METABOLISME

akma

DEFINISI

• SUMUA PERUBAHAN KIMIA DAN FISIKA YANG BERLANGSUNG UNTUK HIDUP YANG TERJADI DIDALAM TUBUH SEHINGGA TERJADI KESEIMBANGAN

HOMESTASIS

KEBUTUHAN TUBUH

• BAHAN BAKAR : KARBOHIDRAT & LEMAK

• BAHAN PEMBANGUN : PROTEIN

• BAHAN PENGATUR : VITAMIN & MINERAL

MANFAAT METABOLISME

METABOLISME

ENERGI

• UNTUK AKTIVITAS DALAM TUBUH

• UNTUK PENYUSUN DALAM TUBUH

• UNTUK DISIMPAN DALAM TUBUH

HASIL ENERGI :METABOLISME 2 MACAM

1. ANABOLISME • PENYUSUNAN • MEMBENTUK MOLEKUL BESAR DARI KECIL• ENERGI AKAN DISIMPAN• GLUKOSA GLIKOGEN

2. KATABOLISME– PEMECAHAN– MENGURAIKAN MOLEKUL BESAR MENJADI

MOLEKUL KECIL– PROSES BERTAHAP DIBEBASKAN

SEJUMLAH ENERGI– CONTOH : GLIKOGEN GLUKOSA

Jenis Metabolisme

1. Metabolisme Intermedier• Metabolisme tubuh dimana terjadi perubahan

bentuk antara.• Contoh : Gliserol Digliserida

Glikogen Glukosa

2. Metabolisme Air dan Mineral• Berupa perubahan elektrolit pada susunan Na, K, di

dalam dan di luar sel untuk transmisi impuls• Sering disebut sebagai exchange

3. Metabolisme Energi• ATP sebagai aliran energi

ROOM KALORIMETER

• Merupakan alat untuk mengukur energi yang dihasilkan oleh suatu bahan makanan

• Berupa ruangan yang dibatasi oleh isolator• Jika dimasukkan bahan ke dalamnya terjadi heat

transferred• Jika dimasukkan benda yang dibakar didalamnya

panas yang diterima kalorimeter sama dengan panas yang dihasilkan oleh pembakaran benda

• Bahan yang dibakar disebut BOM– Di dalam tabung dimasukkan O2 berlebih– Dialiri listrik mudah terbakar

SATUAN STANDART ENERGI PANAS

• KALORI (kal)

• Jumlah energi yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebesar 1° C

• 1 Kal = 1 kkal = 4,185 kj

• 1 kj = 0,2389 kkal

• 1 kkal = 428,57 kg.m

• 1 kg.m = 0,0023 kkal

PENGUKURAN KECEPATAN METABOLISME

A. DEFINISI• KECEPATAN METABOLISME ADALAH : JUMLAH

ENERGI YANG DIBEBASKAN PER SATUAN WAKTU

B. TEKNIK PENGUKURAN1. LANGSUNG• BERDASARKAN PANAS YG DIKELURARKAN

OLEH TUBUH2. TIDAK LANGSUNG• BERDASARKAN JUMLAH O2 YANG DIPAKAI

OLEH TUBUH

Pengukuran Langsung

• Lebih akurat• Bila diulang : perbandingan hasil ≤ 1 %Kelemahan :

– Ruang besar – Pelaksanaan lebih susah– Tidak praktis– mahal

Zat yang ada di dalam room calorimeter1. O22. H2SO43. CaO4. Ca(OH)2/KOH

PENGUKURAN TIDAK LANGSUNG

• TUBUH PERLU O2 UNTUK MEMBAKAR BAHAN MAKANAN ENERGI

• JUMLAH O2 YANG DIGUNAKAN SEBANDING DENGAN JUMLAH ENERGI YANG DILEPASKAN

• 2 CARA :1. CARA TERTUTUP2. CARA TERBUKA

CARA TERTUTUP• O2 DISEDIAKAN DI RUANG TERTUTUP DIKETAHUI O2

YANG DIPAKAI• ALAT : SPIROMETER TERDIRI DARI :

– TABUNG DENGAN 2 DINDING BERISI AIR– SODA LIME (CO2 ABSORBER)

• VOLEMU ATPS STPD

HUKUM BOYLE – GAY LUSSAC

P1.V1 P2.V2---------- = ---------T1 T2

P1 = TEKANAN PADA PENGUKURAN (P SETEMPAT – P UAP JENUH SETEMPAT)

V1 = VOLUME YANG DIDAPATKAN PADA PENGUKURANT1 = SUHU PENGUKURAN (°K)P2 = TEKANAN STANDART (760 mmHg)T2 = SUHU STANDART (273 °K)V2 = VOLUME YANG DICARI

SECARA TERBUKA• OKSIGEN YANG DIPERLUKAN

DIDAPAT DARI UDARA LUAR• ALAT : KANTONG DOUGLAS

– ALAT UNTUK MENGUKUR VOLUME– GASSOMETER UNTUK MENGUKUR

KADAR GAS• YANG DITAMPUNG UDARA

EKSPIRASI• MASALAH :

– BERAPA VOLUME UDARA INSPIRASI

– BERAPA O2 TERPAKAIO2 TERPAKAI = O2 INSPIRASI – O2

EKSPIRASI= VOL INS x [O2] INS – VOL EKS x [O2]

EKS• GAS YANG KELUAR MASUK

PERNAFASAN YANG TAK BERUBAH JUMLAHNYA DAN DENGAN MUDAH DITENTUKAN DENGAN NITROGEN

– N2 INSP = N2 EXPVOL INS x [N2]INS = VOL EXP x [N2]

EXP

[N2] EXPVOL INS = ----------------- x V EXP

[N2] INS

• WEIR’S FORMULA

E kkal = 0,05 (OI – OE) x V exp

• Max Plank Formula

0,3 % x V exp

RQ = RESPIRATORY QUOTIENT

• Kuosien Pernapasan• Ratio antara CO2 yang dihasilkan dengan O2 yang dipakai dalam

kondisi mantap (steady state)• Penting untuk menentukan apa yang dibakar oleh tubuh [ CO2 /

O2 ]• RQ KARBOHIDRAT = 1

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + H2O + 670 Kal• RQ LEMAK = 0,7

C16H32O2 + 23 O2 16 CO2 + 16 H2O + 2430 Kal• RQ PROTEIN = 0,7

2(CH3)2CH2CH(NH2)COOH + 15 O2 11 CO2 + H2O + UREA + 1560 Kal

• ENERGI YANG DIHASILKAN 1 LITER O2 UNTUK MEMBAKAR LEMAK ≠ 1 LITER O2 UNTUK MEMBAKAR PROTEIN

• NILAI NORMAL RQ = 0,72 – 1,00

TABEL NILAI ENERGI UNTUK 1 LITER O2 PADA PEMBAKARAN BEBERAPA BAHAN

BAHAN NILAI ENERGI RQ

Kkal Kj

KARBOHIDRAT 5,047 21,122 1,0

LEMAK 4,685 19,611 0,7

PROTEIN 4,463 18,678 0,8

CAMPURAN 4,825 20,198 0,82

PEMBAKARAN PROTEINPROTEIN + O2 UREUM + CO2 + ENERGIDIDALAM PROTEIN TERDAPAT ± 16 % NITROGEN

100 %PROTEIN = ----------- X NITROGEN = 6,25 N GRAM

16 %ENERGI YANG DIHASILKAN = 26,51 GRAM NCO2 YANG DIHASILKAN = 4,76 N LITERO2 YANG DIPAKAI = 5,94 N LITER

PEMBAKARAN O2 CO2 RQ

(CO2/O2)

TOTAL A B B/A

PROTEIN C D D/C

NON-PROTEIN A-C B-D B-D / A-C

METABOLISME BASAL• METABOLISME YANG

DIUKUR PADA KONDISI BASAL

• SYARAT :1. Dalam kondisi istirahat (mental-

fisik)2. Dilakukan dalam kondisi perut

kosong ± 16 jam (post absorptive)

3. Malam sebelumnya telah tidur nyenyak

4. Ruang pengukuran bersuhu nyaman

• SYARAT TAMBAHAN :1. Membatasi intake protein2. Menghindari kerja berat3. Cukup tidur4. Tidak minum obat-obatan

• METABOLISME BASAL STANDART

Kal / m2 / jam

• Nilai normal = ± 15 %

BM ukur – BM Standart

BMR = -------------------------------X 100 %

BM Staandart

Faktor-faktor yang mempengaruhi Metabolisme

1. Kerja Otot

2. SDA protein

3. Usia

4. Suhu lingkungan

5. Jenis kelamin

6. Keadaan emosi

7. Suhu badan

8. Status gizi

9. TH

10. GH

11. Tidur

METABOLISME KERJA

• Hasil ENERGI = Kerja + Simpanan Energi + Panas

• Gross Efficiency / efisiensi kotor– Membandingkan hasil kerja

dengan hasil pengukuran metabolisme selama bekerja

= C / B+A X 100 %

• Net Efficiency / efisiensi bersih– Membandingkan hasil kerja

dengan tambahan energi yang diperlukan tubuh untuk melakukan pekerjaan tersebut

= C / B X 100 %

REST

KERJA

PANAS

A

B

C

ANAEROB

AEROB

REST

O2

TABEL KEBUTUHAN ENERGI / MENIT

Kilo joule Kilo Kalori

Tidur 4,7 1,1

Kerja ringan 6,2 1,5

Berjalan 27,6 6,6

Berpakaian 12,5 9,0

Duduk-duduk 6,5 1,6

METABOLISME ENERGI

• Makanan oksidasi bertahap energi• Energi 1. bekerja luar dan dalam

2. Mempertahankan suhu tubuh• Keluaran = Kerja External + Simpanan Energi +

Panas• Kebutuhan Energi didapat dari :

1. ATP2. Kreatin Phospat3. GTP

ATP

• Adenosin tri phospat

• Merupakan sumber energi dan aliran energi

• 1 ikatan P pada ATP – Standard ± 7300 Kal/mol– Fisiologis ± 12.000 Kal/mol

FUNGSI ATP

1. Membangkitkan sintesis seluler terpenting :A. Ikatan Peptida

B. Glukoneogenesis

C. Sintesis Ureum

2. Membangkitkan kontraksi otot

3. Membangkitkan transport aktif melalui membrane. Glukosa, asam amino, asetoasetat

4. Sekresi Kelenjar

5. Hantaran Syaraf

Phosphocreatine (PC)

• Penyangga ATP dalam tubuh

• Mempertahankan ATP pada tubuh supaya tetap konstan selama ada PC (ATP-PC)– PC C + Pi + Energi– Energi + ADP + Pi ATP

• Penting untuk kegiatan yang cepat (membutuhkan energi yg segera / 3-8 detik)

Energi bisa didapat melalui1. Metabolisme Aerobik (oksidatif)

• Membutuhkan O22. Metabolisme Anaerobik

• Tidak menggunakan O2• Energi yang dihasilkan < Metabolisme Aerob• Hasil Akhir Asam laktat

• 80 % Glukosa oleh sel hati• 20 % Asam Pyruvat

• Guna :• Pada saat hipoxia• Pada saat kerja berat tiba-tiba

• Pada kerja berat tiba-tiba :1. Metabolisme oksidatif2. Atp dalam sel otot3. PC dalam sel4. Metabolisme anaerob asam laktat

Water

CarbohydrateOne molecule

of glucose

GLYCOLYSIS

Piruvic acid

Acetyl CoA

ANAEROBIC IN SARCOPLASMA

AEROBIC IN MITOCHONDRIA

2 ATP

Oxaloacetic Acid

Krebs cycle

Hydroge

n

2 ATP

32 ATP

Citricacid

Oxygen

Electron transport chain

Carbon dioxide

Oxigen Debt

• Pulih asal• Pertistiwa seseorang masih terus bernafas kuat

untuk mendapatkan O2 setelah ia bekerja keras (konsumsi O2 tetap tinggi)

• Guna :1. mengubah asam laktat glukosa2. Mengembalikan ADP ATP3. Creatinin + P PC4. Mengembalikan konsentrasi normal ikatan O2 denan hemoglobin dan mioglobin5. mengembalikan O2 dalam paru

karbohidrat Lemak protein

PENCERNAAN

glukosa As. lemak As.amino

Glikolisis ß-Oksidasi Deaminasi

As.piruvat

Asetil koA

Siklus as.sitratCO2

ATP

NADH

NADHFH2

RANTAI RESPIRASIETS =

ATP

O2

NADHFH2

Siklus UREA

BAHAN MAKANAN

NH3

UREAAs. Keto