Metabolisme Lemak dalam Tubuh

Metabolisme lemak, Lemak adalah salah satu dari tiga makronutrisi yang bisa ditemukan dalam suatu organisme, bersama karbohidrat dan protein. Fungsi lemak pada manusia adalah sebagai sumber energi (selain karbohidrat). (Baca: Fungsi Enzim Lipase)

Kita sering mengenal lemak sebagai ‘lipid’, tetapi sebenarnya, lemak adalah sub-kelompok dari kelompok molekul lipid. Molekul lemak terdiri dari 2 bagian:

• Tulang Punggung Gliserol
• Tiga ‘ekor’ Asam Lemak.

Gliserol adalah molekul organik kecil dengan 3 kelompok hidroksil (OH), sedangkan asam lemak terdiri dari  rantai panjang hidrokarbon yang menempel pada kelompok hidroksil. Asam lemak umumnya terdiri dari 12 sampai 18 karbon, meskipun ada yang hanya mempunyai 4 atau bahkan 36. (Baca: Enzim Pencernaan Manusia)

Pengertian Lemak

Para pakar biokimia dalam Kongres Internasional Kimia Murni dan Terapan (International Congress of Pure and Applied Chemistry) bersepakat memberi definisi bahwa yang termasuk ke dalam golongan lipid yaitu memiliki karakteristik fisika sebagai berikut:

• Tidak larut dalam air, tapi larut dalam satu atau lebih dari pelarut organik seperti contohnya eter, aseton, benzena, dan atau kloroform.
• Terdapat hubungan dengan asam-asam lemak lainnya.
• Bisa digunakan atau dimanfaatkan oleh organisme uniseluler.

Molekul lemak mempunyai nama lain yaitu triasilgliserol atau trigliserida, dan pada tubuh manusia, trigliserida ini disimpan pada sel lemak khusus, yaitu adipocytes, yang membentuk jaringan yang disebut dengan jaringan adipose. (Baca: Fungsi Hormon Leptin dan Ghrelin)

Asam lemak adalah asam karboksil yang menjadi sumber bahan bakar penting (selain karbohidrat) untuk hewan, karena ketika dirombak, asam lemak akan menghasilkan banyak energi ATP. Banyak tipe-tipe sel yang bisa menggunakan glukosa atau asam lemak untuk energi. Asam lemak bisa dibedakan menurut panjang rantainya dan derajat kejenuhannya. Menurut kejenuhannya, asam lemak dibagi menjadi :  

• Asam lemak jenuh

Adalah ketika hanya ada satu ikatan antara rantai hidro karbon. Pada asam lemak jenuh, banyak atom hidrogen yang menempel pada rangka karbon. Asam lemak jenuh mempunyai ‘ekor’ yang lurus, jadi molekul lemak dengan ekor yang jenuh bisa membungkus erat antara satu sama lain. Hal ini menghasilkan lemak yang berbentuk padat pada suhu ruangan. Contoh dari asam lemak jenuh yang umum adalah asam butirat, asam stearat, asam palmitat, dan asam kaproat. (Baca: Bagian-Bagian Usus Halus)

• Asam lemak tidak jenuh

Adalah ketika rantai hidrokarbon memiliki ikatan ganda. Pada asam lemak tidak jenuh, atom hidrogen yang menempel pada karbon lebih sedikit. Jika hanya mempunyai satu ikatan ganda pada asam lemak, disebut monounsaturated, sedangkan jika ada banyak ikatan ganda, disebut polyunsaturated. Asam lemak tidak jenuh cenderung berbentuk cair pada suhu ruangan. kita mungkin familiar menyebuat asam lemak tidak jenuh ini sebagai minyak.  Contoh dari asam lemak tidak jenuh ini adalah asam linoleat, asam linolenat, dan asam oleat. (Baca: Ciri-Ciri Bunga Matahari)

Metabolisme Lemak

Metabolisme asam lemak (sama seperti metabolisme lainnya) terdiri dari proses katabolik yang menghasilkan energi, dan proses anabolik yang membuat molekul penting seperti trigliserida, second messenger, hormon lokal, dan badan keton. Metabolisme lemak adalah proses kompleks dalam tubuh organisme yang mempunyai beberapa reaksi dan jalurnya tersendiri. Berikut adalah beberapa metabolisme yang melibatkan molekul lemak dalam tubuh organisme. (Baca: Jenis Jenis Enzim)

Oksidasi Asam Lemak Jenuh 

Lemak yang terdapat dalam tubuh kita tidak hanya berasal dari makanan yang mengandung lemak, tetapi bisa juga berasal dari karbohidrat dan protein. Ini karena terdapat hubungan antara metabolisme lemak, metabolisme karbohidrat dan metabolisme protein. Oksidasi asam lemak jenuh ini mempunyai tahap-tahap reaksi yaitu:

• Reaksi 1: Pembentukan heksanoil koenzim A yang berlangsung dengan katalis enzim asil KoA sintesase atau disebut juga tiokinase.
• Reaksi 2: Pembentukan senyawa tidak jenuh dengan oksidasi. Reaksi ini membentuk enoil KoA dengan cara oksidasi. Enzim yang berperan sebagai katalis dalam reaksi ini adalah Enzim asil KoA dehidrogenase.
• Reaksi 3: Hidrasi. Dalam reaksi ini, enzim enoil KoA hidratase berperan sebagai katalis dan menghasilkan L-hidroksiasil koenzim A. Reaksi ini reaksi hidrasi terhadap ikatan rangkap antara C-2 dan C-3.
• Reaksi 4: Oksidasi. Reaksi ini adalah reaksi oksidasi yang mengubah hidroksiasil koenzim A menjadi ketoasil koenzim A. Enzim katalis dalam reaksi ini adalah L-hidroksiasil koenzim A dehidrogenase.
• Reaksi 5: Butiril koenzim A. Reaksi pemecahan ikatan C – C, sehingga menghasilkan asetil koenzim A dan asil koenzim A. Asil koenzim A yang terbentuk pada reaksi ini mengalami metabolsime lanjutan melalui reaksi tahap 2 hingga tahap 5, demikian seterusnya sampai rantai karbon (C) pada asam lemak dirombak menjadi molekul molekul asetil koenzim A. Selanjutnya asetil koenzim A ini teroksidasi menjadi CO2 dan H2O melalui siklus Krebs atau digunakan untuk reaksi-reaksi yang membutuhkan asetil koenzim A. (Baca: Fungsi Asetilkolin)

Metabolisme Senyawa Keton

Asetil koenzim A yang diperoleh dari reaksi oksidasi asam lemak dapat digunakan dalam siklus Krebs jika perombakan lemak dan karbohidrat seimbang. Pada siklus Krebs, asetil koenzim A bereaksi dengan asam oksaloasetat menghasilkan asam sitrat. Saat kekurangan makanan, konsentrasi glukosa dalam tubuh berkurang sehingga sebagian dari asam oksaloasetat diubah menjadi glukosa. Hal ini menyebabkan asetil koenzim A dari lemak tidak masuk dalam siklus Krebs, tetapi diubah menjadi asam oksaloasetat, asam hidroksibutirat dan aseton. Ketiga senyawa ini disebut senyawa keton.

Asam asetoasetat ini terbentuk dari asetil koenzim A dari 3 tahap reaksi, yaitu:

• Tahap 1: 2 molekul asetil koenzim A berkondensasi membentuk asetoasetil koenzim A. Enzim katalis dalam reaksi ini adalah enzim ketotiolase.
• Tahap 2: Asetoasetil koenzim A bereaksi dengan asetil koenzim A dan air, menghasilkan 3-hidroksi-3-metilgluratil koenzim A. Enzim katalis dalam reaksi ini adalah hidroksi-metilguratil koenzim A sintetase.
• Tahap 3: Perombakan 3-hidroksi-3-metilgluratil koenzim A menjadi asetil koenzim A dan asam asetosetat.

Sintesis Asam Lemak

Sintesis asam lemak berasal dari asetil koenzim A dan enzim yang bekerja sebagai katalis adalah kompleks enzim-enzim yang terdapat pada sitoplasma, sedangkan enzim pemecah asam lemak terdapat pada mitokondria. Sintesis asam lemak ini bukan berarti kebalikan dari jalur penguraian asam lemak, tetapi pembentukan asam lemak sebagian besar berlangsung melalui jalur metabolik lain, meskipun ada bagian kecil asam lemak yang dihasilkan melalui kebalikan reaksi penguraian asam lemak dalam mitokondria.

Beberapa karakteristik yang bisa kita amati dalam sintesis asam lemak ini adalah:

• Sintesis asam lemak terjadi dalam sitoplasma, sedangkan oksidasi terjadi pada mitokondria.
• Senyawa-senyawa antara dalam sintesis asam lemak terikat pada ACP (acyl carrier protein), sedangkan pada pemecahan asam lemak, senyawa antara terikat pada koenzim A.
• Beberapa enzim yang bekerja sebagai katalis pada sintesis asam lemak adalah termasuk dari bagian kompleks multi enzim yang disebut asam lemak sintetase. Pada pemecahan asam lemak, tidak terdapat sistem multi enzim.
• Perpanjangan rantai karbon pada sintesis asam lemak adalah penambahan 2 atom karbon secara berturut-turut yang berasal dari asetil koenzim A. Senyawa yang berfungsi sebagaia donor unit 2 atom karbon ini adalah malonil ACP.
• Dalam sintesis asam lemak, NADPH berfungsi sebagai reduktor.

Jadi, lemak adalah salah satu makronutrisi penting untuk organisme uniseluler, selain karbohidrat dan protein. Fungsi utama lemak adalah sebagai cadangan sumber energi pengganti karbohidrat, dan metabolisme lemak dalam tubuh organisme ini berhubungan dengan metabolisme karbohidrat. Untuk menunjang proses metabolisme, dibutuhkan protein yang bisa mengkatalis (mempercepat atau memperlambat) reaksi-reaksi, protein ini disebut enzim. Enzim memainkan peran sentral dalam proses metabolisme, baik itu metabolisme karbohidrat atau metabolisme  lemak.