Metabolisme Lemak Makalah

[Landers Piechotka]

Metabolisme Tumbuhan merupakan mata kuliah pilihan pada program studi biologi. Mata kuliah ini dilengkapi dengan modul e-learning sebagai upaya pembelajaran yang efektif dan efisien dan berkelanjutan. Model pembelajaran yang dikembangkan ialah student centered learning (SCL) dengan fliiped classroom sehingga para mahasiswa sudah mempelajari materi perkuliahan sebelum pelaksanaan pembelajaran kelas atau lapangan. materi pembelajaran atau bahan kajian meliputi: konsep dasar metabolisme tumbuhan, hubungan metabolisme primer dengan metabolisme sekunder, metabolisme karbohidrat, metabolisme protein, metabolisme lemak/lipid, metabolit sekunder tumbuhan, jalur biosintesis metabolit sekunder, penggolongan metabolit sekunder, teknik produksi metabolit sekunder, ekstraksi metabolit sekunder, identifikasi metabolit sekunder, uji antioksidan metabolit tumbuhan, uji antikolesterol metabolit tumbuhan, uji bioaktivitas antikanker metabolit tumbuhan.

Fruktosa berperan penting pada produksi makanan industri sebagai pemanis dalam bentuk High Fructose Corn Syrup (HFCS). Masyarakat Indonesia saat ini menggemari bubble drink atau minuman boba yang ditandai dengan munculnya berbagai merek dan meningkatnya outlet minuman boba. Mengonsumsi fruktosa secara berlebihan atau >50 gram perhari dapat meningkatkan kejadian obesitas, Non-alcoholic Fatty Liver Disease (NAFLD), dan resistensi insulin. Kondisi terburuk adalah NAFLD dapat berkembang menjadi penyakit hati yang lebih berat seperti Non-Alcoholic Steatohepatitis (NASH) dan fibrosis hati. Ekspresi Glucose transporter 2 (GLUT-2) ditemukan melimpah di hepatosit yang berperan dalam penyerapan karbohidrat seperti glukosa dan fruktosa serta memediasi pengeluarannya. Ekspresi GLUT-2 hati diregulasi oleh kadar glukosa dan sensitivitas insulin di hepatosit. Kondisi resistensi insulin memicu peningkatan ekspresi GLUT-2 hati akibat gangguan mekanisme intraseluler. Meningkatnya ekspresi GLUT-2 hati menyebabkan penyerapan fruktosa oleh hepatosit semakin bertambah sehingga menghasilkan substrat yang berlebih. Hal ini berdampak negatif terhadap gangguan metabolisme dan kerusakan organ hati. Selama ini, latihan masih digunakan sebagai tatalaksana non farmakalogi karena menghasilkan banyak manfaat untuk mengobati beberapa penyakit. Terdapat beberapa bentuk olahraga yang bisa diterapkan seperti jalan cepat, lari, berenang, bersepeda, permainan bola, dan angkat beban. Latihan secara teratur mampu mengurangi penumpukan lemak di hati sehingga menghasilkan efek positif terhadap perbaikan sensitivitas insulin. Meningkatnya sensitivitas insulin berdampak pada penurunan ekspresi GLUT-2 hati sehingga mencegah penyerapan fruktosa ke hepatosit. Secara tidak langsung, latihan bermanfaat dalam mengatasi gangguan metabolisme hati yang disebabkan oleh konsumsi fruktosa tinggi.

Berangkat dari hal tersebut Bagas Trio Pamungkas, Purwo Sri Rejeki, Joni Susanto melakukan penelitian yang bertujuan untuk mengkaji efek konsumsi fruktosa tinggi terhadap ekspresi GLUT-2 hati dan manfaat olahraga terhadap metabolisme hati. Penelitian ini menggunakan desain tinjauan pustaka. Artikel yang dipilih bersumber dari PubMed dan ScienceDirect menggunakan kata kunci (yaitu fruktosa tinggi, GLUT-2, olahraga, metabolisme hati, dan resistensi insulin). Kriteria inklusi untuk penelitian ini adalah artikel yang diterbitkan dalam 10 tahun terakhir dan menggunakan metode penelitian eksperimental. Kriteria eksklusi untuk penelitian ini adalah artikel yang diterbitkan di luar 10 tahun terakhir. Berdasarkan pencarian literatur dengan menggunakan kriteria inklusi dan eksklusi, didapatkan 30 artikel terpilih dalam penelitian ini.

Kesimpulan yang didapatkan pada penelitian ini adalah konsumsi fruktosa tinggi dapat menyebabkan peningkatan ekspresi GLUT-2 hati akibat resistensi insulin dan peningkatan kadar glukosa di hati. Olahraga terbukti menghasilkan berbagai manfaat terhadap metabolisme hati melalui pelepasan hepatokin yakni Fibroblast growth factor 21 (FGF21) yang berperan dalam meningkatkan oksidasi lipid dan miokin IL-6 yang berperan dalam mencegah respon inflamasi.

Metabolisme (bahasa Yunani: μεταβολισμος, metabolismos, 'perubahan') adalah seluruh reaksi biokimia yang bertujuan untuk mempertahankan kehidupan pada suatu organisme. Proses ini memungkinkan organisme untuk tumbuh, bereproduksi, mempertahankan struktur, dan merespons lingkungannya. Metabolisme juga dapat diartikan sebagai semua reaksi kimia yang terjadi pada organisme hidup, di antaranya pencernaan dan perpindahan zat di dalam sel dan di antara sel yang berbeda. Di dalam sel, reaksi kimia terjadi secara berantai sehingga produk yang dihasilkan oleh suatu reaksi akan memasuki reaksi lain. Reaksi-reaksi yang saling terhubung ini disebut metabolisme perantara atau metabolisme intermediat dan setiap reaksinya dikatalisis oleh enzim.

Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik, yaitu katabolisme (reaksi untuk menghasilkan energi dengan cara mengurai senyawa organik), seperti pemecahan glukosa menjadi asam piruvat oleh proses respirasi seluler dan anabolisme (reaksi yang memerlukan energi untuk menyusun [sintesis] senyawa organik seperti protein, karbohidrat, lipid, dan asam nukleat dari molekul-molekul yang diperlukan).[1] Tiga tujuan utama metabolisme yaitu mengonversi makanan menjadi energi untuk menjalankan proses pada tingkat seluler, mengonversi makanan menjadi bahan baku penyusun protein, lipid, asam nukleat, dan beberapa jenis karbohidrat, serta mengeliminasi zat sisa metabolisme.

Reaksi kimia pada proses metabolisme terbagi atas beberapa lintasan metabolik yang mengubah suatu senyawa menjadi senyawa yang berbeda melalui beberapa tahapan. Tiap tahapan dalam lintasan difasilitasi dengan enzim yang bersifat spesifik. Fungsi enzim sangat penting pada metabolisme karena membantu organisme menjalankan reaksi yang dinginkan karena reaksi ini membutuhkan energi dan tidak terjadi secara otomatis. Enzim memasangkan reaksi yang difasilitasinya dengan reaksi spontan yang menghasilkan energi sehingga enzim berfungsi sebagai katalis yang mempercepat terjadinya reaksi sekaligus mengatur laju reaksi metabolik. Reaksi kimia dalam metabolisme muncul sebagai respons atas perubahan lingkungan sel atau sinyal dari sel lain.

Pada setiap proses dalam metabolisme, reaksi kimia juga melibatkan sejumlah substrat yang bereaksi dengan enzim sebagai katalis pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat, yang menjadi 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. Laju metabolisme basal suatu organisme adalah ukuran jumlah energi yang dikonsumsi oleh semua reaksi kimia yang terjadi.

Sistem metabolisme suatu organisme menentukan senyawa mana yang merupakan nutrisi dan senyawa mana yang beracun bagi tubuh. Sebagai contoh, beberapa jenis prokariota memakai hidrogen sulfida sebagai nutrien walaupun gas ini bersifat racun bagi hewan. Namun, terdapat ciri khusus dari metabolisme yang umumnya ditemukan pada hampir seluruh spesies yang berbeda, seperti gugus asam karboksilat yang diketahui merupakan sebagai zat antara pada siklus asam sitrat pada semua organisme yang diketahui manusia. Senyawa ini juga ditemukan pada spesies yang sangat berbeda struktur biologisnya, seperti bakteri uniseluler Eschirichia coli dan organisme multiseluler berukuran besar seperti gajah. Kesamaan yang terdapat pada lintasan metabolisme ini mungkin terjadi akibat keberadaan senyawa-senyawa tersebut pada awal sejarah evolusi dan retensi kemunculan mereka yang tinggi pada beragam jenis hewan karena efikasi yang ditimbulkan. Metabolisme sel kanker sangat berbeda dengan sel normal dan perbedaanya ini dapat digunakan sebagai intervensi terapeutik pada penyakit kanker.

Buku karya dari Aristoteles berjudul De Partibus Animalium menjelaskan cukup detail tentang pandangannya terhadap metabolisme yang digambarkan dengan sebuah model diagram alir terbuka. Dia mempercayai bahwa pada setiap langkah di dalam proses saat materi dari makanan ditransformasikan, panas keluar sebagai elemen klasik dari api dan materi residu dieksresikan sebagai urine, empedu, atau tinja.[3]

Ibnu al-Nafis menjelaskan metabolisme pada abad ke-13 dengan menyatakan, "Baik tubuh dan bagian-bagiannya berada dalam kondisi penguraian dan pemberian nutrisi secara berkesinambungan sehingga mereka mengalami perubahan permanen yang tidak dapat dihindari."[4]

Eksperimen terkontrol terhadap metabolisme pada 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 dimakannya hilang dari tubuh melalui perspiratio insensibilis (mungkin dapat diterjemahkan sebagai "keringatan yang tidak tampak").[5]

Pada studi awal, mekanisme proses metabolisme tidak dapat diidentifikasi dan dipercaya bahwa energi vital menggerakkan kehidupan.[6] Pada abad ke-19, Louis Pasteur mengambil kesimpulan bahwa fermentasi mengkatalisis senyawa di dalam sel khamir yang dia sebut "fermen" ketika dia mempelajari proses fermentasi gula menjadi alkohol oleh khamir. Dia menulis bahwa "fermentasi alkohol merupakan suatu kondisi yang berkorelasi dengan kehidupan dan pengaturan oleh sel khamir, bukan kematian atau pembusukan sel tersebut".[7] Penemuan ini selaras dengan publikasi Friedrich Whler pada tahun 1828 dalam karya tulisnya tentang sintesis kimiawi urea, yang dikenal sebagai senyawa organik pertama yang dipersiapkan dari prekursor anorganik lengkap. Penelitian ini membuktikan bahwa senyawa organik dan reaksi kimia yang ditemukan di dalam sel tidak berbeda secara prinsip dengan reaksi kimiawi yang berlangsung di tempat lain.[8]

c80f0f1006