Kaitan dengan Insulin dan glucagon Pada diagram tersebut dapat terlihat bahwa adanya kaitan insulin dan glucagon dengan tinggi dan rendahnya gula darah. Insulin dan glucagon merupakan hormon glukoregulator yg berperan untuk menstabilkan kadar gula darah di dalam sirkulasi tubuh. glukagon memiliki peran yang berlawanan dengan insulin. Glukagon berperan besar dalam mempertahankan kadar glukosa darah saat berpuasa ataupun tidak mengkonsumsi makanan dengan cara menstimulasi produksi glukosa dari hati melalui proses glikogenolisis dan glukoneogenesis. Glukosa yang dihasilkan dari hati akan mempertahankan konsentrasi basal glukosa dalam rentang normal saat berpuasa. Apabila glukosa darah menurun di bawah rentang normal, ini akan memicu sekresi glukagon dan selanjutnya produksi glukosa dari hati akan menstabilkan kembali kadar glukosa darah. Selain itu, peningkatan asam amino sekiranya kadar glukosa darah menurun di mana timbul selepas mengkonsumsi makanan tinggi protein juga bisa memicu sekresi glucagon. Sehingga pada diagram diatas terlihat bahwa apabila kadar gula darah rendah/menurun ,glucagon akan aktif dan produksi glukosa di hati akan menstabilkannya (simpanan glikogen hati merupakan bentuk simpanan glukosa yang mengalami pembentukan dan penguraian dengan cepat dan responsif terhadap perubahan kadar glukosa darah yang akecil dan cepat). Dalam prosesnya Setelah Glukagon ini aktif dan dihasilkan Protein kinase A yang akan menonaktifkan PFK2 dengan ATP akan menjadi ADP dan akan mengaktifkan Fbpase-2 sehingga jalurnya akan mengarah ke jalur Glukoneogenesis ,Disini asam laktat diubah menjadi glukosa kembali melalui serangkaian reaksi. Insulin adalah hormon yang bersifat anabolik yang mendorong penyimpanan glukosa sebagai glikogen di hati dan otot, perubahan glukosa menjadi triasilgliserol di hati dan penyimpanannya di jaringan adiposa, serta penyerapan asam amino dan sintesis protein di otot rangka. Insulin meningkatkan sintesis albumin dan protein darah lainnya oleh hati dan meningkatkan penggunaan glukosa sebagai bahan bakar dengan merangsang transpor glukosa ke dalam otot dan jaringan adiposa. Pelepasan insulin ditentukan terutama oleh kadar glukosa darah, terjadi dalam beberapa menit setelah pankreas terpajan oleh kadar glukosa yang tinggi. Ambang untuk pelepasan insulin adalah sekitar 80 mg/dl. Kadar tertinggi insulin terjadi sekitar 30-45 menit setelah makan makanan tinggi karbohidrat. dan insulin merangsang transpor glukosa dan asam amino ke dalam sel. Pada skema diatas Terlihat insulin akan aktif ketika kadar gula darah tinggi,ketika insulin ini aktif ,maka akan dihasilkan protein phosphatase-1, sehingga Fbpase-2 akan non aktif dan akan menyebabkan hilangnya 1 fosfat dan selanjutnya akan mengaktifkan PFK-2 ,sehingga mengarah ke jalur glikolisis. Proses ini berfungsi untuk menukarkan glukosa menjadi piruvat dan akan menghasilkan ATP tanpa menggunakan oksigen. Glikolisis dimulai dengan satu molekul glukosa yang memiliki 6 atom karbon pada rantainya (C6H12O6) dan akan dipecahkan menjadi dua molekul piruvat yang masing-masing memiliki 3 atom karbon (C3H3O3) yang merupakan hasil akhir bagi proses ini.

Transfer Elektron Rantai transpor elektron adalah tahapan terakhir dari reaksi respirasi aerob. Transpor elektron sering disebut juga sistem rantai respirasi atau sistem oksidasi terminal. Transpor elektron berlangsung pada krista (membran dalam) dalam mitokondria. Molekul yang berperan penting dalam reaksi ini adalah NADH dan FADH2, yang dihasilkan pada reaksi glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs. Selain itu, molekul lain yang juga berperan adalah molekul oksigen, koenzim Q (Ubiquinone), sitokrom b, sitokrom c, dan sitokrom a. Pertama-tama, NADH dan FADH2 mengalami oksidasi, dan elektron berenergi tinggi yang berasal dari reaksi oksidasi ini ditransfer ke koenzim Q. Energi yang dihasilkan ketika NADH dan FADH2 melepaskan elektronnya cukup besar untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP. Kemudian koenzim Q dioksidasi oleh sitokrom b. Selain melepaskan elektron, koenzim Q juga melepaskan 2 ion H+. Setelah itu sitokrom b dioksidasi oleh sitokrom c. Energi yang dihasilkan dari proses oksidasi sitokrom b oleh sitokrom c juga menghasilkan cukup energi untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP. Kemudian sitokrom c mereduksi sitokrom a, dan ini merupakan akhir dari rantai transpor elektron. Sitokrom a ini kemudian akan dioksidasi oleh sebuah atom oksigen, yang merupakan zat yang paling elektronegatif dalam rantai tersebut, dan merupakan akseptor terakhir elektron. Setelah menerima elektron dari sitokrom a, oksigen ini kemudian bergabung dengan ion H+ yang dihasilkan dari oksidasi koenzim Q oleh sitokrom b membentuk air (H2O). Oksidasi yang terakhir ini lagi-lagi menghasilkan energi yang cukup besar untuk dapat menyatukan ADP dan gugus fosfat organik menjadi ATP. Jadi, secara keseluruhan ada tiga tempat pada transpor elektron yang menghasilkan ATP. Sejak reaksi glikolisis sampai siklus Krebs, telah dihasilkan NADH dan FADH2 sebanyak 10 dan 2 molekul. Dalam transpor elektron ini, kesepuluh molekul NADH dan kedua molekul FADH2 tersebut mengalami oksidasi sesuai reaksi berikut. Reaksi Oksidasi yang Terjadi Pada Transpor Elektron Setiap oksidasi NADH menghasilkan kira-kira 3 ATP, dan kira-kira 2 ATP untuk setiap oksidasi FADH2. Jadi, dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34 ATP. Ditambah dari hasil glikolisis dan siklus Krebs, maka secara keseluruhan reaksi respirasi seluler menghasilkan total 38 ATP dari satu molekul glukosa. Akan tetapi, karena dibutuhkan 2 ATP untuk melakukan transpor aktif, maka hasil bersih dari setiap respirasi seluler adalah 36 ATP.

.Respirasi Aerob Respirasi aerob adalah reaksi katabolisme yang membutuhkan suasana aerobik sehingga dibutuhkan oksigen, dan reaksi ini menghasilkan energi dalam jumlah besar. Energi ini dihasilkan dan disimpan dalam bentuk energi kimia yang siap digunakan, yaitu ATP. Pelepasan gugus posfat menghasilkan energi yang digunakan langsung oleh sel untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, gerak, reproduksi, dll. Reaksi respirasi aerob secara sederhana adalah : C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O

Siklus kreb Hans Krebs menemukan peristiwa pemecahan glukosa disederhanakan secara perlahan di dalam sel secara siklus yang dikenal Daur Asam sitrat, selanjutnya dinamakan Daur Krebs. Daur Krebs berlangsung di dalam matriks mitokondria secara anaeorob, dikatalis oleh enzim-enzim antara lain : sitratsintetase, dehidrogenase. Siklus Krebs diawali dengan masuknya Asetil CoA (beratom C2) yang bereaksi dengan asam oksaloasetat (beratom C4) menghasilkan Asam Sitrat (beratomC6). Secara bertahap Asam sitrat melepaskan 2 atom C nya sehingga kembali menjadi asam oksaloasetat (beratom C4), peristiwa ini diikuti dengan reaksi reduksi (pelepasan elektron & ion hidrogen) oleh NAD+dan FAD+ menghasilkan 2 molekul NADH2, 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP. Dari seluruh rangkaian peristiwa siklus Krebs dihasilkan : 4 molekul CO2, 6 molekul NADH2 , 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP. Transpor Elektron Tahap akhir dari respirasi aerob adalah sistem transpor elektron sering disebut juga sistem (enzim) sitokrom oksidase atau sistem rantai pernapasan yang berlangsung pada krista dalam mitokondria. Pada tahap ini melibatkan donor elektron, akseptor elektron, dan reaksi reduksi dan oksidasi (redoks). Donor elektron adalah senyawa yang dihasilkan selama tahap glikolisis maupun siklus Krebs dan berpotensi untuk melepaskan elektron, yaitu NADH2 dan FADH2. Akseptor elektron adalah senyawa yang berperan sebagai penerima elektron yang dilepaskan oleh donor elektron, yaitu enzim sitokrom dan Oksigen. Sebanyak 10 molekul NADH2 dan 2 molekul FADH2 dihasilkan selama tahap glikolisis dan siklus Krebs. Seluruhnya akan memasuki reaksi redoks pada sistem transpor elektron. Setiap pelepasan elektron akan menghasilkan energi berupa ATP, 1 molekul NADH2 akan menghasilkan 3 molekul ATP, dan 1 molekul FADH 2 akan menghasilkan 2 molekul ATP. Mula-mula molekul NADH2 memasuki reaksi dan dihidrolisis oleh enzim dehidrogenase diikuti molekul FADH2 yang dihidrolisis oleh enzim flavoprotein, keduanya melepaskan ion Hidrogen diikuti elektron, peristiwa ini disebut reaksi oksidasi. Selanjutnya elektron ini akan ditangkap oleh Fe+++ sebagai akseptor elektron dan dikatalis oleh enzim sitokrom b, c, dan a. Peristiwa ini disebut reaksi reduksi. Reaksi reduksi dan oksidasi ini berjalan terus sampai elektron ini ditangkap oleh Oksigen (O2) sehingga berikatan dengan ion Hidrogen (H+) menghasilkan H2O (air). Hasil akhir dari sistem transpor elektron ini adalah 34 molekul ATP, 6 molekul H2O (air). Secara keseluruhan reaksi respirasi sel aerob menghasilkan 38 molekul ATP, 6 molekul H 2O, dan 2 molekul CO2.

Proses respirasi aerob berlangsung dalam 3 tahap yang berurutan, yaitu : 1. Glikolisis Pemecahan molekul glukosa (C6) menjadi senyawa asam piruvat (C3) SiklusKrebs, Reaksi reduksi molekul Asetil CoA menghasilkan asam sitrat dan oksaloasetat Transporelektron ,Reaksi reduksi-oksidasi molekul-molekul NADH2 dan FADH2 menghasilkan H2O dan sejumlah ATP.

2. 3.

Glikolisis Glikolisis adalah peristiwa pemecahan satu molekul glukosa (senyawa beratom C 6 buah) menjadi 2 molekul asam piruvat (senyawa beratom C 3 buah). Peristiwa ini berlangsung di dalam sitosol (sitoplasma) sel hidup dalam kondisi anaerob (tanpa oksigen bebas) dikatalis oleh enzimeinzim antara lain: heksokinase, isomerase, fosfogliserokinase, piruvatkinase, dehidrogenase. Tahap ini menghasilkan 2 molekul ATP dan 2 molekul NADH2. Untuk memecah molekul glukosa menjadi asam piruvat ternyata melalui tahapan terbentuknya senyawa antara, berupa Phosfogliseraldehid (PGAL), yaitu senyawa beratom C6 yang mendapat tambahan posfat yang berasal dari 2ATP, artinya perubahan molekul glukosa memerlukan energi sebanyak 2 molekul ATP. Pemecahan molekul PGAL menjadi asam piruvat akan melepaskan energi sebanyak 4 molekul ATP dan pelepasan 2 atom hidrogen yang berpotensi energi tinggi, selanjutnya hidrogen yang dilepaskan ini akan ditangkap oleh kofaktor berupa NAD+ dan membentuk senyawa 2NADH2. Hasil akhir dari tahap Glikolisis menghasilkan 2 molekul asam piruvat, 2 molekul ATP, dan 2 molekul NADH2. Selanjutnya senyawa asam piruvat memasuki membran mitokondria untuk tahap berikutnya. DekarboksilasiOksidatif Merupakan tahap antara Glikolisis dengan Siklus Krebs. Sebelum memasuki tahap berikutnya, senyawa asam piruvat akan mengalami oksidasi berupa pelepasan gugus karboksil (COOH) dalam suasana aerob yang disebut dekarboksilasi oksidatif dan penambahan molekul Coenzim-A (Co-A). Peristiwa ini berlangsung di dalam membran mitokondria dikatalisis oleh enzim piruvat-dehidrogenase dan menghasilkan Asetil Co-A, 2CO2, dan 2NADH2.