Patologi Klinik "Resume Metabolisme Karbohidrat, Lemak dan Protein"

PATOLOGI KLINIK 

Tugas Kuliah Daring Pertemuan ke- 8

A. Resume Karbohidrat (Peranan karbohidrat dalam nutrisi sapi perah) dari link video

https://www.youtube.com/watch?v=5InOIEW7c28 

            Semua tumbuhan mengandung karbohidrat sebagai sumber energi utama untuk sapi perah. Ada dua tipe karbohidrat yang dapat ditemukan dalam pakan: 

1. Karbohidrat non struktural; mengandung gula dan pati 

2. Karbohidrat struktural; meliputi selulosa dan hemiselulosa.

Perbedaan dari kedua tipe karbohidrat tersebut adalah dari ikatan kimia yang menyatukannya. Perbedaan ini dapat diibaratkan dengan pembangunan lego yang disusun dari blok lego individu yang diibaratkan sebagai gula sederhana yang membentuk karbohidrat. 

 Gula (Karbohidrat non struktural) yang dapat ditemukan dalam molases diibaratkan seperti tumpukan blok lego yang terdiri dari beberapa molekul gula yang terpisah dan siap digunakan. 

 Pati (Karbohidrat non struktural) terdapat dalam biji- bijian dan sayur- sayuran diibaratkan seperti lego yang bergabung bersama dengan proses yang sederhana, dan diperlukan proses pemecahan untuk bisa digunakan. 

 Karbohidrat struktural seperti selulosa dan hemiselulosa ditemukan di padang rumput yang berkualitas baik dan memiliki struktur yang lebih kompleks yang terbuat dari banyak lego dan memerlukan mekanisme pemecahan karbohidrat yang berbeda untuk memisahkan struktur tersebut sebelum digunakan. Mikroba yang ada dalam rumen sapi mampu memecah struktur kompleks ini sehingga molekul gula atau blok Lego dapat digunakan sebagai energi.

            Ketika seekor sapi mengonsumsi pakan baik itu hijauan atau konsentrat, karbohidrat dalam pakan tersebut akan dipecah/ difermentasi oleh mikroba rumen di dalam rumen untuk membentuk gula sederhana, yang akan digunakan sebagai sumber energi. Selain itu juga aktivitas pemecahan karbohidrat ini menghasilkan berbagai produk seperti gas, panas, dan volatil fatty acid. Volatil fatty acid merupakan produk yang paling penting karena dapat memberikan energi pada sapi dan mempengaruhi produksi dari lemak susu dan protein susu. Volatil fatty acid terdiri atas asetat, propionat, dan butirat. Proporsi dari masing-masing asam ini tergantung pada jenis karbohidrat yang dimakan oleh sapi dan lingkungan rumen dari sapi. Jika sapi makan dengan pola pakan tinggi seperti di padang rumput atau silase. Pakan ini mengandung kadar struktural tinggi dari karbohidrat yakni selulosa dan hemiselulosa. Mikroba yang mencerna karbohidrat struktural ini menghasilkan sebagian besar asetat, asetat lalu diserap melalui dinding rumen, melewati hati dan bertindak sebagai buiding block untuk sintesis lemak, baik lemak susu dalam memori glands atau lemak tubuh di jaringan adiposa. Manajemen padang rumput yang buruk atau kondisi kering, menyebabkan tingginya kandungan lignin. Lignin ini sulit dicerna oleh mikroba rumen. Kondisi ini dapat menurunkan kinerja dari sapi.

             Ketika seekor sapi memakan pakan yang mengandung karbohidrat non struktural tinggi seperti molases, gandum atau jagung, mikroba yang mencerna karbohidrat tersebut memproduksi propionat sebagai produk utama mereka. Propionat diproduksi di rumen , ada menuju ke hati di mana sebagian besar akan dikonversi menjadi Nama : Novia Nur Ema Aulia NIM : B04170171 Kelas : K2 glukosa. Hati adalah satu-satunya sumber produksi glukosa untuk sapi perah yang digunakan untuk membentuk laktosa sebagai pendorong utama untuk produksi volume susu. Jika kita meningkatkan jumlah glukosa yang dihasilkan, kita akan melihat peningkatan insulin dan peningkatan penyerapan asam amino ke dalam memori glands dalam produksi protein susu. 

B. Resume Lemak (Peranan lemak dalam nutrisi sapi perah) dari link video

https://www.youtube.com/watch?v=ZiujHEGL6lM 

            Lipid atau lemak adalah zat yang ditemukan dalam produk hewani maupun nabati yang tidak larut dalam air. Struktur lemak adalah karbon atau gliserol dengan tiga asam lemak. Asam lemak ini dapat jenuh (tidak ada ikatan rangkap antara karbon) atau tidak jenuh (satu atau lebih ikatan rangkap antara dua karbon). Kandungan lemak lebih dari 2 kali lipat kandungan karbohidrat dari bobot badan. Dengan demikian, kandungan lemak untuk pakan sapi perah biasanya rendah antara 2-6% DM untuk sebagian besar pakan rumput. Hal ini dikarenakan kandungan lemak pada pakan yang lebih dari 8% dapat berdampak negatif pada fungsi rumen, pencernaan serat, asupan bahan kering (DMI) dan produksi susu. Lemak dalam pakan yang sudah dikonsumsi oleh sapi cepat terhidrolisis dalam rumen oleh enzim yang diproduksi oleh mikroba rumen. Hidrolisis lemak memecah asam lemak dan gliserol menghasilkan gula terlarut dan asam lemak bebas (free fatty acids). Gula dapat digunakan oleh mikroba rumen sebagai sumber energi, sedangkan asam lemak dilepaskan ke dalam rumen. Asam lemak bebas yang dilepaskan ke dalam rumen adalah jenuh (tidak ada ikatan rangkap) atau tidak jenuh (setidaknya memiliki satu ikatan rangkap).

Proses dalam rumen akan dimulai dengan asam lemak tak jenuh karena ini adalah asam lemak dominan yang ditemukan dalam hijauan dan biji- bijian kemudian asam lemak jenuh.

 Unsaturated fatty acids / Asam lemak tak jenuh Asam lemak bebas tak jenuh beracun bagi sebagian mikroba rumen, khususnya yang terlibat dalam pencernaan serat. Untuk mendetoksifikasi asam lemak ini maka terjadilah biohidrogenasi dalam rumen. Biohidrogenasi adalah proses di mana ion hidrogen ditambahkan ke karbon yang mengandung ikatan rangkap. Ion hidrogen tambahan mengubah ikatan rangkap menjadi ikatan tunggal. Ketika asam lemak bebas tak jenuh sepenuhnya mengalami biohidrogenasi mereka menjadi asam lemak jenuh. Jika kandungan lemak dalam pakan kurang dari 6%, proses biohidrogenasi umumnya dapat mengimbangi hidrolisis trigliserida dan detoksifikasi sebagian besar asam lemak tak jenuh. Namun apabila pakan sapi mengandung terlalu banyak lemak, hidrolisis masih terjadi dan melepaskan asam lemak bebas, tetapi proses biohidrogenasi akan bekerja lebih keras dihasilkannya banyak asam lemak yang tidak sepenuhnya jenuh dan fungsi rumen menjadi berkurang. Hal ini mengakibatkan pencernaan serat yang lebih sedikit, asupan bahan kering (DMI) lebih rendah, dan kinerja sapi yang buruk.

 Saturated fatty acids / Asam lemak jenuh Asam lemak jenuh umumnya ditemukan dalam lemak hewani dan beberapa produk sampingan seperti palm kernel. Karena asam lemak ini sudah jenuh, ketika dihidrolisis dan dilepaskan ke dalam rumen asam ini tidak beracun bagi mikroba rumen dan ketika melewati rumen tidak mengalami perubahan. Asam lemak ini juga menjadi penyedia energi untuk sapi perah, mensintesis lemak susu, dan menghasilkan endapan lemak di jaringan adiposa.

 Protected fatty acids Asam lemak seperti megalac atau hiprofat yang terbuat dari pengolahan kimiawi. Membantu mengurangi interaksi antara asam lemak dan mikroba sehingga mengurangi efek negatif yang dapat ditimbulkan oleh lemak pada rumen.

         

            Asam lemak bergerak dari rumen ke usus halus di mana asam lemak tersebut dihubungkan dengan ikatan gliserol (terbentuk dari glukosa darah) untuk menghasilkan trigliserida. Trigliserida ini kemudian dibentuk menjadi trigliserida lipoprotein. Trigliserida lipoprotein memasuki pembuluh limfa dan kemudian bersirkulasi. Tidak seperti karbohidrat dan protein, lemak/ lipid diserap dari sistem pencernaan dan memasuki aliran darah secara langsung, tanpa proses sebelumnya di hati. Begitu berada dalam aliran darah, lipid/ lemak diarahkan ke berbagai bagian tubuh tergantung dari kondisi kebutuhan sapi. Pada sapi di masa laktasi, lemak/ lipid akan diarahkan ke kelenjar susu/ mamary di mana lipid tersebut akan dipecah menjadi asam lemak bebas dan gliserol. Asam lemak diambil ke kelenjar susu, dibentuk kembali menjadi trigliserida dan disekresikan dalam bentuk susu. Jika seekor sapi berada dalam keseimbangan energi yang baik pada kondisi tubuhnya, beberapa trigliserida lipoprotein (dari lipid makanan) akan disimpan di jaringan adiposa. Seperti pada kelenjar susu, trigliserida lipoprotein terpecah dan gliserol yang dihasilkan dan asam lemak bebas diangkut ke jaringan adiposa. Setelah di jaringan adiposa, mereka membentuk trigliserida kembali dan disimpan sebagai lemak tubuh.

C. Resume Protein (Peranan protein dalam nutrisi sapi perah) dari link video

https://www.youtube.com/watch?v=HRX7N5RmJio 

            Protein pada dasarnya adalah rantai panjang amino. Kandungan protein dalam pakan umumnya dilaporkan sebagai crude protein (CP). Crude protein bukan merupakan ukuran langsung dari protein, melainkan perkiraan berdasarkan kandungan nitrogennya (N). Protein mengandung 16% N, sehingga crude protein dihitung dengan mengalikan nitrogen dalam pakan dengan 6,25. 

Kelompok Crude Protein: 

1. Rumen degradable proteins (RDP), yang meliputi soluble protein. Protein ini ditemukan dalam pakan yang dapat diuraikan atau didegradasi oleh mikroba dalam rumen. Protein yang dapat terdegradasi ini digunakan dengan sangat cepat di dalam rumen yang disebut sebagai soluble protein. Pakan yang terdegradasi ini misalnya hijauan segar.

2. Undegradable dietary proteins (UDP) / Bypass Proteins Protein yang tidak dapat didegradasi oleh mikoba di rumen. Protein ini melewati lambung dan tidak mengalami perubahan. Asam amino yang dihasilkan dari protein ini diserap dari usus halus. Pakan yang termasuk UDP yakni fish meal , canola meal, soybean meal. 

3. Undigestible dietary protein Merupakan protein yang melewati rumen, tidak tercerna sama sekali dan ikut terbuang bersama dengan kotoran. 

4. Non protein nitrogen (NPN) Dapat terdegradasi dengan cepat dalam rumen dan digunakan oleh mikroba rumen.

            Sapi dapat menggunakan sumber nitrogen non protein (NPN) (misalnya urea) untuk menghasilkan asam amino dan menghasilkan protein mikroba. Ruminansia juga dapat mendaur ulang nitrogen. Jika kebutuhan protein sapi lebih besar dari pasokan protein, sejumlah besar nitrogen dapat didaur ulang kembali ke rumen untuk digunakan oleh mikroba rumen. Protein dibutuhkan oleh sapi perah untuk banyak fungsi metabolisme seperti untuk pertumbuhan, laktasi, dan fungsi jaringan.

Protein berasal dari dua sumber utama:

1. Microbial protein yang terbentuk dari degradable dietary protein, soluble protein, dan non protein nitrogen

2. Undegraded dietary protein, memasok sumber asam amino yang kaya protein

            Dalam rumen, protein terdegradasi dipecah oleh mikroba, pertama menjadi peptida (rantai pendek asam amino), kemudian menjadi asam amino individu/ tunggal dan ammonia. Senyawa nitrogen non protein (misal dari pakan atau metabolisme) juga dapat dikonversi menjadi ammonia dalam rumen. Mikroba rumen kemudian menggunakan ammonia (bersama dengan peptida dan asam amino), untuk pertumbuhannya sendiri. Pertumbuhan mikroba juga membutuhkan energi dari fermentasi karbohidrat dalam rumen. Semua asam amino termasuk yang esensial ada di dalam protein mikroba. Sebagian mikroorganisme rumen menuju ke omasum dan kemudian abomasum, lingkungan yang asam ini akan menghentikan aktivitas mikroba dan enzim- enzim pencernaan akan memecah protein mikroba menjadi asam amino. Asam amino ini kemudian diserap melalui usus halus untuk digunakan oleh sapi. Jika ada kekurangan ammonia dalam rumen, kecernaan pakan akan berkurang dan asupan bahan kering akan turun. Jika ada kelebihan ammonia maka akan diangkut ke hati. Dalam konsentrasi yang tinggi ammonia bisa menjadi toksik dan di hati akan diubah menjadi urea yang prosesnya disebut sebagai ureagenesis.

Urea dilepaskan ke dalam sirkulasi tergantung dari kandungan protein dalam pakan: 

1. Jika kandungan crude protein dalam pakan lebih rendah dari yang dibutuhkan, urea berpindah ke rumen baik dalam air liur atau langsung dari darah melalui dinding rumen. Di dalam rumen urea diubah kembali menjadi ammonia, dan bisa jadi digunakan untuk menghasilkan protein mikroba. 

2. Jika kandungan crude protein dalam pakan lebih besar dari yang dibutuhkan, sebagian besar urea melakukan perjalanan ke ginjal diekskresikan dalam urin. Beberapa urea juga berakhir di dalam susu (urea susu) dan di dalam tinja.