Metabollisme senyawa makro dan mikromolekul Titta Novianti

Pendahuluan Metabolisme pencernaan makromolekul dan mikromolekul meliputi : Struktur Senyawa makromolekul (Karbohidrat, protein dan lipid) Struktur senyawa mikromolekul (mineral dan vitamin Proses pencernaan dan absorbsi senyawa makromolekul dan mikromolekul dalam saluran pencernaan

Karbohidrat Merupakan senyawa yang penting bagi tubuh sebagai sumber energi Merupakan senyawa derivat dari aldehida atau keton Terdiri dari gugusan senyawa C dan OH, sehingga dinamakan senyawa karbohidrat Rumus empiris senyawa Cn(H2O)n HOC-C-C=O OH H

Jenis-jenis karbohidrat Digolongkan berdasarkan kompleksitas molekul : Monosakarida Disakarida Oligosakarida Polisakarida

Monosakarida unit terkecil dari karbohidrat yang tidak bisa lagi disintesis (triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, heptosa,fruktosa, ribosa)

Disakarida karbohidrat yang bisa disintesis menjadi 2 monosakarida maltosa: 2 glukosa, Laktosa:glukosa & galaktosa, sukrosa: glukosa & fruktosa

Reaksi kimia pembentukkan disakarida

Polisakarida Karbohidrat yang dihidrolisis menghasilkan n monosakarida heterogen dan homogen Polisakarida yang penting untuk tubuh: amilum, glikogen, selulosa

Amilum merupakan polimer α-D-glukosa dengan ikatan α (1-4) Kandungan glukosa pada pati bisa mencapai 4000 unit Ada 2 macam amilum yaitu amilosa (pati berpolimer lurus) dan amilopektin (pati berpolimer bercabang-cabang)

glikogen Glikogen merupakan polimer glukosa dengan ikatan α (1-6) Polisakarida ini merupakan cadangan energi pada hewan dan manusia yang disimpan di hati dan otot sebagai granula Glikogen serupa dengan amilopektin

selulosa Selulosa tersusun atas rantai glukosa dengan ikatan β (1-4) Selulosa lazim disebut sebagai serat dan merupakan polisakarida terbanyak

Protein Protein adalah salah satu bio-makromolekul yang penting peranannya dalam makhluk hidup Fungsi protein : sebagai bahan struktural sebagai mesin yang bekerja pada tingkat molekular.

Protein sebagai bahan struktural Protein dapat memerankan fungsi sebagai bahan struktural karena seperti halnya polimer lain, protein memiliki rantai yang panjang dan j dapat mengalami cross-linking Berfungsi sebagai pelindung, contoh : a dan b-keratin pada kulit, rambut, dan kuku dan berfungsi sebagai perekat contoh : kolagen

Protein berperan pada sistem molekuler Protein berperan sebagai biokatalis pada reaksi kimia dalam sistem makhluk hidup. Makromolekul ini mengendalikan jalur dan waktu metabolisme yang kompleks untuk menjaga kelangsungan hidup suatu organisma

Struktur protein Terdapat 4 macam struktur protein, yang dibedakan berdasarkan struktur asam amino sebagai penyusunnya : Struktur primer Struktur sekunder Struktur tersier Struktur kwartener

Struktur primer Struktur ini terdiri dari asam-asam amino yang dihubungkan satu sama lain secara kovalen melalui ikatan peptida Contoh asam amino hasil penterjemahan molekul DNA

Struktur sekunder Terdapat 2 jenis struktur : A heliks b sheet Protein sudah mengalami interaksi intermolekul, melalui rantai samping asam amino Ikatan didominasi oleh ikatan hidrogen antar rantai samping yang membentuk pola tertentu bergantung pada orientasi ikatan hidrogennya

Struktur tersier Merupakan bentuk 3 dimensi dari struktur sekunder Terjadi interakasi intra molekuler seperti ikatan hidrogen, ikatan ion, van der Waals, hidropobik dll

Struktur kwartener Merupakan struktur dengan mengandung banyak molekul protein yang memiliki lebih dari satu struktur tersier Setiap subunit protein dapat melakukan komunikasi dan saling mempengaruhi satu sama lain melalui interaksi intermolekular

Lipid Merupakan senyawa yang relatif tidak larut dalam air (polar) tetapi larut dalam larutan non polar Dikarenakan tidak adanya ikatan H dengan senyawa polar

Klasifikasi lipid Berdasarkan sifat dapat atau tidaknya dihidrolisis, terbagi menjadi : 1. Lipid sederhana : dihidrolisis menjadi alkohol dan asam lemak Trigliserida : dihidrolisis menghasilkan gliserol dan asam lemak Lilin/wax : dihidrolisis menghasilkan asam lemak dan alkohol rantai panjang

2. Lipid Majemuk : jika dihidrolisis menghasilkan asam lemak dan alkohol serta senyawa lain (fosfat, karbohidrat, sulfolipid, gugus amino/kolin, etanolamin, asam amino serin) 3. Turunan Lipid : jika dihidrolisis tidak dapat dihidrolis lanjut, hanya senyawa H2O dan CO2

Pencernaan dalam rongga mulut Rongga mulut menghasilkan saliva (pH 4,0) yg tdd 99,5 % air dan enzim ptialin Air bermanfaat melicinkan dan melarutkan makanan Enzim ptialin mengubah pati/glikogen menjadi maltosa, namun terkadang tidak berjalan semperna karena waktu pencernaan yang relatif pendek

Pencernaan dalam lambung Terdapat 2 jenis kelenjar sekresi ; Kelenjar Sel parietal : menghasilkan asam klorida Kelenjar satu lapis se Sekret yang dihasilkan lambung : getah lambung (pH 1,0), tdd: 97-99 % air, HCl 0,2-0,5 %, musin, garam anorganik, enzim pencernaan (pepsin, renin dan lipase)

Asam klorida H+ pembentuk HCl dalam lambung berawal dari pembentukkan H2O + CO2 → H2CO3 H2CO3 → HCO3- + H+ Terjadi di dalam sel-sel parietal H+ bersekresi dari sel parietal ke dalam lumen lambung dengan proses transport aktif pompa K+ dan ATPase Terjadi pertukaran Cl- dari plasma ke dalam lumen dengan HCO3- , sehingga terbentuk senyawa HCl.

HCl akan menstimulasi denaturasi protein (pelepasan ikatan H pada struktur tersier) sehingga memudahkan enzim proteolitik bekerja pH rendah karena adanya HCl memungkinkan matinya bakteri

pepsin Dibentuk dalam kelenjar selapis sel dari nitrogen tidak aktif yaitu pepsinogen Pepsinogen diaktifkan oleh ion H+ dari asam sehingga melepaskan pepsin aktif Pepsin merubah protein yang telah terdenaturasi menjadi proteosa dan pepton

Rennin Berperan pada koagulasi susu Dengan bantuan Ca, rennin mengkonversi kasein susu menjadi parakasein yang akan dipecahkan oleh pepsin

Lipase Berperan nengelmusikan lipid dengan bantuan kontraksi peristaltik Berperan menghidrolisis triasilgliserol Lipid yang paling mudah dicerna adalah yang memiliki rantai pendek dan memiliki rantai ester pada C-3 contohnya adalah lemak susu

Pencernaan pankreas dan usus Hasil pencernaan lambung berupa chym (bersifat asam) masuk ke dalam usus yang akan dinetralkan oleh sekret pankreas dan empedu yang bersifat basa Kenaikan pH ini penting untuk aktivitas enzim dalam usus, namun menghambat kerja pepsin lebih lanjut

Empedu Empedu dihasilkan oleh hati, mengandung asam empedu atau asam kolat, Na dan Ca Asam empedu berasal dari sintesis kolesterol yang memerlukan O2 dan NADPH Asam empedu primer dari hati, akan diubah menjadi asam empedu sekunder di dalam usus halus oleh aktivitas bakteri dalam usus halus

Fungsi empedu Menurunkan permukaan tegangan air, sehingga lemak akan mudah diemulsikan dan dilarutkan, sehingga memudahkan absorbsi vit A, D, E dan K yang larut dalam lemak serta menutupi partikel makanan sehingga tidak pecah Menetralkan asam makanan dari lambung Pembawa penting bagi ekskresi kolesterol dan zat toksin

pankreas Sekresi pankreas tdd senyawa anorganik (Na+, HCO3-), K+, Cl-, Ca2+, Zn2+, HPO42-, SO42-, dan enzim-enzim : Tripsin, kimotripsin, elastase Karboksipeptidase Amilase Lipase Hidrolase ester kolesteril

Tripsin, kemotripsin, elastase Ke 3 enzim ini bekerja pada protein, proteosa dan pepton untuk diubah menjadi polipeptida Tripsin bekerja pada ikatan peptida asam amino basa Kemotripsin bekerja pada ikatan peptida yang mengandung residu asam amino tak bermuatan (asam amino aromatik) Elastase bekerja pada ikatan yang berdekatan dengan residu asam amino kecil (glisin, alanin, serin)

karboksipeptidase Enzim ini melanjutkan sintesis polipeptida dengan menyerang ikatan peptida karboksi-terminal, membebaskan asam amino tunggal

amilase Mensintesis pati menjadi maltosa,maltotriosa (3 residu glukosa yang dihubungkan oleh oleh ikatan a 1-4), oligosakarida dan glukosa

Lipase Bekerja pada permukaan minyak-air dalam lipid yang telah dielmusikan Hidrolisis terjadi pada ikatan ester (2 fosfolipid) oleh fosfolipase menghasilkan ikatan lipase dengan subtrat Dilanjutkan hidrolisis triasilgliserol menghasilkan gliserol dan asam lemak

Hidrolase ester kolesterol Mengkatalisis esterifikasi kolesterol bebas dengan asam lemak, tetapi di dalam usus enzim inimengkatalisis ester kolesteril sehingga dapat diabsorbsi usus dalam bentuk non ester

Usus Usus menghasilkan getah yang disekresi oleh kelenjar Brunner dan Lieberkuhn yang mengandung enzim-enzim : Aminopeptidase Disakaridase Fosfatase Polinukleotidase Nukleosidas Fosfolipase

Aminopeptidase : berperan menyerang iktan peptida di samping asam amino N-terminal pada polipeptida dan oligopeptida, selanjutnya oleh dipeptidase dibebaskan asam aminonya Disakaridase dan oligosakaridase : mengeluarkan molekul glukosa dari oligosakarida dan disakarida Fosfatase : mengeluarkan fosfat dari senyawa heksosa fosfat, glisero-fosfat dan nukleotida

Polinukleotidase : memecah asam nukleat menjadi nukleotida Nukleosidase : memyerang nukleosida yang mengandung guanin dan hipoxantin Fosfolipase : menyerang fosfolipid sehingga dihasilkan gliserol, asam lemak, asam fosfat, dan kolin

Absorbsi karbohidrat Absorpsi oleh darah dari yeyunum dengan 2 cara yaitu transpot aktif dan difusi Transport aktif : adanya carier pengikat glukosa dan molekul Na+, glukosa diangkut dengan melawan gradien konsentrasinya berbarengan dengan pompa Na+ dan K+ dari dalam sel epiel usus menuju kapiler darah

Absorbsi lipid Lipid meninggalkan fase minyaknya dan berdifusi ke dalam misel campuran senyawa garam empedu dan kolesterol Sehingga memudahkan diserap oleh mukosa usus, maka 98% lipid makanan dapat diabsorpsi

Absorbsi asam amino dan protein Terdapat 2 cara absorpsi asam amino : L-isomer asam amino akan ditransport aktif dengan bantuan vitamin B6 serta energi pompa ion Na+ dan K+ D-isomer asam amino diangkut dengan cara difusi biasa

mikromolekuler Mikromolekul yang dibutuhkan tubuh terdiri atas vitamin dan mineral Vitamin yang dibutuhkan tubuh : vit A,B,C,D, E , dan K

Vitamin Vitamin dikelompokkan menjadi 2 kelompok besar : vitamin yang larut dalam air, yaitu B dan C Vitamin yang larut dalam lemak : vitamin A, D, E, dan K Vitamin yang larut dalam lemak akan disimpan di dalam jaringan adiposa dan di dalam hati Vitamin ini kemudian akan dikeluarkan dan diedarkan ke seluruh tubuh saat dibutuhkan

Vitamin yang larut dalam air hanya dapat disimpan dalam jumlah sedikit dan biasanya akan segera hilang bersama aliran makanan Saat suatu bahan pangan dicerna oleh tubuh, vitamin yang terlepas akan masuk ke dalam aliran darah dan beredar ke seluruh bagian tubuh Apabila tidak dibutuhkan, vitamin ini akan segera dibuang tubuh bersama urin Oleh karena itu, tubuh membutuhkan asupan vitamin yang larut air secara terus-menerus.

Mineral Mineral adalah nutrisi penting untuk pemeliharaan kesehatan dan pencegahan penyakit Mineral dan vitamin bertindak secara interaksi Tubuh perlu vitamin agar mineral dapat bekerja dan sebaliknya Tanpa beberapa mineral / vitamin, beberapa vitamin / mineral tidak berfungsi dengan baik Perbedaan : mineral merupakan senyawa anorganik, sedangkan vitamin organik.

Mineral diklasifikasikan menurut jumlah yang dibutuhkan oleh tubuh Mineral utama (mayor) adalah mineral yang kita perlukan lebih dari 100 mg sehari cont. Kalsium, tembaga, fosfor, kalium, natrium dan klorida Mineral minor (trace elements) adalah yang kita perlukan kurang dari 100 mg sehari, cont kromium, magnesium, yodium, besi, flor, mangan, selenium dan zinc

Mineral dan vitamin akan bekerja bersama-sama dalam melaksanakan fungsi tubuh Misal : untuk pembentukkan sel darah merah, zat Fe, vitamin B12, asam folat. O2, tembaga dan kobalt

Terimakasih