GIT dan Metabolisme yg terjadi

1.      Anatomi dan Fisiologi Gastrointestinal Tract manusia

 

                                    EXOCRINE

ORGAN                       SECRETIONS                           FUNCTIONS

Mouth and                                                                  Chewing (mechanical digestion); initiation

   pharynx                                                                       of swallowing reflex

Salivary glands                        Salt and water                         Moisten food

                                    Mucus                                     Lubrication

                                    Amylase                                  Polysaccharide-digesting enzyme

__ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __

Esophagus                                                                   Move food to stomach by peristaltic waves

                                    Mucus                                     Lubrication

__ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __

Stomach                                                                      Store, mix, dissolve and begin digestion of

   food; regulate emptying of dissolved food   

   into small intestine

                                    HCl                                          Solubilization of food particles; kill microbes

                                    Pepsin                                      Protein-digesting enzyme

                                    Mucus                                     Lubricate and protect epithelial surface

__ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __

Pancreas                                                                     Secretion of enzymes and bicarbonate; also

   has nondigestive endocrine functions

Enzymes                                  Digest carbohydrates, fats, proteins, and

   nucleic acids

Bicarbonate                            Neutralize HCl entering small intestine from

   stomach

__ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __

Liver                                                                            Secretion of bile; many other nondigestive

   functions

                                    Bile salts                                  Solubilize water-insoluble fats

                                    Bicarbonate                            Neutralize HCl entering small intestine from

   stomach

                                    Organic waste                         Elimination in feces

                                       products and

                                       trace metals

__ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __

Gallbladder                                                                 Store and concentrate bile between meals

__ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __

Small intestine                                                                        Digestion and absorption of most

   substances; mixing and propulsion of    

   contents

                                    Enzymes                                  Food digestion

                                    Salt and water                         Maintain fluidity of luminal contents

                                    Mucus                                     Lubrication

__ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __

Large intestine                                                            Storage and concentration of undigested

   (colon)                                                                         matter; mixing and propulsion of contents

                                    Mucus                                     Lubrication

__ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __

Rectum                                                                        Defecation

 

2.      Mekanisme penyediaan energi bagi sel

Manusia terutama menggunakan glukosa sebagai bahan penghasil energi melalui berbagai reaksi biokimiawi. Sedangkan monosakarida lain seperti fruktosa dan galaktosa pun dalam tubuh akan diubah menjadi glukosa. Selain dari sumber karbohidrat, pada keadaan tertentu tubuh dapat pula menggunakan lipid dan protein sebagai salah satu penghasil energi.

Penyediaan energi bagi sel antara lain dapat melalui reaksi sebagai berikut :

1.      Glikolisis Embden-Meyerhof

2.      Glikogenolisis

3.      Siklus Asam Sitrat ( TCC : Tricarboxilic acid Cycle / siklus Kreb )

4.      Glukoneogenesis

5.      Lipolisis

6.      Proteolisis

3.      Glikolisis Embden-Meyerhof

Glikolisis diperlukan tubuh untuk menghasilkan senyawa berenergi tinggi yang dikenal dengan adenosin triphosphat ( ATP ). Proses pembentukkan ATP ini dapat terjadi baik secara langsung pada tingkat substrat maupun melalui rantai pernafasan.

Energi yang dihasilkan dari glikolisis ini adalah :

Reaksi dikatalisis oleh	Cara pembentukkan ATP	Jumlah ATP per mol glukosa
A.      Produksi ATP : -          Gliseraldehid 3-P dehidrogenase -          Fosfogliserat kinase -          Piruvat kinase B.      Konsumsi ATP : -          Heksokinase -          Fosfofruktokinase -          Laktat dehidrogenase (anaerob)	Oksidasi 2 NADH rantai pernafasan Oksidasi tingkat substrat Oksidasi tingkat substrat TOTAL	6 2 2 Jumlah A : 10 (aerob / anaerob) 1 1 6 Jumlah B :  2 (aerob)                     8 (anaerob)     A – B   :  8 (aerob)                   2 (anaerob)

4.      Siklus Asam Sitrat

Energi yang dihasilkan dari Siklus Kreb’s ini adalah :

Reaksi dikatalisis oleh	Cara pembentukkan ATP	Jumlah ATP per mol Asetil-KoA
-          Isositrat dehidrogenase -          a-ketoglutarat dehidrogenase -          Suksinat tiokinase -          Suksinat dehidrogenase -          Malat dehidrogenase	Oksidasi NADH rantai pernafasan Oksidasi NADH rantai pernafasan Oksidasi tingkat substrat Oksidasi FADH2 rantai pernafasan Oksidasi NADH rantai pernafasan TOTAL	3 3 1 2 3 12

Karena dari pemecahan  sebuah molekul glukosa dihasilkan 2 buah molekul piruvat (Glikolisis), maka akan dibentuk pula 2 buah molekul Asetil-KoA yang masing-masing kemudian akan memasuki siklus Kreb’s, sehingga dengan demikian dalam suasana aerob akan dihasilkan sejumlah besar energi dari sebuah molekul glukosa, yaitu :

A.      Glikolisis                                                                            = 8 ATP

B.      Dekarboksilasi oksidatif piruvat menjadi asetil-KoA        = 6 ATP

C.      Siklus Kreb’s                                                                      = 24 ATP  +

TOTAL             = 38 ATP

5.      Glikogenesis – Glikogenolisis

Selain dioksidasi, glukosa dalam tubuh sebagian akan disintesis menjadi glikogen untuk kemudian disimpan di dalam hepar atau otot (glikogenesis). Pada gilirannya, proses glikogenolisis akan memecah kembali glikogen menjadi glukosa untuk kemudian mengalami glikolisis (glikogen hepar) atau menjadi laktat dan piruvat (glikogen otot).

Glikogen dibentuk dalam setiap jaringan tubuh, terutama di hepar dan otot. Segera setelah kita mengonsumsi makanan yang tinggi karbohidrat, hepar akan mengandung 5% glikogen. Namun, 12-28 jam setelah puasa, kita hampir tidak menemukan lagi glikogen dalam hepar. Sedangkan di dalam otot jarang ditemukan glikogen lebih dari 1%. Glikogen otot ini berperan sebagai sumber glukosa untuk proses glikolisis yang berlangsung dalam otot itu sendiri. Sedangkan glikogen hepar berfungsi untuk mempertahankan kadar glukosa dalam darah.

Glikogenesis dan Glikogenolisis

6.      Glukoneogenesis

Glukoneogenesis adalah proses sintesis glukosa dari zat-zat yang bukan karbohidrat dan berlangsung bila tubuh membutuhkan glukosa dalam jumlah banyak namun tidak dapat dipenuhi hanya oleh sumber karbohidrat dari makanan. Glukosa yang dihasilkan melalui glukoneogenesis tersebut sangat dibutuhkan oleh jaringan saraf (otak) dan sel darah merah, sebab kedua jaringan tersebut amat sensitive terhadap keadaan hipoglikemia (kekurangan glukosa dalam darah). Glukoneogenesis juga diperlukan untuk membersihkan hasil-hasil metabolisme jaringan lainnya dari darah dan otot (laktat) serta dari jaringan adiposa (gliserol).

            Dari sumber asam amino yang digunakan dalam glukoneogenesis, kita dapat membagi asam amino berdasarkan lokasi masuknya, yaitu :

Piruvat                                                Suksinil-KoA

                          Alanine                                     Valine

                          Serine                                       Threonine

                          Cysteine                                   Methionine

                          Glycine                                     Isoleucine

                          Tryptophan

                                                                        Fumarat

a-ketoglutarat                          Phenylalanine

                           Glutamate                               Thyrosine

                           Glutamine                          

                           Proline                                  Oksaloasetat

                           Arginine                                  Asparagine

                           Histidine                                  Aspartate

Glukoneogenesis

 

2 Laktat + 4 ATP + 2 GTP + 6 H₂O                  Glukosa + 4 ADP + 2 GDP + 6 H₃PO₄

Sekitar 80% asam laktat yang dibawa kembali ke hepar akan diubah menjadi glukosa sedangkan sisanya 20% akan dibakar dalam TCC sebagai sumber energi untuk mengubahnya menjadi glukosa. Dalam keadaan di mana produksi asam laktat tidak terlalu banyak, maka laktat akan diubah menjadi piruvat dan kemudian menjadi glukosa (glukoneogenesis).

7.      Lipolisis

Asam lemak dapat menjadi sumber glukosa melalui proses glukoneogenesis, yaitu melalui pembentukkan asetil Ko-A lewat b-oksidasi asam lemak. Asetil-KoA kemudian masuk dalam siklus Kreb’s dan selanjutnya melalui modifikasi kebalikan siklus Kreb’s terbentuklah glukosa. Sedangkan gliserol yang merupakan hasil metabolisme jaringan lemak akan mengalami perubahan sebagai berikut :

 

Gliserol                                   Gliserol-3P                                                          Dihidroksi-aseton-P

 

                 

ATP                 ADP                           NAD⁺                  NADH + H⁺                    

8.      Proteolisis

Protein pada keadaan tertentu (kekurangan energi berat) akan didegradasi oleh enzim-enzim proteolisis dan dibentuk monomernya yaitu asam amino yang kemudian dapat digunakan sebagai sumber energi melalui reaksi glukoneogenesis.

9.      Mekanisme penyediaan energi bagi sel dalam keadaan orang melaksanakan ibadah puasa

Pada saat menjalankan ibadah puasa, pola makan menjadi 2 kali makan berat, yaitu saat pagi hari (sahur) dan sore hari (buka puasa) dengan jeda waktu berkisar 14 jam tanpa makanan berat dan ringan serta air minuman. Jadi dengan pola seperti ini, sel tubuh tetap akan mendapatkan cukup energi untuk menjalankan metabolismenya secara normal.

Sumber energi yang digunakan terutama dari sumber karbohidrat saat sahur dan terutama melalui proses biokimiawi yang normal yaitu glikolisis dan siklus asam sitrat serta glikogenolisis dan glukoneogenesis bila diperlukan.

      Pada kasus tertentu (seperti dalam skenario) yaitu lupa/tidak sempat makan sahur maka akan terdapat jeda waktu asupan makanan/minuman saat buka puasa hari sebelumnya hingga buka puasa berikutnya selama 24 jam. Hal ini tentu memerlukan kompensasi khusus dari tubuh kita antara lain dalam hal kecukupan penyediaan energi, agar tubuh kita tetap daapt menjalankan aktivitasnya dengan normal. Proses glikogenolisis dan glukoneogenesis dalam hal ini akan diaktifkan, bila perlu energi akan didapatkan juga dari pemecahan lipid (lipolisis) atau bahkan dari pemecahan protein (proteolisis).

      Pada keadaan lipolisis dan proteolisis diaktifkan, maka dapat terjadi efek negatif bagi sel tubuh, yaitu terbentuknya benda keton (akibat lipolisis) yang dapat menurunkan pH sehingga terjadi asidosis dan akibat degradasi protein yang berlebihan akan menimbulkan hipoproteinemia, kerusakan protein sel dengan segala akibatnya.

10.  Anjuran pola makan yang sehat saat menjalankan ibadah puasa (makan dan minum)

Komposisi bahan makanan pada saat puasa sama dengan hari-hari biasa, yaitu :

      55% - 65% KH

      15% - 20% protein

      25% - 30% lemak

Makanan sumber KH, protein maupun lemak harus berasal dari beraneka ragam sumber, misalnya untuk sumber karbohidrat bisa dari nasi (sebagian besar) dan oats, roti gandum utuh atau beras merah sebagian kecil waktu sarapan. Maksudnya beranekaragam sumber makanan itu supaya saling melengkapi dalam hal jenis zat gizi dan serat, mineral dan vitaminnya.

      Pada saat puasa yang lebih dipentingkan jenis KH yang dipergunakan sebagai sumber energi bagi aktivitas sehari-hari. Sumber karbohidrat sebagian besar harus dari karbohidrat yang kompleks, sesedikit mungkin yang berasal dari refined KH dan KH sederhana (gula pasir).

KH kompleks ini lebih lama diabsorpsinya, sehingga bertindak sebagai penyedia energi dalam jangka lama.

      Sumber protein juga harus beraneka ragam, yaitu dari daging, unggas, ikan laut, ikan sungai, telur, dan protein nabati dari kacang-kacangan.

      Sumber lemak diharapkan lebih berasal dari MUFA (15%) dan PUFA (10%), sedangkan dari SAFA  dan TUFA (<10%) sesedikit mungkin.

      Sayuran dan buah sebagai sumber vitamin, mineral dan serat dalam jumlah yang cukup.

Makanan berada di dalam lambung sekitar 2 jam sedangkan di usus halus sekitar 8 jam, jadi selama 10 jam masih terjadi absorpsi makanan dan setelah 12 jam tidak lagi terjadi absorpsi makanan.

      Glikogen hati yang berjumlah sekitar 500 kkal atau 100 g glikogen bertindak sebagai buffer glukosa darah untuk metabolisme sel otak dan bila hanya melakukan aktivitas yang ringan, glikogen hati ini dapat bertahan selama 12-14 jam.

Glikogen otot yang berjumlah sekitar 2000 kkal atau 400 g glikogen tidak menjadi ancaman atau bahaya walaupun dipakai aktivitas yang berat (70% - 80% VO2max) selama 1-2 jam atau aktivitas sedang (40% - 50% VO2max) selama 6-8 jam. Aktivitas olahraga yang dilakukan pada siang hari dikuatirkan akan menyebabkan dehidrasi, oleh karena itu kegiatan olahraga sebaiknya dilakukan 1-2 jam menjelang buka puasa.

      Jumlah porsi makan pada saat buka sekitar 70% - 80% total kalori sedangkan pada waktu sahur sekitar 20% - 30% total kalori.

Yang terpenting adalah asupan air minimal 1500 ml dibagi waktu buka dan sahur untuk mencegah terjadinya dehidrasi.