Metabolisme Tubuh: Pengertian, Proses, Faktor, Gangguan dan Contoh Soal!

Tubuh manusia membutuhkan energi agar organ-organ di dalamnya dapat berfungsi dengan baik dan benar. Energi dihasilkan melalui proses metabolisme tubuh dengan cara mengubah makanan dan minuman yang dikonsumsi.

Jadi, apa itu metabolisme? Bagaimana prosesnya? Apa saja faktornya? Apa saja gangguannya?

Pengertian Metabolisme

Apakah itu metabolisme? Metabolisme adalah reaksi kimiawi yang terjadi di dalam sel seluruh organisme di bumu. Reaksi metabolisme membutuhkan bantuan enzim tertentu untuk mengubah suatu senyawa kimia  Reaksi metabolisme termasuk dalam reaksi biokimia yang terdiri reaktan dan produk.

Reaktan adalah senyawa yang akan direaksikan, sedangkan produk adalah hasil dari reaksi. Berdasarkan kebutuhan energinya, reaksi metabolisme dapat dibagi menjadi dua: reaksi yang membutuhkan energi (katabolisme) dan reaksi yang menghasilkan energi.

Katabolisme

Katabolisme merupakan proses metabolisme yang mengubah senyawa yang lebih kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana. Reaksi katabolisme menghasilkan energi. Dalam sel makhluk hidup, hasil akhir dari proses katabolisme adalah senyawa kimia berenergi tinggi dalam bentuk ATP (adenosin trifosfat).

Akan tetapi, tidak semua reaksi katabolisme berakhir sebagai ATP. Ada juga reaksi metabolisme yang memiliki hasil akhir berupa panas atau gerakan, seperti pada flagela bakteri.

Dalam sel eukariot, katabolisme yang paling umum terjadi adalah katabolisme karbohidrat. Reaksi metabolisme ini akan mengubah karbohidrat seperti glukosa menjadi senyawa yang sangat sederhana, seperti karbon dioksida.

Selain katabolisme karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat juga dapat menjalani proses metabolisme. Senyawa ini awalnya memiliki metabolisme khusus tersendiri, akan tetapi akan masuk pada jalur katabolisme karbohidrat ketika sampai di siklus Krebs.

Secara umum, reaksi katabolisme dari senyawa-senyawa yang didapatkan dari makanan (karbohidrat, lipid, protein) disebut sebagai respirasi seluler. Semua kehidupan seluler melakukan respirasi agar dapat hidup. Simaklah proses katabolisme karbohidrat di bawah ini.

Glikolisis

Glikolisis adalah gerbang menuju respirasi seluler. Semua sel, baik itu eukariot maupun prokariot pasti melalui glikolisis terlebih dahulu apabila akan menjalani katabolisme karbohidrat. Glikolisis terjadi di dalam sitosol.

Glikolisis berperan mengubah glukosa menjadi piruvat. Glikolisis dapat digunakan oleh seluruh organisme karena glikolisis tidak membutuhkan oksigen. Oleh karena itu, glikolisis mengawai runtutan reaksi respirasi aerobik (yang butuh oksigen) maupun reaksi anaerobik (yang tidak membutuhkan oksigen). Untuk setiap 1 molekul glukosa, glikolisis menghasilkan 2 ATP dan 2 NADH.

Oksidasi Piruvat dan Siklus Krebs

Piruvat yang dihasilkan oleh proses glikolisis akan melalui reaksi oskidasi piruvat. Piruvat akan dioksidasi menjadi senyawa asetil-CoA. Oksidasi ini disertai dengan proses dekarboksilasi sehingga reaksi oksidasi piruvat juga akan melepaskan karbon dioksida. Asetil-CoA kemudian akan masuk ke dalam siklus Krebs.

Reaksi ini tidak memiliki produk akhir karena berupa siklus yang selalu berputar. Akan tetapi, siklus Krebs menghasilkan molekul kaya energi seperti ATP dan NADH yang nantinya akan digunakan dalam proses fosforilasi oksidatif.

Proses ini bertujuan untuk memanen ATP lebih bayak lagi. Untuk setiap 1 molekul glukosa, siklus Krebs menghasilkan 6 NADH, 2 FADH2, dan 2 ATP. Sedangkan oksidasi piruvat menghasilkan 2 NADH. Kedua proses ini terjadi di dalam matriks mitokondria.

Fosforilasi Oksidatif

Fosforilasi oksidatif adalah tahap akhir dari respirasi seluler aerobik. Pada tahap inilah oksigen akan digunakan sebagai akseptor elektron terakhir. NADH dan FADH2yang dihasilkan dari proses-proses metabolisme sebelumnya akan dioksidasi oleh protein-protein pembawa elektron yang ada di dalam membran dalam mitokondria.

Proses ini menyebabkan protein pembawa elektron memompa ion hidrogen ke arah ruang antarmembran sehingga menyebabkan ruang antarmembran menjadi asam. Dengan demikian, terjadi sebuah ketidakseimbangan konsentrasi ion hidrogen dan ini berbahaya bagi sel.

Untungnya, di dalam membran dalam mitokondria terdapat protein ATP sintase yang akan menyalurkan ion hidrogen dari ruang antar membran menuju matriks mitokondria. Proses ini menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Kalian bisa membayangkan seperti air yang jatuh memutar kincir air dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah.

Anabolisme

Anabolisme merupakan proses metabolisme yang mengubah senyawa yang lebih sederhana menjadi senyawa yang lebih kompleks. Reaksi anabolisme membutuhkan energi agar dapat berjalan. Dalam sel, energi ini biasanya berupa ATP. Olej karena itu, proses anabolisme ini menggunakan ATP yang tersimpan dalam sel.

Reaksi yang termasuk anabolisme diantaranya fotosintesis dan kemosintesis. Fotosintesis ialah proses anabolisme yang memanfaatkan cahaya matahari sebagai sumber energi. Fotosintesis mengubah senyawa-senyawa yang sangat sederhana seperti air dan karbon dioksida menjadi senyawa yang kompleks dan berenrgi tinggi seperti glukosa.

Fotosintesis dilakukan oleh sel-sel yang memiliki klorofil, seperti sel Cyannobacteria, sel alga, dan tentu saja tumbuhan. Organisme yang melakukan fotosintesis disebut sebagai fotoautotrof. Di lain sisi, kemosintesis merupakan pembentukan senyawa kompleks berenergi tinggi dari senyawa-senyawa yang lebih sederhana (seperti karbon dioksida dan metana) menggunakan bantuan oksidasi senyawa inorganik, alih-alih sinar matahari.

Biasanya proses kemosintesis ini dilakukan oleh bakteri dan archaebacteria. Organisme yang melakukan fotosintesis disebut sebagai kemoautotrof.

Proses Metabolisme Pada Manusia

Katabolisme Karbohidrat

Katabolisme karbohidrat merupakan proses dalam tubuh untuk merombak karbohidrat menjadi energi. Karbohidrat ini akan diubah menjadi glukosa agar mudah diserap oleh tubuh. Glukosa tersebut akan disimpan dalam bentuk glikogen di dalam hati.

Katabolisme Protein

Katabolisme protein dalam tubuh manusia meliputi beberapa reaksi, yaitu reaksi deaminasi, dekarboksilasi, dan transaminasi. Katabolisme protein berkaitan dengan siklus urea, biosintesis asam amino, dan metabolisme karbohidrat serta lemak. Nantinya, asam amino akan diubah menjadi asetil CoA dan bergabung dengan metabolisme karbohidrat di  siklus Krebs.

Anabolisme Protein

Selain memecah protein menjadi asam amino dan mengubahnya menjadi energi, tubuh manusia juga melakukan proses anabolisme protein dalam bentuk sintesis protein. Reaksi ini dilakukan oleh ribosom. Sintesis protein termasuk ke dalam ekspresi gen.

Katabolisme Lemak

Katabolisme lemak merupakan cara yang dilakukan oleh tubuh untuk mendapatkan energi dengan memecah lemak. Lemak yang masuk ke dalam tubuh tidak serta merta dapat digunakan sebagai sumber energi. Melainkan harus melalui proses katabolisme terlebih dahulu hingga akhirnya terbentuk energi. Nantinya, lemak akan diubah menjadi asetil CoA dan bergabung dengan metabolisme karbohidrat di  siklus Krebs.

Faktor Yang Mempengaruhi Metabolisme pada Manusia

· Hormon

Hormon dapat mempengaruhi kecepatan metabolisme tubuh. Terdapat beberapa kondisi yang akan menghambat proses metabolisme tubuh. Misalnya seperti pada penderita tiroid, kondisi hormon tiroksin yang rendah akan menurunkan metabolisme tubuh. Demikian halnya pada kondisi stres, hormon kortisol akan menghambat proses metabolisme.

· Usia

Faktor usia tentu sangat berpengaruh terhadap proses metabolisme. Seiring bertambahnya usia menjadi usia lanjut, tubuh akan kehilangan otot sedangkan massa tubuh semakin bertambah. Pada umumnya di usia lanjut akan mengalami penurunan metabolisme. Sebab, kalori yang dibutuhkan tubuh semakin sedikit jumlahnya.

· Asupan Makanan

Asupan makanan yang dikonsumsi tentu mempengaruhi laju metabolisme. Nutrisi-nutrisi yang terkandung dalam makanan akan meningkatkan metabolisme tubuh. Sehingga jika kamu mengonsumsi makanan yang mengandung gizi tinggi, metabolisme tubuh akan lebih cepat.

· Konsumsi Obat – Obatan

Kondisi kesehatan sudah pasti sangat mempengaruhi semua proses dalam tubuh,Termasuk juga metabolisme. Ketika tubuh mengonsumsi obat-obatan tertentu maka akan memicu perlambatan proses metabolisme yang terjadi di dalam tubuh.

· Aktivitas Tubuh

Aktivitas fisik yang dilakukan secara rutin dan teratur akan mempengaruhi proses metabolisme tubuh. Sebab, aktivitas tubuh dapat meningkatkan massa otot dan memicu pembakaran lemak menjadi lebih cepat. Sehingga, hal itu dapat menaikkan laju proses metabolisme tubuh.

· Jenis Kelamin

Perbedaan jenis kelamin antara pria dan wanita juga termasuk faktor yang mempengaruhi proses metabolisme. Banyak penelitian mengungkapkan bahwa proses metabolisme pada pria lebih cepat dibandingkan pada wanita. Sebab, pada umumnya pria memiliki postur tubuh yang lebih besar dibandingkan wanita.

Gangguan Metabolisme

· Diabetes

Diabetes merupakan penyakit yang identik dengan kegagalan metabolisme karbohidrat. Penyakit ini ditandai dengan tingginya kadar gula yang terkandung dalam darah. Penyebabnya ialah terhambatnya sekresi hormon insulinsehingga glukosa dalam darah akan sulit terkontrol dan terus mengalami peningkatan.

· Galaktosemia

Galaktosemia merupakan kondisi dimana tubuh mengalami ketidakmampuan dalam mencerna galaktosa. Kelainan ini tergolong langka, sebab diturunkan secara autosom resesif. Kelainan ini juga menyebabkan beberapa enzim yang diperlukan dalam proses metabolisme mengalami defisiensi.

· Xanthoma

Xanthoma merupakan gangguan metabolisme yang disebabkan karena tingginya kadar lemak dalam darah. Kadar lemak yang tidak terproses oleh tubuh ini tentu akan menjadi menumpuk di dalam tubuh. Xanthoma ini ditandai dengan munculnya penumpukan lemak di bawah permukaan kulit.

· Penyakit Gaucher

Penyakit Gaucher merupakan penyakit yang disebabkan karena tubuh tidak mampu melakukan metabolisme terhadap lemak. Lemak yang masuk ke dalam tubuh akan menumpuk di dalam organ seperti hati, kelenjar limpa, dan sumsum tulang. Penyakit ini akan memicu pembesaran organ yang tertimbun lemak di dalamnya sehingga fungsi organ menjadi terganggu.

Nah, aktivitas metabolisme yang  abnormal tentu akan mengganggu proses tubuh lainnya. Maka dari itu, metabolisme menjadi proses yang amat penting dalam tubuh. Oleh sebab itu, kita perlu menjaga pola hidup sehat sehingga proses metabolisme yang ada di dalam tubuh akan berjalan dengan semestinya.

Contoh Soal Metabolisme

Haryo adalah seorang ahli farmasi yang sedang mengurusi katalog obat di suatu apotek. Haryo menemukan sebuah obat yang bernama Bedaquiline. Dalam bungkus obat ini tertulis bahwa  Bedaquiline digunakan untuk mengobat tuberkulosis (TBC) dengan cara merusak protein ATP sintase dalam mitokondria bakteri Myobacterium tuberculosis.

Pernyataan di bawah ini yang tepat mengenai  Bedaquiline adalah …

A. Bedaquiline dapat menghambat enzim yang bekerja dalam siklus krebs sehingga protein ATP sintase rusak dan tidak menghasilkan ATP, sehingga bakteri akan mati.

B. Bedaquiline dapat menghambat enzim yang bekerja dalam glikolisis sehingga protein ATP sintase rusak dan tidak menghasilkan ATP, sehingga bakteri akan mati.

C. Bedaquiline dapat merusak protein ATP sintase sehingga proses fosforilasi oksidatif terganggu. Dengan demikian, jumlah ATP yang dihasilkan akan berkurang sehingga bakteri akan mati.

D. Bedaquiline dapat menghambat enzim yang bekerja dalam siklus krebs NADH dan ATP tidak dihasilkan lagi. Dengan demikian, jumlah ATP yang dihasilkan akan berkurang sehingga bakteri akan mati.

E. Bedaquiline akan merusak protein ATP sintase sehingga mendegradasi mitokondria di dalam bakteri. Dengan demikian, ATP tidak akan dihasilkan sehingga bakteri akan mati.

Pembahasan

Jawaban (C)

Penyakit TBC disebabkan oleh bakteri Myobacterium tuberculosis. Bakteri ini termasuk ke dalam jenis bakteri aerobik yang membutuhkan oksigen, sehingga bakteri ini juga memiliki proses fosforilasi oksidatif menggunakan mekanisme kompleks protein pengantar elektron dengan oksigen sebagai oksidator terakhirnya.

Bedaquiline merusak protein ATP sintase sehingga proses kemioosmosis (osmosis ion hidrogen) tidak terjadi. Sumber ATP hanya mengandalkan glikolisis dan siklus krebs saja sehingga  ATP yang dihasilkan akan berkurang. Dengan demikian, bakteri akan mati karena kekurangan energi.

A) Bedaquiline merusak protein ATP sintase yang ada dalam proses fosforilasi oksidatif, bukan siklus krebs. Enzim siklus krebs tidak dipengaruhi oleh senyawa Bedaquiline sama sekali. Bedaquiline merusak protein ATP sintase sehingga proses kemioosmosis (osmosis ion hidrogen) tidak terjadi. Oleh karena itu, jumlah ATP yang dihasilkan akan berkurang dan bakteri mati.

B) Bedaquiline merusak protein ATP sintase yang ada dalam proses fosforilasi oksidatif, bukan glikolisis. Enzim glikolisis tidak dipengaruhi oleh senyawa Bedaquiline sama sekali.Bedaquiline merusak protein ATP sintase sehingga proses kemioosmosis (osmosis ion hidrogen) tidak terjadi. Oleh karena itu, jumlah ATP yang dihasilkan akan berkurang dan bakteri mati.

C) Bedaquiline merusak protein ATP sintase sehingga proses kemioosmosis (osmosis ion hidrogen) tidak terjadi. Oleh karena itu, jumlah ATP yang dihasilkan akan berkurang dan bakteri mati.

D) Bedaquiline merusak protein ATP sintase yang ada dalam proses fosforilasi oksidatif, bukan siklus krebs. Enzim siklus krebs tidak dipengaruhi oleh senyawa Bedaquiline sama sekali. Bedaquiline merusak protein ATP sintase sehingga proses kemioosmosis (osmosis ion hidrogen) tidak terjadi. Oleh karena itu, jumlah ATP yang dihasilkan akan berkurang dan bakteri mati.

E) Bakteri Myobacterium tuberculosistidak memiliki mitokondria karena termasuk ke dalam prokariot. Alih-alih memiliki mitokondria, bakteri ini memiliki fungsi yang sama seperti mitokondria.

Maka dari itu, jawaban yang tepat adalah C.

Lihat Artikel Lainnya!
[Total: 1 Average: 5]

Tinggalkan komentar

Eits, tunggu dulu.

✅Mau RANGKUMAN BELAJAR KEREN?

KLIK GAMBARNYA????