Fruktosa dan Kegemukan: Selayang pandang metabolismenya

 

Pada tulisan sebelumnya telah dibahas bagaimana fruktosa terimplikasi terlibat dalam memudahkan terjadinya obesitas atau kegemukan berdasarkan percobaan pada binatang. Implikasi lainnya juga datang dari studi epidemiologis atau studi di tingkat komunitas atau populasi manusia yang memberikan adanya korelasi antara tingkat konsumsi gula dengan prevalensi atau kejadian kegemukan.

Selanjutnya kegemukan dalam tulisan kadang digunakan secara bergantian dengan obesitas .

Tulisan berikut ini akan mencoba memberikan sedikit gambaran mekanisme molekuler (interaksi di tingkat molekuler) secara sederhana atau lebih tepatnya metabolisme kaitan antara konsumsi fruktosa dalam tubuh dengan terjadinya obesitas dan kondisi-kondisi/gejala-gejala lain terkait dengan obesitas itu.

Nah untuk itu, saya kira kita perlu bicara sedikit tentang bagaimana metabolisme fruktosa dalam tubuh. Sebuah sistem yang sangat kompleks dan agak sulit untuk dipahami terutama bagi mereka yang tidak berlatangbelakang ilmu biologi dan ilmu lain yang erat terkait dengannya. Bagi yang pernah belajar biokimia, tentu ada yang masih ingat.

Kebanyakan masukan fruktosa  ke dalam tubuh kita-orang zaman modern- berasal dari gula pasir dan makanan-makanan yang mengandungnya. Kita sepertinya tidak akan pernah kehabisan jenis makanan yang mengandung gula di zaman sekarang ini. Coba saja kita tengok di pasar-pasar dan supermarket. Namun akhir-akhir ini dan sebenarnya sudah terjadi di negeri Paman Sam sana, masukan fruktosa semakin meningkat dalam bentuk fruktosa asli bukan lagi sukrosa (gula pasir). Sekedar mengingatkan, molekul Sukrosa itu adalah merupakan gabungan antara molekul glukosa dan fruktosa. Fruktosa yang banyak digunakan sebagai pemanis makanan ini banyak berasal  berasal dari corn syrup. Corn syrup ini banyak jenisnya dan ada yang disebut sebagai high fructose corn syrup (HFCS). Coba anda periksa makanan-makanan yang dijual di supermarket di Indonesia, lihat labelnya, mungkin akan sering anda mendapatkan corn syrup dalam bagian bahan atau inggredients-nya. Nah itu sumber fruktosa asli. Minuman softdrinks juga sering pemanisnya berasal dari HFCS ini dan varian lainnya. Pendek kata kebanyakan fruktosa yang kita konsumsi sehari hari, kalau tidak berasal dari gula, berasal dari fruktosa asli dalam bentuk kue-kue,biskuit, coklat, dan softdrinks.

Gula pasir atau sukrosa yang kita konsumsi sebelum diserap dipecah dulu menjadi kedua komponennya yaitu glukosa dan fruktosa oleh enzim yang disebut sucrase. Setelah dipecahkan boleh dibilang penyerapan glukosa dan fruktosa sangat efisien atau hampir seluruhnya terserap di usus halus.

Pada orang dewasa, biasanya jumlah enzim sucrase ini cukup untuk mencernakan konsumsi gula kita sehari-hari. Namun jika usus halus mengalami masalah seperti misalnya jika terjadi infeksi dan pembengkakan di usus yang menyebabkan kerusakan lapisan mukosa (sel pelapis bagian dalam) usus, maka jumlah enzim sucrase ini akan berkurang sehingga konsumsi gula akan menyebabkan diare. Biasanya disertai dengan pembentukan gas di usus besar karena karbohidrat yang tidak tercerna itu akan diproses oleh bakteri-bakteri di usus besar yang menghasilkan gas sehingga penderita merasakan kembung dan banyak buang gas.

Anak-anak juga kadang-kadang kalau terlalu banyak mengkonsumsi makanan bergula seperti jus, sirup, kue-kue yang manis bisa mengalami gejala yang sama. Ini diakibatkan jumlah enzim sucrase yang mereka miliki belum cukup untuk mencerna jumlah gula yang mereka konsumsi secara berlebihan.

Setelah diserap glukosa dan fruktosa dan monosakarida yang lainnya akan dihantarkan ke hati untuk mengalami proses selanjutnya. Ini yang disebut proses metabolisme zat gizi. Berbeda dengan glukosa, fruktosa hanya mengalami metabolisme yang berarti di sel hati dan spermatozoa (sel sperma). Ini dikarenakan hanya kedua jenis sel tersebut yang memiliki aktivitas enzim fruktokinase yang diperlukan untuk tahap awal metabolisme fruktosa. Enzim ini memfosforilasi (mengikatkan fosfat ke molekul) fruktosa sebagai syarat awal metabolismenya.

Fruktosa tidak bisa secara langsung digunakan oleh tubuh menjadi sumber energi sebelum diubah dahulu menjadi glukosa. Jadi proses untuk memperoleh energi dari sukrosa harus melewati jalan yang lebih panjang dan memakai energi. Dan ini hanya bisa terjadi di hati dan sel sperma tadi. Sel-sel tubuh kita yang lain seperti otak, otot hampir tidak bisa memproses fruktosa ini. Jadi kalau ada yang bilang supaya atlet tambah kuat atau anak agar bisa lebih pintar maka perlu  banyak makan gula khususnya fruktosa kemungkinan besar itu tidak ada benarnya.

Sebenarnya konsumsi fruktosa dalam jumlah yang tidak berlebihan bermamfaat bagi tubuh. Dari penelitian Moore CS (Jurnal Diabetes 2000: 49:A84) dan kawan-kawan yang mencampurkan 7.5 gram fruktosa pada 75 gram glukosa standar untuk tes toleransi glukosa oral mendapatkan bahwa terjadi penurunan respon glikemik (gula darah lebih rendah) pada pasien-pasien diabetes. Namun fruktosa yang terlalu tinggi dalam darah juga diketahui bisa menyebabkan terjadinya proses glikasi (proses bereaksinya fruktosa (dan glukosa) terhadap jaringan tubuh) yang menyebabkan komplikasi diabetes.

Mengkonsumsi fruktosa secara berlebihan mengakibatkan terpicunya proses pembentukan lemak di hati yang selanjutnya akan dikeluarkan ke peredaran darah. Telah diketahui bahwa konsumsi gula yang tinggi bisa menyebabkan peningkatan trigliserida atau lemak darah. Hal ini didasari sifat metabolisme fruktosa yang lebih independen atau kurang bisa dikendalikan di hati dibanding dengan glukosa. Glukosa dalam perjalanan metabolismenya pada satu titik dikendalaikan oleh enzim yang disebut Phosphofructokinase dimana enzim ini bertanggungjawab menghantarkan glukosa ke proses glikolisis (pemecahan glukosa) yang produknya bisa berupa acetylcoA yang  selanjutnya bisa diproses menjadi  energi (ATP), karbondioksida, atau dikonversi menjadi lemak. Produk glikolisisnya yaitu ATP serta citrate (hasil metabolit yang lain) akan menghambat enzim Phosphofruktokinase ini sehingga aktivitasnya menurun. Akibatnya proses glikolisis menjadi lebih lambat. Jadi ada umpan balik negatif produk glikolisis ini terhadap penggunaan glukosa selanjutnya.

Fruktosa dilain pihak tidak dikendalikan oleh enzim phosphofruktokinase ini sehingga dengan bebas bisa masuk proses glikolisis tanpa hambatan. Sebanyak apapun fruktosa yang masuk ke hati bisa masuk proses glikolisis tanpa hambatan berupa umpan balik negatif. Sebagai hasilnya, produk glikolisis seperti acetylcoA bisa menjadi substrat (bahan) yang cukup melimpah untuk diproses menjadi lemak di hati.

Berbeda dengan glukosa, konsumsi fruktosa tidak memicu sekresi insulin di pankreas. Telah diketahui bahwa insulin juga berperan dalam mengatur rasa kenyang melalui mekanisme di otak. Insulin yang meninggi, menyebabkan rasa kenyang. Dalam jangka panjang konsumsi fruktosa bisa menyebabkan kegemukan setidaknya sebagian melalui mekanisme ini. Semakin banyak mengkonsumsi fruktosa malah bisa menyebabkan orang lebih banyak merasa lapar.

Fruktosa, insulin dan glukosa, ketiganya bisa memicu aktivitas glukokinase, sebuah enzim yang diperlukan untuk proses awal metabolisme glukosa (ingat fruktokinase untuk fruktosa kan?). Glukokinase ini bisa dikatakan hanya enzim yang spesifik untuk glukosa saja, namun anehnya  fruktosa juga bisa memicu aktivitas enzim ini (bahkan yang paling kuat) padahal fruktosa tidak memerlukan enzim ini untuk proses metabolismenya.

Ada ahli yang berpendapat bahwa sebenarnya fruktosa ini hanya berfungsi sebagai signal untuk memicu metabolisme glukosa. Tubuh manusia secara alamiah memang telah disiapkan untuk mengkonsumsi karbohidrat utamanya glukosa sebagai sumber energi utama dan untuk itu diperlukan mekanisme tertentu oleh alam untuk memfasilitasi kecenderungan ini. Mekanisme itu adalah sebagian besar makanan alamiah kita yang berasal dari tumbuhan mengandung karbohidrat yang tinggi sebagai sumber glukosa, sementara kandungan fruktosanya hanya sedikit dan hanya dimaksudkan untuk membantu proses pencernaan karbohidrat. Kondisi alamiah ini memungkinkan kombinasi komplementer antar bahan makanan alamiah yang berguna bagi metabolisme secara keseluruhan. Ambil contoh sederhana, sebuah apel yang hanya mengandung fruktosa sekitar 5%. Kalau kita makan nasi dan sesudahnya makan apel sebagai cemilan bukankah hal itu sebagai sebuah kombinasi yang saling melengkapi. Nasi kaya akan zat pati sumber glukosa, sementara apel bisa mensuplai kita dengan fruktosa yang cukup untuk menstimulasi metabolisme glukosa. Ini salah satu alasan kenapa kita dianjurkan mengkonsumsi makanan yang beragam agar bisa lebih banyak memperoleh efek positip bagi kesehatan.

Sayangnya, di zaman modern ini, makanan kita telah banyak berubah. fruktosa yang sebenarnya hanya dibutuhkan sedikit, kita konsumsi dalam jumlah yang berlebihan sehingga menimbulkan dampak buruk bagi tubuh.

Makanan kita telah dibanjiri oleh makananan-makanan olahan yang sudah tidak ‘alamiah’ lagi. Makanan-makanan ini diolah kebanyakan hanya untuk kesenangan lidah dan kepraktisan kehidupan  kita, dan kurang mempertimbangkan kebutuhan fisiologis tubuh. Akhirnya karena kita terlalu memanjakan lidah, akhirnya tubuh manusia kurang bisa  menahan beban metabolisme akibat perubahan pola makan yang drastis di zaman modern ini. Maka wajar saja penyakit-penyakit terkait metabolisme seperti obesitas, diabetes, hipertensi, serangan jantung menjadi tantangan yang cukup berat bagi manusia modern sekarang ini.

Hanya pola hidup dan makan yang sehat yang bisa mencegah penyakit-penyakit degeneratif tersebut. 

 

 

 

 

 

Iklan

Energi Makanan dan Kemana Tubuh Menggunakannya

Kita sudah mengetahui bahwa energi dan zat gizi/nutrien yang dibutuhkan oleh tubuh untuk semua proses-proses fisiologis untuk melangsungkan dan mempertahankan kehidupan berasal dari makanan dan minuman yang dikonsumsi. Nutrien yang kita peroleh dari makanan bisa dibagi paling tidak menjadi 5 golongan yaitu karbohidrat atau zat hidrat arang, protein, lemak, vitamin, dan mineral. Adapula yang memasukkan air sebagai salah satu unsur nutrisi, karena memang tidak dapat dipungkiri air merupakan zat yang sangat penting untuk kelangsungan hidup.

Tidak semua zat makanan/nutrien yang kita konsumsi memberikan energi bagi tubuh. Hanya karbohidrat, protein dan lemak yang memberikan energi. Lemak pun ada yang tidak memberikan energi seperti kolesterol. Perlu Anda tahu bahwa lemak itu ada bermacam-macam, tidak hanya satu zat saja. Kebanyakan lemak yang kita konsumsi adalah dalam bentuk trigliserida yang secara kasat mata bisa kita lihat bentuknya misalnya pada lemak yang menempel pada daging. Trigliserida ini adalah merupakan cadangan makanan yang disimpan dibawah kulit dan sekitar organ dalam perut (visceral fat) baik pada manusia maupun hewan  yang akan dipecah saat tubuh memerlukan sumber energi tambahan, apabila kadar glukosa darah menurun dan glikogen (bentuk cadangan glukosa) di hati telah menipis.

Berapa banyak kalori yang diberikan oleh zat-zat makanan tersebut tiap gramnya?

Secara umum dipakai faktor pengali Attwater untuk mendapatkan jumlah kalori total dari zat makanan  utama (makronutrien) tersebut di atas

Karbohidrat memberikan 4 kcal/gramnya, protein memberikan 4 kcal/gramnya,dan lemak memberikan 9 kcal/gramnya. Angka-angka itulah yang dimaksud faktor pengali Attwater,  sebagi penghormatan kepada ilmuwan yang mendapatkan faktor pengali tersebut. Dari faktor pengali Attwater sudah terlihat jelas bahwa lemak memiliki kandungan kalori yang lebih banyak tiap satuan gramnya dibanding karbohidrat dan protein.

Hanya saja perlu diingat bahwa mayoritas makanan kita mengandung lebih dari satu nutrien. Namun ada makanan yang kaya akan nutrien tertentu seperti misalnya  makanan yang kaya protein, ada yang kaya lemak, ada yang kaya karbohidrat, dan lain-lain.

Kalau Anda tertarik atau perlu mengetahui berapa kalori yang anda konsumsi tentu saja perlu mengetahui bagaimana komposisi makanan tersebut dari segi kandungan karbohidrat, lemak dan protein. Ini mungkin agak lebih mudah jika anda mengkonsumsi makanan kemasan dimana informasi kandungan zat gizinya dicantumkan di kemasannya. Hanya saja dari pengalaman saya, sepertinya belum ada standar informasi kandungan gizi yang harus dicantumkan makanan kemasan di Indonesia sehingga kita bisa melihat adanya perbedaan informasi yang tersedia dalam kemasan-kemasan makanan. Bahkan ada makanan kemasan yang sama sekali tidak mencantumkan kandungan zat gizinya. Sebaliknya, umumnya makanan impor memberikan informasi yang lebih lengkap. Sudah saatnya pemerintah lebih memberikan perhatian tentang standar informasi kemasan ini, yang kesemuanya diperlukan untuk kepentingan masyarakat umum. Salah satu cara untuk mensukseskan program indonesia sehat adalah dengan lebih memperhatikan masalah informasi gizi makanan kemasan yang ada di Indonesia, untuk mempermudah masyarakat memilih makanan yang lebih sehat dan bergizi.

Untuk makanan sehari-hari yang bukan kemasan, anda perlu daftar komposisi makanan di indonesia yang dikeluarkan oleh Direktorat Gizi Departemen Kesehatan RI atau buku-buku lain yang memiliki informasi tersebut. Anda perlu tahu bagaimana cara menggunakannya dan biasanya ada daftar petunjuk penggunaan di buku tersebut. Anda bisa lihat contoh dan mendownload (setelah terlebih dahulu sign up) daftarnya di website ini. Saya tidak mengetahui sumber dari daftar tersebut (kemungkianan besar dari buku penuntun diet keluaran UI), namun kira-kira bisalah menjadi latihan buat pembaca yang budiman. Dari website tersebut anda juga bisa mendownload daftar satuan penukar untuk kelompok bahan makanan, sehingga anda bisa dengan mudah mengetahui konsumsi energi dan nutrien utama yaitu karbohidrat, protein, dan lemak tanpa harus menimbang makanan anda karena di situ ada ukuran rumah tangganya (URT). Yang perlu anda lakukan dan latih adalah bagaimana memperkirakan banyaknya makanan yang anda konsumsi menggunakan URT tersebut. Perlu latihan memang dan sebaiknya bagi mereka yang betul-betul perlu mengetahui jumlah kalori yang mereka konsumsi seperti orang yang berpenyakit diabetes, mereka yang obesitas, harus mahir menggunakannya.

Daftar satuan penukar itu berisi makanan yang energinya dan kandungan gizinya setara, jadi bisa saling menggantikan. Sebagai contoh saya kutipkan beberapa bagian dari dokumen tersebut sekedar memberi contoh (terimah kasih kepada yang telah meng-upload dokumen tersebut). Pada daftar sumber protein nabati, kacang hijau sebanyak 2,5 sendok makan (sdm) kira-kira setara energi dan kandungan gizinya dengan satu potong besar tahu. Jadi kedua bahan makanan itu bisa saling menukar satu sama lain begitu pula dengan yang lain yang termasuk dalam satu golongan.image0041image0082image0061

 Sebagai contoh penghitungan kalori: jika anda pada saat makan siang mengkonsumsi nasi katakanlah setara dengan 1 gelas maka jumlahnya kurang lebih 100 gram. Maka kalori yang anda peroleh dari jumlah tersebut adalah 176 kcal sesuai dengan daftar dibawah ini.  Perlu anda tahu bahwa daftar tersebut adalah berdasarkan per 100 gram bahan makanan. Jadi kalau anda makan lebih atau kurang maka harus disesuaikan rasionya. Contoh jika anda mengkonsumsi nasi setengah gelas (50 gram) maka jumlah kalori yang anda dapat adalah 50/100 X176 = 88 kcal. Anda bisa mencoba menghitung untuk makanan lain. Repot bukan?

image0021

 Nah untuk apa energi yang kita dapat dari makanan tersebut?

Kompenen penggunaan energi di tubuh terdiri dari tiga bagian. Bagian yang  pertama dipakai untuk metabolisme basal tubuh. Metabolisme basal ini adalah kumpulan seluruh proses-proses yang terjadi dalam tubuh untuk mempertahankan kehidupan. Didalamnya tercakup energi yang digunakan oleh tubuh untuk mengganti sel-sel yang rusak, proses bernapas dan berpikir, proses berdenyutnya jantung,  pendek kata untuk semua proses internal sel-sel dan jaringan tubuh untuk mempertahankan kehidupannya.  Kurang lebih 70% energi yang diperlukan oleh tubuh dipergunakan untuk proses-proses fisiologis ini.  Jadi meski kita tidur saja di rumah, kita tetap butuh makan untuk memenuhi kebutuhan energi ini.

Yang kedua adalah energi untuk aktivitas fisik seperti untuk berjalan, menulis, berolahraga dan sebagainya. Besarannya sekitar 20 % dari penggunaan energi tubuh. Ini merupakan bagian yang paling dinamis dan bergantung pada berapa besar aktivitas fisik yang dilakukan.

 Sisanya yang 10 persen digunakan untuk proses pengolahan makanan berupa pencernaan dan penyerapan zat makanan. Mungkin anda pernah merasakan bagaimana tubuh terasa lebih panas, dan kadang kadang berkeringat saat makan? Ini adalah bagian dari energi untuk metabolisme tersebut yang dalam istilahnya disebut Thermic Effect of Food.

Kalau jumlah energi yang kita konsumsi melebihi kebutuhan energi tubuh, maka kelebihan energi tersebut akan disimpan berupa lemak (trigliserida) yang akan dipecah untuk digunakan kemudian jika asupan energi mengalami defisit.