Bagaimana proses metabolisme yang terjadi pada makhluk hidup untuk memperoleh oksigen

Merdeka.com - Metabolisme adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan semua reaksi kimia yang terlibat dalam mempertahankan keadaan hidup sel dan organisme. Metabolisme dapat dengan mudah dibagi menjadi dua kategori:

• Katabolisme - pemecahan molekul untuk mendapatkan energi
• Anabolisme - sintesis semua senyawa yang dibutuhkan oleh sel

Metabolisme sangat erat kaitannya dengan nutrisi dan ketersediaan nutrisi. Bioenergetika adalah istilah yang menggambarkan jalur biokimia atau metabolisme di mana sel pada akhirnya memperoleh energi. Pembentukan energi merupakan salah satu komponen vital metabolisme.

Berikut selengkapnya tentang metabolisme dan fungsinya yang penting untuk keberlanjutan hidup makhluk hidup yang dilansir merdeka.com dari laman News Medical Life Sciences :

2 dari 6 halaman

Nutrisi adalah kunci metabolisme. Jalur metabolisme bergantung pada nutrisi yang dipecah untuk menghasilkan energi. Energi ini pada gilirannya dibutuhkan oleh tubuh untuk mensintesis protein baru, asam nukleat (DNA, RNA) dll.

Nutrisi dalam kaitannya dengan metabolisme mencakup kebutuhan tubuh untuk berbagai zat, fungsi individu dalam tubuh, jumlah yang dibutuhkan, tingkat di bawahnya yang menyebabkan kesehatan yang buruk, dll.

Nutrisi esensial memasok energi (kalori) dan memasok bahan kimia yang diperlukan yang tidak dapat disintesis oleh tubuh sendiri. Makanan menyediakan berbagai zat yang penting untuk pembangunan, pemeliharaan, dan perbaikan jaringan tubuh, dan untuk fungsi tubuh yang efisien.

Makanan membutuhkan nutrisi penting seperti karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, fosfor, sulfur, dan sekitar 20 elemen anorganik lainnya. Unsur utama disuplai dalam karbohidrat, lipid, dan protein. Selain itu, vitamin, mineral, dan air juga dibutuhkan.

3 dari 6 halaman

Makanan memasok karbohidrat dalam tiga bentuk: pati, gula, dan selulosa (serat). Pati dan gula merupakan sumber energi utama dan esensial bagi manusia. Serat berkontribusi besar dalam makanan.

Jaringan tubuh bergantung pada glukosa untuk semua aktivitas. Karbohidrat dan gula menghasilkan glukosa melalui pencernaan atau metabolisme.

Reaksi keseluruhan untuk pembakaran glukosa dituliskan sebagai berikut:

C6H12O6 + 6 O2 -----> 6 CO2 + 6 H2O + energi

Kebanyakan orang mengonsumsi sekitar setengah dari makanan mereka sebagai karbohidrat. Ini berasal dari nasi, gandum, roti, kentang, pasta, makaroni dll.

4 dari 6 halaman

Protein adalah pembangun jaringan utama dalam tubuh. Mereka adalah bagian dari setiap sel tubuh. Protein membantu dalam struktur sel, fungsi, pembentukan hemoglobin untuk membawa oksigen, enzim untuk melakukan reaksi vital, dan berbagai fungsi lainnya di dalam tubuh. Protein juga penting dalam memasok nitrogen untuk materi genetik DNA dan RNA serta produksi energi.

Protein diperlukan untuk nutrisi karena mengandung asam amino. Di antara 20 atau lebih asam amino, tubuh manusia tidak dapat mensintesis 8 dan ini disebut asam amino esensial.

Asam amino esensial meliputi:

• lisin
• triptofan
• metionin
• leusin
• isoleusin
• fenilalanin
• valine
• treonin

Makanan dengan kualitas protein terbaik adalah telur, susu, kedelai, daging, sayuran, dan biji-bijian.

5 dari 6 halaman

Lemak adalah sumber energi terkonsentrasi. Mereka menghasilkan energi dua kali lebih banyak daripada karbohidrat atau protein berdasarkan berat badan.

Fungsi lemak antara lain:

• membantu membentuk struktur seluler;
• membentuk bantalan pelindung dan isolasi di sekitar organ vital;
• membantu menyerap vitamin larut lemak,
• menyediakan tempat penyimpanan cadangan energi

Asam lemak esensial termasuk asam lemak tak jenuh seperti asam linoleat, linolin, dan asam arakidonat. Ini perlu dikonsumsi dalam makanan. Lemak jenuh, bersama dengan kolesterol, telah terlibat dalam arteriosklerosis dan penyakit jantung.

Mineral dan vitamin dalam metabolisme

Mineral dalam makanan tidak berkontribusi langsung pada kebutuhan energi tetapi penting sebagai pengatur tubuh dan berperan dalam jalur metabolisme tubuh. Lebih dari 50 elemen ditemukan di tubuh manusia. Sekitar 25 elemen telah ditemukan menjadi penting, karena defisiensi menghasilkan gejala defisiensi spesifik.

Mineral penting meliputi:

• kalsium
• fosfor
• besi
• sodium
• kalium
• ion klorida
• tembaga
• kobalt
• mangan
• seng
• magnesium
• fluor
• yodium

Vitamin adalah senyawa organik penting yang tidak dapat disintesis oleh tubuh manusia sendiri dan oleh karena itu harus ada dalam makanan. Vitamin yang sangat penting dalam metabolisme meliputi:

• Vitamin A
• B2 (riboflavin)
• Niacin atau asam nikotinat
• Asam Pantotenat dll.

6 dari 6 halaman

Reaksi kimiawi metabolisme diatur ke dalam jalur metabolisme. Ini memungkinkan bahan kimia dasar dari nutrisi untuk diubah melalui serangkaian langkah menjadi bahan kimia lain, dengan urutan enzim.

Enzim sangat penting untuk metabolisme karena memungkinkan organisme untuk mendorong reaksi yang diinginkan yang membutuhkan energi. Reaksi ini juga digabungkan dengan reaksi yang melepaskan energi. 

Karena enzim bertindak sebagai katalis, mereka memungkinkan reaksi ini berlangsung dengan cepat dan efisien. Enzim juga memungkinkan pengaturan jalur metabolisme sebagai respons terhadap perubahan lingkungan sel atau sinyal dari sel lain.

Merdeka.com - Proses respirasi, dalam ilmu biologi bisa diartikan sebagai proses mobilisasi energi yang dilakukan oleh makhluk hidup melalui pemecah senyawa berenergi tinggi (SET), untuk digunakan dalam menjalankan fungsi hidup. Secara sederhana, respirasi bisa disamakan dengan pernapasan. Respirasi terjadi pada semua tingkatan organisme hidup, mulai dari individu hingga satuan terkecil, yakni sel.

Proses respirasi pada tumbuhan sendiri, merupakan kebalikan dari proses fotosintesis. Jika fotosintesis mengonversi energi cahaya menjadi energi potensial, sedangkan respirasi mengubah energi potensial menjadi energi kinetik.

Pada dasarnya, respirasi adalah proses oksidasi yang dialami senyawa berenergi tinggi (SET), sebagai unit penyimpan energi kimia pada organisme hidup. SET, seperti molekul gula atau asam lemak, dapat dipecah dengan bantuan enzim dan beberapa molekul sederhana.

Untuk lebih lengkapnya, berikut Merdeka.com merangkum pengertian proses respirasi pada tumbuhan dan manusia, dilansir dari berbagai sumber (19/1/2021):

2 dari 4 halaman

Respirasi dilakukan pada satuan sel. Respirasi juga menghasilkan karbon dioksida dan air sebagai produk sampingan. Secara sederhana, reaksi kimia yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai berikut:

C6H12O6 + 6O2 → 6 CO2 + 6H2O + ATP

Laju respirasi sendiri, dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:

Ketersediaan substrat, tersedianya substrat pada tanaman merupakan hal yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Demikian sebaliknya, bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat.

Ketersediaan Oksigen, ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, tetapi besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berrespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.

Suhu, pengaruh faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait dengan faktor Q10, dimana umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10 oC, tetapi hal ini tergantung pada masing-masing spesies.

3 dari 4 halaman

Proses respirasi memang bisa juga diartika sebagai proses pernapasan. Kita sebagai manusia bernafas dengan cara menghirup oksigen dari hidung memasukannya ke paru-paru lalu menghembuskan gas karbon dioksida. Proses itu disebut sebagai pernapasan eksternal. Sedangkan, di dalam sel-sel tubuh manusia dan tumbuhan juga terjadi proses pernapasan internal. Respirasi eksternal adalah pertukaran gas yang terjadi dalam paru-paru atau sering disebut dengan pernafasan. Jadi respirasi eksternal adalah proses menghirup udara dari lingkungan dan menukar oksigen yang dihirup dengan karbon dioksida di dalam paru-paru. Sedangkan respirasi internal adalah proses pemecahan makanan untuk menghasilkan energi yang terjadi di dalam sel tubuh.Respirasi eksternal dimulai dengan menghirup oksigen dari lingkungan sekitar oleh organ pernafasan dan masuk ke dalam alveolus paru-paru. Oksigen yang masuk ke dalam pembulih darah lalu dialirkan ke jantung dan seluruh tubuh, seperti yang telah kita pelajari dalam sistem pernafasan dan sirkulasi darah.

Sedangkan respirasi internal, akan menyerap sari-sari di dalam tubuh seeprti glukosa dari makanan dan oksigen dari pernafasan untuk menghasilkan energi.

4 dari 4 halaman

Pada manusia, proses resprasi dimulai ketika ketika Anda menghirup oksigen melalui hidung atau mulut, disebut juga dengan inhalasi. Proses ini ditandai dengan meregangnya otot diafragma saat bernapas sehingga memberikan ruang seluas-luasnya untuk masuknya oksigen.Dari hidung atau mulut, oksigen masuk ke dalam tubuh melalui bagian belakang tenggorokan, melewati laring, kemudian berpisah jalan di dua tabung bronkus yang mengarah pada paru-paru kanan dan kiri. Untuk memastikan pernapasan berlangsung lancar, tabung bronkus ini tidak boleh terganggu oleh lendir maupun peradangan.Setelah itu, gas akan kembali terbagi ke dalam saluran yang lebih kecil bernama bronkiolus dan kantung udara bernama alveoli. Di sinilah terjadi proses respirasi eksternal, yakni perpindahan oksigen dari paru-paru ke darah. Sisa dari proses respirasi tersebut merupakan karbondioksida, yang dikeluarkan tubuh melalui proses pembuangan napas  yang ditandai dengan kembali mengecilnya otot diafragma sehingga membantu paru-paru untuk mengeluarkan karbondioksida lewat hidung atau mulut.

Sebagai contoh proses respirasi, cobalah untuk membuka mulut Anda di depan kaca dan kemudian hembuskan napas. Pada kaca akan terbentuk uap-uap air hasil respirasi seluler dalam tubuh.