METABOLISME LEMAK

DEFINISI

Lipid adalah suatu senyawa yang bersifat hidrofobik, terdapat dalam semua bagian tubuh serta dapat diekstraksi dari materi hidup dengan menggunakan pelarut non polar seperti kloroform, benzena dan etil eter

FUNGSI LIPID

• Sumber energi

• Cadangan penghasil energi

• Hormon

• Pelarut beberapa vitamin (A, D, E, K)

• Isolator panas

• Pelindung organ penting

• Ciri kelamin sekunder

• Bahan penyusun :

- membran sel/organel

- lipoprotein

ABSORBSI LIPID (TRIASILGLISEROL = TG)

Pencernaan dan Absorbsi Lemak

Asam Lemak atau Garam Empedu

Untuk emulsifikasi lemak dalam sistem pencernaan dan melarutkannya

dalam misel

3 JALUR UTAMA ABSORBSI TG

• 2-Monoasilgliserol : ± 72% OH

Acyl OH

• 1-Monoasilgliserol : ± 6% Acyl

OH OH

• Gliserol : ± 22 % OH

Acyl OH

TRANSPORT LIPID

• TG dari Usus (Asal Makanan)Usus Jaringan Ekstrahepatik (Oksidasi)Usus Jaringan Lemak (Ditimbun/Esterifikasi)

• TG dari Hati (Hasil Sintesis)Hati Jaringan Ekstrahepatik (Oksidasi)Hati Jaringan Lemak (Ditimbun/Esterifikasi)

• Kolesterol dari Usus (Asal Makanan)Usus Hati (Oksidasi)

Hati Jaringan Lemak (Ditimbun/Esterifikasi)• Asam Lemak Hasil Lipolisis TG Dalam Jar.lemakJar. Lemak Jaringan Ekstrahepatik (Oksidasi)Jar. Lemak Hati (Ketogenesis)

ALAT TRANSPORT LIPID

Dasar :•Lipid (Hidrofobik) Tdk larut dalam air•Darah terutama terdiri dari air

Alat Transport Lipid Dlm Darah : Lipoprotein, strukturnya terdiri dari-Lemak polar : Fosfolipid-Lemak agak polar : Kholesterol Bebas-Lemak NonPolar :TG, Kholesterol Ester-Protein : Apoporotein

PEMBAGIAN LIPOPROTEIN

a. Berdasarkan Densitasnya (Kepadatan)

Khilomikron VLDL LDL HDL Kholesterol Trigliserida Fosfolipid Apoprotein

b. Berdasarkan Muatannya (Kepadatan)

Khilomikron

Pre-

Khilomikron VLDL LDL HDL

LIPOPROTEINFungsi :• Pengangkut lipid eksogen (Khilomikron)• Pengangkut lipid endogen (VLDL, IDL, LDL)• Pengangkut balik kholesterol jaringan ke hati (HDL, VLDL, LDL)

VLDL = Very Low Density LipoproteinIDL = Intermediate Density LipoproteinLDL = Low Density LipoproteinHDL = High Density Lipoprotein

Khilomikron• Dibentuk dalam sel epitel usus• Paling banyak mengandung lipida (terutama TG)• Paling besar diameter partikel, sehingga membias sinar bila kadar tinggi serum/plasma keruh• Mengandung apoprotein ; Apo-B; Apo-C dan Apo-A• Fungsinya mengangkut : -TG dari usus ke jaringan Ekstrahepatik/jar.Lemak -Kholesterol bebas/kholesterol ester dari usus

• Lipoprotein Lipase (LPL) pada pembuluh darah kapiler akan menghidrolisis TG dari Khilomikron menjadi : - Asam lemak Oksidasi (Ekstrahepatik)

Reesterifikasi (Jar.Lemak) - Gliserol ke hati

• Akibat hidrolisis oleh LPL menyebabkan partikel khilomikron menyusut - TG berkurang - Kholesterol, Fosfolipid, protein relatip meningkat

VLDL• Dibentuk dalam sel hati• Banyak mengandung lipid (TG)• Mengandung : Apo-B dan Apo-C• Fungsi, mengangkut : TG Jar. Ekstrahepatik (Oksidasi) Jar. Lemak (Esterifikasi) Ditimbun Kholesterol bebas/Ester dari hati Sirkulasi darah• LPL menghidrolisis TG dari VLDL Asam lemak

IDL

• Bentuk peralihan VLDL dalam proses katabolisme menjadi LDL• Relatip terbentuk singkat dalam sistem sirkulasi darah

LDL

• Terbentuk dalam sirkulasi darah sebagai bentuk hasil akhir metabolisme VLDL• Paling banyak mengandung kholesterol• Mengandung : Apo-B• Akibat hidrolisis TG, proporsi protein & Lipida (kecuali TG) meningkat• Pada jaringan perifer : LDL berikatan dengan reseptor masuk dlm sel hidrolisis kholesterol ester menjadi kholesterol bebas digunakan sel yang bersangkutan

HDL• Sintesis di hati dan usus• Paling banyak mengandung protein : Apo-A dan Apo-C• Komponen lemak terutama kholesterol dan fosfolipida, sedikit TG• Mengangkut kelebihan kholesterol dari jaringan perifer hati ekskresi

Metabolisme LIPID

Metabolisme LIPID

– Degradasi Lipid Oksidasi asam lemak• Pencernaan, penyerapan dan transpot lemak• -oksidasi asam lemak

– Biosintesis Lipid• Biosintesis asam lemak • Biosintesis triasilgliserol • Biosintesis fosfolipid • Biosintesis kolesterol dan steroid

Pencernaan, penyerapan, & transport lemak

• Penggunaan lemak sebagai sumber energi erat berhubungan dengan metabolisme lipoprotein dan kolesterol.

• Mammal mempunyai 5 – 25% / lebih lipid dan 90% dlm bentuk lemak (TAG) yg disimpan di dalam jaringan adipose

• Hewan lemak disimpan dalam adiposit • Tumbuhan biji untuk perkembangan embrio

• Sumber lemak :– Makanan– Biosintesis de novo – Simpanan tubuh adiposit

• Masalah utama sifatnya yang tidak larut dalam air.

• Lemak diemulsi oleh garam empedu – disintesis oleh liver & disimpan dlm empedu mudah dicerna & diserap

• Transportasi membentuk kompleks dg protein lipoprotein

Garam empedu terdiri dr asam empedu yg berasal dari kolesterol

Garam empedu bersifat amfifatik mengemulsi lemak membentuk misel

Lemak dipecah oleh lipase pankreas hasil?

• Penyerapan oleh sel mukosa usus halus

• Asam lemak yg diserap disintesis kembali mjd lemak dalam badan golgi dan retikulum endoplasma sel mukosa usus halus

• TAG masuk ke sistem limfa membentuk kompleks dgn protein chylomicrons

Gliserol hasil hidrolisis TAG : dirubah mjd DHAP oleh ensim :

1 Glycerol Kinase2 Glycerol Phosphate Dehydrogenase.

Masuk ke dalam daur Glikolisis

Chylomicron kmdn membawa TAG dari sel mukosa usus halus ke organ lain seperti jantung, otot, dan jaringan lemak.

untuk TAG yg disintesis dr hati, akan dibawa oleh VLDL ke organ lain

setelah mencapai organ target di kapiler TAG akan dihidrolisis menjadi gliserol dan asam lemak

Asam lemak bebas diserap, sisanya dibawa oleh serum albumin ke sel lain

Asam lemak yg telah masuk ke dalam sel

Diubah menjadi energi

Diubah menjadi TAG untuk disimpan di adiposa

β oksidasi

Mengapa beta-oksidasi?

• Oksidasi LCFA jalur metabolisme penghasil energi utama pada hewan, bbrp protista, dan beberapa bakteri

• Elektron dr proses oksidasi FA melewati rantai respirasi mitokondria menghasilkan ATP(asetil ko A hasil oksidasi FA dioksidasi sempurna menjadi CO2 mll TCA ATP sintesis)

• Pada bbrp vertebrata Asetil ko A hsl β oksidasi diubah menjadi badan keton di hati (larut dlm air) dan di transpor ke otak dan jaringan lain pd saat gula tidak tersedia

• Pada tumbuhan asetil koA berfungsi utama sebagai prekursor biosintesis

3 tahapan reaksi oksidasi FA dlm mitokondria

• Oksidasi LCFA molekul 2 C : asetil koA

• Oksidasi asetil Ko A CO2 dg TCA

• Transfer elektron karier elektron yg tereduksi ke rantai respirasi mitokondrial

β oksidasi• setelah memasuki sel

FA masuk ke matriks mitokondria degradasi lebih lanjut.

• FA diaktivasi dgn ensim fatty acyl – CoA ligase atau Acyl CoA synthase / thiokinase

• Ensim ini spesifik utk tiap jenis asam lemak (MCFA, SCFA beda dgn LCFA)

Untuk masuk ke dalam matrik mitokondria, asam lemak yg sudah diaktivasi memerlukan karier karnitin

- Karnitin asiltransferase I : membran luar

- Karnitin asiltransferase II : membran dalam

• LCFA membutuhkan garam empedu untuk penyerapan MCFA dan SCFA memasuki pembuluh darah dan diikat oleh serum albumin untuk di transport ke hati.

β oksidasi• Terdiri dari 4 proses utama:– Dehidrogenasi– Hidratasi– Dehidrogenasi– Thiolisis

• Berapakah jumlah reaksi yang dibutuhkan untuk menghidrolisis asam palmitat menjadi asetil Co A semua?

Step 1 : dehidrogenasi / oksidasi

• Berperan pada pembentukan rantai ganda antara atom C2 – C3.

• Mempunyai akseptor hidrogen FAD+.

• Antara asam lemak yg berbeda panjangnya beda enzimnya,

Step2 : Hidratasi

• Mengkatalisis hidrasi trans enoyl CoA

• Penambahan gugus hidroksi pada C no. 3

• Ensim bersifat stereospesifik

• Menghasilkan 3-L-hidroksiasil Co. A

Step 3 : dehidrogenasi

•Mengkatalisis oksidasi -OH pada C no. 3 / C β menjadi keton

• Akseptor elektronnya : NAD+

Step 4 : thiolisis

• β-Ketothiolase mengkatalisis pemecahan ikatan thioester. • Acetyl-CoA dilepas dan tersisa asam lemak asil ko A yang

terhubung dgn thio sistein mll ikatan tioester.• Tiol HSCoA menggantikan cysteine thiol, menghasilkan fatty acyl-

CoA (yang telah berkurang 2 C).

Degradasi asam lemak tak jenuh

• Membutuhkan 2 ensim tambahan yi

• Enoyl CoA isomerase• 2,4 dienoyl CoA

reduktase

• Degradasi FA dgn jumlah C ganjil pd akhir beta oksidasi acetoacetil Co A dipecah akan menghasilkan propionil Co A dan Asetil Co A

• Propionil Co A diubah menjadi metilmalonil Co A suksinil Co.A TCA

Review Degradasi Asam Lemak

• Asam lemak merupakan bentuk simpanan energi metabolik yang paling efisien.

• TAG terdiri dari 3 asam lemak dan gliserol

• TAG didegradasi oleh enzim lipase di dalam usus halus menjadi asam lemak dan gliserol.

• Asam lemak melewati dinding usus halus, dan TAG kembali disintesis dan ditransport di dalam darah oleh chylomicrons.

• Chylomicrons terikat pada sel lemak (adipocytes) dan TAG didegradasi lagi menjadi asam lemak dan gliserol

• Asam lemak masuk sel adiposa kmdn disintesis kembali mjd TAG dan disimpan.

• TAG di dalam adiposa didegradasi menjadi asam lemak sebagai respon terhadap sinyal hormon.

• Asam lemak bergabung dengan Co A terlebih dahulu sebelum didegradasi.

• Degradasi asam lemak menjadi asetil Co A terjadi dalam matriks mitokondria.

• Karnitine membawa asam lemak rantai panjang ke dalam mitokondria untuk didegradasi

• 4 urutan reaksi degradasi asam lemak adalah : oxidation, hydration, oxidation, thiolysis.