dengan
NADP sebagai akseptor H+. Proses ini terjadi di sitoplasma sel dan tidak
menghasilkan ATP. HMP shunt aktif di hati, jaringan adiposa, sel darah merah,
korteks adrenal, kelenjar tiroid, kelenjar mammae yang sedang laktasi dan kelenjar
testis. Bagi sel darah merah, proses ini menyediakan glutation untuk melindungi
membran sel dari proses oksidasi oleh molekul H2O2.4
Proses ini bertujuan untuk menyediakan NADPH + H+. NADPH penting bagi sintesis
asam lemak, kolesterol, hormon steroid, asam amino dan hormon tiroid. Selain itu
proses ini akan menyediakan ribosa 5 phospat untuk sintesis nukleotida (RNA –
DNA).
HMP Shunt merupakan proses multisiklik, karena molekul glukosa 6-P yang
digunakan dapat kembali menjadi glukosa 6-P. Proses ini memerlukan 3 molekul
glukosa 6 phospat.
Adapun enzim yang dibutuhkan dalam proses ini ialah :
Glukosa 6-P dehidrogenase yang mengubah glukosa 6-P menjadi 6-
fosfoglukonat.
6-fosfo glukonat dehidrogenase mengubah 6 fosfoglukonat menjadi ribulosa 5-
Phospat.
15
Epimerase mengubah ribulosa 5 phospat xilulosa 5 phospat dan ribosa 5 phospat
arabinosa 5 phospat.
Keto isomerase mengubah ribulosa 5 phospat menjadi ribosa 5 phospat.
Transketolase dan transadolase.
e. Glikogenesis
Merupakan proses pembentukan glikogen dari molekul glukosa. Fungsi dari
pembentukan glikogen ialah sebagai cadangan energi terutama di hati dan otot. Proses
glikogenesis umumnya meningkat sesaat setelah makan dan menurun pada saat
puasa/lapar.3
Glikogen merupakan polisakarida yang terdiri dari rantai lurus dan rantai bercabang.
Pada rantai lurus terjadi ikatan glikosidik antara gugus gula yang satu dengan yang
lainnya pada ikatan α – 1,4 dan ikatan glikosidik rantai bercabang pada ikatan α – 1,6.
Glikogen ini adalah simpanan utama karbohidrat yang paling mudah diubah kembali
menjadi monosakarida, tidak seperti halnya pada lemak yang relatif lebih sulit
dimobilisasi.
Proses glikogenesis terjadi di hati dan otot. Di hati fungsi utama glikogen ialah
sebagai simpanan glukosa dan akan dipakai bila sewaktu-waktu kadar glukosa di
dalam darah mengalami penurunan. Sedangkan glikogen di otot berfungsi sebagai
sumber energi untuk proses glikolisis di dalam sel otot sendiri, bukan sebagai sumber
glukosa untuk meningkatkan kadar glukosa darah. Mengapa? Karena tidak ada enzim
glukosa 6-P fosfatase yang dapat mengubah glukosa 6-P menjadi glukosa bebas di
otot. Enzim ini terdapat di hati.4
Proses glikogenesis awalnya memerlukan molekul glikogen asal yang terbentuk dari
protein. Pada asam amino tiroksin dari protein inilah akan terjadi glikosilasi. Namun
glukosa bebas tidak dapat langsung ditautkan pada glikogen primer ini. Bentuk
glukosa yang dapat ditautkan ialah UDP glukosa.
Proses glikogenesis yang terjadi adalah sebagai berikut:
1. Pembentukan UDP glukosa dari glukosa 1-P. Reaksi ini terjadi dengan bantuan
enzim UDP glukosa pirofosforilase. Reaksinya ialah:
Glukosa 1-P + UTP UDP Glukosa + 2Pi
2. Pembentukan unit glukosil 14 dari molekul glikogen primer yang ditambahkan
molekul UDP glukosa dengan bantuan enzim glikogen sintase.
16
3. Bila jumlah molekul dalam rantai lurus telah mencapai ±11 molekul glukosa,
maka enzim percabangan akan memindahkan ± 6 molekul glukosa ke cabang
lain.
f. Glikogenolisis
Merupakan proses kebalikan dari glikogenesis, yaitu proses pemecahan glikogen
menjadi glukosa. Dapat terjadi di hati dan otot. Di hati proses ini akan meningkatkan
kadar glukosa darah meskipun dalam jumlah yang kecil. Sedangkan di otot
glikogenolisis terjadi pada keadaan kerja fisik seperti berolahraga.
Proses yang terjadi adalah sebagai berikut:
1. Pada rantai cabang dari glikogen, enzim fosforilase yang merupakan enzim
regulator akan mengkatalisis reaksi pemecahan ikatan glikosidik atau yang
disebut juga dengan fosforilisis (pemecahan dengan phospat). Oleh fosforilase,
molekul glukosa akan dilepas dan diikat dengan phospat pada atom karbon nomor
1. Proses pelepasan ini akan terus berlanjut sampai tinggal ± 4 molekul glukosa di
cabang.3
2. Glukan transferase akan memindahkan ±3 dari ±4 molekul glukosa yang tersisa
ke rantai lurus dan meninggalkan 1 molekul glukosa pada cabang tersebut.
3. Debranching enzyme akan menghidrolisis tempat percabangan dimana tersisa 1
molekul glukosa untuk menghasilkan 1 glukosa bebas. Dengan kata lain enzim ini
meniadakan percabangan.
Karena hanya 1 molekul glukosa bebas yang dihasilkan (meskipun ada glukosa 1-P),
maka hanya sedikit terjadi kenaikan kadar glukosa darah akibat proses ini.
g. Glukoneogenesis
Merupakan reaksi pembentukan karbohidrat dari senyawa non karbohidrat. Senyawa
yang dimaksud adalah asam amino glukogenik, laktat, gliserol dan propionat.
Tujuannya ialah menyediakan glukosa bagi tubuh bila dalam keaadan lemah dan
berpuasa. Proses ini terjadi di hati dan ginjal. Proses ini melibatkan sebagian besar
glikolisis EM, siklus asam sitrat dan beberapa reaksi lainnya.
Metabolisme Minor Pathway
a. Jalan Metabolisme Asam Uronat
17
Merupakan suatu proses pengubahan glukosa menjadi asam uronat. Asam uronat
kemudian dapat diubah menjadi xylulosa yang akan masuk ke dalam HMP shunt
karena xylulosa merupakan salah satu komponen dari HMP shunt. Pada organisme
yang tingkatannya lebih rendah dari primata (seperti aves) jalur ini digunakan untuk
mensintesis vitamin C. Asam uronat selain dapat diubah menjadi xylulosa dapat juga
digunakan untuk sintesis glikosaminoglikan dan proteoglikan. Selain itu asam uronat
dapat berkonjugasi dengan xenobiotik agar lebih mudah dimetabolisir oleh tubuh.
b. Metabolisme Fruktosa
Tujuannya ialah agar dapat menggunakan fruktosa sebagai sumber energi untuk
mendapatkan ATP melalui proses metabolisme karbohidrat. Caranya ialah dengan
mengubah fruktosa menjadi fruktosa 1-P. Analog dengan glukosa, pada fruktosa ada
dua enzim yang bekerja yaitu fruktokinase dan heksosakinase. Fruktokinase didapati
di hati dan spesifik bekerja untuk fruktosa, sedangkan heksokinase terdapat di
jaringan ekstrahepatik.
Namun, tidak seperti glukokinase yang berafinitas rendah terhadap glukosa di hati,
fruktokinase berafinitas relatif lebih tinggi dibandingkan heksokinase terhadap
fruktosa. Bahkan proses glikolisis fruktosa di dalam hati berlangsung lebih cepat
dibanding jaringan ekstrahepatik karena proses ini melewati jalan pintas. Yang
dimaksud dengan jalan pintas ialah pada proses ini tidak melalu reaksi yang dikatalisis
oleh fruktofosfo-kinase. Pada keadaan diabetes, penumpukan fruktosa bersama
sorbitol (bentuk alkohol dari glukosa) dapat menyebabkan katarak.
c. Metabolisme Galaktosa
Proses metabolisme galaktosa terjadi di hati dengan jalan mengubah galaktosa
menjadi glukosa. Bagaimana prosesnya?
Mengubah galaktosa menjadi galaktosa 1-P dengan enzim galaktokinase.
Galaktosa 1-P + UDP glukosa glukosa 1-P + UDP galaktosa dengan enzim
galaktosa 1-P Uridil Transferase
UDP galaktosa UDP glukosa dengan bantuan UDP galaktosa 4-epimerase.
UDP glukosa + PPi UTP + glukosa 1-P dengan UDPG pirofosforilase
Akhirnya glukosa 1-P diubah menjadi glukosa 6-P yang akan masuk ke dalam
proses glikolisis.
18
d. Metabolisme Gula Amin (Heksosamin)
Proses metabolisme gula amin diperlukan untuk sintesis glikosaminoglikan,
proteoglikan, gangliosida dan asam sialat.3
6 Hormon yang berperan
Dalam proses metabolisme karbohidrat terdapat beberapa macam hormon yang
berperan, antara lain:
Growth Hormon (GH) : hormon ini akan mengurangi pemakaian glukosa oleh sel.
Glukosa akan cenderung ditimbun sehingga growth hormon bersifat
meningkatkan glikogenesis. Selain itu karena terjadi pengurangan pemakaian
glukosa oleh sel maka hormon ini memacu proses timbulnya glukosa dari
substansi non karbohidrat/glukoneogenesis.5
Hormon tiroid : seperti growth hormon, kerja hormon tiroid akan menyebabkan
peningkatan proses glikolisis, glukoneogenesis dan kecepatan absorbsi glukosa di
lumen usus halus. Selain itu hormon tiroid dapat merangsang keluarnya hormon
insulin.
Insulin : insulin merupakan hormon yang bekerja secara luas. Di hati insulin akan
merangsang kerja glukokinase sehingga dapat meningkatkan proses glikolisis
EM. Pada saat yang bersamaan insulin akan mencegah terjadinya pembentukan
glukosa sehingga insulin akan menekan proses glukoneogenesis dan
glikogenolisis.5
Selain itu insulin juga bekerja merangsang hormon glikogen sintase sehingga
membentuk glikogen dalam jumlah lebih banyak untuk menurunkan kadar
glukosa darah.
Di dalam jaringan adiposa, insulin akan meningkatkan HMP shunt. Hal ini
dikarenakan hasil dari proses HMP shunt, yaitu NADPH dapat digunakan untuk
sintesis lemak dari glukosa.
Glukagon : merupakan hormon yang berperan untuk meningkatkan kadar gula
darah. Hormon ini antagonis terhadap insulin. Sehingga kerja hormon ini akan
meningkatkan proses glikogenolisis dengan cara meningkatkan kerja enzim
glikogen fosforilase.6
19
Kortisol : ialah suatu jenis glukokortikoid yang dapat bekerja seperti insulin
dengan cara meningkatkan glikogenesis, namun pada saat yang sama kortisol
dapat menurunkan glukoneogenesis.
Epinefrin : merupakan hormon yang memiliki efek simpatomimetik. Kerjanya di
otot dengan cara menghasilkan glukosa untuk proses kerja otot. Sehingga
epinefrin dapat meningkatkan glukoneogenesis dan glikogenolisis.5,6
C Konsumsi Protein
1 Klasifikasi
Setiap sel hidup memiliki kandungan protein, entah didalam sel ataupun di membran
sel. Protein merupakan makromolekul yang memiliki berat molekul relatif besar.
Sebuah molekul protein bisa terdiri dari ratusan hingga ribuan asam amino
didalamnya. Protein merupakan makromolekul sumber karbon, hidrogen, oksigen dan
satu-satunya sumber nitrogen bagi tubuh manusia. Protein terdiri atas rangkaian asam
amino yang membentuk sistem rantai.1-3
Sebuah asam amino tersusun atas gugus amina (-NH2), gugus karboksil (-COOH),
atom Hidrogen (-H) dan satu gugus sisa (R) yang membedakan antara satu asam
amino dengan yang lainnya. Ada dua puluh jenis asam amino yang diketahui sampai
saat ini.
Asam amino adalah molekul yang penting bagi tubuh. Berbagai macam kompleks
protein dalam tubuh tersusun atas asam amino. Namun tidak semua asam amino dapat
disintesis oleh tubuh. Ada asam amino tertentu yang tidak dapat disintesis tubuh
melainkan didapat dari makanan. Asam amino ini disebut sebagai asam amino
essensial. Sedangkan asam amino yang bisa disintesis tubuh disebut sebagai asam
amino non-essensial. Diantaranya ada yang disebut sebagai asam amino semi
essensial karena kadarnya diperlukan dalam jumlah tinggi saat masih kecil. Dan
ketiga golongan tersebut terdiri dari:
Asam amino essensial : isoleusin, leusin, lysin, metionin, phenilalanin, threonin,
triptofan, valin.
Asam amino semi essensial : arginin dan histidin
Asam amino non essensial : arginin, asparagin, aspartat, cystein, glutamat, glisin,
hydroxi prolin, hydroxi lisin, prolin, serin dan tiroksin.1
20
Protein yang terdiri dari jumlah asam amino yang sedikit (sekitar 100 asam amino)
disebut sebagai protein kecil, contohnya insulin. Protein dengan jumlah asam amino
yang lebih banyak (ribuan asam amino) disebut sebagai protein besar.1
Protein didalam sel disintesis di ribosom. Setelah disintesis, molekul asam amino
saling berikatan dalam protein. Tipe ikatannya bisa dari ikatan primer hingga tersier.
Ikatan primer ialah ikatan antara gugus amina satu asam amino dengan gugus
karboksil asam amino lainnya. Ikatan sekunder merupakan jenis ikatan yang lebih
lemah seperti ikatan hidrogen. Ikatan tersier merupakan bentuk interaksi aa amino
residu sepanjang struktur protein dan ikatan kuarter merupakan rangkaian dari 2-4
polipeptida, seperti yang ditemukan pada hemoglobin.2
Berdasarkan fungsi fisiologisnya protein terbagi menjadi protein sempurna, setengah
sempurna dan protein tidak sempurna. Protein sempurna mampu menunjang
pertumbuhan dan pemeliharaan jaringan. Protein setengah sempurna menunjang
pemeliharaan jaringan sedangkan protein tidak sempurna tidak dapat menunjang
keduanya.
2 Sumber
Berdasarkan sumbernya protein terbagi menjadi protein hewani dan nabati. Seperti
namanya, protein hewani cenderung ditemukan pada hewan sedangkan protein nabati
ditemukan pada tumbuhan.1
Protein hewani dan nabati dapat dihidrolisis menjadi asam amino, seperti:
Miosin pada daging
Albumin dan vitellin pada telur
Kasein pada susu
Gluten pada gandum
Selain makanan diatas, sumber protein hewani ialah pada ikan, unggas serta produk
pengolahan susu. Sedangkan protein nabati bisa didapat dalam kedelai, kacang tanah,
kacang polong dan kacang merah.
3 AKG
Sesuai dengan rekomendasi badan kesehatan dunia (WHO) pada tahun 1991, jumlah
konsumsi protein per hari dalam bahan makanan bagi laki-laki ialah 55,5 gram/hari
dan pada wanita sekitar 45 gram/hari.1 Jumlah ini meningkat bagi wanita hamil dan
orang pada masa penyembuhan. Hal ini berarti intake protein normalnya berkisar 10-
21
15% total kalori harian. Disarankan untuk menggunakan sumber protein hewani
dibanding nabati karena lebih lengkap jumlah asam amino essensialnya.
Diet protein tinggi dapat menyebabkan urin menjadi asam dan meningkatkan resiko
mengendapnya asam urat membentuk batu asam urat. Sedangkan diet rendah protein
dapat menyebabkan protein energi malnutrisi. Dua bentuk PEM yang jamak dikenal
ialah kwashiorkor yang merupakan bentuk defisiensi terhadap protein serta marasmus
yang merupakan bentuk defisiensi terhadap protein dan energi.3
4 Fungsi
Protein yang telah dipecah menjadi asam amino memiliki fungsi sebagai berikut
didalam tubuh:
Sebagai jaringan pembangun tubuh : protein secara struktural merupakan
komponen dari membran sel dan juga terdapat di dalam sel.3
Sebagai neurotranssmitor : asam amino seperti tiroksin dapat disintesis menjadi
neurotransmitor.
Penghasil senyawa non protein yang memiliki fungsi biologik: asam amino dapat
membentuk heme, kreatin bahkan purin serta pirimidin.
Bekerja sebagai katalisator : enzim yang bekerja pada reaksi tertentu merupakan
molekul protein.
Sebagai hormon peptida : contohnya ialah insulin, FSH, LH dan oksitosin.2
Protein transpor : proses lewatnya ion di dalam sel ada yang memakai protein
sebagai channelnya.
5 Metabolisme
Protein yang dimakan didalam tubuh akan dihidrolisis menggunakan enzim-enzim
tertentu. Adapun enzim yang bekerja ialah pepsin dengan bantuan HCl di lambung.
Setelah mencapai usus halus, maka pankreas akan mensekresikan tripsin, kimotripsin
dan karboksipeptidase yang juga bekerja untuk memotong protein menjadi
polipeptida. Yang bertugas sebagai pemecah terakhir ialah peptidase dan
aminopeptidase. Setelah terbentuk asam amino, melalui transpor mediated aktif
dengan bantuan ion natrium, asam amino akan dibawa ke dalam darah melalui lumen
usus halus. Vitamin B6 membantu kerja ion natrium ini.3
22
Asam amino dapat disintesis dalam tubuh dan didapatkan dari makanan. Seperit yang
telah dibahas diatas, asam amino yang disintesis tubuh disebut sebagai asam amino
non essensial. Total terdapat 12 asam amino non essensial. 9 diantaranya disintesis
dari komponen siklus asam sitrat, sedangkan 3 yang lain didapatkan dari asam amino
essensial.4
Biosintesis asam amino non essensial:
1. α – ketoglutarat Asam Glutamat
2. Asam Glutamat Glutamin
3. Glutamat Prolin Hidroksi Prolin
4. Piruvat Alanin
5. Oksaloaseat Aspartat Alanin
6. D-3-Fosfogliserat Serin
7. Glioksilat dan Kolin Glisin
8. Metionin dan Serin Sistein
9. Phenilalanin Tirosin
10. Lisin Hidroksi Lisin
Setelah asam amino disintesis, maka di ribosom asam amino akan dirangkai
membentuk protein. Protein tubuh mempunyai masa turn over dan dapat
dikatabolisme. Lisosim merupakan tempat utama katabolisme protein, sedangkan
sitosol merupakan tempat katabolisme protein yang memiliki masa kerja pendek dan
protein yang abnormal. Setelah dikatabolisme, bentuk ekskresi terutama dari protein
ialah urea melalui urin. Urea disintesis melalui empat tahap, yaitu:
1. Transaminasi
Pada transaminasi dengan bantuan piruvat dan α – ketoglutarat, berbagai macam
asam amino akan diubah kedalam bentuk keto sedangkan piruvat akan
membentuk alanin dan α – ketoglutarat akan membentuk glutamat. Caranya ialah
dengan melepas gugus amina dari asam amino. Reaksi yang terjadi adalah
sebagai berikut:
Piruvat + Asam Amino α Alanin + Asam Amino α-keto (ALA
transaminase)
23
α – ketoglutarat + Asam Amino α Glutamat + Asam Amino α-keto
(glutamat transaminase)
Namun pemusatan asam amino lebih bekerja untuk pembentukan asam glutamat
dibanding alanin. Reaksi transaminasi tidak terjadi pada asam amino lisin,
threonin, prolin dan hidroksi prolin. Glutamat hasil proses transaminasi dapat
mengalami proses deaminasi oksidatif untuk menghasilkan amoniak.4
2. Deaminasi Oksidatif
Pada proses ini glutamat akan melepas gugus amina yang akan bereaksi dengan
ion hidrogen membentuk amoniak.
L-Glutamat + NAD+/NADP+ α – ketoglutarat + NH3 + NADH/NADPH + H+
(L-glutamat dehidrogenase)
3. Transpor Amonia
Amoniak ditranspor dalam darah menuju ke hati untuk mengalami intoksikasi.
Kadar amoniak yang normal dalam darah ialah berkisar 10-20 µg/dL. Kadar
amoniak yang tinggi dapat menyebabkan gangguan bicara, penglihatan kabur
hingga koma. Hal ini dapat dijumpai pada sirosis hati. Selain hasil katabolisme,
amoniak darah juga berasal dari senyawa N di kolon akibat aktivitas bakteri usus.
Setelah sampai di hati, amoniak dapat digunakan untuk sintesis urea ataupun
pembentukan asam amino.4
4. Sintesis Urea
Terjadi di hati. Dalam hepatosit, proses ini terjadi di mitokondria dan sitosil.
Enzim pengatur pada siklus urea ialah karbamoil fosfat sintase I. Senyawa awal
yang dibutuhkan ialah NH4+ dan CO2. Nitrogen disini dapat dibawa oleh asam
amino citrulin, ornitin, arginin, arginin suksinat dan aspartat. Kondisi patologis
seperti diabetes melitus tidak terkontrol dapat mendorong peningkatan sintesis
urea. Kelainan pada siklus urea dapat menyebabkan intoksikasi amonia yang
dapat menyebabkan retardasi mental.3
Senyawa nitrogen dalam keadaan tertentu intakenya dibutuhkan lebih tinggi. Pada
kondisi patologis ekskresi nitrogen dapat meningkat. Perbandingan antara jumlah
nitrogen yang masuk ke dalam tubuh dengan jumlah nitrogen yang diekskresikan
disebut sebagai balans nitrogen. Balans nitrogen cenderung positif pada masa
pertumbuhan, kehamilan, masa penyembuhan dan pemberian hormon anabolik.
Sedangkan balans nitrogen yang negatif ditemukan pada malnutrisi dan penyakit berat
24
seperti kanker dan diabetes melitus. Orang dewasa yang sehat memiliki balans
nitrogen yang seimbang.
6 Hormon yang berperan
Pada proses metabolisme protein ada beberapa hormon yang berperan, antara lain:
Growth Hormon : meningkatkan ambilan asam amino dan sintesis protein. Pada
saat yang bersamaan menekan proses katabolisme protein.
Hormon tiroid : mempengaruhi proses sintesis dan penguraian protein. Pada
hipertiroidisme, katabolisme protein otot meningkat sehingga otot dapat
mengalami atrofi.5
Insulin : meningkatkan sintesis protein. Defisiensi insulin sebabkan katabolisme
protein. Hal ini akan berakibat pada peningkatan pembentukan urea yang
diekskresi melalui urin (uremia).
Glukagon : menurunkan sintesa protein sehingga akan menigkatkan degradasi
protein di hati.
Kortisol (Glukokortikoid) : meningkatkan kadar asam amino dengan mendukung
proses katabolisme protein. Asam amino hasil katabolisme dipakai pada proses
glukoneogenesis.7
D Konsumsi Lemak
1 Klasifikasi
Lemak merupakan molekul yang tersusun dari karbon, hidrogen dan oksigen, sama
seperti karbohidrat namun dikomposisikan secara berbeda. Lemak umumnya
terbentuk oleh gabungan antara molekul gliserol dan asam lemak bebas. Zat ini
umumnya hanya bisa larut dalam pelarut oganik seperti alkohol. Lemak bisa dibagi
menjadi 2 jenis yaitu lemak jenuh dan tak jenuh. Lemak tidak jenuh dapat dibagi lagi
menjadi lemak dengan satu ikatan rangkap (monounsaturated fatty acid), maupun
lemak dengan banyak ikatan rangkap (polyunsaturated fatty acid).1
Lemak secara umum terbagi menjadi tiga jenis, yaitu:
Lipid sederhana : merupakan ester dari asam lemak dan gliserol. Seperti pada
lemak, minyak dan lilin.
Lipid campuran : merupakan ester asam lemak, gliserol dan tambahan gugus
lain. Bentuk lipid campuran dapat kita jumpai pada fosfolipid dan lipoprotein.
25
Derivat lipid : hasil dari hidrolisi lipid sederhana. Contohnya ialah asam
lemak, gliserol dan badan keton.
2 Sumber
Dalam makanan, lipid bisa ditemukan dalam minyak sayur, minyak jagung, minyak
kedelai, minyak kacang tanh dengan segala macam biji yang menghasilkan minyak.
Selain itu daging dan produk olahannya juga mengandung kadar lemak yang cukup
besar. Tidak ketinggalan produk olahan susu seperti margarin dan mentega.
Selain itu terdapat sumber dari asam lemak. Ada jenis makanan yang lebih banyak
mengandung asam lemak jenuh. Jenis makanan tersebut ialah minyak kacang, sawit,
kelapa serta sebagian besar lemak hewani dan nabati.2
Sedangkan jenis makanan yang merupakan sumber dari asam lemak tidak jenuh
adalah minyak hewan laut, jagung, kedelai, ganggang laut dan minyak ikan.
3 AKG
Lemak dalam makanan harus berkisar sekitar 20-35% dari total asupan kalori per hari.
Dengan jumlah asam lemak tidak jenuh harus lebih besar (mencakup 65% dari total
konsumsi lemak) dibanding dengan asam lemak jenuh. Sehingga konsumsi lemak
menduduki peringkat kedua terbanyak dalam konsumsi zat gizi setelah karbohidrat.2
4 Fungsi
Ada beberapa fungsi lemak di dalam tubuh, antara lain:
Sebagai sumber energi : oksidasi lemak menghasilkan energi terbesar (9
kilokalori/gram) dibanding karbohidrat (4kilokalori/gram) ataupun protein (4
kilokalori/gram).3
Merupakan komponen membran sel: lemak yang merupakan komponen membran
harus bersifat amfipatik. Mengapa? Hal ini dikarenakan komponen membran
harus hidrofilik. Sedangkan lemak umumnya hidrofobik. Adanya gugus –OH
akan menyebabkan ada sifat hidrofilik dari lemak karena ada kepolaran akibat
adanya gugus –OH. Lemak yang termasuk amfipatik dan bertindak sebagai
komponen sel ialah kolesterol bebas.4
Bahan baku hormon : golongan eikisanoat seperti prostaglandin disintesis dari
asam lemak essensial, yaitu asam linoleat, linolenat dan arakhidonat.
26
Surfaktan : lesitin (fosfatidilkolin) dan sfingomyelin merupakan komponen lemak
yang berperan menurunkan tegangan permukaan sehingga oksigen bisa diserap
lebih baik didalm paru.
Insulator suhu : lemak berfungsi untuk bahan bakar penghasil energi sehingga
bisa mempertahankan suhu tubuh.
5 Metabolisme
Setelah mengalami pencernaan di usus, molekul lemak akan diabsorpsi. Namun
molekul lemak tidak dapat diabsorpsi begitu saja. Hal ini dikarenakan sifat lemak
yang hidrofobik. Sehingga harus ada molekul pembawa, yaitu khilomikron.
Khilomikron akan membawa asam lemak bersama 2 monogliserida ke dalam limfe
kemudian beredar dalam darah. Selain menggunakan khilomikron, bentuk transportasi
lemak yang lain di dalam darah ialah VLDL, HDL, LDL, IDL, dan FFA yang terikat
albumin. Jalur metabolisme lemak akan dimulai ketika asam lemak masuk ke dalam
sel.3
Metabolisme lemak di dalam tubuh meliputi metabolisme:
Asam lemak jenuh
Asam lemak jenuh dapat masuk ke dalam sel untuk mengalami oksidasi. Di dalam sel,
oksidasi asam lemak akan terjadi di dalam mitokondria. Namun asam lemak yang
masuk ke dalam mitokondria umumnya berukuran kecil. Bila jumlah atom C pada
asam lemak lebih dari 12, maka akan ada molekul pembawa yang disebut sebagai
karnitin yang akan membawa asam lemak jenis ini masuk untuk mengalami oksidasi
di dalam mitokondria. Di dalam mitokondria, jenis oksidasi asam lemak jenuh ini
ialah oksidasi beta. Oksidasi ini merupakan oksidasi utama yang terjadi di dalam
mitokondria. Senyawa awal dari proses metabolisme ini ialah asil ko-A yang
merupakan bentuk aktivasi dari molekul asam lemak bebas. Pada proses oksidasi ini
memerlukan koenzim NAD dan FAD yang akan menghasilkan energi melalui rantai
pernapasan. Oksidasi asam lemak jenuh dapat meghasilkan asetil ko-A dan propionil
ko-A (bila jumlah atom C ganjil). Asetil ko-A dapat masuk ke dalam siklus asam
sitrat.4
Selain itu proses oksidasi asam lemak jenuh dapat berlangsung di peroksisom. Namun
proses ini tidak dapat menghasilkan ATP. Asam lemak rantai panjang umumnya
mengalami oksidasi di peroksisom. Pada oksidasi ini dihasilkan oktanoil-koA dan
27
asetil ko-A. Proses oksidasi alfa asam lemak dapat berlangsung di jaringan otak.
Proses ini juga tidak menghasilkan ATP dan tidak perlu pengaktifan oleh asil ko-A.
Oksidasi omega berlangsund di hepar. Dimana proses oksidasi ini memerlukan
NADPH dan dikatalisis oleh sitokrom P-450 serta dapat menghasilkan asam
dikarboksilat.
Asam lemak tidak jenuh
Pada reaksi ini jumlah ATP yang dihasilkan lebih sedikit dibanding asam lemak
jenuh. Hal ini dikarenakan akan dipakai 2 ATP pada reaksi oksidasi beta yang
merupakan bagian dari reaksi yang menghasilkan FADH2. Produk oksidasinya sama
dengan oksidasi asam lemak jenuh, akan tetapi jumlah ATP berbeda.
Asam lemak juga dapat disintesis dengan menggunakan jalur sintesis de novo maupun
pemanjangan gugus asam lemak. Jalus sintesis de novo merupakan jalur ekstramitokondria
yang mengubah asetil ko-A menjadi asam palmitat. Jalur ini akan berlangsung bila ada
kelebihan kalori makanan. Sumber utama jalur ini ialah karbohidrat. Melalui proses
glikolisis dan oksidasi piruvat akan dihasilkan asetil Ko-A. Awalnya asetil ko-A akan
diubah ke malonil ko-A dengan bantuan asetil ko-A karboksilase. Selanjutnya malonil ko-
A akan masuk ke kompleks enzim untuk menghasilkan asam palmitat. Kompleks enzim
ini terdiri dari 7 enzim yang akan menambah 2 atom C pada setiap kerja enzimnya.3,4
Eikosanoat
Merupakan senyawa yang berasal dari asam lemak tidak jenuh. Asam lemak tidak
jenuh disini bersifat essensial, yaitu asam linoleat (ω6), asam alfa linolenat (ω3) dan
asam arakhidonat (ω9). Sintesis eikisanoat melalui jalan metabolisme siklooksigenasi
dan lipokigenase. Akan menghasilkan leukotrien, prostaglandin, prostasiklin, dan
tromboksan.3
Triasilgliserol
Sintesis triasilgliserol terjadi di hati, jaringan adiposa dan mukosa usus. Proses ini
terutama terjadi di mikrosom.
Proses di mukosa usus terjadi melalui reaksi berikut:
2-monoasilgliserol + 2 asil ko-A triasilgliserol + 2 koA
Triasilgliserol diangkut dalam khilomikron ke limfe untuk masuk ke dalam darah.
28
Proses di hati terjadi melalui reaksi berikut:
Gliserol 3-P + 3 asil-koA triasilgliserol + 3 koA + Pi
Gliserol 3-P bisa didapat melalui gliserol maupun glukosa melalui proses
glikolisis. Namun gliserol disini tidak dapat dipakai karena keatifan glikokinase
yang rendah.
Proses di jaringan adiposa melalui :
Gliserol 3-P + 3 asil-koA triasilgliserol + 3 koA + Pi
Tidak seperti di hati dan mukosa usus, triasilgliserol yang terbentuk disini akan
disimpan di jaringan adiposa.
Sedangkan proses katabolisme triasilgliserol terutama terjadi di jaringan adiposa
dengan jalan memotong asam lemak satu per satu hingga tersisa gliserol. Enzim yang
berperan yaitu triasil gliserol lipase, diasil gliserol lipase dan monoasil gliserol lipase.
Sedangkan triasilgliserol yang terdapat di dalam VLDL dan khilomikron dihidrolisis
oleh lipoprotein lipase yang terdapat pada dinding pembuluh darah.3
Benda keton
Proses ketogenesis terjadi di mitokondria dan hati. Proses ini memakai asetil-KoA
sebagai bahan baku. Pada proses ini dibutuhkan enzim tiolase, HMG-koA sintase,
HMG-koA liase dan beta 3-OH butirat .
Jenis bedan keton yang dihasilkan ialah aseton, asam asetoasetat dan asam beta 3-OH
butirat. Kedua asam ini bisa saling interkonversi.
Benda keton yang terbentuk bisa dibawa darah ke jaringan ekstrahepatik untuk
diaktifkan menjadi asetil ko-A. Sementara aseton akan keluar melalui udara
pernapasan.4
Ketogenesis meningkat pada peningkatan asam lemak bebas dalam darah yang bisa
terjadi pada keadaan kelaparan, DM tidak terkontrol, diet tinggi lemak dan hormon
yang meningkatkan lipolisis. Akibat peningkatan ketogenesis dapat menyebabkan
ketosis dan asidosis metabolik.
Lipoprotein
Lemak dalam darah ditranspor dalam bentuk lipoprotein. Lipoprotein didalam darah
dapat dipisahkan dengan cara ultrasentrifugasi dan elektroforesa. Bila dipisahkan
lipoprotein akan tersusun dari yang memiliki berat molekul terkecil (lapisan atas)
29
hingga berat molekul terbesar (lapisan bawah). Dengan cara ultrasentrifugasi didapat
susunan dari atas ke bawah ialah khilomikron, VLDL, LDL dan HDL.
Khilomikron disintesis dalam sel usus dengan menggunakan protein apo-B48 dalam
ribosom dan retikulum endoplasma kasar serta sintesis lipid di retikulum endoplasma
halus. Setelah itu terjadi penggabungan antara komponen lipid dan protein di
retikulum endoplasma halus. Kemudian terjadi sintesis apo-AI dan apo-AII
membentuk khilomikron yang belum sempurna. Tambahan apo-C dan apo-E akan
menyempurnakan khilomikron. Pada badan golgi dapat terjadi penambahan
karbohidrat pada lipoprotein ini.3
VLDL disintesis bagian proteinnya menggunakan apo-B100 di ribosom dan retikulum
endoplasma kasar sedangkan lipid disintesis di retikulum endoplasma halus. Dalam
retikulum endoplasma halus juga akan bergabung membentuk VLDL nascent seperti
khilomikron. Kemudian akan mendapat penambahan apo-E dan apo-C serta
karbohidrat.
HDL disintesis dengan menggunakan apo A1. HDL awalnya berbentuk diskoid
hingga menjadi sferis yang merupakan HDL sempurna. Dalam HDL terdapat banyak
fosfolipid.
6 Hormon yang berperan
Pada proses metabolisme lemak, hormon yang berperan adalah:
Growth Hormon: menyebabkan pelepasan asam lemak dari jaringan adiposa. Hal
ini menyebabkan konsentrasi asam lemak tubuh meningkat. Selain itu GH
meningkatkan perubahan asam lemak menjadi asetil koA yang banyak dipakai
untuk pembentukan energi dibanding karbohidrat dan protein.5
Kortisol : meningkatkan lipolisis jaringan adiposa sehingga kadar asam lemak
dalam darah naik. Asam lemak kemudian dapat digunakan sebagai bahan bakar
untuk menghasilkan energi sehingga glukosa bisa dihemat untuk otak.
Hormon tiroid : meningkatkan metabolisme lemak sehingga lipolisis jaringan
adiposa terjadi yang menyebabkan peningkatan kadar asam lemak bebas dalam
plasma darah.
Insulin : meningkatkan aktivitas lipogenesis. Defisiensi insulin dapat
menyebabkan penumpukan asam lemak bebas yang dapat membentuk benda
keton sehingga menyebabkan ketoasidosis.7
Glukagon : meningkatkan lipolisis sehingga meningkatkan produksi keton di hati.
30
]
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Karbohidrat, protein, lemak, vitamin, mineral serta komponen lainnya merupakan zat
yang sangat penting bagi kelangsungan pertumbuhan manusia. Diperlukan diet yang
seimbang antara komponen gizi seperti yang disarankan dalam 4 sehat 5 sempurna agar
seseorang dapat menjaga kesehatannya.
Status gizi seseorang dapat diketahui secara antopometri dengan cara mengukur indeks
massa tubuhnya. Indeks massa tubuh yang terlalu rendah menyebabkan seseorang dapat
rentan terkena penyakit infeksi. Sedangkan indeks massa tubuh yang terlalu tinggi
menyebabkan seseorang rentan terhadap penyakit degeneratif.
Karbohidrat merupakan sumber energi utama tubuh yang berasal dari gugus gula yang
saling berikatan. Sumber karbohidrat ialah roti, gandum dan beras. Karbohidrat memiliki
31
fungsi yang penting sebagai bahan pembentuk glikogen dan memiliki pengaruh ke kadar
glukosa darah.
Karbohidrat dapat dimetabolisme tubuh. Proses metabolismenya berlangsung secara
bertahap dari glikolisis, oksidasi piruvat hingga siklus asetil ko-A. Selain itu terdapat
jalur metabolisme minor yaitu jalur metabolisme asat uronat, metabolisme fruktosa,
galaktosa dan heksosamin.
Protein merupakan polimer dari asam amino yang saling berikatan. Asam amino ada
yang dapat disintesis tubuh dan ada yang tidak dapat disintesis tubuh. Sumber asam
amino ialah melalui daging, susu dan telur. Protein dapat berfungsi sebagai katalisator,
imunoprotein, berperan sebagai channel ion dan mensintesis bahan lain seperti glutation
yang diperlukan tubuh.
Metabolisme asam amino melibatkan proses pembentukan asam amino, baik melalui
asam amino essensial dari makanan, maupun melalui komponen siklus asam sitrat.
Penguraian asam amino dapat menghasilkan urea melalui siklus urea.
Lemak terdiri dari lemak sederhana, lemak campuran dan derivat lemak. Lemak
umumnya terdiri dari gliserol dan asam lemak bebas. Asam lemak ada yang jenuh dan
tidak jenuh. Sumberutama lemak ialah kacang-kacangan, daging serta ikan. Lemak dapat
berfungsi sebagai komponen membran, surfaktan, sintesis hormon dan insulator terhadap
panas.
Lemak yang dimetabolisme di dalam tubuh meliputi asam lemak jenuh dan tidak jenuh,
eikisanoat, fosfolipid dan benda keton.
32
DAFTAR PUSTAKA
1. Barker HM. Nutrition and Diet Etics for Health Care 10th edition. London: Churcil
Livigstone 2002.
2. Sediaoetama AD. Ilmu gizi jilid 1. Jakarta: Dian rakyat 2000.
3. Murray RK, Granner DK, Mayes PA. Biokimia harper edisi 27. Jakarta: EGC 2009.
4. Harjasasmita. Ikhtisat biokimia dasar B. Jakarta: FKUI 2003.
5. Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran edisi 11. Jakarta: EGC 2007.
6. Sherwood L. Human physiology : from cells to system. Belmont: Thomson
brooks/cole 2007.
7. Ganong WF. Buku ajar fisiologi kedokteran edisi 20. Jakarta: EGC 2002.
33
Recommended