BI OKI M I A STARVASI
D R. M H D . SYAH PUTRA
Fa k u lt a s Ke dok t e r a n Ba gia n Biok im ia Un ive r sit a s Su m a t e r a Ut a r a
PEN D AH ULUAN
St arvasi adalah suat u keadaan dim ana t erj adi kekurangan asupan energi dan unsur-unsur nut risi essensial yang diperlukan t ubuh dalam beberapa hari sehingga m engakibat kan t erj adinya perubahan perubahan proses m et abolism e unsur- unsur ut am a didalam t ubuh.
Dalam kondisi kekurangan m akanan yang berlangsung lebih daTi sat u hari, akan t erj adi berbagai peru bahan m et abolik. Kadar i! ~ sulin akan m enurun dan kadar glukagon akan m eningkat akibat penurunan glukosa darah. Respons m et abolik m endasar t erhadap st arvasi adalah konservasi energi daTi j aringan- j aringan t ubuh. Oksidasi glukosa m enurun secara drast is selam a hari pert am a st arvasi dan asam -asam lem ak dim obilisasi, yang akhirnya m enim bulkan kenaikan konsent rasi -asam lem ak plasm a dan gugus ket on sert a kenaikan deraj ad oksidasi lem ak.
Karena cadangan glikogen hat i dideplesi set elah periode puasa ( kelaparan) selam a 24 j am , glukoneogenesis adalah pent ing unt uk m em berikan glukosa ke ot ak. Glukoneogenesis m enj adi proses yang pent ing t erut am a karena j enis j aringan dan sel t ert ent u yang m encakup sist em syaraf pusat sert a eryt rosit , t ergant ung kepada pasokan glukosa yang berkesinam bungan.
Pasokan m inim al glukosa m ungkin diperlukan dalam j aringan ekst ra hepat ik unt uk m em pert ahankan konsent rasi oksaloaset at dan bent ukan siklus asam sit rat . Disam ping it u, glukosa m erupakan sum ber ut am a gliserol 3 fosfat dalam j aringan yang t idak m em punyai energi gliserol kinase sepert i j aringan adiposa.
Disam ping glukoneogenesis, sej um lah m ekanism e t ert ent u akan m engam ankan pasokan glukosa pact a saat kekurangan dengan m em buat subst rat lain m enghindari oksidasi ( 1,2) .
I I . Pr ose s Pe m e ca h a n Ba h a n M a k a n a n
Makanan yang m asuk ke dalam t ubuh akan m engalam i beberapa proses pem ecahan sehingga nant inya akan m enghasilkan energi. Adapun t ahapan- t ahapan proses pem ecahan t erse but adalah sebagai berikut :
- Tahap I : Proses pem ecahan m olekul m olekul besar m enaj di su bunit sederhana.
I I I . I n t e r k on ve r si Un su r - u n su r M a k a n a n Ut a m a .
Tidak sem ua bahan m akanan pokok dapat saling dikonversikan sepert i yang t erlihat pact a Gbr. 2.
t idak reversibel, sehingga m encegah konversi langsung aset il- KoA m enj adi piruvat . Selain it u, konversi net o aset il- KoA m enj adi oksaloaset at lew at siklus asam sit rat t idak m ungkin t erj adi, karena dibut uhkan sat u m olekul oksaloaset at unt uk bergabung dengan aset il- KoA dan hanya sat u m olekul oksaloaset at yang dibent uk kem bali. Dengan alasan serupa, konversi net o asam lem ak dengan j um lah at om karbon genap ( yang m em bent uk aset il- KoA) m enj adi glukosa at au glikogen t idak m ungkin t erj adi. hanya bagian t erm inal t iga karbon pada asam lem ak yang m em punyai bilangan at om karbon ganj il yang bersifat glukogenik, karena bagian m olekul ini akhirnya akan m em bent uk propionil - KoA pada B- oksidasi .Meskipun dem ikian, at om karbon berlabel pada asam lem ak m ungkin saj a pada akhim ya dit em ukan dalam glikogen set elah m elint asi siklus asam sit rat . Keadaan ini t erj adi karena oksaloaset at m aupun dalam lint asan glukoneogenesis. Moiet as gliserol pada t riasilgliserol akan m em bent uk glukosa set elah t im bul proses akivasi m enj adi
gliserol 3
fosfat , dan senyaw a ini m erupakan sum ber glukosa yang pent ing pact a st arvasi. Banyak rant ai karbon pact a asam am ino nonesensial dapat diproduksi dari karbohidrat lew at siklus asam sit rat dan reaksi t ransam inasi. Melalui pem balikan proses ini, asam am ino glukogenik m enghasilkan rant ai karbon yang bisa m erupakan anggot a at au prekursor pact a siklus asam sit rat . Dengan dem ikian, aSam am ino glukogenik m udah dikonversi lew at lint as an glukoneogenik m enj adi glukosa dan glikogen. Asam am ino ket ogenik m enghasilkan aset oaset at yang selanj ut nya akan dim et abolisasi sebagai badan ket on sehingga t erbent uk aset il- KoA dalam j aringan ekst rahepat ik.
Dengan alasan yang sarna bahw a konversi - net t o asam lem ak m enj adi karbohidrat t idak m ungkin t erj adi, m aka konversi net t o asam lem ak m enj adi asam am ino glukogenik pun t idak m ungkin berlangsung. Juga t idak m ungkin t erj adi pem balikan lint asan pem ecahan asam am ino ket ogenik at au asam am ino lain yang t erm asuk kedalam kat egori asam am ino esensial dilihat dari sudut nut risi. Konversi rant ai karbon pact a asam am ino glukogenik m enj adi asam lem ak m ungkin t erj adi lew at pem bent ukan piruvat dan aset il- KoA at au lew at pem balikan sej um lah reaksi pact a siklus asam sit rat yang t idak t erj adi dalam m it okondria dari a- ket oglut arat m enj adi sit rat yang diikut i oleh kerj a enzim ATP- sit rat liase unt uk m em berikan aset il- KoA ( 2) .
.
I V. Be be r a pa Pe r u ba h a n M e t a bolik Pa da St a r va si
Pe n ye dia a n Ba h a n ba k a r.
asam am ino dan gliserol) t idak st arvasi lam a, glukosa m em berikan kurang dari 5% j um lah t ot alsubst rat yang dioksidasi di seluruh t ubuh ( 2)
- Pe m a n fa a t a n Asa m a sa m le m a k ole h j a r in ga n .
Dalam sebagian besar keadaan, asam lem ak bebas dim obilisasi ket ika t erj adi kebut uhan oksidat if yang berlebihanm engingat sej um lah besar asam lem ak be bas akan m engalam i est erifikasi sekalipun dalam keadaan puasa. Dengan m engam bil sej um lah besar asam lem ak bebas yang dilepaskan dan m elakukan est erifikasi pact a asam lem ak be bas t ersebut , hat i m em ainkan peranan sebagai pengat ur dalam pengeluaran asam lem ak bebas yang berlim pah daTi dalam darah. Kalau pasokannya m em adai, sebagian besar aliran m asuk karbohidrat akan m engalam i est erifikasin akhirnya diangkut kem bali daTi dalam hat i sebagai VLDL unt uk digunakan oleh j aringan lain. Akan t et api, dalam m enghadapi peningkat an aliran m asuk asam lem ak bebas, t ersedia j alur alt ernat if, yait u ket ogenesis, yang m em unginkan hat i unt uk m elanj ut kan pengangkut an kem bali sej um lah besar aliran m asuk asam lem ak bebas dalam bent uk yang m udah digunakan oleh j aringan ekst rahepat ik pact a segala keadaan nut risi.
Se ba gia n be sa r pr in sip in i dilu k isk a n da la m Ga m ba r 4 .
- Pr odu k si da D Pe m a n fa a t a n Ba da n Ke t on
Signal signal last I ng, gluKagon t I nggl aan Kat echOlam m e aan insulin rendah, akan m enyebabkan lipolisis dan sebagai konsekuensiya, m enyebabkan ket ersediaan asam asam lem ak secara m udah unt uk m et abolism e hepat ik. Pem anfaat an asam lem ak hepat ik akan t erj adi m elalui proses norm al r3- oksidasi. r3 oksidasi it u sndiri ( t anpa oksidasi lebih lanj ut dari - cet yl CoA m elalui siklus Kreb) dapat m em produksi energi dalam j um lah besar.
oxaloaceat e akan m enekan akt ifit as siklus Kreb. Hal ini t idak akan m em pengaruhi ket ersediaan energi pact a hat i m eskipun act a oksidasi dari asam asam lem ak. Konsekuensi dari peningkat an oksidasi dalam m engim bangi penurunan akt ifit as siklus Kreb akan berupa peningkat an kadar acet yl CoA. Langkah t erakhir pact a oksidasi adalah peru bahan acet oacet yl CoA m enj adi Act yl CoA dengan ekilibrium aksi ni yang m endukung kadar t inggi dari acet ocet yul CoA. Dipaw ah sit uasi dan kondisi ini, acet yl CoA dan acet oacet yl CoA akan t erbent uk dengan pem bent ukan hydroxylm et hyl glut aryl CoA ( Gam bar 5) . Pem ecahan at au peruraian senyaw a ini akan m enyebabkan pem bent ukan acet oacet at e.
Reduksi acet oacet at e akan m em produksi hydroxybut yreat .
Badan ket one ket iga, yakni acet one, diproduksi oleh dekarboksilasi non enzim at ik dari aset oacet at e. Pem bent ukan badan ket one t erj adi secara luas dalam hat i dan m eskipun dom inan dalam st arvasi dan diabet es, nam un belum diket ahui hasilnya apabila berada dibaw ah kont rol horm on langsung. Tam paknya hat ini t erj adi t ert i t am a karena t ingkat pelepasan t inggi dari asam asam lem ak yang disert ai dengan pelepasan oxaloacet e unt uk glukoneogenesis. Ket iga bodi ket one ini, yakni acet oacet at e, Bhydroxybut yrat e dan acet one, akan keluar dari hat i dan m em auski darah sist em ik. Tubuh t idak m am pu m em et abolisasi acet one, dan dielim inasi dalam urine dan diekhalasi oleh paru paru. acet one bukanlah m erupakan produk ut am a, akan t et api karena arom anya pact a urine dan pact a pernafasan, t elah dibukt ikan sej ak dini dalam sit uasi klinis. Pact a kenyat aannya, karena produksi badan ket one diakui t erj adi pact a konot asi negat if daTi st arvasi dan penyakit , senyaw a senyaw a ini pact a m ulanya dielim inasi sebagai bagian yang t idak berm anfaat secara m et abolik. Akan t et api, acet oacet at e dan ( 3- hydroxybut yrat e, dapat dim anfaat kan secara m udah sebagai bahan bakar m et abolik, dan selam a periode st arvasi, akan m em berikan kont ribusi pent ing bagi hom e st asis bahan bakar. Pact a st arvasi dan diabet es, konsent rasi acet oacet at dan ( 3- hydroxybut yrat e dalam plasm a adalah pact a rasio sekit ar 1 berbanding 5. Alasan t erhadap rasio ini adalah berhubungan langsung dengan st at us m et abolik dari hat i pact a w akt u produksinya. Dibaw ah sit uasi dan kondisi sepert i ini, t ingkat peruraian t inggi dari asam asam lem ak t erj adi lebih t inggi dari kebut uhan energi hat i. Kadar NADH yang dicapai, d" an j uga kadar NADH t inggi, dan kadar NAD yang rendah, akan m endukung keseim bangan ant ara acet o acet at e dan r> - hydroxybut yrat e dalam m endukung keseim bangan ini.
Sej um lah besar j aringan dapat dengan m udah m enggunakan badan ket one sebagai sum ber energi, salah sat u pengecualian ut am a t erhadap hill ini adalah ot ak. Dibaw ah sit uasi khusus dari pola m akan yang t egular, ot ak t idak dapat m enggunaan badan ket one sebagai sum ber energi karena kekurangan enzim unt uk m engakt ivasi acet oacet t e. Yang lebih pent ing lagi, enzim ini diinduksi dalam ot ak set elah sekit ar 4 hari st arvasi dan selam a st arvasi t er j adi, ot ak akan m am pu m em peroleh 40 - 60 persen dari energi ini dari oksidasi ket one. Sej um lah glukosa m asih diperlukan oleh ot ak dalam st arvasi j angka panj ang, akan t et api kebut uhan unt uk m em produksi glukosa akan nya~ a berkurang.
- Defisiensi t hiam ine ( vit am in B) m enyebabkan beriberi, yang dapat t erlihat selam a t erj adinya gagal j ant ung dan edem a, penyakit ot ak dan sarro at au kedua.
- Defisiensi riboflavin m enyebabkan sakit m ulut dan t enggorokan, ruam kulit dan anem ia.
- Kekurangan vit am in C ( asam askorbat ) m enyebabkan kerusakan ram but , pendarahan di baw ah kulit , ot ot dan persendian, penyakit urn, luka sulit sem buh, dan pada kasus kasus yang hebat , t erj adi konvulsi, dem aI n" kehilangan t ekanan darah dan kem at ian.
- Vit am in B12 diperlukan ut uk m em pert ahankan sist em sarro bekerj a dengan book, dan vit am in B12 sert a pyridoxine ( vit am in b8) keduanya diperlukan unt uk pem bent ukan darah.
- Vit am in K adalah pent ing unt uk penggum palan darah.
- Vit am in D akan m engat ur keseim bangan kalsium . Tanpa vit am in D, anak anak akan m engalam i ricket dan orang dew asa m engalam i ost eom alasia ( 5)
VI . Pe n goba t a n
Pact a m ulanya, asupan m akanan harus dibat asi sam pai fungsi GI pulih. Bagi orang dew asa, m akan harus bland, dan pem berian cairan dibat asi sej ak aw al sam pai sekit ar 100 m l unt uk m enghindari diarhea. Form ual yang t erdiri daTi 42 % susu skim kering, 32% m inyak edible, dan 25% sukrosa plus elekt rolit e, m ineral dan suplem en vit am in sangat direkom endasikan. Dengan t anpa t anda- t anda defisiensi m ikronut rien, m ikronut rien harus diberikan sekit ar dua kali lipat Recom m ended Diet ary Allow ance ( RDA) . Asupan m akanan dit ingkat kan secara bert ahap dan sekit ar 5000 kkal / hari daD kenaikan berat set iap m inggu adalah 1.5 sam pai 2.0 kg.
- Bila diarhea bert ahan t erus dengan t anpa infeksi, int oleransi lakt osa t em porer dapat dicurigai. Yogurt , dim ana lakt osa dihidrolisa sebagian m enj adi glukosa dan galakt osa, dit olerasi dengan baik. Pasien non responsive dapat m em erlukan feeding m elalui t abling nasogast rik, dan nut risi parent eral diindikasikan hila m alabsorbsi sangat parah.
lnst ruksi diet ary yang lengkap bukan saj a m enyangku t diet berim bang, diperlukan unt uk m engat asi defisiensi, yang sering sangat nyat a. Selam a pasien m encapai kem bali be rat t ubuhnya, ket idakseim bangan asupan vit am in dan m ineral dapat m enim bulkan t anda t anda klinis dari penyakit defisiensi. Unt uk m enghindari m asalah ini,pasien harus t erus m engkonsum si m ikronut rien sam pai sekit ar dua kali RDA sam pai pem ulihan kondisi sem purna ( 1,6)
.
VI I . Pr ogn osis
Orang dapat pulih dari berbagai t ingkat an st arvasi sam pai st at us dan fungsi norm al. Anak anak dapat m enderit a ret ardasi m ent al at aupun gangguan pert um buhan yang bersifat perm anen hila deprvasinya berlangsung lam a dan ekst rim ( 1,6)
D AFTAR PUSTAKA
1. The Merck Manual, St arvat ion, Sc 1.Ch.2, Malnut rit ion, Merck and Co.I nc, Whit e Hous St at ion, N.J. USA, 1995.
2. Murray, Robert K. Harpers biochem ist ry, Ed. 25, Applet on and Lange, 2000 : 298- 305.
3. Sinaga, HSRP. Cat at an Kuliah Biokim ia, FK USU, 2000.
4. ht t pj w w w , np.Edu.sg dept bio j biochem ist ry j aab j t opics j aab -lipid.ht t m : 1: fat break, Met abolism , Hom eost at is of Lipid Fuels.
5. Polsdarfer, J. Rider, St arvat ion, Gale Encyclopedia of Medicine, Gale Research, 1999.
