METABOLISME
Metabolisme adalah suatu proses
kimiawi yang terjadi di dalam tubuh semuamakhluk
hidup, proses ini merupakan pertukaran zat ataupun suatu organism dengan
lingkungannya. Metabolisme berasal dari bahasa Yunani, yaitu “metabole” yang
berarti perubahan, dapat kita katakana bahwa makhluk hidup mendapat, mengolah
dan mengubah suatu zat melalui proses kimiawi untuk mempertahankan hidupnya.
Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi
menjadi 2, yaitu:
1. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis,
yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi.
Contoh : fotosintesis (asimilasi C)
energi cahaya
6 CO2 + 6 H2O ———————————> C6H1206 + 6 02
klorofil glukosa
(energi kimia)
Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebutreaksi endoterm.
yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi.
Contoh : fotosintesis (asimilasi C)
energi cahaya
6 CO2 + 6 H2O ———————————> C6H1206 + 6 02
klorofil glukosa
(energi kimia)
Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebutreaksi endoterm.
2. Katabolisme (Dissimilasi),
yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
Contoh:
enzim
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
energi kimia
yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
Contoh:
enzim
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
energi kimia
Saat molekul terurai menjadi molekul yang
lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada
suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.
PROSES METABOLISME
Didalam tubuh terjadi 3 proses
metabolism utama yaitu :
1.Metabolisme Karbohidrat
Metabolisme merupakan proses yang
berlangsung dalam organisme,baik secara mekanis maupun kimiawi.Metabolisme itu
sendiri terdiri dari 2 proses yaitu anabolisme(pembentukan molekul) dan Katabolisme(Penguraianmolekul).Pada
proses pencernaan makanan,karbohidrat mengalami proses hidrolisis(penguraian
dengan menggunakan molekul air).Proses pencernaan karbohidrat terjadi dengan
menguraikan polisakarida menjadi monosakarida.
Ketika makanan dikunyah,makanan
akan bercampur dengan air liur yang mengandung enzim ptialin (suatu α
amilase yang disekresikan oleh kelenjar parotis di dalam mulut).Enzim ini
menghidrolisis pati(salah satu polisakarida) menjadi maltosa dan gugus glukosa
kecil yang terdiri dari tiga sampai sembilan molekul glukosa.makanan berada di
mulut hanya dalam waktu yang singkat dan mungkin tidak lebih dari 3-5% dari
pati yang telah dihidrolisis pada saat makanan ditelan.
Sekalipun makanan tidak berada
cukup lama dlaam mulut untuk dipecah oleh ptialin menjadi maltosa,tetapi kerja
ptialin dapat berlangsung terus menerus selama satu jam setalah makanan
memasuki lambung,yaitu sampai isi lambung bercampur dengan zat yang
disekresikan oleh lambung.Selanjutnya aktivitas ptialin dari air liur dihambat
oelh zat asam yang disekresikan oleh lambung.Hal ini dikarenakan ptialin
merupakan enzim amilase yang tidak aktif saat PH medium turun di bawah 4,0.
Setelah makan dikosongkan dari
lambung dan masuk ke duodenum (usus dua belas jari),makanan kemudian bercampur
dengan getah pankreas.Pati yang belum di pecah akan dicerna oleh amilase yang
diperoleh dari sekresi pankreas.Sekresi pankreas ini mengandung α amilase yang
fungsinya sama dengan α-amilase pada air liur,yaitu memcah pati menjadi maltosa
dan polimer glukosa kecil lainnya.Namun,pati pada umumnya hampir sepenuhnya di
ubah menjadi maltosa dan polimer glukosa kecil lainnya sebelum melewati lambung.
Hasil akhir dari proses
pencernaan adalah glukosa,fruktosa,glaktosa,manosa dan monosakarida
lainnya.Senyawa-senyawa tersebut kemudian diabsorpsi melalui dinding usus dan
dibawa ke hati oleh darah.
·
Glukosa
sebagai salah satu hasil dari pemecahan pati akan mengalami dau proses di dalam
hati,yaitu:
·
Pertama,Glukosa
akan beredar bersama aliran darah untuk memenuhi kebutuhan energi sel-sel tubuh
·
Kedua,jika
di dalam hati terdapat kelebihan glukosa (gula darah),glukosa akan di ubah
menjadi glikogen(gula otot) dengan bantuan hormon insulin dan secara otomatis
akan menjaga keseimbangan gula darah.Glikogen di simpan di dalam hati,jika
sewaktu-waktu dibutuhkan,glikogen di ubah kembali menjadi glukosa dengan
bantuan hormon adrenaline.
2. Metabolisme Protein
Protein dalam makanan hampir
sebagian besar berasal dari daging dan sayur-sayuran.Protein dicerna di lambung
oleh enzim pepsin,yang aktif pada pH 2-3 (suasana asam).
Pepsin mampu mencerna semua jenis
protein yang berada dalam makanan.Salah satu hal terpenting dari penceranaan
yang dilakukan pepsin adalah kemampuannya untuk mencerna kolagen.Kolagen merupakan
bahan daasar utama jaringan ikat pada kulit dan tulang rawan.
Pepsin memulai proses pencernaan
Protein.Proses pencernaan yang dilakukan pepsin meliputi 10-30% dari pencernaan
protein total.Pemecahan protein ini merupakan proses hidrolisis yang terjadi
pada rantai polipeptida.
Sebagian besar proses pencernaan
protein terjadi di usus.Ketika protein meninggalkan lambung,biasanya protein
dalam bentuk proteosa,pepton,dan polipeptida besar.Setelah memasuki
usus,produk-produk yang telah di pecah sebagian besar akan bercampur dengan
enzim pankreas di bawah pengaruh enzim proteolitik,seperti
tripsin,kimotripsin,dan peptidase.Baik tripsin maupun kimotripsin memecah
molekul protein menjadi polipeptida kecil.Peptidase kemudian akan melepaskan
asam-asam amino.
Asam amino yang terdapat dalam
darah berasal dari tiga sumber,yaitu penyerapan melalui dinding usus,hasil
penguraian protein dalam sel,dan hasil sintesis asam amino dalam sel.asam amino
yang disintesis dalam sel maupun yang dihasilkan dari proses penguraian protein
dalam hati dibawa oleh darah untuk digunakan di dalam jaringan.dala hal ini
hati berfungsi sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah.
Kelebihan protein tidak disimpan
dalam tubuh,melainkan akan dirombak di dalam hati menjadi senyawa yang
mengandung unsur N,seperti
NH3 (amonia) dan NH4OH (amonium hidroksida),serta
senyawa yyang tidak mengandung unsur N.Senyawa yang mengandung unsur N akan
disintesis menjadi urea.Pembentukan urea berlangsung di dalam hati karena hanya
sel-sel hati yang dapat menghasilkan enzim arginase.Urea yang
dihasilkan tidak dibutuhkan oleh tubuh,sehingga diangkut bersama zat-zat
lainnya menuju ginjal laul dikeluarkan melalui urin.sebaliknya,senyawa yang
tidak mengandung unsur N akan disintesis kembali mejadi bahan baku karbohidrat
dan lemak,sehingga dapat di oksidasi di dalam tubuh untuk menghasilkan energi.
3.Metabolisme Lemak
Pencernaan lemak tidak terjadi di mulut dan lambung karena di tempat tersebut tidak terdapat enzim lipase yang dapat menghidrolisis atau memecah lemak.Pencernaan lemak terjadi di dalam usus,karena usus mengandung lipase.
Lemak keluar daari lambung masuk
ke dalam usus sehingga merangsang hormon kolesistokinin.Hormon kolesistokinin
menyebabkan kantung empedu berkontraksi sehingga mengeluarkan cairan empedu ke
dalam duodenum(usus dua belaas jari).Empedu mengandung garam empedu yang
memegang peranan penting dalam mengemulsikan lemak.Emulsi Lemak merupakan
pemecahan lemak yang berukuran besar menjadai butiran lemak yang berukuran
lebih kecil.ukuran lemak yang lebih kecil (trigliserida) yang teremulsi akan
memudahkan hidrolisis lemak oleh lipase yang dihasilkan dari penkreas.Lipase
pankreas akan menghidrolisis lemak teremulsi menjadi campuran asam lemak dan
monoligserida (gliserida tunggal).Pengeluaran cairan penkreas dirancang oleh
hormon sekretin yang berperan dalam meningkatkan jumlah elektrolit (senyawa
penghantar listrik) dan cairan pankreas,serta pankreoenzim yang berperan untuk
merangsang pengeluaran enzim-enzim dalam cairan pankreas.
Absorpsi hasil pencernaan lemak
sebagian besar (70%) terjadi di usus halus.Pada waktu asam lemak dan
monogliserida di absorpsi melalui sel-sel mukosa pada dinding usus,keduanya di
ubah kembali menjadi lemak (trigliserida dengan bentuk partikel-partikel
kecil(jaringan lemak.Saar dibutuhkam,timbunan lemak tersenit akan diangkut
menuju hati.
A. Enzim
Reaksi metabolisme merupakan
reaksi enzimatis yang melibatkan enzim. Sifat-sifatnya sbb:
1.
merupakan
protein.
2.
biokatalisator
(katalisator hidup yang mempercepat reaksi kimia tetapi tidak berubah setelah
selesai reaksi.
3.
mempercepat
reaksi kimia dengan jalan menurunkan energi aktivasi.
4.
tidak
mengubah keseimbangan reaksi.
5.
bekerja
sangat spesifik, yaitu satu substrat, satu enzim.
6.
memiliki
sisi aktif atau sisi katalistik, yaitu bagian enzim tempat substrat
berkombionasi.
7.
substrat
“asing” berfungsi menghambat reaksi disebut inhibitor dan yang berfungsi
mempercepat reaksi disebut aktivator.
Faktor-faktor yang mempengaruhi
kerja enzim:
1.
konsentrasi
substrat,
2.
konsentrasi
enzim,
3.
temperatur,
4.
prubahan
pH.
B. Respirasi Aerob dan Anaerob
Respirasi merupakan oksidasi
senyawa organik secara terkendali untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan
dan perkembangan makhluk hidup.
1. Respirasi aerob, yaitu
respirasi yang membutuhkan oksigen bebas.
2. Respirasi anaerob, yaitu
respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas.
Respirasi sel secara aerob
berlangsung melalui empat tahap, yaitu:
1. Glikolisis
·
berlangsung
di sitoplasma,
·
berlangsung
secara anaerob,
·
mengubah
satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat,
·
dihasilkan
energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk setiap molekul glukosa.
2. Dekarboksilasi Oksidatif Asam
Piruvat
·
berlangsung
pada matriks mitokondria,
·
mengubah
asam piruvat menjadi Asetil Koenzim A,
·
dihasilkan
1 NADH dan CO2 untuk setiap pengubahan molekul asam piruvat menjadi Asetil
Koenzim A.
3. Siklus Kreb’s
·
berlangsung
pada matriks mitokondria,
·
mengubah
Asetil Koenzim A menjadi CO2,
·
untuk
tiap molekul senyawa Asetil Koenzim A dihasilkan 1 ATP, 1 FADH, dan 3 NADH.
4. Rantai Transpor Elektron
·
NADH dan
FADH merupakan senyawa pereduksi yang menghasilkan ion hidrogen,
·
melalui
rantai respirasi, hidrogen dari NADH dan FADH yang dihasilkan pada proses
glikolisis. Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat dan siklus kreb’s dilepaskan
ke oksigen (sebagai senyawa penerima hidrogen terakhir), untuk membentuk H20
dengan melepaskan energi secara bertahap,
·
satu
molekul NADH akan menghasilkan 3 ATP, sedangkan satu molekul FADH akan
menghasilkan 2 ATP.
Pada respirasi anaerob jalur
yang ditempuh meliputi:
1.
glikolisis
2.
pembentukkan
alhokol (fermentasi alkohol) atau pembentukkan asam laktat (fermentasi asam
laktat). Contoh organisme yang melakukan fermentasi alkohol adalah ragi. Reaksi
fermentasi adalah:
·
C6H12O6
(glukosa) → 2 CH3-CH2-OH (etanol) + 2 CO2 +
E
·
contoh
organisme yang melakukan fermentasi asam susu adalah bakteri asam susu yang
menyebabkan asamnya susu.
C. Fotosintesis
Fotosintesis adalah proses
pembentukkan bahan organik dari bahan organik dengan bantuan cahaya dan
kloroplas. Proses fotosintesis terjadi pada kloroplas dengan dua tahap reaksi,
yaitu:
1. Reaksi Terang
·
terjadi
pada tilakoid (grana) kloroplas,
·
terjadi
proses fotolisis air sehingga dihasilkan oksigen. Jadi, oksigen dihasilkan dari
H2O,
·
reaksi
tergantung pada cahaya untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia berupa
ATP dan NADPH.
2. Reaksi Gelap
·
terjadi
pada stroma kloroplas,
·
reaksi
yang dapat (bukan harus) berlangsung dalam gelap karena enzim-enzim untuk
fiksasi CO2 pada stroma kloroplas tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan ATP
dan NADPH yang dihasilkan dari reaksi terang,
·
menggunakan
daur Calvin (daur reduksi karbon, daur C-3) yang terdiri atas tiga bagian
utama, yaitu:
1.
karboksilasi
adalah penambahan CO2 ke RuBp (Ribulosa Bi Pospat) membentuk dua molekul APG
(Asam Pospo Gliserat) dengan bantuan enzim karboksilase,
2.
reduksi
adalah perubahan gugus karboksil dalam APG menjadi gugus aldehid dalam PGAL
(Pospo Gliserat Aldehid),
3.
regenerasi
adalah pembentukkan kembali RuBp yang diperlukan untuk bereaksi dengan CO2 yang
berdifusi ke dalam daun melalui stomata.
D. Kemosintesis
Kemosintesis adalah asimilasi
karbon yang energinya berasal dari reaksi-reaksi kimia dan tidak diperlukan klorofil.
Umumnya dilakukan oleh mikroorganisme, misalnya bakteri. Organismenya disebut kemoautotrof.
Bakteri kemoautotrof ini akan mengoksidasi senyawa-senyawa tertentu dan energi
yang timbul digunakan untuk asimilasi karbon.
·
contoh
bakteri nitrit: Nitrosomonas, Nitrosococcus
·
contoh
bakteri nitrat: Nitrobacter
·
contoh
bakteri belerang: Thiobacillus, Begiatoa
E. Percobaan Tentang Fotosintesa
dan Respirasi
1. Ingenhouz
·
tujuan:
membuktikan pada fotosintesis dilepaskan oksigen,
·
obyek:
tanaman air Hydrilla verticillata,
·
hasil:
tanaman air yang ditutup dengan corong terbalik dan ditempatkan di bawah sinar
matahari maka timbullah gelembung-gelembung gas (oksigen).
2. Engelmann
·
tujuan:
membuktikan pada fotosintesis mutlak diperlukan klorofil,
·
obyek:
ganggang Spyrogira dan bakteri oksigen,
·
hasil:
hanya kloroplas yang terkena sinar yang melepaskan oksigen, hal ini terbukti
dengan berkerumunnya bakteri oksigen di sekitar tempat yang terkena sinar.
3. Sachs
·
tujuan:
membuktikan bahwa pada fotosintesis dihasilkan amilum,
·
obyek:
daun yang sebagian ditutup dan reagent Yodium,
·
hasil:
daun yang menjadi obyek dimasukkan ke air panas kemudian ke alkohol dan
kemudian ke reagent Yodium. Hasilnya adalah daun yang tidak ditutup berwarna
hitam dan yang ditutup tidak berwarna.
4. Percobaan Respirasi pada
Hewan
·
tujuan:
mempelajari respirasi pada hewan, melihatfaktor-faktor yang mempengaruhi jumlah
kebutuhan oksigen pada hewan saat bernafas.
0 komentar:
Posting Komentar