Metabolisme dan Hormon Saat Puasa

Fatimah hartina faradillah 102014143

Devina Hendriyana Gunawan 102014039

Lydia Natasha 102014031

Teguh Tirto Katon 102013550

Lutfi Karimah 102011359

Raffella Jeffry 102014235

Ryan Samuel Pierre P 102011315

Kartika Chandra Wijaya 102013371

Mahasiswa Fakultas Kedokteran UKRIDA

Jl. Arjuna Utara No. 6, Jakarta 11510

Pendahuluan

Manusia membutuhkan energi dalam melakukan aktifitas mereka, energi tersebut mereka

dapatkan dalam berbagai sumber bahan makanan. Adapun makanan yang terutama dalam

menghasilkan sumber energi kita adalah yang mengandung karbohidrat. Selain karbohidrat,

terdapat sejumlah zat dalam makanan yang penting juga dalam tubuh kita, yaitu protein, lemak,

vitamin dan mineral.

Sebagian besar reaksi kimia di dalam sel berkaitan dengan pembuatan energi dalam

makanan yang tersedia untuk berbagai sistem fisiologis sel. Contohnya energi dibutuhkan untuk

aktivitas otot, sekresi kelenjar, mempertahankan potensial membran pada saraf dan serabut otot,

pembentukan zat di dalam sel, absorbsi makanan dari saluran pencernaan, dan berbagai fungsi

lainnya. Semua zat makanan berenergi (karbohidrat, lemak, dan protein) dapat dioksidasi di

dalam sel, dan selama proses ini berlangsung, sejumlah besar energi dibebaskan.1

Metabolisme Karbohidrat

1

Glikolisis

Glikolisis menghasilan energi kimia dengan mengoksidasi glukosa menjadi piruvat. Kata

glikolisis berarti pemecahan gula. Pada proses ini, glukosa (gula 6 karbon) dipecah menjadi gula

tiga karbon. Gula yang lebih kecil ini kemudian dioksidasi dan sisa atom diatur ulang

membentuk dua molekul piruvat (piruvat adalah bentuk terionisasi dari asam piruvat).2

Glikolisis sendiri dapat dibagi menjadi dua fase: fase investasi energy dan pembayaran

energy. Selama fase investasi energy, sel menggunakan ATP. Investasi ini kemudian dibayar

selama fase pembayaran energy, saat ATP diproduksi oleh fosforilasi tingkat substrat dan NAD+

direduksi menjadi NADH dengan pelepasan elektron dari oksidasi glukosa. Energi bersih yang

didapat dari glikolisis tiap molekul glukosa adalah 2 ATP ditambah 2 NADH. Pada akhirnya,

semua karbon yang berasal dari glukosa dihitung sebagai dua molekul piruvat, tidak ada CO2

dilepaskan dari proses ini. Bagaimanapun juga, apabila O2 ada dalam jumlah yang cukup, energy

yang tersimpan dalam piruvat dan NADH akan diubah oleh siklus asam sitrat dan fosforilasi

oksidatif.2

Dalam keadaan aerob, piruvat diambil oleh mitokondria, dan setelah konversi menjadi

asetil-KoA, akan dioksidasi menjadi CO2 melalui siklus asam sitrat (Siklus Kreb’s). Ekuivalen

pereduksi dari reaksi NADH + H+ yang terbentuk dalam glikolisis akan diambil oleh

mitokondria untuk oksidasi melalui salah satu dari reaksi ulang alik (shuttle).2

Oksidasi Piruvat

Piruvat yang terbentuk di sitosol diangkut ke dalam mitokondria oleh suatu simporter

proton. Di dalam mitokondria, piruvat mengalami dekarboksilasi oksidatif menjadi asetil-KoA

oleh suatu kompleks multienzim yang terdapat di membran dalam mitokondria yaitu kompleks

piruvat dehidrogenase. Piruvat dehidrogenase dihambat oleh produknya, yaitu asetil-koA dan

NADH. Enzim ini juga diatur melalui fosforilasi oleh suatu kinase tiga residu serin pada

komponen pirivat dehidrogenase kompleks multienzim sehingga aktivitas enzim menurun, dan

menyebabkan peningkatan aktivitas melalui defosforilasi oleh suatu fosfatase. Kinase diaktifkan

oleh peningkatan rasio [ATP]/[ADP], [asetil-KoA]/[KoA], dan [NADH]/[NAD+]. Oleh sebab

itu, piruvat dehidrogenase, dan dengan demikian glikolisis, dihambat jika tersedia ATP dalam

jumlah memadai dan jika asam lemak teroksidasi. Di jaringan adiposa, tempat glukosa

2

menghasilkan asetil-KoA untuk lipogenesis, enzim tersebut diaktifkan sebagai respons terhadap

insulin.3

Siklus Asam Sitrat

Siklus asam sitrat atau yang biasa disebut sebagai siklus krebs merupakan siklus akhir

dari oksidasi dari karbohidrat, protein maupun lipid yang di metabolisir menjadi asetil-koA.

Siklus asam sitrat juga memiliki peran penting dalam glukoneogenesis, dan lipogenesis.

Glukoneogenesis merupakan pembentukan glukosa dari senyawa non karbohidrat sedangkan

lipogenesis merupakan pembentukan lemak yang digunakan sebagai cadangan energy dalam

tubuh manusia.3

Siklus asam sitrat sendiri terjadi di dalam mitokondria dari sel dan pada awalnya siklus

asam sitrat diawali oleh kondensasi dari asetil-KoA dengan oksaloasetat membentuk sitrat

dikatalis oleh sitrat sintase. Proses kondensasi ini menggunakan bantuan dari H2O sehingga

menjadi Sitrat +KoA. Lalu sitrat dikonversi oleh enzim akonitase yang mengandung Fe2+

menjadi isositrat. Reaksi ini dihambat oleh fluoroasetat yang dalam bentuk fluorasetil-KoA

mengadakan kondensasi dengan oksaloasetat untuk membentuk fluorositrat. Senyawa ini

menghambat akonitase sehingga menyebabkan penumpukan sitrat yang berefek menghambat

fosfofruktokinase yang mengkonversi fruktosa-6P menjadi fruktosa 1,6 bifosfat.3

Setelah itu isositrat mengalami dehidrogenase dengan enzim isositrat dehidrogenase dan

NAD untuk membentuk oksalosuksinat lalu melepas CO2 yang pertama untuk membentuk alfa

ketoglutarat. Reaksi ini melibatkan rantai pernafasan sehingga menghasilkan 3ATP oleh NADH.

Lalu alfa ketoglutarat sendiri akan membentuk suksinil-KoA dengan bantuan enzim alfa

ketoglutarat dehidrogenase, NAD+ dan KoA. Pada saat ini melepaskan CO2 yang kedua dalam

siklus asam sitrat dan menghasilkan 3ATP oleh NADH melalui rantai pernafasan. Reaksi ini

dihambat oleh arsenit sehingga menyebabkan penumpukan alfaketoglutarat. Lalu suksinil-KoA

sendiri dirubah menjadi suksinat dengan enzim suksinat tiokinase.3

Pada saat ini merupakan satu satunya reaki yang membentuk fosfat berenergi tinggi

tingkat substrat. Reaksi ini melibatkan GDP menjadi GTP lalu dikonversikan dari GTP Ke ATP

dengan reaksi GTP+ADP->ATP+GDP. Lalu reaksi berlanjut dari Suksinat menjadi fumarat

dengan enzim suksinat dehidrogenase dengan koenzim FAD menjadi Fumarat. Pada reaksi ini

3

maka dihasilkan 2ATP oleh FADH melalui rantai pernafasan. Lalu dengan enzim fumarase

yaitu dengan reaksi penambahan air, maka fumarat diubah menjadi malat. Malat sendiri akan

diubah menjadi oksaloasetat dengan bantuan malah dehidrogenase dan koenzim NAD.3

Pada reaksi ini maka dihasilkan 3ATP oleh NADH melalui rantai pernafasan. Dan

oksaloasetat sendiri akan berikatan dengan asetil-KoA lagi dan menjadi Sitrat sehingga

membentuk sebuah rantai siklus yang berkepanjangan. Total dari ATP yang dihasilkan oleh 1

molekul asetil KoA adalah 11 ATP melalui rantai pernafasan dan 1 ATP melalui tingkat

substrat.3

Glikogenesis

Glikogenesis terutama terjadi di hati dan di otot. Proses ini diawali oleh glukosa akan

terfosforilasi menjadi glukosa 6p oleh enzim glukokinase pada hati atau heksokinase pada otot.

Glukosa 6P sendiri akan diubah menjadi glukosa 1P oleh enzim fosfoglukomutase. Enzim ini

mengalami fosforilasi dan gugus fosfo akan mengambil bagian di dalam reaksi reversible yang

intermediatnya adalah glukosa 1,6 bifosfat. Selanjutnya glukosa 1P bereaksi dengan UTP untuk

membentuk nukleotida aktif Uridin difosfat glukosa(UDPglu). Lalu dengan bantuan enzim

glikogen sintase, atom C1 pada glukosa yang diaktifkan UDPGlu membentuk ikatan glikosidik

dengan C4 pada residu glukosa terminal glikogen sehingga melepaskan UDP.3

Molekul glikogen primer sebelumnya merupakan protein yang terglikosilasi pada residu

tirosin spesifik oleh UDPglu. Penambahan glukosa pada rantai 1-4 ini berlangsung terus sampai

kira-kira diperpanjang sekitar 11 molekul gula, maka enzim kedua yaitu enzim pembentuk

cabang (branching enzime) memindahkan sekitar 6 molekul gula bagian dari rantai 1-4 pada

rantai yang berdekatan untuk membentuk rantai 1-6 karenanya membentuk cabang dari molekul

tersebut. Cabang-cabang tersebut akat tumbuh dengan penambahan 1-4 selanjutnya.3

Glikogenolisis

Glikogenolisis merupakan rantai yang terpisah dari glikogenesis. Penguraian merupakan

tahap yang dikatalisis oleh enzim fosforilase dengan membatasi kecepatan di dalam

glikogenolisis. Enzim ini berfungsi untuk proses pemecahan fosforilasi rangkaian 1-4 untuk

menghasilkan glukosa 1P. Molekul dibuang sampai sekitar kira-kira tinggal 4. Enzim lainnya

4

yaitu glukan transferase yaitu berfungsi memindahkan unit trisakarida dari satu cabang ke

cabang lainnya sehingga membuat cabang 1-6 terpajan dan diputuskan oleh enzim pemutus

cabang (debranching enzime). Dengan pembuangan cabang tersebut maka kerja enzim

fosforilase selanjutnya dapat berlanjut. Gabungan enzim-enzim yang telah disebutkan diatas

membuat pemecahan glikogen menjadi lengkap. Glukosa1P dapat menjadi glukosa6P lagi dan

dengan bantuan enzim dari hati dan ginjal(tidak terdapat di otot). Yaitu glukosa 6 fosfatase

membuat glukosa6P membuang gugus fosfatnya menjadi glukosa untuk didifusikan kedalam

darah. Peristiwa ini merupakan peristiwa akhir dari glikogenolisis hepatik yang tercermin dalam

kenaikan kadar dari glukosa darah.3

Glukoneogenesis

Glukoneogenesis adalah proses mengubah prekursor nonkarbohidrat menjadi glukosa

atau glikogen. Substrat utamanya adalah asam-asam amino glukogenik, laktat, gliserol, dan

propionat. Hati dan ginjal adalah jaringan glukoneogenik utama.2

Glukoneogenesis memenuhi kebutuhan glukosa tubuh jika karbohidrat dari makanan atau

cadangan glikogen kurang memadai. Pasokan glukosa merupakan hal yang esensial terutama

bagi sistem saraf dan eritrosit. Kegagalan glukoneogenesis biasanya bersifat fatal. Glukosa juga

penting dalam mempertahankan kadar zat-zat antara siklus asam sitrat meskipun asam lemak

adalah sumber utama asetil-KoA di jaringan. Selain itu, glukoneognenesis membersihkan laktat

yang dihasilkan oleh otot dan eritrosit serta gliserol yang dihasilkan oleh jaringan adiposa. Tiga

reaksi tidak-seimbang dalam glikolisis yang dikatalisis oleh heksokinase, fosfofruktokinase, dan

piruvat kinase, menghambat pembalikan sederhana glikolisis untuk membentuk glukosa.2

Pembalikan reaksi yang dikatalisis oleh piruvat kinase dalam glikolisis melibatkan dua

reaksi endotermik. Piruvat karboksilase mitokondria mengatalisis karboksilasi piruvat menjadi

oksaloasetat, suatu reaksi yang membutuhkan ATP dengan vitamin biotin sebagai koenzim.

Biotin mengikat CO2 dari bikarbonat sebagai karboksibiotin sebelum penambahan CO2 ke

piruvat. Enzim kedua, fosfoenolpiruvat karboksikinase, mengatalisis dekarboksilasi dan

fosforilasi oksaloasetat menjadi fosfoenolpiruvat dengan menggunakan GTP sebagai donor

fosfat. Di hati dan ginjal, reaksi suksinat tiokinase dalam siklus asam sitrat menghasilkan GTP,

dan GTP ini digunakan untuk reaksi fosfoenolpiruvat karboksikinase sehingga terbentuk

5

hubungan antara aktivitas siklus asam sitrat dan glukoneogenesis, untuk mencegah pengeluaran

berlebihan oksaloasetat untuk glukoneogenesis yang dapat mengganggu aktivitas siklus asam

sitrat.3

Perubahan fruktosa 1,6-bisfosfat menjadi fruktosa 6-fosfat, untuk pembalikan glikolisis,

dikatalisis oleh fruktosa 1,6-bisfosfatase. Keberadaan enzim ini menentukan apakah suatu

jaringan mampu membentuk glukosa tidah saja dari piruvat, tetapi juga dari triosa fosfat. Enzim

ini terdapat di hati, ginjal, dan otot rangka, tetapi mungkin tidak ditemukan di otot jantung dan

otot polos. Perubahan glukosa 6-fosfat menjadi glukosa dikatalisis oleh glukosa 6-fosfatase.

Enzim ini terdapat di hati dan ginjal, tetapi tidak di otot dan jaringan adiposa, akibatnya tidak

dapat mengekspor glukosa ke dalam aliran darah. Pemecahan glikogen menjadi glukosa 1-fosfat

dikatalisis oleh fosforilase. Sintesis glikogen melibatkan jalur yang berbeda melalui uridin

difosfat glukosa dan glikogen sintase. Setelah transaminasi atau deaminasi, asam-asam amino

glukogenik menghasilkan piruvat atau zat-zat antara siklus asam sitrat. Oleh karena ini, reaksi

yang dijelaskan sebelumnya dapat menyebabkan perubahan laktat maupun asam amino

glukogenik menjadi glukosa atau glikogen.3

Gliserol dibebaskan dari jaringan adiposa melalui lipolisis lipoprotein triasilgliserol

dalam keadaan kenyang: gliserol dapat digunakan untuk re-esterifikasi asam lemak bebas

menjadi triasilgliserol di jaringan adiposa atau hati, atau menjadi substrat untuk glukoneogenesis

di hati. Dalam keadaan puasa, gliserol yang dibebaskan dari lipolisis triasilgliserol jaringan

adiposa digunakan semata-mata sebata substrat untuk glukoneogenesis di hati dan ginjal.3

Pengaturan Metabolisme Glikogen di Hati

Glikogen hati disintesis selama kita makan makanan yang mengandung karbohidrat saat

kadar glukosa darah meningkat, dan diuraikan saat kadar glukosa darah menurun. Sewaktu

seseorang makan makanan yang mengandung karbohidrat, kadar glukosa darah segera

meningkat, kadar insulin meningkat, dan kadar glucagon menurun. Peningkatan kadar glukosa

darah dan peningkatan rasio insulin/glucagon menghambat penguraian glikogen dan merangsang

sintesis glikogen. Simpanan segera glukosa darah sebagai glikogen membantu membawa kadar

glukosa darah ke rentang normal 80-100 mg/dL. Seiring dengan lama waktu setelah makan

makanan yang mengandung karbohidrat, kadar insulin menurun dan kadar glucagon meningkat.

6

Turunnya rasio insulin/glucagon menimbulkan hambatan pada jalur biosintetik dan pengaktifan

jalur degradatif. Akibatnya, glikogen hati dengan cepat diuraikan menjadi glukosa, yang

kemudian dibebaskan ke dalam darah. Simpanan glikogen hati merupakan bentuk simpanan

glukosa yang mengalami pembentukan dan penguraian dengan cepat− responsive terhadap

perubahan kadar glukosa darah yang kecil dan cepat.4

7

Metabolisme Lemak

Oksidasi Asam Lemak

Meskipun asam lemak mengalami oksidasi menjadi asetil-KoA dan disintesis dari asetil-

KoA, namun oksidasi asam lemak bukan merupakan pembalikan sederhana dari biosintesis asam

lemak, tetapi merupakan proses yang sama sekali berbeda dan berlangsung di kompartemen sel

yang berbeda. Pemisahan oksidasi asam lemak di mitokondria dari biosintesis di sitosol

memungkinkan tiap proses dikendalikan secara individual, dan diintegrasikan sesuai kebutuhan

jaringan. Setiap tahap pada oksidasi asam lemak melibatkan turunan asil-KoA yang dikatalisis

oleh enzim-enzim yang berbeda, menggunakan NAD dan FAD sebagai koenzim, dan

menghasilkan ATP. Proses tersebut merupakan suatu proses aerob yang memerlukan keberadaan

oksigen.3

Asam lemak bebas (FFA) adalah asam lemak yang berada dalam keadaan tidak

teresterifikasi. Di plasma, FFA rantai-panjang berikatan dengan albumin, dan di sel asam-asam

ini melekat pada protein pengikat-asam lemak sehingga pada kenyataannya asam-asam lemak ini

tidak pernah benar-benar “bebas”. Asam lemak rantai-pendek lebih larut air dan terdapat dalam

bentuk asam tak terionisasi atau sebagai anion asam lemak.3

Asam lemak mula-mula harus diubah menjadi suatu zat antara aktif sebelum dapat

dikatabolisme. Reaksi ini adalah satu-satunya tahap dalam penguraian sempurna suatu asam

lemak yang memerlukan energi dari ATP. Dengan adanya ATP dan koenzim A, enzim tiokinase

mengatalisis perubahan asam lemak menjadi asam lemak aktif atau asil-KoA yang menggunakan

satu fosfat berenergi-tinggi disertai pembentukan AMP dan PPi. PPi dihidrolisis oleh

pirofosfatase anorganik disertai hilangnya fosfat berenergi-tinggi lainnya yang memastikan

bahwa seluruh reaksi berlangsung hingga selesai. Asil-KoA sintetase ditemukan di retikulum

endoplasma, peroksisom, serta di bagian dalam dan membran luar mitokondria.3

Karnitin tersebar luas dan terutama banyak terdapat di otot. Asil-KoA rantai panjang

tidak dapat menembus membran dalam mitokondria. Namun, karnitin palmitoiltransferase-I,

yang terdapat di membran luar mitokondria, mengubah asil-KoA rantai panjang menjadi

asilkarnitin yang mampu menembus membran dalam dan memperoleh akses ke sistem oksidasi-

enzim. Karnitin-asilkarnitin translokase bekerja sebagai pengangkut penukar di membran dalam

8

mitokondria. Asil karnitin diangkut masuk, dan disertai dengan pengangkutan keluar satu

molekul karnitin. Asil karnitin kemudian bereaksi dengan KoA yang dikatalisis oleh karnitin

palmitoiltransferase-II yang terletak di bagian dalam membran dalam. Asil-KoA terbentuk

kembali di matriks mitokondria dan karnitin dibebaskan.3

Pada oksidasi- , terjadi pemutusan tiap dua karbon dari molekul asil-KoA- yang

dimulai dari ujung karboksil. Rantai diputus antara atom karbon - (2) dan – (3) karena itu

dinamai oksidasi-. Unit dua karbon yang terbentuk adalah asetil-KoA; Jadi, palmitoil-KoA

menghasilkan delapan molekul asetil-KoA. Asam lemak dengan jumlah atom karbon ganjil

dioksidasi melalui jalur oksidasi-, yang menghasilkan asetil-KoA sampai tersisa sebuah residu

tiga karbon (propionil-KoA). Senyawa ini diubah menjadi suksinil-KoA, suatu konstituen siklus

asam sitrat. Karena itu, residu propionil dari asam lemak rantai ganjil adalah satu-satunya bagian

asam lemak yang bersifat glukogenik.3

Metabolisme Asam Amino

Terutama di jaringan hati. Langkah pertama, memisahkan grup amino dan berlanjut dengan

transaminasi atau deaminasi. Diperlukan vit B6 sebagai ko-enzim. 3

1. Transaminasi, transfer grup asam amino ke α-keto-acid dengan katalisator amino-

transferase. Biosintesis asam amino non-esensial.

2. Katabolisme dengan deaminasi oksidatif. NH3 diubah menjadi ureum. Kerangka karbon

dapat:

a. dioksidasi (siklus)TCA

b. digunakan untuk sintesis glukosa (gluconeogenesis)

c. digunakan untuk sintesis lemak

3. Deaminasi

a. mengeluarkan grup asam amino dari asam amino tanpa transfer

b. produksi ammonia dan α-keto-acid, amonia dihilangkan melalui siklus urea, α-keto-

acid digunakan sebagai energi

c. katalisator: dehydratase, diperlukan pyridoxal phosphate (PLP) (B6)

Dalam keadaan kenyang, asam amino yang dibebaskan dari pencernaan protein makanan

mengalir melalui vena porta hepatica ke hati tempat asam tersebut digunakan untuk membentuk

9

protein, terutama protein darah, misalnya albumin serum. Kelebihan asam amino diubah menjadi

glukosa untuk triasilgliserol yang dikemas dan disekresikan dalam VLDL. Glukosa yang

dibentuk dari asam amino pada keadaan kenyang disimpan sebagai glikogen atau dibebaskan ke

dalam darah apabila kadar glukosa darah rendah. Asam amino yang melewati hati diubah

menjadi protein di jaringan lain.4

Selama puasa, asam amino akan dibebaskan dari protein otot. Sebagian langsung masuk

ke dalam darah. Sebagian lain mengalami oksidasi parsial dan diubah menjadi alanine dan

glutamin, yang masuk ke dalam darah (alanine juga dihasilkan dari glukosa). Di ginjal, glutamin

membebaskan ammonia ke dalam urin dan diubah menjadi alanine dan serin. Di sel usus,

glutamin diubah menjadi alanine. Alanine (asam amino glukoneogenik utama) dan asam amino

lain masuk ke dalam hati. Di hati, nitrogen pada asam-asam amino tersebut diubah menjadi urea

yang kemudian dieksresikan dalam urin, sedangkan karbon pada asam-asam amino tersebut

diubah menjadi glukosa dan badan keton, yang dioksidasi oleh berbagai jaringan untuk

menghasilkan energy.4

Metabolisme Benda Keton

Badan keton terdiri dari asetoasetat, -hidroksibutirat (3-hidroksibutirat), dan aseton,

yang merupakan produk penguraian asetoasetat. Sintesis badan keton terjadi apabila kadar asam

lemak dalam darah meningkat, yaitu selama berpuasa, kelaparan, atau akibat makanan tinggi

lemak rendah karbohidrat. Enzim untuk sintesis badan keton terutama terdapat di mitokondria

hati.4

Apabila kadar asam lemak dalam darah meningkat, asam lemak akan masuk ke dalam sel

hati. Di dalam mitokondria hati, terjadi proses oksidasi- yang menghasilkan asetil KoA,

NADH, dan ATP. Pada keadaan ini (berpuasa atau diet tinggi lemak rendah karbohidrat), rasio

glucagon/insulin tinggi, dan hati mensitesis glukosa melalui proses gluconeogenesis di dalam

sitosol. NADH yang dihasilkan oleh oksidasi- membantu mendorong oksaloasetat menjadi

malat. Dengan demikian sedikit oksaloasetat yang tersedia untuk reaksi yang dikatalisis oleh

sitrat sintase, dan terjadi penimbunan asetil KoA.4

Dua molekul asetil KoA bereaksi untuk membentuk asetoasetil KoA melalui pembalikan

reaksi tiolase (atau melalui reaksi yang dikatalisis oleh isozim tiolase pada oksidasi-). Asetil

10

KoA lain bereaksi dengan asetoasetil KoA, menghasilkan 3-hidroksi3-metilglutaril KoA (HMG-

KoA) dan membebaskan koenzim A yang tidak mengalami asilasi (KoASH). Enzim yang

mengkatalisis reaksi ini adalah HMG-KoA sintetase. Enzim ini terinduksi sewaktu puasa dan

dihambat oleh salah satu produknya, KoASH. Dalam reaksi selanjutnya, HMG-KoA liase

memutuskan HMG-KoA untuk membentuk Asetil KoA dan asetoasetat.4

Asetoasetat memiliki tiga nasib. Asetoasetat dapat langsung masuk ke dalam darah atau

dapat direduksi oleh dehydrogenase dependen-NAD menjadi badan keton kedua, -

hidroksibutirat, yang kemudian masuk ke dalam darah. Reaksi dehydrogenase ini bersifat

reversible dengan mudah dan berfungsi untuk interkonversi kedua badan keton ini. Kedua badan

keton ini masuk ke dalam darah dan berpindah dari hati ke jaringan lain tempat keduanya

dioksidasi untuk menghasilkan energy. Nasib ketiga asetoasetat adalah dekarboksilasi spontan,

dimana terjadi reaksi nonenzimatik yang membebaskan CO2 dan menghasilkan aseton.

Metabolism aseton selanjutnya tidak segera terjadi. Karena mudah menguap, aseton keluar

melalui ekspirasi lewat paru. Rasio NADH/NAD+ menentukan jumlah relative asetoasetat dan -

hidroksibutirat yang dihasilkan. Manusia biasanya membentuk lebih banyak -hidroksibutirat

dari pada asetoasetat.4

Keuntungan yang diperolah dari pembentukan badan keton adalah bahwa: (a) hati

memperoleh energy yang diperlukan untuk menjalankan proses, misalnya gluconeogenesis,

dengan hanya melakukan oksidasi parsial asalam lemak dan membentuk badan keton; (b)

jaringan lain menggunakan badan keton sebagai bahan bakar, dan (c) selama kelaparan, otak

dapat mengoksidasi badan keton, menurunkan kebutuhannya akan glukosa. Akibatnya, selama

kelaparan gluconeogenesis berkurang, dan protein orot, yang menghasikan asam amino sebagai

sumber karbon untuk pembentukan glukosa di hati, dihemat.4

Hormon yang Berperan

Kadar glukosa dalam tubuh diatur oleh fungsi hormon endokrin yang disekresikan oleh

pankreas. Pankreas adalah suatu organ yang terdiri dari jaringan eksokrin dan endokrin. Sel

endokrin pankreas yang terbanyak adalah sel beta, tempat sintesis dan sekresi insulin, dan sel

alfa, yang menghasilkan glukagon. Sel D (delta) adalah tempat sintesis somastostatin. Sel pulau

Langerhans yang paling jarang, sel PP, mengeluarkan polipeptida.5

11

Somatostatin

Somatostatin pankreas adalah menghambat pencernaan nutrien dan mengurangi

penyerapannya. Somatostatin dikeluarkan sebagai respon terhadap peningkatan glukosa darah

dan asam amino darah selama penyerapan makanan. Dengan menimbulkan efek inhibisi,

somatostatin pankreas bekerja melalui mekanisme umpan balik negatif untuk mengerem

kecepatan pencernaan dan penyerapan makanan sehingga kadar nutrien dalam plasma tidak

berlebihan. Somatostatin pankreas juga berperan parakrin dalam mengatur sekresi hormon

pankreas. Keberadaan lokal somatostatin mengurangi sekresi insulin, glukagon, dan somatostatin

itu sendiri, tetapi makna fisiologik dari fungsi parakrin ini masih belum jelas.5

Insulin

Insulin memiliki efek penting pada metabolisme karbohi¬drat, lemak, dan protein.

Hormon ini menurunkan kadar glukosa, asam lemak, dan asam amino darah serta mendo¬rong

penyimpanan bahan-bahan tersebut. Sewaktu molekul nutrien ini masuk ke darah selama

keadaan absorptif, insulin mendorong penyerapan bahan-bahan ini oleh sel dan pengubahannya

masing-masing menjadi glikogen, trigliserida, dan protein. Insulin melaksanakan banyak

fungsinya dengan mempengaruhi transpor nutrien darah spesifik masuk ke dalam sel atau

mengubah aktivitas enzim-enzim yang berperan dalam jalur-jalur metabolik tertentu.5

Insulin memiliki empat efek yang menurunkan kadar glukosa darah dan mendorong

penyimpanan karbohidrat:

1. Insulin mempermudah transpor glukosa ke dalam sebagian besar sel. (Mekanisme

peningkatan penyerapan glukosa ini dijelaskan setelah efek lain insulin dalam

menurunkan glukosa darah dicantumkan)

2. Insulin merangsang glikogenesis, pembentukan glikogen dari glukosa, di otot rangka

dan hati.

3. Insulin menghambat glikogenolisis, penguraian glikogen menjadi glukosa.

4. Insulin juga menurunkan pengeluaran glukosa oleh hati dengan menghambat

glukoneogenesis.

12

Karena itu, insulin mengurangi konsentrasi glukosa darah dengan mendorong penyerapan

glukosa oleh sel dari darah untuk digunakan dan disimpan, dan secara bersamaan menghambat

dua mekanisme pembebasan glukosa oleh hari ke dalam darah (glikogenolisis dan

glukoneogenesis). Insulin adalah satu-satunya hormon yang mampu menurunkan kadar glukosa

darah. Insulin mendorong penyerapan glukosa oleh sebagian besar sel melalui rekrutmen

pengangkut glukosa.5

Glukagon

Meskipun insulin berperan kunci dalam mengontol penyesuaian metabolik antara

keadaan absorptif dan pasca-absorptif, namun produk sekretorik sel alfa pulau Langerhans

pankreas (glukagon) juga sangat penting. Glukagon mempengaruhi banyak proses metabolik

yang juga dipengaruhi oleh insulin tetapi pada kebanyakan kasus efek glukagon adalah

berlawanan arah dengan insulin. Tempat utama kerja glukagon adalah hati. Efek keseluruhan

glukagon pada karbohidrat menyebabkan peningkatan produksi dan pelepasan glukosa oleh hati

sehingga kadar glukosa darah meningkat. Glukagon melaksanakan efek hiperglikemiknya

dengan menurunkan sintesis glikogen, mendorong glikogenolisis, dan merangsang

glukoneogenesis. Peningkatan kadar glukosa darah merangsang sekresi insulin tetapi

menghambat sekresi glukagon sementara penurunan kadar glukosa darah menyebabkan

sebaliknya.5

Kesimpulan

Manusia membutuhkan energi dalam melakukan aktifitas mereka, energi tersebut mereka

dapatkan dalam berbagai sumber bahan makanan seperti karbohidrat, asam amino dan lemak.

Pada keadaan puasa di mana kadar gula dalam darah menurun sangat berpengaruh dalam

metabolisme dalam tubuh. Ketika kadar gula di darah rendah, maka proses glikogenesis akan

berkurang, sedangkan proses glikogenolisis dan glukoneogenesis akan ditingkatkan untuk

meningkatkan kadar gula dalam darah. Pemecahan asam lemak dan pembentukan badan keton

juga merupakan respon ketika kadar gula menurun. Selain itu hormon-hormon pankreas seperti

insulin, glukagon berperan dalam meningkatkan maupun menurunkan kadar gula darah. Ketika

berpuasa hormon insulin dan somatostatin akan menurun, sedangkan kadar glucagon akan

meningkat.

13

Daftar Pustaka

1. Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi ke-11. Jakarta: EGC;

2008.h.871.

2. Campbell NA, Reece JB, Urry LA, Cain ML, Wasserman SA, Minorsky PV, et al.

Biology. 8th ed. San Fransisco: Pearson; 2008;h.266-9, 381-8.

3. Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW. Biokimia harper ed.27. Jakarta:

Penerbit Buku Kedokteran EGC;2009.h.170-4,187-93,245,264-6,195-7.

4. Marks DB, Marks AD, Smith CM. Biokimia kedokteran dasar: sebuah pendekatan klinis.

Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC;2005.h.359,405, 567.

5. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Edisi ke-6. Jakarta: EGC; 2011.h. 740-

6,781-91,760-1.

14