Karbohidrat lemak dan protein dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk respirasi sel

Metabolisme berasal dari bahasa Yunani metabolismos yang berarti perubahan. Sebagaimana asal namanya, metabolisme semua reaksi kimia yang terjadi dalam organisme termasuk pada tingkatan sel.

Metabolisme memiliki tiga tujuan, yaitu :

1. Konversi makanan menjadi energi untuk melakukan proses seluler;

2. Konversi makanan/bahan bakar menjadi bahan penyusun protein, lipid, asam nukleat dan beberapa karbohidrat;

3. Pembuangan limbah nitrogen. Reaksi yang dikatalis oleh enzim ini memungkinkan organisme dapat tumbuh dan berkembang biak, mempertahankan strukturnya, dan merespons lingkungannya, mempertahankan strukturnya, dan merespons lingkungannya.

Metabolisme merupakan salah satu ciri makhluk hidup. Pada manusia, metabolisme akan mencerna makanan untuk kemudian diolah menjadi energi. Selain bertujuan untuk membentuk energi, metabolisme memiliki fungsi sebagai berikut :

1. Mengganti sel atau jaringan yang rusak

2. Respirasi jaringan pada tubuh

3. Pertumbuhan jaringan tubuh

4. Penyusun unit pembangun sel

5. Menghasilkan energi, dari perubahan zat-zat makanan yang ada pada tubuh

Berdasarkan tujuannya, metabolisme dibagi menjadi dua bentuk, yaitu anabolisme dan dan katabolisme.

a. Anabolisme terjadi ketika reaksi kimia menyusun senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks. Anabolisme membutuhkan energi untuk menyusun senyawa tersebut menjadi senyawa kompleks dan bersifat eksergonik. Salah satu bentuk anabolisme adalah proses fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan.

b. Katabolisme terjadi ketika reaksi kimia mengurai senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Katabolisme akan menghasilkan energi ketika mengurai senyawa kompleks tersebut menjadi senyawa sederhana dan bersifat endergonik. Salah satu bentuk katabolisme adalah proses respirasi pada makhluk hidup.

Proses metabolisme pada makhluk hidup terdiri atas tiga bagian.

1. Metabolisme Karbohidrat

Metabolisme karbohidrat mencakup penguraian (katabolisme), sintesis (anabolisme), dan perubahan bentuk karbohidrat dalam tubuh organisme. Bentuk karbohidrat, yaitu glukosa akan diurai menjadi senyawa gula sederhana yaitu monosakarida.

Saat makanan dicerna dalam tubuh, karbohidrat akan melalui proses hidrolisis, yaitu proses penguraian menggunakan bantuan air. Pencernaan karbohidrat tersebut terjadi dengan cara mengurai senyawa kompleks polisakarida menjadi senyawa sederhana monosakarida.

Ketika makanan dikunyah di dalam mulut, makanan akan bercampur dengan air liur yang mengandung enzim ptialin yang akan menghidrolisis pati menjadi sebuah maltosa dan gugus-gugus glukosa kecil yang terbentuk dari tiga sampai sembilan gugus glukosa.

Setelah makanan tersebut ditelan dan masuk ke dalam lambung, makanan tersebut akan bercampur dengan zat yang akan diseksresi lambung. Kemudian, makanan tersebut akan masuk ke dalam duodendum dan bercampur dengan getah pankreas.

Hasil akhir dari metabolisme karbohidrat adalah senyawa-senyawa gula dalam bentuk fruktosa, glukosa, monosakarida, dan manosa. Senyawa-senyawa ini kemudian akan diabsorsi melalui dinding usus dan akan terbawa oleh hati oleh darah.

2. Metabolisme Lemak

Metabolisme lemak adalah proses di mana asam lemak akan dicerna kemudian dipecahkan untuk menghasilkan energi atau disimpan di dalam tubuh sebagai cadangan energi. Proses metabolisme lemak terjadi di dalam usus dan dibantu oleh enzim lipase yang terkandung di dalam usus.

Ketika makanan masuk ke dalam usus, usus akan mengalami kontraksi yang merangsang keluarnya hormon koleistokinin. Hormon tersebut merangsang kantong empedu berkontraksi dan menghasilkan cairan empedu. Cairan empedu mengandung garam yang berfungsi untuk mengemulsi lemak menjadi butiran lemak dengan ukuran yang lebih kecil.

Ukuran butiran lemak yang lebih kecil akan memudahkan proses hidrolisis lemak oleh lipas yang diproduksi pankreas. Proses metabolisme sebagian besar terjadi dalam usus namun jga dapat terjadi pada hati, sel-sel otot, dan sel-sel lemak untuk dipakai sebagai energi atau disimpan sebagai energi cadangan.

3. Metabolisme Protein

Metabolisme protein merupakan proses kimia dan fisik yang mencakup pada perubahan (anabolisme) protein menjadi asam amino dan penguraian (katabolisme) asam amino pada protein.

Asam amino yang telah tersebar melewati darah dan masuk dalam jaringan tubuh, akan disintesis kembali menjadi protein. Protein ini berfungsi untuk mempertahankan fungsi sel-sel yang masih normal.

Pada metabolisme, asam amino akan melakukan pelepasan gugus amino, kemudian perubahan kerangka karbon dalam molekul asam amino. Proses pelepasan gugus amino terjadi pada deaminasi dan transmisi oksidatif.

Deaminasi oksidatif menggunakan dehidrogenese dalam katalis, sedangkan jika transmisi yaitu proses katabolisme asam amino yang melibatkan gugus amino pada satu asam amino terhadap asam amino yang lain.

Asam amino tidak dapat disimpan pada tubuh manusia. Jika jumlah asam amino berlebihan atau terjadi kurangnya sumber energy lain, tubuh manusia akan menggunakan asam amino dalam sumber energy.

Tidak seperti lemak dan karbohidrat, asam amino membutuhkan pelepasan gugus amino yang bertempat di deaminasi nitrogen α-amino didalam asam – asam amino.

Protein adalah produk yang dihasilkan oleh ekspresi informasi genetic merupakan polimer asam amino yang terikat pada satu sama lain dalam ikatan dalam sel hidup.

Nah, menarik sekali, bukan? Ternyata metabolisme tidak hanya berperan penting bagi tubuh kita, namun juga bagi makhluk hidup lainnya. Kalau kamu masih penasaran, kamu bisa membaca penjelasan yang lebih detail mengenai metabolisme yang tentunya dibahas lebih lengkap dan seru melalui video pembelajaran di aplikasi belajar online Pahamify.

Yuk, download dan langganan Pahamify sekarang!

Penulis: Alivia Awin

Bicara tentang metabolisme, sebagai serangkaian reaksi kimia yang terjadi pada organisme hidup untuk mempertahankan kehidupan, kita tidak bisa lepas dari pembahasan tentang anabolisme dan katabolisme. Apa ini?

Anabolisme adalah lintasan metabolisme yang menyusun beberapa senyawa organik sederhana menjadi senyawa kimia atau molekul kompleks. Sedangkan katabolisme adalah penguraian molekul-molekul kompleks menjadi molekul-molekul sederhana. Pada proses katabolisme terjadi pembebasan energi berupa ATP.

Katabolisme disebut juga reaksi esotern. Salah satu reaksi katabolisme yang terjadi di dalam sel adalah respirasi seluler. Melalui respirasi, makhluk hidup memperoleh energi yang dapat digunakan untuk beraktivitas.

Energi yang dihasilkan melalui proses respirasi seluler ada dalam bentuk ATP (adenosin trifosfat). ATP terdiri dari satu basa nitrogen adenin, gula ribosa dan tiga grup fosfat. Molekul ATP dapat disimpan, ditransfer dan digunakan kapan saja ketika diperlukan. ATP dihidrolisis menjadi ADP dan fosfat (Pi) melalui reaksi sebagai berikut:

ATP + H20 —-> ADP + Pi

(Baca juga: Apa Itu Anabolisme?)

Selain respirasi seluler, dalam proses katabolisme kita juga mengenal dua bentuk respirasi lainnya, yakni respirasi aerob dan respirasi anaerob.

Respirasi Seluler

Tahapan proses oksidasi substrat pernapasan (karbohidrat, protein, lemak, dll.) dalam sel untuk melepaskan energi dan menyimpannya dalam bentuk ATP. Tempat terjadinya respirasi sel yaitu sitoplasma dan mitokondria.

Respirasi Anaerob

Proses oksidasi substrat pernapasan tanpa adanya oksigen atmosfer, terdapat dua jenis yaitu fermentasi dan glikolisis terjadi pada sitosol.

Fermentasi bisa diartikan sebagai proses oksidasi glukosa yang tidak sempurna dengan kehadiran enzim. Jumlah energi yang dilepaskan kurang dari 7%. Fermentasi terbagi menjadi fermentasi alkohol dan asam laktat. Sementara merupakan proses oksidasi parsial glukosa dengan adanya enzim untuk menghasilkan asam piruvat.

Respirasi Aerob

Proses metabolisme yang menggunakan oksigen untuk memecah makanan dan melepaskan energi. Energi ini digunakan untuk membuat adenosin trifosfat, senyawa berenergi tinggi yang bertindak sebagai bahan bakar untuk semua aktivitas yang memakan energi tubuh.

Katabolisme adalah proses alami di dalam tubuh untuk menghasilkan energi. Proses ini memungkinkan tubuh untuk bergerak dan menjalani aktivitas sehari-hari. Nah, untuk memahami lebih jauh tentang katabolisme, mari simak penjelasannya berikut ini.

Berbagai proses biokimia berlangsung di dalam tubuh. Proses ini disebut juga metabolisme. Reaksi metabolisme sendiri terbagi menjadi dua jenis, yaitu katabolisme dan anabolisme.

Katabolisme merupakan proses pemecahan molekul-molekul besar dan kompleks menjadi bentuk yang lebih sederhana, dan salah satunya adalah kalori atau energi.

Bentuk sederhana ini kemudian akan digunakan sebagai bahan bakar untuk reaksi anabolisme guna menghasilkan zat atau molekul yang lebih besar.

Reaksi Katabolisme di Tubuh

Makanan dan minuman yang sudah dikonsumsi dan masuk ke dalam tubuh, akan dipecah oleh enzim yang ada di dalam sistem pencernaan. Melalui reaksi katabolisme, protein dipecah menjadi asam amino.

Asam amino bisa digunakan sebagai sumber energi ketika tubuh membutuhkannya. Senyawa ini juga bisa didaur ulang untuk membuat protein atau menjadi urea melalui proses oksidasi.

Selain memecah protein, katabolisme juga bisa memecah glikogen menjadi glukosa. Karbohidrat sederhana ini kemudian akan melalui proses oksidasi yang dinamakan glikolisis. Dari reaksi inilah energi dihasilkan.

Sementara, lemak juga akan melalui proses pemecahan yang disebut hidrolisis. Proses ini menghasilkan asam lemak dan gliserol, yang selanjutnya akan melalui reaksi glikolisis dan reaksi biokimiawi lainnya sehingga terbentuklah energi.

Energi yang dihasilkan dari berbagai proses di atas akan disimpan sebagai molekul adenosine triphospate (ATP). Banyak aspek dari metabolisme, baik anabolisme maupun katabolisme, berkaitan erat dengan produksi dan konsumsi ATP sebagai sumber energi, yang juga berperan sebagai bahan bakar dalam seluruh proses metabolisme.

Olahraga seperti berlari, berenang, dan bersepeda adalah jenis kegiatan yang merupakan latihan katabolis atau kardio. Ketika melakukan aktivitas ini, detak jantung, tekanan darah, dan pernapasan akan meningkat. Latihan katabolis dapat membantu Anda menjaga kesehatan jantung dan paru-paru.

Namun, sebelum melakukan olahraga kardio, sebaiknya konsultasikan lebih dulu ke dokter, terlebih jika Anda memiliki kondisi kesehatan tertentu.

Hormon-Hormon yang Terlibat dalam Reaksi Katabolisme

Dalam proses katabolisme, tubuh membutuhkan bantuan hormon dan zat tertentu. Berikut ini adalah sejumlah hormon yang berperan dalam proses katabolisme:

Kortisol

Hormon ini berperan dalam mengatur metabolisme protein, lemak, dan karbohidrat. Hormon yang dikenal sebagai hormon ‘stres’ ini dihasilkan oleh kelenjar adrenal.

Sitokin

Hormon ini mengatur interaksi antarsel dan berperan dalam mengatur sistem kekebalan tubuh. Beberapa jenis sitokin berfungsi untuk merangsang sistem imun, sedangkan beberapa jenis sitokin lainnya berfungsi dalam menekan aktivitas sistem imun.

Glukagon

Hormon ini dihasilkan oleh pankreas dan bersama insulin berfungsi untuk menjaga kadar gula dalam darah.

Adrenalin

Hormon yang dikenal sebagai epinefrin ini dapat meningkatkan detak jantung, menguatkan kontraksi jantung, dan meningkatkan aliran darah ke otot.

Proses katabolisme sangat penting bagi tubuh dalam menghasilkan energi. Dengan energi, jantung bisa berdetak sehingga seluruh jaringan tubuh pun mendapat suplai darah. Berbagai organ tubuh lain, seperti paru-paru, ginjal, dan saluran pencernaan, juga dapat berfungsi secara optimal.

Bila Anda mengalami masalah dengan kesehatan atau gangguan hormon yang dapat memengaruhi proses katabolisme, jangan ragu untuk berkonsultasi dengan dokter. Selain itu, terapkan pola hidup sehat dengan berolahraga secara rutin, mengonsumsi makanan bergizi, dan beristirahat yang cukup.