Metabolisme otot (proses metabolisme diotot)

Contoh scenario! Misalnya kita dihadapkan pada suatu kasus:

Seorang mahasiswa ingin badan yang kekar seperti artis Ade Ray. Setiap hari latihan di fitnes center, dan menurut instrukturnya, dia harus mengkonsumsi obat metabolik androgen dan injeksi insulin agar ototnya cepat membesar. Suatu saat dia mengalami kejang2 di tempat latihan dan segera dibawa ke IGD rumah sakit.

PROBLEM

•           Apakah fungsi obat androgen dan insulin ?

•           Mengapa dia kejang-kejang ?

•           Mengapa otot dapat membesar ?

•           Metabolisme apa yang terjadi di otot ?

•           Apakah siklus Cori ?

•           Hormon apa saja yang berperan dalam metabolisme otot ?

KINDS

•           Glycogenolysis à Glycolysis à laktat

•           b-oxidation à ketone bodies

•           Krebs (tricarboxylic acid) cycle

•           Branched-chain amino acids (valin, leusin, isoleusin) à glutamin, alanin

•           Creatin phosphate

•           Electron transport chain

•           Calcium regulation

•           Hormone (insulin, glukagon, epinefrin)

•           Glycogenolysis à Glycolysis à laktat

Glycogenolysis merupakan pecahnya glikogen, di otot glikogen sebagai sumber glukosa 6-fosfat untuk proses glikolisis sebagai respon terhadap kebutuhan akan ATP untuk kontraksi otot yang nantinya menghasilkan laktat dikaranakan proses glikolisis melalui anaerob. Glycogenolysis di otot akan meningkat beberapa ratus kali bersamaan dengan dimulainya kontraksi, peningkatan konsentrasi ion Ca2+ intrasel berperan memulai kontraksi dan glycogenolysis.

•           b-oxidation à ketone bodies

b-oxidation yang membentuk Asetil-KoA dapat mengalami beberapa proses yaitu :

1. Seperti asetil-KoA yang berasal dari glikolisis, dan senyawa ini (asetil-KoA)dioksidasi menjadi CO2 + H2O melalui siklus asam sitrat

2.   Menjadi prekursor untuk membentuk kolesterol dan steroid lain.

3.  Di hati, senyawa ini digunakan untuk membentuk badan keton (asetoasetat dan 3-hidroksi butirat) yang merupakan bahan bakar penting pada keadaan puasa lama.

•           Krebs (tricarboxylic acid) cycle

Adalah serangkaian reaksi di mitokondria yang mengoksidasi gugus asetil pada asetil-KoA dan mereduksi koenzim yang ter-reoksidasi melalui rantai transpor elektron yang berhubungan dengan pembentukan ATP. Siklus Krebs ini ikut serta dalam glukoneogenesis yang merupakan proses mengubah prekusor nonkarbohidrat menjadi glukosa atau glikogen. Substrat utamanya adalah asam-asam amino glukogenik, laktat, gliserol, dan propionat yang nantinya diubah menjadi glukosa.

•           Branched-chain amino acids (valin, leusin, isoleusin) à glutamin, alanin

Alanin akan dikeluarkan bnyak oleh otot rangka pada keadaan puasa, jauh melebihi konsentrasinya di protein otot yang sedang dikatabolisme. Alanin dibentuk melalui transaminasi piruvat yang dihasilkan oleh glikolisis glikogen otot, dan di ekspor ke hati tempat zat ini menjadi substrat bagi glukoneogenesis setelah transaminasi kembali menjadi piruvat. Ini merupakan suatu cara tidak langsung pemanfaatan glikogen otot untuk mempertahankan glukosa darah dalam keadaan puasa. ATP yang dibutuhkan untuk sintesis glukosa dari piruvat di hati berasal dari oksidasi asam lemak.

•           Creatin phosphate

Kreatin fosfat mencegah deplesi (pengosongan) cepat ATP dengan cara menyediakan fosfat berenegi tinggi yang dapat digunakn untuk membentuk kembali ATP dari ADP. Kreatin fosfat dibentuk dari ATP dan kreatin pada saat ATP beristirahat dan kebutuhan akan ATP tidak terlalu besar. Jadi, jika otot pada kondisi metabolisme cepat dan tidak ada oksigen maka otot memperoleh energi dari kreatinin fosfat.

•           Calcium regulation

Ca2+ berperan dalam kontraksi otot jika kadar Ca2+ dalam otot berlebih maka akan menyebabkan kejang yang dapat disebut dengan tetani.

•           Hormone (insulin, glukagon, epinefrin)

Hormon insulin berperan dalam mengatur glukosa darah. Hormon ini dihasilkan sel  pilau langethans  di pankreas sebagai respon terhadap hiperglikemia. Hormon glukagon bekerja berlawanan dengan efek insulin, Glukagon adalah hormon yang dihasilkan oleh sel α pulau pankreas. Sekresinya dirangsang oleh hipoglikemia. Di hati, glukagon merangsang glikogenolisis dengan mengaktifkan fosforilase. Selain itu, glukagon juga meningkatkan glukoneogenesis dari asam amino dan laktat. Epinefrim disekresikan oleh medula adrenal akibat rangsangn yang menimbulkan stres (rasa takut, kegembiraan, perdarahan, hipoksia, hipoglikemia, dsb) dan menyebabkan glikogenolisis di hati dan otot karena stimulasi fosforilase. Di otot, glikogenolisis menyebabkan peningkatan glikolisis, sedangkan di hati hal ini menyebabkan pembebasan glukosa ke dalam aliran darah.
 
Siklus cori

Glikogen diotot di ubah menjadi glukosa setelah melalui proses glikolisis anaerob akan menjadi laktat dan menghasilkan sedikit ATP. Laktat diangkut ke hati yang merupakan tempat laktat diubah kembali menjadi glukosa melalui proses glukoneogenesis dengan bantuan ATP hasil dari oksidasi asam lemak. Siklus Cori membutuhkan enzim laktat dehidrogenase. Tanpa O2 proses akan berhenti di asam laktat. Timbunan asam laktat di pembuluh darah akan menyebabkan asidosis metabolik jika banyak tertimbun di otot akan menyebabkan pegal, capek.

PENGARUH HORMON

•         Insulin :

–        asam amino à protein

–        Glukosa à CO2+H2O

–        Glukosa àglikogen (hepar+otot)

–        Glukosa à TG (Triasil gliserol)

•         Glukagon àglukoneogenesis+glikogenolisis

•         Epinefrin à glukosa, asam lemak

•         Androgen à enhance muscle mass. Androgen adalah hormon  kelamin terutama pada laki-laki. Jika terlalu banyak pada wanita akan menyebabkan wanita berkumis, rambut lebat, sedangkan jika terlalu banyak pria akan menyebabkan banyak jerawat. Androgen berperan dalam memperbsar otot.

Hormon-hormon ini mempunyai peran untuk membantu mempercepat pembentukan glukosa menjadi ATP.  

Tiga sumber energy :

             Kreatin Phosphat àADP secara anaerob

             Glukosa à asam laktat (secara anaerob)

             Glikogen, gliserol, asam amino tertentu yang mempunyai rantai glukosa (aerob).

Sumber utama energy adalah glukosa dan O2. Pada orang yang berpuasa sumber energinya menggunakan bahan selain karbohidrat misalnya saja asam lemak yang nantinya diubah menjadi glukosa ini disebut dengan glukoneogenesis.

Pergerakan myofibril tergantung dari jumlah ATP. Pada waktu istiraht, glukosa diubah menjadi glikogen yang dipengaruhi oleh saraf parasimpatis. Pada waktu melakukan aktivitas akan terjadi glikolisis piruvat yang nantinya membentuk laktat dan kemudian dibawa ke liver. Saat ketakutan dipengaruhi oleh saraf simpatik yang memacu denyut jantung cepat, rasa lapar (karena insulin naik), dan otot menjadi tegang.

Posted in: medical