PENGANTAR METABOLISME (Introduction of Metabolism)

Dr. Suparyanto, M.Kes

APA ITU METABOLISME

• Metabolisme = perubahan
• Metabolisme: semua proses perubahan kimia dan tenaga (energi) yang terjadi didalam tubuh
• 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.

MACAM METABOLISME

Metabolisme dibedakan 2 macam:

1. Katabolisme : proses penguraian/ pemecahan makanan menjadi energi, yang terjadi pada proses respirasi sel.
2. Anabolisme : proses pembentukan (sintesa) zat organik komplek yang berasal dari zat yang lebih sederhana

CONTOH KATABOLISME

• Glikogenolisis : proses pemecahan glikogen menjadi glukose
• Glikogen merupakan simpanan karbohidrat (sumber energi), disimpan di semua sel, terbanyak di hati dan otot
• Pada saat kurang makan dipecah jadi energi
• Glikolisis : proses pemecahan glukose menjadi asam piruvat
• Glikolisis terjadi dlm sitoplasma
• Glikolisis merupakan metabolisme antara pembentukan energi

CONTOH ANABOLISME

• Glikogenesis : proses pembentukan glikogen dari glukose
• Glikogenesis terjadi pada saat kita kelebihan makanan
• Glikoneogenesis : proses pembentukan glukose dari protein atau lemak
• Glikoneogenesis terjadi pada saat kita kekurangan karbohidrat (sumber energi)

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.
• Jika sel memerlukan energi, maka energi diambil dari ATP dengan cara melepas satu gugus fosfat menjadi ADP ( Adenosin Di Phosfat ) dengan melepas 8.000 kalori.

PENGGUNAAN ATP

• ATP → ADP + PO4 + 8.000 kalori
• ADP masih dapat melepas satu gugus Fosfat lagi
• ADP → AMP + PO4 + 8.000 kalori
• AMP (Adenosin Mono Phospat ) sudah tidak dapat mengeluarkan energi lagi.
• Untuk itu AMP harus diisi lagi dengan energi baru yang berasal dari metabolisme makanan menjadi ATP.
• AMP → ADP → ATP

• ATP (hasil metabolisme makanan) didalam otot diikat oleh kreatin (rangkaian asam amino metionin, glisin dan arginin) menjadi simpanan energi yang disebut fosforil kreatin
• Kreatin + ATP → Fosforil kreatin + ADP
• Jika otot perlu energi untuk gerak maka fosforil kreatin dipecah → Kreatin + ATP.
• ATP inilah yang digunakan untuk gerak

METABOLISME KARBOHIDRAT

Terdiri 3 fase:

1. Glikolisis
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi Oksidatif

METABOLISME LEMAK

Terdiri 3 fase:

1. β oksidasi
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi Oksidatif

METABOLISME PROTEIN

Terdiri 3 fase

1. Deaminasi
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi oksidatif

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

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

TAHAP PERTAMA 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

RANTAI RESPIRASI

• 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

FOSFORILASI OKSIDATIF

• 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

REFERENSI

1. Harper, Rodwell, Mayes, 1977, Review of Physiological Chemistry
2. Colby, 1992, Ringkasan Biokimia Harper, Alih Bahasa: Adji Dharma, Jakarta, EGC
3. Wirahadikusumah, 1985, Metabolisme Energi, Karbohidrat dan Lipid, Bandung, ITB
4. Harjasasmita, 1996, Ikhtisar Biokimia dasar B, Jakarta, FKUI
5. Toha, 2001, Biokimia, Metabolisme Biomolekul, Bandung, Alfabeta
6. Poedjiadi, Supriyanti, 2007, Dasr-dasar Biokimia, Bandung, UI Press