Por Fir In

54
Porfirin adalah kelompok senyawa organik, banyak yang terjadi secara alami. Salah satu y terkenal adalah porfirin heme, pigmen dalam sel darah merah; heme adalah kofaktor dar hemoglobin protein. Porfirin adalah heterosiklik macrocycles terdiri dari empat subun dimodifikasi saling berhubungan pada atom karbon α mereka melalui methine jembatan (= Porfirin yang aromatik. Artinya, mereka mematuhi aturan Huckel untuk aromatisitas, me 4n 2 elektron π (n = 4 untuk jalur siklus terpendek) terdelokalisasi lebih macrocycl macrocycles porfirin adalah sistem yang sangat terkonjugasi. Akibatnya, mereka biasan memiliki pita penyerapan yang sangat intens di daerah tampak dan mungkin sangat berwa yang porfirin nama berasal dari kata Yunani untuk ungu. Macrocycle memiliki 26 elektr secara total. Para orang tua adalah porphine porfirin, dan porphines diganti disebut Isi [Sembunyikan] * 1 Kompleks dari porfirin dan molekul terkait * 2 Sintesis o 2,1 Biosintesis o 2,2 Laboratorium sintesis * 3 Aplikasi o kimia supramolekul 3,1 o geokimia 3,2 Organik * 4 Lihat pula * 5 Galeri * 6 Referensi * 7 Pranala luar [Sunting] Kompleks dari porfirin dan molekul terkait Porfirin adalah asam konjugasi dari ligan yang mengikat logam untuk kompleks bentuk. logam biasanya memiliki muatan 2 + atau 3 +. Sebuah persamaan skema untuk sintesis in ditampilkan: H2porphyrin *Juta+ 2 → M (porphyrinate) Ln-4 + 4 L + 2 H + dimana M = ion logam

Transcript of Por Fir In

Porfirin adalah kelompok senyawa organik, banyak yang terjadi secara alami. Salah satu yang paling terkenal adalah porfirin heme, pigmen dalam sel darah merah; heme adalah kofaktor dari hemoglobin protein. Porfirin adalah heterosiklik macrocycles terdiri dari empat subunit pirol dimodifikasi saling berhubungan pada atom karbon mereka melalui methine jembatan (= CH-). Porfirin yang aromatik. Artinya, mereka mematuhi aturan Huckel untuk aromatisitas, memiliki 4n +2 elektron (n = 4 untuk jalur siklus terpendek) terdelokalisasi lebih macrocycle. Jadi macrocycles porfirin adalah sistem yang sangat terkonjugasi. Akibatnya, mereka biasanya memiliki pita penyerapan yang sangat intens di daerah tampak dan mungkin sangat berwarna, yang porfirin nama berasal dari kata Yunani untuk ungu. Macrocycle memiliki 26 elektron pi secara total. Para orang tua adalah porphine porfirin, dan porphines diganti disebut porfirin. Isi [Sembunyikan]

* 1 Kompleks dari porfirin dan molekul terkait * 2 Sintesis o 2,1 Biosintesis o 2,2 Laboratorium sintesis * 3 Aplikasi o kimia supramolekul 3,1 o geokimia 3,2 Organik * 4 Lihat pula * 5 Galeri * 6 Referensi * 7 Pranala luar

[Sunting] Kompleks dari porfirin dan molekul terkait

Porfirin adalah asam konjugasi dari ligan yang mengikat logam untuk kompleks bentuk. Ion logam biasanya memiliki muatan 2 + atau 3 +. Sebuah persamaan skema untuk sintesis ini ditampilkan:

H2porphyrin + *Juta+ 2 + M (porphyrinate) Ln-4 + 4 L + 2 H + dimana M = ion logam dan L =

ligan

Sebuah porfirin tanpa ion logam dalam rongga yang merupakan basa bebas. Beberapa mengandung besi porfirin disebut hemes. Heme yang mengandung protein, atau hemoproteins, ditemukan secara luas di alam. Hemoglobin dan mioglobin dua O2-mengikat protein yang mengandung porfirin besi. Sitokrom Berbagai juga hemoproteins.

Heterocycles lain sedang berhubungan dengan porfirin. Ini termasuk corrins, chlorins, bacteriochlorophylls, dan corphins. Chlorins (2,3-dihydroporphyrin) lebih berkurang, mengandung hidrogen lebih dari porfirin, dan memiliki subunit pyrroline. Struktur ini terjadi pada molekul klorofil. Penggantian dua dari empat subunit pyrrolic dengan hasil subunit pyrrolinic baik dalam bacteriochlorin (seperti yang ditemukan di beberapa bakteri fotosintetik) atau isobacteriochlorin, tergantung pada posisi relatif dari cincin berkurang. Beberapa turunan porfirin mengikuti aturan Huckel, tapi kebanyakan tidak. [Sunting] Sintesis [Sunting] Biosintesis

"Langkah berkomitmen" untuk biosintesis porfirin adalah pembentukan -aminolevulinic acid (-ALA, 5-ALA atau DaLA) oleh reaksi dari asam amino glisin dengan suksinil-CoA dari siklus asam sitrat. Dua molekul DaLA bergabung untuk memberikan porphobilinogen (PBG), yang berisi cincin pirol. Empat PBGs ini kemudian digabungkan melalui deaminasi menjadi hidroksimetil bilane (HMB) yang dihidrolisis untuk membentuk tetrapyrrole melingkar uroporphyrinogen III. Molekul ini mengalami sejumlah modifikasi lebih lanjut. Intermediet yang digunakan dalam spesies yang berbeda untuk membentuk zat-zat tertentu, tetapi, pada manusia, akhir-produk utama protoporfirin IX dikombinasikan dengan besi untuk membentuk heme. Pigmen empedu merupakan hasil pecahan dari heme.

Skema berikut menyajikan biosintesis porfirin, dengan referensi dengan nomor EC dan database OMIM. Para porfiria terkait dengan kekurangan masing-masing enzim juga ditampilkan

: Metabolisme Porfirin dan Pigmen Empedu PORFIRINPorfirin adalah suatu senyawa organik yang mengandung empat cincin pirol, suatu cincin segi lima yang terdiri dari empat atom karbon dengan atom nitrogen pada satu sudut. Senyawa ini ditemukan pada sel hidup hewan dan tumbuhan, dengan berbagai macam fungsi biologis. Empat atom nitrogen di tengah molekul porfirin dapat mengikat ion logam seperti magnesium, besi, seng, nikel, kobal, tembaga, dan perak. Tiap-tiap logam yang diikat akan memberikan sifat yang berbeda-beda. Jika logam yang diikat di pusat adalah besi, maka kompleks porfirin disebut ferroporfirin, atau heme. Empat gugus heme ini dapat bergabung menyusun hemoglobin, molekul dalam sel darah merah yang berfungsi mengikat oksigen. Sementara vitamin B12 mengandung molekul porfirin dengan ion kobal di tengahnya. Pada klorofil yang merupakan molekul penting pada tanaman yang menangkap energi matahari dan memberi warna hijau, molekul porfirin mengikat ion logam pusat magnesium (Mg). Sifat khas porfirin: pembentukan kompleks dengan ion-ion logam yang terikat pada atom N cincin-cincin pirol Contoh: heme = porfirin + Fe2+ (porfirin besi/heme) klorofil = porfirin + Mg2+ (porfirin magnesium/klorofil)

Di alam, metaloporfirin terkonjugasi dengan protein membentuk senyawa-senyawa antara lain: 1. Hemoglobin (Hb) -merupakan porfirin besi yang terikat pada protein globin -fungsi: mengangkut O2 di darah 2. Eritrokruorin -terdapat pada beberapa invertebrata -fungsi: hampir sama dengan Hb 3. Mioglobin -pengangkut O2 di jaringan otot (pigmen pernafasan) 4. Sitokrom -fungsi: pemindah elektron pada proses redoks

5. Katalase -heme + protein -pemecah 2H2O2 menjadi 2H2O + O2 6. Triptofan pirolase -mengkatalisa oksidasi triptofan menjadi formil kinurenin

Fungsi porfirin: 1. Membentuk senyawa sebagai pengangkutan O2 2. Membentuk senyawa sebagai pengangkutan elektron 3. Membentuk senyawa sebagai enzim enzim tertentu Perbedaan antara porfirin satu dengan yang lain adalah jenis senyawa yang mensubstitusinya

STRUKTUR PORFIRIN Menyingkat rumus porfirin dengan menghilangkan jembatan metenil dan setiap cincin pirol yang diperlihatkan sebagai tanda kurung dengan 8 tanda substituent. BIOSINTESA HEME Ada 2 tahap, yaitu: 1. sintesa porfirin 2. sintesa heme Selama proses metabolisme bahan-bahan di atas, pemakaian heme untuk sintesa sitokrom P 450 meningkat sehingga konsentrasi heme dalam sel menurun yang menyebabkan meningkatnya amlev sintetase Protoporfirin III + Fe2+ heme sintetase heme ferokelatase (di mitokondria). Sintesa heme terjadi dalam sebagian besar jaringan mamalia, kecuali eritrosit dewasa (karena tidak mengandung mitokondria). Pengendalian biosintesa heme: Yang pegang peranan adalah amlev sintetase Yang menghambat amlev sintetase: 1. heme 2. apopressor 3. glukosa 4. hematin in vivo

Yang meningkatkan amlev sintetase (karena dimetabolisir di hati dengan menggunakan hemoprotein spesifik, yaitu: sitokrom P 450 yang dibuat dari heme): 1. insektisida 2. bahan karsinogen 3. obat-obatan (steroid) 4. hormon estrogen 5. besi dalam bentuk chelated

KIMIA PORFIRIN Porfirin mengandung nitrogen tersier pada 2 cincin pirolen sehingga bersifat basa lemah dan adanya gugus karboksil pada rantai sampingnya menyebabkan juga bersifat asam. Titik isoelektrisnya pada pH 3,0 4,0 mudah diendapkan dalam larutan air Yang berwarna adalah porfirin dan derivat-derivatnya yang mempunyai spektrum absorbsi pada daerah yang dapat dilihat dan daerah UV. Contoh: larutan porfirin dalam HCl 5% mempunyai pita absorbsi pada 400 nm disebut PITA SORET (ciri-ciri penting!) Hematoporfirin mempunyai 2 pita absorbsi yang lebih lemah pada 550 nm dan 592 nm di samping pita soret -dalam pelarut organik, porfirin menunjukkan 4 pita utama seperti pita soret. -bila dilarutkan dalam asam mineral kuat atau pelarut organik dan kemudian disinari dengan UV akan memancarkan fluoresensi merah yang kuat untuk mendeteksi porfirin bebas dalam jumlah kecil.

HEME DISENTESIS DARI SUKSINIL-KoA & GLISIN Dua bahan awal sintesis heme adalah suksinil-KoA, yang berasal dari siklus asam sitrat di mitokondria, dan asam amino glisin. Piridoksal fosfat juga diperlukan dalam reaksi sintesis heme untuk mengaktifkan glisin. Produk reaksi menggabungkan antara suksinil-KoA dan glisin adalah asam -amino--ketoadipat, yang cepat didekarboksilasi untuk membentuk aminolevulinat (ALA). Rangkaian reaksi ini dikatalisis oleh ALA sintase,yaitu enzim penentu kecepatan biosintesis porfirin dalam hepar mamlia.sintesis ALA terjadi dimittokodria.

Pembentukan Heme Memerlukan Penggabungan Besi dengan Protoporforin Tahap terakhir sintesis heme adalah penggabungan besi fero dengan protoporfirin dalam suatu reaksi yang dikatalisis oleh ferokelatase(hemesintase),yaitu ezim metrokondria yang lain. Tiga enzim terakir di jalur ini dan ALA sintase terletak di metrokondri,sedangkan enzim enzim lain terletak di sitosol.baik bentuk dari eridtroid maupun non eritroid(housekeeping)dari keempat enzim pertama ini dapat ditemukan.biosintesis heme terjadi di sebagian besar sel kecuali eritrosid matang yang tidak mengandung mitrokondria.namun,sekitar 85% sintesis heme terjadi di sel prekursor eritroid disumsum tulang dan sebagian besar sisanya di hepatosit. Porfirin nogen yang dijelaskan diatas tidaklah berwarna dan mengandung 6 atom hydrogen tambahan bila dibandingkan dengan porfirin berwarna padananya.porfirin tereduksi

inilah(porfirinogen) dan bukan porfirin padananya dan yang merupakan zat antara sejati dalam biosintesis protoporfiirin dan heme. ALA Sintase adalah enzim regulatorik kunci dalam biosintesis Biosintesis Heme di Hepar ALA Sintase terdapat dalam bentuk hepatic (ALAS 1) dan eritroid (ALAS 2). Reaksi penentu kecepatan dalam sintesis heme di hati adalah reaksi yang di katalisis oleh ALAS 1 suatu enzim regulatorik. Hemi juga memengaruhi translasi enzim dan pemindahannya dari sitosol ke mitokondria. Banyak obat yang jika diberikan kepada manusia dapat menyebabkan peningkatan ALAS 1 secara mencolok. Sebagian besar obat ini metabolism oleh suatu system di hati yang menggunakan hemoprotein spesifik, yaitu sitokrom P450. Selama metabolisme obat-obat tersebut berlangsung pemakaian heme oleh sitokrom P450 sangat meningkat sehingga mengurangi konsentrasi heme intrasel. Penurunan konsentrasi heme intrasel akan memengaruhi derepresi ALAS 1 yang akan dibarengi oleh peningkatan laju sintesis heme untuk memenuhi kebutuhan sel. Regulasi bentuk eritroid ALAS (ALAS 2) berbeda dari regulasi yang terjadi pada ALAS 1. Contohnya, enzim ini tidak induksi oleh obat yang memengaruhi oleh ALAS 1, dan enzim ini tadak mengalami regulasi umpan balik oleh heme. PORFIRIN BERWARNA DAN BERFLUORESENSI Berbagai porfirinogen tersebut tidak berwarna, sedangkan semua porfirin berwarna. Dalam penelitian tentang porfirin atau turunannya, spectrum absorpsi khas yang diperlihatkan masing-

masing dalam region spectrum sinar tampak dan ultraviolet sangat bermanfaat. Salah satu contohnya adalah kurva absorpsi untuk suatu larutan porfirin dalam 5 % asam hidroklorida. Jika porfirin yang dilarutkan dalam asam mineral kuat atau dalam pelarut inorganic disinari oleh sinar ultraviolet, Porfirin tersebut akan memancarkan Fluoresensi merah yang kuat. Fluorsensi ini sedemikian khasnya sehingga sering digunakan mendeteksi adanya sejumlah kecil porfirin bebas. Ikatan yang menyatukan cincin cincin pirol diporfirin merupakan penyebab utama absorpsi dan Fluoresensi khas senyawa golongan ini; ikatan rangkap ini tidak terdapat dalam porfirinogen. Hal yang menarik sifat fotodinamik porfirin adaalah kemungkinan pemakaiannya dalam terapi kanker jenis tertentu, suatu prosedur yang disebut fototerapi kanker. Tumor sering membentuk lebih banyak porfirin disbanding jaringan normal. Jadi, Hematoporfirin atau senyawa terkait dapat diberikan kepada pasien yang mengidap tumor tumor tertentu. Kemudian, tumor diberi laser asrgon yang akan menyebabkan eksitasi porfirin dan menimbulkan efek efek sitotoksik. Spektrofotometri Digunakan untuk Memeriksa Porfirin & Prekursornya Koporoporfirin dan Uroporfirin bermanfaat secara klinis karena pada porfiria, Koproporfirin dan Uroporfirin di ekskresikan dalam jumlah besar. Senyawa senyawa ini jika terdapat di urine atau feses, dapat dipisahkan satu sama lain melalui ekstrasi dengan menggunakan campuran pelarut yang sesuai. Keduanya lalu di identifikasikan dan dapat diukur dengan metode spektrofotometri. ALA dan PBG dalam urine juga dapat diukur dengan uji kolometri yang sesuai. PORFIRIA ADALAH PENYAKIT GENETIK METABOLISME HEME Porfiria adalh sekelompok penyakit yang disebabkan oleh abnormalitas jalur biosentesis heme; penyakit ini dapat bersifat genetic atau didapat. Meskipun tidak prevalen, penyakit ini penting diingat dalam keadaan tertentu. (mis. Sebagai diagnosis banding nyeri abdomen dan pada berbagai kelainan neuropsikiatrik); jika tidak, pasien akan mendapat pengobatan yang tidak tepat. Fotosensitivitas (lebih senang beraktivitas dimalam hari) dan bentuk tubuh yang aneh (disfigurement) yang diidap oleh sebagian penderita porfiria eritropoietik congenital menimbulkan anggapan bahwa para pasien ini mungkin merupakan suatu prototype werewolf (manusia srigala). Belum ada bukti yang menguatkan anggapan ini. Biokomia Mendasari Kausa, Diagnosis, & Pengobatan Porfiria

Dilaporkan ada enam tipe porfiria yang terjadi akibat berkurangnya aktivitas enzim-enzim 3 sampai 8. Jadi, pemeriksaan aktivitas satu enzim atau lebih dengan menggunakan sumber yang tepat (mis. Sel darah merah) penting dalam menegakkan diagnosis pasti pada kasus yang dicurigai porfiria. Individu dengan penurunan aktivitas enzim 1 ( ALAS2) mengalami anemia dan bukan porfiria ( Lihatt table 31-2) pasien dengan aktiviitas enzim 2 ( ALA2 HIDRATASE ) yang rendah pernah dilakukan tetapi sangat jarang, kelainan yang timbul disebut porfiria deisienALA dehidratase. Secara umum, porfiria diwariskan melalui autosom dominan dengan pengecualian porfiria eritropoetik congenital yang diwariskan secara resesif sebagian porfiria dapat didiagnosi sebelum kehamilan dengan menggunakan pelacak gen yang sesuai, seperti kebanyakan kelainan bawaan lain gejala dan tanda porfiria timbul akinat adanya defisiensi produk metabolic setelah blob enzimatik akibat penimbunan metabolic sebelum blog enzimatik. Jika kelainan enzim terjadi pada awal jalur reaksi sebelum terjadinya porfirinogen ALA dan PBG akan menumpuk di jaringan dan cairan tubuh secara klinis pasien mengeluh nyeri abdomen dan gejala neuropsikiatrik, dipihak lain blogenzim yang terjadi belakangan dalam jalur reaksi tersebut menyebabkan penimbunan berbagai porfirinogen. Produk-produk oksidasi yaitu turunan porfirin padanannya menyebabakan fotosensitifitas yakni suatu reaksi terhadap sinar tamapk terpancar gelombang sekitar 400nm porfirin jika terpajang dengan sinar berpanjang gelombang ini, diduga akan tereksitasi dan kemudian bereaksi dengan molekul oksigen untuk membentuk radikal oksigen. Radikal oksigen ini merusak lisosom dan organ lain. Lisosom yang rusak akan membebaskan enzim-enzim degradatif dan menyebabkan kerusakan kulit dalam derajat yang berfariasi termasuk pembentukan jaringan parut. Porfiria dapat diklasifiikasikan berdasarkan organ atau sel yang paling terkena dampaknya.organ atau sel ini biasanya adalah organ atau sel yang menyintesis heme dengan sangat aktif.sumsum tulang membentuk cukup banyak hemoglobin,dan hepar juga aktif dalam menyintesis hemoprotein lain,sitokrom P450.oleh karena itu,salah satu klasifikasi porfiria nenbagi penyakit ini menjadi eritropoietik atau hepatic. ALASI adalah enzim regulatorik kunci jalur biosintesis heme di hati.sejumlah besar obat(mis.barbiturat,griseofulvin)memici enzim.sebagian besar obat ini melakukannya dengan menginduksi sitokrom P450 yang menggunakan heme sehingga menderepresi (menginduksi) ALASI.pada pasien porfiria,peningkatan aktifitas ALASI menyebabkan peningkatan kadar

berbagai precursor heme (sebelum hambatan/blok sintesis) yang berpotensi merugikan. Jadi,konsumsi obat yang dapat memicu sitokrom P450 (yang di sebut sebagai penginduksi mikrosom) dapat memici serangan porfiria. Diagnosis tipe tertentu porfiria umumnya dapat di tegakkan berdasarkan gambaran klinis dan riwayat keluarga,pemeriksaan fisik,dan pemeriksaan laboratorium yang sesuai. Timbal berkadar tinggi dapat memengaruhi metabolism heme dengan berikatan pada gugus SH enzim misalnya ferokelatase dan ALA dehidratase. Hal ini memengaruhi metabolism porfirin. Kadar protoporfirin meningkat di sel darah merah,dan kadar ALA dan koproporfirin di urine meningkat. Diharapkan bahwa di masa mendatang porfiria dapat di tingkat gen. prinsip dasar terapi porfiria adalah simtomatik. KATABOLISME HEME MENGHASILKAN BILIRUBIN Jika hemoglobin dihancurkan,globin akan di urai menjadi asam-asam amino pembentuknya yang kemudian dapat di gunakan kembali, dan besi heme memasuki kompartemen besi (juga untuk didaun ulang) bagian porfirin yang bebas-besi juga diuraikan, terutama di sel repikulo endotel hati, limfa dan sumsum tulang. Kata bolisme heme dari semua protein heme tampaknya dilaksanakan difraksi mikrosom sel oleh suatu sistem enzim ko0mplek yang disebut heme oksigenase. Pada saat heme yang berasal dari protein heme mencapai sistem oksigenase, besi tersebut biasanya telah dioksidasi menjadi bentuk feri, yang membentuk hemen. Sistem heme oksigenase adalah sistem yang dapat di induksi oleh substrat. Besi fero kembali dioksidasi menjadi bentuk feri. Dengan penambahan oksigen lain, besi feri dibebaskan dan karbon monoksida dihasilkan serta terbentuk biliverdin dari pemecahan cincin tetrapirol dengan jumlah molar yang setara. Diperkirakan bahwa 1 g hemoglobin menghasilkan 35 mg bilirubin. Pembentukan belerubin harian pada orang dewasa adalah sekitar 250-350 mg yang terutama berasal dari hemoglobin meskipun ada juga yang diperoleh dari eritropoiesis inefektif dan berbagai protein heme lain, misalnya sitokrom P450. Perubahan kimia heme menjadi bilirubin oleh sel retikuloendotel dapat diamati in vivo sebagai warna ungu heme dalam hematom yang secara perlahan berubah menjadi pigmen kuning bilirubin. Bilirubin yang dibentuk di jaringan perifer diangkut ke hati oleh albumin plasma. Metabolisme bilirubin selanjutnya, berlangsung terutama dihati. Metabolism ini dapt dibagi menjadi tiga proses:

1. Penyerapan bilirubin oleh sel parenkim hati 2. Konjugasi bilirubin dengan glukuronat di retikulum endoplasma 3. Sekresi bilirubin terkonjugasi kedalam empedu. HATI MENYERAP BILIRUBIN Bilirubin hanya sedikit larut dalam air, tetapi kelarutannya dalam plasma meningkat oleh pembentukan ikatan non kovalen dengan albumin. Sejumlah senyawa, misalnya antibiotik dan obat lain bersaing dengan bilirubin untuk menempati tempat pengikatan berafinitas tinggi di albumin. Jadi dsenyawa senyawa ini dapat menggeser bilirubin dari albumin dan menimbulkan dampak klinis yang signifikal. Di hati, bilirubin dikeluarkan dari albumin dan diserap pada ,permukaan sinusoid hepatosit oleh suatu sistem yang diperantarai oleh suatu sistem kareier perantara yang dapat jenuh. Sistem transpor terfasilitasi ini memiliki kapasitas yang sangat besar, bahkan pada kondisi patologi sekalipun, sistem ini masih dapat membatasi laju metabolisme bilirubin. Karena sistem transpor terfasilitasi ini memungkinkan tercapainya keseimbangan antara kedua sisi membran hepatosit, penyerapan netto bilirubin tergantung pada pengeluaran bilirubin melalui jalu-jalur metabolik berikutnya. Setalah masuk kedalam hepatosit, bilirubin berikatan dengan protein sitosol tertentu yang membantu senyawa ini tetap larut sebelum dikonjugasi. Liganding (Anggota famili glutation S-transferase) dan protein Y adalah protein-protein tang berperan. Keduanya juga membantu mencegah aliran balik bilirubin kedalam aliran darah. Konjugasi Bilirubin dengan Asam Glukuronat Terjadi diHati Bilirubin bersifat non polar dan akan menetap disel (misalnya terikat pada lipid) jika tidak dibuat llarut air. Hepatosit mengubah bilirubin menjadi bentuk polar yang mudah diekskresikan dalam empedu denga menambahkan molekul asam glukurinat kesenyawa ini. Proses ini disebut konjugasi dan dapat menggunakan molekul polar selain asam glukuronat (misalny sulfat). Konjugasi bilirubin dikatalisis oleh suatu glukuronosiltranferase yang spesifik. Enzin ini terletak di retikulum endoplasma, menggunakan UDP asm glukuronat sebagai donor glukuronosil, dan disebut sebagai bilirubin UGT. Bilirubin monoglukuronida adalah zat antara dan kemudian diubah menjadi diglukuronoda. Aktifitas bilirubin UGT dapat diinduksi oleh sejumlah obat yang bermanfaat secara klinis, mencakup fenobarbital. Bilirubin Disekresikan ke Dalam Empedu

Sekresi bilirubin terkonjugasi kedalam empedu terjadi oleh suatu mekanisme transpor aktif yang menetukan laju keseluruhan proses metabolisme bilirubin dihati. Protein yang berperan adalah MRP-2 (multidrug resistancelike protein) yang juga disebut multispesific oganic anion transporter (MOAT). Protein ini terletak dimembran plasma kanilukulus empedu dan menangani sejumlah anion organik. Protein ini meruoakan anggot famili transporter ATP binding cassette (ABC). Transpor bilirubin terkonjugasi dihati kedalam empedu dapat diinduksi oleh obat-obatan yang juga mampu menginduksi konjugasi bilirubin. Jadi, sistem konjugasi dan ekskresi untuk bilirubin bertindak seperti satuan unit fungsional terpadu. Biliruin terkonjugasi direduksi manjadi urobilinogen oleh bakteri usus. Sewaktu bilirubin terkonjugasi mencapai ileum terminal dan usus besar, glukurodina dikeluarkan oleh enzim bakteri khusus (-glukuronidase), dan pigmen tersebut kemudian direduksi oleh flora feses. Flora feses menjadi sekelompok senyawa tretrapirol tak berwarna yang disebut urobilinogen. Di ileum terminal dan usus besar, sebagian kecil urobilinogen direabsorpsi dan dieksresi ulam melalui hati sehingga membentuk siklus urobilinogen enterohepatik. Pada keadaan abnormal, terutama jika terbentuk pigmen empedu dalam jumlah berlebihan atau terdapat [penyakit hati yang mengganaggu siklus intra hepatik ini, urobilinogen juga dapat diekskresikan ke urine. Pada keadaan normal, sebagian besar urobilinogen yang tak berwarna dan dibentuk dikolon oleh klorafeses mengalami oksidasi disana menjadi urobilin (senyawa berwarna) dan diekskresikan ditinja. Bbertambah gelapnya tinja ketika terkena udara disebabkan oleh oksidasi urobilin. HIPERBILIRUBINEMIA MENYEBABKAN IKTERUS Jika bilirubin darah melebihi 1 mg/dL (17,1 mol/L), hiperbilirubinemia akan timbul. Hiperbilirubinemia dapat disebabkan oleh pembentukan bilirubin yang melebihi kemampuan hati normal untuk mengekskresikannya, atau disebabkan oleh kegagalan hati (karena rusak) untuk mengekskresikan bilirubin yang diproduksi dalam jumlah normal. Tanpa adanya kerusakan hati, obstruksi saluran ekskresi hati dengan menghambat ekskresi bilirubin juga akan menyebabkan hiperbilirubinimenia. Pada semua keadaan ini, bilirubin tertimbun didalam darah, dan jika konsentrasinya mencapai nilai tertentu (sekitar 2-2,5 mg/dL), senyawa ini akan berdifusi kedalam jaringan yang kemudian menjadi kuning. Keadaan ini disebut ikterus atau jaundice.suatu saat van den bergh secara tidak sengaja lupa menambahkan metanol ketika

berupaya memeriksa pigmen empedu didalam empedu manusia. Dengan terkejut, pembentukan warna normal terjadi secara langsung. Bentuk bilirubin yang akan bereaksi tanpa penambahan metanol ini kemudian dinamai bilirubin yang bereaksi langsung. Untuk biblirubin yang dapat di ukur hanya setelah penambahan metanol ini, kta menggunakan istilah bereaksi tak langsung. Hiperbilirubinemia dapat diklasifikasikan, bergantung pada jenis bilirubin yang ada diplasmayi. Tak-terkonjugasi atau terkonjugasi-menjadi hiperbilirubinemia retensi, akibat produksi berlebihan, atau hiperbilirubinemia regurgitasi, akibat refluks kedalam aliran darah karena obstruksi empedu.

Metabolisme (bahasa Yunani: , metabolismos, perubahan) adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat selular. Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik,

katabolisme, yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk mendapatkan energi anabolisme, yaitu reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekul-molekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh.[1]

Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan dipercepat (dikatalisis) oleh enzim. Pada senyawa organik, penentu arah reaksi kimia disebut promoter dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis. Pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang bereaksi dengan dikatalisis enzim pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat, yang merupakan substrat pada jenjang reaksi berikutnya. Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat pada suatu jenjang reaksi disebut metabolom. Semua ini dipelajari pada suatu cabang ilmu biologi yang disebut metabolomika.

Daftar isi[sembunyikan]

1 Jalur metabolisme o 1.1 Jalur umum o 1.2 Katabolisme o 1.3 Anabolisme o 1.4 Metabolisme obat o 1.5 Lain-lain 2 Sejarah 3 Rujukan 4 Lihat pula 5 Pranala luar

[sunting] Jalur metabolismeJalur-jalur metabolisme penting mencakup:

[sunting] Jalur umum

Metabolisme karbohidrat Metabolisme lemak Metabolisme protein Metabolisme asam nukleat Metabolisme asam assetat

[sunting] KatabolismeJalur katabolisme yang menguraikan molekul kompleks menjadi senyawa sederhana mencakup:

Respirasi sel, jalur metabolisme yang menghasilkan energi (dalam bentuk ATP dan NADPH) dari molekul-molekul bahan bakar (karbohidrat, lemak, dan protein). Jalur-jalur metabolisme respirasi sel juga terlibat dalam pencernaan makanan. o Katabolisme karbohidrat Glikogenolisis, pengubahan glikogen menjadi glukosa. Glikolisis, pengubahan glukosa menjadi piruvat dan ATP tanpa membutuhkan oksigen. Jalur pentosa fosfat, pembentukan NADPH dari glukosa. o Katabolisme protein, hidrolisis protein menjadi asam amino. Respirasi aerobik o Transpor elektron o Fosforilasi oksidatif Respirasi anaerobik,

o o o o

Daur Cori Fermentasi asam laktat Fermentasi Fermentasi etanol

[sunting] AnabolismeJalur anabolisme yang membentuk senyawa-senyawa dari prekursor sederhana mencakup:

Glikogenesis, pembentukan glikogen dari glukosa. Glukoneogenesis, pembentukan glukosa dari senyawa organik lain. Jalur sintesis porfirin Jalur HMG-CoA reduktase, mengawali pembentukan kolesterol dan isoprenoid. Metabolisme sekunder, jalur-jalur metabolisme yang tidak esensial bagi pertumbuhan, perkembangan, maupun reproduksi, namun biasanya berfungsi secara ekologis, misalnya pembentukan alkaloid dan terpenoid. Fotosintesis Siklus Calvin dan fiksasi karbon

[sunting] Metabolisme obatJalur metabolisme obat, yaitu modifikasi dan penguraian obat-obatan dan senyawa ksenobiotik lainnya melalui sistem enzim khusus mencakup:

Sistem sitokrom P450 okidase Sistem monooksigenase berkandungan flavin Metabolisme alkohol

[sunting] Lain-lain

Metabolisme besi dalam tubuh manusia

[sunting] SejarahEksperimen terkontrol atas metabolisme manusia pertama kali diterbitkan oleh Santorio Santorio pada tahun 1614 di dalam bukunya, Ars de statica medecina yang membuatnya terkenal di Eropa. Dia mendeskripsikan rangkaian percobaan yang dilakukannya, yang melibatkan penimbangan dirinya sendiri pada sebuah kursi yang digantung pada sebuah timbangan besar (lihat gambar) sebelum dan sesudah makan, tidur, bekerja, berhubungan seksual, berpuasa makan atau minum, dan buang air besar. Dia menemukan bahwa bagian terbesar makanan yang dimakannnya hilang dari tubuh melalui perspiratio insensibilis (mungkin dapat diterjemahkan sebagai "keringatan yang tidak tampak").

[sunting] Rujukan1. ^ (Inggris) "Overview of Metabolism". ElmHurst College. http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/5900verviewmet.html. Diakses pada 23 Juni 2010.

[sunting] Lihat pula

Metabolomika Metabolom Metabolit Laju metabolisme basal Efek termik pada makanan Biodegradasi

Kamis, 18 Agustus 2011

metabolisme

BAB I PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Metabolisme adalah istilah yang mengacu pada perubahan-perubahan kimiawi yang terjadi didalam tubuh untuk pelaksanaan berbagai fungsi fitalnya. Setiap sel terdiri atas protoplasma yang memiliki kemampuan memungut oksigen dan bahan keperluan lainnya, dan menyisihkan bahan tertentu lainnya sebagai barang buangan, termasuk karbondioksida. Namun, diantara berbagai peruban yang terjadi didalam sel itu terdapat bidang kegiatan kimiawi yang luas dan fungsi tubuh yang sangat erat yang bergantung dari kegiatan tersebut.

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.

Terdapat keseimbangan terus-menerus antara pembangunan atau metabolisme berbagai unsure unsure kompleks dan jaringan yang memakan energy, dan penghancuran atau katabolisme unsure-unsur kompleks yang membebaskan energy. Pada masa pertumbuhan atau masa penyembuhan dari penyakit terdapat anabolisme yang lebih kuat. Pada waktu mati kelaparan atau penyakit terdapat katabolisme predominan.

Metabolisme basal adalah istilah untuk menunjukkan jumlah keseluruhan aktifitas metabolisme, dengan tubuh dalam keadaan istirahat mental dan fisik. Dalam keadaan ini diperlukan oksigen paling sedikit karena jaringan sedang bekerja sedikit.

Kecepatan metabolisme basal diukur pada orang yang sedang istirahat ditempat tidur, belum makan atau minum sewaktu malam, dan yang belum terganggu. Baik pemasokan oksigen maupun pengeluaran karbondioksida diukur.

1.2 RUMUSAN MASALAH 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 Apa yang dimaksud dengan Metabolisme ? Apa saja Metabolisme itu ? Apa saja hasil dari Metabolisme ? Makanan apa saja yang menyediakan panas dan energi ? Sebutkan Macam macam metabolisme ? Apa factor dalam pengendalian metabolisme ?

1.3 TUJUAN 1.3.1 1.3.2 Mengetahui apa yang dimaksud dengan metabolisme. Dapat mengerti fase atau tahap metabolisme.

1.3.3 1.3.4 1.3.5 1.3.6

Mengetahui apa saja yang dihasilkan dari proses metabolisme. Mengetahui makanan apa saja yang menyediakan panas dan energy. Mengerti dan dapat memahami antar metabolise. Dapat mengaplikasikan cara pengendalian metabolisme.

BAB II PEMBAHASAN

2.1 DEFINISI

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.

2.1.1 Macam Metabolisme Metabolisme dibedakan 2 macam: a. Katabolisme : proses penguraian/ pemecahan makanan menjadi energi, yang terjadi pada proses respirasi sel. 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

b. Anabolisme : proses pembentukan (sintesa) zat organik komplek yang berasal dari zat yang lebih sederhana 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)

2.1.2 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 keratin

Kreatin + ATP Fosforil kreatin + ADP Jika otot perlu energi untuk gerak maka fosforil kreatin dipecah Kreatin + ATP. ATP inilah yang digunakan untuk gerak

2.2 METABOLISME KARBOHIDRAT (Carbohydrate Metabolism) 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

1.Fase Metabolisme Karbohidrat a. 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)

b. 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 hidroksi butirat

Ketiga senyawa: asam aseto asetat, aseton dan asam 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

c.

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)

2.3

METABOLISME PROTEIN

1. PROTEIN TUBUH 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

2. 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)

3. 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

4. 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 keton

5. PEMECAHAN PROTEIN Transaminasi: alanin + alfa-ketoglutarat piruvat + glutamate 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

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

2.4 METABOLISME LEMAK (LIPID/ FAT METABOLISM)1.MACAM LEMAK Lemak biologis yang terpenting: lemak netral (trigliserida), fosfolipid, steroid Asam palmitat: CH3(CH2)14-COOH Asam stearat: CH3(CH2)16-COOH 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)

2. 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)

3. MACAM LEMAK PLASMA a. Asam lemak bebas (FFA= free fatty acid) ada dalam plasma darah dan terikat dengan albumin 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

b. 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

4. Fase Metabolisme Lemak 1. (BETA) oksidasi 2. Siklus Kreb 3. Fosforilasi Oksidatif

a. (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) oksidasi ?? asetil co-A

NAMA UMUM Contoh Asam Lemak Asam oleat

RUMUS

RUMUS Oktadeca 9-enoad

C17H33COOH

12 hidroksi okladeca As risinoleat C17H32(OH)-COOH 9-enoad

Asam linoleat

C17H31COOH

Okladeca-9,12 dienoad Okladeca-9,12,15 trienoad Asam eicosanoad

As linolenat

C17H29COOH

b. SIKLUS KREBS

As araksidat

C19H39COOH

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 hidroksibutirat dan Aseton. Ketiga senyawa diatas (asam asetoasetat, asam 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

c. 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

2.5

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 : 1. DNA (deoksiribonucleic acid)

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

2.

RNA (ribonucleic acid) Pentosa: ribosa Basa: adenin, guanin, sitosin, urasil 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 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

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 ureidopropionat CO2 + NH3 Timin Dihidrotimin Asam 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

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.

2.6 METABOLISME PORFIRIN

Porfirin adalah senyawa siklik yang dibentuk dari gabungan empat cincin pirol melalui jembatan metenil (-CH=). Sifat khas porfirin adalah pembentukan kompleks dengan ion-ion logam (metaloporfirin) yang terikat pada atom nitrogen cincin-cincin pirol. Sebagai contoh misalnya heme yang merupakan porfirin besi dan klorofil, merupakan porfirin magnesium.

Di alam, metabolisme porfirin terkonjugasi dengan protein membentuk senyawa-senyawa penting dalam proses biologi, antara lain: (1) Hemoglobin, merupakan porfirin besi yang terikat pada protein globin dan mempunyai fungsi penting pada mekanisme transport oksigen dalam darah;(2) Mioglobin, merupakan pigmen pernafasan yang terdapat dalam sel-sel otot; (3) Sitokrom, berperan sebagai pemindah elektron (electron transfer) pada proses oksidasi reduksi.

1. Kimia Porfirin Porfirin mengandung nitrogen tersier pada 2 cincin pirolen sehingga bersifat basa lemah dan adanya gugus karboksil pada rantai sampingnya menyebabkan juga bersifat asam. Titik isoelektriknya berkisar pada pH 3-4, sehingga pada pH trersebut porfirin mudah diendapkan dalam larutan air. Berbagai jenis porfirinogen tidak berwarna, sedangkan berbagai jenis porfirin berwarna. Porfirin dan derivat-derivatnya mempunyai spektrum absorbsi yang khas pada daerah yang dapat dilihat dan pada daerah ultraviolet. Larutan porfirin dalam HCl 5% mempunyai pita absorbsi pada 400 nm yang disebut pita Soret.

Porfirin dalam asam mineral kuat atau pelarut organik dan kemudian disianari sinar ultraviolet akan memancarkan fluoresensi merah yang kuat. Sifat fluoresensi ini sangat khas sehingga sering dipakai untuk mendeteksi porfirin bebas dengan jumlah yang sedikit. Sifat absorbsi dan fluoresensi yang khas dari porfirin disebabkan oleh ikatan rangkap yang menyatukan cincin pirol. Ikatan rangkap ini tidak ada pada porfirinogen sehingga tidak menunjukkan sifat-sifat tersebut. Jika porfirinogen mengalami oksidasi dengan melepaskan 6 atom H akan terbentuk porfirin yang mempunyai ikatan rangkap.

2. Biosintesis Heme 2.1 Tahap-tahap Biosintesis Heme

Biosintesis heme dapat terjadi pada sebagian besar jaringan kecuali eritrosit dewasa yang tidak mempunyai mitokondria. Sekitar 85% sintesis heme terjadi pada sel-sel prekursor eritoid di sumsum tulang dan sebagian besar sisanya di sel hepar. Biosintesis heme dapat dibagi menjadi 2 tahap, yaitu: (1) Sintesis porfirin; (2) Sintesis heme.

Biosintesis heme dimulai di mitokondria melalui reaksi kondensasi antara suksinil-KoA yang berasal dari siklus asam sitrat dan asam amino glisin. Reaksi ini memerlukan piridoksal fosfat untuk mengaktivasi glisin, diduga piridoksal bereaksi dengan glisin membentuk basa Shiff, di mana karbon alfa glisin dapat bergabung dengan karbon karbosil suksinat membentuk -amino-ketoadipat yang dengan cepat mengalami dekarboksilasi membentuk d-amino levulinat (ALA/AmLev). Rangkaian reaksi ini dikatalisis oleh AmLev sintase/sintetase yang merupakan enzim pengendali laju reaksi pada biosintesis porfirin.

AmLev yang terbentuk kemudian keluar ke sitosol. Di sitosol 2 molekul AmLev dengan perantaraan enzim AmLev dehidratase/dehidrase membentuk porfobilinogen yang merupakan prazat pertama pirol. AmLev dehidratase merupakan enzim yang mengandung seng dan sensitif terhadap inhibisi oleh timbale

Empat porfobilinogen selanjutnya mengadakan kondensasi membentuk tetrapirol linier yaitu hidroksi metil bilana yang dikatalisis oleh enzim uroporfirinogen I sintase (porfobilinogen deaminase). Hidroksi metil bilana selanjutnya mengalami siklisasi spontan membentuk uroporfirinogen I yang simetris atau diubah menjadi uroporfirinogen III yang asimetris dan membutuhkan enzim tambahan yaitu uroporfirinogen III kosintase Pada kondisi normal hampir selalu terbentuk uroporfirinogen III.

Uroporfirinogen III selanjutnya mengalami dekarboksilasi, semua gugus asetatny (A) menjadi gugus metil (M) membentuk koproporfirinogen III. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim

uroporfirinogen dekarboksilase. Enzim ini juga mampu mengubah uroporfirinogen I menjadi koproporfirinogen I.

Selanjutnya, koproporfirinogen III masuk ke dalam mitokondria serta mengalami dekarboksilasi dan oksidasi, gugus propionat (P) pada cincin I dan II berubah menjadi vini (V). Reaksi ini dikatalisis oleh koproporfirinogen oksidase dan membentuk protoporfirinogen IX. Enzim tersebut hanya bisa bekerja pada koproporfirinogen III, sehingga protoporfirinogen I umumnya tidak terbentuk.

Protoporfirinogen IX selanjutnya mengalami oksidasi oleh enzim protoporfirinogen oksidase membentuk protoporfirin IX. Protoporfirin IX yang dihasilkan akan mengalami proses penyatuan dengan Fe++ melalui suatu reaksi yang dikatalisis oleh heme sintase atau ferokelatase membentuk heme.

2.2 Pengendalian Biosintesis Heme Enzim yang bertindak sebagai regulator biosintesis heme adalah AmLev sintase. Heme yang mungkin bekerja melalui molekul aporepresor menghambat sintesis AmLev sintase, dalam hal ini kemungkinan terjadi feed back negative. Obat yang metabolismenya menggunakan hemoprotein spesifik di hati (sitokrom-P450) menyebabkan konsentrasi heme intra seluler menurun. Hal ini menyebabkan represi terhadap AmLev sintase menurun. Aktivitas AmLev sintase meningkat sehingga sintesis heme juga meningkat. Pemberian glukosa dan hematin dapat mencegah pembentukan AmLev sintase sehingga menurunkan sintesis heme.

2.7 PENGENDALIAN METABOLISME Jika kita memperhatian koordinasi antara aktifitas organ tubuh maka akan jelas bahwa terdapat suatu mekanisme pengendali yang ajaib berfungsi untuk memastikan bahwa setiap sel

tidak hanya berfungsi sebagai satu unit saja tetapi juga sebagai bagian dari sebuah organisasi, yaitu tubuh. Ada dua factor yang sangat penting dalam pengendalian metabolisme : System persyarafan. Yang berpusat dan tak sadar. Contoh. Bila sekelompok otot tidak mendapatkan pelayanan syaraf maka kelumpuhan pada anak-anak,otot-otot mengurus karena bagian itu berhenti berfungsi dan pertumbuhan terhambat

Organ endokrin. Sudah diketahui bahwa organ organ tertentu yang disebut endokrin menghasilkan zat yang bersifat kimiawi yang mengawasi kesehatan tubuh. Dengan cara demikian menimbulkan perubahan pada organ lain. Contoh : jika sekresi kelenjar tyroid dihilangkan maka aktifitas metabolic berkurang, dan sebaliknya jika sekresinya diperbesar dengan kecepatan lebih besar atau abnormal, maka metabolisme berjalan dengan kecepatan lebih besar.

Hal lain yang perlu diperhatikan dalam hubungan dengan pengendalian dan pengaturan metabolisme adalah kenyataan bahwa penambahan aktifitas suatu organ dapat dan memang sering menambah aktifitas organ yang lain. Misalnya aktivitas otot menghasilkan penyingkiran CO2 dengan lebih baik. Hadirnya gas ini didalam darah merangsang aktivitas pernapasan, alhasil lebih banyak oksigen dimasukkan dan jantung berdebar lebih kuat guna mendistribusikan oksigen keseluruh jaringan. Dalam hal ini khususnya otot-otot yang memerlukannya untuk dibuat energy dan untuk menyingkirkan produk buangan.

BAB III PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

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.

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

Hasil dari 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

Macam macam metabolisme Metabolisme Karbohidrat; Metabolisme Protein; Metabolisme Lemak; Metabolisme purin dan Pirimidin serta Metabolisme Porfirin

Ada dua factor yang sangat penting dalam pengendalian metabolisme : System persyarafan. Yang berpusat dan tak sadar. Organ endokrin. Yang menghasilkan zat yang bersifat kimiawi yang mengawasi kesehatan tubuh.

3.2 SARAN Begitu besarnya peran metabolisme dalam tubuh kita, untuk itu kecepatan metabolisme harus diperhatiakn. Factor yang mempengaruhi kecepatan metabolisme dapat berupa ukuran tubuh, umur, seks, dan iklim yang mencakup derajat panas, jenis pakaian yang dikenakan dan juga jenis pekerjaan. Pekerjaan sangat berpengaruh pada kecepatan metabolisme karna semakin berat dan banyak aktifitasnya maka metabolismenya semakin besar. Untuk itu agar dapat menutupi kehilangan napas dan untuk mempertahankan produksi energy yang diperlukan guna pembuatan panas dan juga kerja orang memerlukan makanan. Nilai energy makanan telah distandarkan dan dinyatakan dalam jumlah kalori yang dihasilkan.

Di harapkan makalah ini dapat menjadi pembelajaran kita mengenai metabolisme. Diposkan oleh Armala Serotinus di 15:02 Kirimkan Ini lewat EmailBlogThis!Berbagi ke TwitterBerbagi ke Facebook

0 komentar: Poskan Komentar

Porfirin, Molekul yang Mewarnai Hidup

Netsains.Com - Tahukah anda bahwa berbagai proses kehidupan seperti fotosintesis, regulasi gen, metabolisme obat, hingga sintesis hormon tak dapat berjalan baik tanpa keberadaan suatu molekul istimewa yang dikenal dengan nama porfirin? Apakah sebenarnya porfirin itu dan bagaimana perannya dalam kehidupan? Porfirin adalah suatu senyawa organik yang mengandung empat cincin pirol, suatu cincin segi lima yang terdiri dari empat atom karbon dengan atom nitrogen pada satu sudut. Senyawa ini ditemukan pada sel hidup hewan dan tumbuhan, dengan berbagai macam fungsi biologis. Empat atom nitrogen di tengah molekul porfirin dapat mengikat ion logam seperti magnesium, besi, seng, nikel, kobal, tembaga, dan perak. Tiap-tiap logam yang diikat akan memberikan sifat yang berbeda-beda. Jika logam yang diikat di pusat adalah besi, maka kompleks porfirin disebut ferroporfirin, atau heme. Empat gugus heme ini dapat bergabung menyusun hemoglobin, molekul dalam sel darah merah yang berfungsi mengikat oksigen. Sementara vitamin B12 mengandung molekul porfirin dengan ion kobal di tengahnya. Pada klorofil yang merupakan molekul penting pada tanaman yang menangkap energi matahari dan memberi warna hijau, molekul porfirin mengikat ion logam pusat magnesium (Mg). Lalu apa yang terjadi jika metabolisme porfirin terganggu oleh satu atau lain hal? Misalnya bayangkan saja jika proses pembentukan hemoglobin mengalami kelainan sehingga porfirin terakumulasi (tertumpuk) dan dieksresikan pada urin atau tinja. Kelainan ini dikenal dengan nama porfiria, suatu penyakit yang ditengarai memiliki keterkaitan dengan legenda vampir. Porfiria pun sempat menjadi inspirasi bagi kelompok musik AFI (A Fire Inside) dari Amerika. Kelompok musik ini menggubah lagu yang bercerita tentang orang-orang yang terasing berjudul Porphyria Cutaneous Tarda, jenis porfiria yang paling sering ditemui, termasuk tipe yang

menyerang saraf kulit. Dengan segala fungsinya dalam mahluk hidup, porfirin adalah salah satu molekul istimewa yang telah mewarnai kehidupan kita semua. Gambar diambil dari pubchem.nlm.nih.gov

Tentang Penulis: Fajar Ramadhitya Putera