METABOLISME

METABOLISME

A.    Definisi Metabolisme

Metabolisme berasal dari bahasa yunani yaitu metabole yang artinya berubah. Metabolisme merupakan suatu rangkaian atau proses yang terarah dan teratur di dalam sel tubuh melalui reaksi-reaksi kimiawi, sehingga diperlukan atau dihasilkan bahan-bahan tertentu seperti unsur, molekul, senyawa atau energi. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim.

Metabolisme meliputi dua jalur yaitu 1) jalur sintesis (anabolisme/endorgenik), yaitu menggabungkan molekul-molekul kecil menjadi makromolekul yang lebih kompleks, pada jlaur ini diperlukan energi yang disuplai dari hidrolisis ATP 2) jalur degradatif (katabolisme/eksorgenik), yaitu memecah molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana dan melepaskan energi yang dibutuhkan untuk mensintesis ATP. Produk metabolisme disebut metabolit.

B.     Pembagian Metabolisme

Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi dua yaitu:

1. Anabolisme/Asimilasi/Sintesis, yaitu proses pembentukan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi. Contoh :

(1)Fotosintesis

Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Proses tersebut berlangsung cepat dan efisien dengan bantuan enzim-enzim. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.

(2)Kemosintesis

Tidak semua tumbuhan dapat melakukan asimilasi C menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Beberapa macam bakteri yang tidak mempunyai klorofil dapat mengadakan asimilasi C dengan menggunakan energi yang berasal dan reaksi-reaksi kimia, misalnya bakteri sulfur, bakteri nitrat, bakteri nitrit, bakteri besi dan lain-lain. Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari hasil oksidasi senyawa-senyawa tertentu.

(3) Sintesis Lemak

Lemak dapat disintesis dari karbohidrat dan protein karena dalam metabolisme ketiga zat tersebut bertemu di dalarn daur Krebs. Sebagian besar pertemuannya berlangsung melalui pintu gerbang utama siklus (daur) Krebs, yaitu Asetil Koenzim A. Akibatnya ketiga macam senyawa tadi dapat saling mengisi sebagai bahan pembentuk semua zat tersebut. Lemak dapat dibentuk dari protein dan karbohidrat, karbohidrat dapat dibentuk dari lemak dan protein dan seterusnya.

 (4) Sintesis Protein

Sintesis protein yang berlangsung di dalam sel, melibatkan DNA, RNA dan Ribosom. Penggabungan molekul-molekul asam amino dalam jumlah besar akan membentuk molekul polipeptida. Pada dasarnya protein adalah suatu polipeptida. Setiap sel dari organisme mampu untuk mensintesis protein-protein tertentu yang sesuai dengan keperluannya. Sintesis protein dalam sel dapat terjadi karena pada inti sel terdapat suatu zat (substansi) yang berperan penting sebagai "pengatur sintesis protein". Substansi-substansi tersebut adalah DNA dan RNA.

Hubungan antara Metabolisme Karbohidrat dengan Metabolisme Lemak dan Protein

Hubungan antara Metabolisme Karbohidrat dengan Metabolisme Lemak dan Protein Hasil pencernaan lemak (asam lemak dan gliserol) dan protein (asam amino) masuk ke dalam jalur respirasi sel pada titik-titik yang diperlihatkan. Beberapa titik yang sama bekerja untuk mengalirkan kelebihan zat intermedier ke dalam jalur anabolisme ke sintesis lemak dan asam amino tertentu. Daur Krebs merupakan jalur metabolisme yang utama dari berbagai hasil metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Hasil dari Siklus Krebs adalah energi ATP, CO2, dan H2O. Hal itu terjadi pada makhluk hidup aerob, sedangkan pada makhluk hidup anaerob tidak menggunakan metabolisme Daur Krebs sebagai penghasil energinya.

Lemak (asam heksanoat) lebih banyak mengandung hidrogen terikat dan merupakan senyawa karbon yang paling banyak tereduksi, sedangkan karbohidrat (glukosa) dan protein (asam glutamat) banyak mengandung oksigen dan lebih sedikit hidrogen terikat adalah senyawa yang lebih teroksidasi. Senyawa karbon yang tereduksi lebih banyak menyimpan energi dan apabila ada pembakaran sempurna akan membebaskan energi lebih banyak karena adanya pembebasan elektron yang lebih banyak. Jumlah elektron yang dibebaskan menunjukkan jumlah energi yang dihasilkan.

2. Katabolisme (Dissimilasi)

Katabolisme adalah proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut. Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm. Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi. Merupakan ikatan tiga molekulfosfat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil, mudah melepaskan gugus fosfatnya meskipun digolongkan sebagai molekul berenergi tinggi. Perubahan ATP menjadi ADP (Adenosin Tri Phosphat) diikuti dengan pembebasan energi sebanyak 7,3 kalori/mol ATP. Peristiwa perubahan ATP menjadi ADP merupakan reaksi yang dapat balik

Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob) disebut proses respirasi, bila dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) disebut fermentasi.

Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.

C.    Jalur Metabolisme

Berbagai reaksi metabolisme terjadi melalui suatu jalur yang berupa seri reaksi kimia Manfaat jalur metabolisme digunakan untuk membangun molekul kompleks atau aktivitas metabolik yang kompleks, menguraikan molekul kompleks tersebut. Jalur metabolisme dapat berlangsung secara linier, bercabang atau membentuk suatu siklus.

D.    Reaksi dalam Proses Metabolisme

Reaksi redoks (reduksi-oksidasi) yang melibatkan donor elektron dan akseptor electron. Keseluruhan reaksi redoks menunjang aktivitas sel yang menghasilkan salah satu dari 3 macam energi kimia berpotensi a.l :

Ø Nukleotida piridin (NADH dan NADPH), yang berfungsi untuk memindahkan hidrogen antara berbagai bagian sel yang berbeda-beda

Ø Nukleotida adenin (ATP,ADP dan AMP) yang berfungsi untuk memperpanjang reaksi sel misalnya pada polimerisasi nukleotida dan asam amino

Ø Proton motive force (pemindahan ion H dari bagian interior ke bagian eksterior membran) yang berfungsi untuk pengambilan substrat,atau untuk pergerakan

E.     faktor yang Mempengaruhi Kecepatan Metabolisme

Faktor yang mempengaruhi kecepatan metabolisme adalah sebagai berikut :

1.    Ukuran tubuh, pada orang yang berbadan gemuk proses metabolismenya lebih tinggi

2.    Umur, usia remaja dan dewasa terjadi peningkatan metabolisme tubuh dan menurun setelah usia lajut

3.    Jenis kelamin, pada pria metabolismenya lebih besar dibandingkan wanita

4.    Iklim

5.    Jenis pekerjaan, pekerja berat kecepatan metabolismenya lebih tinggi

KARBOHIDRAT

KARBOHIDRAT

A.      Definisi Karbohidrat

Secara umum definisi karbohidrat adalah senyawa organik yang mengandung atom Karbon, Hidrogen dan Oksigen dan pada umumnya unsur Hidrogen dan Oksigen dalam komposisi menghasilkan H2O. Di dalam tubuh karbohidrat dapat dibentuk dari beberapa asam amino dan sebagian dari gliserol lemak. Akan tetapi sebagian besar karbohidrat diperoleh dari bahan makanan yang dikonsumsi sehari-hari, terutama sumber bahan makan yang berasal dari tumbuh-tumbuhan. Sumber karbohidrat nabati dalam bentuk glikogen hanya dijumpai pada otot dan hati, sedangkan karbohidrat dalam bentuk laktosa hanya dijumpai di dalam susu.

Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat di bentuk dari hasil reaksi CO2 dan H2O melalui proses fotosintesis di dalam sel-sel tumbuh-tumbuhan yang mengandung zat hijau daun (klorofil). Pada proses fotosintesis, klorofil pada tumbuh-tumbuhan akan menyerap dan menggunakan enersi matahari untuk membentuk karbohidrat dengan bahan utama

CO2 dari udara dan air (H2O) yang berasal dari tanah. Energi kimia yang terbentuk akan disimpan di dalam daun, batang, umbi, buah dan biji-bijian.

Karbohidrat merupakan sumber utama energi dan panas tubuh. Karbohidrat sebagian besar dalam bentuk glukosa (sekitar 80%), lainnya dalam bentuk fruktosa dan galaktosa. Fruktosa dan galaktosa setelah diserap akan segera diubah menjadi glukosa, hanya sedikit yang tetap dalam bentuk fruktosa dan galaktosa.

B.       Susunan Karbohidrat

Susunan Karbohidrat dapat digolongkan pada 3 kelompok besar yaitu:

1. Monosakarida (C6 H12 O6) yaitu gula yang paling sederhana terdiri dari molekul tunggal. Dapat dibagi lagi menurut jumlah atom karbon yang dimiliki:Triosa (3-karbon), Tetrosa (4-karbon), Pentosa (5-karbon),Heksosa (6-karbon). Monosakarida yang penting adalah gula yang mempunyai 6-karbon (Heksosa), contohnya:glukosa, fruktosa, dan laktosa.

- Glukosa : gula yang terpenting bagi metabolisme tubuh,dikenal sebagai gula

fisiologis, dekstrosa. Sumber :

a.    Bentuk jadi ditemui di alam pada buah-buahan, jagung manis,

sejumlah akar, madu.

b. Dihasilkan sebagai produk pencernaan pati. Pati      Dextrin       Maltosa  

2 molekul gula glukosa dengan bantuan enzim.

c. Normal, didapat di dalam sirkulasi darah.

- Fruktosa : Merupakan gula yang termanis dari semua gula, dikenal juga dengan nama levulosa. Sumber: Merupakan hasil hidrolisa dari gula sukrosa, perubahannya menjadi glukosa terjadi di dalam hati kemudian bentuk glukosa ini dapat dioksidasi sempurna menjadi energi.

- Galaktosa :Gula ini tidak ditemui bebas di alam tetapi merupakan hasil hidrolisa dari gula susu (laktosa). Melalui proses metabolisme akan diubah menjadi glukosa yang dapat memasuki Siklus Kreb’s untuk menghasilkan energi.

2. Oligosakharida : Gula yang mengandung 2-10 molekul gula sederhana.

a. Disakarida. Macamnya terdiri dari :

- Sukrosa (gula meja),bila dipecah menjadi Fruktosa dan Galaktosa. Sumber : Molasis dan Sorgum diperdagangkan dari sari tebu dan beet.

- Maltosa (Gula malt/biji). Tidak ditemui bebas di alam tetapi berasal dari hasil pencernaan pati dengan bantuan enzim diastase, didapat di dalam biji-bijian yang dibuat kecambah.

b. Trisakharida, ditemui terutama dalam bit dan madu.

c. Tetrasakharida, ditemui pada kacang polong, bit.

3. Polisakharida. Merupakan karbohidrat yang komplek terdiri atas beberapa molekul satuan gula sederhana (monosakharida). Beberapa dapat dicerna yaitu pati dan dekstrin, sedangkan yang lain tidak (Sellulosa dan Hemiselullosa seperti agar dan pektin),tidak larut dalam air.

Polisakharida yang penting yaitu:

a. Pati : Disimpan dalam bentuk karbohidrat tanaman,didapatkan didalam biji-bijian, akar-akaran, umbi-umbian, buah yang belum matang.

b. Dekstrin :Merupakan hasil antara pencernaan pati untuk dibentuk menjadi  maltosa.

c. Glikogen :- Disebut juga “animal starch” disimpan dalam hati dan jaringan otot.

- Dipergunakan untuk mensuplai energi bagi jaringan tubuh pada saat latihan & bekerja keras.

- Glikogen hati diubah menjadi glukosa untuk disirkulasi ke berbagai bagian

tubuh.

d. Sellulosa : Polisakharida yang tidak dapat dicerna,tahan terhadap kerja enzim pencernaan dan menyumbangkan muatan/massa yang besar terhadap makanan.

e. Pektin : - Tidak dapat dicerna,didapat dalam buah-buahan, memberi ketebalan pada kulit buah. Berfungsi sebagai laksatif/pencahar dan sebagai pengental, pengikat serta pembentuk gel makanan.

f. Inulin : Penting bagi pengobatan dan dipakai dalm test/ uji fungsi ginjal.

Struktur monosakarida, disakarida dan polisakarida dapat dilihat pada gambar 1,2 dan 3.

Gambar 3. Polisakarida

C.  Fungsi karbohidrat

1.Fungsi utamanya sebagai sumber energi (1 gram karbohidrat menghasilkan 4 kalori) bagi kebutuhan sel-sel jaringan tubuh. Sebagian dari karbohidrat diubah langsung menjadi energi untuk aktivitas tubuh dan sebagian lagi disimpan dalam bentuk glikogen di hati dan di otot. Ada beberapa jaringan tubuh seperti sistem syaraf dan eritrosit yang hanya dapat menggunakan energi yang berasal dari karbohidrat saja.

2.Melindungi protein agar tidak dibakar sebagai penghasil energi. Kebutuhan tubuh akan energi merupakan prioritas pertama, apabila karbohidrat yang dikonsumsi tidak mencukupi untuk kebutuhan energi tubuh dan jika tidak cukup terdapat lemak di dalam makanan atau cadangan lemak yang disimpan di dalam tubuh, maka protein akan menggantikan fungsi karbohidrat sebagai penghasil energi. Dengan demikian protein akan meninggalkan fungsi utamanya sebagai zat pembangun. Apabila keadaan ini berlangsung terus menerus maka keadaan kekurangan energi dan protein (KEP) tidak dapat dihindari lagi.

3.Membantu metabolisme lemak dan protein, dengan demikian dapat mencegah terjadinya ketosis dan pemecahan protein yang berlebihan.

4. Di dalam hepar berfungsi untuk detoksifikasi zat-zat toksik tertentu.

5.Beberapa jenis karbohidrat mempunyai fungsi khusus di dalam tubuh. Laktosa rnisalnya berfungsi membantu penyerapan kalsium. Ribosa merupakan merupakan komponen yang penting dalam asam nukleat.

6.Selain itu beberapa golongan karbohidrat yang tidak dapat dicerna, mengandung serat (dietary fiber) berguna untuk pencernaan dan memperlancar defekasi.

.