laporan dk2p1
DESCRIPTION
laporanTRANSCRIPT
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Pemicu
Elsa dan Ana adalah teman sekelas di SMP, mereka sedang menjalani puasa di
bulan syawal, di Sekolah mereka berolahraga basket, setelah 15 menit elsa dan Ana
merasa kelelahan dan meminta ijin untuk tidak mengikuti kegiatan olahraga. Pada
saat sahur Elsa makan nasi dan tempe goreng, sedangkan Ana sahur dengan Soto
daging.
1.2 Klarifikasi dan Defini
-
1.3 Kata Kunci
A. Puasa
B. Olahraga
C. Kelelahan
1.4 Rumusan Masalah
Elsa dan anna merasa kelelahan setelah berolahraga sat sedang menjalankan
puasa.
Tubuh manusia
Sistem Hormon Metabolisme Nutrisi Pengaturan Suhu
Fase Absorpsi Fase Puasa
Respon Fisiologis Tubuh
Jenis KelenjarFungsi KelenjarSel PembuatSel Target
Pembentukan Panas
Pelepasan Panas
1.5 Analisis Masalah
1.6 Hipotesis
Terjadinya kelelahan disebabkan oleh peningkatan metabolisme karena tidak
diimbangi oleh asupan nutrisi yang adekuat
1.7 Pertanyaan Diskusi
1. Jelaskan mengenai anatomi sistem endokrin ?
2. Jelaskan mengenai histologi sistem endokrin ?
3. Jelaskan mengenai pembentukan kelenjar endokrin ?
4. Jelaskan mengenai jenis-jenis kelenjar endokrin beserta fungsinya ?
5. Jelaskan mengenai perbedaan antara metabolisme, katabolisme, dan
anabolisme ?
6. Jelaskan mengenai faktor-faktor yang memepengaruhi metabolisme ?
7. Bagaimana proses metabolisme absorptif ?
8. Bagaimana proses metabolisme post absorptif ?
9. Jelaskan mengenai metabolisme karbohidrat ?
10. Jelaskan mengenai metabolisme lipid ?
11. Jelaskan mengenai metabolisme protein ?
12. Jelaskan mengenai pengaruh hormon terhadap metabolisme sel ?
13. Bagaimanakah proses pengaturan suhu tubuh ?
14. Bagaiamana peran hipotalamus dan hipofisis dalam pengaturan suhu ?
15. Jelaskan mengenai makronutrient ?
16. Jelaskan mengenai mikronutrient ?
17. Bagaimana olahraga dapat menyebabkan kelelahan ?
18. Berapakah jumlah kalori yang dihasilkan dengan mengkonsumsi :
a. Nasi
b. Tempe
c. Soto daging
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Anatomi Sistem Endokrin
A. Hipotalamus
Hipotalamus terletak di batang otak (enchepalon). Hipotalamus sebagai
bagian sistem endokrin mengontrol sintesa dan sekresi hormon-hormon
hipofise.1
Hipotalamus merupakan struktur yang menjadi dasar ventrikel ketiga
otak.Struktur ini tampak pada pembelahan sagital otak, terdiri dari badan
mamillari, kiasma opticum, dan tuber cinereum yang bergabung dengan
infundibulum dari hipofisis.Pada bagian posterior, hipotalamus berbatasan
dengan tegmentum mesensefalon.Pada bagian anterior berbatasan dengan
kiasma opticum dan bersatu dengan membran basal area olfaktori. Dan pada
bagian lateral, hipotalamus , berbatasan dengan jaras optic dan crura cerebri
serta bergabung dengan daerah subtalamus tanpa garis batas yang jelas.1
Hipotalamus mendapat perdarahan dalam jumlah besar dari arteri-arteri
kecil percabangan dari Sirkulus Willis. Susunan arteri hipotalamus antar
individu bervariasi namun membentuk pola umum yang sama, yaitu
membentuk.1
1. Grup anterior, berasal dari arteri karotis interna, cerebral anterior, dan
bagian posterior arteri comunicans.
2. Grup intermedia, berasal dari bagian posterior arteri comunicans.
3. Grup posterior, berasal dari arteri serebral posterior, bagian posterior arteri
comunicans, dan arteri basilaris.
Bagian infundibulum, eminensia media, dan terusan hipotalamus
diperdarahi oleh arteri hipofisial superior, cabang dari arteri carotis interna.
Aliran darah ini selanjutnya akan memasuki sistem portal hipotalamus-
hipofisis yang memperdarahi hipofisis bagian anterior. Aliran darah arteri ke
hipotalamus selanjutnya dialirkann ke vena-vena kecil yang bermuara ke vena
cerebral anterior, vena basalis, atau vena cerebral basalis.
B. Kelenjar Hipofisis
Hipofisis atau disebut juga glandula pituitaria terletak di sella Tursika,
lekukan os spenoidalis basis cranii, berbentuk oval dengan diameter kira-kira 1
cm. Terbagi menjadi lobus anterior dan posterior. Terdiri dari adenohipofisis
yang berasal dari orofaring dan neurohipofisis yang berasal dari sistem
kantong Ratke. (Ratke adalah seorang ahli anatomi asal Jerman). Hipofise
dikenal sebagai master of gland karena kemampuan hipofise dalam
mempengaruhi atau mengontrol aktivitas kelenjar endokrin lain.1
Hipofisis atau kelenjar pituitari berukuran kira kira 1×1 cm, tebalnya
sekitar 1/2 cm, dan beratnya sekitar 1/2 gr pada pria, dan sedikit lebih besar
pada wanita. Kelenjar ini terletak di dalam lekukan tulang sphenoid yang
disebut sella tursika, dibelakang kiasma optikum. Hipofisis memiliki dua
subdivisi, (1) adenohipofisis, pada bagian anterior, hasil perkembangan dari
evaginasi ektoderm dorsal atap faring embrionik (stomodeum), dan (2)
neurohipofisis, hasil perluasan diensefalon. Selanjutnya adenohipofisis dan
neurohipofisis menempel membentuk kelenjar tunggal.Secara topografis,
kelenjar ini merupakan salah satu yang paling dilindungi dan tidak terjangkau
dalam tubuh.Hipofisis dilapisi duramater dan dikelilingi oleh tulang kecuali
pada bagian infundibulum berhubungan dengan hipotalamus.1
Hipofisis mendapat perdarahan dari arteri karotis interna. Arteri
hipofisial superior memperdarahi pars tuberalis, infundibulum, dan
membentuk sistem pleksus kapiler primer pada bagian eminensia media. Arteri
hipofisial inferior terutama memperdarahi lobus posterior walau memberi
sedikit cabang ke lobus anterior. Aliran darah dari arteri hipofisial lalu akan
membentuk pleksus kapiler sekunder pada pars distalis dan berlanjut ke vena
portal hipofisial.1,2
Sekresi hormon hipofisis diregulasi oleh hipotalamus. Hipotalamus
sendiri mendapat input dari berbagai area otak dan feedback dari kelenjar lain.
Untuk mengatur kerja hipofisis, hipotalamus akan melepaskan messenger ke
pleksus kapiler primer eminensia media, kemudian dialirkan ke pleksus kapiler
sekunder pars distalis, disini hormon meninggalkan kapiler, menyampaikan
rangsang pada sel parenkim.
C. Kelenjar Tiroid
Kelenjar tiroid terletak di leher bagian depan tepat di bawah kartilago
krikoid, antara fasia koli media dan fasia prevertebralis. Di dalam ruang yang
sama juga terletak trakea, esofagus, pembuluh darah besar dan saraf. Kelenjar
tiroid melekat pada trakea dan melingkarinya dua pertiga sampai tiga perempat
lingkaran. Keempat kelenjar paratiroid umumnya terletak pada permukaan
belakang kelenjar tiroid.1
Pada orang dewasa berat tiroid kira-kira 18 gram. Terdapat dua lobus
kanan dan kiri yang dibatasi oleh isthmus. Masing-masing lobus memiliki
ketebalan 2 cm lebar 2,5 cm dan panjang 4 cm. Terdapat folikel dan para
folikuler. Mendapat sirkulasi dari arteri tiroidea superior dan inferior dan
dipersarafi oleh saraf adrenergik dan kolinergik. Pembuluh darah besar yang
terdapat dekat kelenjar tiroid adalah arteri karotis komunis dan arteri jugularis
interna. Sedangkan saraf yang ada adalah nervus vagus yang terletak bersama
di dalam sarung tertutup di laterodorsal tiroid. Nervus rekurens terletak di
dorsal tiroid sebelum masuk laring.1
D. Kelenjar Paratiroid
Kelenjar paratiroid tumbuh di dalam endoderm menempel pada bagian
anterior dan posterior kedua lobus kelenjar tiroid yang berjumlah 4 buah terdiri
dari chief cells dan oxyphill cells. Kelenjar paratiroid berwarna kekuningan
dan berukuran kurang lebih 3 x 3 x 2 mm dengan berat keseluruhan sampai
100 mg.
E. Kelenjar Pankreas
Kelenjar pankreas terletak di retroperitoneal rongga abdomen atas dan
terbentang horizontal dari cincin duodenal ke lien. Panjangnya sekitar 10-20
cm dan lebar 2,5-5 cm. Ukurannya kurang lebih lebar 5 cm, tebal 1-2 cm,
panjang sekitar 25 cm, dan beratnya sekitar 150 gr. Pankreas memiliki kapsul
jaringan ikat tipis yang membentuk septa, membagi pankreas menjadi lobus.
Pembuluh darah dan persarafan pankreas masuk melalui septa ini.1,2
Pankreas mendapat perdarahan dari arteri coeliaca, cabang langsung dari
aorta abdominalis. A.coeliaca bercabang, menjadi (1) a. hepatica komunis → a.
pancreaticoduodenalis superior → a. pacreaticoduodenalis superior anterior
dan posterior yang memperdarahi bagian kaput, kolom, dan korpus pankreas
dan (2) a. lienalis → rami pancreatici yang memperdarahi bagian korpus dan
kauda. Selanjutnya darah akan dialirkan ke v. pancreaticoduodenale dan v.
lienalis kemudian melalui sistem vena porta dan akhirnya bermuara ke vena
cava.1
Pankreas merupakan kelenjar yang memiliki fungsi eksokrin, yaitu
menghasilkan empedu dan fungsi endokrin, yaitu menghasilkan
hormon.Bagian endokrin pankreas tersusun atas aggregasi sel, disebut Pulau
Langerhans, jumlahnya sekitar satu juta, tersebar diantara asinus, dengan
kecenderungan lebih banyak pada bagian kauda. Setiap pulau Langerhans
berdiameter 75-150 mikron. Pulau langerhans tersusun atas sekitar 3000 sel
yang terdiri dari:
1. sel alfa (70%) → menghasilkan glukagon
2. sel beta (20%) → menghasilkan insulin
3. sel delta (5%) → menghasilkan somatostatin
4. sel G (1%) → menghasilkan gastrin
5. sel F atau sel PP (1%)→ menghasilkan polipeptida pankreas.1,2
F. Kelenjar Adrenal
Kelenjar adrenal atau suprarenal menempel pada kutub superior
ginjal.kelenjar adrenal kiri dan kanan tidak simetris pada sumbu tubuh,
kelenjar adrenal sebelah kanan lebih inferior, terletak tepat diatas ginjal, dan
bentuknya lebih piramid shape. Sementara kelenjar suprarenal kiri lebih
inferior, lebih kearah batas medial ginjal kiri, dan bentuknya lebih cressent
shape. Masing-masing berukuran tebal sekitar 1 cm, lebar apex sekitar 2 cm,
lebar basal sekitar 5 cm. beratnya antara 7-10 gr. Kelenjar ini dibagi menjadi
(1) bagian korteks yang mencakup 80-90% organ, terletak bagian luar, dan
berwarna kekuningan, dan (2) bagian medula yang terletak pada bagian dalam,
berwarna gelap. Keduanya memiliki fungsi endokrin, bagian korteks
memproduksi kortikosteroid (kortisol, kortikosteron) dari kolesterol, diregulasi
ACTH. Bagian medulla memproduksi epineprin dan norepineprin, diregulasi
saraf simpatis.1
Kelenjar adrenal terletak retroperitoneal, dibungkus kapsul jaringan ikat
dengan banyak jaringan adiposa.Kapsul jaringan ikat tersebut membentuk
septa karah parenkim yang masuk bersama pembuluh darah dan saraf.
Kelenjar suprarenal merupakan salah satu organ yang paling kaya
vaskularisasi. tiap kelenjar mendapat perdarahan dari tiga arteri yang berbeda:
(1) arteri phrenic inferior yang akan membentuk arteri suprarenal superior, (2)
aorta yang akan membentuk arteri suprarenal medial, dan (3) arteri renalis
yang akan membentuk arteri suprarenal inferior. Cabang-cabang ketiga arteri
tersebut membentuk pleksus subcapsular.Dari pleksus tersebut muncul arteri
kortikal pendek, selanjutnya membentuk sinusoid berpori, dan bermuara ke
pleksus vena suprarenal di medula.selanjutnya vena suprarenal kiri bermuara
ke vena renal kiri dan vena suprarenal kanan bermuara ke vena cava inferior.
selain arteri kortikal pendek, dari pleksus subcapsular, juga muncul arteri
kortikal panjang yang tidak bercabang. menembus korteks sampai medulla.1
2.2 Histologi Sistem Endokrin
Sistem endokrin merupakan koordinasi kerja yang terdiri atas sel, jaringan, dan
organ yang menghasilkan senyawa kimiawi dan disalurkan melalui sirkulasi darah.
Kelenjar endokrin sendiri merupakan kelenjar tanpa duktus yang tersusun dalam
bentuk pita (korda) dan kelompok yang dikelilingi oleh kapiler. Hormon yang
dihasilkan akan masuk ke dalam aliran darah dan akan berinteraksi dengan organ
atau sel sasaran dengan berikatan pada reseptor spesifik.3
1. KelenjarHipofisis
Hipofisis atau kelenkar pituitaria merupakan kelenjar endokrin utama yang
berperan penting menginisiasi pembentukan hormon oleh kelenjar endokrin lain.
Hipofisis sendiri terbagi menjadi dua bagian besar, hipofisis anterior (adenohipofisis)
dan hipofisis posterior (neurohipofisis). Adenohipofisis terbagi lagi menjadi
beberapa bagian yaitu pars distalis (bagian terbesar), pars intermedia yang
merupakan sisa kantung dan rudimenter pada manusia dan pars tuberalis yang
mengelilingi tangkai saraf. Adenohipofisis terhubung dengan hipotalamus otak
melalui pembuluh darah, dan neuron sekretorik di hipotalamus berakhir di pleksus
kapiler untuk melepaskan hormon. Hipotalamus menghasilkan hormon pelepas dan
hormon penghambat untuk adenohipofisis. Hormon pelepas atau penghambat
diangkut melalui sistem portal yang terbentuk dari venula kecil yang berhubungan
dengan pleksus kapiler sekunder di adenohipofisis. Berdasarkan pewarnaan, terdapat
tiga jenis sel yang ada pada adenohipofisis yaitu : asidofil, basofil, dan kromofob.
Asidofil dibagi lagi menjadi somatotrof dan mammotrof, somatotrof yang
mensekresikan somatotropin yaitu hormon pertumbuhan untuk metabolisme sel dan
pertumbuhan badan secara umum, serta merangsang hati untuk menghasilkan
somatomedin yang berperan dalam menambah panjang tulang, sedangkan
mammotrof berfungsi menghasilkan prolaktin yang merangsang perkembangan
kelenjar mammae. Kemudian basofil juga terbagi menjadi tirotrof yang
mengeluarkan thyroid-stimulating hormone (TSH) untuk merangsang hormon
kelenjar tiroid (tiroksin dan triidotironin), gonadotrof yang menyekresikan follicle-
stimulating hormone (FSH) dan luteinizing hormone (LH), dan kortikotrof yang
mengeluarkan hormon adrenokortikotropik (ACTH) untuk mengatur fungsi korteks
adrenal. Pada bagian lain, neurohipofisis juga terbagi menjadi tiga bagian, eminentia
mediana, infundibulum dan pars nervosa (bagian terbesar dan terdiri atas akson yang
tidak bermielin dan pituisit). Neurohipofisis tidak memiliki sel sekretorik dan
menerima hormon yang telah disintesis oleh neuron sekretorik yang terletak di
hipotalamus otak (oksitosin dan vasopresin).3
2. Kelenjar Tiroid
Kelenjar tiroid terletak di leher depan dan terdiri dari dua lobus besar yang
saling berhubungan dan masing-masing terdiri dari folikel-folikel yang dikelilingi
oleh sel folikular yang mengisi lumen dengan substansi koloid gelatinosa. Koloid
mengandung tiroglobulin, suatu bentuk simpanan hormontiroid teriodinasi yang
tidak aktif. Sel folikular dikontrol oleh thyroid-stimulating hormone (TSH) yang
pada saatkadar hormon tiroid rendah akan merangsang pelepasan TSH dari
adenohipofisis dan menyebabkan iodida diserap dari darah yang kemudian
dioksidasi menjadi iodium, dan diangkut ke dalam lumen folikel dimana iodium
akan berikatan dengan gugus tirosin untuk membentuk tiroglobulin teriodinasi
Triiodotironin dan tetraiodotironin yang merupakan hormon kelenjar tiroid utama
dan berfungsi meningkatkan laju metabolik, pertumbuhan, diferensiasi, dan
perkembangan tubuh. Pelepasan hormon tiroid tersebut mencakup endositosis
tiroglobulin dan hidrolisis tiroglobulin. Sel parafolikular terletak di tepi folikel
kelenjar tiroid dan berfungsi menyekresi kalsitonin untuk menurunkan kalsium darah
dengan mengurangi jumlah osteoklas,sel parafolikular bekerja tanpa bergantung
pada hormon kelenjar pituitaria, namun bergantung pada kadar kalsium dalam
darah.3
3. KelenjarParatiroid
Kelenjar paratiroid terletak di permukaan posterior kelenjar tiroid dan sel-
selnya tidak tersusun membentuk folikel, tetapi membentuk pita (korda) atau
kelompok. Kelenjar paratiroid terdiri dari dua jenis sel, sel prinsipalis (chief ceII) dan
sel oksifil. Sel prinsipalis berfungsi menghasilkan hormon paratiroid (parathormon)
yang fungsi utamanya adalah mempertahankan kadar kalsium yang sesuai dengan
mengimbangi kerja kalsitonin.Hormon paratiroid merangsang osteoklas dan
meningkatkan aktivitasnya untuk melepaskan lebih banyak kalsiumke dalam darah.
Hormon paratiroid menyebabkan ginjal dan ususmengabsorpsi dan menahan lebih
banyak kalsium tetap pada aliran darah.Pelepasan hormon bergantung pada kadar
kalsium dalam darah dan bukannya hormon pituitaria. Sedangkan fungsi sel oksifil
masih belum jelas.3
4. Kelenjar Adrenal
Terletak di kutub superior masing-masing ginjal dan memiliki asal
embriologik, struktur, dan fungsi yang berbeda. Kelenjar adrenal dibungkus oleh
kapsul jaringan ikat dan terdiri dari korteks di sebelah luar dan medula di sebelah
dalam.Kelenjar adrenal dikelilingi oleh kapiler berfenestra dan pembuluh darah besar
yang terdapat di seluruh bagian. Korteks dibagi lagi menjadi tiga zona: zona
glomerulosa, zona fasciculata, dan zona reticularis. Korteks adrenal di bawah
pengaruh langsung ACTH dari kelenjar pituitaria untuk melepaskan tiga jenis
hormon steroid: mineralokortikoid, glukokortikoid, dan androgen. Sel-sel di zona
glomerulosa menyekresi mineralokortikoid terutama aldosteron, pelepasan
aldosteron disebabkan oleh penurunan tekanan darah arteri dan kadar natrium yang
rendah danaldosteron meningkatkan reabsorpsi natrium serta meningkatkan retensi
air oleh tubulus kontortus distal sehingga peningkatan volume cairan meningkatkan
tekanan darah dan menghambat pelepasan lebih lanjut aldosteron. Sel-sel di zona
fasciculata menyekresi glukokortikoid, dengan kortisol dan kortison adalah bentuk
yang palingpenting. Glukokortikoid dilepaskan sebagai respons terhadap stres,
meningkatkan metabolisme dan kadar glukosa, danmenekan respons peradangan,
sedangkan sel-sel dizonareticularis menghasilkan androgen lemah. Bagian medula
adrenal terdiri atas neuron simpatis pascaganglionikyang mengalami modifikasi
menjadi sel sekretorik dan kerjanya dikontrol oleh divisi simpatis sistem saraf
otonom, bukan oleh kelenjar pituitaria. Sel tersebut mengandung katekolamin
(epinefrin dan norepinefrin) dan berespons terhadap stres akut yang akan
mempersiapkan individu untuk respons fight atau flight dengan mengaktifkan
penggunaan energi dan upaya fisik yang maksimal.3
2.3 Pembentukan Kelenjar Endokrin
Pembentukan kelenjar berasal dari sel epitel di lamina basal yang
berproliferasi lalu menginvasi ke bagian bawah. Kelenjar endokrin terbentuk
dari sel-sel pita yang kemudian akan terpisah lalu bergabung bersama
pembuluh darah.4
2.4 Kelenjar Endokrin
Tabel 2.4.1 Klasifikasi Kelenjar Endokrin5
Kelenjar
endokrin
Hormon Sel sasaran Fungsi
Hipotalamus
Releasing hormone
dan inhibiting
hormone (TRH,
CRH, GnRH,
GHRH, GHIH,
PRH, PIH)
Hipofisis anterior
Mengontrol
pengeluaran
hormon hipofisis
anterior
Hipofisis
posterior
vasopresin
arteriolUntuk
vasokontriksi
Tubulus ginjalUntuk reabsopsi
H2O
Oksitosin
uterusMeningkatkan
kontraktilitas
Kelenjar mamariaUntuk
penyemprotan susu
Hipofisis anterior Thyroid stimulating
hormone (TSH)Sel folikel tiroid
Merangsang sekresi
T3 dan T4
Adrenocorticotropic
hormone (ACTH)
Zona fasikulata
dan retikularis
korteks adrenal
Merangsang sekresi
kortisol
Hormon
pertumbuhan
Tulang dan
jaringan lunak
Merangsang
pertumbuhan
tulang dan jaringan
lunak
hatiMerangsang sekresi
somatomedin
Follicle stimulating
hormon (FSH)
Wanita
Folikel ovarium
Untuk
pertumbuhan dan
perkembangan
folikel
Pria
Tubulus
seminiferus
ditestis
Merangsang
produksi sperma
Luteinizing hormone
(LH)/interstitial cell
stimulating hormone
(ICSH)
Wanita
Folikel ovarium
dan korpus
luteum
Merangsang
ovulasi,
perkembangan
korpus luteum dan
sekresi esterogen
dan progesteron
Pria
Sel interstisium
leydig di testis
Merangsang sekresi
testosteron
prolaktin
Wanita
Kelenjar mamaria
Merangsang
perkembangan
payudara dan
merangsang sekresi
susu
Pria Tidak jelas
Selfolikel
kelenjar tiroid
Tetraiodotironin (T4
atau tirosin dan
triiodotironin (T3)
Sebagian besar sel
Meningkatkan laju
metabolik
Sel C kelenjar
tiroidkalsitonin tulang
Menurunkan
konsentrasi ca 2+
plasma
Zona
glomerulosa
Korteks adrenal
Aldosteron Tubulus ginjal
Meningkatkan
reabsorpsi na+ dan
K+
Zona fasikulata
dan retikularis
Korteks adrenal kortisol Sebagian besar sel
Meningkatkan
glukosa darah dan
mengorbankan
simpanan lemak
dan protein
androgen Wanita Berperan dalam
Otak dan tulang
lonjakan
pertumbuhan masa
pubertas dan
dorongan seks pada
wanita
Medula adrenalEpinefrin dan
norepinefrin
Reseptor simpatis
diseluruh tubuh
Memperkuat sistem
saraf simpatis.
Berperan dalam
adaptasi setres dan
regulasi tekanan
darah
Pankreas
Insulin Sebagian besar selMenurunkan
glukosa darah
Glukagon Sebagian besar selMeningkatkan
glukosa darah
Somastostatin
Sistem
pencernaan
Menghambat
pencernaan dan
penyerapan nutrisi
Sel islet pankreas
Menghambat
sekresi hormon
pankreas
ParatiroidHormon paratiroid
(PTH)
Tulang, ginjal,
usus
Mengkatkan
konsentrasi Ca
plasma dan
merangsang
pengaktifan vit D
Ovarium esterogen
Organ seks wanita
Rerangsang
perkembangan
folikel dan
perkembangan
karakteristik seks
skunder
Tulang Mendorong
penutupan lempeng
epifisis
progesteron Uterus
Mempersiapkan
organ ini untuk
kehamilan
Testis Testosteron
Organ seks pria
dan tubuh
Merangsang
produksi sperma,
menimbulkan
dorongan seks dan
untuk
perkembangan seks
skunder
Tulang
Meningkatkan
lonjakan
pertumbuhan masa
pubertas,
mendorong
penutupan lempeng
epifisis
2.5 Perbedaan Metabolisme, Anabolisme, Katabolisme
Metabolisme adalah semua proses kimiawi yang terjadi dalam tubuh makhluk
hidup. Metabolisme berasal dari bahasa Yunani yaitu dari kata metabole yang artinya
berubah. Berubah di sini memiliki dua pengertian. Pertama, berubah menjadi
senyawa yang lebih kompleks disebut anabolisme, asimilasi, atau sintesis. Kedua,
berubah menjadi senyawa yang lebih sederhana disebut katabolisme atau disimilasi.
Dengan demikian metabolisme meliputi dua macam reaksi, yaitu anabolisme dan
katabolisme.Proses metabolisme ini melibatkan berbagai reaksi kimia dengan
sejumlah energi yang menyertainya. Metabolisme dalam makhluk hidup dapat
dibedakan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme.
Katabolisme merupakan proses penguraian atau pemecahan senyawa organik
kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana. Pada Proses katabolisme
ini terjadi pelepasan energi yang merupakan hasil dari pemecahan senyawa-senyawa
organik kompleks tersebut. Pada makhluk hidup, proses katabolisme ini meliputi
respirasi dan fermentasi. Misalnya pengubahan karbohidrat menjadi CO2 dan H2O
dalam proses respirasi. Proses ini menghasilkan energi bebas sehingga disebut reaksi
eksergonik.
Respirasi dibedakan menjadi dua macam, yaitu respirasi aerob dan anaerob.
Respirasi aerob terdiri dari beberapa tahapan yaitu:
1. Glikolisis merupakan proses yang mengubah glukosa menjadi asam piruvat.
2. Siklus krebs merupakan proses yang mengubah asam piruvat menjadi co2 dan
adenosin trifosfat, atp.
3. Sistem transpor elektron.
Fermentasi atau respirasi anaerob merupakan pemecahan molekul tanpa
bantuan oksigen bebas. Pada umumnya fermentasi dilakukan dengan bantuan
mikroorganisme. Fermentasi terdiri dari tiga macam, yaitu fermentasi alkohol,
fermentasi asam laktat, dan fermentasi asam cuka.6
Anabolisme merupakan proses pembentukan atau penyusunan atau sintesis
senyawa organik sederhana menjadi senyawa makromolekul yang lebih kompleks.
Jadi, proses dasarnya, Proses anabolisme merupakan kebalikan dari proses
katabolisme. Makromolekul yang dimaksud misalnya komponen sel seperti protein,
karbohidrat, lemak, dan asam nukleat. Oleh karena proses pembentukannya
memerlukan energi bebas maka reaksinya disebut reaksi endergonik. Anabolisme
dapat terjadi melalui proses fotosintesis dan kemosintesis. Sintesis dari zat makanan
memerlukan bahan dasar yaitu karbon dioksida, CO2, air, H2O, dan energi. Jika
energinya berasal dari cahaya, prosesnya disebut sebagai fotosintesis, sedangkan,
jika energinya berasal dari zat kimia, maka prosesnya disebut sebagai kemosintesis.
Proses Fotosintesis pada tumbuhan melibatkan dua tahapan, yaitu reaksi terang
dan reaksi gelap. Pada reaksi terang terjadi lintas elektron siklik atau lintas elektron
nonsiklik. Hal ini tergantung pada panjang gelombang cahaya yang mengenai
kloroplas. Pada reaksi terang dihasilkan ATP dan Nicotinamide Adenine
Dinucleotide Phosphate, NADPH, yang disertai dengan terjadi pemecahan air.
Sedangkan Pada reaksi gelap akan terjadi pengikatan gas karbon dioksida yang
disertai dengan dihasilkannya karbohidrat.6
2.6 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Metabolisme
Metabolisme adalah semua proses kimiawi yang terjadi dalam tubuh makhluk
hidup. Metabolisme berasal dari bahasa Yunani yaitu dari kata metabole yang artinya
berubah. Berubah di sini memiliki dua pengertian. Pertama, berubah menjadi
senyawa yang lebih kompleks disebut anabolisme, asimilasi, atau sintesis. Kedua,
berubah menjadi senyawa yang lebih sederhana disebut katabolisme atau disimilasi.
Dengan demikian metabolisme meliputi dua macam reaksi, yaitu anabolisme dan
katabolisme.Proses metabolisme ini melibatkan berbagai reaksi kimia dengan
sejumlah energi yang menyertainya. Metabolisme dalam makhluk hidup dapat
dibedakan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme.7
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses metabolisme adalah sebagai berikut :
1. Makanan ( asupan energi)
Makanan kaya protein akan lebih meningkatkan BMR daripada makanan yang
mengandung kaya lipid atau kaya karbohidrat. Hal ini mungkin terjadi karena
deaminasi asam amina terjadi relatif lebih cepat.
2. Status hormon tiroid
Hormon tiroid meningkatkan konsumsi oksigen, sintesis protein, dan degradasi
yang merupakan aktivitas termogenesis. Peningkatan BMR merupakan
merupakan hal yang klasik pada hipertiroid dan menurun pada penurunan tiroid.
3. Latihan
Latihan membutuhkan kalori ekstra dari makanan. Jika selain makanan lebih
banyak mengandung energi maka berat badan akan meningkat. Jika penggunaan
lebih banyak dari yang tersedia dalam makanan, maka tubuh akan memakai
simpanan lemak yang akan memungkinkan terjadi penurunan berat badan.
4. Umur
BMR seorang anak umumnya lebih tinggi daripada orang dewasa karena anak
banyak memerlukan energi. Wanita hamil dan menyusui juga memiliki BMR
yang tinggi. Demam meningkatan BMR, orang yang berotot memilki BMR lebih
tinggi orang yang gemuk.7
2.7 Metabolisme Absorptif
2.8 Metabolisme Post Absorptif
Keadaan pasca absorptive atau puasa terjadi ketika tidak ada nutrient yang
diserap dari saluran cerna, selama keadaan ini simpanan energi endogen dimobilisasi
untuk menghasilkan energi, sementara glukogenesis dan penghematan glukosa
mempertahankan kadar glukosa untuk memberi asupan bagi otak. Simpanan ini
dikatabolisasi masing-masing untuk membentuk glukosa dan menghasilkan energi.1
Pada keadaan puasa terjadi penurunan ringan kadar glukosa plasma, kemudian
perubahan kecil sewaktu berlanjut menjadi kelaparan. Asam lemak bebas plasma
bertambah pada saat puasa, sewaktu puasa berlanjut kadar plasma badan keton
(asetoasetat dan β-hidroksibutirat) sangat meningkat. Pada keadaan puasa, kadar
glukosa di darah porta menurun, sekresi insulin menurun dan otot rangka serta
jaringan lemak menyerap lebih sedikit glukosa. Terjadi peningkatan sekresi glucagon
oleh sel α pankreas menghambat glikogen sintase, dan mengaktifkan glikogen
fosforilase dihati. Glukosa 6-fosfat yang terbentuk kemudian dihidrolisis oleh
glukosa 6-fosfatase, dan glukosa dibebaskan ke dalam aliran darah untuk digunakan
oleh otak dan eritrosit.2
Glikogen otot tidak dapat memberi kontribusi langsung bagi glukosa plasma
karena otot tidak memiliki glukosa 6-fosfatase, dan kegunaan utama glikogen otot
adalah menyediakan suatu sumber energy bagi glukosa 6-fosfat untuk metabolism di
otot itu sendiri. Namun, asetil-KoA yang terbentuk melalui oksidasi asam lemak di
otot menghambat piruvat dihidrogenase yang menyebabkan akumulasi piruvat.
Sebagian besar piruvat ini mengalami transaminasi menjadi alanin, dengan
mengorbankan asam amino yang berasal dari penguraian cadangan protein yang
terbentuk pada keadaan kenyang. Alanin dan sejumlah besar asam-asam keto yang
dihasilkan dari transaminasi ini dikeluarkan dari otot dan diserap oleh hati tempat
alanin mengalami transaminasi untuk menghasilkan piruvat. Asam-asam amino yang
terbentuk sebagian besar diekspor kembali ke otot dan menyediakan gugus amino
untuk membentuk lebih banyak alanin, sementara piruvat adalah substrat utama
untuk glukoneogenesis di hati. 2
Di jaringan adiposa penurunan insulin dan peningkatan glucagon
menyebabkan terhambatnya lipogenesis, inaktivasi lipoprotein lipase dan
pengaktifan lipasepeka-hormon intrasel. Hal ini menyebabkan peningkatan gliserol
(yaitu substrat glukoneogenesis di hati) dan asam lemak bebas dari jaringan adiposa
yang digunakan oleh hati, jantung dan otot rangka sebagai bahan bakar metabolik
yang lebih disukai sehingga glukosa dapat dihemat. 2
Gambar 1. Fase puasa atau pasca absorptive selama 12 jam
Meskipun dalam keadaan puasa otot cenderung menyerap dan memetabolisme
asam lemak, namun jaringan ini tidak dapat memenuhi semua kebutuhan energinya
melalui oksidasi-β. Sebaliknya, hati memiliki kapisitas lebih besar untuk oksidasi-β
daripada kapasitas yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan energinya sendiri.
Ketika keadaan puasa berlanjut, hati membentuk lebih banyak asetil-KoA daripada
yanh dapat dioksidasinya. Asetil-KoA ini digunakan untuk membentuk badan keton,
yaitu bahan bakar metabolik utama untuk otot rangka dan jantung serta dapat
memenuhi sebagian kebutuhan energi otak. 2
Gambar 2. Perubahan relative pada parameter metabolic selama puasa atau
pasca absorptif
1. Sumber : Sherwood, Lauralee. Fisiologi Manusia : dari sel ke sistem.
Edisi ke 6. Jakarta : EGC; 2011.
2. Murray RK, Bender DA, Botham KM, Kenelly PJ, Rodwell VW, Well
PA. Ilustrasi Biokimia Harper. Edisi ke 28. The McGraw-Hill
Companies;
2.9 Metabolisme Karbohidrat
Karbohidrat merupakan sumber utama energi (kalori) dalam tubuh yang
berasal dari makanan. Sekitar 70 – 80% karbohidrat didapatkan melalui intake
makanan. Karbohidrat berfungsi sebagai sumber energi untuk metabolisme.
Kebanyakan karbohidrat dalam makanan diserap ke dalam aliran darah sebagai
glukosa. Fruktosa dan galaktosa setelah diserap di usus akan dibawa ke hati untuk
diubah menjadi glukosa.
1. Glikolisis
Glikolisis merupakan jalur utama metabolisme glukosa, terjadi di sitosol
semua sel. Jalur ini bisa berfungsi baik dalam keadaan aerob maupun anaerob,
bergantung ada tidaknya oksigen dan rantai transpor elektron. Sel darah merah tidak
punya mitokondria sehingga bergantung penuh pada glukosa untuk bahan bakar
metabolik, dan memetabolisme glukosa melalui glikolisis anaerob.
Gambar 2.9.1 Proses Glikolisis
Proses glikolisis:
a. Glukosa masuk ke siklus glikolisis melalui fosforilasi, diberi donor fosfat
dari ATP sehingga menjadi glukosa 6-fosfat. Proses ini dikatalis oleh
heksokinase. Glukosa 6-fosfat ini penting karena berada di pertemuan
beberapa jalur metabolik yaitu glikolisis, glukoneogenesis, jalur pentosa
fosfat, glikogenesis, dan glikogenolisis. Selanjutnya glukosa 6-fosfat diubah
menjadi fruktosa 6-fosfat dengan bantuan fosfoheksosa isomerase. Lalu
mendapat donor fosfat dari ATP lagi sehingga berubah lagi menjadi fruktosa
1,6-bifosfat yang dibantu enzim fosfofruktokinase.
b. Fruktosa 1,6-bifosfat akan dipecah oleh enzim aldolase menjadi dua molekul
Phospophogliseraldehide (PGAL), yaitu dihidroksiaseton fosfat dan
gliseraldehida 3-fosfat yang bisa saling terkonversi. Glikolisis berlanjut
dengan oksidasi gliseraldehida 3-fosfat/PGAL menjadi 1,3-bifosfogliserat
dibantu enzim gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase bersifat dependen-NAD.
Proses oksidasi di sini bakal mengeluarkan hidrogen yang dipindahkan ke
NAD+ sehingga nantinya menghasilkan 2 NADH.
c. Dalam reaksi berikutnya dikatalis oleh fosfogliserat kinase, fosfat pada 1,3-
bifosfogliserat dipindahkan ke ADP sehingga terbentuk ATP dan 3-
fosfogliserat. Karena satu molekul glukosa menghasilkan dua PGAL, maka
pada tahap ini dihasilkan dua molekul ATP. Lalu 3-fosfogliserat mengalami
isomerisasi menjadi 2 fosfogliserat oleh fosfogliserat kinase.
d. Langkah berikutnya dikatalis oleh enolase membentuk fosfoenolpiruvat.
Fosfat pada fosfoenolpiruvat akan dipindahkan ke ADP oleh piruvat kinase
untuk membentuk dua molekul ATP per satu mol glukosa dan menyisakan
produk akhir 2 molekul piruvat. Piruvat ini nantinya akan memasuki siklus
krebs.
Glikolisis 1 molekul glukosa memerlukan 2 molekul ATP dan menghasilkan 4
Molekul ATP + 2 molekul NADH sehingga hasil bersihnya adalah 2 molekul ATP +
2 molekul NADH. Glikolisis anaerob berlangsung pada kondisi miskin oksigen di
semua sel dan di sel darah merah. Pada glikolisis aerob, piruvat akan diserap ke
dalam mitokondria. Apabila kondisinya anaerob, NADH yang dihasilkan tidak dapat
direoksidasi ke siklus krebs. Piruvat yang dihasilkan akan direduksi oleh NADH
menjadi laktat dengan bantuan enzim laktat dehidrogenase. Reoksidasi NADH
melalui pembentukan laktat memungkinkan glikolisis berlangsung tanpa oksigen
dengan menghasilkan cukup NAD+ untuk siklus berikutnya dari reaksi yang dikatalis
oleh gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase.
Gambar 2.9.2 proses glikolisis 2
Glikolisis di sel darah merah selalu menghasilkan laktat karena reaksi-reaksi
selanjutnya pada oksidasi piruvat berlangsung di mitokondria, dan sel darah merah
tidak memiliki mitokondria.
Di eritrosit, reaksi yang dikatalis oleh fosfogliserat kinase dapat dipintas oleh
reaksi bifosfogliserat mutase, yang mengkatalisis perubahan 1,3-bifosfogliserat
menjadi 2,3-bifosfogliserat, dan diikuti oleh hidrolisis menjadi 3-fosfogliserat dan Pi,
yang dikatalisis oleh 2,3-bifosfogliserat fosfatase. Jalur alternatif ini tidak
menghasilkan ATP dari glikolisis.
Namun, jalur ini berfungsi menyediakan 2,3–bifosfogliserat, yang berikatan
dengan hemoglobin dan menurunkan afinitasnya terhadap oksigen sehingga oksigen
lebih mudah disalurkan ke jaringan.
2. Dekarboksilasi Oksidatif Piruvat – Asetil KoA
Untuk mengubah piruvat menjadi Asetil KoA yang akan jadi bahan bakar jalur
metabolik bersama (siklus krebs). Dikatalisis oleh piruvat dehidrogenase,
koenzimnya (kofaktor, senyawa non protein yang ikut serta dalam proses katalitik)
ada 5 yaitu: coenzim A (KoA), asam lipoat, tiamin pirofosphat (TPP), flavin adenine
dinukleotida (FAD), niasinamid adenin dinukeotida (NAD).1
a. Siklus Krebs (citric acid cycle, tricarboxylic acid cycle)
Siklus ini terjadi di dalam matriks mitokondria. Merupakan jalur
metabolisme bersama untuk oksidasi karbohidrat, lemak dan protein. Gugus
asetil menjadi bahan bakar utamanya, disebut jalur bersama, karena gugus
asetil yang menjadi bahan bakar utamanya ini bisa dari jalur metabolisme
sebelumnya, yaitu dari: oksidasi asam lemak, glikolisis, oksidasi badan
keton, oksidasi etanol, dan jalur oksidatif masing-masing asam amino.
Siklus Krebs juga berperan dalam glukoneogenesis, transaminasi/deaminasi
asam amino, lipogenesis. Peran amfibolik siklus krebs: siklus krebs
memiliki peran anabolik dan katabolik.
Gambar 2.9.3. Proses Dekarboksilasi Oksidatif Piruvat
Pertama-tama, asetil ko-A hasil dari reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif)
masuk ke dalam siklus dan bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk
asam sitrat. Setelah "mengantar" asetil masuk ke dalam siklus Krebs, ko-A
memisahkan diri dari asetil dan keluar dari siklus. Kemudian, asam sitrat
mengalami pengurangan dan penambahan satu molekul air sehingga terbentuk
asam isositrat. Lalu, asam isositrat mengalami oksidasi dengan melepas ion
H+, yang kemudian mereduksi NAD+ menjadi NADH, dan melepaskan satu
molekul (CO2) dan membentuk asam a-ketoglutarat (baca: asam alpha
ketoglutarat). Setelah itu, asam a-ketoglutarat kembali melepaskan satu
molekul (CO2), dan teroksidasi dengan melepaskan satu ion H+ yang kembali
mereduksi NAD+ menjadi NADH. Selain itu, asam a-ketoglutarat
mendapatkan tambahan satu ko-A dan membentuk suksinil ko-A. Setelah
terbentuk suksinil ko-A, molekul ko-A kembali meninggalkan siklus, sehingga
terbentuk asam suksinat. Pelepasan ko-A dan perubahan suksinil ko-A menjadi
asam suksinat menghasilkan cukup energi untuk menggabungkan satu molekul
ADP dan satu gugus fosfat anorganik menjadi satu molekul ATP. Kemudian,
asam suksinat mengalami oksidasi dan melepaskan dua ion H+, yang kemudian
diterima oleh FAD dan membentuk FADH2, dan terbentuklah asam fumarat.
Gambar 2.9.4. Siklus Krebs
Satu molekul air kemudian ditambahkan ke asam fumarat dan menyebabkan
perubahan susunan (ikatan) substrat pada asam fumarat, karena itu asam
fumarat berubah menjadi asam malat. Terakhir, asam malat mengalami
oksidasi dan kembali melepaskan satu ion H+, yang kemudian diterima oleh
NAD+ dan membentuk NADH, dan asam oksaloasetat kembali terbentuk.
Asam oksaloasetat ini kemudian akan kembali mengikat asetil ko-A dan
kembali menjalani siklus Krebs.
Dari siklus Krebs ini, dari setiap molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP, 6
NADH, 2 FADH2, dan 4 CO2. Selanjutnya, molekul NADH dan FADH2 yang
terbentuk akan menjalani rangkaian terakhir respirasi aerob, yaitu rantai
transpor elektron.
Ada proses lain yang dapat menghasilkan karbohidrat yaitu sebagai berikut :
a. Glikogenolisis hati
Glikogen diubah menjadi glukosa (Glikogen ® G 1P ® G 6 P ® glukosa).
Glikogen hati berfungsi sebagai penyokong glukosa darah dalam keadaan
puasa atau saat kebutuhan sangat meningkat (misal olahraga). Penguraian
glikogen hati diaktifkan oleh epinefrin, dilepaskan sebagai respon terhadap
olahraga, hipoglikemia, atau situasi stress lainnya dimana terjadi
peningkatan kebutuhan yang segera akan glukosa darah. Epinefrin bekerja
melalui 2 reseptor, reseptor α dan β. Pembentukan dan penguraian glikogen
di hati di atur oleh glukagon dan insulin.1
Gambar 2.9.5. Glikogenolisis pada hepar
b. Glikogenolisis otot
Hasil akhir: glucose 6-P – karena otot tidak mengandung enzim G-6Pase,
jadi mengubah menjadi glukosanya melewati jalur glikolitik. Ada sedikit
perbedaan glikogenolisis di hati dan di otot, di otot rangka, glukagon tidak
mempunyai efek terhadap otot, sehingga kadar glikogen dalam otot tidak
berubah-ubah mengikuti keadaan puasa/makan. Glikogenolisis di otot ini
diaktifkan oleh epinefrin.
c. Glukoneogenesis
Terjadi bila tidak terdapat cukup KH dalam makanan. Glukoneogenesis
menggunakan reaksi reversibelnya glikolisis, ditambah 3 reaksi tambahan yg
melewati langkah-langkah irreversible.
Jaringan yang paling aktif - hati, ginjal. Pada keadaan kelaparan ekstrim,
korteks ginjal juga dapat membentuk glukosa, sebagian besar glukosa yang
dihasilkan oleh korteks ginjal digunakan oleh medulla ginjal, tetapi sebagian
glukosa dapat masuk ke dalam aliran darah.
1. Sumber : Murray RK, et al. Harper’s Ilustrated Biochemistry. 21th
Edition. New York: McGraw-Hill; 2003.
2.10 Metabolisme Lipid
Lipid adalah segolongan senyawa dengan rumus kimia [CH3-(CH2)n-COOH]
yang bersifat tidak larut dalam air, tapi larut dalam pelarut organik. Sebagian besar
lemak yang terdapat di dalam tubuh akan masuk ke dalam kategori asam lemak dan
triasilgliserol; gliserolfosfolipid dan sfingolipid; eikosanoid (akan membentuk
prostaglandin, leukotrien dan tromboksan); kolesterol, garam empedu, dan hormon
steroid; serta vitamin larut lemak. Asam lemak berperan sebagai bahan bakar untuk
menyediakan energi. Asam lemak disimpan dalam bentuk triasilgliserol (TAG).
Sintesis asam lemak terutama terjadi di hati dan jaringan adiposa (di sitosol),
dengan glukosasebagai sumber utama karbon. Sintesis asam lemak distimulasi oleh
rasio insulin/glukagon sesudah makan. Melalui glikolisis, glukosa diubah menjadi
piruvat yang kemudian masuk ke dalam mitokondria, membentuk asetil-KoA dan
oksaoasetat. Kedua senyawa ini bergabung membentuk sitrat. Sitrat diangkut ke
sitosol, tempat zat ini diurai untuk membentuk asetil KoA, sumber karbon untuk
sintesis asam lemak pada enzim kompleks asam lemak sintase.
Dalam proses sintesis asam lemak, terjadi kondensasi unit-unit yang terdiri dari
2 karbon, sehingga seolah-olah merupakan kebalikan dari pemecahan asam lemak
(oksidasi β). Hanya saja, molekul dengan 2 karbon yang mengalami kondensasi
disebut dengan malonil-KoA, yang dibentuk dari asetil-KoA menggunakan enzim
asetil KoA karboksilase. Rantai asam lemak yang sedang terbentuk melekat ke
kompleks asam lemak sintase di sitosol. Rantai asam lemak ini diperpanjang melalui
penambahan secara bersambungan unit-unit 2 karbon yang disediakan oleh malonil-
KoA. NADPH diperlukan sebagai ekuivalen pereduksi dalam reaksi tersebut. Ketika
mencapai panjang 16 karbon, rantai asam lemak ini dibebaskan sebagai palmitat.
Setelah diaktifkan, palmitat dapat diperpanjang atau mengalami denaturasi untuk
membentuk serangkaian asam lemak (diubah menjadi asam lemak lain).
Sintesis TAG (triasilgliserol) terutama terjadi di hati dan jaringan adiposa,
melalui jalur yang memiliki zat antara asam fosfatidat. Komponen gliserol TAG
berasal dari gliserol 3-fosfat (gliserol 3-P). Gliserol 3-P berasal dari sumber yang
berbeda di hati dan di jaringan adiposa. Di hati, gliserol 3-fosfat dihasilkan dari
fosforilasi gliserol oleh gliserol kinase, atau dari reduksi dihidroksiaseton fosfoat
yang berasal dari glikolisis. Jaringan adiposa tidak memiliki gliserol kinase, sehingga
hanya dapat menghasilkan gliserol 3-fosfat dari glukosa. Oleh karena itu, jaringan
adiposa hanya dapat menyimpan asam lemak apabila terjadi pengaktifan glikolisis,
yakni pada keadaan kenyang/sudah makan.
Triasilgliserol yang dibentuk di retikulum endoplasma halus hati kemudian
dikemas bersama dengan kolesterol, fosfolipid, dan protein, membentuk VLDL.
VLDL (Very Low Density Lipoprotein) kemudian disekresikan ke darah untuk
kemudian diambil oleh jaringan lain. Sedangkan TAG yang dibentuk di jaringan
adiposa disimpan di jaringan tersebut untuk kemudian dipecah ketika diperlukan.
Penyimpanan triasilgliserol di jaringan adiposa; pada keadaan sesudah makan
(insulin tinggi), sel-sel lemak mensekresi lipoprotein lipase (LPL) dan
mensekresinya ke kapiler jaringan adiposa. LPL ini memecah TAG dalam
kilomikron dan VLDL menghasilkan asam lemak dan gliserol.
1. Asam lemak masuk ke sel adiposa bergabung dengan gliserol 3-P (dari
pemecahan glukosa) TAG di adipose meningkat
2. Jaringan adiposa tidak dapat menggunakan gliserol hasil pemecahan TAG karena
tidak memiliki gliserokinase, sehingga gliserol diangkut ke hati untuk disintesis
menjadi TAG.
3. Asam lemak dalam TAG adiposa berasal dari lipid makanan (kilomikron) atau
karbohidrat makanan (VLDL). Kelebihan protein makanan juga dapat digunakan
untuk membentuk asam lemak untuk sintesis VLDL.
Pada Keadaan Puasa
1. Penurunan insulin (↓) dan peningkatan glukagon (↑) menyebabkan kadar cAMP
di adiposit meningkat (↑) aktivitas lipase peka hormon (HSL) meningkat (↑)
merangsang lipolisis di jaringan adiposa
2. HSL (= lipase TAG adipose / lipase peka-hormon) memecah TAG adiposa
asam lemak + gliserol dilepaskan ke dalam darah darah:
a. Asam lemak bersirkulasi dalam darah dan berbentuk kompleks dengan
albumin masuk ke sel otot dan jaringan lain dioksidasi menjadi CO2 dan
air untuk menghasilkan energi.
b. Gliserol kembali ke hati digunakan sebagai sumber karbon untuk
glukoneogenesis
Pada Keadaan Puasa Lama / Kelaparan
Asetil-KoA (hasil oksidasi-ß as lemak) menumpuk diubah jadi benda keton
di hati dilepaskan ke darah masuk ke jaringan dioksidasi untuk
menghasilkan energi
Sumber :Tao. L, Kendall K. Sinopsis Organ System Endokrinologi.
2013. Jakarta: KARISMA Publishing Group.
2.11 Metabolisme Protein
Protein juga disebut polipeptida. Tersusun dari asam-asam amino yang
bergandengan, dihubungkan oleh ikatan peptida. Kemudian beberapa rantai peptida
tersebut dipertahankan lipatan dan lilitannya untuk tetap dalam bentuknya melalui
ikatan hidrogen. Ciri dari protein adalah terdapatnya 1 gugus asam (-COOH) dan 1
atom nitrogen yang melekat pada molekul (-NH2).1,3
Secara relatif hanya sedikit protein yang ada dalam peredaran darah. Golongan
terbesar protein adalah protein jaringan, protein kontraktil, nukleoprotein yang
berwujud gen. Semua protein manusia dibangun dari 20 macam asam amino,
bervariasi dalam panjang rantai, urutan asam amino dan kandungannya
berkombinasi, memungkinkan tersusun molekul protein yang berbeda-beda.1,3
1. Degradasi protein menjadi asam amino
Degradasi protein merupakan suatu proses pemecahan protein dari ikatan-ikatan
yang terdapat di dalamnya. Pemecahan ini digunakan untuk membentuk energi dari
protein dan terjadi hampir seluruhnya di hati. Proses ini dimulai dengan deaminasi.
Deaminasi merupakan pengeluaran gugus amino dari asam amino. Gugus amino
tersebut ditransfer ke asam α-ketoglutarat yang kemudian menjadi asam glutamat.
Deaminasi memerlukan NAD+ dan air untuk membentuk hasil akhir berupa NADH,
H+, dan amonia.
Amonia yang dilepaskan selama deaminasi asam amino dikeluarkan dari darah
hampir seluruhnya melalui konversi menjadi ureum. Pada dasrnya, semua ureum
dalam tubuh manusia disintesis di hati. Bila terjadi penyakit hati yang berat, amonia
akan menumpuk dalam darah. Keadaan ini sangat toksik terutama terhadap otak,
yang seringkali mengakibatkan keadaan koma hepatikum.
Proses deaminasi asam amino dapat menjadi glukosa maupun asam lemak. Proses
sintesis glukosa dari asam amino disebut glukoneogenesis, sedangkan proses sintesis
asam lemak dari asm amino disebut ketogenesis.1,3
2. Oksidasi asam amino
Begitu asam amino telah dideaminasi, asam keto yang dihasilkan dapat dioksidasi
untuk melepaskan energi untuk keperluan metabolisme. Oksidasi ini melalui 2
proses1,3:
a. Asam keto diubah menjadi zat kimia yang sesuai sehingga dapat masuk ke
dalam siklus asam sitrat.
b. Kemudian zat tersebut dipecah di dalam siklus asam sitrat dan digunakan
sebagai energi.
3. Biosintesis asam amino
Sintesis asam amino nonesensial bergantung terutama pada pembentukan asam
keto yang sesuai. Sintesis ini melibatkan proses transaminasi yang berkebalikan
dengan proses deaminasi. Prinsipnya adalah satu gugus amino ditransfer ke asam
keto yang sesuai dan oksigen ditransfer ke donor gugus amino. Transaminasi dibantu
oleh enzim aminotransferase.1,3
4. Biosintesis protein
a. Transkripsi
Transkripsi adalah proses sintesis RNA dengan menggunakan DNA sebagai
cetakan. DNA berlaku sebagai arsitek yang merancang pola penyusunan
protein sedangkan RNA yang akan menjadi duta sebagai pembawa informasi
genetik berupa kode kode genetik atau kodon-kodon.1,3
RNA hasil transkripsi salah satunya adalah mRNA yang akan berperan sebagai
cetakan protein. Basa mRNA akan membetuk rangkaian kodon (rangkaian 3
basa yang berdampingan pada mRNA yang menyandikan satu asam amino).
Pesan genetik mRNA diterjemahkan menjadi rangkaian asam amino
berdasarkan sandi genetik.1,3
b. Translasi
Translasi adalah proses penerjemahan kode genetik oleh tRNA ke dalam
urutan asam amino. Translasi menjadi tiga tahap, yaitu inisiasi, elongasi, dan
terminasi. Semua tahapan ini memerlukan faktor-faktor protein yang
membantu mRNA, tRNA, dan ribosom selama proses translasi. Inisiasi dan
elongasi rantai polipeptida juga membutuhkan sejumlah energi. Energi ini
disediakan oleh GTP (guanosin triphosphat), suatu molekul yang mirip dengan
ATP.1,3
Mekanisme transpor protein adalah transpor terfasilitasi atau transport aktif yang
menggunakan mekanisme pembawa (carrier). Mekanisme ini digunakan saat
penyimpanan asam amino sebagai protein di dalam sel. Ketika asam amino telah
masuk ke dalam sel, asam amino tersebut bergabung satu sama lain melalui ikatan
peptida sesuai petunjuk m-RNA dan ribosom. Di dalam sel inilah asam amino
tersebut disimpan sebagai protein sel. Beberapa organ tubuh yang memiliki fungsi
sebagai tempat penyimpanan protein yaitu hati, ginjal, dan mukosa usus.1,3
Setiap kali konsentrasi asam amino plasma turun di bawah nilai normal, asam
amino yang disimpan sebagai protei sel tersebut dikeluarkan dari sel untuk
memenuhi protein plasma. Pengaturan pembentukan protein ini diatur oleh beberapa
hormone yaitu hormone pertumbuhan dan insulin untuk pembentukan protein
Gambar 8. Proses Transkripsi dan Translasi1,3
jaringan serta glukokortikoid digunakan untuk meningkatkan asam amino dalam
plasma.
Hal serupa juga terjadi jika satu bagian tubuh memerlukan pasokan protein yang
lebih, maka akan terjadi pembentukan protein sel dari asam amino plasma dan
pemecahan protein menjadi asam amino dari bagian tubuh yang lain. Pengaruh ini
terutama terlihat dalam hubungannya dengan sintesis protein dalam sel kanker. Sel
kanker seringkali membutuhkan asam amino yang lebih untuk pertumbuhannya
sehingga protein dalam sel lainnya juga akan berkurang.1,3
1. Sumber : Murray RK, et al. Harper’s Ilustrated Biochemistry. 21th
Edition. New York: McGraw-Hill; 2003.
2. Guyton AC, Hall JE. Textbook of Medical Physiology: Dietary Balances,
Regulation of Feeding, Obesity and Starvation, Vitamins and Minerals.
11th Edition. Philadelphia: Elsevier; 2006. p. 865-75.
2.12 Pengaruh Hormon Terhadap Metabolisme Sel
Hormon bekerja melalui pengikatan dengan reseptor spesifik. Pengikatan dari
hormon ke reseptor ini pada umumnya memicu suatu perubahan penyesuaian pada
reseptor sedemikian rupa sehingga menyampaikan informasi kepada unsur spesifik
lain dari sel. Reseptor ini terletak pada permukaan sel atau intraselular. Interaksi
permukaan hormon reseptor memberikan sinyal pembentukan dari "mesenger
kedua". Interaksi hormon-reseptor ini menimbulkan pengaruh pada ekspresi gen.
Distribusi dari reseptor hormon memperlihatkan variabilitas yang besar sekali.
Reseptor untuk beberapa hormon, seperti insulin dan glukokortikoid, terdistribusi
secara luas, sementara reseptor untuk sebagian besar hormon mempunyai distribusi
yang lebih terbatas. Adanya reseptor merupakan determinan (penentu) pertama
apakah jaringan akan memberikan respon terhadap hormon. Namun, molekul yang
berpartisipasi dalam peristiwa pasca-reseptor juga penting; hal ini tidak saja
menentukan apakah jaringan akan memberikan respon terhadap hormon itu tetapi
juga kekhasan dari respon itu. Hal yang terakhir ini memungkinkan hormon yang
sama memiliki respon yang berbeda dalam jaringan yang berbeda.
Beberapa dibawah ini adalah beberapa contoh hormon beserta perannya dalam
metabolisme sel.
a. Hormon tiroid
Efek yang dapat ditimbulkan dari hormon tiroid adalah untuk mengaktifkan
transkripsi inti sejumlah besar gen. Oleh karena itu, hormon tiroid dapat
meningkatkan aktifitas metabolisme hampir seluruh jaringan tubuh dengan cara
meningkatkan metabolisme mitokondria dalam sel.
b. Hormon adrenokortikal
Efek metabolik hormon ini adalah dapat merangsang terjadinya glukoneogenesis
yaitu pembentukan karbohidrat dari protein dalam hati.
c. Hormon insulin
Insulin berperan dalam meningkatkan metabolisme dan ambilan glukosa otot,
karena insulin bekerja secara berlawanan dengan glukagon.
Sumber : guyton, arthur C. Buku ajar fisiologi kedokteran. Ed 11. Jakarta :
EGC. 2007
2.13 Proses Pengaturan Suhu Tubuh
Area preoptik dari hipotalamus memiliki kemampuan yang berfungsi sebagai
termostatik pusat pengaturan suhu tubuh. Walupun sinyal yang ditimbulkan oleh
reseptor suhu di hipotalamus sangat kuat dalam mengatur suhu tubuh, reseptor suhu
di bagian lain dari tubuh mempunyai peranan tambahan dalam pengaturan suhu. Hal
ini terjadi pada reseptor suhu di kulit dan beberapa jaringan khusus di tubuh bagian
dalam. Suhu inti tubuh, sekitar 37,1oC atau 36,5oC sampai 37,5oC, disebut “set-
point”.
Faktor-faktor yang mempengaruhi suhu tubuh:
1. Variasi diurnal
Suhu tubuh bervariasi pada siang dan malam hari. Suhu terendah manusia yang
tidur pada malam hari dan bangun sepanjang siang terjadi pada awal pagi dan
tertinggi pada awal malam.
2. Kerja jasmani/ aktivitas fisik
Setelah latihan fisik atau kerja jasmani suhu tubuh akan naik terkait dengan kerja
yang dilakukan oleh otot rangka. Setelah latihan berat, suhu tubuh dapat mencapai
40°C.
3. Jenis kelamin
Sesuai dengan kegiatan metabolisme, suhu tubuh pria lebih tinggi daripada
wanita. Suhu tubuh wanita dipengaruhi daur haid. Pada saat ovulasi, suhu tubuh
wanita pada pagi hari saat bangun meningkat 0,3-0,5°C.
4. Lingkungan
Suhu lingkungan yang tinggi akan meningkatkansuhu tubuh. Udara lingkungan
yang lembab juga akan meningkatkan suhu tubuh karena menyebabkan hambatan
penguapan keringat, sehingga panas tertahan di dalam tubuh.
Ganong, W.F. 2010. Review of Medical Physiology,Ganong’s.23rd edition. New
York: The McGraw-Hill Companies.Inc
Guyton, A.C., dan Hall, J.E. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi 11.
Jakarta: EGC
2.14 Peran Hipotalamus dan Hipofisis Dalam Pengaturan Suhu
2.15 Makronutrient
2.16 Mikronutrient
Menurut UNICEF, mikronutrien adalah nutrisi yang dibutuhkan dalam jumlah
sedikit, namun berperan sangat penting dalam pembentukan hormon, enzim serta
mengatur fungsi sistem imun dan sistem reproduksi. Jika kekurangan mikronutrien,
akan banyak penyakit yang menyerang sistem imun bahkan manusia dapat punah
jika mikronutrien tidak ada sama sekali. Yang termasuk mikronutrien adalah vitamin
(baik yang larut air maupun larut lemak) serta mineral. Mineral dibagi menjadi dua
kelompok besar yaitu makromineral/ bulk elements, bila diperlukan dalam jumlah
100 mg atau lebih per hari (contoh: kalsium dan fosfor), dan mikromineral/trace
elements, bila diperlukan dalam jumlah 15 mg atau kurang per hari (contoh: zinc dan
Fe).
Dalam mikromineral juga dikenal istilah ultra trace element, mineral yang
dibutuhkan hanya dalam hitungan mikrogram per hari seperti cuprum dan
moligdenum. Sumber mikronutrien dapat berasal dari makanan dan bukan makanan
seperti suplementasi. Sumber mikronutrien dari makanan dapat berasal dari hewani
maupun nabati. Golongan makanan yang padat kalori biasanya miskin kandungan
mikronutriennya sedangkan makanan yang banyak mengandung serat, biasanya
banyak mengandung mikronutrien. Ada beberapa cara untuk meningkatkan kualitas
sumber makanan, pertama, dengan penganekaragaman/diversifikasi karena tidak ada
makanan yang sempurna jadi harus saling menyempurnakan dengan mengkonsumsi
berbagai jenis makanan. Kedua dengan fortifikasi yaitu penambahan satu atau lebih
mikronutrien pada makanan, misalnya fortifikasi besi pada susu formula atau cereal.
Ketiga dengan mengkombinasi makanan hewani dan nabati.
SUMBER :
1. Allen LH. Asia Pac J Clin Nutr. 2008;17(S1):103-105
2. Mahan and Escott-Stump. Krause’s Food, Nutrition & Diet Therapy.
11th edition. 2004
2.17 Mengapa olah raga menyebabkan kelelahan
2.18 Berapakah jumlah kalori yang dihasilkan dengan mengkonsumsi nasi,
tempe, soto daging ?
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Terjadinya kelelahan disebabkan oleh peningkatan metabolisme karena tidak
diimbangi oleh asupan nutrisi yang adekuat.
DAFTAR PUSTAKA
1. Brunner & Suddarth, Buku Ajar Keperawatan Medikal Bedah, edisi 8. Jakarta:
EGC; 2002.
2. Seeley, R.R., Stephens, T.D., Tate P. Anatomy and Physiologi, 12th Ed.New
Jersey: McGraw-Hill. (2003).
3. Eroschenko, Victor P. Atlas Histologi diFiore dengan Korelasi Fungsional, Ed.
11. Jakarta : EGC. 2010
4. Eroschenko, Victor P. Atlas Histologi di Fiore dengan Korelasi Fungsional.
Penerbit Buku Kedokteran EGC: Jakarta. 2003.
5. Sherwood L. Human Physiology: From Cells to Systems. 7th ed. Australia ;
United States: Brooks/Cole, Cengage Learning; 2010.
6. Murray, R. K., Granner, D. K., & Rodwell, V. W. Biokimia harper (27 ed.).
Jakarta: Buku Kedokteran EGC; 2009
7. Guyton, A.C., dan Hall, J.E. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi
11. Jakarta: EGC
8.