Metabolisme Karbohidrat dalam Tubuh Manusia FERDINAN SIBARANI 102013451 KELOMPOK E2
[email protected] FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS KRISTEN KRIDA WACANA Jln. Arjuna Utara No. 6 Jakarta 11510. Telephone : (021) 5694-2061, fax : (021) 563-1731
[email protected]
Abstrak Pencernaan merupakan proses metabolisme dari bahan makanan yang masuk ke dalam tubuh. Fungsi utama dari pencernaan adalah untuk mendapatkan energi. Seperti karbohidrat, protein, lemak. Alat – Alat – alat alat pencernaan dimulai dari mulut, faring, laring, oesophagus, hati, lambung, usus halus, usus besar, rectum dan anus. Proses pencernaan adalah motilitas, sekresi, digesti, dan penyerapan. Kata kunci : karbohidrat, lemak, protein, mulut, faring, laring, oesophagus, hati, lambung, usus halus, usus besar, rectum, anus, motilitas, sekresi, digesti, dan penyerapan.
Abstract Digestion is the process of metabolism of the food ingredients which go into the body. The main function of the digestion is to get energy. Like carbohydrates, proteins, fats. Tool – the the tool starts the digestion of the mouth, pharynx, larynx, oesophagus, liver, stomach, intestine, colon, rectum and anus. The process of digestion is motility, secretion, digestion, and absorption. Key words: carbohydrate, protein, fat, mouth, pharynx, larynx, oesophagus, liver, stomach, intestine, colon, rectum, anus, motility, secretion, digestion, and absorption.
1
Pendahuluan
Fungsi utama dari pencernaan adalah memindahkan nutrient, air, dan elektrolit dari makanan yang kita telan ke dalam lingkungan internal tubuh. Bahan makanan tersebut nantinya menjadi sumber energi bagi tubuh kita untuk melakukan aktivitas nya. Makanan yang masuk tidak langsung di serap oleh tubuh, melainkan melalui proses biokimiawi di dalam tubuh. Proses ini memecahkan makanan jadi molekul molekul kecil yang mudah di serap oleh tubuh. Dalam keadaan normal 95% bahan makanan di serap oleh tubuh, oleh karena itu jumlah makanan yang masuk tidak sama dengan jumlah makanan yang di keluarkan dalam bentuk feses. Fungsi utama karbohidrat adalah sebagai sumber energi tubuh, khususnya otak dan sistem saraf. Sebuah enzime di dalam tubuh akan mengurai karbohidrat dan mengubahnya menjadi glukosa (gula darah), dimana glukosa akan digunakan sebagai energi utama sel-sel tubuh. Selain sebagai sumber energi, karbohidrat juga berfungsi untuk menjaga keseimbangan asam basa di dalam tubuh, berperan penting dalam proses metabolisme dalam tubuh, dan pembentuk struktur sel dengan mengikat protein dan lemak. Skenario Mekanisme Pencernaan pada Tubuh Manusia
Agar makanan dapat dicerna secara optimal dalam saluran pencernaan, waktu yang diperlukan pada masing-masing bagian saluran bersifat terbatas. Selain itu pencampuran yang tepat juga harus dilakukan. Tetapi karena kebutuhan untuk pencampuran dan pendorongan sangat berbeda pada tiap tingkat proses, berbagai mekanisme umpan balik hormonal dan saraf otonom akan mengontrol tiap aspek dari proses ini sehingga pencampuran dan pendorongan akan terjadi secara optimal. 1 Rongga Mulut 1,2,3,4
1. Mulut Pintu masuk ke saluran cerna adalah dari mulut atau rongga oral. Lubang masuk dibentuk oleh bibir yang mengandung otot dan membantu mengambil, menuntun, dan menampung makanan di mulut. 2. Palatum Langit-langit yang membentuk atap lengkung rongga mulut, memisahkan mulut dari saluran hidung. Keberadaan struktur ini juga memungkinkan bernapas dan mengunyah 2
atau menghisap berlangsung secara bersamaan. Terdapat uvula yang berperan dalam menutup saluran hidung sewaktu menelan.
3. Lidah Gerakan lidah penting dalam menuntun makanan di dalam mulut sewaktu mengunyah dan menelan serta berperan penting dalam berbicara. Selain itu terapat kuncup kecap pada lidah. 4. Gigi Berperan dalam langkah pertama proses pencernaan yaitu mastikasi atau mengunyah. Motilitas mulut melibatkan pengirisan, perobekan, penggilingan, dan pencampuran makanan. Tindakan mengunyah dapat volunter tetapi sebagian besar mengunyah selama makan adalah refleks ritmik yang dihasilkan oleh pengaktifan otot rangka rahang, bibir, pipi, dan lidah sebagai respons terhadap tekanan makanan pada jaringan mulut. 5. Liur Liur atau saliva dihasilkan oleh tiga pasang kelenjar liur utama yang terletak di luar rongga mulut, mengandung 99,5% H2O dan 0,5% elektrolit dan protein. Protein terpenting dalam liur adalah amilase, mukus, dan lisozim. Protein-protein ini berfungsi sebagai berikut. a. Amilase berperan dalam pencernaan karbohidrat menjadi maltosa b. Mukus berperan dalam lubrikasi dan mempermudah proses penelanan serta membasahi partikel makanan. c. Lisozim, enzim yang memiliki sifat antibakteri. d. Sebagai bahan pelarut yang merangsang kuncup kecap. e. Membantu berbicara dan mempermudah gerakan bibir dan lidah. f.
Berperan penting dalam higiene mulut dengan membantu menjaga mulut dan gigi bersih.
g. Kaya akan bikarbonat yang menetralkan asam dalam makanan serta asam yang dihasilkan oleh bakteri di mulut sehingga karies dentis dapat dicegah.
Faring dan Esofagus
3
Motilitas yang berkaitan dengan faring dan esofagus adalah menelan. Menelan merupakan proses memindahkan makanan dari mulut melalui esofagus hingga ke lambung. Menenlan baru dimulai ketika bolus secara sengaja didorong oleh lidah ke belakang mulut menuju faring. Tekanan bolus merangsang reseptor-reseptor tekanan faring, yang mengirim impuls aferen ke pusat menelan yang terletak di medula batang otak. 1,2,3,4 1. Tahap orofaring a. Berlangsung sekitar 1 detik, terdiri dari pemindahan bolus dari mulut melalui faring untuk masuk ke esofagus. b. Posisi lidah menekan langit-langit keras menjaga agar makan tidak masuk kembali ke mulut sewaktu menelan. c. Uvula terangkat dan menekan bagian belakang tenggorokan, menutup saluran hidung dari faring sehingga makanan tidak masuk ke hidung. d. Elevasi laring dan penutupan erat pita suara di pintu masuk laring atau glotis mencegah makanan masuk ke trakea. Epiglotis terdorong ke belakang menutupi glotis sebagai proteksi tambahan agar makanan tidak masuk ke saluran napas. e. Sewaktu menelan, pusat menelan secara singkat menghambat pusat pernapasan di dekatnya. f.
Laring dan trakea tertutup, otot-otot faring berkontraksi untuk mendorong bolus ke dalam esofagus.
2. Tahap esofagus a. Pusat menelan memicu gelombang peristaltik primer, mendorong bolus di depannya menelusuri esofagus untuk masuk ke lambung. b. Gelombang peristaltik memerlukan waktu 5-9 detik untuk mencapai ujung bawah esofagus, dikontrol oleh pusat menelan dengan persarafan melalui saraf vagus. c. Jika bolus yang tertelan besar, bolus akan meregangkan esofagus dan merangsang reseptor tekanan di dindingnya. Akibatnya, terjadi gelombang peristaltik kedua yang tidak melibatkan pusat menelan tetapi diperantarai oleh pleksus saraf intrinsik di tempat peregangan. Lambung
4
Lambung memiliki tiga fungsi utama. Pertama, menyimpan makanan yang masuk sampai makanan dapat disalurkan ke usus halus dengan kecepatan yang sesuai untuk pencernaan dan penyerapan yang optimal. Lambung mengeluarkan HCl dan enzim yang memulai pencernaan protein. Melalui gerakan mencampur lambung, makanan yang tertelan dihaluskan dan dicampur dengan sekresi lambung untuk menghasilkan campuran kental sebagai kimus. Dapat dilihat bahwa lambung memiliki empat aspek motilitas yaitu pengisian, penyimpanan, pencampuran, dan pengosongan. 1,3,4 1. Pengisian Ketika kosong lambung memiliki volume sekitar 50 ml, volume ini dapat bertambah hinggal 1 liter saat makan karena perubahan tegangan di dinding dan peningkatan tekanan intralambung melalui mekanisme relaksasi reseptif oleh refleks vasovagal dari lambung ke batang otak 2. Penyimpanan Gelombang peristaltik menyebar melalui fundus dan korpus ke antrum dan sfingter pilorus. Karena lapisan otot di fundus dan korpus tipis maka kontraksi di bagian ini lemah. Ketika mencapai antrum, gelombang kontraksi menjadi jauh lebih kuat karena otot di sini lebih tebal. Karena di fundus dan korpus gerakan mencampur berlangsung lemah maka makanan yang disalurkan ke lambung dari esofagus disimpan di bagian korpus yang relatif tenang tanpa mengalami pencampuran. 3. Pencampuran Kontraksi peristaltik antrum yang kuat mencampur makanan dengan sekresi lambung untuk menghasilkan kimus. Setiap gelombang peristaltik antrum mendorong kimus maju menuju sfingter pilorus. Kontraksi tonik sfingter pilorus menyebabkan sfingter nyaris tertutup, namun lubang yang ada tidak cukup besar untuk dilalui oleh kimus kental kecuali kimus didorong oleh kontraksi peristaltik antrum yang kuat. Namun demikian, dari 30 ml kimus yang dapat ditampung antrum, hanya beberapa mililiter isi antrum yang terdorong ke duodenum setiap gelombang. Untuk mencegah lebih banyak kimus yang terperas keluar, gelombang peristaltik mencapai sfingter pilorus dan menyebabkan sfingter berkontraksi lebih kuat. Hal ini menyebabkan gerakan maju mundur mencampur kimus secara merata di antrum. 4. Pengosongan 5
Selain mencampur isi lambung, kontraksi peristaltik antrum adalah gaya pendorong yang mengosongkan isi lambung. Jumlah kimus yang lolos ke duodenum pada setiap gelombang kontraksi sebelum sfingter pilorus menutup erat terutama bergantung pada kekuatan peristalsis. Intensitas ini sangat bervariasi di bawah pengaruh berbagai sinyal dari lambung dan duodenum. Sekresi Pankreas dan Empedu
Saat disalurkan ke dalam usus halus, isi lambung akan bercampur dengan getah yang dikeluarkan usus halus, sekresi pankreas eksokrin, dan hati. Pankreas eksokrin mengeluarkan getah pankreas yang terdiri dari dua komponen yaitu enzim pankreas dan larutan cair basa. Enzim pankreas terdiri atas enzim proteolitik, amilase pankreas, dan lipase pankreas. Hati meiliki peran dalam sistem pencernaan dengan sekresi empedu yang membantu pencernaan dan penyerapan lemak.2,3 Usus Halus
Usus halus merupakan tempat sebagian besar pencernaan dan penyerapan berlangsung. Tidak terjadi pencernaan lebih lanjut setelah isi lumen mengalir melewati usus halus dan tidak terjadi penyerapan nutrien lebih lanjut. Proses motilitas di usus halus dibagi menjadi segmentasi dan migrating motility complex. Segmentasi terdiri dari kontraksi otot polos sirkular yang berulang dan berbentuk cincin di sepanjang usus halus. Segmentasi tidak hanya melakukan pencampuran tetapi juga secara perlahan menggerakkan kimus menelusuri usus halus. Ketika sebagian besar makanan telah diserap, kontraksi segmentasi berhenti dan diganti oleh migratting motility complex. Gelombang pendek ini membutuhkan waktu sekitar 100 sampai 150 menit untuk akhirnya bermigrasi dari lambung ke ujung usus halus untuk menyapu maju sisa-sisa makanan, debris mukosa, dan bakteri menuju kolon. 1,8 Usus Besar
Usus besar terdiri atas kolon, sekum, apendiks, dan rektum. Sekum membentuk kantung buntu di bawah pertemuan antara usus halus dan usus besar di katup ileosekum yaitu apendiks. Motilitas utama kolon adalah kontraksi haustra yang dipicu oleh ritmisitas otonom sel otot polos kolon. Kontraksi ini menyebabkan kolon membentuk haustra. Tiga atau empat kali sehari terjadi
6
peningkatan mencolok motilitas saat segmen-segmen besar kolon berkontraksi secara simultan. Kontraksi masif ini disebut gerakan massa. 1,3
Pencernaan karbohidrat, protein dan lemak
Pencernaan karbohidrat dalam usus halus dilakukan dengan memecah pati yang belum dicerna oleh amilase, menjadi maltosa dan isomaltosa. Di dalam usus halus juga terjadi hidrolisis disakarida menjadi monosakarida yang dilakukan oleh enzim-enzim epitel usus halus, seperti enzim laktase, enzim sukrase, enzim maltase, dan enzim isomaltase. Sehingga hasil akhir pencernaan karbohidrat yang diabsorsi ke dalam darah semuanya berupa monosakarida. Tahap pertama proses pencernaan lemak dalam usus halus, yaitu emulsifikasi lemak oleh asam-asam empedu yang merupakan sekret hati yang tidak mengandung enzim pencernaan dengan memecah butir-butir lemak menjadi ukuran yang lebih kecil. Tahap selanjutnya, yaitu hidrolisis lemak oleh lipase pankreas dan lipase usus sehingga dihasilkan monogliserida, asam lemak, dan gliserol yang selanjutnya akan diabsorpsi oleh mukosa usus. Protein dalam usus halus dalam bentuk dipeptida dihidrolisis oleh enzim peptidase dari sel-sel epitel usus halus menjadi berbagai dipeptida dan polipeptida kecil. Selanjutnya akan dihidrolisis kembali oleh enzim aminopolipeptidse dan dipeptidase menjadi asam amino. Proses selanjutnya yang terjadi dalam usus halus, yaitu penyerapan zat-zat dalam usus halus yang secara spesifik terjadi dalam vili dan tergantung pada difusi, difusi fasilitatif, osmosis, dan transport aktif. Sebagian besar zat-zat tersebut diserap dalam bentuk yang lebih sederhana.
Enzim Pencernaan
Selama
proses
pencernaan
berlangsung
terdapat
enzim-enzim
yang
membantu
memecahkan molekul-molekul organik besar yang berasal dari makanan menjadi molekul yang lebih kecil dan dapat diabsorpsi di usus. Pencernaan dalam mulut dibantu oleh saliva dari skresi kelenjar-kelenjar parotis, submaksilaris dan sublingualis. Sekresi saliva dipengaruhi oleh sistem saraf otonom karena berbagai rangsangan psikis, mekanis dan kimia. Saliva tersusun atas 99,5% air dengan pH 6,8. Dalam saliva terdapat albumin dan globulin dan musin, glikoprotein, dan ionion organic. Selama pencernaan kantong empedu berkontraksi. Komposisi empedu yaitu 97% air, pH 7,1-7,3. 7
Empat jenis asam empedu yaitu asam kolat, asam deoksilkolat, asam kenodeoksikolar, asam litokolat. Asam empedu merupakan hasil akhir metabolism kolesterol, dikeluarkan oleh hari berkonjungasi dengan glisin pada gugus karboksil. Fungsi empedu antara lain untuk emulsifikasi, netralisasi, ekresi, metabolism pigmen empedu. Absorpsi karbohidrat dicapai dengan hidrolisis untuk melepaskan oligosakarida kemudian mono- dan disakarida. Kecepatan absorpsi heksosa lebih cepat daripada pentosa karena absorpsi heksosa cepat aktif, difusi dan fosforilasi sebelum diabsorpsi. Pencernaan protein dimulai dari dalam lambung, tempat pepsin menguraikan beberapa ikatan peptide. Seperti banyak enzim lainnya pepsin disekresi dalam bentuk precursor inaktif dan diaktifkan di dalam saluran cerna. Di usus halus, polipeptida yang terbentuk melalui pencernaan di lambung dicerna lebih lanjut oleh enzim-enzim proteolitik yang kuat yang berasal dari pancreas dan mucosa usus halus. Penyerapan asam amino di duod enum dan jejunum berlangsung cepat tetapi penyerapan di ileum berjalan lambat. Sekitar 50% protein yang dicerna berasal dari makanan yang masuk, 25% dari protein getah pencernaan, 25% dari deskuamasi mucosa. Hanya sekitar 2-5% protein dalam usus halus lolos dari pencernaan dan penyerapan., sebagian dari jumlah ini akhirnya dicerna oleh bakteri di kolon. Penyerapan protein berkurang seiring dengan pertambahan usia, tetapi orang dewasa tetap mencerna protein dalam jumlah kecil. Enzim lipase disekresi oleh kelenjar Ebner di permukaan dorsal lidah, dan lambung juga mensekresikan lipase. Kebanyakan oencernaan emak berawal di duodenum, yang melibatkan salah satu enzim terpenting yakni pancreas. Enzim ini menghidrolisis ikatan -1 dan -3 (trigliserida) dengan relative mudah, tetapi bekerja pada ikatan-2 dengan kecepatan yang sangat rendah sehingga hasil utama kecepatan yang sangat rendah sehingga hasil utama kerjanya adalah asam lemak nenas dan 2-monogliserida. Saat ini, di pancreas berhasil ditemukan lipase yang diaktifkan oleh garam empedu. Kebanyakan kolesterol makanan berbentuk ester kolesteril dan ester kolesteril hidrolase juga menghidrolisis ester-ester ini di lumen usus halus. Penyerapan lemak diperkirakan masuk ke eritrosir melalui proses difusi pasif, tetapi beberapa bukti menunjukan bahwa molekul pengangkut juga terlibat. Dalam sel, lemak cep at mengalami esterifikasi sehingga tetap terbentuk gradient konsentrasi antara lumen dan sel. Penyerapan garam empedu oleh mukosa jejunum 8
sangat lambat dan sebagian besar garam empedu tetap berada dalam lumen usus. Kolesterol mudah diserap usus halus jika terdapat empedu, asam lemak dan getah pancreas.5
Bioenergetika
Bahan bakar yang diperlukan untuk memberi energi untuk melakukan berbagai proses normal dalam tubuh. Kecepatan pelepasan energi yang diukur lewat kecepatan metabolisme (metabolic rate). Jika cadangan energi dipakai habis, maka akan terjadi kematian akibat kelaparan ( starvation). Sementara bentuk-bentuk malnutrisi akan disertai dengan gangguan keseimbangan energi (marasmus). Apabila terjadi kelebihan surplus energi, akan menyebabkan obesitas. Perubahan dalam energi bebas (delta G) merupakan bagian dari total perubahan energi dalam sebuah sistem untuk melakukan pekerjaan. Bioenergetika melibatkan kaidah pertama dan kedua termodinamika. Kaidah pertama adalah total energi sebuah sistem termasuk energi di sekitarnya adalah konstan.Artinya, tidak ada energi yang hilang ataupun yang diperoleh ketika terjadi perubahan.Energi hanya dialihkan dari satu bagian ke bagian lain (ditransformasikan). Kaidah kedua ialah entropi total sebuah sistem harus meningkat bila suatu proses berlangsung spontan. Entropi ialah taraf keteracakan sistem dan akan mencapai taraf maksimal dalam sebuah sistem ketika keseimbangan tercapai. Perubahan dalam energi bebas (G) dipengaruhi oleh perubahan entalpi (H), perubahan entropi/derajat keteracakan (S), dan suhu absolut (T)seperti terlihat pada rumus berikut:
Jika tanda delta G negatif, maka reaksi berlangsung spontan dengan kehilangan energi bebas (reaksi ini bersifat eksergonik). Tetapi jika delta G positif, maka reaksi berlangsung hanya jika diperoleh energi bebas (reaksi ini bersifat endergonik). Jika delta G nol, maka sistem tersebut setimbang. Reaksi eksergonik dinamakan katabolisme yaitu pemecahan atau oksidasi molekul bahan bakar, sedangkan reaksi endergonik ialah anabolisme yakni reaksi sintesis yang membangun berbagai substansi. Total keseluruhan proses katabolik dan anabolik ialah metabolisme. Untuk merangkaikan proses eksergonik dengan endergonik, diperlukan senyawa dengan potensial energi tinggi dalam reaksi eksergonik dan menyatukan senyawa baru ini ke 9
dalam reaksi endergonik sehingga energi bebas dari lintasan eksergonik dialihkan kepada lintasan endergonik.Dalam sel hidup, senyawa pembawa atau senyawa antara energi-tinggi yang utama adalah adenosin trifosfat (ATP) yang merupakan nukleotida trifosfat yang mengandung adenin, ribosa, dan tiga gugus fosfat. ATP berfungsi sebagai kompleks Mg2+ ketika bereaksi di dalam sel. Bagian yang terpenting dari ATP ialah gugus fosfat energi tinggi (~P). Ada tiga sumber utama ~P yang mengambil bagian dalam konservasi energi atau penangkapan energi, yaitu: 1. Fosforilasi oksidatif: Sumber kuantitatif ~P yang terbesar dalam organisme aerobik. Energi bebas untuk menggerakan proses ini datang dari oksidasi rantai
respiratorik di dalam
mitokondria dengan menggunakan O2. 2. Glikolisis : Pembentukan netto dua ~P dari satu molekul glukosa yang dikatalisis masingmasing oleh enzim fosfogliserat kinase dan piruvat kinase. 3. Siklus asam sitrat: Satu ~P dihasilkan langsung pada siklus ini pada tahap suksinil tiokinase. Oksidasi Biologi
Secara kimiawi, oksidasi iala pengeluaran elektron dan reduksi ialah perolehan elektron, misalnya pada proses oksidasi ion ferro(Fe2+) menjadi ferri (Fe3+). Oleh sebab itu, oksidasi selalu disertai dengan reduksi akseptor elektron. Dalam reaksi redoks (reduksi oksidasi), pertukaran energi bebas sebanding dengan kecenderungan reaktan untuk memberikan atau menerima elektron. Redoks melibatkan potensial redoks (E’o) di mana pada pH 7, potensial redoksnya adalah -0,42 volt. Enzim yang terlibat dalam proses redoks (enzim oksidoreduktase) terdiri dari 4 kelompok yakni enzim oksidase, dehidrogenase, hidroperoksidase, dan oksigenase. 1. Enzim oksidase mengkatalisis pengeluaran hidrogen dari substrat dengan memakai O2 sebagai akseptor hidrogen. Oksidase ada yang mengandung tembaga (misalnya sitokrom oksidase), ada juga yang merupakan flavoprotein. Sitokrom oksidase ialah hemoprotein yang tersebar luas dalam banyak jaringan dengan gugus prostetik heme yang tipikal serta terdapat dalam mioglobin, hemoglobin, dan sitokrom. Enzim ini adalah komponen terakhir dalam rantai pernafasan yang ditemukan di mitokondria serta bertanggung jawab dalam reaksi pemindahan e- dari oksidase molekul substrat oleh dehidrogenase pada akseptor terkahir (O2). Enzim ini dihambat oleh CO, CN, dan H2S. Enzim ini juga pernah dinamakan sitokrom a3. Sitokrom ini mengandung 2 10
molekul heme yang masing-masing dengan satu atom Fe yang berubah-ubah antara Fe3+ dan Fe2+ selama oksidasi dan reduksi.
Sementara enzim flavoprotein mengandung flavin
mononukleotida (FMN) atau Flavin Adenin Dinukleotida (FAD) sebagai gugus prostetik.Banyak enzim flavoprotein yang mengandung satu atau lebih logam sebagai kofaktor dan dikenal dengan metaloflavoprotein. Enzim yang tergolong dalam kelompok enzim oksidase ini ialah oksidase asam L-amino. Selain itu, juga terdapat aldehid dehidrogenase yang merupakan enzim yang berikatan dengan FAD dan terdapat di hati manusia. 2. Dehidrogenase memudahkan oksidasi terjadi tanpa oksigen (glikolisis fase anaerob). Semua sitokrom dapat digolongkan sebagai enzim dehidrogenase, kecuali sitokrom oksidase. 3. Hidroperoksidase menggunakan H2O2 (hidrogen peroksida) atau peroksida organik sebagai substrat. Ada dua tipe enzim yang tergolong sebagai hidroperoksidase yakni peroksidase dan katalase. Enzim hidroperoksidase dapat melindungi tubuh terhadap senyawa-senyawa peroksida yang berbahaya. Penumpukan senyawa peroksida dapat menghasilkan radikal bebas yang akan merusak membran sel dan kemungkinan menimbulkan penyakit kanker dan aterosklerosis. Peroksidase terdapat di air susu, leukosit, dan trombosit. Peroksidase dapat mengubah H2O2 menjadi H2O yang aman bagi tubuh. Sedangkan katalase merupakan suatu hemoprotein yang mengandung 4 gugus heme yang menggunakan satu molekul H2O2 sebagai substrat atau donor elektron dan molekul H2O2 yang lain sebagai oksidan atau akseptor elektron. 4. Oksigenase berhubungan dengan sintesis atau penguraian berbagai macam tipe metabolit. Enzim ini mengkatalisis penyatuan oksigen ke dalam molekul substrat dan prosesnya berlangsung dengan dua tahap, yaitu pengikatan oksigen dengan enzim pada tempat aktif, serta reaksi di mana oksigen yang terikat direduksi atau dialihkan kepada substrat. Enzim ini terdiri dari dua macam yakni dioksigenase dan monooksigenase. Contoh dari dioksigenase ialah homogentisat dioksigenase, 3-hidroksiantranilat dioksigenase, serta L-triptofan dioksigenase. Sementara enzim monooksigenase terdapat pada mikrosom sel-sel hati bersama dengan enzim sitokrom P450 dan sitokrom b5, yang penting untuk hidroksilasi banyak obat. Enzim ini terjadi pada siklus hidroksilase. Selain terdapat di mikrosom, enzim monooksigenase terdapat pula di mitokondria yang bertugas mengkatalisis reaksi hidroksilasi steroid. Sistem monooksigenase sitokrom P450 mitokondria terdapat pada korteks adrenal, testis, ovarium, plasenta, serta biosintesis hormon-hormon steroid dari kolesterol. Di dalam korteks adrenal , terdapat sitokrom 11
P450 mitokondria yang jumlahnya enam kali lebih banyak dari pada jumlah sitokrom pada rantai respirasi.5
Pengaruh Makanan Tinggi Karbohidrat dan Rendah Lemak
Pada saat sebelum makan, simpanan glikogen ini dapat dipakai untuk menggantikan kadar glukosa yang menurun kadarnya di dalam darah (glikogenolisis) atau melalui kerja sama dengan ginjal, metabolit nonkarbohidrat seperti laktat, gliserol, dan asam amino yang diubah menjadi glukosa. Glukosa ialah bahan bakar yang harus tersedia misalnya pada otak dan eritrosit. Otot rangka menggunakan glukosa sebagai bahan bakar dan proses ini menghasilkan laktat serta CO2. Otot dapt menyimpan glikogen sebagai bahan bakar yang dipakainya pada saat kontraksi dan sintesis protein otot dari asam-asam amino plasma. Lipid dalam makanan setelah dicerna akan membentuk senyawa monoasilgliserol dan asam lemak. Senyawa ini akan digabungkan ke dalam sel usus dan dengan protein dan mula-mula disekresikan ke dalam system limfatik dan akan masuk ke sirkulasi darah sebagai lipoprotein yang disebut kilomikron. Senyawa ini akan dimetabolisasi oleh jaringan ekstrahepatik yang mempunyai enzim lipoprotein lipase yang akan menghidrolisis triasilgliserol menjadi asam lemak yang akan disatukan ke lipid jaringan atau dioksidasi sebagai bahan bakar. Sumber utama lain untuk asam lemak rantai-panjang adalah sintesis (lipogenesis) dari karbohidrat terutama di dalam jaringan adipose dan hepar. Triasilgliserol / trigliserida adalah cadangan bahan bakar tubuh yang penting. Setelah unsure lipid ini dihidrolisis, asam-asam lemak akan terlepas masuk ke dalam darah sebagai asam lemak bebas yang akan diambil oleh jaringan tubuh keculai otak dan eritrosit yang selanjutnya mengalami esterifikasi menjadi asilgliserol sebagai bahan bakar utama menjadi CO2. Glukoneogenesis memenuhi kebutuhan tubuh akan glukosa pada saat karbohidrat tidak tersedia dengan jumlah yang cukup di makanan. Pasokan glukosa yang kontinu diperlukan sebagai sumber energy. Kadar glukosa darah di bawah nilai kritis dapat menimbulkan disfungsi otak yang mengakibatkan koma dan kematian. Glukosa merupakan satu-satunya bahan bakar yang memasok energy bagi otot rangka dalam keadaan anaerob. Selain itu, glukoneogenesis dapat
12
membersihkan berbagai produk metabolism jaringan lain dari dalam darah seperti laktat yang dihasilkan otot dan eritrosit, serta gliserol yang dihasilkan oleh jaringan ad ipose.6 Kesimpulan Sistem pencernaan merupakan sistem motabolisme tubuh untuk mendapatkan sumber energy. Sistem pencernaan meliputi alat – alat pencernaan di mulai dari mulut hingga ke anus. Di sepanjang saluran pencernaan proses motilitas, sekresi, pencernaan dan penyerapan berlangsung sesuai dengan bagian organ masing-masing. Sistem pencernaan satiap tahapan dan prosesnya saling berkesimanbungan, sehingga apabila terjadi gangguan pada suatu bagian atau proses maka akan mengganggu bagian lain yang satu sama lain saling berhubungan. Daftar pustaka 1. Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi ke-11. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2006.h.999-1059. 2. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2004.h.218-47. 3. Sherwood L. Fisiologi manusia: dari sel ke sistem. Edisi ke-6. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2011.h.641-94. 4. Ganong WF. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi ke-22. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2008.h.458-98. 5. Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW. Biokimia harper. Edisi 24. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 1997.h. 67-87, 114-26, 141-51, 199. 6. Snell RS. Anatomi klinik untuk mahasiswa kedokteran. Edisi 6. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC;2006.h.792-4
13
