Protein

Ò Makna biomedik

Ribuan protein terdapat dalam tubuh manusia yang melaksanakan begitu banyak fungsi untuk dirinci. Fungsi-fungsi ini termasuk perannya sebagai “carrier” dari vitamin, oksigen (O), karbon dioksida, peran structural, peran kinetik, peran katalitik, dan peran pemberi isyarat (sinyal). Karna itu tidaklah mengherankan bahwa konsekuensi buruk dapat timbul dari mutasi baik pada gen yang menjadi protein maupun pada daerah/region yang mengendalikan ekspresi gen. konsekuensi yang sama buruknya dapat juga diakibatkan oleh defisiensi kofaktor-kofaktor esensial untuk meturasi suatu protein. Sindrom Ehlers-Danlos menggambarkan suatu “defek genetic” pada pematangan protein dan scurvy adalah suatu defisiensi dari suatu kofaktor esensial (vit. C) untuk meturasi protein.

Ò Protein diklasifikasikan dalam banyak cara

Karna tidak ada system klasifikasi yang diterima secara universal, protein dapat diklasifikasi berdasarkan kelarutannya (solubility), bentuknya (shape), fungsi biologic, struktur tiga dimensinya. System yang terbatas penggunaannya didalam biokimia klinik membedakan albumin, globulin, histon yang didasarkan pada kelarutannya dalam larutan-larutan garam. Protein dapat juga diklasifikasi berdasarkan pada bentuknya secara keseluruhan. Jadi, protein globular (mis. banyak enzim) terlipat secara padat, rantai polipeptida terbelit dan rasio aksial (rasio panjang terhadap lebar) kurang dari 10 dan umumnya tidak dari 3-4. protein fibrous (serat) memiliki rasio aksial dari 10.

Berdasarkan pada fungsi-fungsi biologiknya, protein dapat diklasifikasi sebagai enzim (dehidroginase, kinase), protein simpanan/starage protein (feritin, mioglobulin) protein regulator (protein DNA binding, hormone-hormon peptida), protein structural (kolagen, proteoglikan), protein protektif (factor-faktor pembekuan darah, immunoglobulin, interferon), protein transport (hemoglobin, lipoprotein plasma, albumin, transferin), dan protein kontraktil atau motil (aktin, tubulin).

System klasifikasi yang khusus membedakan protein kompleks tertentu yang amat menarik perhatian medik, seperti lipoprotein plasma dapat dibedakan atas -, -, atau -lipoprotein berdasarkan pada origin dari mobilitas elektroforetiknya pada pH 8,6 ; atau sebagai kilomikron, VLDL, LDL, HDL atau VHDL berdasarkan pada ciri sedimentasinya dalam suatu “ultrasentrifug”. Kesamaan-kesamaan dalam struktur 3-dimensi, terutama diungkapkan oleh kristalografi x-ray merupakan dasar yang amat berharga untuk klasifikasi protein, misalnya protein yang mengikat nukleotida memperlihatkan satu nucleotide-binding domain dari struktur tersier.

Ò Klasifikasi protein menurut komposisi

Kelas protein	Contoh	Komponen nonprotein
Simple protein Glikoprotein Nucleoprotein Metaloprotein Lipoprotein kromoprotein	Serum albumin Immunoglobulin, musin, proteoglikan Virus, kromosoma Feritin, alcohol dehidroginase Kilomikron, VLDL, LDL, HDL Hemoglobin, rodopsin, flavoprotein	Tidak ada Karbohidrat Asam nukleat Ion-ion metal Berbagai jenis lemak Gugus prostetik berwarna seperti hemretinal, riboflavin

Ò Klasifikasi protein berdasarkan atas kelarutannya

Ø  Albumin           : larut dalam air dan larutan-larutam garam tidak ada asam amino khusus

Ø  Globulin           : sedikit larut dalam air, tapi larut dalam larutan-larutan garam, tak ada asam amino

Ø  Prolamin          : larut dalam etanol 70-80%, tapi tak larut dalam air dan etanol absolute, kaya orginin

Ø  Histon              : larut dalam larutan-larutan garam

Ø  Skleroprotein (albuminoid) : tidak larut dalam air dan larutan-larutan garam. Kaya Gly, Ala, Pro.

Ò Klasifikasi protein berdasarkan atas shape

Ø  Protein globular. Contoh : h. insulin, plasma albumin, globulin dan sejumlah besar enzim

Ø  Protein fibrous. Contoh : keratin, myosin, kolagen dan fibrin

Ò Beberapa fungsi dari protein plasma

Fungsi

Protein plasma

Antiprotease Blood clotting Enzim Hormone-hormon Immune defense Keterlibatan dalam respon peradangan Oncofetal Protein transport/protein binding

Antikimotripsin -antitripsin -makroglobulin Antitrombin Berbagai factor koagulasi, fibrinogen Fungsi dalam darah, misalnya factor-faktor koagulasi, kolinesterase Kebocoran dari sel-sel/jaringan-jaringan mis. aminotransferase Eritropoetin Immunoglobulin, protein-protein komplemen, -mikroglobulin Protein-protein respons fase akut (mis protein C-reactive, acid glikoprotein [orosomukoid]) Fetoprotein (AFP) ·         Albumin (berbagai ligand, termasuk bilirubin, FFA, ion-ion Ca, metal-metal [mis Cu, Zn], methem, steroid-steroid, hormone-hormon lain dan berbagai obat ·         Seroloplasmin (mengandung Cu), corticosteroid-binding globulin (transkortin, mengikat kortisol) ·         Haptoglobin (mengikat Hb ekstrakorpuskuler) ·         Lipoprotein (kilomikron, VLDL, LDL, HDL) ·         Hemopeksin (mengikat hem) ·         Retinol-binding protein (mengikat retinol) ·         Sex hormone-binding globulin (mengikat testosteron, estrodiol ·         Thyroid-binding globulin (mengikat T4, T3) ·         Transferin (transfor Fe)

Ò Struktur protein

§  Struktur primer

Melukiskan deretan/ urutan residu-residu asam amino yang terikat secara kovalen

§  Struktur sekunder

Melukiskan cara dimana panjang tertentu polipeptida berinteraksi melalui ikatan hydrogen CO : NH, baik intramolekuler maupun intermolekuler.

§  Struktur tersier

Melukiskan bagaimana rantai dengan struktur sekunder berinteraksi lebih lanjut melalui R-groups dari residu-residu asam amino memberikan suatu bentuk 3 dimensi (baik -pleated sheet maupun -helix memegang peran dalam struktur tersier)

§  Struktur kuaterner

Protein dengan struktur ini tersusun atas beberapa sub-unit. Protein sedemikian adalah suatu protein oligomerik, struktur kuaterner melukiskan interaksi dari sub-unit polipeptida. Dimer adalah asosiasi dari 2 subunit, tetramer adalah satu monomer protein multisubunit dengan seluruh subunitnya identik dikenal sebagai homo-dimer, homo-tetramer dstnya; mereka dengan subunit berbeda hetero-dimer, hetero-tetramer dstnya.

Ò Elektroforesis

Ini dapat dilaksanakan pada “paper” atau “selulosa asetat” dalam buffer pada pH 8,6. protein diwarnai setelah menaturasi. Pola protein serum pada elektroforesis dapat digunakan dalam diagnosa penyakit.

Ò Struktur dan fungsi protein

§   Peran fungsional protein pada manusia

Protein melaksanakan berbagai fungsi esensial yang menakjubkan pada mamalia. Fungsi-fungsi ini dapat dikelompokkan ke dalam 2 kelas yaitu dinamik dan structural. Fungsi dinamik protein ini termasuk transport, control metabolic, kontraksi, dan katalisator reaksi-reaksi kimia. Dalam fungsi strukturalnya, protein menyediakan metrics untuk tulang dan jaringan penyambung, memberikan struktur dan bentuk pada manusia.

Salah satu kelompok penting dari protein dinamik adalah enzim. Enzim-enzim bekerja untuk mengkatalisis reaksi-reaksi kimia, mengkonversi suatu substrat menjadi suatu produk pasa “sisi aktif” enzim. Hamper semua dari ribuan reaksi kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup yang melibatkan pembentukan atau perombakan ikatan kovalen memerlukan suatu katalis enzim spesifik agar reaksi bias berlangsung dalam kecepatan yang sesuai untuk mempertahankan hidup.

Fungsi dinamik protein yang lain adalah dalam transport. Sebagai contoh ialah hemoglobin dan mioglobin yang masing-masing mentranspor O dalam darah dan Odalam otot. Transferin mentranspor Fe dalam plasma darah. Protein penting yang lain bekerja mentranfor hormone-hormon dalam darah dari tempat sintesisnya ke tempat kerjanya, mis TBG, CBG, SHBG. Banyak obat dan senyawa toksis ditranspor terikat pada protein.

Protein juga berfungsi dalam peran protektif. Immunoglobulin dan interferon adalah protein yang bereaksi melawan infksi bakteri atau virus. Fibrin adalah protein yang dibentuk bilamana diperlukan untuk menghentikan kehilangan darah pada luka di daerah system vaskuler.

Banyak hormone adalah protein. Hormone-hormon protein termasuk antara lain insulin, tirotropin (TSH), somatotropin (growth hormone), LH, FSH. Terdapat bermacam-macam hormone tipe protein yang memiliki bobot molekul rendah (5000) dan dikelompokkan dalam peptida. Pada umumnya istilah protein dipakai untuk molekul-molekul yang tersusun atas lebih dari 50 komponen asam amino dan istilah peptida dipakai untuk molekul-molekul yang tersusun atas kurang dari 50 asam amino. Hormone-hormon peptida penting termasuk antara lain adrenokortikotropin (ACTH), hormone antidiuretik (ADH), glukagon dan kalsitonin.

Beberapa protein berperan dalam mekanisme kontraktil. Protein tang terpenting adalah aktin dan myosin yang berfungsi pada kontraksi otot.

Protein lain adalah aktif pada prngendalian dan regulasi transkripsi gen dan translasi. Ini termasuk protein histon yang terikat erat dengan DNA, protein reseptor dan enhancer yang mengendalikan ekspresi gen, dan protein yang membentuk suatu bagian dari ribosom.

Protein-protein yang telah disebutkan tadi adalah dinamis dalam fungsinya, protein lainnya memiliki peran structural. Kelompok protein ini termasuk kolagen dan elastin yang membentuk matriks untuk tulang dan ligament yang menyebabkan kekuatan structural dan kelenturan dari organ-organ dan system vaskuler. -Keratin mempunyai peran structural penting dalam jaringan epidermis.

Ò Makna biomedik

Protein memegang peran sentral di dalam fungsi dan struktur sel analisa protein tertentu dan enzim darah banyak digunakan untuk tujuan diagnostic, misalnya analisa elektroforesis rasio albumin: globulin plasma merupakan bagian terpadu untuk diagnosa penyakit-penyakit hati. Analisa lipoprotein dan immunoglobulin plasma engan elektroforesis dan metode-metode lain lazim dipakai untuk mendiagnosa masing-masing hiperlipoproteinemi dan gangguan imunologis. Urine normal manusia biasanya bebas protein, dengan demikian deteksi albuminuri yang bermakna adalah indicator penting untuk penyakit-penyakit ginjal seperti berbagai bentuk nefritis.

Ò Komposisi asam amino dari protein

ü  Protein adalah polimer dari asam-asam amino-

Semua tipe protein yang berbeda pada awalnya disintesis sebagai polimer dari hanya 20 asam amino, dikenal se4bagai common amino acids, asam-asam amino untuk mana sekurang-kurangnya satu kodon spesifik berada dalam kode genetic DNA. Terdapat 20 asam amino untuk mana kodon DNA diketahui. Proses pembacaan kode DNA, menghasilkan polimerisasii urutan spesifik asam-asam amino ke dalam suatu protein didasarkan pada kode DNA.

Derived amino acids, ditemukan juga dalam protein disamping common amino acids. Asam-asam amino ini dalam protein dibentuk dari salah satu common amino acids, biasanya oleh suatu reaksi enzimatis, setelah common amino acids digabungkan ke dalam suatu struktur protein. Seperti sistin; desmosin dan isodesmosin yang ditemukan dalam protein elastin; hidroksiprolin dan hidroksilisin yang ditemukan dalam protein kolagen dan -karboksiglutamat yang terdapat dalam protrombin.

ü  Common amino acids mempunyai suatu struktur umum

Mereka mengandung ecara umum suatu atom C- sentral pada mana secara kovalen terikat suatu gugus asam karboksilat, suatu gugus amino dan suatu atom H. Di samping itu, atom C- mengikat suatu gugus rantai samping (R) dan inilah yang secara unik membedakan masing-masing dari ke 20 common amino acids.

ü  Rantai samping menentukan struktur dari asam-asam amino yang berbeda

1.    Gugus R non polar atau hidrofobik

·         L-alanin (Ala)

·         L-Valin (Val)

·         L-Leusin (Leu)

·         L-isoleusin (ile)

·         L-metionin (Met)

·         L- Prolin (Pro)

·         L-fenilalanin (Phe)

·         L- Triptofan (Trp)

2.    Gugus R bermuatan negative pada pH 6-7

·         L-asam aspartat (Asp)

·         L-asam glutamate (Glu)

3.    Gugus R tak bermuatan atau hidrofilik

·         L-asparagin (Asn)

·         L-Glutamin (Gln)

·         Glisin (Gly)

·         L-serin (Ser)

·         L-Tronin (Thr)

·         L-Tirosin (Tyr)

·         L-sistein (Cys)

4.    Gugus R bermuatan positif pada pH 6-7

·         L-Lisin (Lys)

·         L-Arginin (Arg)

·         L-Histidin (His)

ü  Asam amino dipolimerisasi ke dalam peptida dan protein

Polimerisasi dari 20 common amino acids ke dalam rantai polipeptida di dalam sel dikatalisis oleh enzim-enzim memerlukan RNA, dan berlangsung pada ribosom. Polimerisasi asam-asam amino dalam protein adalah suatu reaksi dehidrasi.

Protein tersusun dari deretan asam-asam amino yang dihubungkan oleh ikatan-ikatan peptida. Ini dinamakan rantai polipeptida. Gugus R berinteraksi dalam suatu rantai pokipeptida untuk menyusun struktur tersier dari suatu protein. Protein tersusun dari rantai-rantai asam-asam amino yang dihubungkan oleh ikatan-ikatan peptida. Ini dinamakan rantai polipeptida.

Gugus R berinteraksi dalam suatu rantai polipeptida untuk menyusun struktur tersier dari suatu protein.

Ò Ospek-ospek dari struktur protein

ü  Struktur primer

Seperti untuk peptida, menunjukkan urutan asam-asam amino dalam suatu rantai/rantai-rantai polipeptida dan lokasi dari ikatan disulfida, kalau ini ada.

ü  Struktur sekunder

Hubungan asam-asam amino yang berdekatan dalam ruang dalam hal struktur primernya; bias regular (mis -heliks, -pleated sheet) atau memperlihatkan sedikit keteraturan (mis rondom coil).

ü  Struktur tersier

Susunan dan antarhubungan berbagai daerah/ tempat dan residu asam-asam amino dalam suatu rantai polipeptida tunggal secara keseluruhan. Pada umumnya hubungan residu-residu asam amino berjauhan dalam ruang.

ü  Struktur kuaterner

Pada protein mengandung 2 atau lebih rantai polipeptida yang dihubungkan melalui kekuatan-kekuatan selain dari ikatan-ikatan kovalen. Kekuatan-kekuatan yang menstabilkan egregat (himpunan) ini adalag ikatan hydrogen dan ikatan elektrostatik (garam) yang terbentuk diantara residu-residu pada permukaan rantai-rantai polipeptida. Protein demikian disebut oligomer, bagian-bagian rantai polipeptida penyusunnya disebut protomer, monomer atau subunit. Banyak protein oligomerik mengandung 2 atau 4 protomer yang masing-masing dinamakan dimer atau tetramer. Oligomer-oligomer yang mengandung lebih dari 4 protomer juga lasim ditemukan, khususnya diantara enzim-enzim yang diregulasi (mis aspartat transkarbomoilase). Protein-protein ligomerik memegang peran khusus di dalam regulasi intraseluler.

Ò Kompleks-kompleks makromolekul

Dibentuk oleh beberapa protein tertentumerupakan agregasi dari beberapa protein fungsional berbeda; masing-masing memiliki ke 4 derajat structuralke dalam kompleks mekromolekuler multifungsional, misalnya enzim-enzim untuk transpor electron, biosintesis asam lemak, metabolisme piruvat (kompleks piruvat dehidroginase).

Ikatan-ikatab kimia yang termasuk lemah (mis ikatan hydrogen) bertanggung jawab mempertahankan struktur sekunder, tersier, kuaterner dari protein, yang dengan mudah mengalami gangguan/kerusakan yang berakibat protein itu kehilangan aktivitas biologiknya. Kerusakan pada struktur alami (native struktur) protein ini disebut denaturasi. Secara fisik denaturasi bias dianggap sebagai pengacakan konformasi dari suatu rantai polipeptida tanpa mempengaruhi struktur primernya.

Untuk suatu protein oligomerik, denaturasi bias melibatkan disosiasi oleh protomer dengan atau tanpa diikuti oleh perubahan-perubahan dalam konformasi protomer.

Aktivitas biologic dari sebagian besar protein dirusak oleh asam-asam atau basa-basa kuat, panas, detergen ionik, zat-zat chaotropic (urea, guanidin), logam-logam berat (Ag, Pb, Hg) atau reagen alkaloid. Protein yang terdenaturasi umumnya bersifat kurang larut danalami presipitasi. Fakta ini dimanfaatkan dalam laboratorium klinik. Darah atau serum untuk dianalisa terhadap molekul-molekul organic kecil (mis glukosa, asam urat, obat-obat), umumnya pertama-tama ditambahkan dengan asam trikloroasetat, asam fosfotungstat, atau asam fosfomolibdat untuk mempresipitasi protein. Presipitat protein ini kemudian disingkirkan melalui sentrifugasi, dan cairan supermtan bebas-protein lalu dianalisa.

Struktur sekunder dan tersier protein dapat diungkapkan melalui kristalografi sinar X. berat/bobot molekul dari protein oligomerik dapat diungkapkan melalui ultrasentrifugasi, filtrasi gel dan elektroforesis gel.

Ò Asam amino yang terdapat dalam protein

Asam amino adalah unit monomerik yang membentuk protein, dan asam amino adalah produk primer penguraian protein. Selama sintesis protein yang berlangsung di ribosom, terdapat 20 asam amino yang sering digunakan, 9-karbon asam amino mengandung sebuah gugus asam karboksilat, sebuah gugus amino dan sebuah gugus rantai sisi (samping) yang tersusun dalam konfigurasi L. Sebagian asam amino mengalami modifikasi secara kimia setelah bergabung membentuk protein.

Secara kimia, rantai sisi asam amino sangat beragam. Sifat kimia rantai sisi asam amino menentulkan karakteristik spesifik dari protein tempat di mana asam amino berada. Pada pH faal, selain muatan positif pada gugus amino dan muatan negative pada gugus karboksil, sebagian asam amino juga membawa muatan pada ranti sisinya. Rantai sisi yang lain bersifat polar (hidrofilik), tetapi sebagian nonpolar (hidrofobik). Sebagian rantai sisi hidrofobik bersifat aromatik, mengandung cincin dengan ikatan rangkap yang mengalami konyugasi. Dua asam amino memiliki rantai sisi yang mengandung sulfur, dua asam amino mengandung gugus amida dan satu asam amino bersifat siklik (gugus aminonya bergabung ke dalam suatu cincin).

Ò Struktur asam amino

Seperti diisyaratkan oleh namanya, suatu asam amino mengandung sebuah gugus amino dan sebuah gugus asam karboksilat. Pada semua asam amino yang digunakan untuk sintesis protein, gugus ini melekat ke atom -karbon (karbon 2).

Pada pH faal, gugus asam amino membawa sebuah proton dan bermuatan positif sedangkan gugus karboksil melepaskan sebuah proton dan bermuatan negative. Walaupun untuk asam amino yang berlainan nilaionya berbeda-beda, pKa untuk gugus -karboksil adalah sekitar 2 dan pKa untuk gugus -amino adalah sekitar 9-10.

Selain gugus amino dan karboksil, masing-masing asam amino memiliki sebuah rantai sisi yang disebut gugus R yang juga melekat ke -karbon. Ke duapuluh asam amino yang digunakan dalam sintesis protein masing-masing memiliki rantai sisi yang berbeda. Untuk yang dari asam amino tersebut, -karbon memiliki 4 substituen yang berbeda, gugus amino, gugus karbokdil, rantai sisi, dan sebuah atom hidrogan. Dengan demikian -karbon bersifat asimetrik dan asam aino mungkin terdapat dalam konfigurasi Datau L.   

Semua asam amino yang ditemukan dalam protein tubuh, kecuali glisin, memiliki konfigurasi L. -karbon pada glisin tidak asimetrik karna ini memiliki dua gugus yang identik : dua atom hydrogen, yang satunya berfungsi sebagai rantai sisi.

Fungsi masing-masing asam amino dan perannya dalam struktur protein terutama berkaitan dengan sifat kimia rantai sisi asam amino. Oleh karma itu, asam, amino dibagi menjadi gugus berdasarkan polaritas relative rantai tersebut, yang menunjukkan kecendrungannya untuk bereaksi. Secara keseluruhan, rantai sisi berkisar melalui suatu spectrum dari sangat non polar sampai sangat polar. Sebagian asam amino memiliki rantai sisi yang sangat hidrofobik (nonpolar), yang lain bersifat lebih hidrofilik, memiliki gugus R yang polar tetapi tidak bermuatan. Asam amino yang paling hidrofilik memiliki rantai sisi dengan muatan positif atau negative pada pH fisiologis.

Sifat-sifat asam amino individual ditentukan oleh sifat dasar gugus R-nya.

Glisin, asam amino terkecil dapat cocok masuk ke dalam daerah (region) struktur 3 dimensi dari protein yang tidak dapat dimasuki oleh asam amino lain.

Gugus R alifatik dari alanin, valin, leusin dan isoleusin dan gugus R aromatik dari fenilalanin, tirosin, dan triptofan adalah hidrofobik, suatu sifat yang mempunyai konsekuensi penting untuk keteraturan molekul air pada protein di lingkungan sekitarnya. Asam-asam amino ini khas berada terutama di bagian dalam protein sitosolik.

Gugus R bermuatan dari asam-asam amino asam dan basa melaksanakan peran kunci dalam menstabilkan konformasi protein psesifik melalui pembentukan ikatan-ikatan garam. Sebagai contoh, pemisahan dan pembentukan kembali ikatan-ikatan garam yang menyertai oksigenasi dan deoksigenasi dari hemoglobin. Di samping itu, asam-asam amino dengan gugus R bermuatan positif atau negative berfungsi dalam system “charge relay” yang mentransmisi muatan sepanjang jarak tertentu selama katalisis enzimatik. Akhirnya histidin menduduki suatu tempat yang penting dan unik dalam katalisis enzimatik karma pK dari proton imidozolnya memungkinkannya pada pH 7,0, berfungsi sebagai katalis asam maupun basa.

Gugus alkohol primer (-OH) dari serin dan gugus tioalkohol primer (-SH) dari sistein adalah nukleofil yang amat baik dan dapat berfungsi demikian selama katalisis enzimatik. Di samping peran katalitiknya, gugus –OH dari serin dan tirosin berfungsi pada regulasi aktivitas enzim-enzim tertentu yang aktivitas katalitiknya tergantung pada keadaan forforilasi dari residu-residu seril atau tirosil spesifik.

Asam-asam amino tidak menyerap “visible light” (karna itu mereka tidak berwarna) dan dengan perkecualian asam-asam amino aromatik triptofan, tirosin, fenilalanin, dan histidin tidak menyerap sinar ultraviolet dengan panjang gelombang diatas 240 nm. 

PENCERNAAN MANUSIA

Pencernaan adalah cara makanan dihancurkan untuk memperoleh bentuk sedemikian rupa sehingga dapat diabsorbsi/diserap melalui dinding usus. Pencernaan dalam tractus digestivus meliputi mulut, lambung, usus halus, usus besar sampai ke pembentukan feses.

Pada umumnya makanan ang masuk melalui mulut tidak dapat langsung diabsorbsi melalui dinding usus, barulah setelah dipecahkan menjadi molekul-molekul kecil absorbsi dapat berlangsung kecuali air dan sebagian besar ion-ion anorganik langsung diabsorbsi tanpa mengalami perubahan lebih dulu. Perubahan secara kimia yang didapat pada pencernaan berlangsung dengan bantuan-bantuan enzim-enzim dari tractus digestivus dan enzim-enzim tambahan mengkatalisis hydrolisa dari :

·         Protein menjadi asam amino

·         Karbohidrat menjadi monosakarida

·         Lemak menjadi glycerol dan fatty acid.

Sekresi pancreas dan kandung empedu ke usus kecil sangat penting dalam proses pencernaan. Diduga bahwa dalam proses pencernaan ini sebagian mineral dan vitamin yang terdapat dalam makanan juga mengalami perubahan-perubahan sedemikian rupa sehingga mudah diabsorbsi. Benarnya dugaan ini terbukti pada vitamin yang tergolong dalam fat soluble yaitu absorbsi vitamin tersebut tidak dapat berlangsung denga sempurna bila terjadi gangguan pencernaan lemak.

Ò Mulut

Mulut mengandung saliva yang disekresi oleh 3 pasang kelenjar ludah yaitu kelenjar parotis, kelenjar submandibularis dan kelenjar sublingualis yang dipengaruhi oleh saraf sekretoris.

Saliva mengandung :

·         Air 99,5 %

·         Ptyalin (amylase)

·         Mucin

·         Ion-ion anorganik

Fungsi saliva :

·         Sebagai lubrican yaitu membuat mulut menjadi basah dan licin dengan demikian makanan yang masuk menjadi basah bilamana dikunyah sehingga makanan berbentuk bubur yang memungkinkan makanan tersebut mudah ditelan.

·         Sebagai bahan pelarut atau pengikat dari pada eksresi macam-macam obat seperti alcohol dan morphin dan beberapa ion-ion anorganik seperti K,Ca, HCO, iodium dan thyocyanida (SCN).

pH saliva adalah 6,8. pada umumnya saliva tidak memegang peranan penting dalam pencernaan olek karna :

·         Ptyalin menjadi nonaktif pada pH 4 atau lebih kecil sehingga pencernaan makanan dengan saliva akan cepat berhenti pada suasana asam yaitu dalam lambung.

·         Batas antara mulut dan lambung sedemikian dekat sehingga saliva tidak pegag peranan penting dalam pencernaan .

·         Selain itu dalam usus banyak terdapat enzim amylase lainnya yang dapat mencernakan amylum secara sempurna.

Ò Lambung    

Makanan yang ditelan masuk ke dalam lambung. Mukosa lambung terdapat 2 macam sel yang mengadakan sekresi yaitu yang disebut chief cell dan parietal cell. Sekresi kedua maca sel tersebut disebut getah lambung (gastric juice). Sekresi dalam lambung dipengaruhi oleh/ diransang oleh suatu refleks saraf. Misalnya bila makanan masuk ke lambung maka ada refleks kelenjar lambung mengeluarkan hormon yang disebut gastrin (gastric secretin) yang kemudian diabsorbsi ke dalam pembuluh darah dan seterusnya diangkut kembali kedalam lambung dimana ia merangsang chief da parietal cell untuk mengeluarkan getah lambung.

Rangsang secara kimia yang menyebabkan sekresi lambung terus menerus selain gastrin (yaitu secara hormonal stimulating) juga histamin (hasil decarboxylasi histidin) dapat berfungdi sebagai gastric secretagogue.

Gastric juice berupa cairan jernih berwarna kekuningan dengan keasaman yang sangat tinggi yaitu yaitu mengandung :

·         0,2 – 6,5 % HCL dengan Ph = 1 – 4

·         90 – 97 % air

·         Sisanya terdiri dari mucin, garam-garam anorganik, enzim-enzim (pepsin, lipase, dan renin)

Bahan-bahan dalam gatrik juice:

1.    HCL

Parietal sel sebagai sumber utama HCL. HCL dalam lambung ini berasal dari NaCl+ HCO melalui reaksi sebagai berikut :

HO+COHCOH+HCO

NaClNa+Cl

Jadi NaNCO da HCL

NaHCO diabsorbsi ke pembuluh darah.

HCL diabsorbsi ke getah lambung.

Sering terjadi bahwa air seni menjadi alkalin ½ sampai 1 jam setelah makan banyak disebabkan oleh karena makan banyak menyebabkan protein pembentukan HCL meninggi berarti pembentukan NaHC03 juga bertambah, NaHC03 diabsorbsi ke pembuluh darah juga bertambah disekresi kedalam air seni. Air seni menjadi alkalia tetapi masih dalam bahan-bahan fisiologia dan keadaan ini disebut : alkaline tide

2.    Pepsin

Pepsin berfungsi pada pencernaan protein menjadi protease dan peptin. Diprodusir oleh kelenjar chief sel dalam bentuk inaktif (precursor yaitu pepsinogen). Kemudian pepsinogen ini oleh pengaruh HCL lambung dirubah menjadi bentuk aktif yaitu pepsin (sedikit) dan oleh pengaruh autokatalyse maka jumlah pepsin yang terdapat dalam getah lambung menyebabkan pepsinogen sisa yang juga terdapat dalam getah lambung menjadi aktif.

3.    Rennin (chymosin atau rennet)

Memegang peranan penting pada proses pencernaan pada bayi. Pada orang dewasa tidak ada rennin. Ia menyebabkan coagulasi dari pada usus sehingga dapat menahan susu itu lebih lama dalam lambung. Rennin menyebabkan casein dari susu menjadi paracasein, zat ini lebih sukar larut dan tahan lama dalam lambung yang kemudian pemecahannya dilakukan oleh pepsin.

4.    Lipase

Aktif terhadap lemak lemah (fat splitting action) lemak, sehingga lipase dalam getah lambung tidak begitu penting dalam pencernaan.

Ò Usus halus

Duodenum : ditemukan 2 macam secret yaitu:

• Sekret dari pancreas = getah pancreas juice
• secret dari usus (duodenum) = getah usus = succua entoricua

Tahun 1902 Bayliss dan straling : dinding duodenum mengleuarkan hormone secretin, setelah diabsorbsi oleh usus pembuluh darah mempengaruhi pancreas, hati dan kandung empedu

Secretin terdiri dari 5 macam yaitu:

1.    Secretin SS

Menyebabkan pancreas membentuk suatu secret yang encer seperti air yang mengandung bicarbonate (HC03) yang tinggi sedang enzim yang kurang.

2.    Paneroozymin

Menyebabkan pancreas mengeluarkan suatu secret viscous/kental yang mengandung HCO yang randah sedang enzim yang tinggi.

3.    Hepatocrinin

Pergi ke hepar menyebabkan hepar mengeluarkan secret empedu yang encer mengandung sedikit garam empedu.

4.    Cholecytokinin

Menyebabkan kontraksi dan pengosongan kandung empedu.

5.    Enterokrinin

Menyebabkan usus megeluarkan secret untuk persediaan jika makanan masuk ke usus.

Pada umumnya seperti lambung yaitu dirangsang oleh suatu hormonal stimulating. Isi lambung (chime) yang berisi asam masuk duodenum, ini merangsang dinding duodenum dan jejunum bagian atas untuk mengeluarkan hormon yang disebut secretin diasorbsi ke dalam pembuluh darah kemudian mempengaruhi :

·         Pancreas sekresi pancreas

·         Hepar garam empedu

·         Kandung empadu kontraksi sekresi kandung empedu

Sekresi pancreas dan sekresi kandung empedu ini bersifat alkalis dimana suasana alkalis ini sangat penting untuk aktifitasenzim-enzim dari getah pancreas dan getah usus.

Mekanisme pengaliran cyime gaster ke duodenum

Isi lambung akan didorong ke duodenum melalui valvula pyloric secara terus meerus akan tetapi pendoronhan ini tidak merupakan aliran tetap tetapi dengan beberapa antara.

Jika isi duodenum masih terlalu asam maka spincter pylori masih tertutup dan jika suasana sudah menjadi alkalis oleh pengaruh secret pancreas dan kandung empedu maka isi lambung berikutnya dengan suatu gerakan peristaltic akan didorong ke usus kecil menyebabkan spincter pylori terbuka lagi dan ini disebut refleks spincter pylori.

Pancreatic juice

Adalah suatu secret encer, pH 7,5-8 yang mengandung:

·         Air yang hamper sama dengan liur ludah sehingga pancreas disebut juga elenjar ludah/luir perut.

·         Protein, disini protein lebih banyak dari pada protein saliva.

·         Compuond organic

·         Compound anorganik yaitu Na, K, HCO, Cl, Ca, Zn, HPO, SO.

·         Enzim yaitu trypsin, chymotripsin, peptidase (carbogypeptidase, aminopeptidase, dipeptidase), lipase, alpha amylase (amylopsin), cholesterolesterase, ribonuklease, collagenase.

ü  Trypsin dan chymotripsin

Mempunyai sifat proteolytic action yang memecah protease dan pepton dari lambung menjadi polypeptide. Daya coagulasi terhadap susu dari chymotripsin lebih besar dari trypsin sendiri. Kedua enzim ini disekresi dalam bentuk inaktif yaitu sebagai trypsinogen dan chymo trypsinogen.

Actifasi trypsinogen menjadi bentuk trypsin yang aktif dipengaruhi oleh enterokinase yang diprodusir oleh kelenjar-kelenjar usus dan disamping itu juga diaktifkan secara autokatalyse. Aktifasi chymotrypsinogen menjadi bentuk chymotripsin tida dipengaruhi oleh trypsin actif.

ü  Peptidase, bekerja terhadap polypeptide.

ü  Amynopsin, bekerja terhadap amylum yang dipecah menjadi oligosaccharide.

ü  Lipase, bekerja terhadap lemak yang dipecah menjadi fatty acid dan glycerol.

ü  Cholesterol esterase, bekerja terhadap cholesterol dan sterol yang lain. Bila dicampur dengan garam-garam empedu maka terjadi osterifkasi dari cholesterol untuk kemudian baru dapat diabsorbsi oleh usus.

ü  Ribonuklease, bekerja terhadap RNA.

ü  Desoxyribunuclease, bekerja terhadap RNA.

Ò   Ileum dan jejenum

Enterokrinin merangsang kelenjar lieberkhun dan drunner untuk mengeluarkan secret dari usus (succus entericus) ini mengandung enzim :

ü  Disacharidase : maltase memecahkan maltose, lactase memecahkan lactose, sucrase memecakan sucrose.

ü  Phosphatase : memecahkan posfat yang terikat dengan compound-compuond organic, misalnya hexose phosphat, gliserphosphat.

ü  Nucleosodase : memecahkan nucleoside base+suger.

ü  Polynukleotidase : meecahkan polynuklease mononuklease.

ü  Lecithinase : memecahkan locithin fatty acid.

Kalau semua enzim bekerja secara sempurna maka kita akan jumpai monosakarida, fatty acid, glycerol, asam amino, dan beberapa zat-zat kecil. Dan keadaan ini siap untuk diabsorbsi kemudian ditranspor dalam darah untuk berbagai jaringan.

Ò Empedu

Dalam duodenum bermuara saluran empedu di papilla vateri. Epedu merupakan hasil pekerjaan hepar. Empedu tidak langsung disalurkan ke dalam duodenum tetapi lebih dahulu vasica fellea. Pada saat tertentu secret pancreas dan empedu bercampur dan dikeluarkan ke dalam duodenum. Komposisi empedu dari hepar beda degan komposisi empedu dalam vesica fellea, yaitu daam vesica fellea sudah lebih kental. Vesica fellea mengeluarkan isinya dengan bantuan hormon cholecystokinin. Bila dalam usus kecil terdapat daging/lemak maka usus kecil akan mengeluarkan isinya cholecystokinin yang akan merangsang vesica fellea untuk berkontraksi megeluarkan isinya. Disamping daging/lemak ada juga beberapa zat yang bekerja sebagai perangsang vesica felea untuk mengeluarkan secresi empedu dengan kata lain bekerja sebagai cholagogue umpama :

ü   Calomel

ü  Tummulawak

ü  MgSO

ü  NH

ü  Terramycin

Secret empedu terdir dari :

ü  Bile acid (asam empedu), dasarnya ialah cholic acid yang dikenal ialah : deoxychelic acid, chemodosoxycholic acid, lithocholic acid.

ü  Bile salt garam-garam empedu terdiri dari glicocholate dan taurocholate.

ü  Cholesterol.

ü  Pigmen-pigmen yang berasal dari pemecahan Hb.

Asam-asam empedu yang nanti membentuk garam2 empedu yaitu terjadi akibat konjugasi dengan Glycin atau Taurin sehingga akan dikeluarkan sebagai Glycocholate dan Taurocholate.

Meskipun conjugasi tersebut tampak mudah Toch harus bekerja dgn Co onzym/

Kalau konsentrasi empedu terlalu kental maka mungkin terjadi batu empedu dan bila V. Fellea berkontraksi akn terasa sakit daerah perut.

Fungsi garam-garam empedu :

1. Emulsifikasi  ; Lemak dipecah manjadi butir-butir kecil
2. Detergent  ; menurunkan tegangan permukaan
3. Menetralisir isi usus (sifat asam  alkalis)
4. Secrosi ; yang dikeluarkan yaitu obat-obat, toxin (racun) & pigmen

Tanpa garam empedu maka lemak hampir tidak dapat diabsorbsi, maka berarti vitamin-vitamin yang larut dalam lemak (fat seluble vitamin). Vitamin A, D, E, K dan esensial fatty acid tak dapat diabsorbsi oleh tubuh dan orang tersebut akan menderita kekurangan vitamin-vitamin tersebut.

Absorbsi

• Mulut, hampir tidak ada absorbsi kecuali aldosterol yang dapat diansorbsi.
• Lambung, hanya absorbsi alcohol.
• Usus kecil, disini 90% absorbsi makanan dan juga absorbsi air.
• Usus besar, terjadi sebagian besar absorbsi air sehingga terjadi pemadatan dari bahan lunak yang masuk.

Transport bahan makanan dari usus halus dapat melalui 2 sistem :

·         System vena porta : melalui kapiler-kapiler darah pada villi intestinalisvena mesentericavena porta hepar.

·         System saluran lympe : saluran lympe yang berada pada daerah usus yang disebut lactealduktus thoracicusvena subclaviadarah.

v  Absorbsi karbohidrat

Dalam bentuk monosakarida yaitu hexose, dan yang penting adalah glukosa, fruktosa, manosa, galaktosa dan sebagian kecil sebagai pentosa. Penyelidikan-penyelidikan mengenai absorbsi karbohidrat menunjukkan bahwa absorbsi hexose berlangsung dengan kecepatan yang tetap atau fixed rate, jadi tidak tergantung dari konsentrasinya dalam darah. Pentosa yang molekulnya lebih kecil dari hexosa ternyata lebih lambat mengalami absorbsi. Urutan dari kecepatan absorbsi adalah sebagai berikut:

Galactose glucose fructose mannose xylose arabinose

          110             100            43              19             15             9

Dari hasil penyelidikan ini dapat ditunjukkan bahwa absorbsi dari monosakarida tidak semata-mata berlangsung secara difusi oleh karena demikian halnya maka tentu pentosa yang molekul-molekulnya lebih kecil akan diabsorbsi lebih cepat dari hexose. Jadi tentu ada suatu mekanisme yang terjadi dalam dinding usus yang menimbulkan perbedaan-perbedaan ini. Mekanisme itu adalah suatu phosphorlation pada golongan hexose yaitu pengikatan golongan hexose dengan asam phospat menjadi glukosa phospat. Peristiwa ini dikatalisir oleh enzim phosporelase yang pada golongan hexose disebut hexokinase. Pentosa tidak mengalami phosparilasi dan akan diabsorbsi secara difusi saja. Adanya mekanisme ini dibuktikan dengan pemberian phlorizin (iodoacetate), ini menghambat pekerjaan enzim tersebut, dalam hal ini absorbsi dari galaktosa dan glukosa akan sedang pentosa tidak. Misalnya glukosa phosporilation dikerjakan oleh heksokinase yang disebut glukokinase

Glukosa selanjutnya diangkut oleh peredaran darah kehati melalui vena porta dan dirubah menjadi glikogen hati untuk disimpan sebagai cadangan.

v  Absorbsi lemak

Lemak dengan lipase dirubah menjadi suatu bentuk lain hingga dapat diabsorbsi usus. Sebagian besar lemak dalam usus setelah dihidrolisa sempurna membentuk:

• Glycerol
• Fatty acid
• Monoglyceride
• Netral fat (trigliserida)

Bentuk-bentuk ini akan diabsorbsi melalui dinding usus terutama:

1.    Gliserol, oleh karena larut dalam air dan mudah diabsorbsi.

2.    Fatty acid, yang dengan garam empedu menghasilkan produk yang larut yang mana akan diabsorbsi dari lumen usus kesel-sel mucosa. Bila fatty acid dan empedu dan gliserol telah melalui sel mukosa maka fatty acid akan terpisah dengan garam empedu yang selanjutnya garam empedu diabsorbsi kesirkulasi portalhepardiekskresi kembali sebagai empedu. Atau berkombinasi dengan gliserol. Gliserol ini bukan berasal dari hasil pemecahan lemak tetapi dari hidrolisa aseton.

Pada fatty acid ada 2 yang penting :

·         Fatty acid kurang 12 atom C sebagai unosterified fatty acid atau free fatty acid ditransfer kedalam darahportahepar.

·         Fatty acid yang lebih 12 atom C sebagai osterified fatty acid, ini akan bergabung dengan lipoprotein dan disebut ……..yang merupakan butir-butir lemak dan pat droplet yang mempunyai penampang ( 35 mu sampai lusaluran limpe.

Absorbsi cholesterol : cholesterol harus diikat degan fatty acid untuk diserap, disusun darah. Pengikatan dikerjakan oleh cholesterolase. Sterol tumbuhan (phytosterol) tidak absorbsi oleh usus kecuali ergesterol yang diabsorbsi sesudah diubah oleh irradiasi menjadi vitamin D.

v  Absorbsi Protein

Proteian diabsorbsi dalam bentuk asam amino dalam jumlah besar, juga peptide kecil dan beta protein sendiri. Dalam darah selamanya asam amino dan setelah makan protein maka konsentrasi akan meningkat, kecepatan absorbsi; bentuk asam amino lisomer lebih cepat dibandingkan dengan disomer oleh karena itu asam amino tidak hanya merupakan proses difusi saja, tetapi merupakan coopling mekanisme yang mana menyebabkan perbedaan-perbedaan stereochemis. 1860 Jacob menerangkan bahwa vitamin B6 dapat mempercepat absorbsi asam amino pada usus.

Biasanya beberapa orang mempunyai sifat allergis terhadap protein, ternyata bahwa peptide kecil dan asam amino tidak mempunyai sifat antigen. Jadi tidak menimbulkan allergis, sedangkan proses absorbsi protein dalam bentuk asli biasanya menimbulkan allergis pada seseorang, sesudah absorbsi maka asam amino diangkut  melalui darah, lympe tidak berperan dalam penyaluran asam amino.

v  Absorbsi Mineral dan Air

Kedua bahan ini akan diabsorbsi langsung, masingpembuluh darahvena portahepar. Untuk proses absorbsi tidak perlu  bantuan dan perubahan tertentu. Mineral yang butuh keaktifan khusus pada ducosa usus untuk terjadinya absorbsi hanyalah Fe.

Pembusukan Dan Fermentasi

Kalau bagaian dari makanan tidak sempat diabsorbsi oleh usus maka akan masuk dalam usus besar. Pada usus besar terjadi absorbsi air sehingga makanan yang semi solid = liquid dari usus kecil menjadi seri solid. Pada masa inilah terjadi aktifitas oleh bakteri2 usus sehingga terjadi pembusukan (putrefaction) dan fermentasi (fermentation). (fermentasi dirusakkan tetapi tidak jadi busuk dan bias dipakai kembali)

v  Oleh karena pengaruh bakteri2 usus maka akan menghasilkan beberapa zat yaitu:

-       Asam-asam organic (formic acid, butyric acid, lactid acid, sucinic acid dan acetic acid

-       Ethyl alkhohol

-       Bentuk gas : methan, C02, hydrogen, nitrogen dan H20

v  Lemak : Sebagai hasil fermentasi terjadi

-       Stearic acid

-       Fatty acid

-       Bentuk lain yang dibutuhkan oleh flora usus

v  Protein : waktu masuk usus besar berada dalam 3 bentuk yang menyebabkan alergi

-       Protein yang tak adapat dicerna

-       Asam amino yang tak dapat diabsorbsi

-       Protein yang masihmeriupakan cellular deaktrin

v  Bakteri usus akan merubah:

1. Lecithin neurine dan muscarine yang toxic untuk tubuh
2. Asam amino yang alami perubahan berdasarkan decnebexylasy sbb:

-       Glycincadaverin

-       ArginineAgmatine

-       OrnithinPutersine

-       Histidinehistamirprose allergis

-       Tyrosinetyramine

-       Tryptofanmetyl indol dan skatolbau busuk dan fecces

-       CystinCH4+H2S

Usus besar mengandung banyak amoniak (NH3) merupakan hasil pembusukan senyawa nitrogen. Senyawa ini kemudian masuk circulasi portal dan hepar (detoxicasi sehingga tidaktoxic lagi). Bila fungsi hepar terganggu bias menyebabkan coma hepaticum oleh karena intexicasi NH3.

v  Bakteri Intestinal

25% bagian apadat dari fecces terdiri dari bekteri. Bakteri intestinal tersebut juga berfungsi untuk membentuk vitamin K dan biotin dalam usus manusia. Juga berperan dalam pemecahan bilirubin dalam usus. Bilirubin berasal dari Hb yang oleh RES dirubah menjadi HEM dan globin. Kemudian HEMbilivardin redbilirubin masuk usus, dalam usus oleh bekteri usus dirubah menjadi dihydrobilirubinusus besar dan disini menjadi stereobilinogen. Sebagian stereobilinogen oleh pengaruh oxidasi menjadi streobilin. Sebagian memberi warna pada feces dan sebagaian stereobilinogen kembali kedarah sebagai urobilinogen, selanjutnya kearah yang oleh pengaruh oxidasiorobilin dsebagian stereobilinogen kembali ke hepar lagi. Jadi bakteri usus memegang peranan penting pada proses yang berlangsung dalam usus besar.

v  Sebagai hasil terakhir dikeluarkanlah feces yang terdiri dari

1. Air
2. Sisa makanan yang tak dicerna
3. Hasil ekskresi yang berupa pigmen empedu, lender dan enzim
4. Hasil pembusukan yaitu indol dan skatol, methan
5. H2S
6. Epitol yang terlepas berasal dari dinding usus.