ABSORBSI Absorpsi zat gizi (nutrient) terjadi terutama di usus halus (90%), dan sisanya (10%) di dalam lambung dan usus besar. Terdapat dua jenis gerakan yang terjadi di dalam usus halus, yaitu :
Gerakan segmental adalah gerakan yang memisahkan segmen usus yang satu dengan yang lain. Hal ini memungkinkan chyme dari lambung bergerak maju mundur dengan tendensi yang menyebabkan chyme tercampur dengan enzim-enzim pencernaan dan berkontak dengan mukosa usus untuk diabsorpsi. Setelah makanan diabsorpsi, segmentasi berkurang dan diganti dengan gerakan peristaltik yang akan mendorong makanan menuju distal.
Gerakan pendulum atau ayunan menyebabkan isi usus bercampur. Semua nutrien yang diabsorpsi terjadi melalui membran plasma sel. Villi-villi usus
halus merupakan tempat terjadinya absorpsi karena pada bagian ini terdapat pembuluh darah kapiler dan pembuluh limfe yang akan mengirim zat-zat makanan ke seluruh tubuh. Mekanisme penyerapan yang terjadi di usus halus, yaitu pasif-difusi dan aktif-difusi. Penyerapan secara pasif-difusi, yaitu penyerapan yang berlangsung menurut hukum keseimbangan osmosis dan difusi dimana diketahui zat-zat makanan akan mengalir dari yang berkonsentrasi tinggi ke tempat yang berkonsentrasi rendah. Sedangkan penyerapan aktifdifusi, yaitu proses penyerapan yang membutuhkan energi. A. Mekanisme Penyerapan Karbohidrat Proses pencernaan pati (starch) secara sempurna dimulai di lambung yang selanjutnya akan diserap melalui pompa mekanisme yang membutuhkan energi dan perlu bantuan “Carrier” (Tranporting Agents). Faktor-faktor yang mempengaruhi penyerapan karbohidrat, yaitu: 1. Hormon insulin akan meningkatkan transport glukosa ke dalam jaringan sel. Berarti juga mempertinggi penyerapan glukosa dalam jaringan, akibatnya akan mempercepat perubahan glukosa menjadi glikogen dalam hati. 2. Tiamin (Vitamin B1), Piridoksin, Asam panthotenat, hormon tiroksin berperan dalam penyerapan dan metabolisme karbohidrat.
besar di
Karbohidrat diserap dalam usus halus dalam bentuk monosakarida, yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Proses pemecahan karbohidrat dimulai di dalam mulut. Saat makanan dikunyah, kelenjar saliva, terutama kelenjar parotis, mengsekresikan enzim ptialin yang dapat menghidrolisis pati menjadi disakarida (maltosa dan isomaltosa). Akan tetapi makanan yang tertinggal didalam mulut hanya dalam waktu singkat, dan mungkin tidak lebih dari 3%-5% dari semua pati yang dimakan akan dihidrolisis menjadi maltosa dan isomaltosa pada waktu makanan ditelan. Sisanya hanya diubah menjadi senyawa antara yaitu dekstrin.
Gambar 5. Mekanisme Penyerapan Karbohidrat Sumber : Suhardjo dan Kusharto, 1992
Walaupun makanan tidak tinggal di mulut dalam waktu yang cukup bagi ptialin untuk menyelesaikan pemecahan pati menjadi maltosa. Kerja ptialin terus berlangsung selama 1530 menit setelah makanan masuk ke dalam lambung, yaitu sampai isi fundus dicampur dengan sekret lambung. Kemudian aktivitas ptialin dihambat oleh asam dari sekret lambung. Ptialin pada hakekatnya tidak aktif sebagai enzim bila pH medium turun kira-kira dibawah 4,0. Walaupun demikian, sebelum makanan bercampur sempurna dengan sekret lambung, kurang lebih sebanyak 30%- 40 % pati telah diubah menjadi maltosa dan isomaltosa. Asam getah lambung, dalam arti sempit dapat menghidrolisis pati dan disakarida. Akan tetapi, secara kuantitatif reaksi ini terjadi sangat sedikit sehingga biasanya dianggap merupakan efek yang penting. Makanan yang telah dicerna di dalam lambung disebut chyme. Chyme memasuki usus halus melalui sphincter pilorus. Pencernaan dilanjutkan di dalam usus halus oleh α-amilase dalam jumlah
amilase pankreas. Sekret pankreas, seperti saliva, mengandung besar yang hampir identik dengan fungsinya dengan
α-amilase saliva dan mampu
memecahkan pati menjadi maltosa dan isomaltosa. Oleh karena itu, segera setelah kimus dikosongkan dari lambung masuk duodenum dan bercampur dengan getah pankreas. Pati yang belum dipecahkan akan dicerna oleh amilase. Pada umumnya, pati hampir seluruhnya diubah menjadi maltosa dan isomaltosa sebelum mereka masuk ke jejunum. Sel epitel yang membatasi usus halus mengandung empat enzim yaitu laktase, sukrase, maltase, dan isomaltase, yang masing-masing mampu memecahkan disakarida laktosa, sukrosa, maltosa, dan isomaltosa menjadi unsur-unsur monosakaridanya. Enzimenzim ini terletak pada brush border (sel yang membatasi lumen usus halus). Disakarida dicerna menjadi monosakarida pada waktu berhubungan dengan brush border tersebut. Monosakarida glukosa, galaktosa dan fruktosa kemudian diabsorpsi melalui sel-sel epitel usus halus dan diangkut oleh sistem sirkulasi darah melalui vena porta. Bila konsentrasi monosakarida di dalam usus halus atau mukosa sel cukup tinggi, absorpsi dilakukan secara pasif atau fasilitatif. Bila konsentrasi turun, absorpsi dilakukan secara aktif melawan gradien konsentrasi dengan menggunakan energi dari ATP dan ion natrium. Di hati, fruktosa dan galaktosa akan diubah menjadi glukosa karena tubuh hanya bisa memanfaatkan energi dari karbohidrat dalam bentuk glukosa. Dari hati ini, glukosa akan
dikirim ke seluruh jaringan tubuh menurut kebutuhan. Sebagian glukosa disimpan di otot dan di hati sebagai cadangan yang disebut glikogen. Kapasitas pembentukan glikogen ini terbatas, kelebihan karbohidrat akan diubah menjadi lemak dan ditimbun di dalam jaringan adiposa. Laktosa dipecahkan menjadi satu molekul galaktosa dan satu molekul glukosa. Sukrosa dipecahkan menjadi satu molekul fruktosa dan satu molekul glukosa. Maltosa dan isomaltosa masing-masing pecah menjadi dua molekul glukosa. Jadi, hasil akhir pencernaan karbohidrat yang diabsorpsi ke dalam darah semua berupa monosakarida. Kadar glukosa darah akan naik dalam jangka waktu ± 30 menit setelah makan dan secara perlahan kembali ke kadar gula normal (70-100 mg/100 ml) dalam waktu 90-180 menit. Kadar gula darah maksimal dan kecepatan untuk kembali pada kadar normal bergantung pada jenis makanan. B. Mekanisme Penyerapan Protein Pencernaan protein dimulai di organ lambung. Sebagian protein yang ada di lambung dicerna menjadi peptida oleh enzim pepsin. Sifat setiap jenis protein ditentukan oleh jenis asam amino dalam molekul protein dan oleh susunan asam-asam amino tersebut. Pepsin paling aktif pada pH sekitar 2 dan tidak aktif sama sekali pada pH diatas 5. Kelenjar gastrik mensekresikan asam klorida dalam jumlah besar. Asam klorida ini disekresikan oleh sel parietal pada pH sekitar 0,8. Tetapi pada saat ia dicampur dengan isi lambung dan dengan sekresi dari sel kelenjar non parietal lambung, pH berkisar antara 2 atau 3, batas keasaman yang sangat menguntungkan bagi aktivitas pepsin. Pepsin biasanya hanya mengawali proses pencernaan, memecahkan protein menjadi protease, pepton dan polipeptida besar. Pemecahan protein ini merupakan suatu proses ”hidrolisis” yang terjadi pada ikatan peptida antara asam-asam amino. Bila protein meninggalkan lambung, protein biasanya dalam bentuk proteosa, pepton, polipeptida besar, dan sekitar 15 % asam amino. Segera setelah masuk ke usus halus, hasil pemecahan parsial diserang oleh enzim tripsin, kimotripsin, dan karboksipeptidase pankreas. Enzim-enzim ini mampu menghidrolisis semua hasil pemecahan parsial protein menjadi asam amino. Akan tetapi, sebagian besar hasilnya adalah dipeptida atau polipeptida kecil lainnya.
Gambar 6. Mekanisme Penyerapan Protein Sumber : Suhardjo dan Kusharto, 1992 Ikatan antara pasangan asam amino tertentu berbeda dalam ikatan energi dan sifat fisikanya dari ikatan antara pasangan lain. Oleh karena itu, dibutuhkan enzim spesifik untuk setiap jenis ikatan spesifik. Hal ini menyebabkan tidak ada satu enzim pun yang dapat mencernakan protein sepenuhnya menjadi unsur-unsur asam amino. Asam amino keluar dari sel epitel melalui difusi ke dalam aliran darah. Asam amino mengikuti aliran yang sama dengan yang ditempuh monosakarida. Dalam waktu yang bersamaan, dipeptida dan tripeptida dibawa oleh sel epitel melalui transport aktif. Dipeptida dan tripeptida dihidrolisis menjadi asam amino di dalam sel dan melewati kapiler yang ada di dalam villi. Dari kapiler, asam amino diangkut ke dalam darah menuju ke hati melalui sistem peredaran darah porta.
Ternyata tidak semua protein dipecah sampai ke tingkat asam amino, sebagian tetap dalam bentuk ptoteosa, pepton, dan berbagai ukuran polipeptida. Terkadang ada protein atau peptida yang lolos dari kerja enzim pencernaan, sehingga ia diserap dalam bentuk bukan asam amino. Protein dan peptida yang lolos itu bisa aktif bekerja dan sering memberikan manfaat atau berfungsi secara khusus. Sehingga kedua senyawa itu dikenal sebagai protein dan peptida aktif atau fungsional. Bila makanan dikunyah dengan semestinya dan tidak dimakan dalam jumlah yang terlalu banyak pada saat yang sama, sekitar 98% semua protein akhirnya menjadi asam amino. C. Mekanisme Penyerapan Lipid Lemak dalam susunan makanan sebagian besar merupakan lemak netral (trigliserida) yang masing-masing molekul terdiri atas satu inti gliserol dan tiga asam lemak. Lemak netral ditemukan dalam makanan yang berasal dari hewan dan tumbuh-tumbuhan. O ׀׀
CH3—(CH2)16—C—O—CH2 lipase CH3—(CH2)16—C—O—CH + 3H2O
HO — CH2
׀
׀
CH3—(CH2)16—C—O—CH2 (Tristearin)
׀׀
O ׀
HO — CH + 3CH3 — (CH2)16 — C — OH ׀
HO— CH2 (Gliserol)
(Asam stearat)
Dalam susunan makanan juga biasa terdapat sejumlah kecil fosfolipid, kolesterol, dan ester-ester kolesterol. Karena fosfolipid dan ester kolesterol mengandung asam lemak maka dianggap sebagai lemak sendiri. Sedangkan kolesterol merupakan senyawa sterol yang mengandung asam lemak dengan menunjukkan sifat fisika dan kimia lemak; kolesterol merupakan derivat lemak dan dimetabolisme sama seperti lemak. Oleh karena itu kolesterol dipandang dari segi makanan sehari-hari sebagai lemak. Lemak yang didapat dari makanan terdapat dalam 2 bentuk (dalam mulut): -
sebagai lemak yang telah diemulsikan (emulsified fat), dan
-
sebagai lemak yang belum diemulsikan (unemulsified fat). Sejumlah kecil trigliserida rantai pendek yang berasal dari lemak mentega dicernakan di dalam lambung oleh lipase lambung (Tributirase). Akan tetapi, jumlah yang dicerna demikian kecil sehingga tidak penting. Pada hakekatnya, semua pencernaan lemak terjadi di
dalam usus halus. Langkah pertama pencernaan lemak adalah proses emulsifikasi lemak, yaitu memecahkan butir-butir lemak menjadi ukuran-ukuran kecil sehingga enzim-enzim pencernaan yang larut dalam air dapat bekerja pada permukaan butiran. Proses ini dicapai dengan pengaruh empedu yang disekresikan oleh hati yang tidak mengandung enzim pencernaan. Pada waktu lemak memasuki usus halus, hormon kolesistokinin memberi isyarat kepada kantung empedu untuk mengeluarkan cairan mepedu. Cairan empedu berperan sebagai bahan emulsi. Cairan empedu terdapat sebagai asam empedu dan garam empedu. Tetapi empedu mengandung sejumlah besar garam-garam empedu terutama dalam bentuk garam natrium terionisasi yang sangat penting dalam proses emulsifikasi lemak. Bagian karboksil atau polar garam empedu sangat larut dalam air, sedangkan bagian sterol garam empedu sangat larut dalam lemak. Oleh karena itu, garam empedu berkelompok pada butiran lemak dalam isi usus dengan bagian karboksil garam empedu menonjol keluar dan larut dalam cairan sekitarnya, sedangkan bagian sterol hanya larut dalam lemak, efek ini menurunkan tegangan permukaan lemak. Bila tegangan permukaan butiran cairan nonmisel rendah, cairan nonmisel yang berada dalam keadaan agitasi dapat dengan mudah dipecah menjadi partikel-partikel yang jauh lebih kecil daripada bila tegangan permukaannya besar. Akibatnya, sebagian besar fraksi garam empedu membuat butiran lemak dan dengan mudah mengalami fragmentasi oleh agitasi dalam usus kecil. Kerja ini sama seperti kerja deterjen dalam rumah tangga untuk menghilangkan lemak. Setiap saat diameter butiran lemak berkurang akibat proses agitasi dalam usus halus. Luas total permukaan lemak bertambah dua kali. Hal ini berarti luas permukaan total partikel lemak berbanding terbalik dengan diameternya. Pencernaan selanjutnya yang terjadi di dalam usus halus yaitu lemak yang sudah teremulsi dihidrolisis oleh enzim lipase pankreas dalam getah pankreas dan lipase usus. Hasil akhir pencernaan lemak antara lain asam lemak dan gliserol (40-50%), monogliserida (4050%), dan digliserida atau trigliserida (10-20%). (Empedu + agitasi) Lipid
Asam lemak Emulsifikasi lemak
Gliserol Gliserida
Absorpsi lipid terutama terjadi dalam jejunum, bagian tengah usus halus. Hasil pencernaan lipid (gliserol, asam lemak rantai pendek, asam lemak rantai sedang, asam lemak rantai panjang, monogliserida, trigliserida, kolesterol, dan fosfolipid) diabsorpsi ke dalam membran mukosa usus halus dengan cara difusi pasif (gambar 7). Perbedaan konsentrasi pada membran mukosa usus halus dipengaruhi dengan dua cara: 1). Kehadiran protein pengikat asam lemak yang segera mengikat asam lemak memasuki sel epitel, 2). Esterifikasi kembali asam lemak menjadi monogliserida (produk utama pencernaan yang melintasi mukosa usus halus).
Gambar 7. Mekanisme Penyerapan Lipid 1 Sumber : http://fatabsorb_1.google.com/ imgres Kolesterol sebelum diabsorpsi mengalami esterifikasi kembali yang dikatalis oleh asetil-Koenzim A dan kolesterol asetiltransferase, dimana enzim-enzim tersebut dipengaruhi oleh konsentrasi tinggi kolesterol makanan. Sebagian besar hasil pencernaan lemak berupa monogliserida dan asam lemak rantai panjang (C12 atau lebih) contoh asam stearat (C18) ditambah misel (garam-garam empedu yang membentuk gumpalan) berada di lumen usus halus berdifusi melalui mikrovilli ke dalam sel epitel usus halus. Setelah masuk ke dalam sel epithel, monogliserida dicerna menjadi gliserol dan asam lemak oleh lipase sel epithel. Kemudian asam lemak bebas diubah kembali oleh retikulum endoplasma menjadi trigliserida. Setelah terbentuk, trigliserida
berkumpul dalam butiran, bersama kolesterol yang diabsorpsi, fosfolipid yang diabsorpsi, dan posfolipid yang baru disintesis. Masing-masing zat tersebut diliputi oleh selubung protein yang disintesis oleh retikulum endoplasma. Lipoprotein yang mengangkut lipid terutama trigliserida dari saluran cerna ke dalam tubuh ini dinamakan kilomikron.
Gambar 8. Mekanisme Penyerapan Lipid 2 Sumber : Suhardjo dan Kusharto, 1992 Kilomikron diabsorpsi dari sel epithel pada villus ke dalam lakteal villi. Kilomikron masuk ke dalam sistem limfe melalui pembuluh limfatik melewati ductus thoraxicus di sepanjang tulang belakang masuk ke dalam vena besar di tengkuk dan seterusnya masuk ke dalam aliran darah. Antara 80-90% semua lemak yang diabsorpsi dari usus ditransport ke darah melalui limfe toraks dalam bentuk kilomikron (gambar 8).
Gambar 8. Mekanisme Penyerapan Lipid 3 Sumber : http://fatabsorb_2.google.com/ imgres Trigliserida dan lipid besar lainnya (kolesterol dan fosfolipida) yang terbentuk di dalam usus halus dikemas untuk diabsorpsi secara aktif dan ditransportasi oleh darah. Bahan-bahan ini bergabung dengan protein-protein khusus dan membentuk alat angkut lipid yang dinamakan lipoprotein. Tubuh membentuk empat jenis lipoprotein yaitu seperti yang telah dijelaskan
kilomikron,
Low
Density
Lipoprotein/LDL,
Very
Low
Density
Lipoprotein/VLDL, dan High Density Lipoprotein/HDL. Tiap jenis lipoprotein berbeda dalam ukuran, densitas dan mengangkut berbagai jenis lipida dalam jumlah yang berbeda. Asam lemak rantai pendek (C4-C6) contoh asam lemak butirat, dan rantai sedang (C8C10) contoh asam lemak kaprat dalam lumen usus halus diabsorpsi langsung melalui proses difusi menembus mikrovili melewati sel epithel villi ke dalam kapiler darah kemudian ke vena porta dibawa ke hati untuk segera dioksidasi. Oleh karena itu, asam-asam lemak ini tidak mempengaruhi kadar lipida plasma dan tidak disimpan di dalam jaringan lemak dalam jumlah berarti.
D. Mekanisme Penyerapan Vitamin Vitamin B12 (Kobalamin) Diabsorbsi di ileum bagian distal dengan bantuan faktor intrinsik (IF) yang dikeluarkan sel parietal lambung .Karena mukosa ileum mempunyai reseptor yang sangat spesifik untuk mengikat kompleks IF-kobalamin, yang kemudian diserap sel mukosa dengan cara endositosis.Proses transport memerlukan Ca2+ dan pH > 5,6. 2. Sedangkan Penyerapan asam folat terjadi di jejunum bagian proksimal. Asam folat makanan dipecah oleh enzim pteroil poliglutamat hidrolase yang terdapat dalam membran lumen usus halus, menjadi
asam pteroil glutamat.Asam pteroil glutamat diserap denganmekanisme transport aktif spesifik.Vitamin B1 (tiamin), B2 (riboflavin), C( asam askorbat), biotin dan niasin diserap bersama Na+ aktif sekunder. Penyerapan vitamin C terjadi di ileum, dan vitamin lainnya di jejunum..Vitamin B6, diabsorbsi secara pasif dengan proses difusi..Vitamin A, D, E dan K, diabsorbsi seperti penyerapan lemak dengan pembentukan misel.
Gambar 8. Mekanisme Penyerapan Vitamin B12 Sumber : http://fatabsorb_2.google.com/B12 E. Mekanisme Penyerapan Air dan Elektrolit Dalam sehari manusia mengkonsumsi setidaknya 1- 2 liter air.Dan sehari dalam usus halus menerima 6 -7 liter air yang berasal dari sekresi saliva pankreas , lambung, hati dan usus halus itu sendiri. Dalam proses pencernaan, 80 % air diserap dalam usus besar .Perpindahan air melewati membran sel terjadi dengan cara osmosis Na+ dan substansi dengan berat molekul rendah diabsorpsi melalui mukosa epitel bersama aliran absorpsi H 2 O. Absorbsi Ca 2 + oleh usus halus menurun pada defisiensi vitamin D dan oleh substansi yang membentuk senyawa yang tidak larut air seperti: fitat, oksalat dan asam lemak. Peran Vitamin D pd penyerapan kalsium: sintesa calbindin (protein pembawa).
