PENCERNAAN, TRANSPORTASI DAN KETERPADUAN METABOLISME
Bab ini membahas tentang aspek pertama biokimiawi proses metabolisme dan pengaturannya dalam tubuh manusia. Kita mulai dengan memperhatikan proses biokimiawi pencernaan dan penyerapan makanan didalam saluran pencernaan, distribusi nutrisi menuju berbagai organ, dan kerja sama metabolik di antara berbagai jaringan. Selain itu, akan dibahas pula mekanisme biokimiawi pengangkutan oksigen ke jaringan-jaringan serta mekanisme pembuangan karbondioksida dan berbagai hasil akhir lain dari proses metabolisme.
Salah satu hal penerapan biokimia yang terpenting adalah diagnosis penyakit yang melibatkan gangguan proses metabolisme. Akan kita lihat berikut ini, betapa pentingnya teknik pengukuran biokimiawi di dalam bidang kedokteran, seperti pada penyakit diabetes mellitus (kencing manis).
Makanan Dicerna Secara Enzimatik Untuk Kemudian Diserap
Selama proses pencernaan di dalam saluran pencernaan mamalia, ketiga jenis nutrien (yaitu karbohidrat, lemak dan protein) mengalami penguraian secara enzimatik menjadi senyawa pembangunnya. Penguraian ini diperlukan untuk pemanfaatannya, karena lapisan sel pada usus halus hanya dapat menyerap molekul-molekul yang berukuran relatif kecil untuk kemudian dikirim ke dalam aliran darah. Sebagai contoh. Polisakarida atau bahkan disakarida, harus dihidrolisis sempurna menjadi komponen monosakarida oleh enzim pencernaan sebelum dapat diserap. Demikian pula protein dan lemak, harus mengalami penguraian terlebih dahulu menjadi komponen unit pembangunnya.
Gambar 24-1, menunjukkan gambaran tentang "peta" sistem pencernaan manusia. Walaupun pencernaan dimulai dari mulut dan perut, tahap terakhir dari pencernaan semua komponen utama makanan dan absorpsi komponen pembangunnya ke dalam darah terjadi di dalam usus halus. Secara anatomis organ ini sesuai dengan fungsi, karena memiliki permukaan yang luas tempat terjadinya penyerapan. Usus halus bukan hanya panjang (12-14 kaki), tetapi permukaan bagian dalamnya memiliki banyak lipatan dengan sejumlah tonjolan kecil yang disebut vili. Setiap vili dilapisi oleh sel-sel epitel membentuk sejumlah mikrovili seperti terlihat pada Gambar 24-2. Tonjolan vili memberikan permukaan yang sangat luas, di mana hasil akhir pencernaan dapat secara cepat diangkut melalui sel-sel epitel menuju pembuluh darah kapiler dan pembuluh limpa. Luas permukaan usus halus manusia kira-kira 180 m², sedikit lebih kecil daripada luas lapangan tenis.
Mikrovili berisi kumpulan mikrofilamen aktif (Jilid 1 halaman 185) yang berhubungan dengan filamen miosin pada bagian dasar mikrovili. Sistem filamen tersebut menyebabkan mikrovili dapat bergerak seperti gelombang sehingga memberikan pengadukan setempat dan meningkatkan proses penyerapan makanan
Pencernaan Karbohidrat
Golongan karbohidrat yang paling banyak dicerna oleh manusia adalah pati, polisakarida dan selulosa yang berasal dari tanaman, dan glikogen yang berasal dari hewan. Pati dan glikogen dihidrolisis sempurna oleh aktivitas enzim yang terdapat di dalam saluran pencernaan, menjadi molekul unit pembangunnya. yaitu D-glukosa bebas. Proses penguraian ini dimulai dari mulut selama penguraian makanan, dengan bantuan enzim amilase yang dikeluarkan oleh kelenjar ludah. Amilase pada air ludah bekerja memutuskan sejumlah ikatan α (l —> 4) glikosida pati dan glikogen sehingga dihasilkan campuran senyawa maltosa glukosa dan oligosakarida. Kue crackers lambat laun terasa manis sewaktu kita mengunyahnya karena kandungan zat patinya. yang semula tidak berasa, dihidrolisa enzimatik menghasilkan gula. Proses penguraian pati, glikogen dan polisakarida lain menghasilkan D-glukosa berlangsung terus disempurnakan di dalam usus halus, sebagian besar oleh kerja pankreatik amilase, dibuat oleh pankreas dan disekresi
melalui saluran pankreatik ke bagian atas usus halus. Bagian usus halus ini, tempat terjadinya hampir seluruh proses pencernaan disebut usus dua belas jari (duodenum).
Selulosa tidak bisa dicerna secara enzimatik dan dimanfaatkan oleh sebagian besar mamalia, karena tidak terdapatnya enzim yang dapat menguraikan ikatan β (1 —> 4) D-glukosa di antara residu selulosa (Jilid 1 halainan 328). Akan tetapi, residu selulosa yang tidak tercerna tersebut, membentuk suatu serat di dalam makanan dan ini diperlukan, untuk kelancaran pergerakan usus secara baik. Selulosa dapat dicerna oleh golongan ruminansia dengan cara tidak langsung. Bakteri yang ada di dalam perut ruminansia menguraikan selulosa sehingga dihasilkan D-glukosa, yang kemudian difermentasi menjadi laktat, 1 dan propionat, dan selanjutnya diserap ke dalam darah. Laktat dan propionat diubah oleh hati mJ gula darah (Jilid 2 halaman 262) pada ruminansia.
Disakarida diuraikan oleh enzim-enzim yang terletak di bagian luar lapisan sel-sel epitel yang membatasi usus halus. Sukrosa (gula tebu) dihidrolisa menjadi D-glukosa dan D-fruktosa oleh enzim sukrase atau disebut juga invertase: laktosa dihidrolisis menjadi D-glukosa dan D-galaktosa oleh Iaktase atau disebut juga invertase- atau disebut juga β-galaktosidase: maltosa dihidrolisis oleh enzim maltase menjadi dua molekul glukosa. Pada Bab 11 telah dibicarakan bahwa manusia Asia dan Afrika dewasa pada umumnya tidak dapat mencerna laktosa (laktosa intoleran). Hal ini disebabkan karena tiadanya aktivitas enzim laktosa di dalam usus halus setelah masa bayi dan kanak-kanak. Pada penderita laktosa-intoleran, laktosa yang masuk ke dalam makanan akan tetap tinggal di dalam usus, di situ sebagian laktosa mengalami fermentasi oleh mikroorganisme usus. Sebagai akibat dari fermentasi tersebut, orang yang bersangkutan akan menderita diare dan terbentuk banyak gas di dalam perut (flatulensi).
Di dalam sel epitel yang membatasi usus halus. D-fruktosa, D-galaktosa, D-manosa diubah menjadi bagian-bagian glukosa (Jilid 2 halaman 93). Campuran senyawa heksosa sederhana yang dihas tersebut kemudian diserap ke dalam sel-sel epitelial yang membatasi usus dan kemudian diangkut aliran darah menuju hati.
Pencernaan Protein
Protein yang masuk dihidrolisis secara enzimatik menjadi asam-asam amino penyusunnya di dalam saluran pencernaan. Protein yang masuk ke dalam perut, akan merangsang pengeluaran hormon gastrin
yang selanjutnya merangsang pengeluaran HC1 (asam lambung) oleh sel parietal kelenjar lambung (Gambar --3), dan pepsinogen dari sel kepala. pH asam lambung berada di antara 1,5 dan 2,5. Keasaman asam mbung akan berfungsi sebagai antiseptik dan membunuh sebagian besar bakteri dan sel-sel lain. Di mping itu, juga menyebabkan protein globular mengalami denaturasi atau terbuka lipatannya pada pH yang rendah ini, menjadikan ikatan peptida dalam lebih terbuka terhadap hidrolisis enzimatik. Pepsinogen erat molekul 40.000), suatu prekursor yang tidak aktif atau zimopen diubah menjadi pepsin aktif di dalam cairan lambung oleh aktivitas enzim pepsin itu sendiri, ini adalah contoh autokatalisis. Dalam proses ini (Gambar 24-4), 42 residu asam amino dipindahkan dari amino yang paling ujung pada rantai polipeptida pepsinogen sebagai campuran peptida-peptida kecil. Molekul pepsinogen sisanya yang tetap utuh, adalah pepsin yang aktif sebagai enzim (berat molekul 33.000). Dalam perut, pepsin menghidrolisis ikatan-ikatan peptida protein yang masuk, terutama asam amino aromatik tirosin. fenilalanin dan triptofan. antaranya (Tabel 24-1), dengan demikian memecah rantai panjang polipeptida menjadi campuran berbagai peptida-peptida yang lebih kecil.
Dengan masuknya kandungan asam dari perut ke dalam usus halus, pH yang rendah ini menyebabkan pengeluaran hormon sekretin ke dalam darah. Sekrefin merangsang pankreas untuk mengeluarkan bikarbonat ke dalam usus halus untuk menetralkan HC1 lambung. Dengan demikian pH meningkat dari 1,5-2,5 menjadi kira-kira pH 7. Di dalam usus balus pencernaan protein berlanjut. Masuknya asam amino dalam usus dua belas jari merangsang pengeluaran enzim proteolitik dan peptidase, yang mempunyai pH optimum 7-8. Tiga di antaranya, tripsin. kimotripsin. dan karboksipeptidase, dihasilkan oleh sel-sel eksokrin pankreas (Gambar 24-5) sebagai bentuk zimogennya yang tidak aktif, tripsinogen. kimotripsinogen, dan prokarboksipeptidase. Sintesis enzim-enzim ini sebagai prekursor yang tidak aktif melindungi sel-sel eksokrin terhadap kerusakan akibat serangan enzim proteolitik. Setelah tripsinogen memasuki usus halus molekul ini diubah menjadi bentuk aktifnya, tripsin (Gambar 24-4) oleh enterokinase. enzim proteolitik khusus yang dikeluarkan oleh sel-sel usus. Bila beberapa molekul tripsin bebas telah terbentuk, maka tripsin bebas tersebut dapat mengkatalisis pengubahan tripsinogen menjadi tripsin. Pembentukan tripsin bebas adalah akibat terlepasnya heksapeptida dari ujung amino rantai tripsinogen. Seperti yang telah lihat (Jilid 1 halaman 148), tripsin menghidrolisis ikatan-ikatan peptida dengan gugus karbonil pada residu lisin dan arginin (Tabel 24-1).
Kimotripsinogen mempunyai suatu rantai polipeptida dengan sejumlah ikatan-ikatan disulfida antara rantai. Bila kimotripsinogen mencapai usus halus, moiekul ini akan diubah menjadi kimotripsin oleh tripsin, yang memecah satu rantai panjang polipeptida kimotripsinogen pada dua titik dengan cara memotong dipeptida (Gambar 24-4). Meskipun demikian, ketiga bagian yang terbentuk dari rantai kimotripsinogen.
asal tetap terikat bersama oleh jembatan disuffida (Jilid 1 haiaman 261). Kimotripsin menghidrolisis ikatan-ikatan peptida yang mengandung residu-residu fenilalanin. tirosin dan triptofan (Tabel 24-1). Dengan demikian tripsin dan kimotripsin menghidrolisis polipeptida-polipeptida yang dihasilkan dari ditas pepsin di dalam perut, menjadi peptida-peptida yang lebih kecil. Tahap pencernaan protein ini terjadi dengan sangat efisien sebab pepsin, tripsin dan kimotripsin menghidrolisis rantai polipeptida pada asam-amino khusus.
Degradasi peptida rantai pendek di dalam usus halus sekarang diselesaikan oleh peptidase lainnya. Yang pertama adalah karboksipeptidase. suatu enzim yang mengandung unsur seng (Jilid 1 haiaman 305), yang dibuat oleh pankreas sebagai zimogen yang tidak aktif, yaitu prokarboksipeptidase. Karboksipeptidase melepaskan residu gugus ujung karboksil secara berturut-turut dari peptida. Usus halus mengeluarkan suatu aminopeptidase. yang dapat menghidrolisis residu amino bagian ujung secara berurutan dari peptida-peptida pendek (Tabel 24-1). Dengan kerja bertahap enzim-enzim proteolitik dan peptidase tersebut, protein-protein yang termakan akhirnya dihidrolisis untuk menghasilkan suatu campuran asam-asam amino bebas, yang kemudian diangkut melalui sel-sel epitel yang melapisi usus halus. Asam 10 tersebut kemudian masuk ke dalam pembuluh darah di dalam vili dan diangkut menuju hati.
Tidak semua protein dicerna dengan sempurna oleh manusia (Bab 26). Sebagian besar protein ini dapat dihidrolisis hampir secara sempurna menjadi asam-asam amino, tetapi beberapa protein . seperti misalnya kreatin hanya dicerna sebagian. Banyaknya protein nabati seperti biji-bijian serealia . dicerna sempurna, sebab bagian protein biji-bijian tersebut diliputi oleh bahan selulosa yang tidak dapat dicerna.
Penyakit celiak merupakan suatu kasus yang langka di mana enzim-enzim usus tidak mampu mencerna protein tertentu pada gandum yang tidak larut dalam air, khususnya gliadin, yang mengakibatkan luka pada lapisan sel-sel usus kecil. Oleh karena itu pasien yang menderita penyakit tersebut harus ghindari makanan yang mengandung produk gandum. Penyakit lainnya yang melibatkan ketidaknormalan kerja enzim-enzim proteolitik di dalam saluran pencernaan adalah pankreatitis akut. Keadaan yang demikian disebabkan oleh terhambatnya jalur normal pengeluaran getah pankreas ke dalam usus, zimogen dari enzim proteolitik diubah secara dini (prematur) menjadi bentuk-bentuk katalitik yang aktif di dalam sel-sel pankreas. Akibatnya, enzim-enzim yang potensia! tersebut menyerang jaringan pankreas itu sendiri dan menyebabkan rasa sakit dan kerusakan serius pada organ dan dapat berakibat fatal. Secara normal, zimogen pankreas tidak teraktifkan sampai molekul ini mencapai usus halus. Pankreas ndungi dirinya terhadap pencernaannya sendiri dengan suatu cara lain: pankreas membentuk suatu inhibitor tripsin yang spesifik, zat itu sendiri adalah suatu protein. Karena tripsin bebas dapat mengaktifkan tidak hanya tripsinogen dan kimotripsin, tetapi juga dua zimogen pencerna lainnya yaitu. karboksipeptidase dan proelastase. maka inhibitor tripsin secara efektif inencegah terbentuknya enzim-enzim proteolitik secara prematur di dalam sel-sel pankreas.
Pencernaan Lemak
Pencernaan senyawa-senyawa triasilgliserol dimulai di dalam usus halus. Ke dalam organ inilah zimogen prolipase dikeluarkan oleh pankreas. Di dalam usus halus tersebut, zimogen kemudian diubah menjadi lipase yang aktif, yang dengan adanya garam-garam empedu (lihat di bawah) dan protein khusus yang disebut kolipase. mengikat tetesan-tetesan senyawa triasilgliserol dan mengkatalisis pemindahan hidrolitik atau dua residu asam lemak bagian luar sehingga dihasilkan suatu campuran asam-asam lemak bebas sebagai senyawa sabun dengan Na+atau K+) dan senyawa 2-monoasilgliserol (lihat Gambar 24-6). Sebagian keci1 dari senyawa triasilgliserol masih ada yang tetap tidak dihidrolisis.
Senyawa sabun asam lemak dan senyawa asilgliserol yang tidak terpecahkan diemulsifikasi menjadi bentuk butir-butir halus oleh peristalsis, yaitu suatu gerakan mengaduk pada usus. dibantu oleh garam-garam empedu dan monoasilgliserol, yang merupakan molekul-molekul amfipatik dan memberikan efek deterrgen. Asam-asam lemak dan senyawa-senyawa monoasilgliserol di dalam butir-butir cairan tersebut diserap oleh sel-sel usus, di mana sebagian besar senyawa-senyawa tersebut dirangkai kembali menjadi triasilgliserol (Jilid 2 haiaman 288). Senyawa-senyawa triasilgliserol tersebut tidak masuk ke dalam pembuluh darah kapiler, tetapi masuk ke dalam lakteal. yaitu kelenjar pembuluh limpa yang kecil di dalam vili. Limpa yang menyerap isi usus kecil ini disebut khile (getah lemak) yang kelihatan seperti susu setelah makan makanan berkadar lemak tinggi, akibat suspensi kilomikron, yaitu butiran dari triasilglisi yang teremulsi baik dan bergaris tengah kira-kira 1 mm. Kilomikron dilapisi oleh fosfolipida hidrofilik dan protein khusus, yang berfungsi untuk menjaga agar kilomikron tetap tersuspensi. Kilornikron keluar dari saluran toraks menuju pembuluh subklavia (Gambar 24-7). Setelah makan makanan berlemak tinggi plasma darah menjadi terlihat keruh oleh tingginya konsentrasi kilomikron. Akan tetapi warna keruh tersebut hilang dalam waktu 1 atau 2 jam, ketika triasilgliserol di tarik dari darah terutama oleh jaringan adiposa.
Emulsifikasi dan pencernaan lemak di dalam usus halus dimungkinkan dengan adanya garam-garam empedu. Garam-garam empedu manusia yang terutama adalah natrium-glikokolat dan natrium taurokolat turunan dari asam kolat (Gambar 24-8), adalah empat jenis asam empedu utama yang terdapat dalam jumlah besar. Garam-garam empedu merupakan bahan pengemulsi kuat yang disekresikan oleh hati dalam empedu yang selanjutnya mengeluarkan isinya ke bagian atas usus halus. Setelah asam-asam lemak dan senyawa monoasilgliserol dari butir lemak yang teremulsi diserap di dalam bagian bawah usus halus, garam-garam empedu yang membantu proses ini juga diserap kembali. Garam-garam empedu tersebut kembali ke hati untuk kemudian digunakan lagi berkali-kali. Dengan demikian garam-garam empedu secara tetap berdaur di antara hati dan usus kecil (Gambar 24-7).
Garam-garam empedu sangat penting di dalam penyerapan tidak hanya bagi zat-zat triasilgliserol tetapi bagi semua makanan berlemak yang dapat larut. Apabila terjadi kekurangan dalam pembentukan pengeluaran gararn-garam empedu yang terjadi pada beberapa penyakit, lemak-lemak yang tidak tercerna dan tidak terserap akan tampak pada tinja. Dalam keadaan-keadaan seperti itu, vitamin-vitamin yang larut dalam lemak, A, D, E, dan K (Jilid 2 halaman 298) tidak terserap secara sempurna dan dapat mengakibatkan kekurangan vitamin A.
Hati Mengolah dan Melaksanakan Distribusi Nutrien
Setelah diserap dari saluran usus, nutrien, kecuali sebagian besar triasilgliserol, langsung menuju hati yang merupakan pusat distribusi utama nutrien pada vertebrata. Di sini, gula, asam amino, dan sejumlah lipida diolah dan didistribusikan menuju organ dan jaringan lain. Sekarang marilah kita melihat bagaimana metabolik nutrien utama ini saling berkaitan di dalam hati.
Di dalam Hati, Gula Melalui Lima Jalur Metabolik
Di dalam hati, sejumlah besar D-glukosa bebas mengalami fosforilasi oleh ATP menghasilkan glukosa 6-fosfat. D-Fruktosa. D-galaktosa, dan D-manosa yang diserap dari usus halus, juga diubah menjadi glukosa 6-fosfat oleh lintas enzimatik yang telah dibicarakan terdahulu (Jilid 2 halaman 93). D-glukosa 6-fosfat merupakan titik silang metabolisme karbohidrat di dalam hati. Terdapat lima jalur metabolisme utama yang dapat dilewati glukosa 6-fosfat di dalam hati, bergantung kepada penyediaan dan kebutuhan dari menit ke menit dan dari jam ke jam (Gambar 24-9).
Pengubahan Menjadi Glukosa Darah
Glukosa 6-fosfat mengalami defosforilasi oleh glukosa 6-fosfatase menghasilkan D-glukosa bebas, yang masuk ke dalam darah sislemik untuk diangkut ke jaringan lain. Lintas ini pertama-tama akan memerlukan glukosa 6-fosfat, karena konsentrasi glukosa darah harus tetap dijaga pada tingkat tinggi, untuk memberikan energi yang cukup bagi otak dan jaringan lain.
Pengubahan Menjadi Glikogen
Glukosa 6-fosfat yang tidak segera dibutuhkan untuk membentuk glukosa darah diubah menjadi glikogen hati oleh fosfoglukomutase dan elikogen sintase yang bekerja secara berurutan (Jilid 2 halaman 266).
Pengubahan Menjadi Asam-asam Lemak dan Kolesterol
Kelebihan glukosa 6-fosfat yang tidak digunakan untuk membuat glukosa darah atau glikogen hati dipecah melalui proses glikolisis dan piruvat dehidrogenase menjadi asetil-KoA, yang diubah menjadi malonil-KoA, dan kemudian menjadi asam-asam lemak (Jilid 2 halaman 290). Asam-asam lemak tersebut digunakan membentuk senyawa-senyawa triasilgliserol dan fosfolipid (Jilid 2 halaman 291 dan 293). yang sebagian dikirim ke luar menuju jaringan-jaringan yang lain, dibawa ke sana oleh plasma-plasma lipoprotein. Beberapa asetil-KoA juga digunakan oleh hati untuk membentuk kolesterol.
Degradasi Oksidatif Menjadi CO2
Asetil-KoA yang dihasilkan dari glukosa 6-fosfat melalui proses glikolisis dan dekarboksilasi piruvat, dapat dioksidasikan melalui siklus asam sitrat. pengangkatan elektron dan fosforilasi oksidatif yang berikutnya menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Akan tetapi, dalam keadaan normal, asam-asam lemak adalah bahan bakar oksidatif utama untuk siklus asam sitrat di dalam hati.
Degradasi Melalui Jalur Pentosa Fosfat
Glukosa 6-fosfat merupakan substrat untuk jalur pentosa fosfat yang menghasilkan (1) tenaga pereduksi dalam bentuk NADPH, yang diperlukan di dalam tahap reduksi pada biosintesis asam-asam lemak kolesterol (Jilid 2 halaman 287), dan (2) D-ribosa 5-fosfat, suatu prekursor dalam biosintesis mukleotida.
Melalui kerja berbagai macam enzim-enzim pengatur dan melalui pengaturan secara hormonal, hati mengarahkan aliran ersidu glukosa ke dalam jalur-jalur yang berbeda menurut penyediaan kebutuhan yang berlaku di dalam organisme.
Asam-asam Amino
Asam-asam amino yang memasuki hati setelah proses penyerapan dari usus juga melalui beberapa metabolik yang penting.
Biosintesis Jaringan Protein
Asam-asam amino dapat masuk ke dalam sistem darah, dan oleh karenanya masuk ke organ-orga untuk digunakan sebagai unit pembangun di dalam biosintesis jaringan protein (Bab 29).
Hati secara tetap memperbaharui protein-proteinnya. dengan laju pembaharuan yang tinggi. dan paruh yang hanya beberapa hari saja. Hati juga merupakan tempat terjadinya biosintesis sebagian protein plasma darah.
Deaminasi dan Degradasi
Asam-asan amino yang tidak diperlukan untuk biosintesis protein di dalam hati atau di bagian lain, mengalami deaminasi dan dipecah menjadi asetil-KoA dan zat-zat antara dalam siklus asam sitrat (Jilid 2 hal. 338). Senyawa antara siklus asam sitrat yang terbentuk tersebut dapat diubah menjadi glukosa dan glikogen melalui jalur glukoneogenesis (Jilid 2 halaman 255). Asetil-KoA dapat dioksidasi melalui siklus asam sitrat untuk menghasilkan energi ATP, atau dapat juga diubah menjadi lipida untuk simpanan, yang telah dijelaskan sebelumnya. Amonia yang terlepas pada proses pemecahan asam-asam amino diubah oleh hati menjadi produk buangan urea melalui siklus urea (Jilid 2 halaman 238).
Partisipasi di dalam Siklus Glukosa-Alanin
Hati juga ikut serta di dalam metabolisme asam-asam amino yang datang sedikit demi sedikit dari jaringan-jaringan periferi. Dalam beberapa jam setelah makan terdapat suatu perioda di mana alanin dibawa oleh darah dari otot menuju hati, di mana alanin tersebut mengalami deaminasi dan piruvat yang dihasilkan diubah menjadi glukosa darah melalui gluko-neogenesis (Jilid 2 halaman 237). Glukosa tersebut kembali menuju otot kerangka untuk mengisi kembali simpanan glikogen otot. Salah satu tujuan dari siklus ini atau disebut siklus glukosa-alanin. adalah untuk memperhalus fluktuasi (tinggi rendahnya) tingkat glukosa darah pada perioda di antara waktu makan. Darah diisi dengan glukosa dalam jumlah cukup pada saat selesainya proses pencernaan dan penyerapan zat karbohidrat makanan dan selanjutnya. pengubahan sebagian glikogen hati menjadi glukosa darah Tetapi pada perioda sebelum makan berikutnya, terjadi sebagian degradasi protein otot menjadi asam-asam amino, yang memberikan gugus-gugus aminonya melalui transaminasi kepada piruvat, yaitu senyawa hasil dari glikolisis, untuk menghasilkan alanin. Alanin tersebut oleh karenanya mengangkut piruvat dan NH3 menuju hati. Di dalam hati, alanin mengalami deaminasi. dan piruvat yang dihasilkan diubah menjadi glukosa darah, dan NH3 diubah menjadi urea untuk dibuang keluar. Kekurangan asam amino di dalam otot dipulihkan setelah waktu makan berikutnya, yaitu dari asam-asam amino yang datang dari makanan.
Asam-asam amino adalah prekursor di dalam biosintesis basa purin dan pirimidin yang menjadi dasar senyawa nukleotida (Jilid 2 halaman 327) dan juga di dalam sintesis produk-produk khusus seperti misalnya porfirin, hormon, dan senyawa-senyawa nitrogen lainnya (Jilid 2 halaman 324). Kaitan ini diringkas seperti terlihat pada Garnbar 24-10.
Lipida
Bagian asam lemak dari lipida yang masuk ke hati juga melalui jalur yang berbeda-beda, seperti terlihat pada gambar 24-11.
Oksidasi menjadi CO2 dengan Pembentukan ATP
Asam-asam lemak bebas dapat diaktifkan dan dioksidasi menghasiikan asetil-KoA dan ATP (Jilid 2 hal. 208). Asetil-KoA tersebut dioksidasi melalui siklus asam sitrat untuk menghasiikan ATP, yaitu melalui fosforilasi oksidatif. Asam-asam lemak adalah bahan bakar oksidatif utama di dalam hati.
Pembentukan Badan Keton
Kelebihan asetil-KoA yang dibebaskan pada oksidasi asam-asam lemak dan yang tidak diperlukan oleh hati diubah menjadi badan keton, yaitu asetoasetat dan D-p-hidroksibutirat, yang diedarkan melalui darah menuju jaringan periferi, untuk digunakan di sana sebagai bahan bakar bagi siklus asam sitrat (Jilid 2 hal 211). Badan keton dapat dianggap sebagai bentuk angkutan dan gugus asetil. Senyawa tersebut dapat memberikan bagian energi yang berarti kepada beberapa jaringan periferi. sampai seperti bagian energinya, dalarn hal jantung.
Bositensis Kolesterol
Sebagian asetil-KoA yang diturunkan dari asam lemak (dan dari glukosa) akan digunakan sebagai prekursor utama untuk biosintesis koiesterol, yang selanjutnya akan mempakan prekursor garam-garam empedu yang penting bagi pencernaan dan penyerapan lemak (Jilid 2 halaman 307).
Biosintesis Plasma
Asam-asam lemak juga digunakan sebagai prekursor untuk sintesis bagian iipida dari lipoprotein plasma yang mengangkut lipida ke jaringan adiposa atau jaringan lemak untuk disimpan sebagai senyawa triasiigliserol.
Pembentukan Asam-asam Lemak Bebas Plasma
Asam-asam iemak bebas menjadi terikat pada serum albumin dan diangkut melalui darah menuju jantung dan otot-otot kerangka, yang menyerap dan m.engoksidasi asam-asam lemak bebas ini sebagai bahan bakar utama.
Oleh karena itu hati bersifat sangat luwes dan kisaran metabolisnya luar biasa. Hati mudah menyesuaikan diri dalam bekerjanya sebagai pusat distribusi di dalam tubuh, yaitu untuk mengirim nutrien dengan perbandingan yang tepat kepada organ-organ lain, untuk mengatasi fluktuasi di dalam metabolisme yang disebabkan oleh masuknya makanan yang tidak secara terus menerus. Dan untuk mengolah kelebihan gugus amino menjadi urea dan produk-produk lain yang akan dibuang oleh ginjal.
Selain untuk pengolahan dan distribusi karbohidrat, lemak dan asam-asam amino, hati juga aktif di dalam racun secara enzimatik pada senyawa-senyawa organik asing seperti obat-obatan, zat makanan tambahan, pengawet, dan senyawa lainnya yang mungkin membahayakan tubuh dan tidak mempunyai nilai gizi. Detoksifikasi racun biasanya mengikutsertakan hidroksilasi secara enzimatik senyawa-senyawa organik yang relatif tidak larut, untuk membuat racun-racun tersebut lebih larut bagi penguraian dan eksresi selanjutnya.
