INDIVIDUAL LEARNING 2METABOLISME

Oleh :

Nyoman Sudanti(1302105017)

PROGRAM STUDI ILMU KEPERAWATANFAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS UDAYANA2014

1. Jelaskan tentang bioenergitika dan metabolisme! BioenergetikaBioenergetika adalah ilmu yang mempelajari tentang perubahan energi yang menyertai reaksi biokimia. Pada sistem non biologis energi panas dapat diubah menjadi energi mekanis atau energi listrik, sedangkan pada sistem biologis bersifat isotermis (seimbang) sehingga manusia hanya menggunakan energi panas untuk mempertahankan suhu tubuh tanpa dapat diubah menjadi energi mekanik dan energi listrik, oleh karena itu pada sistem biologis menggunakan energi kimia untuk menjalankan proses-proses kehidupan.Pada sistem biologis dikenal istilah Endergonik untuk proses yang memerlukan energi dan eksergonik untuk proses yang menghasilkan energi. Penggunaan istilah ini untuk menunjukkan bahwa suatu proses masing-masing disertai oleh kehilangan atau penambahan energi bebas dalam segala bentuk. Reaksi eksergonik disebut juga sebagai katabolisme (reaksi penguraian), dan reaksi endergonik disebut juga sebagai anabolisme (reaksi sintesis/ pembentukan). Reaksi endergonik dan eksergonik dalam prakteknya tidak dapat berjalan secara sendiri-sendiri, keduanya saling berkaitan dan ketergantungan. Salah satu bukti adanya ketergantungan ini adalah pada proses yang terjadi didalam tubuh manusia. Makanan yang dimakan oleh manusia dipecah (katabolitik) menjadi senyawa prekursor yang disertai dengan pembentukan E menjadi ~E (proses Eksergonik). ~E yang dihasilkan dari proses katabolitik ini digunakan untuk kerja sel, pembentukan biomolekul kompleks, dan digunakan dalam kerja mekanik dan osmotik yang disertai dengan perubahan ~E menjadi E (proses endergonik). MetabolismeMetabolisme adalah seluruh reaksi biokimiawi yang terjadi di dalam sel tubuh makhluk hidup. Metabolisme dapat dibedakan menjadi 2 (dua) macam proses yaitu anabolisme (penyusunan) dan katabolisme (penguraian). Anabolisme adalah sintesis makromolekul seperti protein, polisakarida, dan asam nukleat dari bahan-bahan yang kecil. Proses sintesis demikian tidak dapat berlangsung tanpa adanya masukan energi. Secara langsung atau tidak Gambar: metabolisme energy langsung, ATP merupakan sumber energi bagi semua aktifitas anabolik di dalam sel. Metabolisme memerlukan keberadaan enzim agar prosesnya berjalan cepat. Hasil proses metabolism berupa energi dan zat-zat lain yang diperlukan oleh tubuh.Metabolisme berperan mengubah zat-zat makanan seperti: glukosa, asam amino, dan asam lemak menjadi senyawa-senyawa yang diperlukan untuk proses kehidupan seperti: sumber energi (ATP). Energi antara lain berguna untuk aktivitas otot, sekresi kelenjar, memelihara membran potensial sel saraf dan sel otot, sintesis substansi sel. Zat-zat lain yang berasal dari protein berguna untuk pertumbuhan dan reparasi jaringan tubuh. Hasil metabolisme tersebut kemudian dimanfaatkan oleh tubuh untuk berbagai keperluan antara lain: sumber energi, menggangti jaringan yang rusak, pertumbuhan dan lainnya.

2. Jelaskan tentang ATP! PengertianAdenosin trifosfat (ATP) adalah molekul yang berfungsi sebagai sumber energi universal untuk reaksi seluler, sebuah nukleotida (unit struktural dasar asam nukleat DNA atau RNA) yang terdapat dalam jaringan otot. Dalam tubuh, ATP terurai menjadi adenosin difosfat dan gugusan fosfat terpisah. Hal ini melepaskan energi, yang digunakan untuk tenaga sel-sel tubuh. Selama periode tidak aktif, reaksi sebaliknya terjadi, dan kelompok fosfat menempel kembali ke molekul untuk menggunakan energi yang diperoleh dari makanan. Dengan cara ini, molekul ATP terus-menerus didaur ulang oleh tubuh. Struktur ATPATP memiliki tiga fosfat dan ikatan antara dua fosfat terakhir (~) memiliki energy yang tinggi.

Gambar: struktur ATP

Hidrolisis ATPUntuk melepaskan energi dari ikatan fosfat pada molekulnya, maka ATP mengalami hidrolisis dengan proses ATP + H2O ADP + Pi + energy. Enzim hidrolisis akan berikatan dengan ATP dan mengkatalisis reaksi ini. Selama reaksi, air akan memecah ikatan berenergi tinggi antara grup fosfat, menghasilkan energy dan meninggalkan adenosine difosfat. Energi yang dilepaskan inilah yang akan dipakai. Sintesa ATPDalam sintesa ATP, ATP dibentuk kembali dari ADP yang ada. Memerlukan energi dan menghasilkan ATP dan molekul air dengan proses ADP + Pi + energy ATP + H2O. Enzim sintesis akan berikatan dengan ADP dan mengkatalisis reaksi ini.

3. Bagaimana proses metabolisme lemak dan karbohidrat? Proses metabolisme lemakLipid yang kita peroleh sebagai sumber energi utamanya adalah dari lipid netral, yaitu trigliserida (ester antara gliserol dengan 3 asam lemak). Karena larut dalam air, gliserol masuk sirkulasi portal (vena porta) menuju hati. Sebagian besar asam lemak dan monogliserida karena tidak larut dalam air, maka diangkut oleh miselus (dalam bentuk besar disebut emulsi) dan dilepaskan ke dalam sel epitel usus (enterosit). Di dalam sel ini asam lemak dan monogliserida segera dibentuk menjadi trigliserida (lipid) dan berkumpul berbentuk gelembung yang disebut kilomikron. Selanjutnya kilomikron ditransportasikan melalui pembuluh limfe dan bermuara pada vena kava, sehingga bersatu dengan sirkulasi darah. Kilomikron ini kemudian ditransportasikan menuju hati dan jaringan adiposa.Di dalam sel-sel hati dan jaringan adiposa, kilomikron segera dipecah menjadi asam-asam lemak dan gliserol. Selanjutnya asam-asam lemak dan gliserol tersebut dibentuk kembali menjadi simpanan trigliserida. Proses pembentukan trigliserida ini dinamakan esterifikasi. Sewaktu-waktu jika kita membutuhkan energi dari lipid, trigliserida dipecah menjadi asam lemak dan gliserol, untuk ditransportasikan menuju sel-sel untuk dioksidasi menjadi energi. Proses pemecahan lemak jaringan ini dinamakan lipolisis. Asam lemak tersebut ditransportasikan oleh albumin ke jaringan yang memerlukan dan disebut sebagai asam lemak bebas. Proses oksidasi asam lemak dinamakan oksidasi beta dan menghasilkan asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA akan masuk ke dalam siklus asam sitrat sehingga dihasilkan energi. Jika kebutuhan energi sudah mencukupi, asetil KoA dapat mengalami lipogenesis menjadi asam lemak dan selanjutnya dapat disimpan sebagai trigliserida.Beberapa lipid non gliserida disintesis dari asetil KoA. Asetil KoA mengalami kolesterogenesis menjadi kolesterol. Selanjutnya kolesterol mengalami steroidogenesis membentuk steroid. Asetil KoA sebagai hasil oksidasi asam lemak juga berpotensi menghasilkan badan-badan keton (aseto asetat, hidroksi butirat dan aseton). Proses ini dinamakan ketogenesis. Badan-badan keton dapat menyebabkan gangguan keseimbangan asam-basa yang dinamakan asidosis metabolik. Keadaan ini dapat menyebabkan kematian.

KolesterolAseto asetathidroksi butiratAsetonSteroidSteroidogenesisKolesterogenesisKetogenesisDietLipidKarbohidratProteinAsam lemakTrigliseridaAsetil-KoAEsterifikasi LipolisisLipogenesis Oksidasi betaSiklus asam sitratATPCO2 H2O+ ATPGambar: proses metabolisme lemak

Proses metabolisme karbohidratProses metabolisme karbohidrat terdiri dari beberapa proses, yaitu:a. GlikogenesisGlukosa setelah masuk ke dalam sel akan bergabung dengan gugus posfat radikal menjadi Glukosa 6 posfat (Posforilasi). Posforilasi glukosa tersebut bersifat reversibel. Glukosa 6 posfat dapat langsung digunakan untuk sumber energi atau disimpan dalam bentuk glikogen. Jika konsumsi karbohidrat berlebihan sehingga intake glukosa melimpah sedangkan pembongkaran glukosa untuk sumber tenaga berkurang, maka glukosa akan diubah menjadi glikogen (glikogenesis).b. GlikolisisGlukosa di dalam sitoplasma akan dipecah secara enzimatis berantai menjadi asam piruvat dengan menghasilkan 2 mol ATP. Proses ini disebut respirasi anaerob (glikolisis anaerob). Asam piruvat selanjutnya akan mengalami beberapa kemungkinan diubah menjadi:1. Asam laktat dengan menghasilkan 2 mol ATP. Peristiwa ini meningkat pada saat tubuh kekurangan oksigen, misalnya pada saat latihan atau bekerja terlalu keras. Asam laktat yang dihasilkan ini dapat menurunkan pH yang akan mempengaruhi daya hidup sel.2. Asetaldehida kemudian menjadi alkohol. Proses ini disebut fermentasi (hanya terjadi pada bakteri, jamur dan tumbuhan).3. Asetil Ko-A selanjutnya siklus Krebs dan transport electron menjadi ATP.c. GlikogenolisisPada saat seseorang berpuasa atau sedang melakukan aktivitas yang berlebihan akan menyebabkan turunnya kadar glukosa darah menjadi 60 mg/100ml darah. Keadaan ini akan memacu hati untuk membebaskan glukosa dari pemecahan glikogen yang disebut proses glikogenolisis. Glikogenolisis dirangsang oleh hormon glukagon dan adrenalin.d. GlukoneogenesisApabila ketersediaan glukosa tidak tercukupi, maka lemak dan protein akan diubah menjadi asetil koenzim A (Asetil Ko-A) sehingga dapat masuk ke siklus Krebs. Peristiwa pembentukan glukosa dari asam amino dan asam lemak disebut glukoneogenesis.e. Respirasi (Okisidasi) SelulerGlukosa di dalam sel dipecah secara oksidasi dengan menggunakan molekul oksigen menjadi karbondioksida (CO2), air (H2O), energi (ATP), dan panas. Jika kadar oksigen tercukupi, maka asam piruvat selanjutnya akan diubah menjadi asetil koenzim A (Asetil Ko-A) sehingga dapat masuk ke siklus Krebs, atau setelah menjadi asetil Ko-A kemudian masuk ke dalam siklus Krebs dengan menghasilkan NADH (nicotin amid dinucleotid), FAD (Flavin amid dinucleotid), ATP (adenosine trifosfat), CO2 dan H2O. Peristiwa ini terjadi di dalam mitokondria atau sering disebut respirasi seluler.Transport elektron mengubah NADH dan FADH menjadi ATP di dalam membrane dalam mitokondria. Satu mol glukosa akan menghasilkan sebanyak 36 mol ATP (netto). Satu mol glukosa (180 gr glukosa) menghasilkan 686.000 kalori setara 36 ATP. Selain dari glukosa, ATP dapat dihasilkan dari pemecahan asam lemak dan asam amino.

Daftar Pustakahttp://file.upi.edu/Direktori/FPOK/JUR._PEND._KESEHATAN_&_REKREASI/PRODI._ILMU_KEOLAHRAGAAN/198007212006042-IMAS_DAMAYANTI/ATP_INTRODUKSI.pdf diakses pada 24 mei 2014 http://www.academia.edu/6109144/BIOENERGETIKA diakses pada 24 mei 2014 http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/tmp/Bb6-Metabolisme.pdf diakses pada 24 mei 2014