Metabolisme : Pengertian, Fungsi, Jenis, Proses

A. PENGERTIAN METABOLISME

Salah satu ciri yang menunjukkan gejala hidup pada makhluk hidup adalah melakukan metabolisme. Semua bahan makanan seperti glukosa, asam amino, dan asam lemak dapat menjadi sumber energi (ATP). Caranya adalah dengan melakukan transformasi energi melalui proses metabolisme yang berlangsung di dalam sel tubuh. Energi antara lain berguna untuk otot, sekresi kelenjar, memelihara membrane potensial sel saraf dan sel otot, sintesis substansi sel.

Metabolisme diadopsi dari bahasa yunani μεταβολισμος atau dibaca metabolismeos atau perubahan. Metabolisme merupakan semua reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh organisme termasuk di tingkat selular untuk mempertahankan kelangsungan hidup.

Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim. Mengapa demikian? Karena enzim dibutuhkan untuk memperlancar proses metabolisme, tanpa enzim proses ini tidak akan berjalan dengan baik alias terhambat. Dengan kata lain control dari metabolisme yang terus berjalan dalam tubuh makhluk hidup bergantung pada aktivitas enzim.

Enzim merupakan senyawa protein yang berperan dalam metabolisme yaitu sebagai biokatalisator yang mampu mempercepat reaksi kimia tetapi tidak ikut bereaksi. Enzim bekerja dengan cara menurunkun energi aktivitasi. Factor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim antara lain suhu, pH, zat peghambat (Inhibitor), activator dan konsentrasi. Level enzim pada tubuh makhluk hidup tergantung kebutuhan metabolisme.

Artikel Penunjang : Enzim : Pengertian, Struktur, Fungsi, Jenis

PENGERTIAN, FUNGSI DAN JENIS METABOLISME

B. FUNGSI METABOLISME

• Metabolisme memiliki peran yang penting bagi proses yang terjadi dalam tubuh makhluk hidup, diantaranya adalah ;
• Menghasilkan, energi bagi dari proses perubahan zat-zat makanan yang ada di dalam tubuh
• Zat-zat lain yang berasal dari protein berguna untuk pertumbuhan dan respirasi jaringan tubuh.
• Mengganti jaringan yang rusak atau membentuk jaringan
• Menyusun unit pembangun menjadi protein, asam nukleat dan komponen sel lainnya

C. PROSES METABOLISME

Jika ditelaah lebih lanjut, setiap metabolisme dalam tubuh makhluk hidup memiliki prosesnya masing-masing. Disetiap pembagian metabolisme proses yang terjadi juga berbeda. Secara umum, ada 3 proses utama metabolisme yaitu metabolisme protein, lemak dan karbohidrat.

a. Metabolisme protein

Protein tersusun atas sejumlah asam amino yang membentuk suatu untaian dengan ikatan peptide. Selain itu protein juga memiliki gugus amina –NH₂ dan gugus karboksil –COOH. 

Artikel Penunjang : Protein : Pengertian, Struktur, Fungsi, Metabolisme

Berdasarkan banyaknya asam amino dapat dibedakan menjadi ;

• Petida jika terdiriatas untaian pendek asam amino 2-10.
• Polipeptida jika terdiri atas 10-100 asam amino
• Protein jika terdiri atas untaian panjang lebih dari 100 asam amino.
• Beberapa jenis protein antara lain ;
• Glikoprotein yaitu protein yang mengandung karbohidrat
• Lipoprotein yaitu protein yang mengandung lipid

Metabolism protein berproses dari usus besar dalam bentuk proteosa, pepton dan polipeptida. Dalam usus, sebagian besar protein yang telah pecah bercampur dengan enzim pancreas. Enzim tersebut memecah molekul protein menjadi polipeptida kecil. Kemudian peptidase melepas asam amino yang kemudian diserap oleh dinding usus dan diedarkan dalam darah. Dalam proses ini, hati memiliki peran sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah. Asam amino mengganti jaringan yang rusak. Jika diperlukan dapat diubah menjadi sumber energi.

b. Metabolisme lemak

Unsur lemak dalam makanan yang memiliki peranan penting dalam proses fisiologis adalah trigliserida, posfolipid dan kolesterol. Trigliserida tersusun atas asam lemak dan gliserol sedangkan kolesterol kebanyakan berasal dari koleterol hewan sedangkan kolesterol dari tumbuhan susah diserap usus. Kolesterol makanan dalam wujud sebagai kolesterol ester.

Artikel Penunjang : Lemak : Pengertian, Struktur, Fungsi, Metabolisme

Asam lemak setelah diserap oleh sel mukosa usus halus dengan cara difusi kemudian di dalam sel, mukosa asam lemak dan gliserol mengalami resintesis menjadi trigliserida. Kolesterol juga mengalami reesterifikasi menjadi ester kolesterol. Trigliserida dan ester kolesterol bersatu diselubungi oleh protein menjadi kilomikron. Protein penyusun selubung kilomikron disebut apoprotein. Selubung protein berfungsi mencegah menyatunya antar molekul lemak dan membentuk bulatan besat yang dapat mengganggu sirkulasi darah.

Kilomikron keluar dari sel mukosa usus secara eksotisosis kemudian diangkut lewat sistem limfatik dan selanjutnya masuk ke dalam sirkulasi darah. Kadar kilomikron meningkat 2-4 jam setelah makan. Kilomikron dalam darah dihidrolisis oleh enzim lipase endotel menjadi asam lemak dan gliserol. FFA atau asam lemak dibebaskan dari kilomikron dan selanjutnya disimpan dalam jaringan lemak atau jaringan  perifer. Kilomikron yang telah kehilangan asam lemak dengan demikian banyak mengandung kolesterol dan tetap berada di dalam sirkulasi disebut chylomicron remnant dan akhirnya menuju ke hati yang selanjutnya didegradasi di dalam lisosom. Sedangkan gliserol langsung diabsorpsi ke pembuluh darah porta hepatica.

FFA digunakan sebagai sumber energi atau disimpan dalam bentuk lemak netral atau trigliserida. Hati memanfaatkan asam lemak sebagai cadangan energi, pembentukan kolesterol, dan menyimpan trigliserida sebagai lemak jaringan atau dapat juga diubah menjadi protein atau asam amino.

c. Metabolisme karbohidrat

Karbohidrat tersusun atas untaian atau rangkaian molekul glukosa. Karbohidrat merupakansumber utama energi dan panas tubuh. Karbohidrat sebagian besarnya berbentuk glukosa mendominasi sekitar 80 persen dari 100 persen dalam tubuh. Yang lainnya berbentuk fruktosa dan galaktosa, tetapi kedua bentuk ini pun akan segera diubah ke dalam bentuk glukosa setelah diserap. Hanya sedikit yang tetap dalam bentuk ini.

Artikel Penunjang : Karbohidrat : Pengertian, Struktur, Fungsi, Metabolisme

Glukosa dalam darah masuk lewat vena porta hepatica kemudian masuk ke sel hati, lalu diubah menjadi glikogen. Sebaliknya jika tubuh kekurangan glukosa, maka glikogen segera diubah segera menjadi glukosa kembali. Hal ini dapat terjadi karena hati memiliki dua enzim yang berperan merangsang proses glikogenolisis dan glukoneogenesis. Insulin berperan besar dalam meningkatkan sintesis glikogen. Makanan yang kaya akan KH akan merangsang sekresi insunlin dan mencegah sekresi glucagon. Insulin berfungsi untuk mempermudah dan mempercepat masuknya glukosa ke dalam sel dengan meningkatkan afinitas molekul karier glukosa. Glukosa setelah berada di dalam sel oleh insulin akan disimpan atau disintesis menjadi glikogen baik di hati, otot atau jaringan lainnya.

Kadar glukosa darah disamping memacu pembebasan insulin oleh pancreas juga mempengaruhi glukostat yang terdapat pada basal hipotalamus yang merupakan pusat kenyang atau satiety center. Pusat inimenghambat hipotalamus lateral yang merupakan pusat makan. Pada kondisi kadar glukosa darah rendah, pusat kenyang tidak lagi menghambat pusat makan sehingga mamacu pusat tersebut dan timbul keinginan untuk makan. Setelah makan, glukosa meningkat dan kembali normal seperti semula. Organ yang ikut ambil andil dalam proses metabolisme karbohidrat yaitu hati, pancreas, medulla adrenal, dan kelenjar tiroid.

D. MACAM – MACAM JENIS METABOLISME

Metabolisme secara umum terbagi atas 2 yaitu katabolisme dan anabolisme  yang pastinya memiliki tugas atau perannya masing-masing. Untuk lebih jelasnya, perhatikan poin berikut ;

1. Katabolisme

Katabolisme merupakan reaksi penguraian senyawa yang kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim. Contohnya yaitu respirasi yang merupakan proses penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi. Berdasarkan kebutuhan akan O₂, terdapat respirasi aerobik (C₆H₁₂O₆+ 6O₂ à 6H₂O + 6CO₂ + 675 kkal) dan anaerobik (C₆H₁₂O₆à 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 21 kkal). Berikut gambar proses respirasi aerobic:

KATABOLISME

Katabolisme karbohidrat contohnya seperti respirasi dengan glukosa sebagai bahan baku yang diuraikan menjadi CO₂ dan H₂O serta menghasilkan energi.

Dalam respirasi aerobik terjadi beberapa proses yaitu glikolisis (penguraian satu molekul glukosa menjadi asam purivat, NADH dan ATP), siklus krebs (perubahan asetil KoA menjadi asam sitrat), Transportasi electron (elektron dan H⁺ dari NADH dan FADH₂ dibawa dari substrat satu ke substrat yang lain).

Respirasi anaerobik adalah reaksi karbohidrat untuk mendapatkan energi tanpa menggunakan O₂. Reaksi ini terjasi pada jaringan yang kekurangan O_2, akar tumbuhan yang terendam air, biji tebal yang sulit ditembus O₂, sel ragi dan bakteri anaerobik. Fermentasi juga termasuk dalam respirasi anaerobik. Sering kali diistilahkan proses penguraian zat oleh mikroorganisme pengurai menggunakan enzim-enzim yang ada di dalam sel.

Fermentasi sebagai perubahan enzimatik dari substansi organik oleh mikroorganismee untuk menghasilkan produk-produk organik yang lebih sederhana.

Katabolisme lemak memiliki reaksi sederhana yaitu Trigliserida + 3H₂O ---à gliserol + 3 asam lemak

Juga katabolisme protein yang mengurai protein menjadi asam amino. Asam amino diubah menjadi asam piruvat dan asetil KoA. Gugus amino yang dilepas dari asam amino dibawa ke hati untuk diubah menjadi amonia (NH3) dan dibuang lewat urin.

2. Anabolisme

Anabolisme merupakan reaksi penyususnan zat yang berlangsung di dalam sel. Anabolisme memiliki beberapa jenis yaitu :

Anabolisme karbohidrat yang termasuk proses fotosintesis, siklus Calvin (proses penggunaan ATP dan NADPH untuk mengubah CO₂ menjadi gula), kemosintesis (penyusunan bahan organic dengan menggunakan energi dari pemecahan senyawa kimia.

ANABOLISME (FOTOSINTESIS)

ANABOLISME (SIKLUS CALVIN)

Anabolisme lemak yang juga disebut lipogenesis yang terjadi di dalam sitoplasma yang memiliki enzim kompleks yaitu asam lemak sitetase. Lemak dapat disintesis dari protein dan karbohidrat. Sintesis lemak biasanya berlangsung di rektikulum endoplasma.

Anabolisme protein yang tersusun atas senyawa asam amino. Penyusun gugus amino –NH₂ pada suatu substrat disebut aminasi. Ada dua cara sintesi protein yaitu, reaksi animasi reduksi dan reaksi transaminasi.

Reaksi aminasi reduksi, diantaranya:

• aminasi dari asam oksaloasetat akan menghasilkan asam aspartat
• aminasi dari asam piruvat akan menghasilkan alanin.

Reaksi transaminasi, diantaranya :

• Reaksi yang melibatkan satu gugus amino dari satu asam amino ke suatu asam α-ketoglutamat dan asam amino baru