METABOLISME KARBOHIDRAT, LIPID DAN PROTEIN
BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Makhluk hidup pasti melakukan
metabolisme dalam hidupnya. Siklus metabolisme ini terdiri atas pembentukan
ataupun penguraian. Pembentukan senyawa yang sederhana menjadi senyawa yang
lebih kompleks dengan menggunakan energi disebut sebagai anabolisme, sedangkan
mtabolisme yang merombak zat simpan (karbohidrat) dan menghasilkan energi untuk
melakukan aktifitas disebut dengan katabolisme. Fotosintesis adalah suatu
proses biokimia dimana terjadi proses pembentukan zat makanan atau energi
simpanan yaitu glukosa yang dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan beberapa jenis
bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan
bantuan energi cahaya matahari. Sedangkan respirasi adalah bagian tak
terpisahkan dalam siklus metabolisme makhluk hidup. Respirasi merupakan suatu
proses dimana energi yang disimpan dalam bentuk karbohidrat, lemak dan protein
diubah menjadi energi ATP untuk dapat melakukan kegiatan misalkan dalam proses
pertumbuhan dan perkembangan tanaman yang bersangkutan. Bila fotosintesis dan
respirasi terganggu maka itu artinya seluruh siklus metabolisme tidak akan
terjadi dengan baik. Apabila respirasi tidak berlangsung maka tidak akan
terjadi pertumbuhan, selain itu energi juga tidak dihasilkan untuk dapat
mengadakan pembentukan zat simpan misalkan pada fotosintesis. Mengingat pada
pentingnya peran keduanya berkaitan dengan metabolisme pada tanaman budidaya,
maka kita harus terus mengembangkan pembahasan terkait fotosintesis dan
respirasi. Dengan harapan akan ditemukan cara untuk meningkatkan efisiensi dari
metabolisme sehingga dengan substrat yang sedikit dapat menghasilkan energi
yang maksimal dan mendukung pertumbuhan tanaman budidaya dengan baik.
1.2. Tujuan Penulisan
Penulisan makalah ini memiliki
beberapa tujuan, yaitu:
- Mengetahui pengertian dan definisi energi,proses pembentukan dan penguraian energi dan contoh reaksi yang menghasilkan energy.
- Peranan Karbohidrat, Lemak dan Protein dalam metabolism
- Memenuhi tugas mata kuliah biologi dasar (Biokimia)
1.3. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam makalah
ini adalah pengertian dan definisi metabolism, peranan Karbohidrat, Lemak dan
Protein dalam metabolime tubuh.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Fungsi 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
manusia dan bahan bakar universal bagi janin. Glukosa diubah menjadi
karbohidrat lain misalnya glikogen untuk simpanan, ribose untuk membentuk asam
nukleat, galaktosa dalam laktosa susu, bergabung dengan lipid atau dengan
protein, contohnya glikoprotein dan proteoglikan.
a. Jalur-jalur metabolisme karbohidrat
Terdapat beberapa jalur metabolisme karbohidrat yaitu
: glikolisis, oksidasi piruvat, siklus asam sitrat, glikogenesis,
glikogenolisis serta glukoneogenesis.
2.2. PROSES METABOLISME KARBOHIDRAT
Lintasan
metabolisme dapat digolongkan menjadi 3 kategori:
1. Lintasan anabolik
(penyatuan/pembentukan)
2. Lintasan katabolik (pemecahan).
3. Lintasan amfibolik (persimpangan)
2.3. TAHAP METABOLISME KARBOHIDRAT
Glikolisis
Glikolisis
adalah katabolisme glukosa yang berlangsung di dalam sitosol semua sel,
menjadi:
1. asam piruvat, pada suasana aerob
(tersedia oksigen)
2. asam laktat, pada suasana anaerob (tidak
tersedia oksigen)
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
Glikogenesis
Tahap
pertama metabolisme karbohidrat adalah pemecahan glukosa (glikolisis) menjadi
piruvat. Selanjutnya piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Akhirnya asetil KoA
masuk ke dalam rangkaian siklus asam sitrat untuk dikatabolisir menjadi energi.
Glukoneogenesis
Glukoneogenesis terjadi jika sumber energi dari karbohidrat
tidak tersedia lagi. Maka tubuh adalah menggunakan lemak sebagai sumber energi.
Jika lemak juga tak tersedia, barulah memecah protein untuk energi yang
sesungguhnya protein berperan pokok sebagai pembangun
tubuh.
2.4. Peran Protein dalam Metabolisme
Protein diperlukan oleh setiap sel hidup
dalam badan. Selain air, protein membentuk bahagian terbesar berat badan kita.
Dalam tubuh manusia, protein membentuk otot, ligamen, tendon, organ, kelenjar,
kuku, rambut dan tulang. Enzim dan hormon yang menjadi pemangkin dan mengawal
selia semua proses badan adalah protein. Protein membantu untuk mengawal
keseimbangan air dalam tubuh dan mengekalkan pH dalaman yang sepatutnya.
2.5. MACAM
PROTEIN
· Peptide: 2 – 10 asam amino
· Polipeptide: 10 – 100 asam amino
· Protein: > 100 asam amino
· Antara asam amino saling berikatan dengan ikatan peptide
· Glikoprotein: gabungan glukose dengan protein
· Lipoprotein: gabungan lipid dan protein
2.6. PEMECAHAN
PROTEIN
1. Transaminasi:
· Alanin + alfa-ketoglutarat → piruvat + glutamat
2. Diaminasi:
· Asam amino + NAD+ → asam keto + NH3.
· NH3 → merupakan racun bagi tubuh, tetapi tidak dapat dibuang
oleh ginjal → harus diubah dahulu jadi urea (di hati) → agar dapat dibuang oleh
ginjal
EKSKRESI NH3.
EKSKRESI NH3.
· NH3 → tidak dapat diekskresi oleh ginjal.
· NH3 harus dirubah dulu menjadi urea oleh hati.
· Jika hati ada kelainan (sakit) → proses perubahan NH3 → urea
terganggu → penumpukan NH3 dalam darah → uremia.
· NH3 bersifat racun → meracuni otak → coma.
· Karena hati yang rusak → disebut Koma hepatikum
PEMECAHAN
PROTEIN
· Deaminasi maupun transaminasi merupakan proses perubahan protein
→ zat yang dapat masuk kedalam siklus Krebs.
· Zat hasil deaminasi/transaminasi yang dapat masuk siklus
Krebs adalah: alfa ketoglutarat, suksinil ko-A, fumarat, oksaloasetat, sitrat.
2.7. METABOLISME
LEMAK Ada
3 fase:
1. β oksidasi
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi Oksidatif
SIKLUS
KREBS
· Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2
· Proses ini terjadi didalam mitokondria.
· Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo
asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di
sitoplasma habis.
· Oksaloasetat berasal dari asam piruvat.
· Jika asupan nutrisi kekurangan KH → kurang as. Piruvat → kurang
oxaloasetat
KETOSIS
· Degradasi asam lemak → Asetil KoA terjadi di Hati, tetapi
hati hanya mengunakan sedikit asetil KoA → akibatnya sisa asetil KoA
berkondensasi membentuk Asam Asetoasetat.
· Asam asetoasetat merupakan senyawa labil yang mudah pecah
menjadi: Asam β hidroksibutirat dan Aseton.
· Ketiga senyawa diatas (asam asetoasetat, asam β
hidroksibutirat dan aseton) disebut BADAN KETON.
· Adanya badan keton dalam sirkulasi darah disebut: ketosis.
· Ketosis terjadi saat tubuh kekurangan karbohidrat dalam
asupan makannya → kekurangan oksaloasetat.
· Jika Oksaloasetat menurun → maka terjadi penumpukan Asetil
KoA didalam aliran darah → jadi badan keton → keadaan ini disebut KETOSIS.
· Badan keton merupakan racun bagi otak → mengakibatkan Coma,
karena sering terjadi pada penderita DM → disebut Koma Diabetikum.
· Ketosis terjadi pada keadaan :
- Kelaparan
- Diabetes Melitus
- Diet tinggi lemak, rendah karbohidrat
· Lemak biologis yang terpenting: lemak netral (trigliserida),
fosfolipid, steroid.
· Asam lemak :
1. Asam palmitat: CH3(CH2)14-COOH
2. Asam stearat: CH3(CH2)16-COOH
3. Asam oleat: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
· Trigliserida: ester gliserol + 3 asam lemak.
· Fosfolipid: ester gliserol + 2 asam lemak + fosfat.
· Steroid: kolesterol dan turunanya (hormon steroid, asam
lemak dan vitamin)
2.8. ABSORPSI LEMAK
· Lemak diet diserap dalam bentuk: kilomikron → diabsorpsi
usus halus masuk ke limfe (ductus torasikus) → masuk darah.
· Kilomikron dalam plasma disimpan dalam jaringan lemak
(adiposa) dan hati.
· Proses penyimpananya: kilomikron dipecah oleh enzim
lipoprotein lipase (dalam membran sel) → asam lemak dan gliserol.
· Didalam sel asam lemak disintesis kembali jadi trigliserida
(simpanan lemak)
MACAM LEMAK PLASMA
· Asam lemak bebas (FFA= free fatty acid) → ada dalam plasma
darah dan terikat dengan albumin.
· Kolesterol, trigliserida dan fosfolipid → dalam plasma
berbentuk lipoprotein. Macam-macam lipoprotein, yaitu :
1. Kilomikro
2. VLDL: very low density lipoprotein
3. IDL: intermediate density lipoprotein
4. LDL: low density lipoprotein
5. HDL: high density lipoprotein
ASAM LEMAK BEBAS PENGGUNAAN FFA SEBAGAI ENERGI
· FFA dalam plasma dibawa ke mitokondria dengan carrier
Karnitin.
· FFA dalam sel dipecah menjadi asetil koenzim-A dengan beta
oksidasi.
· Asetil koenzim-A hasil beta oksidasi → masuk siklus Krebs
untuk diubah menjadi H dan CO2
RANTAI RESPIRASI
· H adalah hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh
carrier NAD menjadi NADH.
· H dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom
b → sitokrom c →sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + Energi.
· Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya
disebut Rantai respirasi.
· Rantai Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom
H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai
enzim Oksidase.
Urutan
carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b
→ sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + Energi
FOSFORILASI OKSIDATIF
FOSFORILASI OKSIDATIF
· Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi
→ energi tsb ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat menjadi ATP.
· Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor
menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi.
· Fosforilasi oksidatif → proses merubah ADP → ATP (dengan
menngunakan energi hasil reaksi H2 + O2 → H2O + E)
SINTESIS TRIGLISERIDA DARI
KARBOHIDRAT
· Bila KH dalam asupan lebih banyak dari yang dibutuhkan → KH
diubah jadi glikogen dan kelebihanya diubah jadi trigliserida → disimpan dalam
jaringan adipose.
· Tempat sintesis di hati, kemudian ditransport oleh lipoprotein
ke jaringan disimpan di jaringan adiposa sampai siap digunakan tubuh
SINTESIS TRIGLISERIDA DARI PROTEIN
· Banyak asam amino dapat diubah menjadi asetil koenzim-A.
· Dari asetil koenzim-A dapat diubah menjadi trigliserida.
· Jadi saat asupan protein berlebih, kelebihan asam amino
disimpan dalam bentuk lemak di jaringan adipose
PENGATURAN HORMON ATAS PENGGUNAAN LEMAK
· Penggunaan lemak tubuh terjadi pada saat kita gerak badan
berat.
· Gerak badan berat menyebabkan pelepasan epineprin dan nor
epineprin.
· Kedua hormon diatas mengaktifkan lipase trigliserida yang
sensitif hormon → pemecahan trigliserida → asam lemak.
· Asam lemak bebas (FFA) dilepas ke darah dan siap untuk
dirubah jadi energi
BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Dalam
tubuh manusia terdapat berbagai macam reaksi kimia guna melangsungkan
kehidupan, yang kita bahas adalah reaksi-reaksi yang bersifat enzimatis seperti
metabolism tubuh.
Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Glukosa
merupakan bahan bakar metabolik utama bagi manusia dan bahan bakar universal.
Glukosa diubah menjadi karbohidrat lain misalnya glikogen, ribose, galaktosa,
bergabung dengan lipid atau dengan protein, contohnya glikoprotein dan
proteoglikan. Karbohidrat yang kita peroleh dari asupan makanan yang kita
konsumsi ini merupakan bahan bakar energy pada berbagai proses
protein membentuk
bagian terbesar berat badan kita. protein membentuk otot, ligamen, tendon,
organ, kelenjar, kuku, rambut dan tulang. Enzim dan hormon yang menjadi
pemangkin dan mengawal selia semua proses badan adalah protein. Protein
membantu untuk mengawal keseimbangan air dalam tubuh dan mengekalkan pH dalaman
yang sepatutnya. Pada proses metabolime protein
Protein
tersusun atas sejumlah asam amino yang membentuk suatu untaian
(polimer) dengan ikatan peptida.
Selain itu, protein juga memiliki gugus amina (-
NH2) dan gugus karboksil (-COOH).
Berdasarkan banyaknya asam amino dapat
dibedakan menjadi:
1. Peptida jika terdiri atas untaian
pendek asam amino (2 - 10 asam amino).
2. Polipeptida jika terdiri atas 10
- 100 asam amino.
3. Protein jika terdiri atas untaian
panjang lebih dari 100 asam amino.
Beberapa jenis protein antara lain:
1. Glikoprotein yaitu protein yang
mengandung karbohidrat.
2. Lipoprotein yaitu protein yang
mengandung lipid
DAFTAR PUSTAKA
Harper, Rodwell, Mayes, 1977, Review of Physiological Chemistry
Colby, 1992, Ringkasan Biokimia Harper, Alih Bahasa: Adji Dharma,
Jakarta, EGC
Wirahadikusumah, 1985, Metabolisme Energi, Karbohidrat dan Lipid,
Bandung, ITB
Harjasasmita, 1996, Ikhtisar Biokimia dasar B, Jakarta, FKUI
Toha, 2001, Biokimia, Metabolisme Biomolekul, Bandung, Alfabeta
Poedjiadi, Supriyanti, 2007, Dasar-dasar Biokimia, Bandung, UI
Press
