PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Makhluk hidup pasti melakukan metabolisme dalam hidupnya. Siklus metabolisme ini terdiri atas pembentukan ataupun penguraian. Pembentukan senyawa yang sederhana menjadi senyawa yang lebih kompleks dengan menggunakan energi disebut sebagai anabolisme, sedangkan mtabolisme yang merombak zat simpan (karbohidrat) dan menghasilkan energi untuk melakukan aktifitas disebut dengan katabolisme. Fotosintesis adalah suatu proses biokimia dimana terjadi proses pembentukan zat makanan atau energi simpanan yaitu glukosa yang dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. Sedangkan respirasi adalah bagian tak terpisahkan dalam siklus metabolisme makhluk hidup. Respirasi merupakan suatu proses dimana energi yang disimpan dalam bentuk karbohidrat, lemak dan protein diubah menjadi energi ATP untuk dapat melakukan kegiatan misalkan dalam proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang bersangkutan. Bila fotosintesis dan respirasi terganggu maka itu artinya seluruh siklus metabolisme tidak akan terjadi dengan baik. Apabila respirasi tidak berlangsung maka tidak akan terjadi pertumbuhan, selain itu energi juga tidak dihasilkan untuk dapat mengadakan pembentukan zat simpan misalkan pada fotosintesis. Mengingat pada pentingnya peran keduanya berkaitan dengan metabolisme pada tanaman budidaya, maka kita harus terus mengembangkan pembahasan terkait fotosintesis dan respirasi. Dengan harapan akan ditemukan cara untuk meningkatkan efisiensi dari metabolisme sehingga dengan substrat yang sedikit dapat menghasilkan energi yang maksimal dan mendukung pertumbuhan tanaman budidaya dengan baik.
1.2. Tujuan Penulisan
Penulisan makalah ini memiliki beberapa tujuan, yaitu:
- Mengetahui pengetahuan tentang metabolisme energi secara umum
- Mengetahui pengertian dan definisi energi,proses pembentukan dan penguraian energi dan contoh reaksi yang menghasilkan energy.
- Peranan Karbohidrat, Lemak dan Protein dalam metabolism
- Memenuhi tugas mata kuliah biologi dasar (Biokimia)
1.3. Rumusan Massalah
Adapun rumusan masalah dalam makalah ini adalah pengertian dan definisi metabolism, peranan Karbohidrat, Lemak dan Protein dalam metabolime tubuh.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Fungsi Glukosa
Merupakan karbohidrat terpenting. Dalam bentuk glukosalah massa karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah, atau ke dalam bentuk glukosalah karbohidrat dikonversi di dalam hati, serta dari glukosalah semua bentuk karbohidrat lain dalam tubuh dapat dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi manusia dan bahan bakar universal bagi janin. Glukosa diubah menjadi karbohidrat lain misalnya glikogen untuk simpanan, ribose untuk membentuk asam nukleat, galaktosa dalam laktosa susu, bergabung dengan lipid atau dengan protein, contohnya glikoprotein dan proteoglikan.
a. Jalur-jalur metabolisme karbohidrat
Terdapat beberapa jalur metabolisme karbohidrat yaitu : glikolisis, oksidasi piruvat, siklus asam sitrat, glikogenesis, glikogenolisis serta glukoneogenesis.
2.2. PROSES METABOLISME KARBOHIDRAT
Lintasan metabolisme dapat digolongkan menjadi 3 kategori:
1. Lintasan anabolik (penyatuan/pembentukan)
2. Lintasan katabolik (pemecahan).
3. Lintasan amfibolik (persimpangan)
2.3. TAHAP METABOLISME KARBOHIDRAT
Glikolisis
Glikolisis adalah katabolisme glukosa yang berlangsung di dalam sitosol semua sel, menjadi:
1. asam piruvat, pada suasana aerob (tersedia oksigen)
2. asam laktat, pada suasana anaerob (tidak tersedia oksigen)
Satu siklus Kreb’s akan menghasilkan energi 3P + 3P + 1P + 2P + 3P= 12P.
Kalau kita hubungkan jalur glikolisis, oksidasi piruvat dan siklus Kreb’s, akan dapat kita hitung bahwa 1 mol glukosa jika dibakar sempurna (aerob) akan menghasilkan energi dengan rincian sebagai berikut:
1. Glikolisis : 8P
2. Oksidasi piruvat (2 x 3P) : 6P
3. Siklus Kreb’s (2 x 12P) : 24P
Jumlah : 38P
Glikogenesis
Tahap pertama metabolisme karbohidrat adalah pemecahan glukosa (glikolisis) menjadi piruvat. Selanjutnya piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Akhirnya asetil KoA masuk ke dalam rangkaian siklus asam sitrat untuk dikatabolisir menjadi energi.
Glukoneogenesis
Glukoneogenesis terjadi jika sumber energi dari karbohidrat tidak tersedia lagi. Maka tubuh adalah menggunakan lemak sebagai sumber energi. Jika lemak juga tak tersedia, barulah memecah protein untuk energi yang sesungguhnya protein berperan pokok sebagai pembangun tubuh.
2.4. Peran Protein dalam Metabolisme
Protein diperlukan oleh setiap sel hidup dalam badan. Selain air, protein membentuk bahagian terbesar berat badan kita. Dalam tubuh manusia, protein membentuk otot, ligamen, tendon, organ, kelenjar, kuku, rambut dan tulang. Enzim dan hormon yang menjadi pemangkin dan mengawal selia semua proses badan adalah protein. Protein membantu untuk mengawal keseimbangan air dalam tubuh dan mengekalkan pH dalaman yang sepatutnya.
2.5. MACAM PROTEIN
· Peptide: 2 – 10 asam amino
· Polipeptide: 10 – 100 asam amino
· Protein: > 100 asam amino
· Antara asam amino saling berikatan dengan ikatan peptide
· Glikoprotein: gabungan glukose dengan protein
· Lipoprotein: gabungan lipid dan protein
2.6. PEMECAHAN PROTEIN
1. Transaminasi:
· Alanin + alfa-ketoglutarat → piruvat + glutamat
2. Diaminasi:
· Asam amino + NAD+ → asam keto + NH3.
· NH3 → merupakan racun bagi tubuh, tetapi tidak dapat dibuang oleh ginjal → harus diubah dahulu jadi urea (di hati) → agar dapat dibuang oleh ginjal
EKSKRESI NH3.
EKSKRESI NH3.
· NH3 → tidak dapat diekskresi oleh ginjal.
· NH3 harus dirubah dulu menjadi urea oleh hati.
· Jika hati ada kelainan (sakit) → proses perubahan NH3 → urea terganggu → penumpukan NH3 dalam darah → uremia.
· NH3 bersifat racun → meracuni otak → coma.
· Karena hati yang rusak → disebut Koma hepatikum
PEMECAHAN PROTEIN
· Deaminasi maupun transaminasi merupakan proses perubahan protein → zat yang dapat masuk kedalam siklus Krebs.
· Zat hasil deaminasi/transaminasi yang dapat masuk siklus Krebs adalah: alfa ketoglutarat, suksinil ko-A, fumarat, oksaloasetat, sitrat.
2.7. METABOLISME LEMAK Ada 3 fase:
1. β oksidasi
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi Oksidatif
SIKLUS KREBS
· 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 KH → kurang as. Piruvat → kurang oxaloasetat
KETOSIS
· Degradasi asam lemak → Asetil KoA terjadi di Hati, tetapi hati hanya mengunakan sedikit asetil KoA → akibatnya sisa asetil KoA berkondensasi membentuk Asam Asetoasetat.
· Asam asetoasetat merupakan senyawa labil yang mudah pecah menjadi: Asam β hidroksibutirat dan Aseton.
· Ketiga senyawa diatas (asam asetoasetat, asam β hidroksibutirat dan aseton) disebut BADAN KETON.
· Adanya badan keton dalam sirkulasi darah disebut: ketosis.
· Ketosis terjadi saat tubuh kekurangan karbohidrat dalam asupan makannya → kekurangan oksaloasetat.
· Jika Oksaloasetat menurun → maka terjadi penumpukan Asetil KoA didalam aliran darah → jadi badan keton → keadaan ini disebut KETOSIS.
· Badan keton merupakan racun bagi otak → mengakibatkan Coma, karena sering terjadi pada penderita DM → disebut Koma Diabetikum.
· Ketosis terjadi pada keadaan :
- Kelaparan
- Diabetes Melitus
- Diet tinggi lemak, rendah karbohidrat
· Lemak biologis yang terpenting: lemak netral (trigliserida), fosfolipid, steroid.
· Asam lemak :
1. Asam palmitat: CH3(CH2)14-COOH
2. Asam stearat: CH3(CH2)16-COOH
3. Asam oleat: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
· Trigliserida: ester gliserol + 3 asam lemak.
· Fosfolipid: ester gliserol + 2 asam lemak + fosfat.
· Steroid: kolesterol dan turunanya (hormon steroid, asam lemak dan vitamin)
2.8. ABSORPSI LEMAK
· Lemak diet diserap dalam bentuk: kilomikron → diabsorpsi usus halus masuk ke limfe (ductus torasikus) → masuk darah.
· Kilomikron dalam plasma disimpan dalam jaringan lemak (adiposa) dan hati.
· Proses penyimpananya: kilomikron dipecah oleh enzim lipoprotein lipase (dalam membran sel) → asam lemak dan gliserol.
· Didalam sel asam lemak disintesis kembali jadi trigliserida (simpanan lemak)
MACAM LEMAK PLASMA
· Asam lemak bebas (FFA= free fatty acid) → ada dalam plasma darah dan terikat dengan albumin.
· Kolesterol, trigliserida dan fosfolipid → dalam plasma berbentuk lipoprotein. Macam-macam lipoprotein, yaitu :
1. Kilomikro
2. VLDL: very low density lipoprotein
3. IDL: intermediate density lipoprotein
4. LDL: low density lipoprotein
5. HDL: high density lipoprotein
ASAM LEMAK BEBAS PENGGUNAAN FFA SEBAGAI ENERGI
· FFA dalam plasma dibawa ke mitokondria dengan carrier Karnitin.
· FFA dalam sel dipecah menjadi asetil koenzim-A dengan beta oksidasi.
· Asetil koenzim-A hasil beta oksidasi → masuk siklus Krebs untuk diubah menjadi H dan CO2
RANTAI RESPIRASI
· H adalah hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH.
· H dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c →sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + Energi.
· Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi.
· Rantai Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase.
Urutan carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + Energi
FOSFORILASI OKSIDATIF
FOSFORILASI OKSIDATIF
· Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb 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 (dengan menngunakan energi hasil reaksi H2 + O2 → H2O + E)
SINTESIS TRIGLISERIDA DARI KARBOHIDRAT
· Bila KH dalam asupan lebih banyak dari yang dibutuhkan → KH diubah jadi glikogen dan kelebihanya diubah jadi trigliserida → disimpan dalam jaringan adipose.
· Tempat sintesis di hati, kemudian ditransport oleh lipoprotein ke jaringan disimpan di jaringan adiposa sampai siap digunakan tubuh
SINTESIS TRIGLISERIDA DARI PROTEIN
· Banyak asam amino dapat diubah menjadi asetil koenzim-A.
· Dari asetil koenzim-A dapat diubah menjadi trigliserida.
· Jadi saat asupan protein berlebih, kelebihan asam amino disimpan dalam bentuk lemak di jaringan adipose
PENGATURAN HORMON ATAS PENGGUNAAN LEMAK
· Penggunaan lemak tubuh terjadi pada saat kita gerak badan berat.
· Gerak badan berat menyebabkan pelepasan epineprin dan nor epineprin.
· Kedua hormon diatas mengaktifkan lipase trigliserida yang sensitif hormon → pemecahan trigliserida → asam lemak.
· Asam lemak bebas (FFA) dilepas ke darah dan siap untuk dirubah jadi energi
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Dalam tubuh manusia terdapat berbagai macam reaksi kimia guna melangsungkan kehidupan, yang kita bahas adalah reaksi-reaksi yang bersifat enzimatis seperti metabolism tubuh.
Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi manusia dan bahan bakar universal. Glukosa diubah menjadi karbohidrat lain misalnya glikogen, ribose, galaktosa, bergabung dengan lipid atau dengan protein, contohnya glikoprotein dan proteoglikan. Karbohidrat yang kita peroleh dari asupan makanan yang kita konsumsi ini merupakan bahan bakar energy pada berbagai proses
protein membentuk bagian terbesar berat badan kita. protein membentuk otot, ligamen, tendon, organ, kelenjar, kuku, rambut dan tulang. Enzim dan hormon yang menjadi pemangkin dan mengawal selia semua proses badan adalah protein. Protein membantu untuk mengawal keseimbangan air dalam tubuh dan mengekalkan pH dalaman yang sepatutnya. Pada proses metabolime protein
Protein tersusun atas sejumlah asam amino yang membentuk suatu untaian
(polimer) dengan ikatan peptida. Selain itu, protein juga memiliki gugus amina (-
NH2) dan gugus karboksil (-COOH). Berdasarkan banyaknya asam amino dapat
dibedakan menjadi:
1. Peptida jika terdiri atas untaian pendek asam amino (2 - 10 asam amino).
2. Polipeptida jika terdiri atas 10 - 100 asam amino.
3. Protein jika terdiri atas untaian panjang lebih dari 100 asam amino.
Beberapa jenis protein antara lain:
1. Glikoprotein yaitu protein yang mengandung karbohidrat.
2. Lipoprotein yaitu protein yang mengandung lipid
3.2.SARAN
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
