Pengantar Metabolisme

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Sebelum kita mempelajari tentang Metabolisme, sebelumnya kita harus mengerti  dan memahami terlebih dahulu apa itu biokimia, karena Metabolisme terdapat dalam proses Biokimia. Biokimia adalah ilmu yang mempelajari reaksi kimia yang terjadi dalam sel atau organisme yang hidup. Kehidupan tergantung pada reaksi biokimianya,    Reaksi biokimia yang harmonis dalam tubuh menyebabkan kondisi tubuh sehat, sebaliknya penyakit mencerminkan abnormalitas biomolekul, reaksi biokimia atau proses biokimia. Reaksi biokimia dapat berlangsung secara kimia maupun fisika. Reaksi Fisika adalah perubahan bentuk suatu zat dan tidak menghasilkan zat baru sedangkan reaksi kimia adalah  reaksi dua zat atau lebih yang menghasilkan zat baru, zat baru tersebut berbeda dengan zat asalnya. Tujuan Biokimia adalah Menguraikan dan menjelaskan semua proses kimiawi pada sel hidup dalam pengertian molekuler dan upaya untuk memahami bagaimana kehidupan bermula. Unsur dan biomolekul yang terdapat dalaam tubuh manusia seperti :

a.Karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen merupakan unsur utama tubuh manusia

b. Kalsium, fosfor, kalium, natrium, klor, magnesium, besi, mangan, yodium dan unsur lainya      memiliki makna biologis dan medis yang sangat penting

c. Air, DNA, RNA, protein, polisakarida dan lipid merupakan biomolekul utama tubuh

Salah satu hal pokok yang dipelajari dalam biokimia adalah Metabolisme. Metabolisme dapat diartikan sebagai “perubahan”.  Semua perubahan kimia dan energi yang terjadi didalam sel hidup atau karena kegiatannya dinamakan Metabolisme. Perubahan yang dimaksud diatas meliputi :

1.    Mengekstraksi energi dari bahan makanan dan /atau sinar matahari dan mengubahnya menjadi bentuk energi lain

2.    Menngubah senyawa yang terdapat dalam bahan makanan menjadi senyawa yang diperlukan

3.    Mengurai dan membentuk biomolekul yang diperlukan bagi selnya

   Energi sangat diperlukan bagi sel hidup antara lain untuk membentuk biomolekul, dari senyawa yaang lebih sederhana. Energi yang dibutuhkan berasal dari sinar matahari, melalui proses fotosintesis. Energi makan diubah menjadi energi kimia yang kemidian ditangkap dalam senyaawa energi tinggi kemudian eerdapat dalam senyawa penimbun (depot) karbohidrat dan lemak atau tersimpan dalam senyawa energi tinggi sepert Adenosin Trifosfat (ATP). Energi tersebut kemudian diubah menjadi energi lain seperti kontraksi, transportasi dan Biositesa.

I.2 Rumusan Masalah

            1. Mengapa Perlu mempelajari Metabolisme ?

            2. Berapa pembagian Metabolisme ?

            3. Contoh Metabolisme ?

I.3 Tujuan

1.Untuk lebih mengetahui apa yang dimaksud dengan metabolisme

            2. Mengetahui pembagian Metabolisme

            3. Mengetahui contoh-contoh Metabolisme

BAB II

ISI

A.  Pengertian Metabolisme

       Metabolisme adalah semua perubahan kimia dan energi yang terjadi di dalam sel hidup atau karena kegiatannya. Perubahan yang dimaksud diatas meliputi :

1.  menginteraksi energi dari bahan makanan dan atau sinar matahari dan mengubahnya menjadi bentuk energi lain.

2.    Menngubah senyawa yang terdapat dalam bahan makanan menjadi senyawa yang diperlukan.

3.    Mengurai dan membentuk biomolekul yang diperlukan bagi selnya. (3)

Dalam metabolisme atau proses ini, makhluk hidup dapat mengubah dan memakai senyawa-senyawa kimia dari sekitarnya untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya. (1)

Sel-sel yang tumbuh secara serempak dapat melangsungkan sintesa ribuan jenis molekul protein dan asam nukleat dalam propori yang tepat, yang dibutuhkan untuk menyusun protoplasma hidup yang fungsional, yang khas bagi spesies masing-masing. Jadi, reaksi-reaksi enzimatis pada metabolisme diatur secara cermat, sehingga hanya terdapat jumlah yang dibutuhkan dari tiap jenis molekul unit penyusun, dan mengelompokkan molekul-molekul ini menjadi sejumlah tertentu dari molekul tiap-tiap jenis asam nukleat, protein, dan lipid atau polisakarida. Lebih jauh lagi, sel hidup mampu mengatur sintesa katalisatornya sendiri, yakni enzim. Jadi, sel dapat menghentikan sintesis enzim yang dibutuhkan untuk membuat suatu produk tertentu dari molekul pemulanya, jika produk tersebut telah tersedia dilingkungannya. Sifat   penyesuaian dan pengaturan diri sendiri ini menyebabkan sel hidup dapat mempertahankan dirinya dalam keadaan mantap (steady state), walaupun terjadi luktuasi dilingkungan luar. (2)

B. Pembagian Metabolisme

Metabolisme meliputi atau dapat dibagi dalam 2 proses, yaitu :

1.  Katabolisme : penguraian

Katabolisme merupakan proses penguraian molekul kimia besar menjadi molekul yang lebih kecil, menghasilkan energi dan merupakan reaksi oksidasi.

Contoh :

a.  Glikogenolisis : proses pemecahan glikogen menjadi glukosa

b.  Glikolisis : proses pemecahan glukose menjadi asam piruvat glikolisis terjadi dalam sitoplasma.

2.  Anabolisme : Proses sintesis

Anabolisme merupakan proses pembentukan molekul kimia kecil menjadi molekul yang lebih besar, proses yang membutuhkan energi, dan proses ini menggunakan reaksi reduksi.

Contoh

a.      Proses fotosintesis : Proses pengubahan zat oraganik H2O dan CO2  oleh klorofil menjadi zat organik (karbohidrat)

b.    Glikogenesis : proses pembentukan glikogen dari glukose, terjadi pada saat kita kelebihan makanan

c.      Glikoneogenesis : proses pembentukan glukosa dari protein atau lemak. (1)

Semua reaksi metabolisme dikatalisis oleh enzim (protein aktif) yang disebut biokatalisator, termasuk reaksi sederhana seperti penguraian asam karbonat menjadi air dan karbondioksida. Proses pemasukan dan pengeluaran zat kimia dari dan kedalam sel melalui membran, proses biosintesis protein yang rumit dan panjang. (1)

C. Hasil Metabolisme

Metabolisme makanan menghasilkan energi yang disebut ATP (Adenosin Tri Fosfat). ATP merupakan senyawa yang terdiri dari 3 gugus yaitu: Adenin (asam amino), ribose (senyawa karbohidrat) dan fosfat. ATP merupakan simpanan energi (hasil metabolisme sel) yang siap digunakan sel untuk kelangsungan hidup: transport membran, sintesis senyawa kimia, kerja mekanik.

Contoh penggunaan ATP

a.    ATP (hasil metabolisme makanan) didalam otot diikat oleh kreatin (rangkaian   asam amino metionin, glisin dan arginin) menjadi simpanan energi yang disebut fosforil kreatin

b.     Kreatin + ATP → Fosforil kreatin + ADP

c.    Jika otot perlu energi untuk gerak maka fosforil kreatin dipecah → Kreatin + ATP.

d.    ATP inilah yang digunakan untuk gerak

Metabolisme terdiri atas Metaboisme Karbohidrat, Metabolisme protein dan metabolisme  lemak. (6)

D. Macam-macam Metabolisme

1. Metabolisme Karbohidrat

          Glukosa merupakan pusat dari semua metabolisme. Glukosa adalah bahan bakar universal bagi sel manusia dan merupakan sumber karbon untuk sintesis sebagian besar senyawa lainnya, sebagian besar seyawa lainnya. Semua jenis sel menggunakan glukosa untuk memperoleh energi. Gula lain dalam makanan terutama fruktosa dan galaktosa diubah menjadi glukosa atau zat antara dalam metabolisme glukosa. (4)

Metabolisme karbohidrat terdiri dari 3 fase :

a.    Glikolisis→ proses merubah glukose → asetil Co-A

b.    siklus kreb→ proses merubah asetil Co-A → H

c.    fosforilasi Oksidatif → proses mereaksikan H + O → H2O + ATP

Tahap pertama Metabolisme Karbohidrat

·      Glikolisis: proses perubahan glukose menjadi asam piruvat atau asetil ko-enzim A

·      Glikolisis merupakan proses awal metabolisme karbohidrat

·      Glikolisis terjadi didalam sitoplasma sel, dan telah menghasilkan 2    ATP

·      Glukose → asam piruvat + 2 ATP .(4)

2.    Metabolisme Lemak

Sebagian besar lemak yang ada didalam tubuh akan masuk kedalam kategori asam lemak dan triasigliserol; gliserofosfolipid dan sfingolipid; eikosanoid, kolesterol, garam empedu dan hormon steroid serta vitamin larut lemak. Lemak-lemak ini memiliki fungsi dan struktur kimia yang sangat beragam, namun memiliki satu sifat yang sama, relatif tidak larutdalam air. (4)

Metabolisme lemak terdiri dari 3 fase :

a.    β oksidasi → proses merubah asam lemak → asetil Co-A

b.    Siklus Kreb → proses merubah asetil Co-A →H

c.    Fosforilasi Oksidatif → proses mereaksikan H + O → H2O + ATP

Tahap Pertama Metabolisme lemak

·       Beta oksidasi: proses pemecahan lemak menjadi asetil koenzim-A

·       Asetil koenzim-A adalah senyawa organik yang mempunyai 2 rantai karbon

·       Beta oksidasi memecah lemak (rantai C yang panjang) menjadi asetil koenzim-A (2 rantai C)

·       Lemak dengan x rantai carbon akan dipecah dengan beta oksidasi menjadi: (x/2) asetil koenzim-A.(4)

3.    Metabolisme Protein

Protein bagi manusia merupakan senyawa yang sangat penting artinya dan tersebar baik intra maupun ekstraseluler diberbagai jaringan atau organ. Dalam tubuh manusia terdapat ribuan protein ddengan berbagai fungsi dan bentuk yang beranekaragam.(8)

Metabolisme protein terdiri dari 3 fase

a.    Deaminasi → proses merubah asam amino → asetil Co-A

b.    Siklus Kreb → proses merubah asetil Co-A → H

c.       Fosforilasi Oksidatif →proses mereaksikan H + O → H2O + ATP

TahapPertama Metabolisme Protein

·      Deaminasi: proses pembuangan gugus amino dari asam amino

·      Asam α-ketoglutarat + Asam Amino → Asam α –keto + Asam Glutamat + NH3

·      Deaminasi adalah proses pengambilan gugus amino dari asam amino menjadi zat yang dapat masuk siklus Krebs

·      Zat yang dapat masuk siklus Krebs adalah: asam alfa keto glutarat, suksinil koenzim-A, asam fumarat, oksaloasetat, asam sitrat

SIKLUS KREB        

• Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2
• Proses ini terjadi didalam mitokondria
• Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat , proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis
• Oksaloasetat berasal dari asam piruvat
• Jika asupan nutrisi kekurangan Karbohidrat, akan menyebabkan kurang asam. piruvat → yang juga akan mengakibatkan kekurangan oxaloasetat .(7)

RANTAI RESPIRATORIK

            Sebagian besar energi yang dibebaskan selama oksidasi karbohidrat, asam lemak, da asam amino terdapat didalam mitokondria sebagai ekuivalen pereduksi (reducing equivalens) (-H atau elekton). Enzim-enzim siklus asam sitrat dan oksidasi- β terdapat dalam mitokondria bersamaan dengan rantai respiratorik (respiratori chain) yang mengumpulkan dan mengangkut ekuivalen pereduksi, serta mengarahkan enzim-enzim tersebut menuju reaksi akhir dengan oksigen untuk menghasilkan air dan komponen fosforilasi oksidatif yaitu proses penyerapan energi bebas yang dihasilkan sebagai fosfat berenergi tinggi. (5)

• H → hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH
• H dari NADH → Flavoprotein → Quinon → sitokrom c → sitokrom b → sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O
• Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi
• Proses ini terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase.(7)

FOSFORILASI OKSIDATIF

Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi  energi tersebut ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat menjadi ATP.Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi.
Fosforilasi oksidatif → proses merubah ADP → ATP. (7)

• Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi, energi tsb ditangkap oleh senyawa yang disebut ATP
• Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi
• Fosforilasi oksidatif adalah proses merubah ADP menjadi ATP. (7)

BAB III

PENUTUP

III.1 Kesimpulan

1. Metabolisme dapat diartikan sebagai “perubahan”. Metabolisme adalah suatu proses komplek perubahan makanan menjadi energi dan panas melalui proses fisika dan kimia, berupa proses pembentukan dan penguraian zat didalam tubuh organisme untuk kelangsungan hidupnya.

2.    Metabolisme dibedakan 2 macam:

- Katabolisme :

Katabolisme adalah  proses penguraian atau pemecahan makanan menjadi energi, yang terjadi pada proses  respirasi sel. Atau dengan kata lain senyawa yang lebih kompleks diurai menjadi senyawa yang lebih sederhana

- Anabolisme :

Anabolisme adalah  proses pembentukan (sintesa) zat organik komplek yang berasal dari zat yang lebih sederhana.

            3. Macam-macam metabolisme yaitu :  

a. Metabolisme Karbohidrat

b.Metabolisme Lemak

c.Metabolisme Protein

III.2 Saran

Kami sebagai penyusun sangat mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca demi kesempurnaan dari makalah ini.