Metabolisme Lipid

Metabolisme lipid melibatkan serangkaian proses biokimia yang terjadi dalam tubuh untuk memproses, mengubah, dan menggunakan lipid sebagai sumber energi, serta untuk membangun dan memelihara struktur sel dan jaringan.

Lipid

  • Lipid didefinisikan sebagai kelompok senyawa heterogen yang meliputi lemak, minyak, steroid, wax dan senyawa terkait
  • Sifat lipid: Mereka memiliki sifat umum yaitu
    • Relatif tidak larut dalam air (hidrofobik)
    • Larut dalam pelarut nonpolar (e.g. eter dan kloroform)
  • Lipid penting dalam makanan karena nilai energi tinggi, serta mengandung asam lemak esensial dan vitamin larut lemak.
  • Lemak disimpan dalam jaringan adiposa dan berfungsi sebagai isolator termal.
  • Klasifikasi lipid adalah sebagai berikut:

Lipolisis

  • Lipolisis merupakan proses metabolisme dimana lemak dipecah menjadi gliserol dan asam lemak bebas. 
  • Gliserol digunakan sebagai sumber karbon untuk pembentukan glukosa, sementara asam lemak bebas digunakan untuk produksi energi atau diubah menjadi badan keton. 
  • Lipolisis penting saat tubuh kekurangan glukosa darah dan lemak digunakan sebagai sumber energi utama. 
  • Enzim-enzim yang berperan dalam lipolisis diantaranya: lipase trigliserida adiposa (ATGL), lipase sensitif hormon (HSL), dan lipase monogliserida (MGL). 
  • Mekanisme lipolisis:

Beta Oksidasi

  • Beta-oksidasi merupakan sumber energi metabolik yang signifikan selama periode antar makanan dan saat kebutuhan energi tinggi (e.g. olahraga). 
  • Kondisi metabolik ini merangsang pelepasan asam lemak dari jaringan adiposa karena sekresi mediator sirkulasi, seperti epinefrin dan glukagon, yang meningkatkan laju lipolisis.
  • Beta-oksidasi mitokondria digunakan untuk memasok asetil KoA ke dua jalur terpisah berdasarkan lokasi jaringan.
    • Otot rangka dan jantung: menghasilkan produksi substrat untuk siklus tricarboxylic acid (TCA), dalam bentuk asetil KoA, dan memberikan ATP untuk miosit.
    • Hepatosit: menyediakan asetil KoA untuk sintesis badan keton selama kondisi puasa yang berkepanjangan, di mana cadangan glikogen telah habis.

Sumber gambar: https://en.wikipedia.org/wiki/Beta_oxidation

Keterangan:

    • Acyl CoA dehydrogenase: Membentuk ikatan rangkap trans pada asil KoA dan menghasilkan FAD(H2) (1.5 ATP).
    • Enoyl CoA hidratase: Melakukan hidrasi ikatan rangkap pada asil KoA.
    • Beta-hidroksi asil KoA dehidrogenase: Mengoksidasi karbon beta dan menghasilkan NADH (2.5 ATP).
    • Beta-keto tiolase: Memutus ikatan antara karbon alfa dan beta, menghasilkan asetil KoA dan asil KoA yang lebih pendek.
    • Oksidasi beta mitokondria menghasilkan setara 4 ATP per putaran oksidasi, dalam bentuk satu molekul FAD(2H) dan satu molekul NADH, serta satu molekul asetil KoA.

 

Lipogenesis

  • Lipogenesis merupakan proses metabolisme dimana asetil-KoA diubah menjadi asam lemak dan trigliserida.
  • Lipogenesis terjadi terutama di hati dan jaringan adiposa.
  • Hormon insulin, leptin, dan hormon pertumbuhan merupakan hormon yang mengatur lipogenesis.
  • Regulasi lipogenesis dipengaruhi oleh:
    • Nutrisi
    • Status endogen individu
    • Faktor lingkungan
  • Lipogenesis berperan penting dalam penyimpanan energi dalam bentuk lemak di jaringan adiposa.
  • Mekanisme lipogenesis:

Sumber gambar: sciencedirect.com

Kolestrol & Transportasi Lipid

  • Kolesterol adalah komponen struktural dari membran sel dan berperan untuk mensintesis berbagai hormon steroid, vitamin D, dan asam empedu.
  • Kolesterol dapat disintesis secara de novo oleh tubuh manusia (di hati dan usus) dan juga dapat diperoleh dari makanan. 
  • Fungsi dari kolestrol bagi tubuh diantaranya:
    • Merupakan komponen struktural membran sel sehingga penting untuk stabilitas sel.
    • Merupakan prekursor hormon steroid, termasuk hormon seks dan hormon stres.
    • Diperlukan untuk sintesis vitamin D dan penyerapan kalsium.
    • Berperan dalam pembentukan asam empedu untuk pencernaan lemak.
    • Penting untuk fungsi otak dan sistem saraf.

Meskipun kolestrol penting untuk fungsi sel, kenaikan kadar kolestrol dapat menimbulkan beberapa masalah kesehatan:

 

  • Peran kolestrol dalam transportasi lipid dapat dilihat dalam diagram alir “proses transportasi lipid” berikut:

Sumber gambar: researchgate.net 

 

  • Tabel fungsi lipoprotein

Pengaruh Lemak terhadap Kesehatan

  • Lemak merupakan komponen penting dalam diet, tetapi tiap jenis lemak memiliki efek yang berbeda-beda untuk kesehatan
  • Terdapat tiga jenis utama lemak yang perlu dikenali: lemak jenuh, lemak trans, dan lemak tak jenuh (ganda dan tunggal).

Peran lipid dalam Membran Sel, Isolasi Termal, Penyerapan Vitamin.

  1. Peran lipid dalam membran sel
    • Komponen Struktural: Lipid menyusun komponen utama membran sel yang disebut fosfolipid. Fosfolipid membentuk lapisan ganda yang disebut bilayer lipid, yang memberikan struktur dan kestabilan pada membran sel.


      Sumber gambar: https://my.clevelandclinic.org/

    • Pengaturan Permeabilitas: Lipid dalam membran sel berperan penting dalam mengatur permeabilitas selektif membran terhadap zat-zat tertentu. Lipid dapat membentuk saluran lipid atau melibatkan protein khusus dalam transportasi molekul melintasi membran sel.


      Sumber gambar: https://www.ionchannellibrary.com/

  2. Peran Lipid dalam Isolasi Termal:
    • Isolator Termal: Lemak subkutan (lemak di bawah kulit) berfungsi sebagai isolator termal alami yang membantu mengurangi kehilangan panas tubuh. Lemak menyediakan lapisan isolasi yang membantu menjaga suhu tubuh yang optimal dalam lingkungan yang berbeda.
  3. Peran Lipid dalam Penyerapan Vitamin:
    • Pelarut Vitamin: Lemak membantu melarutkan vitamin-vitamin larut lemak seperti vitamin A,D,E, dan K agar dapat diserap oleh tubuh.
    • Transportasi Vitamin: Lipoprotein, yang terdiri dari lipid dan protein, berperan dalam transportasi vitamin larut dalam lemak melalui aliran darah ke jaringan dan organ yang membutuhkannya.

Referensi

  1. Varelis, P., Melton, L., & Shahidi, F. (2018). Encyclopedia of food chemistry. Elsevier.
  2. DiNicolantonio, J. J., & O’Keefe, J. H. (2022). Monounsaturated Fat vs Saturated Fat: Effects on Cardio-Metabolic Health and Obesity. Missouri Medicine, 119(1), 69.
  3. Craig M, Yarrarapu SNS, Dimri M. Biochemistry, Cholesterol. [Updated 2022 Aug 15]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK513326/
  4. Rodwell VW, Bender DA, Botham KM, Kennely PJ, and Weil PA. Harper’s Illustrated Biochemistry. 30th ed. McGraw-Hill Education; 2015
  5. Talley JT, Mohiuddin SS. Biochemistry, Fatty Acid Oxidation. [Updated 2023 Jan 16]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK556002/
  6. Edwards M, Mohiuddin SS. Biochemistry, Lipolysis. [Updated 2022 Jul 18]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2023 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK560564/

Daftar Isi

Customer Support umeds