biokim

PENGANTAR BIOKIMIA (INTRODUCTION of BIOCHEMISTRY)

APA ITU BIOKIMIA

• Biokimia adalah ilmu yang mempelajari reaksi kimia yang terjadi dalam sel atau organisme yang hidup
• Kehidupan tergantung pada reaksi biokimianya
• Reaksi biokimia yang harmonis dalam tubuh menyebabkan kondisi tubuh sehat, sebaliknya penyakit mencerminkan abnormalitas biomolekul, reaksi biokimia atau proses biokimia

APA ITU PROSES FISIKA

• Reaksi Fisika: adalah perubahan bentuk suatu zat dan tidak menghasilkan zat baru
• Hasilnya masih zat yang sama, hanya bentuknya atau wujudnya yang berubah, misal dari besar menjadi kecil (lembut) atau dari padat jadi cair
• Misal: perubahan beras → tepung, atau es → air

APA ITU REAKSI KIMIA

• Reaksi Kimia : adalah reaksi dua zat atau lebih yang menghasilkan zat baru, zat baru tsb berbeda dengan zat asalnya
• Misal: perubahan beras → nasi
• Amilum → glukose
• Protein → asam amino
• Lemak → asam lemak
• Reaksi kimia dalam tubuh (reaksi biokimia) selalu menggunakan enzim

TUJUAN BIOKIMIA

• Menguraikan dan menjelaskan semua proses kimiawi pada sel hidup dalam pengertian molekuler
• Upaya untuk memahami bagaimana kehidupan bermula

HUBUNGAN BIOKIMIA DENGAN ILMU LAIN

• Biokimia asam nukleat (DNA dan RNA) → inti ilmu genetika
• Fisiologi: ilmun tentang faal tubuh, pengkajianya overlaping dengan biokimia
• Imunologi: penjelasan proses reaksi antigen antibodi (imunoglobulin), reaksi alergi perlu ilmu biokimia
• Farmakologi: metabolisme obat perlu ilmu biokimia dan fisiologi

• Toksikologi: ilmu yang mempelajari racun tubuh, perlu biokimia
• Patologi: ilmu tentang penyakit (inflamasi, cedera sel, kanker), perlu biokimia
• Mikrobiologi: ilmu tentang bakteri, perlu biokimia
• Zoologi dan botani: juga perlu biokimia

BEDA UNSUR, SENYAWA DAN MOLEKUL

• Contoh unsur kimia: Na, K, Ca, Fe, O, C
• Gabungan dua atau lebih unsur yang sama disebut: molekul
• Contoh: O + O → O2
• Cl + Cl → Cl2
• Gabungan dua atau lebih unsur yang tidak sama disebut: senyawa
• Contoh: H + O → H2O
• Na + Cl → NaCl

UNSUR DAN BIOMOLEKUL TUBUH MANUSIA

• Karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen merupakan unsur utama tubuh manusia
• Kalsium, fosfor, kalium, natrium, klor, magnesium, besi, mangan, yodiun dan unsur lainya memiliki makna biologis dan medis yang sangat penting
• Air, DNA, RNA, protein, polisakarida dan lipid merupakan biomolekul utama tubuh

UNSUR TUBUH MANUSIA

C = 50%
O = 20%
H = 10%
N = 8,5%
Ca = 2,5%
K = 1%
S = 0,8%
Na = 0,4%
Cl = 0,4%
Mg = 0,1%
Fe = 0,01%
Mn = 0,001%
I = 0,00005%

BIOMOLEKUL TUBUH MANUSIA

BIOMOLEKUL PERSENTASE
AIR 61,6 %
PROTEIN 17,0 %
LEMAK 13,8 %
MINERAL 6,1 %
KARBOHIDRAT 1,5 %

BIOMOLEKUL DAN FUNGSI

• DNA → bahan genetik (gen)
• RNA → template (cetakan) → sintesa protein (membawa pesan genetik)
• Protein → bahan enzim, hormon, antibodi
• Karbohidrat → sumber energi utama
• Lipid → membran sel, pelarut vitamin ADEK, simpanan energi

APA ITU SEL

• Sel merupakan unit fundamental biologi
• Sel merupakan unit terkecil organisme yang mampu mempertahankan kehidupan sendiri
• Sel mempunyai organel dengan fungsi khusus
• Tiap organel menjalankan fungsi dengan reaksi kimia masing-masing

MANFAAT BIOKIMIA

• Hasil penelitian biokimia turut menentukan diagnosis, prognosis dan pengobatan penyakit
• Pendekatan biokimia sering menjadi unsur fundamental untuk menjelaskan sebab penyakit dan merancang terapi yang tepat
• Penggunaan berbagai pemeriksaan biokimia laboratorium secara bijaksana merupakan komponen integral dalam penegakan diagnosis dan pemantauan hasil terapi

PENYEBAB PENYAKIT (BIOKIMIA)

• Penyebab fisik: trauma mekanis, suhu tinggi/rendah, perubahan mendadak tekanan atmosfer, radiasi, syok listrik
• Penyebab kimia dan obat2an: toksin, obat
• Penyebab biologi: virus, riketsia, bakteri, fungus, parasit
• Kekurangan O2: penurunan sirkulasi darah, kekurangan Hb, peracunan enzim oksidatif

• Genetik: kongenital, molekuler
• Reaksi imunologis: anafilaksis, hipersensitivitas, autoimune
• Gangguan keseimbangan gizi: defisiensi gizi, kelebihan gizi
• Gangguan keseimbangan hormon: defisiensi atau kelebihan hormon

APA ITU ENZIM
• Enzim adalah biokatalisator yang mengatur kecepatan berlangsungnya semua proses fisiologis (reaksi kimia dalam tubuh)
• Tanpa adanya enzim, kehidupan tidak pernah ada, karena semua reaksi kimia dalam tubuh memerlukan enzim
• Kegagalan tubuh mensintesa enzim dapat menimbulkan penyakit bahkan kematian
• Contoh: perubahan amoniak → urea

• Enzim tersusun dari komponen protein yang disebut apoenzim
• Beberapa enzim memerlukan komponen non protein yang disebut kofaktor
• Enzim yang terikat dengan kofaktor disebut holoenzim
• Isoenzim: suatu zat yang bentuk molekulnya berbeda dengan enzim, tetapi fungsinya sama dengan enzim
• Koenzim adalah substrat yang mengaktifkan kerja enzim
• Koenzim banyak yang merupakan derivat vitamin B  defisiensi vit. B  mengganggu kerja enzim

SIFAT UMUM ENZIM

• Enzim adalah protein
• Enzim bekerja secara spesifik
• Enzim berfungsi sebagai biokatalis
• Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit
• Enzim dapat bekerja secara bolak-balik
• Enzim dipengaruhi faktor lingkungan (suhu, pH, aktivator, inhibitor, konsentrasi substrat)

MACAM ENZIM
• Oksidoreduktase: enzim yang cara kerjanya berdasar reaksi oksidasi dan reduksi
• Oksidasi: reaksi yang mengeluarkan elektron H → H+ + e
• Reduksi: reaksi yang memerlukan elektron Cl + e → Cl-
• Transferase: enzim yang mengkalisis reaksi pemindahan/ pertukaran dua gugus dalam dua zat
• Contoh:
• R-OH + R’-NH2 → R-NH2 + R’-OH
• Hydrolase: enzim yang mempercepat proses pemecahan suatu zat dengan cara direaksikan dengan air (hidrolisis)
• Contoh:
• AB + H2O → A-OH + HB
• Lyase: enzim yang memecah dua zat menjadi dua komponen
• AB → A + B
• Isomerase: enzim yang mengkatalisis perubah suatu zat dari isomer ke isomer lainnya
• Isomer: suatu zat yang RM sama tetapi RB berbeda
• Contoh Isomerase:
• Arabinose → ribose
• Lygase: enzim yang mengkatalisis pemutusan formasi ikatan gugus suatu zat
• Contoh:
• C=O, C-OH, C-O-C, C-COOH, C-S, C-N atau C-C
• Enzim Oksidase: enzim yang mengkatalisis pengeluaran hidrogen (H2) dari substrat dengan menggunakan oksigen (O2) sebagai akseptor hidrogen
• AH2 + O2 → A + H2O
• Enzim tersebut membentuk air ( H2O ) atau hidrogen peroksida (H2O2 ) sebagai produk reaksi

• Enzim Dehidrogenase: enzim yang mengeluarkan hidrogen dari suatu substrat dengan menggunakan carier sebagai akseptor hirogen, tidak dapat menggunakan oksigen sebagai akseptor hidrogen
• AH2 + B → A + BH2
• Enzim Hidroperoksidase : enzim yang mengeluarkan unsur oksigen dari substrat hidrogen peroksida (H2O2)
• Contoh :
o Peroksidase
o Katalase
• Enzim Oksigenase : enzim yang mengkatalisis reaksi suatu substrat dengan oksigen (O2)
• A + O2 → AO2

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ENZIM
• Kerja enzim dipengaruhi oleh:
• Temperatur, makin tinggi makin cepat, sampai suhu optimum, diatas suhu optimum menurunkan kecepatan
• pH, optimum pada pH: 5 – 9
• Konsentrasi enzim: penambahan kosentrasi tidak menambah kecepatan (yang penting ada)
• Inhibitor: menghambat reaksi
METABOLISME PURIN DAN PIRIMIDIN

ASAM NUKLEAT
• Asam nukleat atau asam inti, dikatakan demikian karena asam tersebut pertama kali diketemukan didalam inti sel
• Didalam inti sel asam nukleat ada dalam bentuk: DNA dan RNA
• DNA (Deoksiribo Nukleic Acid) merupakan bahan genetik yang disebut Gen
• RNA (Ribo Nukleic Acid) merupakan bahan cetakan (template) informasi genetic

NUKLEOPROTEIN
• Nukleoprotein → asam nukleat + protein
• Asam nukleat → gabungan nukleotida
• Nukleotida → nukleosida + asam fosfat
• Nukleosida → basa purin/pirimidin + pentosa
• Hidrolisis nukleoprotein → protein, asam fosfat, pentosa, basa purin atau basa pirimidin

MACAM ASAM NUKLEAT

Macam asam nukleat:
1. DNA (deoksiribonucleic acid)
2. RNA (ribonucleic acid)

DNA:
• Pentosa: deoksiribosa
• Basa: adenin, guanin, sitosin, timin

RNA:
• Pentosa: ribosa
• Basa: adenin, guanin, sitosin, urasil

PURIN DAN PIRIMIDIN
• Inti Purin dan Pirimidin adalah inti dari senyawa komponen molekul nukleotida asam nukleat RNA dan DNA
• Derivat Purin berupa senyawa: Adenin dan Guanin
• Derivat Pirimidin berupa senyawa: sitosin, urasil dan timin
• Basa Purin (adenin, guanin)
• Basa Pirimidin (sitosin, urasil, timin)
• Nukleosida diberi nama sesuai nama basa pembentuknya: adenin nukleisida (adenosin), guanin nukleisida (guanosin), urasil nukleosida (uridin), timin nukleisida (timidin), sitosin nukleisida (sitidin)

NUKLEOSIDA ALAM
• Adenin nukleotida /Adenosin Mono fosfat (AMP)
• Guanin nukleotida /Guanosin Mono fosfat (GMP)
• Hipoksantin nukleotida/Inosin Mono fosfat (IMP)
• Urasil nukleotida/Uridin Mono fosfat (UMP)
• Sitidin nukleotida/Sitidin Mono fosfat (SMP)
• Timin nukleotida/Timidin Mono fosfat (TMP)
• Adenosin Trifosfat (ATP) → ikatan energi tinggi
• Uridin Trifosfat (UTP) → ikatan energi tinggi

BEDA DNA DAN RNA



MACAM RNA
• mRNA (messenger RNA): membawa kode genetik dari inti ke ribosom (sebagai tempat sintesa protein), kode terdiri 3 nukleotida yang disebut Kodon
• tRNA (transfer RNA): membawa bahan sintesa protein dari sitoplasma ke ribosom, sesuai kode yang dibawa mRNA, kode dalam rRNA disebut: Antikodon
• rRNA (ribosomal RNA): tempat sintesa protein

PURIN DAN PIRIMIDIN
• Purin dan pirimidin merupakan komponen utama DNA, RNA, koenzim, (NAD, NADP, ATP, UDPG)
• Contoh Purin: (adenin, guanin, hipoxantin, xantin) → dimetabolisme jadi asam urat
• Contoh Pirimidin: (sitosin, urasil, timin) → dimetabolisme jadi CO2 dan NH3

KATABOLISME ASAM NUKLEAT
• Nukleoprotein dalam pencernakan akan dipecah jadi molekul yang lebih kecil → Nukleoprotein → asam nukleat + protein
• Asam nukleat → Nukleotida → Nukleosida + asam fosfat
• Nukleosida → basa purin/pirimidin + pentosa
• Hidrolisis nukleoprotein → protein, asam fosfat, pentosa, basa purin atau basa pirimidin

KATABOLISME PURIN
• Adenosin → Inosin → Hiposantin → Santin → Asam Urat
• Guanosin → Guanin → Santin → Asam Urat
• Santin oksidase adalah enzim yang merubah santin → asam urat, enzim tsb banyak terdapat di: hati, ginjal, usus halus
• Penyakit Gout (pirai) ditandai oleh tingginya asam urat dalam tubuh, sehingga terjadi penimbunan dibawah kulit berbentuk tophi

KATABOLISME PIRIMIDIN
• Sitosin → Urasil → Dihidrourasil → Asam β ureidopropionat → CO2 + NH3
• Timin → Dihidrotimin → Asam β ureidoisobutirat → CO2 + NH3
• Katabolisme pirimidin terutama berlangsung di hati

ASAM URAT
• Asam urat dibentuk dari metabolisme purin
• Asam urat diekskresi melalui ginjal
• Jika produksi purin meningkat atau ekskresi menurun → penumpukan asam urat dalam darah → penyakit Gout

PENYAKIT GOUT
• Gout adalah penyakit artritis berulang pada sendi articulatio matatarso falangealis akibat peningkatan kadar asam urat
• Peningkatan asam urat disebabkan:
• Produksi meningkat (leukemia, pneumonia)
• Ekskresi menurun (gangguan ginjal)
• Terapi:
• Mengurangi produksi (kolkisin, alopurinol)

• Gout adalah penyakit di mana terjadi penumpukan asam urat dalam tubuh secara berlebihan, baik akibat produksi yang meningkat, atau pembuangan melalui ginjal yang menurun, atau akibat peningkatan asupan makanan kaya purin.
• Gout terjadi ketika cairan tubuh sangat jenuh akan asam urat karena kadarnya yang tinggi.

• Gout ditandai dengan:
• Serangan berulang dari arthritis (peradangan sendi) yang akut
• Kkadang-kadang disertai pembentukan kristal natrium urat besar yang dinamakan tophus
• Deformitas (kerusakan) sendi secara kronis, dan
• Cedera pada ginjal.
• Hiperuricemia (kadar asam urat dalam darah lebih dari 7,5 mg/dL)

PENGOBATAN GOUT
• Ketika terjadi serangan arthritis akut, penderita diberikan terapi untuk mengurangi peradangannya.
• Hal ini dapat dilakukan dengan memberikan obat analgesik/NSAID, kortikosteroid, tirah baring, atau dengan pemberian kolkisin.

• Setelah serangan akut berakhir, terapi ditujukan untuk menurunkan kadar asam urat dalam tubuh.
• Hal ini dapat dilakukan dengan memberikan kolkisin atau obat yang memacu pembuangan asam urat lewat ginjal (misal probenesid) atau obat yang menghambat pembentukan asam urat (misal allopurinol).

PENCEGAHAN GOUT
• Pasien gout juga harus menghindari penggunaan obat yang dapat menaikkan kadar asam urat dalam darah.
• Contoh dari obat tersebut adalah diuretik, aspirin, dan niasin.
• Alkohol merupakan sumber purin dan juga dapat menghambat pembuangan purin melalui ginjal sehingga disarankan tidak sering mengonsumsi alkohol.

• Pasien juga disarankan untuk meminum cairan dalam jumlah banyak karena jumlah air kemih sebanyak 2 liter atau lebih setiap harinya akan membantu pembuangan urat dan meminimalkan pengendapan urat dalam saluran kemih

• Ada beberapa jenis makanan yang diketahui kaya purin, antara lain daging, baik daging sapi, babi, kambing, jerohan, bebek, angsa, merpati, ayam, sapi atau makanan dari laut (seafood), kacang-kacangan, bayam, jamur, dan kembang kol.
METABOLISME XENOBIOTIK

APA ITU XENOBIOTIK
• Xenobiotik berasal dari bahasa Yunani: Xenos yang artinya asing
• Xenobiotik adalah zat asing yang masuk dalam tubuh manusia
• Contoh: obat obatan, insektisida, zat kimia tambahan pada makanan (pemanis, pewarna, pengawet) dan zat karsinogen lainya

MENGAPA XENOBIOTIK DI METABOLISME
• Xenobiotik umumnya tidak larut air, sehingga kalau masuk tubuh tidak dapat diekskresi
• Untuk dapat diekskresi xenobiotik harus dimetabolisme menjadi zat yang larut, sehingga bisa diekskresi
• Organ yang paaling berperan dalam metabolisme xenobiotik adalah hati
• Ekskresi xenobiotik melalui empedu dan urine

METABOLISME XENOBIOTIK
• Metabolisme xenobiotik dibagi 2 fase
• Fase Hidroksilasi dan Fase Konjugasi
• Fase Hidroksilasi → fase mengubah xenobiotik aktif menjadi inaktif
• Fase konjugasi → fase mereaksikan xenobiotik inaktik dengan zat kimia tertentu dalam tubuh menjadi zat yang larut, sehingga mudah diekresi baik lewat empedu maupun urine

• Fase Hidroksilasi → fase mengubah xenobiotik aktif menjadi inaktif, oleh enzim Mono oksidase atau Sitokrom P450
• Enzim Sitokrom P450 terdapat banyak di Retikulum Endoplasma
• Fungsi enzim ini adalah sebagai katalisator perubahan Hidrogen (H) pada xenobiotik menjadi gugus Hidroksil (OH)

• Reaksi Hidroksilasi oleh enzim Sitokrom P450 adalah sbb:
• RH + O2 → R-OH + H2O
• Sitokrom P450 merupakan hemoprotein seperti Hemoglobin, banyak terdapat pada membran retikulum endoplasma sel hati
• Pada beberapa keadaan produk hidroksilasi bersifat mutagenik atau karsinogenik

• Fase konjugasi → fase mereaksikan xenobiotik inaktik dengan zat kimia tertentu dalam tubuh menjadi zat yang larut, sehingga mudah diekskresi baik lewat empedu maupun urine
• Zat dalam tubuh yang biasa dipergunakan untuk proses konjugasi adalah: asam glukoronat, sulfat, acetat, glutation atau asam amino tertentu

• Glukuronidasi: proses menkonjugasi xenobiotik dengan asam glukorunat, dengan enzim glukuronil transferase
• Xenobiotik yang mengalami glukorunidasi adalah: asetilaminofluoren (karsinogenik), anilin, asam benzoat, meprobamat, fenol dan senyawa steroid

• Sulfasi: proses konjugasi xenobiotik dengan asam sulfat, dengan enzim sulfotransferase
• Xenobiotik yang mengalami sulfasi adalah: alkohol, arilamina, fenol
• Konjugasi dengan Glutation, yang terdiri dari tripeptida (glutamat, sistein, glisin) dan biasa disingkat GSH, menggunakan enzim glutation S-transferase atau epoksid hidrolase
• Xenobiotik yang berkonjugasi dengan GSH adalah xenobiotik elektrofilik (karsinogenik)

• Metabolisme xenobiotik kadang disebut proses detoksifikasi, tetapi istilah ini tidak semuanya benar, sebab tidak semua xenobiotik bersifat toksik
• Respon metabolisme xenobiotik mencakup efek farmakologik, toksik, imunologik dan karsinogenik

METABOLISME XENOBIOTIK OBAT
• Pada metabolisme obat, pada obat yang sudah aktif → metabolisme xenobiotik fase 1 berfungsi mengubah obat aktif menjadi inaktif, sedang paa obat yang belum aktif → metabolisme xenobiotik fase 1 berfungsi mengubah obat inaktif menjadi aktif

RESPON METABOLISME XENOBIOTIK


• Respon metabolisme xenobiotik dapat menguntungkan karena metabolit yang dihasilkan menjadi zat yang polar sehingga dapat diekskresi keluar tubuh
• Respon metabolisme xenobiotik dapat merugikan karena:
• Berikatan dengan makromolekul dan menyebabkan cidera sel
• Berikatan dengan makromolekul menjadi hapten → merangsang pembentukan antibodi dan menyebakan reaksi hipersensitivitas yang berakibat cidera sel
• Berikatan dengan makromolekul menjadi zat mutan yang menyebakan timbulnya sel kanker

METABOLISME PROTEIN

PROTEIN TUBUH
• ¾ zat padat tubuh terdiri dari protein (otot, enzim, protein plasma, antibodi, hormon)
• Protein merupakan rangkaian asam amino dengan ikatan peptide
• Banyak protein terdiri ikatan komplek dengan fibril → protein fibrosa
• Macam protein fibrosa: kolagen (tendon, kartilago, tulang); elastin (arteri); keratin (rambut, kuku); dan aktin-miosin

MACAM PROTEIN
• Peptide: 2 – 10 asam amino
• Polipeptide: 10 – 100 asam amino
• Protein: > 100 asam amino
• Antara asam amino saling berikatan dengan ikatan peptide
• Glikoprotein: gabungan glukose dengan protein
• Lipoprotein: gabungan lipid dan protein

ASAM AMINO
• Asam amino dibedakan: asam amino esensial dan asam amino non esensial
• Asam amino esensial: T2L2V HAMIF (treonin, triptofan, lisin, leusin, valin → histidin, arginin, metionin, isoleusin, fenilalanin)
• Asam amino non esensial: SAGA SATGA (serin, alanin, glisin, asparadin → sistein, asam aspartat, tirosin, glutamin, asam glutamat)

TRANSPORT PROTEIN
• Protein diabsorpsi di usus halus dalam bentuk asam amino → masuk darah
• Dalam darah asam amino disebar keseluruh sel untuk disimpan
• Didalam sel asam amino disimpan dalam bentuk protein (dengan menggunakan enzim)
• Hati merupakan jaringan utama untuk menyimpan dan mengolah protein

PENGGUNAAN PROTEIN UNTUK ENERGI
• Jika jumlah protein terus meningkat → protein sel dipecah jadi asam amino untuk dijadikan energi atau disimpan dalam bentuk lemak
• Pemecahan protein jadi asam amino terjadi di hati dengan proses: deaminasi atau transaminasi
• Deaminasi: proses pembuangan gugus amino dari asam amino
• Transaminasi: proses perubahan asam amino menjadi asam keto

PEMECAHAN PROTEIN
1. Transaminasi:
• alanin + alfa-ketoglutarat → piruvat + glutamat
1. Diaminasi:
• asam amino + NAD+ → asam keto + NH3

• NH3 → merupakan racun bagi tubuh, tetapi tidak dapat dibuang oleh ginjal → harus diubah dahulu jadi urea (di hati) → agar dapat dibuang oleh ginjal

EKSKRESI NH3
• NH3 → tidak dapat diekskresi oleh ginjal
• NH3 harus dirubah dulu menjadi urea oleh hati
• Jika hati ada kelainan (sakit) → proses perubahan NH3 → urea terganggu → penumpukan NH3 dalam darah → uremia
• NH3 bersifat racun → meracuni otak → coma
• Karena hati yang rusak → disebut Koma hepatikum



PEMECAHAN PROTEIN
• Deaminasi maupun transaminasi merupakan proses perubahan protein → zat yang dapat masuk kedalam siklus Krebs
• Zat hasil deaminasi/transaminasi yang dapat masuk siklus Krebs adalah: alfa ketoglutarat, suksinil ko-A, fumarat, oksaloasetat, sitrat



SINGKATAN ASAM AMINO

Arg, His, Gln, Pro: Arginin, Histidin, Glutamin, Prolin
Ile, Met, Val: Isoleusin, Metionin, Valin
Tyr, Phe: Tyrosin, Phenilalanin karboksikinase
Ala, Cys, Gly, Hyp, Ser, Thr: Alanin, Cystein, Glysin, Hydroksiprolin, Serin, Threonin
Leu, Lys, Phe, Trp, Tyr: Leusin, Lysin, Phenilalanin, Triptofan, Tyrosin

SIKLUS KREBS
• Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2
• Proses ini terjadi didalam mitokondria
• Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis
• Oksaloasetat berasal dari asam piruvat
• Jika asupan nutrisi kekurangan KH → kurang as. Piruvat → kurang oxaloasetat



RANTAI RESPIRASI

H → hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH
H dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + E



Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi
Rantai Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase

Urutan carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + E

FOSFORILASI OKSIDATIF

Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat menjadi ATP
Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi
Fosforilasi oksidatif → proses merubah ADP → ATP



KREATIN DAN KREATININ

Kreatin disintesa di hati dari: metionin, glisin dan arginin
Dalam otot rangka difosforilasi membentuk fosforilkreatin (simpanan energi)

istirahat
Kreatin + ATP ↔ Fosforilkreatin → Kreatinin
gerak urine
METABOLISME LEMAK (LIPID/ FAT METABOLISM)
Dr. Suparyanto, M.Kes

MACAM LEMAK
• Lemak biologis yang terpenting: lemak netral (trigliserida), fosfolipid, steroid
• Asam lemak:
1. Asam palmitat: CH3(CH2)14-COOH
2. Asam stearat: CH3(CH2)16-COOH
3. Asam oleat: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
• Trigliserida: ester gliserol + 3 asam lemak
• Fosfolipid: ester gliserol + 2 asam lemak + fosfat
• Steroid: kolesterol dan turunanya (hormon steroid, asam lemak dan vitamin)

ABSORPSI LEMAK
• Lemak diet diserap dalam bentuk: kilomikron → diabsorpsi usus halus masuk ke limfe (ductus torasikus) → masuk darah
• Kilomikron dalam plasma disimpan dalam jaringan lemak (adiposa) dan hati
• Proses penyimpananya: kilomikron dipecah oleh enzim lipoprotein lipase (dalam membran sel) → asam lemak dan gliserol
• Didalam sel asam lemak disintesis kembali jadi trigliserida (simpanan lemak)

MACAM LEMAK PLASMA
• Asam lemak bebas (FFA= free fatty acid) → ada dalam plasma darah dan terikat dengan albumin
• Kolesterol, trigliserida dan fosfolipid → dalam plasma berbentuk lipoprotein
1. Kilomikron
2. VLDL: very low density lipoprotein
3. IDL: intermediate density lipoprotein
4. LDL: low density lipoprotein
5. HDL: high density lipoprotein

ASAM LEMAK BEBAS
• Bila lemak sel akan digunakan untuk energi → simpanan lemak (trigliserida) dihidrolisis menjadi asam lemak dan gliserol (oleh enzim lipase sel)
• Asam lemak berdiffusi masuk aliran darah sebagai asam lemak bebas (Free Fatty Acid) dan berikatan dengan albumin plasma

PENGGUNAAN FFA SEBAGAI ENERGI
• FFA dalam plasma dibawa ke mitokondria dengan carrier Karnitin
• FFA dalam sel dipecah menjadi asetil koenzim-A dengan beta oksidasi
• Asetil koenzim-A hasil beta oksidasi → masuk siklus Krebs untuk diubah menjadi H dan CO2

METABOLISME LEMAK

Ada 3 fase:
1. β oksidasi
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi Oksidatif



BETA OKSIDASI
• Proses pemutusan/perubahan asam lemak → asetil co-A
• Asetil co-A terdiri 2 atom C → sehingga jumlah asetil co-A yang dihasilkan = jumlah atom C dalam rantai carbon asam lemak : 2
• Misal: asam palmitat (C15H31COOH) → β oksidasi → ?? asetil co-A

CONTOH ASAM LEMAK

NAMA UMUM RUMUS NAMA KIMIA
Asam oleat C17H33COOH Oktadeca 9-enoad
As risinoleat C17H32(OH)-COOH 12 hidroksi okladeca -9-enoad
Asam linoleat C17H31COOH Okladeca-9,12 dienoad
As linolenat C17H29COOH Okladeca-9,12,15 trienoad
As araksidat C19H39COOH Asam eicosanoad

SIKLUS KREBS
• Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2
• Proses ini terjadi didalam mitokondria
• Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis
• Oksaloasetat berasal dari asam piruvat
• Jika asupan nutrisi kekurangan KH → kurang as. Piruvat → kurang oxaloasetat



KETOSIS
• Degradasi asam lemak → Asetil KoA terjadi di Hati, tetapi hati hanya mengunakan sedikit asetil KoA → akibatnya sisa asetil KoA berkondensasi membentuk Asam Asetoasetat
• Asam asetoasetat merupakan senyawa labil yang mudah pecah menjadi: Asam β hidroksibutirat dan Aseton.
• Ketiga senyawa diatas (asam asetoasetat, asam β hidroksibutirat dan aseton) disebut BADAN KETON.

• Adanya badan keton dalam sirkulasi darah disebut: ketosis
• Ketosis terjadi saat tubuh kekurangan karbohidrat dalam asupan makannya → kekurangan oksaloasetat
• Jika Oksaloasetat menurun → maka terjadi penumpukan Asetil KoA didalam aliran darah → jadi badan keton → keadaan ini disebut KETOSIS

• Badan keton merupakan racun bagi otak → mengakibatkan Coma, karena sering terjadi pada penderita DM → disebut Koma Diabetikum
• Ketosis terjadi pada keadaan :
• Kelaparan
• Diabetes Melitus
• Diet tinggi lemak, rendah karbohidrat

RANTAI RESPIRASI
• H adalah hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH
• H dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c →sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + Energi
• Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi
• Rantai Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase



Urutan carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + Energi

FOSFORILASI OKSIDATIF
• Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat menjadi ATP
• Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi
• Fosforilasi oksidatif → proses merubah ADP → ATP (dengan menngunakan energi hasil reaksi H2 + O2 → H2O + E)



SINTESIS TRIGLISERIDA DARI KARBOHIDRAT
• Bila KH dalam asupan lebih banyak dari yang dibutuhkan → KH diubah jadi glikogen dan kelebihanya diubah jadi trigliserida → disimpan dalam jaringan adiposa
• Tempat sintesis di hati, kemudian ditransport oleh lipoprotein ke jaringan disimpan di jaringan adiposa sampai siap digunakan tubuh

SINTESIS TRIGLISERIDA DARI PROTEIN
• Banyak asam amino dapat diubah menjadi asetil koenzim-A
• Dari asetil koenzim-A dapat diubah menjadi trigliserida
• Jadi saat asupan protein berlebih, kelebihan asam amino disimpan dalam bentuk lemak di jaringan adipose

PENGATURAN HORMON ATAS PENGGUNAAN LEMAK
• Penggunaan lemak tubuh terjadi pada saat kita gerak badan berat
• Gerak badan berat menyebabkan pelepasan epineprin dan nor epineprin
• Kedua hormon diatas mengaktifkan lipase trigliserida yang sensitif hormon → pemecahan trigliserida → asam lemak
• Asam lemak bebas (FFA) dilepas ke darah dan siap untuk dirubah jadi energi



ARTERIOSKLEROSIS
• Jika kadar kolesterol tinggi dalam darah → endapan lipid yang disebut: plak ateroma/ endapan kolesterol
• Pada stadium penyakit fibroblast menginfiltrasi ateroma → sklerosis
• Ca juga mengendap bersama → plak kalsifikasi
• Kedua proses diatas menyebabkan arteri menjadi sangat keras → arteriosklerosis

• Arteriosklerosis → menyebabkan vaskuler mudah pecah
• Dinding vaskuler arteriosklerosis kasar → menyebabkan tombus dan emboli
• Efek samping: darah tinggi, PJK, trombus → stroke emboli
METABOLISME KARBOHIDRAT (Carbohydrate Metabolism)

APA ITU PENCERNAKAN
• Pencernakan: proses pemecahan makanan dari bentuk komplek menjadi bentuk sederhana
• Karbohidrat: dari polisakarida dirubah menjadi monosakarida (galaktose, fruktose, glukose)
• Glukose merupakan monosakarida terbanyak dalam sirkulasi (70 – 110 mg/ml)
• Galaktose dan fruktose dikonversi oleh hati dengan enzim yang sesuai menjadi glukose , kemudian masuk sirkulasi

METABOLISME KARBOHIDRAT

Terdiri 3 fase:
1. Glikolisis
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi Oksidatif



GLIKOLISIS
• Proses perubahan glukose menjadi asam piruvat atau asetil coenzim-A
• Glikolisis terjadi di sitoplasma

• Glukose tidak dapat langsung diffusi ke sel
• Glukose harus berikatan dulu dengan carrier: G + C → GC → GC dapat berdiffusi kedalam sel
• Didalam sel GC → G + C
• C keluar sel lagi untuk mengikat G yang lain → sampai semua G masuk sel
• Proses ini dipercepat oleh H. Insulin, jika H. Insulin kurang → proses masuknya G kedalam sel lambat → G menumpuk didalam darah → DM
• G di sitoplasma mengalami fosforilasi → glukose 6-PO4 (enzim glukokinase)
• Fruktokinase → fruktose → fruktose 6-PO4
• Galaktokinase → galaktose → galaktose 6-PO4


• Glikolisis: proses perubahan glukose menjadi asam piruvat atau asam laktat
• Glikolisis terdiri 2 lintasan:
• Katabolisme glukosa (glikolisis) melalui triose (dihidroksi aseton fosfat atau gliseraldehid 3-PO4) disebut lintasan Embden Meyerhof
• Katabolisme glukosa (glikolisis) melalui 6-fosfoglukonat disebut lintasan oksidatif langsung (pintas heksosmonofosfat)




SIKLUS KREBS
• Proses perubahan asetil co-A → H
• Proses ini terjadi didalam mitokondria
• Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis
• Jika dalam asupan nutrisi kekurangan KH → akan kekurangan oxaloasetat


• Kekurangan oxaloasetat → pengambilan asetil co-A di sitoplasma terhambat → asetil co-A menumpuk di sitoplasma
• Penumpukan asetil co-A → berikatan sesama asetil co-A → asam aseto asetat
• Asam aseto asetat → senyawa tidak setabil → mudah mengurai: aseton + asam β hidroksi butirat


• Ketiga senyawa: asam aseto asetat, aseton dan asam β hidroksi butirat → disebut Badan Keton
• Meningkatnya badan keton didalam darah → ketosis
• Badan keton bersifat racun bagi otak → koma, karena biasanya terdapat pada penderita DM → koma diabeticum

FOSFORILASI OKSIDATIF
• Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh senyawa yang disebut ATP
• Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi


• Fosforilasi oksidatif: proses perubahan ADP → ATP dengan cara mengambil energi yang dihasilkan Rantai Respirasi (reaksi H + O2 → H2O)



RINGKASAN METABOLISME KARBOHIDRAT
• Glikolisis: perubahan glukose → asam piruvat
• R/ Glukose + 2 ADP + 2 PO4 → 2 asam piruvat + 2 ATP + 4 H
• Hasil utama glikolisis: asam piruvat
• Energi dihasilkan: 2 ATP
• Tempat reaksi glikolisis: sitoplasma
• Terdiri 2 lintasan: Embden Meyerhof dan Heksosmonofosfat

• Siklus Kreb: perubahan asetil co-A → H
• R/ 2 Asetil Ko-A + 6 H2O + 2 ADP → 4 CO2 + 16 H + 2 Ko-A + 2 ATP
• Hasil utama: H
• Energi dihasilkan: 2 ATP
• Tempat berlangsung: mitokondria
• Sisa metabolisme CO2 berasal dari hasil samping Siklus Krebs/ Siklus Asam Sitrat/ Siklus Asam Trikarboksilat

• Fosforilasi oksidatif: proses perubahan ADP → ATP dengan cara mengambil energi yang dihasilkan Rantai Respirasi (reaksi H + O2 → H2O)
• R/ 2 H + ½ O2 + 2e + ADP → H2O + ATP
• Energi yang dihasilkan: 34 ATP
• Total hasil energi metabolisme karbohidrat: 38 ATP
PENGANTAR METABOLISME (Introduction of Metabolism)
Dr. Suparyanto, M.Kes

APA ITU METABOLISME
• Metabolisme = perubahan
• Metabolisme: semua proses perubahan kimia dan tenaga (energi) yang terjadi didalam tubuh
• Metabolisme adalah suatu proses komplek perubahan makanan menjadi energi dan panas melalui proses fisika dan kimia, berupa proses pembentukan dan penguraian zat didalam tubuh organisme untuk kelangsungan hidupnya.



MACAM METABOLISME

Metabolisme dibedakan 2 macam:
1. Katabolisme : proses penguraian/ pemecahan makanan menjadi energi, yang terjadi pada proses respirasi sel.
2. Anabolisme : proses pembentukan (sintesa) zat organik komplek yang berasal dari zat yang lebih sederhana

CONTOH KATABOLISME
• Glikogenolisis : proses pemecahan glikogen menjadi glukose
• Glikogen merupakan simpanan karbohidrat (sumber energi), disimpan di semua sel, terbanyak di hati dan otot
• Pada saat kurang makan dipecah jadi energi
• Glikolisis : proses pemecahan glukose menjadi asam piruvat
• Glikolisis terjadi dlm sitoplasma
• Glikolisis merupakan metabolisme antara pembentukan energi

CONTOH ANABOLISME
• Glikogenesis : proses pembentukan glikogen dari glukose
• Glikogenesis terjadi pada saat kita kelebihan makanan
• Glikoneogenesis : proses pembentukan glukose dari protein atau lemak
• Glikoneogenesis terjadi pada saat kita kekurangan karbohidrat (sumber energi)

HASIL METABOLISME
• Metabolisme makanan menghasilkan energi yang disebut ATP (Adenosin Tri Fosfat).
• ATP merupakan senyawa yang terdiri dari 3 gugus yaitu: Adenin (asam amino), ribose (senyawa karbohidrat) dan fosfat.
• ATP merupakan simpanan energi (hasil metabolisme sel) yang siap digunakan sel untuk kelangsungan hidup: transport membran, sintesis senyawa kimia, kerja mekanik.
• Jika sel memerlukan energi, maka energi diambil dari ATP dengan cara melepas satu gugus fosfat menjadi ADP ( Adenosin Di Phosfat ) dengan melepas 8.000 kalori.

PENGGUNAAN ATP
• ATP → ADP + PO4 + 8.000 kalori
• ADP masih dapat melepas satu gugus Fosfat lagi
• ADP → AMP + PO4 + 8.000 kalori
• AMP (Adenosin Mono Phospat ) sudah tidak dapat mengeluarkan energi lagi.
• Untuk itu AMP harus diisi lagi dengan energi baru yang berasal dari metabolisme makanan menjadi ATP.
• AMP → ADP → ATP

• ATP (hasil metabolisme makanan) didalam otot diikat oleh kreatin (rangkaian asam amino metionin, glisin dan arginin) menjadi simpanan energi yang disebut fosforil kreatin
• Kreatin + ATP → Fosforil kreatin + ADP
• Jika otot perlu energi untuk gerak maka fosforil kreatin dipecah → Kreatin + ATP.
• ATP inilah yang digunakan untuk gerak

METABOLISME KARBOHIDRAT

Terdiri 3 fase:
1. Glikolisis
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi Oksidatif

METABOLISME LEMAK

Terdiri 3 fase:
1. β oksidasi
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi Oksidatif

METABOLISME PROTEIN

Terdiri 3 fase
1. Deaminasi
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi oksidatif

TAHAP PERTAMA METABOLISME KARBOHIDRAT
• Glikolisis: proses perubahan glukose menjadi asam piruvat atau asetil ko-enzim A
• Glikolisis merupakan proses awal metabolisme karbohidrat
• Glikolisis terjadi didalam sitoplasma sel, dan telah menghasilkan 2 ATP
• Glukose → asam piruvat + 2 ATP



TAHAP PERTAMA METABOLISME LEMAK
• Beta oksidasi: proses pemecahan lemak menjadi asetil koenzim-A
• Asetil koenzim-A adalah senyawa organik yang mempunyai 2 rantai karbon
• Beta oksidasi memecah lemak (rantai C yang panjang) menjadi asetil koenzim-A (2 rantai C)
• Lemak dengan x rantai carbon akan dipecah dengan beta oksidasi menjadi: (x/2) asetil koenzim-A

TAHAP PERTAMA METABOLISME PROTEIN
• Deaminasi: proses pembuangan gugus amino dari asam amino
• Asam α-ketoglutarat + Asam Amino → Asam α –keto + Asam Glutamat + NH3
• Deaminasi adalah proses pengambilan gugus amino dari asam amino menjadi zat yang dapat masuk siklus Krebs
• Zat yang dapat masuk siklus Krebs adalah: asam alfa keto glutarat, suksinil koenzim-A, asam fumarat, oksaloasetat, asam sitrat

SIKLUS KREB
• Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2
• Proses ini terjadi didalam mitokondria
• Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat , proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis
• Oksaloasetat berasal dari asam piruvat
• Jika asupan nutrisi kekurangan Karbohidrat, akan menyebabkan kurang asam. piruvat → yang juga akan mengakibatkan kekurangan oxaloasetat



RANTAI RESPIRASI
• H → hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH
• H dari NADH → Flavoprotein → Quinon → sitokrom c → sitokrom b → sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O
• Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi
• Proses ini terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase




FOSFORILASI OKSIDATIF
• Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi, energi tsb ditangkap oleh senyawa yang disebut ATP
• Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi
• Fosforilasi oksidatif adalah proses merubah ADP menjadi ATP


BIOENERGITIKA

Dr. Suparyanto, M.Kes

APA ITU ENERGI

• Energi : adalah kemampuan untuk melakukan kerja (usaha)
• Energi terdiri 2 macam:
– Energi Kinetik adalah energi yg berhubungan dengan gerak molekul
– Energi Potensial adalah energi selain energi kinetik (berhubungan dengan gravitasi)

APA ITU KALOR

• Kalor: adalah energi yang berpindah dari sistem ke lingkungan dan sebaliknya
• Kalor adalah bentuk energi perubahan
• Sistem tidak mempunyai energi dalam bentuk kalor
• Satuan kalor: kalori (kal) = 4,184 joule (j)

HUKUM 1 TERMODINAMIKA
(AZAS KEKEKALAN ENERGI)

• “Energi dapat dirubah tetapi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan”
• E = q +w
• E = perubahan energi dalam
• q = jumlah kalor yang diserap/dikeluarkan
• w = jumlah kerja yang diterima/dilakukan sistem

APA ITU ELTALPI

• Entalpi (H): kalor reaksi yang berlangsung pada volume tetap
• Yang dapat diukur adalah perubahan entalpi (H)
• H = q reaksi = (Hp – Hr)

MACAM REAKSI

• Reaksi Eksoterm: reaksi dimana kalor mengalir dari sistem ke lingkungan
• H = q reaksi = (Hp – Hr) >0
• A + B → AB + q
• Reaksi Endoterm: reaksi dimana kalor mengalir dari lingkungan ke sistem
• H = q reaksi = (Hp – Hr) <0
• A + B + q → AB

APA ITU METABOLISME

• Metabolisme adalah proses pemecahan atau pembentukan suatu zat dalam tubuh
• Proses pemecahan suatu zat kompleks menjadi zat sederhana disebut : Katabolisme (Reaksi Eksergonik)
• Proses pembentukan/sintesa suatu zat sederhana dari zat kompleks disebut: Anabolisme (Reaksi Endergonik)

CONTOH REAKSI EKSERGONIK

• Glikolisis: adalah proses perubahan Glukose → Asetil coA + ATP
• Siklus Kreb: adalah proses perubahan Asetil coA → H + ATP
• Fosforilasi Oksidatif: hádala proses pereaksiaan antara H + O → H2O + energi, dan energi yang terbentuk digunakan untuk mengubah ADP menjadi ATP

CONTOH REAKSI ENDERGONIK

• Sintesa: protein, enzim, hormon, antibodi
• Kontaksi otot: gerak, nafas, jantung
• Eksitasi saraf: berpikir
• Transport aktif: pompa Na-K, reabsorpsi tubulus nefron

KOMPONEN ATP

Terdiri 3 komponen: Adenin, Ribose dan trifosfat

PERUBAHAN ATP

• ATP → ADP + 8000 Kal
• ADP → AMP + 8000 Kal

• AMP + 8000 Kal → ADP
• ADP + 8000 Kal → ATP

PEMBENTUKAN ATP

• ATP dibuat dengan mereaksikan antara H (dari makanan) dan O2 (dari nafas) di mitokondria dalam reaksi fosforilasi oksidatif
• Reaksi antara H dan O2 diawali dengan Rantai Respirasi: yaitu reaksi transfer H dari satu carier ke carier lainnya, dengan menggunakan enzim dehidrogenase dan oksidase

APA ITU PENCERNAKAN

• Pencernakan: proses perubahan makanan dari bentuk komplek menjadi bentuk sederhana, sehingga dapat diabsorpsi usus halus
• Karbohidrat menjadi monosakarida (glukose)
• Lemak menjadi asam lemak
• Protein menjadi asam amino

TUGAS INDIVIDU
1. Apa yang dimaksud dengan energi?
2. Apa beda energi kinetik dengan energi potensial?
3. Apa beda kalor dengan energi?
4. Dapatkah kita mengukur energi dalam suatu zat? Energi apa yang dapat diukur?
5. Apa yang dimaksud dengan entalpi?
6. Apa beda reaksi eksoterm dengan reaksi endoterm?
7. Jelaskan apa yang dimaksud dengan:
1. Metabolisme
2. Katabolisme
3. Anabolisme
8. Apa yang dimaksud dengan ATP? Sebutkan komponen ATP? Tuliskan rumus molekul ATP
9. Jelaskan cara pembentukan ATP?
10. Apa yang dimaksud dengan:
1. Rantai respirasi dan urutanya
2. Pencernakan
GIZI DAN MAKANAN (NUTRISI)

Dr. Suparyanto, M.Kes

APA ITU MAKANAN

• Makanan atau nutrisi adalah semua jenis zat yang biasa dikonsumsi oleh manusia, untuk memenuhi zat gizi yang diperlukan tubuh

APA ITU MAKANAN SEHAT

• Makanan yang memenuhi semua unsur gizi yang diperlukan tubuh
• Makanan sehat adalah makanan bergizi berimbang beragam (3B)
• Makanan sehat adalah makanan yang memenuhi 4 sehat 5 sempurna

APA ITU ZAT GIZI

• Gizi adalah zat yang diperlukan tubuh untuk mempertahankan kehidupan
• Macam zat gizi adalah: Karbohidrat, Lemak, Protein, Vitamin, Mineral dan Air
• Makanan dann zat gizi yang dapat dibuat energi adalah: Karbohidrat, Protein, Lemak

APA ITU PENCERNAKAN

• Pencernakan: proses perubahan makanan dari bentuk komplek menjadi bentuk yang sederhana, sehingga dapat diabsorbsi usus halus
• Karbohidrat menjadi monosakarida (glukose)
• Lemak menjadi asam lemak
• Protein menjadi asam amino

APA ITU METABOLISME

• Metabolisme adalah proses pemecahan atau pembentukan suatu zat dalam tubuh
• Proses pemecahan makanan disebut katabolisme
• Proses pembentukan/ sintesa zat disebut anabolisme
• Pencernakan termasuk proses katabolisme

KARBOHIDRAT

• Rumus Umum: Cn (H2O)n, terdiri dari komponen “karbon” dan “hidrat” sehingga dikenal sebagai karbohidrat
• Karbohidrat dibagi menjadi 4 yaitu:
1. Monosakarida
2. Disakarida (dua monosakarida)
3. Oligosakarida (3 – 10 monosakarida)
4. Polisakarida (lebih dari 10 monosakarida)

MONOSAKARIDA

• Merupakan bentuk karbohidrat yang paling sederhana, sudah tidak dapat dihidrolisir menjadi bentuk yang lebih sederhana
• Diberi nama sesuai jumlah atom C-nya: triosa (3), tetrosa (4), pentosa (5), heksosa (6), septosa (7) atau oktasa (8)
• Berdasar gugus yang dikandungnya dibagi menjadi :
1. Aldosa : mengandung gugus aldehid
2. Ketosa : mengandung gugus keton

DISAKARIDA

• Merupakan gabungan dua molekul monosakarida yang sama maupun berbeda
• Jika dihidrolisir akan meghasilkan dua monosakarida, contoh:
o Maltosa dipecah menjadi glukosa + glukosa
o Sukrosa dipecah menjadi glukosa + fruktosa
o Laktosa dipecah menjadi glukosa + galaktosa

OLIGOSAKARIDA

• Merupakan gabungan tiga sampai sepuluh monosakarida
• Jika dihidrolisir akan menjadi bagian yang terkecil (monosakarida) sebanyak yang dikandungnya.
• Contoh : maltotriosa ( tiga monosakarida )

POLISAKARIDA

• Merupakan gabungan lebih dari sepuluh monosakarida
• Jika dihidrolisir akan menjadi bagian yang terkecil (monosakarida) sebanyak yang dikandungnya. Contoh :
o Pati : amilose (larut air) , amilopectin (tidak larut air)
o Dextrins, dextrans, glykogen, cellulose, inulin, kitin, glikosaminoglikan, asam hialuronat, kondroitin sulfat, heparin dll

LEMAK/LIPID

• Lemak adlah senyawa yang terdiri dari gabungan antara: ester asam lemak + alkohol + senyawa lain
• Lipid dibagi 3:
1. Lemak sederhana: (ester + alkohol), yaitu ester asam lemak dengan alkohol berupa gliserol membentuk triasilgliserol atau alkohol monohidrat yang lebih tinggi (membentuk lilin)
2. Lemak komplek: (ester + alkohol + senyawa lain): fosfat (fosfolipid), karbohidrat (glikolipid), sulfat (sulfolipid), amino (aminolipid) dan protein (lipoprotein)
3. Produk lipid: komponen produk kedua golongan lipid diatas

LEMAK SEDERHANA

• Merupakan senyawa ester asam lemak dengan berbagai alkohol, contoh
• Lemak: merupakan senyawa ester asam lemak dengan gliserol, lemak cair disebut minyak
• Malam/ Wak : merupakan ester asam lemak dng alkohol monohidrat yang lebih tinggi, membentuk lilin

LEMAK KOMPLEK

• Merupakan senyawa ester asam lemak yang mengandung gugus lain disamping alkohol dan asam lemak, contoh :
• Fosfolipid : lemak + fosfat
• Gliserofosfolipid : lemak + gliserol + fosfat
• Sfingofosfolipid : lemak + sfingosin + fosfat
• Sulfolipid: lemak + sulfat
• Aminolipid: lemak + asam amino

ASAM LEMAK

• Asam lemak jenuh yaitu asam lemak yang tidak mempunyai ikatan rangkap
• (CnH2n + COOH)
• Asam lemat tidak jenuh yaitu asam lemak yang memiliki ikatan rangkap, baik ikatan rangkap dua maupun tiga
• (CnH2n-1 COOH; CnH2n-3 COOH; dst berturut2 satu, dua ikatan rangkap dst)

CONTOH ASAM LEMAK

NAMA UMUM RUMUS NAMA KIMIA
• Asam asetat CH3COOH
• Asam propionat C2H5COOH
• Asam butirat C3H7COOH
• Asam kaproat C5H11COOH Asam heksanoat
• Asam kaprilat C7H15COOH Asam oktanoat
• Asam kapriat C9H19COOH Asam dekanoat
• Asam laurat C11H23COOH Asam dodekanoat
• Asam miristat C13H27COOH As tetradekanoat
• Asam palmitat C15H31COOH As heksadekanoat
• Asam stearat C17H35COOH Asam oktadekanoat
• Asam oleat C17H33COOH Oktadeca 9-enoad
• As risinoleat C17H32(OH)-COOH 12 hidroksi okladeca -9-enoad
• Asam linoleat C17H31COOH Okladeca-9,12 dienoad
• As linolenat C17H29COOH Okladeca-9,12,15 trienoad
• As araksidat C19H39COOH Asam eicosanoad

NOMENKLATUR LEMAK

• Tatanama berdasarkan jumlah atom karbon (C)
• Untuk asam lemak jenuh (tidak mempunyai ikatan rangkap) diberi akhiran: -OAT
• Contoh: Asam Caproat (C5 H11 COOH): asam hexanoat
• Asam Lauroat (C11 H23 COOH): asam dodecanoat
• Untuk asam lemak tak jenuh (mempunyai ikatan rangkap) diberi akhiran: -ENOAT
• Asam monoenoat (satu ikatan rangkap)
• Asam dienoat (dua ikatan rangkap)
• Asam trienoat (tiga ikatan rangkap)

PROTEIN

• Senyawa yang terdiri dari rangkaian asam amino. Klasifikasi:
a. Protein Sederhana: rangkaian asam amino saja
b. Protein Komplek : asam amino dengan senyawa non-protein
c. Nukleoprotein: protein+asam nukleat; lipoprotein dengan lipid; mineraloprotein dengan mineral; glikoprotein dengan glukose
d. Senyawa keturunannya yaitu hasil pemecahan kedua klasifikasi protein tersebut diatas, Misal: asam-asam amino

MACAM ASAM AMINO

1. Asam Amino Essensial / indispensabel : yaitu asam amino yang tidak dapat dibuat sendiri oleh tubuh.
– Asam amino esensial: T2L2V HAMIF (treonin, triptofan, lisin, leusin, valin  histidin, arginin, metionin, isoleusin, fenilalanin)
2. Asam amino Nonessensial / dispensabel : yaitu asam amino yang dapat dibuat sendiri oleh tubuh .
– Asam amino non esensial: SAGA SATGA (serin, alanin, glisin, asparadin  sistein, asam aspartat, tirosin, glutamin, asam glutamat)