Glikolisis: Glikolisis (Sistem Glikolitik) Glikolisis merupakan salah satu bentuk metabolisme energi yang dapat berjalan secara anaerobik tanpa kehadiran oksigen. Proses metabolisme energi ini mengunakan simpanan glukosa yang sebagian besar akan diperoleh dari glikogen otot atau juga dari glukosa yang terdapat di dalam aliran darah untuk menghasilkan ATP. Inti dari proses glikolisis yang terjadi di dalam sitoplasma sel ini adalah mengubah molekul glukosa menjadi asam piruvat dimana proses ini juga akan disertai dengan membentukan ATP. Jumlah ATP yang dapat dihasilkan oleh proses glikolisis ini akan berbeda bergantung berdasarkan asal molekul glukosa. Jika molekul glukosa berasal dari dalam darah maka 2 buah ATP akan dihasilkan namun jika molekul glukosa berasal dari glikogen otot maka sebanyak 3 buah ATP akan dapat dihasilkan. Mokelul asam piruvat yang terbentuk dari proses glikolisis ini dapat mengalami proses metabolisme lanjut baik secara aerobik maupun secara anaerobik bergantung terhadap ketersediaan oksigen di dalam tubuh. Pada saat berolahraga dengan intensitas rendah dimana ketersediaan oksigen di dalam tubuh cukup besar, molekul asam piruvat yang terbentuk ini dapat diubah menjadi CO2 dan H2O di dalam mitokondria sel. 2Dan jika ketersediaan oksigen terbatas di dalam tubuh atau saat pembentukan asam piruvat terjadi secara cepat seperti saat melakukan sprint, maka asam piruvat tersebut akan terkonversi menjadi asam laktat.

Proses metabolisme dilakukan tubuh untuk memperoleh energi guna menjalankan aktivitas tubuh. Berawal dari makanan yang masuk ke dalam tubuh kita lewat mulut. Pada prinsipnya manusia adalah heterotrof, artinya kita tidak bisa mensintesis makanan sendiri tidak seperti tumbuhan. Jadi kita perlu asupan makanan. Makanan yang kita makan adalah makromolekul (karbohidrat, protein, lemak). Padahal yang diperlukan tubuh kita adalah senyawa yang paling sederhana (seperti glukosa, asam amino, gliserol dan asam amino) untuk menjalani metabolisme di dalam sel menghasilkan energi. Karena itu makromolekul tadi dicerna dalam saluran pencernaan selanjutnya hasil pencernaan akan dibawa oleh darah dan disebarkan ke seluruh tubuh. Proses metabolisme di dalam sel itu melalui beberapa rangkaian. Secara singkat dijelaskan sebagai berikut: Glukosa di dalam sitoplasma akan mengalami glikolisis sehingga menghasilkan hasil bersih berupa ATP (energi siap pakai) dan NADH (nanti akan diubah menjadi ATP pada tranpor elektron) serta Asam Piruvat. Asam piruvat akan memasuki tahapan dekarboksilali oksidatif menghasilkan NADH dan Asetil Koenzim A. Asetil Koenzim A akan memasuki siklus Asam Sitrat yang menghasilkan GTP (bisa dikatakan sejenis ATP), NADH dan FADH2 (sejenis dengan NADH) dan Karbon dioksida (yang akan dikeluarkan dari sel dan selanjutnya disalurkan darah ke paru-paru untuk dikeluarkan). NADH dan FADH2 selanjutnya mengalami transpor elektron di matriks mitokondria menghasilkan ATP-ATP. Untuk asam lemak dan glierol serta asam amino akan diubah menjadi senyawa antara yang dapat memasuki jalur glikolisis dan selanjutnya. Metabolisme di atas dikenal sebagai repirasi sel.

Dalam Keadaan Kenyang, Terjadi Penyimpanan Bahan Bakar Metabolik Selama beberapa jam setelah makan, ketika roduk-produk pncernaan diserap, pasokan bahan bakar metabolik berlimpah. Pada keadaan ini, glukosa sebagai bahan bakar utama untuk oksidasi sebgaian besar jaringan. Ambilan glukosa oleh otot dan jaringan adiposa dikontrol oleh insulin yang disekresikan oleh sel pankreas sebgaia respons terhadap peningkatan kadar glukosa di darah porta. Dalam keadaan puasa, transporter glukosa di otot dan jaringan adiposa (GLUT-4) berada di vesikel intrasel. Respon dini terhadapn insulin adalh migrasi vesikelvesikle ini ke permukaan sel, tempat vesikel-vesikel ini menyatu dengan menyatu dengan membran plasma dan memajankan dengan transporter glukosa aktif. Jaringan yang peka insulin ini hanya menyerap glukosa dari aliran darah dalam jumlah signifikan jika terdapat hormon ini. sewaktu sekresi berkurang dalam keadaan puasa, reseptor kembali diinternalisasi sehingga ambilan glukosa berkurang. Ambilan glukosa oleh hati tidak bergantung pada insulin, tetapi hati memiliki suatu isoenzim heksokiase (glukokinase) dengan Km tinggi sehingga ketika kadar glukosa yang masuk kehati meningkat, laju sintesis glukosa 6-fosfat juga meningkat. Hal ini melebihi kebutuhan hati yang akan memetabolisme pemebentuk-energi, dan digunakan terutama untuk membentuk glikogen. Di hati dan otot rangka, insulin bekerja untuk menstimulus glikogen sintetase dan menghambat glikogen fosforilase. Sebagian glukosa yang masuk ke hati juga dapat digunkan untuk lipogenesis dan karenanya untuk sintesis triasilgliserol. Dikonversinya menjadi asam lemak dan esterefikasinya menjadi triasilgliserol. Insulin menghamabat lipolisis intrasel dan pelepasan asam lemak bebas. Produk pencernaan lipid masuk ke sirkulasi sebagai kilomikron, yaitu lipoprotein protein plasma terbesar yang kaya akan triasilgliserol. Di jaringan adiposa dan otot rangka, lipoprotein lipase ekstrasel disintesis dan diaktifkan sebagai respon terhadap insulin; asam lemak tidak-teresterefikasi yang terbentuk sebagian besardiserap oleh jaringan dan digunkan untuk sintesi triasilgliserol, sementara gliserol tetap berada di dalam darah dan akan diserap oleh hati dan direesterefikasi. Sisa kilomikron ang lipidnya

sudah berkurang dibersihkan oleh hati, dan triasilgliserol yang tersisa diekspor, bersama triasilgliserol yang disintesis di hati, dalan bentuk VLDL. Pada keadaan normal, laju katabolisme protein jaringan relatif konstan sepanjang hari. Pada keadaan puasa, terjadi katabolisme protein netto dan sintesis protein netto pada waktu kenyang ketika laju sintesis meningkat sebesar 20-25%. Peningkatan laju sintesis protein sebagai respon terhadap peningkatan ketersediaan asam amino dan bahan bakar metabolik juga merupakan respon terhadap kerja insulin. Sintesis protein adalah suatu proses yang mnghabiskan banyak energi; sintesis ini memerlukan hingga 20% pengeluaran energi setelah makan, tetapi hanya 9% pada saat puasa. Pada Keadaan Puasa Terjadi Mobilisasi Cadangan Bahan Bakar Metabolik Pada keadaan puasa terjadi penurunan ringan kadar glkosa plasma, kemudian perubahan kecil sewaktu puasa berlanjut menjadi kelaparan. Asam lemak bebas plasma, bertambah pada keadaan puasa, tetapi kemudian bertambah sedikit pada keadaan kelaparan,; sewaktu puasa berlanjut, kadar plasma badan keton (asetoasetat dan Hidroksibutirat) sangat meningkat. Pada keadaan puasa, ketika kadar glukosa di darah porta menurun, sekresi insulin menurun dan otot rangka serta jaringan lemak menyerap lebih sedikit glukosa. Peningkatan sekresi glukagon oleh sel pankreas mengambat glikogen sintetase, dan mengaktifkan glikogen fosforilase di hati. Glukosa 6-fosfat yang terbentuk kemudian dihidrolisis oleh glukosa 6-fosfatase, dan glukosa dibebaskan ke dalam aliran darah untuk digunakan oleh otak dan eritrosit. Glikogen otot tidak dapat memberikan kontribusi langsung bagi glukosa plasma karena otot tidak memiliki glukosa 6-fosfatase, dan kegunaan utama glikogen otot adalah menyediakan suatu sumber bagi glukosa 6-fosfat untuk memetabolisme penghasil energi otot itu sendiri. Namun, asetil-KoA yang terbentuk melalui asam lemak di otot menghambat piruvat dehidrogenase yang berakibat pada akumulasi piruvat. Sebagian besar piruvat ini transaminasi menjadi alanin, dengan mengorbankan asam-asam amino yang berasal dari penguraian cadangan protein labil yang terbentuk dalam keadaan kenyang. Alanin, dan sejumlah besar asam-asam keto yang dihasilkan dari transaminasi

ini dikeluarkan dari otot, dan menyediakan gugus asam amino untuk membentuk alanin kembali, sementara piruvat merupkan substrat utama untuk glukoneogenesis di hati. Di jaringan adiposa penurunan insulin dan mengkatnya glukagon akan menghambat lipogenesis, inaktivasi lipoprotein lipase, dan pengaktifan lipase-peka hormon intrasel. Hal ini mengakibatkan peningkatan pelepasan gliserol (yaitu substratuntuk glukoneogenesis oleh hati) dan asam lemak bebas dari jaringan lemak bebas digunakan oleh hati, jantung, dan otot rangka sebagai bahan bakar mtabolik yang lebih disukai sehingga glukosa dpat dihemat. Meskipun dalam keadaan puasa otot cenderung menyerap dan memetabolisme asam lemak bebas, namun jaringan ini tidak dapat memnuhi semua kebutuhan energinya melalui oksidasi-. Sebaliknya, hati membentuk lebih banyak asetil-KoA daripada yang dapat dioksidasinya. Asetil-KoA ini dapat membentuk badan keton, yaitu bahan bakar metabolik utama untuk otot rangka dan jantung serta dapat memenuhi sebagian besar kebutuhan otak. Dalam keadaan lapar ang berkepanjangan, glukosa membentuk kurang dari 10% keseluruhan metabolisme penghasil energi tubuh. Jika ada sumber glukosa lain, glikogen hati dan otot akan habis setelah puasa skitar 18 jam. Jika berpuasa berlanjut, semakain banyak jumlah asam amino yang dibebaskan akibat katabolisme protein yang digunakan oleh hati dan ginjal untuk

glukoneogenesis.