Prinsip-prinsip Biokimia, Metabolisme Karbohidrat, Lemak, Lipid, HDL, LDL,dan VLDL, Metabolisme Purin dan Pirimidin

MAKALAH

ILMU DASAR KEPERAWATAN 1

Di Susun Oleh:

Noor Putri Elliya

NIM:

1803064

Program Studi:

S1 Keperawatan

SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN KARYA HUSADA

SEMARANG

2018

BIOKIMIA

A.       Prinsip-prinsip Biokimia dalam Tubuh Manusia

       Biokimia merupakan salah satu cabang sains yang menemukan dua bidang yang sama penting yaitu biologi dan kimia. Biokimia adalah ilmu yang mempelajari reaksi kimia yang terjadi dalam sel atau organisme yang hidup.

Dalam proses system biokimia memiliki aturan ataupun prinsip kerja. Adapun prinsip-prinsip biokimia antara lain, yaitu:

a.       Struktur kimia dari komponen makhluk hidup dan hubungan antara kimia dengan fungsi biologis.

b.      Mempelajari metabolisme yaitu keseluruhan reaksi kimia dalam makhluk hidup.

c.       Proses kimia dan substansi yang menyimpan dan mnegirimkan informasi biologis, serta molekul genetis (sifat genetisa).

1.      Struktur Sel dalam Biokimia

      Sel adalah bagian terkecil dari makhluk hidup yang dapat melakukan aktivitas biologis. Terdapat berbagai jenis sel yang amat bervariasi dalam ukuran, bentuk, dan fungsi khususnya. Sel juga merupakan makhluk hidup yang terdiri dari satu sel (monoseluler) dan banyak sel (multiseluler).

      Molekul penyusun sel terdiri dari zat kimia organic yang berupa air dan mineral. Sedangkan pada zat kimia organic terdiri dari protein, lipida, karbohidrat, asam nukleat, dan nukleatida. Untuk kehidupan dalam sel, sel memerlukan bahan kimia penyusun sel, energy, dan proses kimiawi.

Organisasi molekul membentuk sel, yaitu:

a.       Protein sebagai penyusun struktur sel dan pelaku aktivitas sel.

b.      Lipida sebagai cadangan energy.

c.       Karbohidrat sebagai sumber utama sel.

d.      Air sebagai media pelarut.

e.       Nukleotida sebagai penyusun asam nukleat.

f.       Mineral sebagai penyusun ion elektrolit dan penyusun jaringan keras.

     Sel yang sejenis akan membentuk jaringan. Berbagai jaringan membentuk organ tubuh dan berbagai organ tubuh berorganisasi membentuk tubuh.

Walaupun berbeda dalam penampilannya, setiap jenis sel menunjukan kesamaan ciri-ciri struktur dasar, yaitu:

a.       Membrane plasma berfungsi mengagkut garam dan nutrient kedalam sel dan mengangkut produk buangan keluar sel.

b.      Sitoplasma sebagai tempat berlangsungnya hamper semua reaksi ensimatis dari metabolisme sel.

c.       Ribosom terdapat didalm sitoplasma dan merupakan granula kecil yang berfungsi untuk mensintesa protein.

d.      Inti sel merupakan tempat terjadinya replikasi senyawa genetika dan penyimpanan dalam bentuk DNA.

Cara sel mendapatkan energy dari molekul makanan, yaitu:

a.         Molekul bahan bakar berupa karbohidrat, protein, dan lipida.

b.        Molekul pembawa energy, yaitu: ATP, NADPH, NADH, FADH_2, Asetil KoA.

Unsur-unsur kimia penyusun molekul kehidupan

H = hidrogen O = oksigen C = karbon N = nitrogen P = fosfor S = sulfur 95%

K = kalium Na = Natrium Ca = Kalsium Mg= Magnesium Cl = Chlor 4,5%

Fe = Ferrum Mn = Mangan I = Iodium F = Fluor Cu = Cuprum Co = Cobalt Zn = Zink Se = selenium Mo = Molibdenum 0,49999%

Si = Silikon B  = Boron Sn = Stannum Cr = Chrome Al = Aluminium Pb = Plumbum Ag = Argentum Hg = Hidrargirum 0,00001%

2.      Metabolisme Sel di Organisasi oleh Enzim

Molekul kimia penyimpan energy terbaik bagi sel hidup disebut sebagai sumber energy, yaitu:

a.       Karbohidrat

Karbohidrat merupakan senyawa yang terdapat dalam tubuh dengan jumlah besar didalam tubuh. Karbohidrat terdiri dari 3 bagian, yaitu: monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Karbohidrat berperan sebagai sumber energy utama dalam sel.

b.      Lipida

Lipida merupakan senyawa yang tersusun dari usnsur karbon, hydrogen, dan oksigen. Lemak memiliki sifat tidak larut dalam air dan memiliki kekentalan yang tinggi. Contoh lemak adalah trigliserida, fosfolipid, steroid. Lemak berperan sebagai penyusun system membrane sel dan cadangan energy.

c.       Protein

Protein merupakan polipeptida yang tersusun atas asam amino. Protein berfungsi sebagai penyusun sel dan sebagai pelaku dari aktivitas sel.

       

        Setiap reaksi kimia didalam sel memerlukan enzim dan enzim merupakan protein pelaku reaksi kimia. Untuk beberpa enzim memerlukan koenzim untuk bekerja. Kerja enzim dapat menyebabkan reaksi berlangsung cepat dan reaksi bisa berlangsung pada suhu tubuh.

B.     Metabolisme Karbohidrat, Protein, dan Lipid

       Metabolisme adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi dalam hidup organisme untuk mempertahankan hidup, berkembang biak, mempertahankan struktur, dan merespon lingkungan.

Metabolisme terdiri atas 2 proses, yaitu:

a.       Anabolisme (proses penyusun energy kimia melalui sintesis senyawa-senyawa organic. Pada proses ini terjadi reaksi perangkaian senyawa organic sederhana menjadi lebih kompleks).

b.      Katabolisme (proses penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana).

Cara sel mendapatkan energy dari molekul makanan, yaitu:

a.       Molekul bahan bakar berupa karbohidrat, lipida, dan protein.

b.      Molekul pembawa energy, yaitu: ATP, NADPH, NADH, FADH₂, dan Asetil KoA.

1.      Karbohidrat

a)      Pengertian Karbohidrat

      Kata karbohidrat berasal dari kata karbon (C) dan air (H₂O). Secara sederhana karbohidrat didefinisikan sebagai polimer sakar (polimer gula). Karbohidrat adalah senyawa karbon yang mengandung sejumlah besar gugus hidroksil (-OH). Karbohidrat paling sederhana bisa berupa aldehid (disebut polihidroksialdehid atau aldosa) atau berupa keton (disebut polihidroksiketon atau ketosa). Berdasarkan pengertian di atas berarti diketahui bahwa karbohidrat terdiri atas atom C, H dan O. Adapun rumus umum dari karbohidrat adalah: (CH₂O)_n atau C_nH_2nO_n.

b)      Fungsi Karbohidrat

      Ada banyak fungsi dari karbohidrat dalam penerapannya di industri pangan, farmasi maupun dalam kehidupan manusia sehari-hari. Di antara fungsi dan kegunaan itu ialah sebagai berikut:

1.      Sebagai sumber kalori atau energi

2.      Sebagai bahan pemanis dan pengawet

3.      Sebagai bahan pengisi dan pembentuk

4.      Sebagai bahan penstabil

5.      Sebagai sumber flavor (karamel)

6.      Sebagai sumber serat

Karbohidrat dibagi menjadi 3 golongan, yaitu:

1.      Monosakarida: fruktosa, glukosa, dan galaktosa.

2.      Disakarida: maltosa, sukrosa, dan laktosa.

3.      Polisakarida: tepung (amilum), selulosa, dan glikogen.

c)      Metabolisme Karbohidrat

Di dalam sistem pencernaan, karbohidrat mengalami degradasi dengan bantuan enzim, seperti:

1.      Fungsi Enzim Amilase (Menguraikan molekul amilum (pati) menjadi maltose).

2.      Fungsi Enzim Maltase (Menguraikan molekul maltosa menjadi glukosa).

3.      Fungsi Enzim Sukrase (Mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa).

4.      Fungsi Enzim Laktase (Menguraikan laktosa menjadi glukosa dan galaktosa).

5.      Fungsi Enzim Selulose (Menguraikan selulosa menjadi selobiosa).

6.      Fungsi Enzim Pektinase (Menguraikan pektin menjadi asam pectin).

7.      Fungsi Enzim Dektrase (Menguraikan amilum menjadi dektrin).

     Molekul karbohidrat lalu degradasi menuju molekul glukosa diabsorbsi dalam jonjot-jonjot usus, masuk pembuluh darah lewat vena porta dialirkan ke hati diubah menjadi glikogen. Bila jumlah glukosa yang dikonsumsi melebihi keperluan tubuh, sebagian glukosa ditimbun di hati dan otot sebagai glikogen. Hal ini disebabkan kapasitas pembentukan glikogen terbatas dan pola penimbunan glikogen telah mencapai batasnya. Kelebihan glukosa akan diubah menjadi lemak dan ditimbun di dalam jaringan dan lemak.

d)     Kelainan Metabolisme Karbohidrat

1)      Glikogenosis

2)      Intolerensi Fruktosa Herediter

3)      Diabetes Mellitus

4)      Galaktosemia

5)      Fruktosuria

6)      Pentosuria

7)      Intoleransi pada Laktosa

2.      Protein

a)      Pengertian Protein

Protein  merupakan senyawa polimer organik yang berasal dari monomer  asam amino yang mempunyai  ikatan peptida. Istilah protein berasal dari bahasa Yunani “protos” yang memiliki arti “yang paling utama”. Protein diperlukan untuk pertumbuhan dan memperbaiki sel-sel yang rusak. Lebih kurang 20% dari makanan kita harus dalam bentuk protein. Protein tersusun atas unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (N), kadang-kadang unsur phosphor (P), dan sulfur (S).

b)      Pembentukan Protein

Protein dibentuk dari asam amino, yaitu:

1)      Asam amino esensial yaitu asam amino yang tidak dapat dibentuk
oleh tubuh. Ada 8 asam amino esensial , yaitu: isoleusin, leusin, lisin, metionin, valin, triptofan, treonin, dan fenilalanin.

2)      Asam amino nonesensial, yaitu asam amino yang dapat disintesis oleh tubuh. Contoh: alanin, asparagin, glisin, glutamin, dan prolin.

Fungsi protein:

1.      Membangun sel-sel yang rusak.

2.      Sumber energi.

3.      Pengatur asam basa darah.

4.      Keseimbangan cairan tubuh.

5.      Pembentuk antibodi.

c)      Metabolisme Protein

Metabolisme protein dikatalisis oleh beberapa enzim, yaitu:

a.       Pepsin, merombak protein menjadi asam amino.

b.      Renin, mengubah kaseinogen menjadi kasein (susu) yang diaktifkan oleh susu.

c.       Kemotripsin, menguraikan protein menjadi peptida dan asam-asam amino.

d.      Tripsin, mengubah protein menjadi peptida dan asam amino.

e.       Erepsin, mengubah pepton menjadi asam amino.

f.       Peptidase, mengubah polipeptida menjadi asam-asam amino.

       Protein diserap oleh dinding usus dalam bentuk asam amino, melalui pembuluh darah vena porta menuju ke hati. Pada proses metabolisme asam amino, proses dekarboksilasi yang memisahkan gugusan karboksil dengan asam amino menjadi ikatan baru, yang merupakan zat antara yang masih mengandung unsur nitrogen. Selanjutnya, terjadi proses transaminasi yang menghasilkan pemindahan gugusan asam amino (NH2) dari asam amino ke ikatan lain, menjadi asam amino yang berbeda dengan asam amino yang pertama.

3.      Lipid

a)      Pengertian Lipid

       Salah satu kelompok senyawa organik yang terdapat dalam tumbuh-tumbuhan, hewan atau manusia dan yang sangat berguna bagi kehidupan manusia ialah lipid. Untuk memberikan definisi yang jelas tentang lipid sangat sukar, sebab senyawa yang termasuk lipid tidak mempunyai rumus struktur yang serupa atau mirip. Sifat kimia dan fungsi biologinya juga berbeda-beda. Walaupun demikian para ahli biokimia bersepakat bahwa lemak dan senyawa organik yang mempunyai sifat fisika seperti lemak, dimasukkan kedalam satu kelompok yang disebut lipid.

b)      Jenis-jenis Lipid

Lipid terdiri dari beberapa golongan berdasarkan kemiripan struktur kimianya, yaitu:

1.      Asam lemak, terdiri atas asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh

2.      Gliserida, terdiri atas gliserida netral dan fosfogliserida

3.      Lipid kompleks, terdiri atas lipoprotein dan glikolipid

4.      Non gliserida, terdiri atas sfingolipid, steroid dan malam

c)      Sifat-sifat lemak

1.      Mengapung pada permukaan air

2.      Tidak larut dalam air

3.      Mencair pada suhu tertentu

4.      Melarutkan vitamin A, D, E, dan K

d)     Metabolisme Lemak

Sintesa lemak disebut lipogenesis, terjadi di sitoplasma, dibantu enzim
lipase. Secara umum sintesa lemak dibagi dalam 3 bagian, yaitu:

1.      Pembentukan gliserol. Dari senyawa antara glikolisis, yaitu dihidroksi aseton fosfat yang diubah menjadi senyawa fosfogliseraldehida.

2.      Pembentukan asam lemak. Dari penambahan berulang senyawa berkarbon dua (C2), yaitu malonil CoA dari Asetil CoA dalam siklus Krebs.

3.      Penggabungan gliserol dengan asam lemak.

HDL, LDL, dan VLDL

          Dua lemak utama dalam darah adalah kolesterol dan trigliserida. Lemak mengikat dirinya pada protein tertentu sehingga bisa mengikuti aliran darah, gabungan antara lemak dan protein ini disebut lipoprotein. urutan lipoprotein dari ukuran terbesar ke terkecil, yaitu:

1.      Kilomikron merupakan lipoprotein yang paling besar, dibentuk di usus dan membawa trigliserida yang berasal dari makanan. Fungsi kilomikron adalah mengangkut lipid dari makanan di lumen usus (terutama triasilgliserol) kedalam peredaran darah.

2.      VLDL (Very Low Destiny Lipoproteins) dibentuk oleh sel-sel parenkim hepar. Fungsi VLDL adalah mengangkut triasilgliserol (terutama) dan kolestrol yang melebihi kebutuhan hepar untuk dibawa kejaringan diluar hepar (jaringan ekstra hepatic).

3.      LDL (Low Destiny Lipoproteins) sebagian besar LDL dibentuk dari VLDL . LDL merupakan bentuk dalam tahap akhir metabolisme VLDL. Fungsi LDL adalah untuk transport kolesterol ke jaringan perifer dan mengatur sintesis kolesterol de novo.

4.      HDL (High Destiny Lipoproteins) disintesiskan dna disekresikan baik oleh hepar maupun oleh intestinum (namun HDL nascent dari intestinum tidak mengandung apolipoprotein C dan E, tapi hanya mengandung apolipoprotein A). Fungsi HDL adalah bertindak sebagai tempat penyimpanan untuk apo C dan apo E yang dibutuhkan dalam metabolisme kilomikron dan VLDL dan mengambil kolesterol yang dilepaskan dalam plasma dari sel-sel yang mati dan dari membrane sel yang mengalami pergantian.

C.     Metabolisme 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.

·         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).

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 β ureidopropionat → CO2 + NH3.

·         Timin → Dihidrotimin → Asam β ureidoisobutirat → CO2 + NH3.

·         Katabolisme pirimidin terutama berlangsung di hati.

KELAINAN METABOLISME PURIN

Kelainan metabolisme purin, yaitu:

1.      Gout yang merupakan suatu penyakit diman terjadi penumpukan asam urat dalam tubuh secara berlebihan, baik akibat produksi yang meningkat, pembuangan melalui ginjal yang menurun atau peningkatan asupan makanan kaya purin.

2.      Sindrom Lesch-nyhan adalah suatu hiperurisemia over produksi yang sering disertai litiasis asam urat serta sindrom self-multilation terjadi karena tidak berfungsinya enzim hipoxantin-guaninfosforibosil transferase yang merupakan enzim pada penyelamatan pada reaksi purin.

3.      Penyakit Von Gierke adalah defisiensi glukosa fosfatase yang terjadi karena sekunder akibat peningkatan atau pembentukan precursor PRPP, ribose 5-fosfat, disamping it asidosis laktat yang menyertai akan menikan ambang ginjal untuk urat sehingga terjadi peningkatan total kadar urat dalam tubuh.

KELAINAN METABOLISME PIRIMIDIN

Kelainan autosomal resesif, yaitu:

1.      Hereditary orotic aciduria

a.       Tipe I: tipe yang sering def. orotat fosforibosil transferase dan orotidilat dekarboksilase. Terjadi anemia megaloblastik, terdapat kristal jingga dalam urine.

b.      Tipe II: karena defisiensi orotidilat dekarboksilas.

2.      Reye’s Syndrome

       Gangguan pada mitokondria hati. Orotikasiduria sekunder karena ketidakmampuan mitokondria memakai karbamoil fosfat (pada defisiensi ornitin trankarbamoilase) overproduksi asam orotat.

                                                      

DAFTAR PUSTAKA

Kris, Anakardian. (2017). Anatomi Fisiologi dan Biokimia Keperawatan. Yogyakarta: Pustaka Baru Press.

Suparyanto. Metabolisme Purin dan Pirimidin. 10 Januari 2010.

http://dr-suparyanto.blogspot.com/2010/01/metabolisme-purin-dan-pirimidin.html

Diliyani, Susan. Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein. 22 Juli 2013. http://susandili.blogspot.com/2013/07/metabolisme-karbohidratlemakdan-protein.html

Samudra, Rini. Metabolisme Karbohidrat, Lipid, dan Protein. 15 Juni 2014. http://rinisamudra.blogspot.com/2014/06/metabolisme-karbohidrat-lipid-dan.html