Bab I.docx

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Metabolisme adalah reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam sel. Reaksi kimia ini akan mengubah suatu zat menjadi zat lain. Metabolisme terdiri atas dua proses yaitu anabolisme dan katabolisme. Anabolisme adalah proses-proses penyusunan energi kimia melalui sintesis senyawasenyawa organik. Sedangkan katabolisme adalah proses penguraian dan pembebasan energi dari senyawa-senyawa organik melalui proses respirasi. Semua reaksi tersebut dikatalisis oleh enzim, baik oleh reaksi yang sederhana maupun reaksi yang rumit. Atau dengan pengertian lain: Anabolisme adalah pembentukan molekul-molekul kompleks dari molekul sederhana, contoh fotosintesis. Katabolisme adalah penguraian molekulmolekul

kompleks

menjadi

molekul-molekul

sederhana,

contoh

respirasi. (Renobayan 2012). Menurut Damin (2006) menyatakan bahwa enzim adalah suatu kelompok protein yang menjalankan dan mengatur perubahan-perubahan kimia dalam sistem biologi. Menurut Oman (2008) menyatakan bahwa enzim adalah senyawa organik yang tersusun atas protein. Enzim merupakan biokatalisator, yaitu enzim merupakan zat yang terdapat dalam tubuh makhluk hidup yang berfungsi mempercepat reaksi, tetapi zat itu sendiri tidak ikut bereaksi. Dapat disimpulkan bahwa enzim merupakan biokatalisator dalam tubuh makhluk hidup, yakni suatu senyawa organik yang berperan dalam mempercepat laju reaksi kimia. Sel yang tumbuh secara serempak dapat melangsungkan sintesa ribuan jenis molekul protein dan asam nukleat dalam proporsi yang tepat yang dibutuhkan untuk menyusun protoplasma hidup yang fungsional yang khas bagi spesies masing‐masing. Jadi reaksi‐reaksi enzimatis pada Regulasi metabolisme dan sistem organ metabolisme diatur secara cermat, sehingga hanya terdapat jumlah yang dibutuhkan dari tiap jenis molekul unit penyusun dan mengelompokan melekul‐molekul ini menjadi

sejumlah tertentu dari molekul tiap‐tiap jenis asam nukleat, protein, lipid dan polisakarida. Kontrol dan Regulasi Metabolisme Sel makhluk hidup mengatur jalan metabolismenya sedemikian efisien sehingga tidak ada zat antara atau sub‐satuan yang dibuat berlebihan. Tiap reaksi metabolisme telah diatur dengan memperhatikan reaksi‐reaksi lain dalam sel serta memperhatikan konsentrasi zat makanan di lingkungannya.

BAB II ISI A. Regulasi dan Integrasi Metabolisme Energi Seluruh kegiatan metabolisme berlangsung sangat cepat dan harus bekerja di dalam sel. Mikroorganisme memiliki potensi genetik untuk memproduksi lebih dari 1000 enzim. Enzim ini harus dibentuk dalam jumlah yang tepat dan dalam sistem yang terkoordinasi dengan baik agar sel bekerja secara efisien. Mikroorganisme dapat dengan cepat mengantisipasi perubahan lingkungan sehingga dapat dengan segera memperbaiki sistem metabolismenya. Regulasi untuk sistem yang demikian terjadi pada level sintesis enzim atau pada level kerja enzim. Regulasi metabolik dapat terjadi pada 3 tingkat yaitu tingkat molekul, tingkat efektor dan tingkat protein. Tingkat molekul misalnya regulasi terhadap ATP, NADPH. Tingkat efektor misalnya cAMP, Guanosin Trifosfat. Tingkat protein ekspresi oleh gen tertentu, induksi enzim. Integrasi metabolisme sangat penting di kedua jangka pendek dan jangka panjang basa. Mungkin yang paling penting jangka pendek adalah pemeliharaan elemen yang stabil tingkat glukosa darah. Olahraga dapat dengan cepat menurunkan kadar gula darah. Pemeliharaan kadar glukosa darah lebih dari 2,5-3 mmol / l sangat penting untuk fungsi otak. Orang mungkin mengharapkan Karena itu, alam telah dilengkapi kami dengan cadangan glukosa yang cukup besar. Jumlah total glukosa dalam darah dan hati yang begitu kecil yang dapat habis dalam beberapa menit. hasil yang sama, penurunan cepat kadar glukosa darah dan selanjutnya kehilangan kesadaran, administrasi berikut dosis besar insulin (insulin-shock therapy). Keseimbangan metabolisme tubuh dapat dengan cepat akan terganggu melalui kegiatan atau hormon yang berlebihan penyakit gila. Namun, hal ini tidak biasanya terjadi. Fisiologis menyesuaikan proses metabolisme karbohidrat dan lemak sehingga nilai-nilai

glukosa darah tidak jatuh tajam. Jika kita memiliki kekurangan gula, metabolisme lemak mengambil alih. Integrasi metabolisme penting pada jangka panjang juga. Darah gula, glukosa, bukanlah sebuah “inert dan lembut” komponen diet kita. Glukosa

adalah

racun!

Kronis

tinggi

kadar

glukosa

darah

menyebabkan protein denaturing dan pengembangan kebutaan, neuropati dan kerusakan ginjal dilihat pada diabetes. kadar gula darah tinggi

menyebabkan

peningkatan

sirkulasi

trigliserida

dan

bertanggung jawab untuk pengembangan penyakit kardiovaskular. Sekali lagi, integrasi metabolisme dan kontrol oleh hormon-hormon dan metabolit, biasanya mencegah efek samping ini gula.. Terdapat beberapa common key dalam perantara metabolisme 

Glukosa 6-fosfat



Piruvat



Asetil KoA

Inti dari semua proses metabolisme energi di dalam tubuh adalah untuk menresintesis molekul ATP dimana prosesnya akan dapat berjalan secara aerobik maupun anearobik. Proses hidrolisis ATP yang akan menghasilkan energi ini dapat dituliskan persamaan reaksi kimia sederhana sebagai berikut: + ATP + H O

--->

ADP + H + Pi

-31 kJ per 1 mol ATP 2

Di dalam jaringan otot, hidrolisis 1 mol ATP akan menghasilkan energi sebesar 31 kJ (7.3 kkal) serta akan menghasilkan produk lain berupa ADP (adenosine diphospate) dan Pi (inorganik fosfat). Pada saat berolahraga, terdapat 3 jalur metabolisme energi yang dapat digunakan oleh tubuh untuk menghasilkan ATP yaitu hidrolisis phosphocreatine

(PCr),

glikolisis

anaerobik

glukosa

serta

pembakaran simpanan karbohidrat, lemak dan juga protein. Proses metabolisme energi secara anaerobik dapat menghasilkan ATP dengan laju yang lebih cepat jika dibandingkan dengan metabolisme energi secara aerobik. Sehingga untuk gerakan-gerakan dalam olahraga yang membutuhkan tenaga yang besar dalam waktu

yang singkat, proses metabolisme energi secara anaerobik dapat menyediakan ATP dengan cepat namun hanya untuk waktu yang terbatas yaitu hanya sekitar ±90 detik. Walaupun prosesnya dapat berjalan secara cepat, namun metabolisme energi secara anaerobik ini hanya

menghasilkan

molekul ATP yang lebih sedikit jika

dibandingkan dengan metabolisme energi secara aerobik (2 ATP vs 36 ATP per 1 molekul glukosa). Proses metabolisme energi secara aerobik juga dikatakan merupakan proses yang bersih karena selain akan

menghasilkan

energi,

proses

tersebut

hanya

akan

menghasilkan produk samping berupa karbondioksida (CO ) dan air (H O). Hal ini berbeda dengan proses metabolisme secara anaerobik yang juga 2 2 akan menghasilkan produk samping berupa asam laktat yang apabila terakumulasi dapat menghambat kontraksi otot dan

menyebabkan rasa nyeri pada otot. Hal inilah yang

menyebabkan mengapa gerakangerakan bertenaga saat berolahraga tidak dapat dilakukan secara kontinu dalam waktu yang panjang dan harus diselingi dengan interval istirahat.

B. Faktor Yang Mempengaruhi Regulasi Metabolisme Faktor yang mempengaruhi regulasi metabolisme antaralain : 1. Jenis dan jumlah enzim Pada umumnya, suatu enzim hanya mengatalisis satu jenis reaksi dan bekerja pada suatu substrat tertentu. Kemudian, enzim dapat

meningkatkan

laju

reaksi

yang

luar

biasa

tanpa

pembentukan produk samping dan molekul berfungsi dalam larutan encer pada keadaan biasa (fisiologis) tekanan, suhu, dan pH normal. Hanya sedikit katalisator nonbiologi yang dilengkapi sifatsifat demikian (Sirajuddin, 2012). Jumlah enzim yang relatif sedikit di dalam sel mempersulit penentuan keberadaan dan konsentrasi enzim

tersebut.

Namun,

kemampuan

untuk

secara

cepat

mengubah ribuan molekul suatu substrat tertentu menjadi produk memudahkan keberadaannya.

masing-masing

enzim

untuk

Pengukuran aktivitas katalitik

mengungkapkan enzim

sering

digunakan dalam laboratorium klinis dan riset. Pada kondisi yang sesuai, laju reaksi katalitik yang dipantau setara dengan jumlah enzim yang ada, yang memungkinkan kita mengukur konsentrasi enzim (Murray, 2009).

2. Jenis dan jumlah substrat Suatu enzim bekerja secara khas terhadap suatu substrat tertentu. Kekhasan inilah ciri suatu enzim. Ini sangat berbeda dengan katalis lain (bukan enzim) yang dapat bekerja pada berbagai macam reaksi. Enzim urease hanya bekerja terhadap urea sebagai substratnya. Ada juga enzim yang bekerja terhadap lebih dari satu substrat namun enzim tersebut tetap mempunyai kekhasan tertentu. Misalnya enzim esterase dapat menghidrolisir beberapa ester asam lemak, tetapi tidak dapat menghidrolisis substrat lain yang bukan ester. Suatu enzim dikatakan mempunyai khas nisbi apabila ia dapat bekerja terhadap beberapa substrat, misalnya esterase dan D-asam amino dan L-asam amino tetapi berbeda kecepatannya. Karena adanya kekhasan ini maka suatu enzim dapat digunakan untuk memisahkan komponen D dari L pada suatu campuran rasemik (Poedjiadi, 2009). 3. Adanya induktor, aktivator, represor dan inhibitor Induktor merupakan molekul atau senyawa yang dapat menyebabkan terjadinya peningkatan efek enzim yang lebih baik. Aktivator

merupakan

molekul

atau

senyawa

yang

dapat

mengaktifkan kerja suatu enzim. Resepsor merupakan molekul atau senyawa yang menyebabkan berkurangnya kecepatan reaksi enzim. Sementara inhibitor merupakan molekul atau senyawa yang dapat menginhibisi atau menghambat terjadinya suatu reaksi. 4. Faktor lingkungan Faktor lingkungan dapat mempengaruhi terjadinya regulasi metabolisme. Contoh dari faktor lingkungan adalah suhu dan pH. Suhu merupakan salah satu faktor lingkungan penting dalam

aktivitas suatu enzim. Sampai pada suatu titik, kecepatan suatu reaksi enzimatik meningkat sejalan dengan meningkatnya

suhu,

sebagian disebabkan karena substrat akan bertubrukan dengan tempat aktif lebih sering ketika molekul itu bergerak lebih cepat. Selain setiap enzim memiliki suhu optimal, enzim juga memiliki nilai pH optimal untuk bekerja paling aktif. Nilai pH optimal untuk sebagian besar enzim adalah sekitas 6 sampai 8, akan tetapi terdapat beberapa perkecualian.

C. Gangguan Regulasi Metabolisme Energi Gangguan regulasi metabolisme energi adalah kelainan

medis

yang mempengaruhi produksi energi di dalam sel. Pada umumnya gangguan metabolisme energi diakibatkan oleh kelainan genetik sehingga enzim yang berperan dalam proses metabolisme sel hilang atau rusak. Selain itu juga dapat juga yang diakibatkan oleh makanan,toksin,infeksi dan lain-lain

BAB III KESIMPULAN Asupan makanan tiap orang berbeda-beda dan aktivitas yang dilakukan pun berbeda-beda sehingga energi yang dihasilkan dari metabolisme tubuhnya berbeda pula. Beberapa orang akan membutuhkan suplemen untuk memperlancar metabolisme energinya. Setiap aktivitas fisik selalu memerlukan energi, baik yang diperoleh secara anaerobic maupun secara aerobic .