BLOK BASIC MEDICAL SCIENCE-2

RESUMESMALL GROUP DISCUSSION (SGD)

PERUBAHAN METABOLISME PUASA & KELAPARAN

Tutor/ Pembimbing :

drg. Disusun Oleh :

Citra Veony FinastikaG1G012034KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

FAKULTAS KEDOKTERAN DAN ILMU-ILMU KESEHATAN

JURUSAN KEDOKTERAN GIGI

PURWOKERTO

2013PERUBAHAN METABOLISME PUASA & KELAPARAN

A. Metabolisme Sumber Energi dan Keseimbangan Energi dalam Kondisi NormalMenurut Waugh dan Grant (2003) dalam Fauziyati (2008), tubuh membutuhkan energi untuk mendukung aktivitas internal maupun eksternal. Sumber energi dapat diperoleh dari makanan yang mengandung karbohidrat, lemak, dan protein. Makanan yang normal memiliki proporsi kandungan karbohidrat sebesar 55-75%, lemak sebesar 15-30%, dan protein sebesar 10-15%. Menurut Sherwood, (2001), bahan makanan tersebut akan dipecah menjadi molekul yang lebih sederhana. Selanjutnya, setengah energi di dalam molekul nutrien tersebut akan disimpan dalam bentuk ATP. Sedangkan setengah lainnya akan segera dimetabolisme menjadi energi panas. Menurut Ganong, (2008), energi yang dihasilkan untuk tiap 1 gram karbohidrat yang dioksidasi adalah sebesar 4,1 kkal/ gram. Sementara oksidasi lemak menghasilkan 9,3 kkal/ gram dan oksidasi protein menghasilkan 4,1 kkal/ gram. Energi yang dihasilkan akan digunakan untuk kebutuhan kerja tubuh melalui proses metabolisme terlebih dahulu.Menurut Ganong, (2008), karbohidrat dalam sirkulasi darah diedarkan dalam bentuk glukosa. Glukosa menjadi sumber energi utama untuk sebagian besar sel, terutama otak. Metabolisme karbohidrat berlangsung di dalam sel. Glukosa akan difosfolirasi menjadi glukosa-6-fosfat dengan katalis enzim heksokinase. Selain enzim tersebut, di dalam hati juga terdapat enzim glukokinase. Selanjutnya glukosa-6-fosfat dipolimerisasi menjadi glikogen atau dikatabolisasi. Proses ini disebut dengan glikogenesis. Glikogen disimpan di dalam hati dan otot. Cadangan glikogen ini hanya cukup untuk mencukupi kebutuhan energi kurang dari satu hari. Glikogen yang disimpan akan dipecah menjadi glukosa melalui proses glikogenolisis. Kemudian, glukosa yang terbentuk akan dikatabolisme kembali menjadi asam piruvat atau laktat (atau keduanya) melalui proses glikolisis. Katabolisme glukosa terjadi melalui jalur Embden-Meyerhoff dan jalur oksidatif langsung. Pada jalur Embden-Meyerhoff glukosa akan diubah menjadi piruvat melalui pemecahan fruktosa menjadi triosa. Sedangkan, pada jalur oksidatif langsung glukosa akan diubah menjadi piruvat melalui oksidasi atau dekarboksilasi menjadi pentosa. Piruvat akan diubah menjadi asetil-koA. Disamping itu, pembentukan glukosa juga dapat dilakukan dari molekul nonglukosa, seperti laktat, gliserol, dan asam amino. Proses ini disebut dengan glukoneogenesis. Menurut Fauziyati, (2008), lemak beredar dalam darah dalam bentuk asam lemak bebas dan disimpan dalam bentuk trigliserid pada jaringan adiposa. Lemak yang disimpan dalam tubuh dapat memenuhi kebutuhan energi hingga dua bulan. Oleh karena itu, lemak merupakan cadangan energi utama dan sumber energi saat berpuasa. Ganong, (2008) menambahkan, lemak plasma tidak larut dalam air, untuk itu diangkut dalam bentuk kompleks lipoprotein. Metabolisme lipoprotein melalui dua jalur, yaitu jalur eksogen dan endogen. Pada jalur eksogen diawali dari penyerapan kolesterol dan trigliserid dalam usus oleh kilomikron. Kilomikron dibersihkan dari sirkulasi oleh kerja lipoprotein lipase (LPL) pada permukaan endotel kapiler. LPL mengatalisis pemecahan trigliserid menjadi FFA (free fatty acids) dan gliserol. FFA dapat disimpan di dalam otot dalam bentuk trigliserid kembali. Selain itu, kilomikron yang kehabisan trigliserid akan tetap berada dalam sirkulasi sebagai sisa kilomikron. Sisa ini akan dibawa ke hati dan segera diinternalisasi melalui proses endositosis berperantara sel. Pada jalur endogen, trigliserid akan dibawa oleh VLDL (very low density lipoprotein) dari hati ke sirkulasi. Selanjutnya akan diubah menjadi IDL (intermediate density lipoprotein) kemudian berubah menjadi LDL (low density lipoprotein). LDL akan disalurkan ke jaringan perifer berupa kolesterol.Menurut Fauziyati, (2008), protein akan diedarkan dalam darah dalam bentuk asam amino dan disimpan dalam bentuk protein tubuh terutama oleh otot skelet. Cadangan energi protein tidak begitu besar, sehingga apabila dipaksakan digunakan maka dapat menyebabkan gangguan fungsi dan struktural tubuh. Protein dapat digunakan sebagai cadangan energi terakhir apabila tidak ada lagi asupan dan cadangan karbohidrat, serta lemak. Ganong (2008), menambahkan, metabolisme asam amino dalam tubuh terjadi dengan pembentukan depot asam amino dari pemecahan protein endogen yang berasal dari makanan. Di ginjal, asam amino akan difiltrasi dan direabsorpsi. Sementara itu, sejumlah kecil protein akan hilang sebagai rambut, urin, dan protein sekresi pencernaan yang tidak direabsorpsi akan dikeluarkan bersama tinja, serta sebagai darah haid pada wanita.

Guyton dan Hall, (2007), pemakaian protein unuk energi dimulai dengan proses deaminasi. Deaminasi merupakan proses pengeluaran gugus amino dari asam amino. Gugus amino dari asam amino ditransfer ke asam -ketoglutarat menjadi asam glutamat. Asam glutamat akan mentransfer gugus asam amino ke zat lainnya atau melepaskannya dalam bentuk amonia (NH3). Dalam proses ini, asam glutamat akan kembali lagi menjadi asam -ketoglutarat, sehingga siklus terjadi secara berulang-ulang. Amonia yang dikeluarkan dari darah akan diubah menjadi ureum. Selanjutnya, ureum akan berdifusi dari sel hati ke cairan tubuh dan dieksresikan oleh ginjal. Sementara itu, setelah asam amino dideaminasi, asam keto yang dihasilkan dapat dioksidasi untuk melepaskan energi melalui siklus asam sitrat.Menurut Sherwood, (2001), energi yang dihasilkan dari metabolisme di dalam tubuh akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan pada kondisi basal (basal metabolic rate) dan pada saat beraktivitas. Terdapat tiga kemungkinan status keseimbangan energi, yaitu

1. Keseimbangan Energi NetralTerjadi apabila jumlah energi yang dimasukkan melalui makanan sama dengan jumlah energi yang dikeluarkan oleh otot untuk kerja eksternal ditambah pengeluaran energi basal dalam bentuk panas tubuh, sehingga berat badan akan tetap konstan.2. Keseimbangan Energi PositifTerjadi apabila jumlah energi yang dimasukkan melalui makanan lebih besar dari jumlah energi yang dikeluarkan melalui kerja eksternal dan internal. Tambahan energi yang masuk akan disimpan dalam tubuh, sehingga berat badan akan meningkat.

3. Keseimbangan Energi NegatifTerjadi apabila jumlah energi yang dimasukkan lebih kecil dari jumlah energi yang dikeluarkan. Tubuh harus memecah simpanan energi untuk kebutuhan tubuh, sehingga berat badan akan menurun.B. Adaptasi Fisiologis Terkait Kebutuhan Energi Saat Puasa

Menurut Guyton dan Hall (2007) dalam Fauziyati (2008), sumber energi dapat berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya sesuai dengan kebutuhan dengan bantuan sistem saraf dan endokrin. Asupan makanan bersifat intermiten, tergantung pada siklus makan. Sesaat setelah makan terjadi fase absorbsi. Pada fase ini, apabila terdapat kelebihan energi maka akan disimpan dalam bentuk glikogen dan trigliserid. Sedangkan pada puasa, terjadi fase paska absorbsi selama beberapa jam. Pada fase ini, simpanan energi akan disalurkan untuk menghasilkan energi melalui gikogenolisis, lipolisis, dan glukoneogenesis. Glikogen akan cukup untuk memenuhi kebutuhan energi selama 10-12 jam, setelah itu akan digantikan dengan lipolisis menjadi asam lemak dan gliserol melalui siklus Krebs. Menurut Guyton dan Hall, (2007), pada saat berpuasa, tubuh sebenarnya memberikan sinyal lapar dan rangsangan untuk makan. Karena kesadaran seseorang, akhirnya rasa lapar akan ditahan dengan terjadi adaptasi terhadap kekurangan sumber energi agar tetap tercapai keseimbangan energi. Hal ini diatur oleh hormon insulin dan glukagon. Kerja insulin pada karbohidrat yaitu membantu masuknya glukosa ke dalam sel, merangsang glikogenesis, mencegah glikolisis dan glukoneogenesis. Pada lemak, insulin akan bekerja untuk meningkatkan masuknya glukosa ke sel lemak sebagai prekusor sintesis trigliserid, meningkatkan sintesis trigliserid, dan menghambat lipolisis. Selain itu, pada protein, lemak akan berfungsi untuk meningkatkan masuknya asam amino ke dalam otot dan jaringan lain, meningkatkan sintesis protein dalam sel otot, dan mencegah degradasi protein. Sedangkan glukagon, akan bekerja sebaliknya terhadap insulin. Sehingga pada kondisi berpuasa, glukagon akan meningkatkan glukosa dalam darah melalui glikogenolisis, lipolisis, dan glukoneogenesis. Fauziyati, (2008), menambahkan, pada saat puasa juga terjadi peningkatan aktivitas hormon dan enzim lain untuk menjaga keseimbangan energi. Beberapa diantaranya seperti kortisol, grhelin, growth hormon, dan enzim yang memacu glukoneogenesis. C. Adaptasi Fisiologis Terkait Kebutuhan Energi Saat Kelaparan

Menurut Guyton dan Hall, (2007), pada saat kelaparan terjadi penyusutan cadangan makanan dalam jaringan tubuh. Pada beberapa jam pertama saat kelaparan, terjadi penyusutan progresif jaringan lemak dan protein. Lemak akan terus menurun drastis hingga benar-benar hilang apabila kelaparan terjadi dalam jangka panjang. Sedangkan protein akan mengalami penyusutan melalui tiga fase, yaitu1. Penyusutan Fase Cepat

Penyusutan fase cepat awal terjadi karena penggunaan protein yang mudah disalurkan dalam metabolisme secara langsung atau untuk diubah menjadi glukosa.2. Penyusutan Fase Sangat LambatPenyusutan fase sangat lambat terjadi apabila cadangan protein yang mudah disalurkan untuk metabolisme langsung berkurang, sehingga sisa protein sulit untuk dikeluarkan. Hal ini menyebabkan glukoneogenesis menurun dan penyusutan protein berjalan sangat lambat. Akibatnya, persediaan glukosa sangat sedikit dan memicu terjadinya pemecahan lemak, serta pengubahan menjadi benda keton. Proses ini menghasilkan kondisi ketosis. 3. Penyusutan Fase Sangat CepatPenyusutan fase sangat cepat terjadi apabila cadangan lemak hampir telah mengalami penyusutan seluruhnya. Energi yang tersisa hanya protein. Apabila protein telah menyusut sangat drastis hingga setengah kadar normal, maka akan terjadi kematian.

Daftar PustakaFauziyati, A., 2008, Adaptasi Fisiologis Selama Puasa, Jurnal Logika FK UII. 5(1): 32-35.Ganong, W. F., 2008, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 22, EGC, Jakarta.

Guyton, A. C., dan Hall, J. E., 2012, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 11, EGC, Jakarta.

Sherwood, L, 2001, Fisiologi Manusia: dari Sel ke Sistem, EGC, Jakarta.