METABOLISME

PENGERTIAN METABOLISME

Metabolisme adalah segala proses reaksi kimia yang terjadi di dalam makhluk hidup, mulai dari makhluk bersel satu yang sangat sederhana seperti bakteri, protozoa, jamur, tumbuhan, hewan sampai kepada manusia, makhluk yang susunan tubuhnya sangat kompleks.

Di dalam proses metabolisme makhluk hidup mendapat, mengubah, dan memakai senyawaJ kimia dari sekitarnya untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya. Terdapat keseimbangan terus-menerus antara pembangunan atau metabolisme berbagai unsur-unsur kompleks dan jaringan, yang memakan energi, dan penghancuran atau katabolisme  unsur-unsur kompleks dengan pembebasan energi. Pada mas apertumbuhan atau masa penyembuhan dari penyakit terdapat anabolisme  yang lebih kuat. Pada waktu mati kelaparan atau penyakit terdapat katabolisme predominan.

Metabolisme meliputi: proses sintesis dan proses penguraian senyawa atau komponen dalam sel hidup. Proses sintesis itu disebut anabolisme dan proses prnguraian disebut katabolisme. Semua reaksi metabolisme dikatalisis oleh enzim, termasuk reaksi yang sederhana seperti penguraian asam karbonat menjadi air dan karbondioksida, proses pemasukan dan pengeluaran zat kimia dari dan ke dalam sel melalui membran; proses biosintesis protein yang panjang dan rumit; ataupun proses penguraian bahan makanan dalam sistem pencernaan mulai dari mulut, lambung, usus dan penyerapan hasil penguraian tersebut melalui dinding usus, serta penyebarannya ke seluruh bagian tubuh yang memerlukannya. Hal lain yang penting dari metabolisme adalah peranannya dalam proses detoksifikasi, yaitu mekanisme reaksi pengubahan zat yang beracun menjadi senyawa tak beracun yang dapat dikeluarkan dari tubuh.

Metabolisme dibedakan menjadi:

1)   Katabolisme (Proses perombakan)

2)   Anabolisme (Proses sintesis)

Anabolisme dibedakan dari katabolisme dalam beberapa hal:

1. Anabolisme merupakan proses sintesis molekul kimia kecil menjadi molekul yang lebih besar, sedangkan katabolisme adalah sebaliknya, yaitu proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil;
2. Anabolisme adalah proses yang membutuhkan energi sedangkan katabolisme melepaskan energi; anabolisme merupakan reaksi reduksi,
3. Sedangkan katabolisme adalah rekasi oksidasi, sering kali hasil akhir anabolisme merupakan senyawa pemula untuk proses katabolisme.
4. Sebagian besar proses metabolisme terjadi di dalam sel, oleh karena itu mekanisme masuk dan keluarnya zat kimia melalui membran sel mempunyai arti penting dalam mempertahankan keseimbangan energi dan materi di dalam tubuh.

Kecepatan metabolisme

Metabolisme basal adalah sebuah istilah untuk menunjukkan jumlah keseluruhan aktivitas metabolisme, dengan tubuh dalam keadaan istirahat fisik maupun mental. Dalam keadaan ini diperlukan oksigen paling sedikit, karena jaringan bekerja paling sedikit.

Kecepatan metabolisme basal diukur pada orang yang sedang istirahat (tidur), belum makan maupun minum pada malam hari. Oksidasi anatara oksigen dan karbon dioksida diukur.

Dari faktor yang mempengaruhi metabolisme tersebut, jelas dikatakan bahwa kecepatan metabolisme tergantung dari kegiatan seseorang. Pada seorang pekerja kasar akan lebih tinggi kecepatan matabolismenya daripada pekerja kantoran yang lebih banyak duduk dalam pekarjaannya.

Kecepatan metabolisme basal pada penyakit dipengaruhi oleh beberapa kelaianan pada kelenjar tiroid. Aktivitas kelenjar tiroid yang berlebihan akan menaikkan kecepatan metabolisme seperti pada hipertiroidisma. Kekurangan aktivitas kelenjar tiroid akan melemahkan kecepatan metabolisme seperti pada kretinisme dan mixuderma.

Untuk menutupi kehilangan napas dan untuk mempertahankan produksi energi yang diperlukan guna pembuatan panas dan kerja, maka orang memerlukan makanan.

Nilai ernergi dari makanan yang telah distandarkan dan dinyatakan dalam jumlah kalori yang dihasilkan oleh:

Protein, mengeluarkan            4-1       kalori setiap gram

Lemak                                     9-3       kalori setiap gram

Karbohirat                              4-1       kalori setiap gram

Kalori diperlukan                   

Untuk menghindarkan kehilangan berat badan, untuk mempertahankansuhu tubuh, dan untuk memberi persediaan untuk aktivasi fungsional semual sel, jaringan, kelenjar, dan organ.

Seorang yang menjalankan pekerjaan tangan yang berat memerlukan           3.500

Pekerja yang menjalankan pekerjaan duduk                                                   2.500

Seorang dalam istirahat                                                                                   1.800

Seorang pasien ditempat tidur                                                                         1.200

Daur energi di dalam sel

Molekul organik yang kompleks, seperti glukosa, mempunyai energi potensial yang besar karena keteraturan strukturnya. Ketidakteraturannya ataupun entropinya relatif rendah.  Bila glukosa dioksidasi oleh oksigen dihasilkan 6 molekul CO₂ dan 6H₂O serta energi yang dilepaskan dalam bentuk panas dan atom karbonnya mengalami kenaikan ketidakteraturan. Dalam hal ini atom karbon tersebut terpisah-pisah dalam bentuk CO₂ sehingga menghasilkan bertambahnya posisi yang berbeda dari molekul yang satu terhadap yang lainnya. Hal ini menyebabkan naiknya entropi dan turunnya energi bebas.

Dalam sistem biologi, khususnya di dalam sel hidup, panas yang dihasilkan oleh oksidasi tersebut tidak dapat dipakai sebagai sumber energi. Proses pembakaran dalam sistem biologi berlangsung tanpa nyala atau pada suhu yang pembakaran dalam sistem biologi berlangsung tanpa nyala atau pada suhu yang rendah. Energi bebas yang terkandung di dalam molekul organik diubah dan disimpan dalam bentuk energi kimia, yaitu dalam stryktur ikatan kovalen dari gugus fosfat dalam molekul adenosin tripospat (ATP), yang terbentuk dengan perantaan enzim dari adenosin difosfat (ADP) dan senyawa fosfat anorganik. Reaksi ini merupakan suatu reaksi perpindahan gugus fosfat yaitu secara kimia dikaitkan dengan tahap reaksi oksidasi khas yang berlangsung dalam katabolisme.

ATP yang terbentuk kemudian diangkut ke setiap bagian dalam sel yang memerlukan energi. Dalam hal ini ATP berperan sebagai alat pengangkat energi bebas. Sebagian dari energi kimia yang terkandung dalam ATP itu dipindahkan bersama dengan gugus fosfat ujungnya, ke molekul penerima energi lain yang khas, sehingga molekul ini  menjadi senyawa bereneri kimia dan dapat berperan sebagai sumber energi untuk proses biokimia yang lainnya

Proses pengangkutan energi kimia lainnya di dalam sel berlangsungdengan proses pengangkutan elektron dengan perantaraan enzim, dari reaksi penghasil energi (katabolisme) ke reaksi pemakai energi (anabolisme) melalui suatu senyawa koenzim pembawa elektron. Nikotinamida adenin dinukleotida (NAD) dan nikotinamida adenin dinukleotida fosfat (NADP) adalah dua koenzim terpenting yang berperan sebagai molekul pengangkut elektron berenergi tinggi dari reaksi katabolisme ke reaksi anabolisme yang membutuhkan elektron.

Pengaturan Metabolisme Energi

Pengaturan metabolisme energi dipengaruhi oleh beberapa kerja hormon, diantaranya:

1. Insulin,
2. Glukagon,
3. Kortisol
4. Epinephrin

Sistem ke jalur anabolisme atau ke katabolisme tergantung pada ketersediaan ATP.