biokimia otot & bioenergetika
TRANSCRIPT
![Page 1: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/1.jpg)
BIOKIMIA MUSKULOSKLETAL & BIOENERGITIKA
Dr. Fransiska Lanni, MSFakultas Ilmu Kesehatan
Universitas Respati Yogyakarta
![Page 2: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/2.jpg)
System Muskulosletal
- merupakan satu kesatuan dalam menghasilkan gerak - tidak dapat dipisahkan dari sistem neuro-muskuloskletal - untuk menghasilkan gerak dibutuhkan ; * perintah untuk gerak (fungsi syaraf) * energy untuk gerak (metabolisme selular sel otot) * kendali dan pengaturan (selular = syaraf; humoral = hormon)
![Page 3: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/3.jpg)
Muskuloskletal - pendukung gerak melalui * tulang bersifat pasif, kaku, untuk dapat bergerak harus dibantu oleh sendi * gerak otot bersifat aktif melalui kontraksi dan relaksasi; * gerak otot membutuhkan pasokan O2 dan nutrien yang cukup untuk membentuk energy selular (ATP)
![Page 4: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/4.jpg)
Tulang
Fungsi : - mendukung beban tubuh - menahan berbagai gaya ; * vertikal * horizontal * tarikan * puntiran (torsi)
Sebagai pendukung, strukur tulang harus kuat terdiri dari - bahan an-organik - bahan organik Keseimbangan antara matrik organik dan an-organik tulang dipngaruhi oleh -faktor usia - status hormonal
![Page 5: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/5.jpg)
Bahan Organik Tulang
- Glikoaminoglikan (GAG) - Protein terutama kolagen dll
Glikoaminoglikan - heteropolysakarida dengan unit berulang asetil/sulfat dari heksosa polyanion - sangat hygroskopis, struktur polimer helix - sifat poly-anion dan hygroskopis memberikan efek peredam kejut
![Page 6: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/6.jpg)
Kolagen - Protein terbanyak dan tersebar di seluruh bagian tubuh terutama jaringan ikat - ada lebih dari 10 jenis protein kolagen pada manusia, - terdapat 2 asam amino khusus penyusun kolagen = hydroxilysin & hydroxyprolin (keduanya tidak ada kondon dalam gen) - mempunyai struktur khas = triple helix (berpilin 3), ketiga rantai kolagen saling berikatan dgn ikatan hydrogen - struktur demikian dapat menahan renggangan dan puntiran
![Page 7: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/7.jpg)
Sintesis GAG & Kolagen
- Sintesis GAG dan Kolagen dilakukan oleh sel yang berbeda - Sintesis GAG dilakukan oleh sel osteoblast/osteosit sintesis Kolagen dilakukan oleh sel fibroblast - Sintesis kolagen membutuhkan O2 dan Vitamin C - Keseimbangan kedua matriks tulang ditentukan oleh faktor Usia
Vitamin C
![Page 8: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/8.jpg)
Bahan an-organik tulang
* Ca3(PO4)2, senyawa yang sangat keras (tulang & gigi) * bersenyawa dengan air membentuk kristal silindris hexagonal yang disebut hydroxiapatit
Kalsium Tulang
- Berfungsi sebagai Cadangan kalsium untuk seluruh tubuh, yang dibutuhkan dalam berbagai fungsi vital (impuls syaraf, pembekuan darah, ko-enzim dll)- Deposit kalsium dalam tulang bersifat dinamis yang dikontrol oleh hormon calsitonin dan paratiroid- Selain hormon, keseimbangan kalsium juga di pengaruhi oleh pH darah- Logam berat (Pb, Hg, Cd, As) dapat menggantikan posisi Ca tulang merusak fungsi tulang- Gangguan keseimbangan kalsium tulang osteoporosis
![Page 9: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/9.jpg)
Regulasi kadar kalsium darah
- Hormon paratiroid dan kalsitonin pengatur ionisasi Calsium * mengatur ionisasi Ca2+ dalam serum keseimbangan Ca2+ serum-tulang kira-kira 9-10 mg/dL- Vitamin D3 memacuh penyerapan Ca2+ dan fosfat di usus
-Kalsium dalam tubuh terdiri dari 3 Fraksi - terikat albumin (55%) non-diffusible - tidak terionisasi (terikat dalam TCA/siklus krebs) diffusible - Ion Ca2+ bebas
![Page 10: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/10.jpg)
Protein penyusun ototProtein filamen - myosin (filamen tebal) - actin (filamen tipis) - troponin - tropomysin
Protein tambahan - α-actinin - β-actinin - protein C
![Page 11: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/11.jpg)
Protein penyusun otot
![Page 12: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/12.jpg)
Pembentukan Energy Otot
- Kontraksi otot butuh energy dalam bentuk ATP- ATP disintesis sumber energy nutrien * karbohidrat glukosa - sebagian disimpan dalam hati & otot dalam bentuk glykogen - pembentukan ATP > cepat dibandingkan Asam lemak & AA * Lemak (triglyserida) asam lemak - dapat disimpan dalam jaringan adiposa & Otot - dlm keadaan istirahat mensupply > 50% ATP otot, dan berkurang pada otot yang aktif * Protein Asam Amino - peran utama untuk pembentukan protein otot - hanya 5-15% yang digunakan untuk Produksi ATP - mekanisme umum pembentukan energy otot melalui 3 jalur * fosforilasi langsung * Anaerob (Glikolisis) * Aerob (fosforilasi oksidatif)
![Page 13: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/13.jpg)
Jalur I Jalur I Fosforilasi Direct
Slide 6.24Copyright © 2003 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
- Sel otot mengandung mengandung creatine phosphate (CP) disintesis dari AA Methionin, Arginin dan Glysin
- CP adalah molekul energy tinggi
- Setelah ATP berkurang, ADP siap diubah menjadi ATP
- CP transfers energy (Pi) ke ADP, untuk regenerasi ATP
- Hanya butuh waktu kira-kira 15-20 detik
- Bersifat anaerob
Figure 6.10a
![Page 14: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/14.jpg)
Slide 6.26a
Copyright © 2003 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
- Reaksi perombakan glukosa tanpa oksigen (anaerob)
- Glucosa dipecah menjadi asam pyruvat untuk membentuk sejumlah 2 ATP
- Asam piruvat diubah menjadi asam laktat jika berlebihan kelelahan otot
- Tidak efisien, menggunakan banyak glukosa, energy yang dihasilkan sedikit
- Namun prosesnya cepat (30-60 detik)
Figure 6.10b
Jalur II Jalur II Glycolisis Anaerobic
![Page 15: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/15.jpg)
Slide 6.25Copyright © 2003 Pearson Education, Inc. publishing as Benjamin Cummings
- Serangkaian jalur metabolisme yang terjadi di mitokondria
- Glucose dipecah menjadi CO2 dan H2O dengan melepas energy (ATP) dalam jumlah besar
- Reaksi berjalan pelan dan butuh ketersediaan oksigen (aerob)
- Sumber energy selain glukosa, dapat berasal dari asam lemak & Asam amino
Figure 6.10c
Jalur III Fosforilasi Jalur III Fosforilasi oksidatifoksidatif
![Page 16: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/16.jpg)
Energy Source Creatine Phosphate
Anaerobic glycolysis
Aerobic respiration
Oxygen Use no no yes
Products 1 ATPcreatine
2 ATPlactic acid
36 ATPCO2, H2O
Duration 15 Seconds 30-60 seconds Hours
![Page 17: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/17.jpg)
Integrasi Metabolisme selular otot
![Page 18: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/18.jpg)
Pembentukan Energy sesuai dengan aktivitas
Pada Aktivitas ringan (istirahat)1. Metabolisme Aerobic (O2) asam lemak dalam darah
2. Glukosa darah sebagian disimpan menjadi glycogen di jaringan otot
![Page 19: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/19.jpg)
Pada Aktivitas sedang1. Pemecahan glycogen menjadi glukosa2. Glycolysis glukosa untuk membentuk ATP dan Piruvat3. Metabolisme Aerobic (O2) asam lemak (aerob) sedikit
(minor)
![Page 20: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/20.jpg)
Pada Aktivitas Tinggi
-Pemecahan glukosa secara an-aerobic (tanpa O2)- pembentukan piruvat asam laktat- Penumpukan asam laktat menyebabkan kelelahan otot
![Page 21: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/21.jpg)
Kelelahan Otot - Terjadi jika otot kehilangan kemampuan untuk kontraksi - Disebabkan oleh: * tidak ada creatine phosphate atau kadar ATP rendah * jumlah oksigen kurang * pH rendah akibat pembentukan asam laktat dari piruvat - terjadi fermentasi Piruvat asam laktat selanjutnya ditimbun dalam jaringan otot sakit, kaku, kelelahan otot - secara alami asam laktat dapat diurai menjadi piruvat glukosa di dalam hati (gkukoneogenesis) butuh oksigen - selanjutnya glukosa menghasilkan energy
![Page 22: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/22.jpg)
Energy Gerak
- Metabolisme Aerob akan menghasilkan energy yang tinggi- Metabolisme aerob butuh oksigen yang cukup, sehingga * jumlah Hb harus cukup * perfusi otot yang baik, sehingga O2 akan dilepas ke sel otot (myosit) dalam jumlah besar- Cara untuk menjaga kebutuhan oksigen otot * dapat mengikat O2 secara kimia, seperti SDM * daya ikat (affinitas) O2 harus lebih kuat dari Hb, sehingga dapat merebut O2 dari Hb Myoglobin (Mb) * Myoglobin dlm otot mempunyai akfinitas O2 lebih besar dari Hb
Mb
![Page 23: biokimia otot & bioenergetika](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022061514/55b2480dbb61ebca5f8b46c3/html5/thumbnails/23.jpg)
TERIMA KASIH