Sistem Metabolisme

PROSES METABOLISME

Pada tubuh manusia terjadi metabolisme yang mengkoordinasi kerja tubuh. Kata metabolisme berasal dari bahasa Yunani “metabolismos”, yang artinya perubahan. Metabolisme adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat selular. Proses metabolisme selain menghasilkan zat yang berguna bagi tubuh tetapi juga menghasilkan zat-zat sisa yang tidak berguna bagi tubuh. Zat-zat sisa yang berguna bagi tubuh dapat bermanfaat bagi tubuh kita dalam kelangsungan hidup. Hasil –hasil metabolisme yang berupa zat-zat sisa yang tidak dimanfaatkan lagi oleh tubuh berupa racun. Zat-zat sisa tersebut perlu dikeluarkan dari tubuh melalui organ-organ tubuh tertentu.

Proses metabolisme dibagi menjadi dua, yaitu anabolic dan catabolic. Anabolisme adalah reaksi untuk merangkai senyawa organic dari molekul molekul tertentu agar dapat diserap oleh tubuh. Anabolisme memerlukan energi dalam bentuk ATP dan dapat digunakan untuk membentuk materi struktural atau penyimpanan nutrien yang berlebihan. Sedangkan katabolisme adalah penguraian suatu zat menjadi partikel yang lebih kecil untuk dijadikan energi. Proses katabolisme dan anabolisme umumnya terjadi secara seimbang.

loading...

Proses metabolisme dalam tubuh secara umum dapat dimulai dari tubuh merubah kalori menjadi energi untuk memenuhi kebutuhan setiap sel (Nutrion Sel/NS). Kalori digunakan sebagai bahan bakar untuk setiap fungsi tubuh. Tubuh memperbaharui persediaan energi sel setiap hari melalui makanan. Secara umum, proses metabolisme efisien merubah makanan menjadi energi hanya sekitar 85%. Tubuh dapat menyimpan kalori ekstra dalam sel lemak putih sebagai lemak tubuh atau membakar kalori dalam sel lemak baik (Brown Adipose Tissue/ B.A.T). Salah satu contoh proses metabolisme zat gizi di dalam tubuh ialah proses metabolisme karbohidrat. Karbohidrat disimpan di dalam tubuh dalam dua bentuk, yaitu dalam otot dan hati berupa glikogen dan dalam darah berupa glukosa. Untuk menjadi dua bentukan seperti itu, karbohidrat melalui serangkaian proses metabolisme dalam tubuh. Metabolisme tubuh yang baik, artinya terjadi proses pembentukan dan pengeluaran zat-zat dalam tubuh secara teratur. Jika metabolisme tubuh bekerja dengan baik, maka akan terjadi peningkatan proses pembakaran timbunan lemak sehingga bisa menurunkan berat badan dengan efektif.

Proses metabolisme memerlukan makanan. Tubuh memerlukan makanan untuk mengoperasikan organ tubuh, menjaga agar temperatur tubuh tetap konstan dengan menggunakan kalor yang dihasilkan dari fungsi organ, untuk melakukan kerja, serta membangun suplai energi untuk kebutuhan. 5-10% energi dari makanan dikeluarkan melalui feses dan urin.

Proses mettabolisme dalam tubuh menggunakan fungsi beberapa organ dalam tubuh. pertama, hati digunakan untuk menyimpan glukosa sebagai glikogen dan untuk interkonversi glikogen. Kedua, jaringan adiposa digunakan sebagai tempat penyimpanan energi primer. Ketiga, otot skelet digunakan sebagai tempat penyimpanan asam amino primer dan pemakai energi terbesar. Keempat, otak memerlukan glukosa, tetapi tidak mempunyai tempat penyimpanan glikogen. Kelima, pankreas memperoduksi sekresi exokrin dan endokrin. 

JENIS METABOLISME DALAM TUBUH

Metabolisme Karbohidrat

Karbohidrat merupakan hasil sintesis CO₂ dan H₂O dengan bantuan sinar matahari dan zat hijau daun (klorofil) melalui fotosintesis. Zat makanan ini merupakan sumber energi bagi organisme heterotrof (makhluk hidup yang memperoleh energi dari sumber senyawa organik di lingkungannya). Karbohidrat merupakan unsur senyawa organik yang disintesis dari senyawa anorganik yang mengandung unsur-unsur Karbon (C), Hidrogen (H), dan Oksigen (O).

Karbohidrat dibagi menjadi tiga, yaitu monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Monosakarida adalah karbohidrat yang terdiri dari satu gugus gula. Monosakarida ini memiliki rasa manis dan sifatnya mudah larut dalam air. Contoh dari monosakarida adalah heksosa, glukosa, fruktosa, galaktosa, monosa, ribosa (penyusun RNA), dan deoksiribosa (penyusun DNA). Disakarida adalah karbohidrat yang terdiri dari dua gugus gula. Sama seperti monosakarrida, disakarida juga memiliki rasa manis, dan sifatnya mudah larut dalam air. Contoh dari disakarida adalah laktosa (gabungan antara glukosa dan galaktosa), sukrosa (gabungan antara glukosa dan fruktosa), dan maltosa (gabungan antara dua glukosa). Polisakarida adalah karbohidrat yang terdiri dari banyak gugus gula dan rata-rata terdiri dari lebih 10 gugus gula. Pada umumnya polisakarida tidak berasa atau pahit dan sifatnya sukar larut dalam air. Contohnya dari polisakarida adalah amilum yang terdiri dari 60-300 gugus gula berupa glukosa, glikogen atau gula otot yang tersusun dari 12-16 gugus gula, dan selulosa, pektin, lignin, serta kitin yang tersusun dari ratusan bahkan ribuan gugus gula dengan tambahan senyawa lainnya.

Karbohidrat memiliki beberapa fungsi, yaitu sebagai sumber energi utama; berperan penting dalam proses metanolisme, menjaga keseimbangan asam dan basa dalam tubuh, dan pembentuk struktur sel, jaringan, serta organ tubuh; membantu proses pencernaan makanan dalam prose pencernaan; membantu penyerapan kalsium; merupakan pembentuk senyawa lainnya, misalnya sebagai asam lemak sebagai penyusun lemak dan asam amino sebagai penyusun protein; sebagai komponen penyusun gen dalam inti sel yang amat penting dalam pewarisan sifat; dan merupakan senyawa yang membantu proses berlangsungnya buang air besar.

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 tidak lebih dari 3-5% dari pati yang telah dihidrolisis pada saat makanan ditelan. Sekalipun makanan tidak berada cukup lama didalam 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 memecah 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.

Metabolisme Protein

Protein merupakan senyawa organik yang cukup kompleks dengan bibit molekul yang cukup tinggi. Protein merupakan polimer dari sejumlah monomer asam amino yang dilekatkan oleh ikatan bernama peptide. Jika diurai, protein terdiri atas karbon, oksigen, nitrogen, hydrogen dan sebagian mengandung fosfor dan juga sulfur. Protein meupakan salah satu senyawa yang sangat penting bagi manusia. Protein memiliki peranan yang signifikan terhadap tumbuh kembang serta pemeliharaan keseimbangan tubuh. Untuk menjalankan fungsi tesebut, tubuh akan menjalankan serangkaian proses untuk memaksimalkan penyerapan.

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 dasar 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. Dalam 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 yang 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 lalu dikeluarkan melalui urin. Sebaliknya, senyawa yang tidak mengandung unsur N akan disintesis kembali mejadi bahan baku karbohidrat dan lemak, sehingga dapat dioksidasi didalam tubuh untuk menghasilkan energi.

Metabolisme Lemak

Lemak (Lipid) adalah zat organik hidrofobik yang bersifat sukar larut dalam air. Namun lemak dapat larut dalam pelarut organik, seperti kloroform, eter, dan benzen. Unsur penyusun lemak antara lain adalah Karbon(C), Hidrogenn (H), Oksigen (O) dan kadang-kadang Fosforus (P) serta Nitrogen (N).
Molekul  lemak terdiri dari empat bagian, yaitu satu molekul gliserol dan tiga molekul asam lemak. Asam lemak terdiri dari rantai Hidrokarbon (CH) dan gugus Karboksil (-COOH). Molekul gliserol memiliki tiga gugus Hidroksil (-OH) dan tiap gugus hidroksil berinteraksi dengan gugus karboksil asam lemak.

Berdasarkan komposisi kimianya, lemak dibagi menjadi tiga, yaitu: 1) lemak sederhana tersusun oleh trigliserida yang terdiri dari satu gliserol dan tiga asam lemak. Contoh senyawa lemak sederhana adalah lilin (wax) malam atau plastisin (lemak sederhana yang padat pada suhu kamar), dan minyak (lemak sederhana yang cair pada suhu kamar); 2) lemak campuran merupakan gabungan antara lemak dengan senyawa bukan lemak. Contoh lemak campuran adalah lipoprotein (gabungan antara lipid dan dengan protein), fosfolipid (gabungan antara lipid dan fosfat), serta fosfatidilkolin (yang merupakan gabungan antara lipid, fosfat, dan kolin); dan 3) derivat lemak merupakan senyawa yang dihasilkan dari proses hidrolisis lipid, misalnya kolesterol dan asam lemak.

Berdasarkan ikatan kimianya asam lemak dibedakan menjadi 2, yaitu: 1) asam lemak jenuh bersifat non-esensial karena dapat disintesis oleh tubuh dan pada umumnya berwujud padat pada suhu kamar. Asam lemak jenuh berasal dari lemak hewani, misalnya mentega; dan 2) a sam lemak tidak jenuh, bersifat esensial karena tidak dapat disintesis oleh tubuh dan umunya berwujud cair pada suhu kamar. Asam lemak tidak jenuh berasal dari lemak nabati, misalnyya minyak goreng. Berdasarkan asalnya, sumber lemak dibedakan menjadi dua, yaitu lemak nabati dan lemak hewani. Lemak yang berasal daari tumbuhan (disebut lemak nabati), misalnya kelapa, kemiri, zaitun, kacang tanah, mentega, dan kedelai. Lemak yang berasal dari hewan (disebut lemak hewani), misalnya daging, keju, susu, ikan segar, dan telur.

Banyaknya lemak yang dibutuhkan oleh tubuh manusia umumnya berbeda-beda tetapi umumnya berkisar antara 0,5-1 gram lemak per 1kg berat badan per hari. Orang yang tinggal di daerah bersuhu dingin dan orang yang bekerja berat membutuhkan lemak lebih banyak. Di dalam tubuh kita, lemak memppunyai beberapa fungsi penting, diantaranya adalah sebagai pelindung tubuh dari suhu rendah, pelarut vitamin ADEK, pelindung alat-alat tubuh vital(antara lain jantung dan lambung), penghasil energi tertingggi, penahan rasa lapar, salah satu bahan penyusun membran sel, salah satu bahan penyusun hormon dan vitamin(khususnya untuk sterol), pembawa zat-zat makan esensial, serta sebagai salah satu bahan penyusun empedu, asam kholat (di dalam hati), dan hormon seks (khususnya untuk kolesterol).

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 diubah kembali menjadi lemak. Saat dibutuhkam, timbunan lemak tersebut akan diangkut menuju hati.

FUNGSI PROSES METABOLISME

Proses metabolisme memiliki fungsi bagi makhluk hidup antara lain sebagai berikut :

1. Untuk mendapatkan energi kimia berupa ATP, hasil dari degradasi zat-zat makanan kaya energi yang berasal dari lingkungan 

2. Sebagai pengubah molekul zat-zat makanan (nutrisi) menjadi perkursor unit pembangun bagi biomolekul sel

3. Sebagai penyusun unit-unit pembangun menjadi protein, asam nukleat, lipida, polisakarida, dan komponen sel lain. 

4. Sebagai pembentuk dan perombak biomolekul

loading...