biokimia pencernaan.ump2013
TRANSCRIPT
BIOKIMIA PENCERNAAN BIOKIMIA PENCERNAAN Blok 13Blok 13
Yanti RositaFK UMP
Tujuan Pembelajaran
Memahami enzim pencernaanMemahami proses pencernaan makanan (KH, Lipid dan Protein)Memahami absorpsi hasil pencernaan (KH,Lipid,Protein,Nukleotida)Memahami proses pembusukan dan detoksikasi sisa makanan
Proses PencernaanProses Pencernaan
Proses pencernaan = pemecahan zat makanan secara alamiah menjadi bentuk yang sesuai untuk diabsorbsi sel-sel tubuh
Enzim pencernaan mengkatalisis hidrolisis (makromolekul):a) Protein → asam aminob) Karbohidrat → monosakaridac) Lemak → trigliserida →gliserol & asam lemakd) Vitamine) Mineral
Proses lengkap Proses lengkap pencernaanpencernaan
Ada beberapa langkah mulai dari intake makanan hingga absorpsi ke dalam darah :
Homogenisasi makanan : pencampuran makanan dengan cairan sekresi tractus digestivusSekresi enzim : hidrolisasi makromolekul menjadi oligomer, dimer & monomerSekresi asam basa & elektrolit : untuk menciptakan lingkungan tepat untuk pencernaan enzimatik optimalSekresi asam empedu : sebagai deterjen untuk melarutkan & memudahkan absorbsi lipidHidrolisa oligomer/dimer nutrien oleh enzim permukaan intestinumTranport molekul nutrien & elektrolit dari lumen intestinum ke darah/limfe melalui sel epitel
Human digestive Human digestive systemsystem
Pembagian PencernaanPembagian Pencernaan
Pencernaan dalam MulutPencernaan dalam LambungPencernaan PankreasPencernaan Hati & Kantong EmpeduPencernaan Usus
Pencernaan dalam mulutPencernaan dalam mulutI. Secara Mekanik oleh organ2 : bibir,
lidah, gigi, otot rongga mulutII. Secara Kimiawi oleh peran saliva
• Faktor yg merangsang sekresi saliva :
a) Syaraf parasimpatis :
nuclei salivarius pada batang otak
b) Makanan kering/asam :
melalui syaraf sensoris ke pusat salivarius batang otak
• Faktor yang menghambat sekresi saliva :
Syaraf simpatis
• Disekresi oleh 3 pasang kelenjar saliva :
a). Kel. Parotis : saliva serosa
b). Kel.Submandibular : saliva serosa & mukosa
c). Kel.Sublingualis : saliva serosa & mukosa
• Sifat-sifat saliva :
- cairan tidak berwarna
- konsistensi kental
- volum 1-2 L/hari
- pH 6,4-6,8 (inaktif bila ≤ 4)
- B.J. 1,002 – 1,008
• Susunan zat dalam saliva & fungsinya:a). Air : 99,5%, pelicin rongga mulut & membasahi makanan
b). Mukus : melumasi bolus&saliva, menjadikan lengket
c). Enzim :
- Amilase (Ptialin) : menghidrolisa pati &glikogen menjadi maltosa, penting untuk rasa manis, perlu Cl- u aktivitas
- Lipase : disekresi oleh kel. Ebner
d). Natrium
e). Lysozim : sebagai desinfektan, menghancurkan bakteri makanan (melisis dinding sel)
Pencernaan dalam LambungPencernaan dalam Lambung
I. Sekresi LambungII. Motilitas/peristaltik LambungIII. Pengosongan Lambung
I. SEKRESI LAMBUNG (=GASTRIC JUICE)
• Faktor yang merangsang sekresi :a). Mekanisme syaraf : terdapat 3 fase
- Fase cephalic : stimulasi N.vagus oleh hipotalamus karena sensasi pikiran, penglihatan, bau & rasa makanan → produksi HCl ↑
- Fase gastrik : makanan me ↑ sekresi gastrin (oleh sel G)
- Fase intestinal : beberapa produk dari lambung → duodenum→ pergeseran kimia pada sekresi lambung
b). Hormon : Sekretin/Gastrin
c). Histamin
d). Kafein
e). Alkohol
f). Insulin
g). Nikotin
h). Pilocarpin
i). Mecholyl
j). Prostigmin
• Faktor yang menghambat sekresi
a). Asam amino
b). Hiperglikemia
c). Fat (Enterogastrone)
d). Atropin
e). Urogastrone
• Sifat getah lambung (gastric juice) :
- cairan jernih, kuning muda
- sekresi 2-4L/24 jam
- pH 1 - 2
- B.J. 1,007
Susunan gastric juice :a). Air : 97 – 99 %
b). HCl : 0,2-0,5%
c). Enzim : pepsinogen, renin,lipase, kathepsin
d). Faktor intrinsik : mukoprotein
e). Garam anorganik : K+, Na+, Cl-, PO4-
f). dll
Fungsi Fungsi dan dan PembentukanPembentukanGetah LambungGetah Lambung
HCl-
• Fungsi getah lambung :- melarutkan makanan yang tidak larut dalam air
- merubah makanan basa menjadi asam
- sebagai desinfektan
- membantu membuka katup pilorus
- menghidrolisa beberapa disakarida
- melembutkan makanan sehingga mudah dicerna enzim
- menstimulasi duodenum u sekresi empedu&pancreatic juice
- merubah Fe3+ menjadi Fe2+ (pH ≤3)
- mengaktifkan enzim pepsin
• Sumber :
- sekresi oleh sel parietal
- dikontrol oleh : gastrin, acetylcholine, histamin
- distimuli oleh : peptida kecil, asam amino, kafein, Ca
- diinhibisi oleh : asam duodenum & lemak duodenum
16
ASAM LAMBUNG ( HCl LAMBUNG ) :Pembentukan asam lambung di parietal cell mukosa lambung
SEL PARIETAL
Carbonic Anhidrase
CO2 H2CO3
H2OHCO3 H+
H+
K+ K+
HCO-
CO2
Cl- Cl- Cl-
PLASMADARAH
LUMEN LAMBUNG
proses ini sama dengan proses “pergeseran klorida (chloride shift) pada sel darah merah dan tubulus ginjal untuk sekresi H+ .
Pepsin
Pepsinogen Pepsin (aktif)H+ (pH 1-2)
Pepsin Autokatalisis (pH ±4,6)
Pencernaan lambung yang utama adalah protein
PROTEIN Proteosa + Pepton
Diproduksi oleh chief cell & sel-sel mukus fundus sebagai pepsinogen yang inaktif.pH optimal untuk hidrolisa proteolisis protein adalah 0,8-1Dapat bekerja pada hampir semua protein kecuali :
keratin, sutera, mukoprotein, mukoid, protamin
Rennin (Chymosine)
Enzim ini menyebabkan koagulasi susu yang penting pada proses pencernaan infant
Lipase
Lingual lipase, aktivitas pd pH lambung yang rendah
Mencerna 30% triasil gliserol
Lebih aktif pada yang mempunyai fatty acid rantai pendek
II . MOTILITAS/PERISTALTIK LAMBUNG
• Makanan masuk lambung → sekresi gastric juice → kontraksi lemah dari fundus to pylorus → makanan dicampur dengan gastric juice (chyme)
• Frekuensi peristaltik ↓ → lebih kuat → chyme terdorong ke sfingter pilorus yang tertutup → mengalir kembali
• Sel pacemaker otot dinding gaster merangsang kontraksi• Sfingter terbuka → chyme masuk duodenum• Hormon gastrin & syaraf parasimpatis meregulasi kekuatan
kontraksi.Rasio proses tergantung jenis makanan- Karbohidrat → cepat kosong- Protein → sedang- Lemak → lambat
III . PENGOSONGAN LAMBUNG
• Peristaltik lambung mendorong chyme ke usus halus
- Chyme tinggi liquid (makanan KH) → ↑ rasio pengosongan
- Chyme tinggi asam(makanan protein)→↑ rasio pengosongan- Chyme tinggi lemak → ↓ rasio pengosongan
Pancreas Pancreas
Pencernaan PankreasPencernaan Pankreas
Chyme masuk ke duodenum secara intermiten melalui sfingter pilorus
Saluran pankreas & empedu bermuara ke duodenum
Sekresi pankreas & empedu menetralkan chyme → pH ↑ (alkali), penting untuk aktivitas enzim pankreas & usus
Faktor yg merangsang sekresi getah pankreas :HCl, KH, Protein, Lemak, Zat makanan → merangsang duodenum & upper jejenum → sekresi hormon → absorbsi usus → pankreas, hati, kandung empedu (via vena porta hati)
Hormon-hormon◦ Sekretin◦ Pankreozimin ◦ Kolesistokinin◦ Enterokinin◦ Gastrin◦ Vasoactive Intestinal Polypeptide (VIP)
• Sifat-sifat getah pankreas :- sekresi ± 500 cc/hari
- volum 0,5-1 L/hari
- pH 7,5-8,0
- B.J. ± 1,007
• Susunan getah pankreas :a). Air : 98,7 %
b). Senyawa organik & anorganik :
- Terutama : K+, Na+, Cl-, HCO3-
- Sedikit : Zn2+, Ca2+, HPO42-, SO2
2-
c). Enzim :
- Tripsin, chymotripsin, elastase, karboksipeptidase
- Amilase, lipase, cholesterol esterase
- RNase, DNase
Pencernaan Hati & Kandung Pencernaan Hati & Kandung EmpeduEmpedu
Makanan yg masuk duodenum → stimulasi sekresi CCK → relaksasi sfingter oddi & kontraksi kandung empedu → empedu terdorong ke intestinum
Fungsi Empedu :1. Mengemulsi lemak, absobsi vitamin A,D,E,K2. Menetralisir kimus dari lambung3. Ekskresi obat2an,toksin, pigmen empedu, anorganik (Cu, Hg, Zn)4. Mempertahankan kolesterol tetap dlm bentuk
larutan5. Untuk diagnosis klinik6. Metabolisme pigmen empedu
Susunan empedu1. Pigmen empedu(bilirubin,biliverdin): 1,5 g/hari2. Garam empedu : 4 gr/hari3. Asam empedu: cholic acid & deoxycholic acid4. Air (97%)5. Kolesterol6. Protein : mucin7. Asam lemak : ester/non-ester8. Garam anorganik : NaCl, KCl9. Lesitin, Fosfolipid, Urea (jumlah sedikit)
• Sifat empedu :
- disekresi oleh hati 0,5 - 1 L/hari
- pH empedu hati 7,1-7,3
- B.J. empedu hati 1,01
- pH dlm kandung empedu 6,9-7,7
- B.J. dlm kandung empedu 1,04
• Faktor yg mempengaruhi sekresi empedu :a). Rangsangan syaraf
b). Hormonal : kolesistokinin
c). Garam empedu
d). Zat kimia : HgCl, etc.
Pencernaan UsusPencernaan UsusDisekresi oleh kelenjar Brunner & Lieberkühn Mengandung enzim-enzim :1. Aminopeptidase (dipeptidase) 2. Spesific Disaccharidase & Oligosaccharidase
a). α glucosidase (maltase) b). α dextrinase (isomaltase) c). β galaktosidase (laktase) d). Sucrase e). Trehalase
3. Phosphatase 4. Polynucleotidase 5. Nucleosidase=Nucleoside Phosphorilase 6. Phospholipase
Karbohidrat Mulut Pati sugar/gula ׀ salivari maltosa sukrosa fruktosa amilase=ptialin Lambung dekstrin maltosa sukrosa laktosa ׀ pancreatic amilase Usus halus maltosa intestinal intestinal intestinal maltase sukrase laktase Dinding usus halus glukosa glukosa glukosa
+ + + glukosa fruktosa galaktosa
Mulut Protein
gastric protease
Lambung Proteosa dan Pepton
Pancreatic protease
Intestinal protease
Usus Halus Dipeptida
Intestinal dipeptidase
Dinding usus halus Asam amino
Mulut Lemak teremulsi Lemak belum teremulsi
empedu
Lambung Lemak sudah teremulsi
Intestinal Lipase Pancreatic Lipase
Usus halus
Asam lemak Monogliserida Digliserida
+ gliserol + Trigliserida
Absorpsi Absorpsi Tractus DigestivusTractus Digestivus
Absorbsi MakananAbsorbsi Makanan
proses masuknya zat makanan dalam darah/limfe melalui dinding usus halus
Organ utama untuk pencernaan & absorbsi adalah usus halus (90%),pemekatan di usus besar.
Transport melalui intestinum ada 2 jalan :a). Sistem hepatik portal (hati)b). Pembuluh limfe (ductus thoracicus)
Absorbsi MakananAbsorbsi Makanan
Karbohidrat diserap sebagai monosakarida
Protein diserap sebagai asam aminoLemak diserap sebagai asam lemak,
gliserol, monoasil gliserolNucleoprotein diserap sebagai basa
purin /pirimidin + pentosa
Kolesterol, Klorida, Fosfat dapat diserapErgosterol & Sulfat tidak diserapHeksosa lebih mudah diserap daripada
pentosa
Absorbsi KarbohidratAbsorbsi KarbohidratPencernaan yang utama adalah polisakarida :
- Amilum (60-70%)- Sukrosa (20-30%)- Laktosa (5%)
Ada 2 absorbsi monosakarida :1. Transpor aktif (glukosa, galaktosa)
Konfigurasi molekulnya :- Mempunyai gugus OH pada C2- Mempunyai cincin piranosa- Memiliki gugus metil/hidroksimetil pada C5
2. Difusi(fruktosa & pentosa)
Kecepatan absorbsi KH (urut-urutan) : galaktosa – glukosa – fruktosa – mannosa – xylosa – arabinosa
Transpor aktif glukosa melalui Transpor aktif glukosa melalui mukosa usus halusmukosa usus halus
Dianggap ada pengembang yang bergerak → mengikat glukosa & Na+ pada tempat berbeda → angkut → membran plasma sel usus halus → dilepaskan ke sitosol → pengemban mengambil “muatan” lagi
Energi dari hidrolisis ATP & pompa Na+ mendorong Na+ keluar dari sel
RINGKASAN PENCERNAAN DAN ABSORPSI KARBOHIDRAT
Absorbsi LemakAbsorbsi LemakOrg dewasa makan lemak ±60-100 g/hr (90%
TG)Ada 5 tahap digesti & absorbsi lemak :
1). Hidrolisa TG : oleh lipase pankreas & colipase menjadi FFA (asam lemak bebas) & monogliserida
2). Solubilisasi : FFA & monogliserida oleh garam empedu dan transport dari lumen ke sel permukaan
3). Masuknya FFA & monogliserida & resintesa jadi TG
4). Sintesa TG baru → kilomikron5). Eksositosis kilomikron dari sel ke limfe
Mekanisme Pencernaan lipidsMekanisme Pencernaan lipids
Mekanisme Penyerapan LipidsMekanisme Penyerapan Lipids
Absorbsi ProteinAbsorbsi Protein
1. Fase Gastric : autokatalitik Chief cell → pepsinogen pepsin karboksil AA aromatik
H+(HCl)
ikatan peptida peptida kecil/AA bebas
2. Fase PancreaticHCO3
- menetralkan asam lambung → pancreatic secretionenteropeptidase
Tripsinogen Tripsin
KimotripsinogenKimotripsin
Proelastase Elastase
3. Fase Intestinal
Protein makanan dicerna → asam amino → absorbsi usus halus → vena porta
Bila protein belum terhidrolisa → absorbsi → jadi antigen → terbentuk antibodi → bila terpapar protein yang sama → reaksi antigen-antibodi (Rx alergi)
Cara absorpsi asam amino :a). Asam amino L-isomer → transpor aktif
dari mukosa ke serosa usus halus. Butuh : vit B6, energi ATP, Na+ dependent carrier
b). Asam amino D-isomer → difusi bebas ke pemb darah
Absorbsi & Digesti NukleoproteinAbsorbsi & Digesti NukleoproteinNUKLEOPROTEIN
Asam nukleat (RNA & DNA) Protein
Mononukleotida (purin/pirimidin nukleotida)
Asam fosfat Nukleosida (purin/pirimidin nukleosida)
Absorbsi Basa purin/pirimidin
Ekskresi (urin) Absorbsi (mukosa usus)
Ribonuclease & Deoxyribonuclease (Pankreas)
Polynucleotidase (Usus)
Phosphatase & Nucleotidase (Usus)
Perubahan di Usus besarPerubahan di Usus besar
Proses enzimatis hampir tidak adaAbsorbsi air lebih banyakAksi bakteri/jamur usus pada KH →
fermentasiMenghasilkan :
- Asam Organik : formiat, asetat, propionat, oksalat, butirat, suksinat, laktat
- Gas : CO2, H2, CH4, Etil alkohol
Lecithin Organisme Choline Neurine
Sphingomyelin Anorganik (pd hewan toksik)
O.A.
Cephaline Serine Amino ethyl alkohol
(Colamine)
Aksi mikroorganisme pd lemak :1. Hidrolisa sederhana2. Saturasi pada asam lemak tidak jenuh3. Sintesa beberapa lipid
Aksi enzim bakteri pd protein membentuk :polipeptida (proteosa & pepton), peptida kecil, asam amino, amonia
Nitrogen sampai ke usus besar karena proteolisis & pembusukan oleh MO terhadap :- Residu makanan yg sebagian tidak dicerna- Residu makanan yg tidak dicerna- Protein dari bakteri mati- Protease tripsin yg tidak hancur- Protease dari epitel yg tidak utuh/sel bakteri- Enzim aktif dari bakteri hidup
Kerja mikroorganisme melalui 2 jalan :1. Dekarboksilasi2. Deaminasi
Bisa juga : oksidasi, reduksi, hidrolisis
Proses Deaminasi → dekarboksilasi → hasil asam2Proses Dekarboksilasi → deaminasi → hasil amino
Beberapa asam amino oleh O.A. → tyramin, putrescine, cadaverin, histamin
Asam amino aromatik oleh O.A. → fenol, indol, cresol, skatol
Cystine (A.O.) → H2S, methane, mercaptane
Amonia dalam usus besar, hasil aktivitas pembusukan zat nitrogen oleh bakteri usus.
Sumber NH3 :colon, oksidasi AA, deaminasi (glutamin, glutamat, adenilat), jaringan otot, jaringan otak, hati, ginjal, jaringan lain
Bilirubin MesobilirubinStercobilinogen
(Urobilinogen)
Stercobilin / UrobilinProduk toksik dikelompokkan (Ptomaines) :
muscarine, neurine, cadaverine, putrescineBotulisme = keracunan makanan krn
clostridium botulinum
DetoksikasiDetoksikasiDetox = perubahan biokimia dlm tubuh
dimana senyawa yg toksik diubah menjadi senyawa tidak toksik atau kurang toksik.
Terjadi terutama di hati, sebagian kecil di ginjal atau organ lain
Proses detoksikasi melalui reaksi2 :1. Oksidasi2. Reduksi3. Hidrolisis4. Konjugasi
Zat yg dioksidasi :1. Alkohol primer2. Hidrokarbon aromatik3. Grup metil4. Benzene (oksidasi-konjugasi)
Zat yang direduksi1. Beberapa aldehida (chloral)2. Ikatan nitro aromatik (p-
nitrobenzaldehyde)
Zat yang dihidrolisa1. Asam salisilat2. Glukosida
Bahan konjugasi & zat yg dikonjugasi1. Asam glukoronat → as.aromatik (benzoat) &
fenol, alkohol alifatik sekunder/tersier2. Asam sulfat → grup phenolic hidroksil3. Glisin → nuclear carboxyl group (benzoat) &
grup karboksil 4. Cystein → senyawa aromatik (benzene,
hidrokarbon cincin halogen)Glutamin → phenyl acetic acid
5. Asam asetat → sulfanilamide6. Pembentukan thiosianat 7. Grup metil (metilasi)
- senyawa pyridine & quinoline- senyawa heterosiklik aromatik- p-monometil aminoazobenzene- phenolic hidroksil (epinefrin, norepinefrin)- estrogen
FaecesFaecesEkskresi : 80-200 gr (± 100 g)Reaksi : Alkalis (pH 7-7,5)Warna : Coklat (stercobilin), dapat berubah
menjadi hitam/darah (melena) atau pucat (steatorrhoea)
Bau : indol, gas (H2S, metil merkaptan), skatol
Komposisi normal :- air (60-80%)- makanan yg tidak dapat dicerna- pigmen empedu (stercobilin)- mukus, enzim, sel epitel, bakteri- indol, skatol - gas ± 1 L (12 ml-2600 ml) tergantung diet