Metabolisme

Metabolisme berasal dari kata Yunani “Metabole” yang berarti perubahan. Metabolisme kadang juga diartikan pertukaran zat antaara satu sel atau secara keseluruhan dengan lingkungannya. Salah satu aktivitas protoplasma yang penting adalah pembentukan sel baru dengan cara pembelahan. Sebelum sel melakukan pembelahan, maka protoplasma akan aktif mengumpulkan serta mensintesa karbohidrat, protein, lemak dan banyak lagi senyawa kompleks yang merupakan bagian dari protoplasma dan dinding sel. Bahan dasar untuk sintesa senyawa organic tersebut adalah unsure-unsur aorganic yang diserap oleh akar dan gula yang dibentuk dari karbon dioksida dan air pada proses fotosintesa (asimilasi karbon).

Metabolisme adalah segala proses reaksi kimia yang terjadi didalam tubuh makhluk hidup, mulai makhluk hidup bersel satu hingga yang memiliki susunan tubuh kompleks seperti manusia. Dalam hal ini, makhluk hidup mendapat, mengubah dan memakai senyawa kimia dari sekitarnya untuk mempertahankan hidupnya.

Metabolisme meliputi proses sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) senyawa atau komponen dalam sel hidup. Semua reaksi metabolisme dikatalis oleh enzim. Hal lain yang penting dalam metabollisme adalah perenannya dalam penawar racun atau detoksifikasi.

Proses metabolisme yang terjadi didalam sel merupakan aktivitas yang sangat terkoordinasi, melibatkan kerjasama berbagai system enzim yang mengkatalis reaksi-reaksi secara bertahap dan memerlukan pengaturan metabolic untuk mengendalikan mekanisme reaaksinya. Proses metabolisme bagi organisme hidup memiliki empat fungsi spesifik, yaitu :

Ø  Untuk memperoleh energi kimia dalam bentuk ATP dari hasil degradasi zat-zat makanan yang kaya energi yang berasal dari lingkungan.

Ø  Untuk mengubah molekul zat-zat makanan (nutrisi) menjadi perkursor unit pembangun bagi biomolekul sel.

Ø  Untuk menyusun unit-unit pembangun menjadi protein, asam nikleat, lipida, polisakarida, dan komponen sel lain.

Ø  Untuk membentuk dan merombak biomolekul.

Manusia memerlukan energi yang berasal dari lingkungannya untuk kehidupannya. Energy, didefinisikan sebagai kapasitas untuk melakukan kerja. Sumber energi tubuh adalah karbohidrat, lemak, protein (termasuk vitamin, mineral dan air). Agar dapat digunakan, sumber energi harus dirubah menjadi ATP (adenosin triphosphat) melalui bantuan katalisator berupa enzim. ATP merupakan komponen berenergi tinggi yang diperlukan untuk kontraksi otot dan melaksanakan fungsi sel yang lain. Perubahan sumber energi dilaksanakan melalui rantai metabolisme. Energi dalam tubuh dibutuhkan untuk :

v  kinerja (bio)-kimiawi, untuk mensintesis komponen sel yang diperlukan,   menempertahankan dan mengubah sumber energi di dalam tubuh,

v  Kinerja mekanis, untuk kerja otot;

v  Transport work pumping of substances across membranes

v  Kinerja elektrokimia, untuk kerja saraf, otot, transpor aktif, pertukaran ion, membentuk perbedaan konsentrasi ion, dan transmisi impuls syaraf.

       Jalur Reaksi Metabolisme

Sebagian besar jalur reaki metabolisme terjadi secara reversibel. Berdasarkan reaksi metabolisme ini dikelompokkan dalam 2 jenis, yaitu :

(1)   Biosynthetic atau ANABOLISME – sintesis molekul menjadi molekul yang lebih besar; mem-butuhkan energi; dan merupakan reaksi endergonik

(2)  Degradative atau KATABOLISME – memecah molekul besar menjadi mulekul yang lebih kecil; menghasilkan energi; merupakan reaksi eksergonik; dan respirasi aerobik.

Metabolisme Karbohidrat

Metabolisme karbohidrat meliputi : (1) Glikolisis (2) Glukoneogenesis, (3) glikogenolisis, (4) Glicogen synthesis, (5) metabolism Galaktose, (6) metabolism fruktose and manose, (7) Glyoxylate pathway, dan (8) siklus asam sitrat (Kreb’s) (lihat teksbook biokimia).

Metabolisme Lemak

Reaksi metabolisme lemak meliputi : (1) Lipolisis (hormone sensitive lipase), (2) Carnitine shuttle (fatty acid uptake), (3) Mitochondrial β-oxidation, (4) Peroxisomal β-oxidation, (5) Glycerol catabolism, (6) Fatty acid synthesis, (7) Fatty acid elongation and desaturation, (8) Triacylglyceride synthesis, (9) Phospholipids biosynthesis, (10) Synthesis and utilization of ketone bodies, (11) Sphingolipid and ceramide synthesis.

Metabolisme Energi

Reaksi metabolisme energi terjadi melalui : (1) Posporilasi Oksidative, dan (2) sintesis ATP (lihat teksbook biokimia).

         Kecepatan Metabolisme

Kecepatan metabolisme adalah jumlah energi total yang dibutuhkan per unit waktu. Pengukuran kecepatan metabolisme menggunakan Basal metabolic rate (BMR). BMR adalah kecepatan metabolisme dalam keadaan standar (subjek dalam keadaan fisik dan dan mental istirahat tetapi tidak tidur dalam temperatur nyaman dan tidak makan selama 12 jam).  Pada kondisi BMR, energi sebagian besar digunakan untuk mempertahankan kondisi vegetatif tubuh atau untuk aktivitas kelenjar, jantung, liver, ginjal dan otak.

Proses metabolisme juga dikontrol oleh hormon-hormon. Hormon yang ikut meregulasi metabolisme adalah hormon tiroid, glukagon, epinephrine, kortisol, dan hormon pertumbuhan.

1.   Hormon Tiroid, dapat meningkatkan konsumsi oksigen dan produksi panas pada sebagian besar jaringan tubuh, yang disebut dengan efek kalorigenik, melalui mengurangan produksi ATP

2. Epinephrine, meningkatkan BMR dengan efek kalorigenik. Epinephrine menstimulasi katabolisme glikogen dan triasilgliserol.

3.  Glukagon, merangsang pembongkaran simpanan glukosa hingga gula darh kembali normal (glikogenolisis), dan meningkatkan penggunaan lemak (lipolisis).

4. Kortisol, menghambat metabolisme lemak dan karbohidrat, dengan menstimulasi proses glukoneogenesis dan lipolisis, meningkatkan protein katabolisme, menurunkan penyerapan glukose pada sel otot dan sel lemak, dan  meningkatkan pemecahan triasilgliserol.

5.    Growth hormone, menstimulasi pertumbuhan dan anabolisme protein.