KETERKAITAN METABOLISME

KARBOHIDRAT, LEMAK DAN PROTEIN

BY. ALIF AKBAR TEJAMUKTI

XII-IPA1 / 03

Pengertian Metabolisme

• Metabolisme adalah keseluruhan proses kimiawi yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup untuk mendapatkan, mengubah , dan memakai senyawa kimia di sekitarnya demi mempertahankan kelangsungan hidup. Metabolisme terdiri dari dua jalur, yaitu jalur katabolik (membebaskan energi dengan cara merombak molekul-molekul kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana, misal: respirasi seluler) dan jalur anabolik (memakai energi untuk membangun molekul kompleks dari molekul-molekul yang sederhana, misal: sintesis protein dari asam-asam amino, fotosintesis )

Karbohidrat

• Karbohidrat merupakan sumber energi utama dan sumber serat utama. Karbohidrat mempunyai tiga unsur, yaitu karbon, hydrogen dan oksigen. Jenis-jenis karbohidrat sangat beragam. Karbohidrat dibedakan satu dengan yang lain berdasarkan susunan atom-atomnya, panjang pendeknya rantai serta jenis ikatan. Dari kompleksitas strukturnya karbohidrat dibedakan menjadi karbohidarat sederhana (monosakarida  dan disakarida)dan karbohidrat dengan struktur yang kompleks (polisakarida).

Metabolisme Karbohidrat

• Karbohidrat (polisakarida) melalui sistem pencernaan dipecah menjadi disakarida dan monosakarida (glukosa). Glukosa selanjutnya masuk ke sistem transpor dan dibawa sampai ke dalam setiap sel .di seluruh tubuh.

Glukosa →(glikolisis) → 2 asam piruvat + 2NADH + 2 ATP

• Asam piruvat ditentukan oleh ada tidaknya oksigen dalam sel. Jika oksigen tersedia asam piruvat, maka akan memasuki jalur respirasi aerob :

2 asam piruvat →(Dekarboksilasi oksidatif) →2 asetil Ko-A + 2 CO2 →(siklus Krebs) → 4 CO2 + 4 NADH2 + 2 FADH2 + 2 ATP  → (STE) → 12 H2O ± 34 ATP.

• Tetapi bila tidak ada oksigen asam piruvat akan memasuki jalur fermentasi (asam laktat/alkohol).

Back

Lemak / Lipid

• Lipid adalah molekul-molekul biologis yang tidak larut di dalam air tetapi larut di dalam pelarut-pelarut organik.

• Ada beberapa fungsi lipid diantaranya ;– Sebagai penyusun struktur membran sel– Dalam hal ini lipid berperan sebagai barier untuk sel dan mengatur aliran material-material– Sebagai cadangan energi– Lipid disimpan sebagai jaringan adiposa– Sebagai hormon dan vitamin– Hormon mengatur komunikasi antar sel, sedangkan vitamin membantu regulasi proses-proses biologis

• Terdapat beberapa jenis lipid yaitu:– Asam lemak, terdiri atas asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh – Gliserida, terdiri atas gliserida netral dan fosfogliserida– Lipid kompleks, terdiri atas lipoprotein dan glikolipid– Non gliserida, terdiri atas sfingolipid, steroid dan malam

Metabolisme Lemak / Lipid

• Lemak dihisrolisis asam lemak dan gliserol• Gliserol diubah dehidroaseton fosfat• Dihidroaseton fosfogliseraldehide yang (zat antara pada

glikolisis dan daur krebs)• 1 molekul lemak + 2 H2O C6H12O6

• Perbandingan C, H, O pada lemak lebih tinggi dibanding pada karbohidrat, sehingga oksigen yang digunakan lebih banyak

• Rantai lemak banyak mengandung gugus –CH2 yang sangat tereduksi sehingga energi yang dihasilkan 2 x lebih besar dari karbohidrat

• Tiap 1 gram menghasilkan energi sebesar 9,3 kkal Back

Protein

• Berbeda dengan lemak, protein merupakan molekul yang pembentukannya melibatkan DNA, RNA dan ribosom. Protein di dalam sel tersusun dari asam amino.

• 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.

• 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

Metabolisme Protein

• Protein dipecah menjadi asam amino

• Asam amino masuk jalur respirasi dengan cara transaminasi atau deaminasi

• Melalui transaminasi asam amino diubah menjadi asam karboksilat sehingga dapat masuk jalur respirasi.

• Tiap 1 gram menghasilkan 4,1 kkal sama dengan karbohidrat

Keterkaitan Metabolisme Karbohidrat dengan Metabolisme Lemak• Metabolisme karbohidrat secara garis

besar: Glukosa piruvat asetil-KoA siklus krebs energi + CO2 + H2O

• Gliserol masuk jalur metabolisme karbohidrat diantara glukosa dan piruvat, dalam bentuk gliserol piruvat

• Asam lemak mengalami beta oksidasi menjadi unit-unit dua karbon

• Unit dua karbon mengikat satu molekul KoA membentuk asetil KoA yang masuk jalur metabolisme karbohidrat

• Pada proses respirasi tersebut apabila kebutuhan energi telah terpenuhi , maka senyawa antara proses respirasi yang tidak berlanjut ke tahapan berikutnya dapat disintesis menjadi komponen lemak.

• Jadi : 1.Gliseraldehida 3 Phosphat (G3P) dapat disentesis

menjadi Gliserol.2. Asetil KoA yang juga merupakan senyawa antara

pada proses respirasi selular akan mengalami penggabungan menjadi Asam lemak.

Keterkaitan Metabolisme Karbohidrat dengan Metabolisme Protein

• ¾ zat padat tubuh terdiri dari protein (otot, enzim, protein plasma, antibodi, hormon)

• Protein akan di bongkar oleh tubuh apabila sudah tidak ada karbohidrat dan lemak.

• Asam amino masuk jalur metabolisme karbohidrat dengan 3 cara : Asam amino glukogenik diubah menjadi

piruvat Asam amino ketogenik diubah menjadi

asetil KoA Asam amino non glukogenik dan non

ketogenik, di deaminasi dan langsung masuk siklus krebs

·  Jika jumlah protein terus meningkat → protein sel dipecah jadi asam amino untuk dijadikan energi atau disimpan dalam bentuk lemak. Pemecahan protein jadi asam amino terjadi di hati dengan proses: deaminasi atau transaminasi.

·  Deaminasi: proses pembuangan gugus amino dari asam amino.

·  Transaminasi: proses perubahan asam amino menjadi asam keto.

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.

Kesimpulan• Dalam proses repirasi, karbohidrat merupakan molekul pertama

yang menjadi substrat respirasi, Jika karbohidrat habis maka baru lemak yang akan dioksidasi. Jika karbohidrat dan lemak sudah tidak ada lagi maka protein akan dibongkar menjadi asam amino untuk dioksidasi.

• Dari ketiga substrat respirasi tersebut, karbohidrat merupakan substrat respirasi yang utama. Namun, jummlah energi yang dihasilkan oleh setiap gram protein setara dengan jumlah energi yang dihasilkan oleh setiap gram karbohidrat, yaitu + 4,1 kkal. Sementara, setiap gram lemak bila dioksidasi akan menghasilkan 2 kali lipat dari jumlah energi yang dihasilkan oleh karbohidrat dan protein setiap gramnya yaitu + 9,3 kkal.