Definisi kolesterol
Beberapa senyawa kimia di dalam makanan dan tubuh diklasifikasikan sebagai lipid. Lipid ini meliputi : (1) lemak netral, yang dikenal sebagai trigliserida; (2) fosfolipid; (3) kolesterol; (4) dan beberapa lipid lain yang kurang penting. Dari sudut fisiologi, kolesterol terdapat dalam diet semua orang dan dapat diabsorbsi dengan lambat dari saluran pencernaan ke dalam saluran limfe usus. Kolesterol sangat larut dalam lemak tetapi hanya sedikit larut dalam air.
Kolesterol secara spesifik mampu membentuk ester dengan asam lemak. Hampir 70% kolesterol dalam lipoprotein plasma memang dalam bentuk ester kolesterol (Guyton, Hall, 2007). Sedangkan dari sudut biokimia, senyawa ini juga mempunyai makna penting karena menjadi prekursor sejumlah besar senyawa steroid (Murray, et al, 2003).
Pembentukan kolesterol
Selain kolesterol yang diabsorbsi setiap hari dari saluran pencernaan, yang disebut kolesterol eksogen, suatu jumlah yang bahkan lebih besar dibentuk dalam sel tubuh, disebut kolesterol endogen. Pada dasarnya semua kolesterol endogen yang beredar dalam lipoprotein plasma dibentuk oleh hati, tetapi semua sel tubuh lain setidaknya membentuk sedikit kolesterol, yang sesuai dengan kenyataan bahwa banyak struktur membran dari seluruh sel, sebagian disusun dari zat ini (Guyton, Hall, 2007).
Struktur dasar kolesterol adalah inti sterol. Inti sterol seluruhnya dibentuk dari molekul asetil-KoA. Selanjutnya, inti sterol dapat dimodifikasi dengan berbagai rantai samping untuk membentuk (1) kolesterol; (2) asam kolat, yang merupakan dasar dari asam empedu yang dibentuk di hati; dan (3) beberapa hormon steroid penting yang disekresi oleh korteks adrenal, ovarium, dan testis (Guyton, Hall, 2007).
Metabolisme kolesterol
Kolesterol adalah prekursor hormon steroid dan asam empedu dan merupakan unsur pokok yang penting dalam membran sel. Zat ini hanya ditemukan pada hewan. Sterol yang serupa ditemukan pada tumbuhan, tetapi sterol tumbuhan normalnya tidak diabsorpsi dari saluran cerna. Kebanyakan kolesterol dalam diet terkandung di dalam kuning telur dan lemak hewani (Ganong, 2008).
Kolesterol diabsorpsi dari usus dan dimasukkan ke dalam kilomikron yang dibentuk di dalam mukosa usus. Setelah kilomikron melepaskan trigliseridanya di jaringan adiposa, kilomikron sisanya menyerahkan kolesterolnya ke hati. Hati dan jaringan lain juga menyintesis kolesterol. Sebagian kolesterol di hati diekskresi di empedu, baik dalam bentuk bebas maupun asam empedu. Sebagian kolesterol empedu direabsorpsi dari usus.
Kebanyakan kolesterol di hati digabungkan ke dalam VLDL, dan semuanya bersirkulasi dalam kompleks lipoprotein. Biosintesis kolesterol dari asetat dan juga kolesterol memberikan umpan balik untuk menghambat sintesisnya sendiri dengan menghambat HMG-KoA reduktase, enzim yang mengubah 3-hidroksi-3-metilglutaril-Koenzim A (HMG-KoA) menjadi asam mevalonat. Dengan demikian, kalau asupan kolesterol dari makanan tinggi, sintesis kolesterol oleh hati menurun, dan demikian pula sebaliknya. Namun, kompensasi umpan balik ini tidak sempurna, karena diet yang rendah kolesterol dan lemak jenuh hanya menyebabkan penurunan kolesterol yang bersirkulasi dalam plasma darah dengan jumlah sedang (Ganong, 2008).
Kadar kolesterol plasma menurun oleh hormon tiroid dan estrogen. Kedua hormon ini meningkatkan jumlah reseptor LDL ( low density lipoprotein) di hati. Estrogen juga meningkatkan kadar HDL ( high density lipoprotein) plasma. Obat-obat yang meningkatkan jumlah reseptor LDL di hati saat ini sedang diujicobakan pada hewan. Kolesterol plasma meningkat kalau ada obstruksi empedu dan pada diabetes melitus yang tidak diobati. Jika reabsorpsi asam empedu di usus menurun akibat resin seperti kolestipol, lebih banyak kolesterol dibelokkan untuk membentuk asam empedu.
Namun, penurunan kolesterol plasma relatif kecil karena terjadi kompensasi peningkatan sintesis kolesterol. Obat lain yang sering digunakan untuk menurunkan kolesterol plasma adalah vitamin niasin, yang dalam dosis besar menghambat mobilisasi asam lemak bebas dari simpanan lemak perifer sehingga menurunkan pembentukan VLDL di hati. Namun, obat yang paling manjur dan luas digunakan untuk menurunkan kolesterol adalah lovastatin dan statin lainnya, yang mengurangi pembentukan kolesterol dengan menghambat HMG-KoA (Ganong, 2008).
Sintesis kolesterol
Sintesis kolesterol dapat terjadi di semua jaringan yang mengandung inti sel, khususnya hati,korteks adrenal, kulit, usus, testis, dan aorta. Organel mikrosom dan sitoplasma merupakan tempat sintesis kolesterol (Mayes, 2009).
Kolesterol disintesis dari gugus asetat dua karbon yakni asetil-Koa yang diproses melalui lima tahap utama :
- Pembentukan HMG-KoA (3-hidroksi 3-metil glutari KoA) dan mevalonat dari asetil-KoA
- Pembentukan unit-unit isoprenoid dari mevalonat
- Pembentukan skualen dari enam unit isoprenoid
- Konversi skualen menjadi lanosterol
- Konversi lanosterol menjadi kolesterol
Asetil–KoA yang digunakan dalam biosintesis kolesterol berasal dari reaksi oksidasi asam lemak atau piruvat didalam mitokondria yang kemudian ditransportasikan ke sitoplasma. Selain itu, asetil-KoA juga dapat diperoleh dari oksidasi etanol pada sitoplasma dengan bantuan enzim asetil-KoA sintetase.
Tahap I :
Terbentuk senyawa mevalonat dari asetil Ko-A. Dua molekul asetil Ko-A akan mengalami kondensasi membentuk asetoasetil Ko-A dengan bantuan enzim tiolase sebagai katalisnya. Asetoasetil Ko-A yang telah terbentuk akan berkondensasi dengan molekul asetil Ko-A dan membentuk HMG Ko-A. Reaksi ini dikatalis oleh enzim HMG Ko-A sintase. HMG Ko-A akan direduksi menjadi mevalonat dengan bantuan katalis enzim mikrosom HMG Ko-A reduktase.
Tahap II :
Terbentuk unit isoprenoid dari mevalonat. Mevalonat mengalami tiga kali fosforilasi dan akhirnya membentuk mealonat 3-fosfat-5-pirifosfat. Senyawa tersebut dengan bantuan enzim pirofosfat mevalonat dekarboksilase akan mengalami dekarboksilasi membentuk unit isoprenoid yaitu isopentanil pirofosfat.
Tahap III :
Enam unit isoprenoid akan membentuk skualen. Tiga molekul isopentanil pirofosfat dengan bantuan enzim cis-preniltransferase akan mengalami dua kali kondensasi membentuk farnesil pirofosfat. Dua molekul farnesil pirofosfat akan mengalami kondensasi membentuk skualen dengan bantuan katalis enzim skualen transferase.
Tahap IV :
Terbentuk lanosterol dari skualen. Skualen yang terbentuk diubah menjadi skualen epoksid dengan bantuan enzim skualen epoksidase. Senyawa tersebut akan mengalami siklisasi membentuk lanosterol. Reaksi ini dikatalis oleh enzim oksidoskualen lanosterol siklase.
Tahap V :
Tahap terakhir ini lanosterol akan membuang tiga gugus metal dan membentuk kolesterol (Mayes, 2009).
Pengaturan sintesis kolesterol
Sintesis kolesterol diatur oleh asupan kolesterol dalam diet, asupan kalori, hormon-hormon tertentu, dan asam-asam empedu. Kolesterol dalam diet sendiri tidak menghambat sintesis kolesterol usus, namun ia memiliki pengaruh hambatan umpan balik yang kuat terhadap sintesis kolesterol dalam hati.
Diketahui ada 3 hambatan umpan balik terhadap sintesis kolesterol, yaitu :
- Berlangsung dalam hati, hal ini terutama lewat sisa kilomikron
- Berlangsung dalam kelenjar endokrin yang mensintesis kolesterol, seperti ovarium dan korteks adrenal, yang diperantai oleh HDL; dan
- Berlangsung dalam jaringan-jaringan selain hati dan kelenjar endokrin, yang diperantai oleh HDL (Ganong, 2008).
Ekskresi kolesterol
Sekitar 1 gram kolesterol dikeluarkan dari tubuh setiap hari. Kurang lebih setengahnya diekskresikan dalam feses setelah dikonversi menjadi asam empedu, sisanya diekskresikan sebagai kolesterol. Sebagian besar kolesterol yang diekskresikan tersebut diserap kembali,sehingga diyakini bahwa sebagian kolesterol yang merupakan zat bakal senyawa sterol feses dibentuk dari kolesterol oleh bakteri di dalam usus besar. Sebagian besar ekskresi asam empedu akan diserap kembali ke dalam sirkulasi porta, dibawa ke hati dan kembali ke dalam empedu (sirkulasi enterohepatika). Garam empedu yang tidak diserap dan derivatnya diekskresikan bersama feses (Mayes, 2009).
Asam empedu merupakan produk akhir dari kolesterol dan disintesis di dalam hati. Sintesis asam empedu ini adalah salah satu mekanisme untuk mengeluarkan kelebihan kolesterol dalam tubuh. Asam empedu utama pada usus manusia adalah asam senodeoksikolat (45%) dan asam kolat, kemudian dalam usus oleh kerja bakteri akan dikonversi menjadi asam empedu sekunder yaitu deoksi kolat dari asam kolat dan litokolat dari senodeoksikolat (Mayes, 2009).
Daftar
- Ganong WF, 2008. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi 22, Jakarta : EGC, h : 312-320, 325, 519-520.
- Guyton AC, Hall JE, 2007. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi 11, Jakarta : EGC, h : 882-894, 909.
- Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW, 2003. Biokimia harper. Edisi 25, Jakarta : EGC, h : 148-155.