METABOLISME

Metabolisme : “Keseluruhan reaksi yang terjadi di dalam sel, meliputi proses penguraian & sintesis molekul kimia yang menghasilkan & membutuhkan panas (energi) serta dikatalisis oleh enzim”

B.        JALUR-JALUR METABOLISME

1.         Metabolisme Karbohidrat

2.         Metabolisme Lemak

3.         Metabolisme Protein, dan

4.         Metabolisme Asam Nukleat

C.                PROSES YANG BERHUBUNGAN DENGAN METABOLISME

1.         Metabolisme Karbohidrat & Lemak

            Kedua metabolisme ini hasil akhirnya adalah : Energi (Berbentuk ATP)

2.         Metabolisme Protein

            Metabolisme ini hasil akhirnya adalah : pembentukan Jaringan-jaringan baru atau mengganti jaringan-jaringan yang sudah rusak, dan juga penting untuk pertumbuhan

D.                METABOLISME KARBOHIDRAT

Karbohidrat adalah sesuatu yang sangat penting bagi tubuh manusia, karena hasil dari metabolisme karbohidrat di dalam tubuh manusia mengahasilkan energi dalam bentuk ATP yang tentunya dibutuhkan untuk beraktivitas.  Adapun jumlah energi yang dibutuhkan oleh tubuh perhari menurut AKG normalnya = 1.600 – 3.500 Kalori/hari. Dalam menu makanan orang asia tenggara termasuk indonesia, umumnya kandungan karbohidrat cukup tinggi yaitu berkisar antara : 70-80%. Bahan makanan sumber karbohidrat ini antara lain : Padi-padian (Serealia), contohnya : gandum, beras, dll. Dan Umbi-umbian, seperti : kentang, singkong, ubi jalar,dll. Yang kesemuanya merupakan sumber-sumber yang kaya akan energi.

Metabolisme ini Sebagian besar diabsorbsi dalam bentuk glukosa. Karbohidrat adalah Konsentrasi glukosa plasma paling penting, karena hanya glukosa yang dapat dimetabolisme oleh otak manusia. Adapun Komposisi karbohidrat dalam diet dianjurkan sebesar 55% dari total kalori yang dibutuhkan tubuh.

Karbohidrat yang kita makan ada 2 jenis, yaitu:

1)      available carbohydrat yang dicerna, diabsorbsi, dan digunakan sebagai sumber energi

2)      2) unavailable carbohydrate yang menyuplai serat.

Glukosa

Jika kadar glukosa darah dalam batas normal ®sebagian besar jaringan menggunakan glukosa sebagai sumber energi.

-          Glukosa darah  meningkat, memacu jalur metabolisme karbohidrat berikut:

1. Glikolisis                     3.  Oksidasi Piruvat
2. Glikogenesis                4.  Sisa akan ditimbun sbg Lemak

—  Kelebihan glukosa akan disimpan sebagai glikogen. Sintesis glikogen dari glukosa disebut glikogenesis.

—  Simpanan glikogen terbatas sehingga kelebihan glukosa yang lain diubah menjadi lemak (lipogenesis).

—  Jika kadar glukosa darah turun, tubuh mengubah glikogen kembali menjadi glukosa (glikogenolisis)

Metabolisme Glukosa

Jalur Pembentukan Energi :

—  Glikolisis Anaerob : Pemecahan Glukosa (oksidasi) dalam keadaan anaerob = Tanpa Oksigen (Sedikit Oksigen).

-          Hasil Akhir = Asam Laktat.

-          Jumlah ATP = 2 ATP.

—  Glikolisis Aerob = Pemecahan Glukosa (Oksidasi) dalam keadaan Aerob = memerlukan Oksigen (Cukup Oksigen).

-          Hasil akhir : 6 CO2 + 38 ATP

Glikolisis

Glikolisis adalah : serangkaian reaksi kimia dimana glukosa dioksidasi menjadi molekul asam piruvat. Disebut juga EMBDEN MEYER HOFF PATHWAY. Glikolisis ini Terjadi di dalam sitosol.

 Glikolisis : oksidasi glukosa dalam tubuh menghasilkan energi ( ATP ) dengan jalur : Aerob hasil akhir ( asam piruvat ) yang masuk kedalam mitokondria melalui Asetil KoA dalam Siklus Krebs, menghasilkan : ATP + CO₂+ H₂O, dan Anaerob hasil akhirnya ( asam laktat )

Gambar Proses Metabolisme dalam Tubuh pada Proses Glikolisis

 Glikogenesis

            Glikogenesis yaitu pembentukan glikogen, proses ini menyangkut proses fosforilasi dari Glukosa menjadi Glukosa 6-PO_4.Kemudian berubah menjadi glukosa_, 1-PO_4, setelah itu glukosa 1-PO_4, bereaksi dengan UTP (Uridin Trifosfat) membentuk UDPG (Uridin Difosfat Glukosa). Melalui bantuan enzim glikogen sintetase, akan terbentuk glikogen.

Glikogenolisis

            Glikogenolisis merupakan proses pemecahan glikogen menjadi glukosa. Pada proses ini glikogen akan berdegradasi langsung menjadi glukosa 1-PO_4, dengan bantuan enzim glikogen fosforilase, kemudian glukosa 1-PO_4, diubah menjadi glukosa 6-PO_4, dan berakhir dengan pembentukan glukosa.

Pengaruh Hormon

            Ada 3 pengaruh hormon di dalam tubuh dalam proses megabolismenya, yaitu :

* Apabila Keadaan kadar glukosa darah menurun maka akan merangsang sekresi hormon glukagon di dalam tubuh.

*   Apabila Keadaan kadar glukosa darah meningkat, maka akan merangsang  sekresi hormon insulin di dalam tubuh.

*   Apabila dalam Keadaan darurat maka akan merangsang sekresi hormon adrenalin

E.                 METABOLISME LIPID/LEMAK

Asam lemak bisa dipergunakan untuk energy oleh sebagian besar sel dalam tubuh, kecuali sel neuron otak. Diabsorbsi terutama dalam bentuk asam lemak dan gliserol. Asam lemak adalah : bentuk utama lemak di dalam darah. Asam lemak esensial yang harus disuplai dari makanan ialah asam linoleat dan asam lenolenat Þ sebagai prekursor untyuk prostaglandin,tromboksan, dan leukotrien. Zat ini dapat digunakan sebagai sumber energi oleh jaringan dan mudah disimpan sebagai trigliserida di jaringan adiposa.

Lipid/lemak

Seperti halnya karbohidrat dan protein, lemak merupakan sumber energy bagi tubuh. Bobot energy yang dihasilkan pergram lemak adalah : 2^1/4 kali lebih besar daripada karbohidrat dan protein 1 gram lemakmenghasilkan 9 kalori sedangkan 1 gram karbohidrat dan protein hanya menghasilkan 4 kalori.

Proporsi lemak dalam diet dianjurkan sebanyak 30% dari total kalori, berasal dari saturated fat 10%, monosaturated fat 10%, dan dari  polisaturated fat 10%. Lemak/Lipid yang kita makan dapat meningkatkan palatability of food dan menimbulkan rasa kenyang.

F.                 METABOLISME PROTEIN

Protein yang di serap melalui dinding usus    vena porta    hati ke sirkulasi darah umum          Keseluruh jaringan tubuh. Asam amino ini terutama diperlukan untuk pembentukan jaringan baru/mengganti yang sudah rusak. Sebagian dari asam amino akan dipecah dan disintesa dapat berupa persenyawaan yang mengandung N dan tidak lagi mengandung N.

Beberapa Proses dalam Metabolisme Protein yaitu :

1.         Proses Dekarboksilasi (Decarboxylation Process)

            Memisahkan gugusan karboksil dari asam amino, sehingga terjadi ikatan baru yang merupakan zat antara yang masih mengandung N.

2.         Proses Transaminasi (Transamination Process)

            Pemindahan gugusan Amino (NH2) dari suatu asam amino ke ikatan lain yang biasanya asam keton sehingga terjadi asam amino.

3.         Proses Deaminasi (Deamination Process)

            Memisahkan gugusan asam amino (NH2) dari suatu asam amino, biasanya diikuti produksi asam alfa keto yang bisa dioksidasi sempurna menjadi CO2 + H2O atau disentesa menjadi aseto asetat, mengikuti metabolisme asam lemak.

Protein

Asam amino dalam tubuh terutama digunakan untuk sintesis protein. Tetapi, jika asupan glukosa rendah, asam amino dapat diubah menjadi glukosa melalui jalur yang disebut glukoneogenesis yaitu pembentukan glukosa baru dari prekursor nonkarbohidrat. Proporsi protein sebagai sumber energi  dalam diet yang dianjurkan adalah sebesar 15%. Asam amino merupakan sumber utama untuk glukosa melalui jalur glukoneogenesis, tetapi gliserol dari trigliserida juga dapat digunakan.  Glukoneogenesis dan glikogenolisis penting untuk memback up sumber glukosa pada saat puasa.

Komponen sel

Makromolekul : komponen struktural & fungsional utama sel, yang terdiri dari sebagai berikut:

1. Asam nukleat
2. Protein/Asam Amino
3. Karbohidrat/ polisakarida
4. Lemak/ lipid

Metabolisme bahan makanan

•         Absorptive-state : katabolisme ® penguraian molekul zat makanan yang besar menjadi molekul yang lebih kecil; rx oksidasi; melepaskan energi/panas; rx eksorgenik; membebaskan elektron

•         Post absorptive state/ fasted state : anabolisme ® sintesis molekul yang lebih kecil menjadi molekul yang lebih besar; rx reduksi; membutuhkan energi/panas; rx endorgenik; menyerap electron.

Bahan Makanan sbg Sumber Energi

4 jenis nutrien utama yang di butuhkan tubuh manusia, yaitu:

1. Makronutrien (karbohidrat, protein, lipid) menyuplai energi bagi tubuh
2. Vitamin membantu penggunaan makronutrien dan mempertahankan jaringan tubuh.
3. Mineral mempertahankan homeostasis, dan
4. Air sbg pelarut dalam tubuh, dan sbg alat transport untuk mendistribusikan nutrien ke jaringan.

Fungsi Makronutrien

      Adapun Fungsi dari Makronutrien adalah :

—  Sumber energi

Energi yang dilepaskan dari ikatan kimia nutrien ialah ATP, fosfokreatin, dan zat molekul berenergi tinggi. Energi ini digunakan untuk transport dan kerja mekanik.

—  Sintesis
Makromolekul digunakan untuk mensintesis bahan dasar yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pertahanan sel dan jaringan.

—  Simpanan
Jika makanan yang kita makan melebihi kebutuhan tubuh untuk energi dan sintesis, kelebihan nutien tersebut akan disimpan sebagai glikogen dan lemak. Simpanan ini menyediakan energi saat puasa.

Nutrient pool

Bentuk nutrien yang diabsorbsi bergantung pada jenis makromolekulnya. Makromolekul dari diet akan diubah menjadi 3 nutrient pools tubuh. Nutrient pools ialah nutrien yang tersedia di dalam tubuh dan siap digunakan. Bahan-bahan ini berada di dalam plasma.

G.                KESEIMBANGAN ENERGI DALAM METABOLISME

Energi dari Bahan Makanan

Energi yang berasal dari makanan dapat diukur dengan cara langsung (direct calorimetry) melalui oksidasi bahan makanan di dalam suatu bomb calorimeter. Makanan dibakar dalam alat tersebut, panas yang dihasilkan dan terperangkap di dalam alat tersebut kemudian diukur. Hasil dari pengukuran : karbohidrat menghasilkan panas 4,1 kcal/g, lemak 9,3 kcal/g,   protein 4,1 kcal/g, dan alkohol 7,1 kcal/g.

—  Kilocalori (kcal) ialah jumlah panas yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 liter air  sebanyak 1°C. Satu kilocalori (kcal) sama dengan 1 Calori.