BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Metabolisme Hewan

2.1.2 Anabolisme

Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa

kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Selain

itu juga anabolisme adalah proses sintesis molekul kompleks dari senyawa-senyawa

kimia yang sederhana secara bertahap. Proses ini membutuhkan energi dari luar. Energi

yang digunakan dalam reaksi ini dapat berupa energi cahaya ataupun energi kimia.

Energi tersebut, selanjutnya digunakan untuk mengikat senyawa-senyawa sederhana

tersebut menjadi senyawa yang lebih kompleks. Jadi, dalam proses ini energi yang

diperlukan tersebut tidak hilang, tetapi tersimpan dalam bentuk ikatan-ikatan kimia

pada senyawa kompleks yang terbentuk.

Selain dua macam energi diatas, reaksi anabolisme juga menggunakan energi dari hasil

reaksi katabolisme, yang berupa ATP. Agar asam amino dapat disusun menjadi protein,

asam amino tersebut harus diaktifkan terlebih dahulu. Energi untuk aktivasi asam amino

tersebut berasal dari ATP. Agar molekul glukosa dapat disusun dalam pati atau selulosa,

maka molekul itu juga harus diaktifkan terlebih dahulu, dan energi yang diperlukan juga

didapat dari ATP. Proses sintesis lemak juga memerlukan ATP.Anabolisme meliputi

tiga tahapan dasar yaitu;

1. Produksi prekursor seperti asam amino, monosakarida, dan nukleotida.

2. Pengaktivasian senyawa-senyawa tersebut menjadi bentuk reaktif menggunakan

energi dari ATP.

3. Penggabungan prekursor tersebut menjadi molekul kompleks, seperti protein,

polisakarida, lemak, dan asam nukleat. Anabolisme yang menggunakan energi

cahaya dikenal dengan fotosintesis, sedangkan anabolisme yang menggunakan

energi kimia dikenal dengan kemosintesis.

Senyawa kompleks yang disintesis organisme tersebut adalah senyawa organik atau

senyawa hidrokarbon. Heterotrof, seperti manusia dan hewan, tidak dapat menyusun

senyawa organik sendiri. Jika organisme yang menyintesis senyawa organik

menggunakan energi cahaya disebut fotoautotrof, sementara itu organisme yang

menyintesis senyawa organik menggunakan energi kimia disebut kemoautotrof.

Reaksi anabolisme menghasilkan senyawa-senyawa yang sangat dibutuhkan oleh

banyak organisme, baik organisme produsen (tumbuhan) maupun organisme konsumen

(hewan, manusia). Beberapa contoh hasil anabolisme adalah glikogen, lemak, dan

protein berguna sebagai bahan bakar cadangan untuk katabolisme, serta molekul

protein, protein-karbohidrat, dan protein lipid yang merupakan komponen struktural

yang esensial dari organisme, baik ekstrasel maupun intrasel.

Beberapa macam proses anabolisme yang terjadi pada hewan diantaranya:

1. Kemosintesis

Merupakan proses asimilasi karbon yang energinya berasal dari reaksi-reaksi kimia,

dan tidak diperlukan klorofil. Umumnya dilakukan oleh mikroorganisme, misalnya

bakteri. Organisme disebut kemoautotrof. Bakteri kemoautotrof ini akan

mengoksidasi senyawa-senyawa tertentu dan energi yang timbul digunakan untuk

asimilasi karbon.Misalnya bakteri sulfur, bakteri nitrat, bakteri nitrit, bakteri besi

dan lain-lain. Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari hasil oksidasi

senyawa-senyawa tertentu.

Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe2+ (ferro) menjadi

Fe3+ (ferri). Bakteri  Nitrosomonas  dan  Nitrosococcus  memperoleh energi

dengan cara mengoksidasi NH3, tepatnya Amonium Karbonat menjadi asam nitrit

dengan reaksi: Contoh, bakteri nitrit: Nitrosomonas, Nitrosococcus.

Nitrosomonas

(NH4)2CO2 + 3 O2 ———-> 2 HNO2 + CO2 + 3 H2O + Energi

2. Sintesis Lemak

Lemak dapat disintesis dari karbohidrat dan protein, karena dalam metabolisme,

ketiga zat tersebut bertemu di dalarn daur Krebs. Sebagian besar pertemuannya

berlangsung melalui pintu gerbang utama siklus (daur) Krebs, yaitu Asetil Ko-enzim

A. Akibatnya ketiga macam senyawa tadi dapat saling mengisi sebagai bahan

pembentuk semua zat tersebut. Lemak dapat dibentuk dari protein dan karbohidrat,

karbohidrat dapat dibentuk dari lemak dan protein dan seterusnya.

Sintesis Lemak dari Karbohidrat:

Glukosa diurai menjadi piruvat  —>   gliserol

Glukosa diubah  —> gula fosfat  —> asetilKo-A —>   asam lemak.

Gliserol+ asam lemak .—> lemak.

Sintesis Lemak dari Protein:

Protein——–>  Asam Amino protease

Sebelum terbentuk lemak asam amino mengalami deaminasi lebih dabulu, setelah itu

memasuki daur Krebs. Banyak jenis asam amino yang langsung ke asam piravat —>

Asetil Ko-A. Asam amino Serin, Alanin, Valin, Leusin, Isoleusin dapat terurai menjadi

Asam pirovat, selanjutnya asam piruvat –> gliserol –> fosfogliseroldehid

Fosfogliseraldehid dengan asam lemak akan mengalami esterifkasi membentuk lemak.

Lemak berperan sebagai sumber tenaga (kalori) cadangan. Nilai kalorinya lebih tinggi

daripada karbohidrat. 1 gram lemak menghasilkan 9,3 kalori, sedangkan 1 gram

karbohidrat hanya menghasilkan 4,1 kalori saja.

3.   Sintesis Protein

Sintesis protein yang berlangsung di dalam sel, melibatkan DNA, RNA dan Ribosom.

Penggabungan molekul-molekul asam amino dalam jumlah besar akan membentuk

molekul polipeptida. Pada dasarnya protein adalah suatu polipeptida. Setiap sel dari

organisme mampu untuk mensintesis protein-protein tertentu yang sesuai dengan

keperluannya. Sintesis protein dalam sel dapat terjadi karena pada inti sel terdapat

suatu zat (substansi) yang berperan penting sebagai “pengatur sintesis protein”.

Substansi-substansi tersebut adalah DNA dan RNA.

2.1.2 Katabolisme

Katabolisme adalah serangkaian reaksi yang merupakan proses pemecahan senyawa

kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dengan membebaskan

energi, yang dapat digunakan organisme untuk melakukan aktivitasnya. Termasuk

didalamnya reaksi pemecahan dan oksidasi molekul makanan. Fungsi reaksi

katabolisme adalah untuk menyediakan energi dan komponen yang dibutuhkan oleh

reaksi anabolisme. Pada hewan reaksi katabolisme meliputi molekul organik kompleks

yang dipecah menjadi molekul yang lebih sederhana, seperti karbon dioksida dan air.

Urutan yang paling umum dari reaksi katabolik pada hewan dapat dibedakan menjadi

tiga tahapan utama yaitu;

1. Molekul organik besar seperti protein, polisakarida, atau lemak dicerna menjadi

molekul yang lebih kecil di luar sel.

2. Molekul-molekul yang lebih kecil ini diambil oleh sel-sel dan masih diubah menjadi

molekul yang lebih kecil, biasanya asetil koenzim A (Asetil KoA), yang melepaskan

energi.

3. Kelompok asetil pada KoA dioksidasi menjadi air dan karbon dioksida pada siklus

asam sitrat dan rantai transpor elektron, dan melepaskan energi yang disimpan

dengan cara mereduksi koenzim Nikotinamid Adenin Dinukleotida (NAD+) menjadi

NADH.

Pada setiap organisme, untuk menghasilkan energi tersebut dapat dibagi dalam dua cara,

yaitu sebagai berikut.

1. Respirasi seluler atau respirasi aerob, yaitu reaksi yang menggunakan oksigen

sebagai bahan bakar organik. Secara umum keseluruhan proses pada respirasi seluler

berlangsung sebagai berikut. Senyawa organik + Oksigen -> Karbon dioksida + Air

+Energi. Respirasi sel secara Aerob berlangsung melalui empat tahap, yaitu :

a. Glikolisis

Berlangsung di sitoplasma

Berlangsung secara anaerob

Mengubah satu molekul glukosa (senyawa berkarbon 6) menjadi dua molekul

asam piruvat (senyawa berkarbon 3)

Dihasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk tiap molekul glukosa.

b. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat.

Berlangsung pada matriks mitokondria.

Mengubah Asam Piruvat(senyawa berkarbon 3) menjadi Asetil-KoA (senyawa

berkarbon 2).

Dihasilkan 1 NADH dan CO2, untuk tiap molekul Asam Piruvat menjadi

Asetil-KoA.

c. Daur Krebs

Berlangsung pada metriks motokondria

Mengubah Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2) menjadi CO2 (senyawa

berkarbon 1).

Untuk tiap molekul senyawa Asetil-KoA dihasilkan IATP, 1 FADH dan3

NADH.

d. Rantai Pengangkutan Elektron

NADH dan FADH merupakan senyawa pereduksi yang menghasilkan ion

hidrogen. Satu molekul NADH akan melepaskan / menghasilkan 3 ATP,

sedangkan satu molekul FADH akan melepaskan / menghasilkan 2 ATP.

2. Fermentasi, atau respirasi anaerob, yaitu proses pemecahan molekul yang

berlangsung tanpa bantuan oksigen. Termasuk ke dalam fermentasi

adalah fermentasi asam laktat,fermentasi alkohol, dan fermentasi asam cuka.

Fermentasi Alkohol :

Aseptornya : Aseltadehid, hasilnya etanol, terjadi pada sel tumbuhan

Reaksi : C6 H 12O6   2 C2 H5 OH + 2 CO2 + 2 ATP

Glukosa                Etanol

Fermentasi Laktat

Aseptornya : Asam Piruvat, hasilnya Asam Laktat, terjadi pada sel hewan.

Reaksi : C6 H 12O6   C3 H6 O3 + 2 ATP

Glukosa          As, Laktat

Pada hakikatnya, respirasi adalah pemanfaatan energi bebas dalam makanan menjadi

energi bebas yang ditimbun dalam bentuk ATP. Dalam sel, ATP digunakan sebagai

sumber energi bagi seluruh aktivitas hidup yang memerlukan energi. Aktivitas hidup

yang memerlukan energi, antara lain sebagai berikut.

1.      Kerja mekanis: salah satu bentuk kerja mekanis adalah lokomosi. Kerja mekanis

selalu terjadi jika sel otot berkontraksi.

2.      Transpor Aktif: dalam transpor aktif, sel-sel harus mengeluarkan energi untuk

mengangkut molekul zat atau ion yang melawan gradien konsentrasi zat.

3.      Produksi Panas, energi panas penting bagi tubuh burung dan hewan menyusui.

Energi panas ini, umumnya timbul sebagai hasil sampingan transformasi energi

dalam sel. Misalnya, pada proses kontraksi otot, terjadi pemecahan ATP.

Disamping timbul energi mekanik, timbul juga energi panas.

Katabolisme Lemak dan Protein

Katabolisme lemak dimulai dengan pemecahan lemak menjadi gliserol dan asam lemak.

Gliserol yang merupakan senyawa dengan 3 atom C dapat dirubah menjadi gliseral

dehid 3-fosfat. Selanjutnya gliseral dehid 3-fosfat mengikuti jalur glikolisis sehingga

terbentuk piruvat. Sedangkan asam lemak dapat dipecah menjadi molekul-molekul

dengan 2 atom C. Molekul dengan 2 atom C ini kemudian diubah menjadi asetil

koenzim A. Kalian dapat menghitung satu.

Asam amino dihasilkan dari proses hidrolisis protein. Setelah gugus amino dari asam

amino dilepas, beberapa asam amino diubah menjadi asam piruvat dan ada juga diubah

menjadi asetil koenzim A. Gugus amino yang dilepas dari asam amino dibawa ke hati

untuk diubah menjadi amoniak (NH3) dan dibuang lewat urine, 1 gram protein

menghasilkan energi yang sama dengan 1 gram karbohirat.

2.2 Jalur Metabolisme Dalam Sel

2.2.1 Jalur Umum

A. Metabolisme Karbohidrat

Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Dalam bentuk glukosalah massa

karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah, atau ke dalam bentuk

glukosalah karbohidrat dikonversi di dalam hati, serta dari glukosalah semua bentuk

karbohidrat lain dalam tubuh dapat dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar

metabolik utama bagi jaringan mamalia (kecuali hewan pemamah biak) dan bahan

bakar universal bagi janin. Unsur ini diubah menjadi karbohidrat lain dengan fungsi

sangat spesifik, misalnya glikogen untuk simpanan, ribose dalam bentuk asam

nukleat, galaktosa dalam laktosa susu, dalam senyawa lipid kompleks tertentu dan

dalam bentuk gabungan dengan protein, yaitu glikoprotein serta proteoglikan.

Peristiwa yang dialami unsur-unsur makanan setelah dicerna dan diserap

adalah Metabolisme Intermediat. Jadi metabolisme intermediat mencakup suatu

bidang luas yang berupaya memahami bukan saja lintasan metabolik yang dialami

oleh masing-masing molekul, tetapi juga interelasi dan mekanisme yang mengatur

arus metabolit melewati lintasan tersebut.

Lintasan metabolisme dapat digolongkan menjadi 3 kategori:

1. Lintasan anabolik (penyatuan/pembentukan), merupakan lintasan yang

digunakan pada sintesis senyawa pembentuk struktur dan mesin tubuh. Salah

satu contoh dari kategori ini adalah sintesis protein.

2. Lintasan katabolik (pemecahan), meliputi berbagai proses oksidasi yang

melepaskan energi bebas, biasanya dalam bentuk fosfat energi tinggi atau unsur

ekuivalen pereduksi, seperti rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif.

3. Lintasan amfibolik (persimpangan), lintasan ini memiliki lebih dari satu fungsi

dan terdapat pada persimpangan metabolisme sehingga bekerja sebagai

penghubung antara lintasan anabolik dan lintasan katabolik. Contoh dari lintasan

ini adalah siklus asams itrat.

Terdapat beberapa jalur metabolisme karbohidrat baik yang tergolong sebagai

katabolisme maupun anabolisme, yaitu glikolisis, oksidasi piruvat, siklus asam

sitrat, glikogenesis, glikogenolisis serta glukoneogenesis.

Secara ringkas, jalur-jalur metabolisme karbohidrat dijelaskan sebagai berikut:

1. Glukosa sebagai bahan bakar utama akan mengalami glikolisis (dipecah) menjadi

2 piruvat jika tersedia oksigen. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.

2. Selanjutnya masing-masing piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Dalam tahap

ini dihasilkan energi berupa ATP.

3. Asetil KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat. Dalam

tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.

4. Jika sumber glukosa berlebihan, melebihi kebutuhan energi kita maka glukosa

tidak dipecah, melainkan akan dirangkai menjadi polimer glukosa (disebut

glikogen). Glikogen ini disimpan di hati dan otot sebagai cadangan energi jangka

pendek. Jika kapasitas penyimpanan glikogen sudah penuh, maka karbohidrat

harus dikonversi menjadi jaringan lipid sebagai cadangan energi jangka panjang.

5. Jika terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energi, maka glikogen

dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa mengalami glikolisis, diikuti

dengan oksidasi piruvat sampai dengan siklus asam sitrat.

6. Jika glukosa dari diet tak tersedia dan cadangan glikogenpun akan habis, maka

sumber energi non karbohidrat yaitu lipid dan protein harus digunakan. Jalur ini

dinamakan glukoneogenesis (pembentukan glukosa baru) karena dianggap lipid

dan protein harus diubah menjadi glukosa baru yang selanjutnya mengalami

katabolisme untuk memperoleh energi.

a. Tahap Glikolisis

Keterangan gambar rantai kimia glikolisis adalah:

1. Glukosa masuk lintasan glikolisis melalui fosforilasi menjadi glukosa-6

fosfat dengan dikatalisir oleh enzim heksokinase atau glukokinase pada sel

parenkim hati dan sel Pulau Langerhans pancreas. Proses ini

memerlukan ATP sebagai donor fosfat. ATP bereaksi sebagai kompleks Mg-

ATP. Terminal fosfat berenergi tinggi pada ATP digunakan, sehingga

hasilnya adalah ADP. (-1P)

Glukosa + ATP      glukosa 6-fosfat + ADP

2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi Fruktosa 6-fosfat dengan bantuan enzim

fosfoheksosa isomerase dalam suatu reaksi isomerasi aldosa-ketosa. Enzim

ini hanya bekerja pada anomer µ-glukosa 6-fosfat.

µ-D-glukosa 6-fosfat µ-D-fruktosa 6-fosfat

3. Fruktosa 6-fosfat diubah menjadi Fruktosa 1,6-bifosfat dengan bantuan

enzim fosfofruktokinase. Reaksi ini memerlukan ATP sebagai donor fosfat,

sehingga hasilnya adalah ADP.(-1P)

µ-D-fruktosa 6-fosfat + ATP D-fruktosa 1,6-bifosfat

4. Fruktosa 1,6-bifosfat dipecah menjadi 2 senyawa triosa fosfat

yaitu gliserahdehid 3-fosfat dan dihidroksi aseton fosfat. Reaksi ini

dikatalisir oleh enzim aldolase (fruktosa 1,6-bifosfat aldolase).

D-fruktosa 1,6-bifosfat D-gliseraldehid 3-fosfat + dihidroksiaseton

fosfat

5. Gliseraldehid 3-fosfat dapat berubah menjadi dihidroksi aseton fosfat dan

sebaliknya (reaksi interkonversi). Reaksi bolak-balik ini mendapatkan

katalisator enzim fosfotriosa isomerase.

D-gliseraldehid 3-fosfat dihidroksiaseton fosfat

6. Glikolisis berlangsung melalui oksidasi Gliseraldehid 3-fosfat menjadi 1,3-

bifosfogliserat, dan karena aktivitas enzim fosfotriosa isomerase, senyawa

dihidroksi aseton fosfat juga dioksidasi menjadi 1,3-bifosfogliserat melewati

gliseraldehid 3-fosfat.

D-gliseraldehid 3-fosfat + NAD+ + Pi 1,3-bifosfogliserat + NADH +H+

Enzim yang bertanggung jawab terhadap oksidasidi atas adalah gliseraldehid

3-fosfat dehidrogenase, suatu enzim yang bergantung kepada NAD.

7. Energi yang dihasilkan dalam proses oksidasi disimpan melalui

pembentukan ikatan sulfur berenergi tinggi, setelah fosforolisis, sebuah

gugus fosfat berenergi tinggi dalam posisi 1 senyawa 1,3 bifosfogliserat.

Fosfat berenergi tinggi ini ditangkap menjadi ATP dalam reaksi lebih lanjut 

dengan ADP, yang dikatalisir oleh enzim fosfogliserat kinase. Senyawa sisa

yang dihasilkan adalah 3-fosfogliserat.

1,3-bifosfogliserat + ADP 3-fosfogliserat + ATP

8. 3-fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat dengan dikatalisir oleh enzim

fosfogliserat mutase. Senyawa 2,3-bifosfogliserat (difosfogliserat, DPG)

merupakan intermediate dalam reaksi ini.

3-fosfogliserat 2-fosfogliserat

9. 2-fosfogliserat diubah menjadi fosfoenol piruvat (PEP) dengan bantuan

enzim enolase. Reaksi ini melibatkan dehidrasi serta pendistribusian kembali

energi di dalam molekul, menaikkan valensi fosfat dari posisi 2 ke status

berenergi tinggi.

Enolase dihambat oleh fluoride, suatu unsure yang dapat digunakan jika

glikolisis di dalam darah perlu dicegah sebelum kadar glukosa darah

diperiksa. Enzim ini bergantung pada keberadaan Mg2+ atau Mn2+.

2-fosfogliserat fosfoenol piruvat + H2O

10. Fosfat berenergi tinggi PEP dipindahkan pada ADP oleh enzim piruvat

kinase sehingga menghasilkan ATP. Enol piruvat yang terbentuk dalam

reaksi ini mengalami konversi spontan menjadi keto piruvat. Reaksi ini

disertai kehilangan energi bebas dalam jumlah besar sebagai panas dan

secara fisiologis adalah irreversible.

Fosfoenol piruvat + ADP piruvat + ATP

11. Jika keadaan bersifat anaerob (tak tersedia oksigen), reoksidasi NADH

melalui pemindahan sejumlah unsure ekuivalen pereduksi akan

dicegah. Piruvat akan direduksi oleh NADH menjadi laktat. Reaksi ini

dikatalisir oleh enzim laktat dehidrogenase.

Piruvat + NADH + H+  L(+)-Laktat + NAD+

Dalam keadaan aerob, piruvat diambil oleh mitokondria, dan setelah

konversi menjadi asetil-KoA, akan dioksidasi menjadi CO2 melalui siklus

asam sitrat (Siklus Kreb’s). Ekuivalen pereduksi dari reaksi NADH +

H+ yang terbentuk dalam glikolisis akan diambil oleh mitokondria untuk

oksidasi melalui salah satu dari reaksi ulang alik (shuttle).

Pada glikolisis aerob, energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut:

-       hasil tingkat substrat :+ 4P

-       hasil oksidasi respirasi :+ 6P

-       jumlah :+10P

-       dikurangi untuk aktifasi glukosa dan fruktosa 6P : – 2P

+ 8P

Pada glikolisis anaerob, energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut:

-       hasil tingkat substrat                                                  :+ 4P

-       hasil oksidasi respirasi                                      :+ 0P

-       jumlah                                                                         :+ 4P

-       dikurangi untuk aktifasi glukosa dan fruktosa 6P      : – 2P

+ 2P

b. Produksi acetyl-CoA / Proses Konversi Pyruvate

Sebelum memasuki Siklus Asam Sitrat (Citric Acid Cycle) molekul piruvat

akan teroksidasi terlebih dahulu di dalam mitokondria menjadi Acetyl-Coa dan

CO . Proses ini berjalan dengan bantuan multi enzim 2 pyruvate dehydrogenase

complex (PDC) melalui 5 urutan reaksi yang melibatkan 3 jenis enzim serta 5

jenis coenzim. 3 jenis enzim yang terlibat dalam reaksi ini adalah enzim

Pyruvate Dehydrogenase (E1), dihydrolipoyl transacetylase (E2) &

dihydrolipoyl dehydrogenase (E3), sedangkan coenzim yang telibat dalam

reaksi ini adalah TPP, NAD+, FAD, CoA & Lipoate.

Gambar 6.3 akan memperlihatkan secarasederhana proses konversi piruvat.

Dari gambar juga dapat dilihat bahwa proses konversi piruvat tidak hanyaakan

menhasilkan CO dan Acetyl-CoA namun juga akan menghasilkan produk

samping berupa NADH yang 2 memiliki nilai energi ekivalen dengan 3xATP.

c. Proses oksidasi Acetyl-CoA (Citric-Acid Cycle)

Molekul Acetyl CoA yang merupakan produk akhir dari proses konversi Pyruvate

kemudian akan masuk kedalam Siklus Asam Sitrat. Secara sederhana persamaan

reaksi untuk 1 Siklus Asam Sitrat (Citric AcidCycle) dapat dituliskan :

Acetyl-CoA + oxaloacetate + 3 NAD+ + GDP + Pi +FAD oxaloacetate +

2 CO2 + FADH2 + 3 NADH + 3 H+ + GTP

Siklus ini merupakan tahap akhir dari proses metabolisme energi glukosa. Proses

konversi yang terjadi pada siklus asam sitrat berlangsung secara aerobik di dalam

mitokondria dengan bantuan 8 jenis enzim. Inti dari proses yang terjadi pada

siklus ini adalah untuk mengubah 2 atom karbon yang terikat didalam molekul

Acetyl-CoA menjadi 2 molekul karbon dioksida (CO2), membebaskan koenzim A

serta 2 memindahkan energi yang dihasilkan pada siklus ini ke dalam senyawa

NADH, FADH2 dan GTP. Selain 2 menghasilkan CO2 dan GTP, dari persamaan

reaksi 2 dapat terlihat bahwa satu putaran Siklus Asam Sitrat juga akan

menghasilkan molekul NADH & molekul FADH . Untuk melanjutkan proses

metabolisme energi, 2 kedua molekul ini kemudian akan diproses kembali secara

aerobik di dalam membran sel mitokondria melalui proses Rantai Transpor

Elektron untuk menghasilkan produk akhir berupa ATP dan air (H2O).

Gambar: Siklus Asam Piruvat

Dari gambar diatas dapat dirincikan energi yang dihasilkan dalam siklus asam

sitrat adalah:

1. Tiga molekul NADH, menghasilkan: 3 X 3P                                   =  9P

2. Satu molekul FADH2, menghasilkan: 1 x 2P                                    =  2P

3. Pada tingkat substrat                                                                                                                                             =   1P

Jumlah                                                                                                = 12P

Satu siklus Kreb’s akan menghasilkan energi 3P + 3P + 1P + 2P + 3P = 12P

Kalau kita hubungkan jalur glikolisis, oksidasi piruvat dan siklus Kreb’s, akan

dapat kita hitung bahwa 1 mol glukosa jika dibakar sempurna (aerob) akan

menghasilkan energi dengan rincian sebagai berikut:

1.         Glikolisis                                            :  8P

2.         Oksidasi piruvat (2 x 3P)                   :  6P

3.         Siklus Kreb’s (2 x 12P)                                           : 24P

Jumlah                                                 : 38P

B. Metabolisme Asam Amino

Kira-kira 75% asam amino digunakan untuk sintesis protein. Asam-asam amino

dapat diperoleh dari protein yang kita makan atau dari hasil degradasi protein di

dalam tubuh kita. Degradasi ini merupakan proses kontinu. Karena protein di dalam

tubuh secara terus menerus diganti (protein turnover). Contoh dari protein turnover,

tercantum pada tabel berikut.

Contoh protein turnover.

Protein Turnover rate (waktu paruh)

Enzim 7-10 menit

Di dalam hati

Di dalam plasma

Hemoglobin

Otot

Kolagen

10 hari

10 hari

120 hari

180 hari

1000 hari

Asam-asam amino juga menyediakan kebutuhan nitrogen untuk:

-    Struktur basa nitrogen DNA dan RNA

-    Heme dan struktur lain yang serupa seperti mioglobin, hemoglobin, sitokrom,

enzim dll.

-    Asetilkolin dan neurotransmitter lainnya.

-    Hormon dan fosfolipid

Selain menyediakan kebutuhan nitrogen, asam-asam amino dapat juga digunakan

sebagai sumber energi jika nitrogen dilepas.

Jalur metabolik utama dari asam amino

Jalur metabolik utama dari asam-asam amino terdiri atas;

1. produksi asam amino dari pembongkaran protein tubuh, digesti protein diet serta

sintesis asam amino di hati.

2. Pengambilan nitrogen dari asam amino.

3. Katabolisme asam amino menjadi energi melalui siklus asam serta siklus urea

sebagai proses pengolahan hasil sampingan pemecahan asam amino. Keempat

adalah sintesis protein dari asam-asam amino.

2.1.2 Jalur Khusus

A. Katabolisme

Jalur katabolisme yang menguraikan molekul kompleks menjadi senyawa sederhana

mencakup:

Respirasi sel, jalur metabolisme yang menghasilkan energi (dalam

bentukATP dan NADPH) dari molekul-molekul bahan bakar (karbohidrat,lemak,

dan protein). Jalur-jalur metabolisme respirasi sel juga terlibat

dalam pencernaan makanan.

Katabolisme karbohidrat

Glikogenolisis, pengubahan glikogen menjadi glukosa.

Glikolisis, pengubahan glukosa menjadi piruvat dan ATP tanpa

membutuhkan oksigen.

Jalur pentosa fosfat, pembentukan NADPH dari glukosa.

Katabolisme protein, hidrolisis protein menjadi asam amino.

Respirasi aerobik

Transpor elektron

Fosforilasi oksidatif

Respirasi anaerobik,

Daur Cori

Fermentasi asam laktat

Fermentasi

Fermentasi etanol

B. Anabolisme

Jalur anabolisme yang membentuk senyawa-senyawa dari prekursor sederhana

mencakup:

Glikogenesis, pembentukan glikogen dari glukosa.

Glukoneogenesis, pembentukan glukosa dari senyawa organik lain.

Jalur sintesis porfirin

Jalur HMG-CoA reduktase, mengawali pembentukan kolesterol danisoprenoid.

Metabolisme sekunder, jalur-jalur metabolisme yang tidak esensial

bagipertumbuhan, perkembangan, maupun reproduksi, namun biasanya berfungsi

secara ekologis, misalnya pembentukan alkaloid danterpenoid.

Fotosintesis

Siklus Calvin dan fiksasi karbon

2.3 ATP dan Transfer Energi

Secara keseluruhan proses metabolisme Glukosa akan menghasilkan produk

samping berupa karbon dioksida (CO2 ) dan air (H2O). Karbon dioksida dihasilkan dari

siklus Asam Sitrat sedangkan air (H2O) dihasilkan dari proses rantai transport elektron.

Melalui proses metabolisme, energi kemudian akan dihasilkan dalam bentuk ATP dan

kalor panas. Terbentuknya ATP dan kalor panas inilah yang merupakan inti dari proses

metabolisme energi. Melalui proses Glikolisis, Siklus Asam Sitrat dan proses Rantai

Transpor Elektron, sel-sel yang tedapat di dalam tubuh akan mampu untuk mengunakan

dan menyimpan energi yang dikandung dalam bahan makanan sebagai energi ATP.

Secara umum proses metabolisme secara aerobik akan mampu untuk menghasilkan

energi yang lebih besar dibandingkan dengan proses secara anaerobik. Dalam proses

metabolisme secara aerobik, ATP akan terbentuk sebanyak 36 buah sedangkan proses

anaerobik hanya akan menghasilkan 2 buah ATP. Ikatan yang terdapat dalam molekul

ATP ini akan mampu untuk menghasilkanenergi sebesar 7.3 kilokalor per molnya.

BAB III

KESIMPULAN

1.      Metabolisme sel adalah proses-proses pengubahan biokamis yang terjadi di dalam sel

dan dapat di bedakan menjadi anabolisme atau penyusunan dan katabolisme atau

penguraian. Penyusunan pada sel-sel hewan tidak seperti yang dalam sel tumbuhan, akan

tetapi katabolismenya mempunyai kesamaan dengan sel tumbuhan meliputi peristiwa

respirasi, yaitu pembokaran zat-zat makanan menjadi energi.

A.  Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa 

kompleks. Beberapa macam proses anabolisme yang terjadi pada hewan diantaranya:

a)      Kemosintesis adalah proses asimilasi karbon yang energinya berasal dari reaksi-reaksi

kimia, dan tidak diperlukan klorofil. Umumnya dilakukan oleh mikroorganisme, misalnya

bakteri. Organisme disebut kemoautotrof. Bakteri kemoautotrof ini akan mengoksidasi

senyawa-senyawa tertentu dan energi yang timbul digunakan untuk asimilasi karbon.

b)      Sintesis Lemak. Lemak dapat disintesis dari karbohidrat dan protein, karena dalam

metabolisme, ketiga zat tersebut bertemu di dalarn daur Krebs.

c)      Sintesis Protein. Sintesis protein yang berlangsung di dalam sel, melibatkan DNA,

RNA dan Ribosom. Penggabungan molekul-molekul asam amino dalam jumlah besar akan

membentuk molekul polipeptida.

B.   Katabolisme adalah serangkaian reaksi yang merupakan proses pemecahan senyawa

kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dengan membebaskan energi,

yang dapat digunakan organisme untuk melakukan aktivitasnya.

2.      Jalur Umum Metabolisme

a)    Metabolisme Karbohidrat

Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Dalam bentuk glukosalah massa karbohidrat

makanan diserap ke dalam aliran darah, atau ke dalam bentuk glukosalah karbohidrat

dikonversi di dalam hati, serta dari glukosalah semua bentuk karbohidrat lain dalam tubuh

dapat dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi jaringan mamalia

(kecuali hewan pemamah biak) dan bahan bakar universal bagi janin.

b)   Metabolisme Asam Amino

Kira-kira 75% asam amino digunakan untuk sintesis protein. Asam-asam amino dapat

diperoleh dari protein yang kita makan atau dari hasil degradasi protein di dalam tubuh kita.

Degradasi ini merupakan proses kontinu. Karena protein di dalam tubuh secara terus

menerus diganti (protein turnover)

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous. 2009.Health Vitamin-Vitamin. http://blog.its.ac.id/dyah03tc. Diakses tanggal

10 Maret 2009.

Anonymous. 2009.Metabolisme Karbohidrat.http://shilaw.blogsome.com/ . Diakses

tanggal 10 Maret 2009

Anonymous. 2009. Siklus Krebs.http://verafun.multiply.com/ . Diakses tanggal 10 Maret

2009

Anonymous.2009. Peran Adiponektin dalam Gangguan Metabolisme

Lemak.http://multiply.com/ . Diakses tanggal 10 Maret 2009

Anonymous.2009.Anabolisme.http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-

Pendamping/Praweda/Biologi/Biologi%203.htm. Diakses tanggal 10 Maret 2009

Hendrotomo, Muhardi. 2009. Pemberian Nutrisi Parenteral pada Penderita Gangguan

Pencernaan.http://search.yahoo.com/search?fr=ytff-acd&p=&ei=UTF-8 . Diakses

tanggal 10 Maret 2009

Misbah Djalinz .2009. Pemberian Dini Makanan lewat Pipa pada Pasien Postoperasi

http://search.alot.com/web?

q=&pr=tbar&src_id=11125&client_id=9878683f1c9898a8a42cacb8&camp_id=-

1&install_time=2009-03- . Diakses tanggal 10 Maret 2009