Metabolisme Lipid

Dr. Febrika Wediasari

Dr. Marisa Anggraini

Metabolisme Lipid

β oksidasi (Oksidasi asam lemak)Lipogenesis

– Sintesis de novo– Hormon yg mengatur lipogenesis

LipolisisOksidasi asam lemak

– Ketogenesis

Metabolisme Lipid

Metabolisme kolesterol– Kolesterologenesis

Metabolisme asilgliserolTransport & Penyimpanan lemakKaitan metabolisme lemak

dengan metabolisme karbohidrat & protein.

Pengantar

Senyawa lipid/derivat lipid yang terlibat dalam metabolisme lipid: – trigliserida (triasilgliserol), – lemak, – fosfolipid, – kolesterol, – steroid, – asam lemak, – gliserol – benda keton.

Semula dianggap manfaat lipid di dalam tubuh simpanan & cadangan energi, artinya lemak dibongkar bila tubuh kekurangan energi.

tetapi sekarang terbukti penimbunan dan pembongkaran (turn over) lipid selalu terjadi.

Karbohidrat makanan (glukosa) – Selain jalur glikolisis (energi), juga akan

masuk– Jalur lipogenesis TRIASILGLISEROLTRIASILGLISEROL

Lemak makanan berperan sumber lemak esensial & memfasilitasi absorpsi vitamin yang larut dalam lemak (A,D,E,K).

Gangguan absorpsi lemak (batu empedu & pankreatitis) menyebabkan def.vitamin larut dlm lemak.– Himeralopia (def.vit. A)– Gangguan pembekuan darah (def.vit.K).

Jalur Utama Metabolisme LIPID

GLISEROL FFA

GLISEROL-P

TRIOSA-P

GLUKOSA

PIRUVAT

TRIASILGLISEROL

FOSFOLIPID+

Lipolisis

ASIL-KoA

SPINGOLIPID ASETIL-KoA

SiklusAsamSitrat

2CO2

KOLESTEROL

STEROID

BENDA KETON

Ketogenesis

Kol

est

ero

gene

sis

Steroidogenesis

AK

TIV

AS

I

AK

TIV

AS

I

LIP

OG

EN

ES

IS

Esterifikasi

OKSIDASI ASAM OKSIDASI ASAM LEMAKLEMAK

Oksidasi asam (beta-oksidasi):– Karena pada setiap satu putaran

siklus oksidasi asam lemak akan terputus ikatan karbon beta (nomer 2) sehingga asetil-KoA bebas

AKTIVASI ASAM AKTIVASI ASAM LEMAKLEMAKAsam lemak masuk jalur beta-

oksidasi diaktifkan terlebih dahulu.

Senyawa pada aktivasi asam lemak adalah asam lemak bebas (free fatty acid=FAA)

Diagram Aktivasi As. Diagram Aktivasi As. LemakLemak

FFA Asil-KoA

ATP + KoA AMP + PPi

Tiokinase

Asil-KoA + Karnitin Asil-karnitin

Asil-KoA + Karnitin

Beta-oksidasi

Dalam mitokondria

ββ OKSIDASI ASAM OKSIDASI ASAM LEMAKLEMAKHasil β-Oksidasi asam lemak

karbon yang selalu dilepas sekaligus dihitung dari ujung karboksil atau dalam bentuk asetil-KoA

Asetil-KoA ini selanjutnya akan dikatabolisis dalam siklus krebs.

Energitika Oksidasi Asam Energitika Oksidasi Asam LemakLemak

Oksidasi asam lemak merupakan salah satu mesin penghasil energi bagi tubuh.

Energi dihasilkan dari setiap pelepasan elektron (reducing equivalent) yang mengalami oksidasi dan fosforilasi dalam rantai respirasi.– FADH2 2 ATP – NADH2 3 ATP– 1 siklus putaran β-oksidasi menghasilkan

5 ATP– Asetil KoA yang dioksidasi dalam siklus

KREBS akan menghasilkan 12 ATP – Setiap 1 siklus putaran β-oksidasi total

menghasilkan 17 ATP.

Contoh:Oksidasi Palmitat (16 atom C). Jumlah putaran 7 kali & melepaskan 8 asetil-KoA. Energi : (7 x 5) + (8 x 12) = 35 + 96 = 131 ATP.

– Proses aktivasi menggunakan 2 ATP energi bersih 1 molekul palmitat adalah 129 ATP.

1 ATP ~ 7,6 kcal, maka total energi 129 x 7,6 = 980 kcal.– Oksidasi laboratorium dgn Bom Kalorimeter 1 molekul

palmitat = 2340 kcalEfisiensi energi kimia (ATP) yang dapat digunakan

untuk proses fisiologi dalam tubuh hanya 42%, energi lain dibuang sebagai panas tubuh mempertahankan suhu tubuh.

Lipogenesis

Biosintesis asam lemak jenuh 2 sistem biosintesis asam lemak yaitu

– Sistem mitokondria– Sistem extramitokondria (aktif)

• Sintesis palmitat (sintesis de novo) menggunakan bahan yang bukan lemak.

• Perpanjangan rantai karbon asam lemak di retikulum endoplasma hepar.

Sintesis Palmitat (Ekstramitokondria)

Terjadi di jaringan hepar, ginjal, otak, paru, kelenjar payudara & adiposa.

Kofaktor: NADPH, ATP, Mn2+, biotin & HCO3

- (sebagai sumber CO2).

Asetil-KoA substrat segeraPalmitat produk akhir.

Produksi malonil-KoA merupakan tahap pendahuluan & pengontrolan pada sintesis asam lemak.

SISTEM MIKROSOM SISTEM MIKROSOM PERPANJANGAN RANTAI ASAM PERPANJANGAN RANTAI ASAM LEMAKLEMAKMemanfaatkan asam lemak rantai

panjang yang telah ada diaktifkan asil-KoA dengan menggunakan malonil KoA (donor asetil) dan perlu NADPH sebagai reduktan.

Prekursornya asam lemak jenuh dengan jumlah atom karbon 10-16 dan beberapa asam lemak tidak jenuh atom karbon 18

Puasa perpanjangan rantai tidak terjadi

Masa pertumbuhan, perpanjangan stearoil-KoA dalam jaringan otak meningkat untuk mielinisasi sebagai sumber asam lemak C22 dan C24 dalam spingomielin.

BAGANBAGANPERPANJANGAN RANTAI ASAM LEMAKPERPANJANGAN RANTAI ASAM LEMAK

SISTEM MITOKONDRIASISTEM MITOKONDRIA

Enzim yang bekerja = enzim beta-oksidasi

Koenzimnya = piridoksal fosfatBerperan u/ kondensasi asetil-

KoA dengan asil-KoAManfaat belum diketahui tapi

aktif bila rasio NADH/NAD tinggi misal, pada keadaan ANAEROB

METABOLISME ASAM METABOLISME ASAM LEMAK TIDAK JENUHLEMAK TIDAK JENUH

Asam lemak tak jenuh mempunyai ikatan rangkap

Yang penting dalam metabolisme adalah:– Palmitoleat (16:1)– Oleat (18:1)– Linoleat (18:2)– Linolenat (18:3)– Arakhidonat (20:4)

Mamalia umumnya mempunyai konfigurasi Cis bukan Trans.

Jaringan mampu mensintesis asam lemak tidak jenuh kecuali LINOLEAT & LINOLENAT (as. Lemak essensial)

Dapat diperoleh dari as. Lemak jenuh

Proses pembentukan dalam HEPAR.

Asam lemak tak jenuh tunggal (Monounsaturated fatty acids)Disintesis oleh sistem 9 desaturase.Merupakan asam lemak non essensial,

sintesis terjadi di hepar.Dalam proses pembentukan ini

diperlukan :– Oksigen– NADPH / NADH– Enzim monooksogenase (hidroksilase)

yang melakukan sitokrom B5

Sistem 9 desaturase mikrosomal

Stearoil-KoA

Oleil-KoA

O2+ NADH + H+

NAD++2H2O

Cyt b5Desaturase 9

Sintesis Asam Lemak Tak Jenuh Majemuk (Poliunsaturated Fatty Acid)Sintesis melibatkan sistem enzim

desaturase & elongase.Ikatan rangkap tambahan disisipkan ke

dalam asam lemak tak jenuh tunggal, dipisahkan satu sama lain oleh gugus metilen.

Pada hewan, ikatan rangkap tambahan disisipkan di antara ikatan rangkap yang ada & gugus karboksil.

Linoleat dapat dikonversikan menjadi arakidonat.

Sistem desaturase & pemanjangan rantai sangat menurun kerjanya pada:– keadaan puasa– setelah pemberian glukagon serta epinefrin– keadaan tanpa insulin seperti pada penyakit

diabetes tipe 1.

Biosintesis PUFA kelompok 9, 6 & 3

Asam Oleat(18:1)

20:1

22:1

24:1

Asam linoleat18:2

20:2

Asam -linolenat18:3

18:2 20:2 20:3 22:3 22:4

18:3 20:3 20:4 22:4 22:5

18:4 20:4 20:5 20:5 22:6

-

-

D E D ED

D:9 Desaturase

E:Elongase

E

E

E

E

Bila terjadi defisiensi asam lemak essensial terjadi gejala:– Kulit bersisik– Nekrosis & lesi pada traktus urinarius

Fungsi asam lemak essensial:– Pembentukan prostaglandin &

tromboksan– Pembangun struktur sel – Berkenaan dengan integritas struktural

membran mitokondria.

Prostaglandin & Tromboksan

Arakidonat prostagladin dan tromboksan dengan katalisis enzim siklo-oksigenase dan peroksidase.

Prostaglandin merupakan senyawa yang mempunyai aktivitas seperti hormon.

Prostaglandin & Tromboksan

• Efeknya yaitu– Memacu kontraksi otot polos– Berefek kontrasepsi– Menginduksi persalinan aterm– Menyembuhkan ulkus lambung– Menimbulkan reaksi peradangan.– Menyebabkan asma dan kongesti hidung.

Prostaglandin ada seri A,B,E dan F.Merupakan senyawa dengan gugus

hidroksil, mempunyai gugus keto, gugus karboksil dan ikatan rangkap serta cincin siklopentan.

Sintesisnya memerlukan 2 molekul O2, 1 molekul glutation tereduksi dan enzim endoperoksida sintetase dan siklo-oksigenase yang kerjanya dapat dihambat oleh asetol.

derivat prostaglandin adalah tromboksan yang dapat memacu agregasi trombosit.

Senyawa lain yaitu prostasiklin berefek berlawanan dengan antiagregasi trombosit.

Metabolisme Asilgliserol

Asilgliserol dapat dipecah menjadi unsur-unsurnya yaitu asam lemak dan gliserol yang akan mengalami katabolisme lebih lanjut.

Hidrolisis ini sebagian besar berlangsung dijaringan adiposa, selanjutnya asam lemak bebas akan dibawa ke jaringan organ untuk dioksidasi.

Yang mampu mengoksidasi asam lemak adalah hepar, jantung, ren, otot, paru, testis, otak, jaringan lemak sendiri.

Pemanfaatan gliserol tergantung jaringan yang mempunyai enzim pengaktif gliserol yaitu gliserokinase.

Enzim ini ditemukan dalam hepar, usus, jaringan lemak kuning dan kelenjar susu laktasi.

Jaringan yang tidak mengandung gliserokinase menggunakan prekursor gliserol-P yang berasal dari dihidroksi aseton-P senyawa antara glikolisis.

Pada proses ini diperlukan NADH untuk reduksi dihidroksi aseton-P menjadi gliserol-3P dan enzim gliserol-3P dehidrogenase.

Sintesis Triasilgliserol

Triasilgliserol (lemak sederhana) merupakan cadangan energi yang disimpan di jaringan adiposa.

Sintesis awalnya dimulai dari aktivasi asam lemak yang memerlukan ATP, KoA dan enzim tiokinase.

2 molekul asil-KoA + gliserol-3P (fosfatidat) lisofosfatidat diubah menjadi 1,2 asigliserol oleh enzim fosfatase (fosfatidat fosfohidrolase).

Molekul asil-KoA lainnya diesterkan dengan diasilgliserol yang telah terbentuk menjadi triasilgliserol.