METABOLISME LIPID Prasetyastuti Department of Biochemistry.

Presentasi berjudul: "METABOLISME LIPID Prasetyastuti Department of Biochemistry."— Transcript presentasi:

1 METABOLISME LIPID Prasetyastuti Department of Biochemistry

2 III. METABOLISME ASAM LEMAK
I. LIPOGENESIS II. KETOGENESIS III. METABOLISME ASAM LEMAK TIDAK JENUH

3

4 I. SINTESIS ASAM LEMAK (LIPOGENESIS)
Terjadi di jaringan : hepar, ginjal, otak, paru, glandula mammae, jaringan adiposa Kofaktor : NADPH, ATP, Mn++, HCO3- Substrat : asetil-KoA Produk akhir : asam palmitat Karboksilasi : ATP, Asetil-CoA Karboksilase asetil-KoA + HCO malonil-KoA Asetil- KoA : protein multi enzim , mengandung Biotin Biotin karboksilase Protein pembawa karboksil biotin transkarboksilase

5 Asetil-KoA (CH3-C=O)+ HCO3-  malonil-KoA (CO-CH2-COO-)
REAKSI : Asetil-KoA (CH3-C=O)+ HCO3-  malonil-KoA (CO-CH2-COO-) 2. Malonil-KoA + Asetil-KoA  asil(asetil)-malonil-enzim Dekarboksilasi Red (CO-CH2-COO-) + CH3-C=O - E  CH3-CO-CH2-CO –E  Dehidrasi Red CH3-CHOH-CH2-CO –E  CH3-CH=CH-CO –E  CH3-CH2-CH2-CO –E 3. Reaksi berulang 6 kali  palmitat (16C) Tioesterase Asilgliserol ATP + KoA AMP + PPi Esterifikasi 4. Palmitat palmitoil-KoA Elongasi Asil-KoA

6 Di glandula mammae : tioesterase untuk melepas
asam lemak C8, C10 atau C12 Asetil-KoA : primer (atom C1 & 2) primer : propionil-KoA (3C) asam lemak C gasal Enzim dimer : mensintesis 2 palmitat Sumber NADPH :- Jalur pentosa fosfat - Malat  piruvat (enzim malat) - Isositrat Dehidrogenase Jaringan aktif lipogenesis : liver, jaringan adiposa, glandula mammae laktasi

7

8

9 Karbohidrat  Asam lemak
Sitosol Mitokondria Glukosa (glikolisis)  piruvat asetil-KoA Asetil-KoA Sitrat Sitrat Lipogenesis - Sitrat keluar mitokondria  Malat masuk

10

11 ELONGASI : Di retikulum endoplasmik donor asetil : malonil-KoA - reductan : NADPH Primer : 10 C atau lebih PENGATURAN LIPOGENESIS - Fase anabolik : menyimpan masukan Karbohidrat berlebih menjadi asam lemak Pengatur : status nutrisi Sintesis naik : setelah makan karbohidrat >> Sintesis turun : makan karbohidrat << Kadar makan kaya lipid FFA defisiensi insulin darah >>

12

13 PENGATURAN LIPOGENESIS JANGKA PENDEK & PANJANG
jangka pendek : modifikasi alosterik & kovalen jangka panjang : ekspresi gena pengatur kecepatan reaksi Asetil-KoA karboksilase : enzim alosterik - diaktifkan oleh sitrat (setelah makan >>) - dihambat oleh asil-KoA rantai panjang (feedback negatif) - diatur oleh hormon (glukagon,epinefrin & insulin) 2. Piruvat dehidrogenase Kadar FFA darah naik  piruvat DH inaktif

14 Acyl CoA menghambat piruvat DH melalui
Penghambatan transporter pertukaran ATP-ADP membran dalam mitokondria --Ratio ATP/ADP intramitokondria naik ----- piruvat DH inactif- asetil-KoA utk lipogenesis Oksidasi asil-KoA karena FFA naik -- ratio asetil-KoA/KoA & NADH/NAD+ naik --- piruvat DH dihambat

15

16 Insulin Menstimulasi lipogenesis, dg
meningkatkan aktivitas asetil-KoA karboksilase meningkatkan transport glukosa masuk sel -meningkatkan ketersediaan piruvat utk lipogenesis & G 3-P utk esterifikasi asam lemak mengaktifkan piruvat DH jar adiposa mengaktifkan asetil-KoA karboksilase menekan cAMP intrasel, lipolisis terhambat menurunkan FFA GLUKAGON & EPINEFRIN Menghambat asetil-KoA karboksilase cAMP naik  lipogenesis

17 II. OKSIDASI ASAM LEMAK (KETOGENESIS)
Lipogenesis Asetil-KoA Asam lemak Oksidasi Bukan reaksi reversibel Terjadi pada kompartemen berbeda OKSIDASI : SINTESIS di mitokondria - di sitosol koenzim : NAD+ & FAD - koenzim NADP+ menghasilkan ATP - Perlu ATP & bikarbonat erob

18 Pada kelaparan & DM ---
Oksidasi asam lemak meningkat, hepar memproduksi benda keton/ketosis Benda keton (asam) ---- ketoasidosis--- fatal Glukoneogenesis tgt oksidasi asam lemak --- gangguan oksidasi asam lemak --- hipoglikemia terjadi pada: def carnitin def enzim oksidasi asam lemak(karnitin palmitoiltransferase hambatan oksidasi asam lemak oleh racun mis hipoglisin

19 OKSIDASI ASAM LEMAK (dlm mitokondria)
Di plasma : FFA rantai panjang diikat albumin Di sel : diikat protein pengikat asam lemak Asam lemak rantai pendek, lebih larut air& tdk terionisasi/asam lemak anion REAKSI : Aktivasi Asil-KoA sintetase/tiokinase Asam lemak + ATP + KoA  Asil-KoA + PPi +AMP Asil-KoA sintetase terdapat di : - retikulum endoplasmik - peroksisom - di dalam & membran luar mitokondria - Ada bermacam-macam : spesifik untuk panjang atom karbon berbeda

20 Asam lemak : di sitosol dioksidasi di mitokondria Masuk mitokondria dibawa : karnitin karnitin-palmitoil transferase I Asil-KoA + karnitin asil-karnitin + KoA Membran luar Asil karnitin + KoA Asil-KoA + karnitin Membran dalam

21 MASUKNYA ASAM LEMAK DARI SITOSOL KE MITOKONDRIA

22 β-OKSIDASI ASAM LEMAK JENUH
Dilepaskan 2 karbon C1 & 2 (ujung COOH) asetil-KoA Palmitoil-KoA (C16)  8 asetil-KoA Reaksi siklis 1 siklus menghasilkan : 1 FADH  2 ATP 1 NADH  3 ATP - FADH NADH Asil-KoA  2-trans enoil-KoA  -OH asil-KoA  Ketoasil-KoA  asil KoA (-2C) + asetil-KoA  siklus Krebs - Asam lemak dengan atom C gasal : hasil akhir oksidasi : palmitoil-KoA (3C)  suksinil-KoA  siklus Krebs (glukogenik)

23

24

25

26 ATP yang dihasilkan : Contoh : asam lemak 16 karbon : β-oksidasi : 7 x  FADH2 = 7 x 2 ATP = 14 ATP NADH = 7 x 3 ATP = 21 ATP 8 asetil-KoA : = 8 x 12 ATP = 96 ATP = 131 ATP Aktivasi = ATP Neto ATP hasil = 129 ATP = 129 x 51,6 kJ = 6656 kJ Pembakaran = kJ/mol Yang dapat ditangkap sebagai energi tinggi ; 68%

27 Peroksisom : oksidasi asam lemak rantai sangat panjang (C > 20) Hasil : asetil-KoA + H2O2 Bukan untuk oksidasi asam lemak rantai pendek Oksidasi rantai samping kolesterol dlm pembentukan as. empedu ω DAN α OKSIDASI α oksidasi : dari ujung –COOH memotong 1 C - di otak - tidak memerlukan koenzim A - tidak menghasilkan ATP ω oksidasi - di retikulum endoplasmik - dari ujung CH3  -CH2OH  -COOH (dikarboksilat)

28 OKSIDASI ASAM LEMAK TIDAK JENUH
β-Oksidasi sampai 3-4 atom C dari ikatan rangkap 3-cis-asil-KoA atau 4-cis-asil-KoA  isomerisasi 2-trans-asil-KoA 2trans-4cis-dienoil-KoA β-Oksidasi 3-trans-enoil-KoA 2-trans-enoil-KoA β-Oksidasi

29

30

31 KETOGENESIS - Di hepar Oksidasi asam lemak >>>  asetil-koA >>> kondensasi  asetoasetat  OH-butirat & aseton Benda keton (asam) - Asetoasetat : di sitosol : prekursor kolesterol Asetoasetat + asetil-KoA  OH-CH3-glutaril-KoA (HMG-KoA)intermediet ketogenesis Di jaringan ekstrahepatik sebagai sumber energi Asetoasetat  suksinat  siklus Krebs

32

33

34

35 - Ketonemia : umumnya karena produksi >>>
bukan karena degradasi <<< Ketonemia ≠ ketonuria (nilai ambang >>) PENGATURAN KETOGENESIS Di jaringan adiposa Ketosis tidak terjadi in vivo walau ada kenaikan kadar FFA sirkulasi karena lipolisis FFA : prekursor keton di hepar FFA  30% ke hepar (kondisi lapar/kenyang) kontrol : pengaturan mobilisasi FFA dari lipolisis

36 - Carnitin palmitoiltransferase-I (CPT-I) mengatur
2. Asam lemak : - oksidasi  CO2/benda keton - Esterifikasi  TAG, Fosfolipid (kapasitas >>>) - Carnitin palmitoiltransferase-I (CPT-I) mengatur masuknya ke mitokondria untuk oksidasi aktivitasnya Rendah : cukup makan Tinggi : puasa - Asetil-KoA karboksilase : Makan >>  lipogenesis inhibitor CPT-I - Cukup makan : FFA  masuk liver << FFA  Esterifikasi  VLDL - Puasa : asetil-KoA karboksilase terhambat  CPT-I aktif  mitokondria  oksidasi >>

37 Oksidasi Asam lemak Asetil-KoA  siklus Kreb/ Ketogenesis - benda keton [FFA] serum naik lebih ke pembentukan benda keton dibanding ke SK  kapasitas siklus Krebs terbatas  kelebihan asetil-KoA  ketogenesis  Palmitat  CO2 + H2O = 129 ATP  Asetosetat = 33 ATP  OH-butirat = 21 ATP Hepar mengoksidasi FFA >>, ATP <<

38

39

40

41 III. METABOLISME ASAM LEMAK TIDAK JENUH
Asam lemak tidak jenuh dlm fosfolipid membran sel berfungsi mempertahankan fluiditas membran Ratio P:S dlm diet tinggi - penurunan cholesterol plasma & mencegah penyakit jantung koroner Asam lemak essensial utk sintesis eikosanoat (prostaglandin, tromboksan,leukotrien,lipoksin) Prostaglandin --- inflamasi, sakit, reproduksi Aspirin -- inhibitor sintesis prostaglandin Leukotrien kontraksi otot, chemotaktik, reaksi alergi & inflamasi

42 asam lemak tdk jenuh rantai panjang

43 Sintesis asam lemak monounsaturated
Disintesis dari asam lemak jenuh Stearoil-KoA  oleoil –KoA Berlangsung dlm retikulum endoplasmik Dikatalisis oleh , ∆9desaturase Memerlukan O2, NADH/NADPH

44 Sintesis asam lemak poliunsaturated ω9, ω6 dan ω3

45 Sintesis asam arachidonat dari asam linoleat

46 Defisiensi Diet tdk mengandung lipid, mengandung vitamin A & D Kecepatan pertumbuhan lambat gangguan reproduksi diperbaiki dg pemberian asam linoleat, linolenat & arakhidonat - Yg terdapat dlm jml besar dlm minyak sayuran Utk sintesis eikosanoat As arakhidonat dlm membran 5-15% asam lemak dlm fosfolipid

47 Asam docosaheksanoat Disintesis dr asam linolenat/ Diperoleh langsung dr minyak ikan Kadarnya tinggi dlm retina, kortek serebral, testis & sperma Diperlukan utk perbangan otak & retina Disupply melalui plasenta & susu Penderita retinitis pigmentosa : [DHA] darah rendah

48 Asam lemak unsaturated –trans
Terdapat dlm lemak ruminan Berasal dari kerja mikroorganisme dlm rumen Sb utama dr diet manusia (margarin) Asam lemak –trans berkompetisi dg asam lemak essensial - def asam lemak essensial

49 Sintesis eikosanoat: dari as. Lemak poliunsaturated C 20

50 Jalur siklooksigenase

51 Sintesis leukotrien & lipoksin

52 Simptom defisiensi asam lemak essensial pada manusia adalah:
Simptom defisiensi asam lemak essensial pada manusia adalah: - Lesi kulit - Gangguan transport lipid Defisiensi terjadi pada: Bayi yg mendapat diet formula rendah lemak Pasien yg mendapat nutrisi iv jangka lama rendah asam lemak essensial Pencegahan : Pemberian asam lemak essensial 1-2% total kebutuhan kalori

53 Penyakit metabolisme abnormal asam lemak essensial
Sistik fibrosis Akrodermatitis enteropatika Sindrom hepatorenal Sirosis & alkoholisme Prostanoid tromboksan: Disintesis di platelet Menyebabkan vasokonstriksi & agregasi platelet Sintesisnya dihambat oleh aspirin dosis rendah

54 Prostasiklin(PGI2) Dihasilkan oleh dinding pembuluh darah Inhibitor kuat agregasi platelet Tromboksan dan PGI2 adalah antagonis PG3 & TX3 : Disintesis dr eikosapentanoat (EPA) dlm minyak ikan Menghambat pelepasan arakidonat dr fosfolipid dan pembentukan PG2 & TX2 PGI3 : antiagregator kuat plateletsebagai PGI2 TXA3 agregator lemah dibanding TXA2

55