Metabolisme Makanan

Document Details:
  • Uploaded: March, 23rd 2015
  • Views: 220 Times
  • Downloads: 0 Times
  • Total Pages: 13 Pages
  • File Format: .pdf
  • File size: 229.85 KB
  • Uploader: Galuh Chandra Luxita
  • Category: Miscellaneous
 add to bookmark | report abuse
Bab 6: Metabolisme
1
Peran Metabolisme
Metabolisme berperan mengubah zat-zat makanan seperti: glukosa, asam amino,
dan asam lemak menjadi senyawa-senyawa yang diperlukan untuk proses
kehidupan seperti: sumber energi (ATP). Energi antara lain berguna untuk aktivitas
otot, sekresi kelenjar, memelihara membran potensial sel saraf dan sel otot,
sintesis substansi sel. Zat-zat lain yang berasal dari protein berguna untuk
pertumbuhan dan reparasi jaringan tubuh. Hasil metabolisme tersebut kemudian
dimanfaatkan oleh tubuh untuk berbagai keperluan antara lain: sumber energi,
menggangti jaringan yang rusak, pertumbuhan, dsb.
Metabolisme adalah seluruh reaksi biokimiawi yang terjadi di dalam sel tubuh
makhluk hidup. Metabolisme dapat dibedakan menjadi 2 (dua) macam proses yaitu
anabolisme (penyusunan) dan katabolisme (penguraian). Anabolisme adalah
sintesis makromolekul seperti protein, polisakarida, dan asam nukleat dari bahan-
bahan yang kecil. Proses sintesis demikian tidak dapat berlangsung tanpa adanya
Gambar 6.1. Makanan yang kita
makan menentukan kesehatan
Pada bab ini akan dipelajari tentang:
Peran Metabolisme
Metabolisme Karbohidrat
Metabolisme Protein
Metabolisme Lemak
Semua bahan makanan seperti:
glukosa, asam amino, dan asam
lemak dapat dimetabolisme menjadi
sumber energi (ATP). Energi antara
lain berguna untuk aktivitas otot,
sekresi kelenjar, memelihara
membran potensial sel saraf dan sel
otot, sintesis substansi sel. Zat-zat lain
yang berasal dari protein berguna
untuk pertumbuhan dan reparasi
jaringan tubuh.
Bab 6: Metabolisme
2
masukan energi. Secara langsung atau tidak langsung, ATP merupakan sumber
energi bagi semua aktifitas anabolik di dalam sel. Metabolisme memerlukan
keberadaan enzim agar prosesnya berjalan cepat. Hasil proses metabolisme
berupa energi dan zat-zat lain yang diperlukan oleh tubuh.
Metabolisme Karbohidrat
Karbohidrat tersusun atas untaian molekul glukosa. Karbohidrat merupakan sumber
utama energi dan panas tubuh. Karbohidrat tersusun atas untaian (polimer) molekul
glukosa. Karbohidrat merupakan sumber utama energi dan panas tubuh.
Karbohidrat sebagian besar dalam bentuk glukosa (sekitar 80%), lainnya dalam
bentuk fruktosa dan galaktosa. Fruktosa dan galaktosa setelah diserap akan
segera diubah menjadi glukosa, hanya sedikit yang tetap dalam bentuk fruktosa
dan galaktosa.
Glukosa dalam darah masuk lewat vena porta hepatica kemudian masuk ke sel
hati. Selanjutnya glukosa diubah menjadi glikogen (glikogenesis). Sebaliknya, jika
tubuh kekurangan glukosa, maka glikogen akan segera diubah lagi menjadi
glukosa (glikogenolisis). Hal ini dapat terjadi di hati karena hati memiliki kedua
enzim yang berperan dalam katabolisme maupun anabolisme karbohidrat.
Glukagon berperan merangsang proses glikogenolisis dan glukoneogenesis. Insulin
berperan untuk meningkatkan sintesis glikogen. Makanan yang banyak
mengandung KH akan merangsang sekresi insulin dan mencegah sekresi
glukagon. Insulin berfungsi 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 lain.
Kadar glukosa darah disamping memacu pembebasan insulin oleh pankreas juga
mempengaruhi glukostat yang terdapat pada basal hipotalamus yang merupakan
pusat kenyang (satiety center). Pusat ini menghambat hipotalamus lateral yang
merupakan pusat makan (feeding center). Pada kondisi kadar glukosa darah
rendah, pusat kenyang tidak lagi menghambat pusat makan sehingga memacu
pusat tersebut dan timbul keinginan untuk makan (nafsu makan), pengambilan
makanan, glukosa meningkat, kembali normal.
Perpindahan Glukosa Lewat Membran Sel
Molekul glukosa setelah berada pada cairan jaringan (interseluler) tidak serta merta
dapat melewati membran sel yang bersifat selektif permiabel bagi glukosa. Glukosa
dapat masuk ke dalam sitoplasma melalui mekanisme difusi fasilitasi dengan
menggunakan bantuan (difasilitasi) oleh protein karier yang dirangsang oleh
hormon insulin (kemampuannya 10 kali lipat bila dibanding tanpa ada insulin).
Sedangkan disakarida tidak dapat masuk ke dalam sel.
Regulasi Kadar Glukosa Darah
Kadar glukosa darah dipengaruhi oleh beberapa faktor sebagai berikut: Jumlah dan
jenis makanan, kecepatan digesti makanan, ekskresi, latihan (olah raga), kondisi
psikologis, dan reproduksi. Faktor-faktor tersebut mempengaruhi baik secara
terpisah (sendiri-sendiri) atau bersamaan terhadap proses fisiologis yang mengatur
kadar glukosa darah. Jika makanan terbatas, maka latihan mampu menurunkan
kadar glukosa darah. Penurunan kadar glukosa darah dikenali oleh sel α pankreas
menghasilkan hormon glukagon yang merangsang sel hati membesaskan glukosa
dari glikogen sehingga kadar gula darah kembali normal. Sebaliknya oleh sesuatu
hal (makanan) kadar gula darah naik, maka sel β pankreas menghasilkan insulin
Bab 6: Metabolisme
3
berperan meningkatkan pengambilan glukosa dari darah ke dalam sel hati dan sel
lainnya, sehingga kadar glukosa darah kembali ke normal.
Glikogenesis
Glukosa setelah masuk ke dalam sel akan bergabung dengan gugus posfat radikal
menjadi Glu-6-P (Posforilasi):
Posforilasi glukosa tersebut bersifat reversibel. Glu-6-P dapat langsung digunakan
untuk sumber energi atau disimpan dalam bentuk glikogen. Jika konsumsi
karbohidrat berlebihan sehingga intake glukosa melimpah sedangkan
pembongkaran glukosa untuk sumber tenaga berkurang, maka glukosa akan
diubah menjadi glikogen (glikogenesis). Glikogenesis diregulasi oleh insulin.
Pembentukan glikogen dapat terjadi di semua sel tubuh terutama di hati dan otot
(5-8 % dari seluruh sel). Selain itu, glukosa dapat dipecah menjadi asetil Ko-A
kemudian diubah menjadi lemak yang kemudian disimpan di dalam hati dan
jaringan adiposa (lemak) terutama di peritoneum.
Glikolisis
Glukosa di dalam sitoplasma akan dipecah secara enzimatis berantai menjadi
asam piruvat dengan menghasilkan 2 mol ATP. Proses ini disebut respirasi
anaerob (glykolisis anaerob). Ada 2 (dua) jalur yaitu:
1. Jalur Embden Meyerhof
2. Heksosamonoposfat shunt
Asam piruvat selanjutnya akan mengalami beberapa kemungkinan diubah menjadi:
1. Asam laktat dengan menghasilkan 2 mol ATP. Peristiwa ini meningkat pada
saat tubuh kekurangan oksigen, misalnya pada saat latihan atau bekerja terlalu
keras. Asam laktat yang dihasilkan ini dapat menurunkan pH yang akan
mempengaruhi daya hidup sel.
2. Asetaldehida kemudian menjadi alkohol. Proses ini disebut fermentasi (hanya
terjadi pada bakteri, jamur dan tumbuhan).
3. Asetil Ko-A selanjutnya siklus Kreb’s dan transport electron menjadi ATP.
Glikogenolysis
Pada saat seseorang berpuasa atau sedang melakukan aktivitas (latihan olahraga,
bekerja) yang berlebihan akan menyebabkan turunnya kadar glukosa darah
menjadi 60 mg/100ml darah. Keadaan ini (kadar gula darah turun) akan memacu
hati untuk membebaskan glukosa dari pemecahan glikogen yang disebut proses
glikogenolysis. Glikogenolysis dirangsang oleh hormon glukagon dan adrenalin.
Glukoneogenesis
Apabila ketersediaan glukosa tidak tercukupi, maka lemak dan protein akan diubah
menjadi asetil koenzim A (Asetil Ko-A) sehingga dapat masuk ke siklus Kreb's.
Peristiwa pembentukan glukosa dari asam amino dan asam lemak disebut
glukoneogenesis.
Respirasi (Okisidasi) Seluler
Glukosa di dalam sel dipecah secara oksidasi dengan menggunakan molekul
oksigen menjadi karbondioksida (CO
2
), air (H
2
O), energi (ATP), dan panas. Jika
kadar oksigen tercukupi, maka asam piruvat selanjutnya akan diubah menjadi asetil
Glukosa + Posfat Æ Glu-6-Posfat.
Bab 6: Metabolisme
4
koenzim A (Asetil Ko-A) sehingga dapat masuk ke siklus Kreb's, atau setelah
menjadi asetil Ko-A kemudian masuk ke dalam siklus Kreb's dengan menghasilkan
NADH (nicotin amid dinucleotid), FAD (Flavin adenin dinucleotid), ATP (adenosin
trifosfat), CO
2
dan H
2
O. Peristiwa ini terjadi di dalam mitokondria atau sering
disebut respirasi seluler.
Transport electron: mengubah NADH dan FADH menjadi ATP di dalam membran
dalam mitokondria. Satu mol glukosa akan menghasilkan sebanyak 36 mol ATP
(netto). Satu mol glukosa (180 gr glukosa) menghasilkan 686.000 kalori setara 36
ATP. Selain dari glukosa, ATP dapat dihasilkan dari pemecahan asam lemak dan
asam amino.
Tabel 1.
Kalkulasi Jumlah ATP Yang Dihasilkan Dari Proses Respirasi (Oksidasi) Seluler
Berasal dari
Jumlah ATP
yang
dihasilkan
1. Glikolisis sebagai ATP 4
2. Glikolisis sebagai NADH 4
3. Perubahan asam priuvat menjadi asetil-Ko-A sebagai NADH 6
4. Siklus Kreb’s sebagai GTP 2
5. Siklus Kreb’s dari reduksi FAD 4
6. Siklus Kreb’s sebagai NADH 18
Jumlah Total 3
8
Glikolisis diperlukan 2 ATP untuk memecah glukosa -2
Jumlah Bersih (netto) 36
Adenosin Triposfat (ATP)
ATP merupakan senyawa labil, yaitu kombinasi adenin, gula ribosa, dan 3 posfat
yang berikatan dengan energi tinggi. Setiap perubahan ATP menjadi ADP
membebaskan 12.000 kalori. Sumber energi tinggi lainnya adalah GTP (Guanosin
triposfat). Substrat sumber energi dengan bantuan enzim yang ada dalam
mitokondria. Adenosin triphospat (ATP) yang merupakan senyawa berenergi tinggi
dapat diubah menjadi energi dengan reaksi:
ATP + H
2
O ADP + Pi + 700 Kal/mol
Organ-organ yang terlibat dalam metabolisme karbohidrat.
1. Hati (hepar/liver) merupakan organ homeostatik yang berperan penting dalam
menjaga kadar gula darah (KGD) agar tetap berada pada kondisi serasi dan
seimbang (homeostasis). Glukosa (juga fruktosa dan galaktosa) dalam darah
masuk lewat vena porta hepatica, sinusoid, kemudian sel hati, selanjutnya oleh
sel hati akan diubah menjadi glikogen (glikogenesis). Sebaliknya, jika tubuh
kekurangan glukosa, maka glikogen akan segera diubah lagi menjadi glukosa
(glikogenolisis). Hal ini dapat terjadi di hati karena hati memiliki kedua enzim
yang berperan dalam katabolisme maupun anabolisme karbohidrat. Selain itu,
hati juga memiliki fungsi lain sebagai berikut:
1) Sintesis protein dan degradasi serta pembentukan urea dari nitrogen
C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
6CO
2
+ 6H
2
O + 36 ATP + Panas
Bab 6: Metabolisme
5
2) Sintesis, penyimpanan dan penggunaan lipid
3) Pembentukan empedu untuk digesti lemak
4) Inaktivasi senyawa kimia, detoksifikasi racun oleh sel retikuloendothelial
(SER)
5) Absorpsi dan penyimpanan zat anti-anemik yang penting untuk pematangan
(maturasi) eritrosit.
2. Pankreas merupakan organ yang memiliki kemampuan sebagai eksokrin
maupun endokkrin. Bagian endokrin kelenjar pankreas yakni bagian pulau
Langerhans tersusun atas sel α dan sel β yang berperan menghasilkan hormon
yang mengontrol metabolisme karbohidrat yaitu:
1) Glukagon, disekresikan oleh sel α (alfa) pankreas, berperan sebagai faktor
hiperglikemik artinya sebagai faktor yang menyebabkan meningkatnya kadar
glukosa darah. Karena glukagon berperan merangsang proses
glikogenolisis dan glukoneogenesis. Glukagon bersifat lebih poten daripada
epinefrin.
2) Insulin, disekresikan oleh sel β (beta) pankreas, merupakan faktor
hipoglikemik artinya sebagai faktor yang menyebabkan penurunan kadar
glukosa darah. Insulin berperan untuk meningkatkan sintesis glikogen.
4. Medulla adrenal tersusun atas sel kromafin yang berperan menghasilkan
hormon epinefrin (adrenalin) atau disebut juga katekolamin. Sekresi epinefrin
dirangsang oleh saraf simpatis sebagai respon terhadap turunnya kadar
glukosa darah. Epinefrin berperan meningkatkan kadar glukosa darah dan
asam laktat karena merangsang glikogenolisis pada hati dan otot sehingga
terjadi hiperglikemik. Pada metabolisme lemak, epinefrin merangsang lipolisis
pada jaringan adiposum dan akan meningkatkan kadar asam lemak bebas (free
fatty acid/FFA). Epinefrin juga menyebabkan vasodilatasi pembuluh darah otot
skelet dan vasokonstriksi pembuluh darah splanchnik dan sirkulasi kulit. Hal ini
menyebabkan shunt glukosa dan FFA ke dalam otot sehingga memungkinkan
terjadinya proses oksidasi. Epinefrin juga mempengaruhi kekuatan kontraksi
otot jantung, sehingga aliran darah pada otot menjadi semakin cepat sehingga
total konsumsi oksigen meningkat sampai 30%. Misalnya pada pelari maraton,
epinefrin akan mempengaruhi kerja jantung dan sirkulasi, sehingga
meningkatkan jumlah denyut jantung dan tekanan darah dengan mengubah
diameter arteriole akibatnya darah dari viscera akan berpindah ke kulit dan otot,
sehingga metabolisme di otot meningkat. Mekanismenya sbb.:
1) Glukosa dibebaskan dari timbunan (cadangan) glikogen melalui mekanisme
glikogenolisis di hati
2) Sekresi insulin dihambat
3) Penurunan kadar gula darah secara langsung merangsang saraf sympatis
yang menginervasi medulla adrenal untuk mensekresikan epinefrin
4) Epinefrin akan meningkatkan glikogenolisis pada otot dan hati sehingga
Regulasi Sekresi Insulin dan Glukagon
Makanan yang banyak mengandung KH akan merangsang sekresi insulin dan
mencegah sekresi glukagon. Insulin berfungsi 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 lain.
Displaying 5 of 13 pages, to read the full document please DOWNLOAD.
Tags: