Lemak (Lipid) dan Metabolismenya

Pengertian lipid

Lipid dapat didefinisikan sebagai molekul kecil yang bersifat hidrofobik atau amphifilik. Sifat lipid yang amfifilik ini memungkinkan lipid membentuk struktur seperti vesikula atau membran dalam suatu cairan. Lipid terdiri dari dua komponen utama, yaitu grup ketoasil dan grup isoprena. Berdasarkan jenis grup penyusunnya, lipid dapat dibedakan menjadi 8 kategori yaitu asam lemak, gliserolipid, gliserofosfolipid, sphingolipid, saccarolipid dan poliketida (turunan dari hasil kondensasi subunit ketoasil), sterolipid dan prenolipid (turunan dari hasil kondensasi subunit isoprene)

Istilah lipid sering disinonimkan dengan lemak, meskipun lemak adalah subgroup lipid yang disebut trigliserida (trigliserol). Lemak terbentuk dari satu gliserol yang mengikat 3 asam lemak. Molekul gliserol memiliki 3 gugus hidroksil (OH-). Asam lemak memiiki gugus karboksil (COOH-). Pada trigliserida, gugus hidroksil bergabung dengan gugus karbonil dan membentuk ikatan ester (Anonim c, 2010). Lemak umumya dikategorikan menjadi 2 jenis, yaitu lemak jenuh dan lemak tak jenuh. Lemak jenuh adalah ester gliserol yang banyak mengandung komponen asam lemak jenuh, sehingga bersifat padat pada suhu kamar. Lemak tak jenuh adalah ester gliserol yang banyak mengandung komponen asam lemak tak jenuh, sehingga bersifat cair pada suhu kamar. Lemak tak jenuh sering juga disebut minyak. Kondisi jenuh – tak jenuh ini ditentukan berdasarkan ada tidaknya ikatan rangkap pada gugus asam lemak. Asam lemak jenuh tidak memiliki ikatan rangkap, sedangkan asam lemak tak jenuh memiliki satu atau lebih ikatan rangkap.

MACAM LEMAK

ü  Lemak biologis yang terpenting: lemak netral (trigliserida), fosfolipid, steroid

ü  Asam lemak:

·         Asam palmitat: CH3(CH2)14-COOH

·         Asam stearat: CH3(CH2)16-COOH

·         Asam oleat: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

ü  Trigliserida : ester gliserol + 3 asam lemak

ü  Fosfolipid    : ester gliserol + 2 asam lemak + fosfat

ü  Steroid          : kolesterol dan turunanya (hormon steroid, asam lemak dan vitamin)

MACAM LEMAK PLASMA

ü  Asam lemak bebas ( FFA= free fatty acid) → ada dalam plasma darah dan terikat dengan albumin

ü  Kolesterol, trigliserida dan fosfolipid → dalam plasma berbentuk lipoprotein

1.      Kilomikron

2.      VLDL : very low density lipoprotein

3.      IDL     : intermediate density lipoprotein

4.      LDL    : low density lipoprotein

5.      HDL   : high density lipoprotein

ASAM LEMAK BEBAS

Bila lemak sel akan digunakan untuk energi → simpanan lemak (trigliserida) dihidrolisis menjadi asam lemak dan gliserol (oleh enzim lipase sel). Asam lemak berdiffusi masuk aliran darah sebagai asam lemak bebas (Free Fatty Acid) dan berikatan dengan albumin plasma.

METABOLISME LEMAK

Ada 3 fase:

• ü  β oksidasi
• ü  Siklus Kreb
• ü  Fosforilasi Oksidatif

A. BETA OKSIDASI

ü  Proses pemutusan/perubahan asam lemak → asetil co-A

ü  Asetil co-A terdiri 2 atom C → sehingga jumlah asetil co-A yang dihasilkan = jumlah atom C dalam rantai carbon asam lemak : 2

ü  Misal: asam palmitat (C15H31COOH) → β oksidasi → asetil co-A

B. SIKLUS KREBS

ü  Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2

ü  Proses ini terjadi didalam mitokondria

ü  Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis

ü  Oksaloasetat berasal dari asam piruvat

ü  Jika asupan nutrisi kekurangan KH → kurang as. Piruvat → kurang oxaloasetat

KETOSIS

• ü  Degradasi asam lemak → Asetil KoA terjadi di Hati, tetapi hati hanya mengunakan sedikit asetil KoA → akibatnya sisa asetil KoA berkondensasi membentuk Asam Asetoasetat
• ü  Asam asetoasetat merupakan senyawa labil yang mudah pecah menjadi: Asam β hidroksibutirat dan Aseton.
• ü  Ketiga senyawa diatas (asam asetoasetat, asam β hidroksibutirat dan aseton) disebut BADAN KETON.
• ü  Adanya badan keton dalam sirkulasi darah disebut: ketosis
• ü  Ketosis terjadi saat tubuh kekurangan karbohidrat dalam asupan makannya → kekurangan oksaloasetat
• ü  Jika Oksaloasetat menurun → maka terjadi penumpukan Asetil KoA didalam aliran darah → jadi badan keton → keadaan ini disebut KETOSIS
• ü  Badan keton merupakan racun bagi otak → mengakibatkan Coma, karena sering terjadi pada penderita DM → disebut Koma Diabetikum
• ü  Ketosis terjadi pada keadaan :

·                                          Kelaparan
·                                          Diabetes Melitus
·                                         Diet tinggi lemak, rendah karbohidrat

RANTAI RESPIRASI

• ü  H adalah hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH
• ü  H dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c →sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + Energi
• ü  Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi
• ü  Rantai Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase
• Urutan carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + Energi

C. FOSFORILASI OKSIDATIF

    Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat menjadi ATP

• ü  Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi
• ü  Fosforilasi oksidatif → proses merubah ADP → ATP (dengan menngunakan energi hasil reaksi H2 + O2 → H2O + E)

SINTESIS TRIGLISERIDA DARI KARBOHIDRAT

ü  Bila KH dalam asupan lebih banyak dari yang dibutuhkan → KH diubah jadi glikogen dan kelebihanya diubah jadi trigliserida → disimpan dalam jaringan adiposa

ü  Tempat sintesis di hati, kemudian ditransport oleh lipoprotein ke jaringan disimpan di jaringan adiposa sampai siap digunakan tubuh

SINTESIS TRIGLISERIDA DARI PROTEIN

ü  Banyak asam amino dapat diubah menjadi asetil koenzim-A

ü  Dari asetil koenzim-A dapat diubah menjadi trigliserida

ü  Jadi saat asupan protein berlebih, kelebihan asam amino disimpan dalam bentuk lemak di jaringan adipose

PENGATURAN HORMON ATAS PENGGUNAAN LEMAK

• ü  Penggunaan lemak tubuh terjadi pada saat kita gerak badan berat
• ü  Gerak badan berat menyebabkan pelepasan epineprin dan nor epineprin
• ü  Kedua hormon diatas mengaktifkan lipase trigliserida yang sensitif hormon → pemecahan trigliserida → asam lemak
• ü  Asam lemak bebas (FFA) dilepas ke darah dan siap untuk dirubah jadi energi

ARTERIOSKLEROSIS

ü  Jika kadar kolesterol tinggi dalam darah → endapan lipid yang disebut: plak ateroma/ endapan kolesterol

ü  Pada stadium penyakit fibroblast menginfiltrasi ateroma → sklerosis

ü  Ca juga mengendap bersama → plak kalsifikasi

ü  Kedua proses diatas menyebabkan arteri menjadi sangat keras → arteriosklerosis

ü  Arteriosklerosis → menyebabkan vaskuler mudah pecah

ü  Dinding vaskuler arteriosklerosis kasar → menyebabkan tombus dan emboli

ü  Efek samping: darah tinggi, PJK, trombus → stroke emboli

EKOSISTEM DAN SUKSESI EKOLOGI

PERKEMBANGAN EKOSISTEM ATAU SUKSESI EKOLOGI

•      Komunitas yang terdiri dari berbagai populasi bersifat dinamis dalam interaksinya yang berarti dalam ekosistem mengalami perubahan sepanjang masa. Perkembangan ekosistem menuju kedewasaan dan keseimbangan dikenal sebagai suksesi ekologis atau suksesi.

•      Suksesi terjadi sebagai akibat dari modifikasi lingkungan fisik dalam komunitas atau ekosistem. Proses suksesi berakhir dengan sebuah komunitas atau ekosistem klimaks atau telah tercapai keadaan seimbang (homeostatis).

Di alam ini terdapat dua macam suksesi, yaitu suksesi primer dan suksesi sekunder

a.      Suksesi Primer

·         Suksesi primer terjadi bila komunitas asal terganggu. Gangguan ini mengakibatkan hilangnya komunitas asal tersebut secara total sehingga di tempat komunitas asal terbentuk habitat baru.

·         Gangguan ini dapat terjadi secara alami, misalnya tanah longsor, letusan gunung berapi, endapan Lumpur yang baru di muara sungai, dan endapan pasir di pantai.

·         Gangguan dapat pula karena perbuatan manusia misalnya penambangan timah, batubara, dan minyak bumi.

Contoh yang terdapat di Indonesia adalah terbentuknya suksesi di Gunung Krakatau yang pernah meletus pada tahun 1883. Di daerah bekas letusan gunung Krakatau mula-mula muncul pioner berupa lumut kerak (liken) serta tumbuhan lumut yang tahan terhadap penyinaran matahari dan kekeringan. Tumbuhan perintis itu mulai mengadakan pelapukan pada daerah permukaan lahan, sehingga terbentuk tanah sederhana. Kalau tumbuhan perintis mati maka akan mengundang datangnya pengurai (dekomposer). Zat yang terbentuk karena aktivitas penguraian bercampur dengan hasil pelapukan lahan membentuk tanah yang lebih kompleks susunannya.

Dengan adanya tanah ini, biji yang datang dari luar daerah dapat tumbuh dengan subur. Kemudian rumput yang tahan kekeringan tumbuh. Bersamaan dengan itu tumbuhan herba pun tumbuh menggantikan tanaman pioner dengan menaunginya. Kondisi demikian tidak menjadikan pioner subur tapi sebaliknya.

b.      Suksesi Sekunder

Suksesi sekunder terjadi bila suatu komunitas mengalami gangguan, baik secara alami maupun buatan. Gangguan tersebut tidak merusak total tempat tumbuh organisme sehingga dalam komunitas tersebut substrat lama dan kehidupan masih ada.

Contoh: gangguan alami misalnya banjir, gelombang laut, kebakaran, angin kencang, dan gangguan buatan seperti penebangan hutan dan pembakaran padang rumput dengan sengaja.

JENIS SUKSESI

Bertambah/berkurangnya jenis (species)

1. Suksesi progresis : perubahan semakin kaya akan jenis (species)
2. Suksesi regresif/retrogresif : perubahan semakin berkurangnya jenis (contoh: unsur hara berkurang)

Menurut terjadinya:

1. Suksesi primer : terbentuknya komunitas pada substrat yang belum pernah ditumbuhi vegetasi
2. Suksesi sekunder : terbentuknya komunitas baru yang berasal dari ekosistem yang pernah terbentuk

KOEVOLUSI

Koevolusi adalah proses dua atau lebih spesies mempengaruhi proses evolusi satu sama lainnya. Semua organisme dipengaruhi oleh makhluk hidup disekitarnya, namun pada koevolusi, terdapat bukti bahwa sifat-sifat yang ditentukan oleh genetika pada tiap spesies secara langsung disebabkan oleh interaksi antara dua organisme

•      Contoh kasus koevolusi yang terdokumentasikan dengan baik adalah hubungan antara pseudomyrmex (sejenis semut) dengan tumbuhan akasia. Semut menggunakan tumbuhan ini sebagai tempat berlindung dan sumber makanan. Hubungan antar dua organisme ini sangat dekat sedemikiannya telah menyebabkan evolusi struktur dan perilaku khusus pada kedua organisme. Semut melindungi pohon akasia dari hewan herbivora dan membersihkan tanah hutan dari benih tumbuhan saingan. Sebagai gantinya, tumbuhan mempunyai struktur duri yang membesar yang dapat digunakan oleh semut sebagai tempat perlindungan dan sumber makanan ketika tumbuhan tersebut berbunga

Evolusi Ekologi

Evolusi Ekologi adalah istilah umum yang mungkin berarti hal yang sangat berbeda bagi orang yang berbeda. Fokus utama dari studi evolusi-ekologi pada tingkat populasi biologi (Pianka 2000), dengan penekanan pada skala waktu yang di batasi fenomena antara ekologi (yaitu, jangka pendek) dan evolusi (yaitu, jangka panjang). Biasanya, evolusi ekologi mempelajari berbagai fenomena yang mungkin termasuk umur dan ukuran pada saat jatuh tempo, plastisitas fenotipik, sistem pemuliaan kawin/dan seleksi seksual, riwayat hidup,
evolusi di lingkungan heterogen (tapi yang lingkungan tidak heterogen), strategi mencari makan, derajat dan pola variasi genetik, efek orangtua, dan spesialis generalis vs strategi. Untuk masalah ini tampaknya daftar tak akan ada habisnya, kita harus menambahkan studi banding skala kecil antara spesies atau populasi diberitahukan oleh analisis filogenetik. Ini kategori yang terakhir secara signifikan telah memperluas ruang lingkup evolusi ekologi untuk memasukkan fenomena di atas tingkat spesies dalam upaya untuk memahami hubungan antara proses-micrountuk makro-evolusi.

Pembahasan ini akan mengadopsi luas definisi dari evolusi ekologi dan mungkin sementara masih mempertahankan beberapa fokus. Meskipun hal ini mungkin menarik bagi pembaca, sebagai wacana pertanyaan dan sub-bidang teori ekologi dan evolusi akan secara singkat diulas, kita benar-benar percaya bahwa apa yang membuat ekologi evolusi seperti sesuatu yang menarik untuk dijadikan penyelidikan adalah karena jangkauannya yang luas. Selanjutnya, salah satu pertanyaan yang terbesar tentang organisme biologi justru bagaimana kesenjangan antara ekologi-populasi dan fenomena -evolusi spesies tingkat dipadukan /dihubungkan. Pertanyaan ini memberikan tantangan berat untuk kedua teoritis dan empiris ahli biologi dan mungkin akan melihat peningkatan perhatian dan upaya selama beberapa dekade berikutnya. Pembahasan ini terdiri dari beberapa bagian, mulai dari ekologi dan biogeografi dari Arabidopsis untuk mempelajari genetika kuantitatif, dari plastisitas fenotipik ke RCH laut kembali dilakukan pada spesies lain terdiri dari A. thaliana, AOS, lingkungan Äúphylogenetic, Äù Dalam setiap bagian.

Kami akan memperkenalkan pembaca ke area umum penelitian dan pertanyaan-pertanyaan fundamental yang sesuai, dan pindah ke pertimbangan singkat tentang beberapa contoh apa yang telah dilakukan di masa lalu kurang lebih yang masih termasuk baru, dan diakhiri dengan daftar sementara pertanyaan yang kami pikir mungkin dicari dan hasil yang bermanfaat tahun-tahun berikutnya. Mengapa ekologi dan evolusi Arabidopsis?

Mari kita mulai dengan menjawab apa yang mungkin muncul pada pandangan pertama pertanyaan aneh: mengapa repot-repot mempelajari evolusi ekologi  dalam tanaman seperti Arabidopsis? Pertanyaannya dibenarkan oleh adanya fakta bahwa telinga mouse selada (A. thaliana, nama umum AOS) pada awalnya dipilih sebagai sistem model penelitian dalam genetika. Untuk genetika, yang alasan utama untuk fokus pada A. thaliana itu siklus hidupnya pendek dan ukurannya kecil, karakteristik ideal untuk membuatnya menjadi setara botani Drosophila melanogaster (fakta A. thaliana yang sebagian besar merupakan spesies selfing Abbott dan Gomes 1989 juga menyederhanakan analisis genetik, diakui dengan mengorbankan penanganan sulit bunga-bunga kecil selama penyerbukan). Setelah itu pengetahuan yang cukup dari genetika dan fisiologi tanaman telah terakumulasi, alami menjadi organisme favorit bagi perkembangan molekul dan ahli biologi untuk alasan yang.

Ekologi dan evolusionis telah jauh lebih lambat pemamanfaatnya informasinya yang tersedia tentang mouse-telinga selada, meskipun beberapa awal menarik upaya saya yang akan bahas pada bagian berikutnya. Berbicara Ekologis, A. thaliana merupakan oportunistik tahunan gulma, oleh karena itu ditandai dengan kehidupan yang siklus cukup sederhana dan valensi ekologis yang agak sempit.

Evolusioner, mungkin merupakan spesies yang berasal dengan sistem kawin sangat agak tidak biasa. Seperti yang akan kita lihat, ekologi selada ini sebenarnya lebih menarik dan bervariasi daripada kebanyakan yang diperkirakan orang, dan selfers tahunan tidak berarti binatang yang tidak biasa antara tanaman berbunga. Lebih jauh lagi, ke sistem model utama lainnya di evolusi biologi: lalat buah Drosophila melanogaster, yang tidak berhenti legiun evolusionis dari mengadopsi sebagai makhluk favorit mereka. Lebih penting lagi, setelah mengakui keterbatasan intrinsik dalam penggunaan Arabidopsis sebagai alat untuk penelitian evolusi ekologi, kelebihan tidak boleh dianggap remeh.

Memang benar bahwa jika ahli ekologi tanaman dan evolusionis telah memilih mereka dari sebuah sistem model mereka akan mungkin fokus pada organisme lain (meskipun tidak ada spesies tersebut sebenarnya telah muncul sepanjang abad ke-20). Tetapi juga benar bahwa database menakjubkan dan semakin meningkat informasi tentang fisiologi, biologi molekular, genetika, dan biologi perkembangan tikus telinga selada menggiurkan bagi ekologi evolusi yang sering menemukan diri mereka mengeluh bahwa kesimpulan mereka tentang spesies lainnya dramatis dibatasi justru oleh kurangnya pengetahuan tersebut.

Menjelang akhir pembahasan ini saya akan membuat kasus yang salah satu alasan yang paling penting untuk mempelajari A. Thaliana dari perspektif organisme adalah karena itu memberikan patokan nyaman untuk memperpanjang penyelidikan kami ke dalam banyak kerabat dalam keluarga Brassicaceae, spesies yang ulang ditandai dengan fenotipe jauh lebih bervariasi, ekologi dan sejarah evolusioner dari tikus telinga selada itu sendiri.