Metabolisme Energi

Metabolisme energi adalah suatu ukuran dari intensitas dari hidup, suatu statistik ringkasan dari tingkat energi gunakan. Tingkat metabolisme mengacu pada metabolisme energi setiap waktu per unit.  Dengan begitu jika satu binatang mempunyai suatu  tingkat relatif tinggi yang berkenaan dengan metabolisme, fisiologi keseluruhannya sedang bekerja lebih cepat.

Tiga macam metode untuk mengukur metabolisme adalah :

  1. menghitung selisih antara nilai energi dari semua makanan yang masuk kedalam tubuh hewan dan semua ekskresi terutama urin dan feses, cara ini hanya akurat digunakan untuk digunakan bila tidak terjadi perubahan komposisi tubuh hewan.
  2. menghitung produksi panas total pada organisme, metode ini sungguh akurat dalam memberikan informasi tentang bahan bakar yang digunakan, organisme yang diukur dimasukkan dalam kalorimeter.
  3. menghitung jumlah oksigen yang digunakan oleh organisme untuk proses oksidasi dan jumlah konsumsi oksigen, cara ini paling banyak digunakan dan mudah dilaksanakan tetapi tentu saja tidak bias digunakan untuk organisme anaerob sebab meskipun konsumsi oksigen nol bukan berarti tidak terdapat metabolisme dalam tubuh organisme tersebut

Laju metabolisme dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor termasuk umur, jenis kelamin, status reproduksi, makanan dalam usus, stress fisiologis, aktivitas, musim, ukuran tubuh dan temperature lingkungan.  Laju metabolisme baku (standard metabolic rate) merupakan laju metabolisme hewan manakala hewan tersebut sedang istirahat dan tidak ada makanan dalam ususnya. Ketika pengukuran laju metabolisme tengah dilakukan, jarang sekali ikan berada dalam keaadaan diam, sehingga istilah laju metabolsme rutin sering dipakai untuk menunjukkan bahwa laju metabolisme diukur dalam keaadaan selama level aktifitas rutin.  Ini menyebabkan hasil pengukurannya biasanya lebih tinggi dari laju metabolisme manakala ikan benar-benar diam (Yuwono, 2001).

Metabolisme energi merupakan reaksi kimia yang terjadi dalam sel. Metabolisme dapat merupakan:

 Anabolisme

Anabolisme adalah proses sintesis molekul kompleks dari senyawa-senyawa kimia yang sederhana secara bertahap. Proses ini membutuhkan energi dari luar. Energi yang digunakan dalam reaksi ini dapat berupa energi cahaya ataupun energi kimia. Energi tersebut, selanjutnya digunakan untuk mengikat senyawa-senyawa sederhana tersebut menjadi senyawa yang lebih kompleks. Jadi, dalam proses ini energi yang diperlukan tersebut tidak hilang, tetapi tersimpan dalam bentuk ikatan-ikatan kimia pada senyawa kompleks yang terbentuk.

Selain dua macam energi diatas, reaksi anabolisme juga menggunakan energi dari hasil reaksi katabolisme, yang berupa ATP. Agar asam amino dapat disusun menjadi protein, asam amino tersebut harus diaktifkan terlebih dahulu. Energi untuk aktivasi asam amino tersebut berasal dari ATP. Agar molekul glukosa dapat disusun dalam pati atau selulosa, maka molekul itu juga harus diaktifkan terlebih dahulu, dan energi yang diperlukan juga didapat dari ATP. Proses sintesis lemak juga memerlukan ATP.

Anabolisme meliputi tiga tahapan dasar. Pertama, produksi prekursor seperti asam amino, monosakarida, dan nukleotida. Kedua, pengaktivasian senyawa-senyawa tersebut menjadi bentuk reaktif menggunakan energi dari ATP. Ketiga, penggabungan prekursor tersebut menjadi molekul kompleks, seperti protein, polisakarida, lemak, dan asam nukleat. Anabolisme yang menggunakan energi cahaya dikenal dengan fotosintesis, sedangkan anabolisme yang menggunakan energi kimia dikenal dengan kemosintesis.

Senyawa kompleks yang disintesis organisme tersebut adalah senyawa organik atau senyawa hidrokarbon. Autotrof, seperti tumbuhan, dapat membentuk molekul organik kompleks di sel seperti polisakarida dan protein dari molekul sederhana seperti karbon dioksida dan air. Di lain pihak, heterotrof, seperti manusia dan hewan, tidak dapat menyusun senyawa organik sendiri. Jika organisme yang menyintesis senyawa organik menggunakan energi cahaya disebut fotoautotrof, sementara itu organisme yang menyintesis senyawa organik menggunakan energi kimia disebut kemoautotrof.

Reaksi anabolisme menghasilkan senyawa-senyawa yang sangat dibutuhkan oleh banyak organisme, baik organisme produsen (tumbuhan) maupun organisme konsumen (hewan, manusia). Beberapa contoh hasil anabolisme adalah glikogen, lemak, dan protein berguna sebagai bahan bakar cadangan untuk katabolisme, serta molekul protein, protein-karbohidrat, dan protein lipid yang merupakan komponen struktural yang esensial dari organisme, baik ekstrasel maupun intrasel.

 Katabolisme (Dissimilasi)

Merupakan proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.

C6H12O6 + 6 O2 ----> 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP
Keterangan:

36 ATP setara dengan 674 kkal

1 ATP   = 1 ADP + 7kkal

= 36 ATP × 7 kkal

= 252 kkal (40% dari 674 kkal)

Sisanya 60% (422 kkal) dilepas dalam bentuk panas untuk proses homeostasis.

Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.

Bila suatu reaksi kimia memerlukan energi bebas untuk berjalannya reaksi tersebut dan menghasilkan energi bebas bagi tubuh, maka reaksi tersebut adalah reaksi endergonik. Namun, bila reaksi menghasilkan energi bebas dan menyebabkan hilangnya energi untuk kepentingan tubuh, maka reaksinya adalah eksergonik.

Energi ATP adalah “energi bebas” dan dipakai untuk melakukan  kerja mekanik yang penting untuk kehidupan ternak yaitu misalnya untuk kontrasi otot. Juga energi ATP dapat digunakan untuk menjalankan reaksi-reaksi endergonik. Suatu contoh adalah sintesa protein: tahap pertama dari sintesa protein adalah aktivasi enzime asam amino sintetase yang menhasilkan senyawa kompleks:

Asam amino + ATP  asam amino sintease > Amino Asil AMP —>  sintease + PP

Komples amino-asil-AMP-Enzime kemudian terikat dengan transfer RNA (tRNA) dan sintesa dilanjutkan dari sini. Sehingga, ATP memegang peranan intermediar penting dalam proses karena menyediakan energi bebas katabolisme untuk kerja mekanik atau sintesa senyawa kompleks.

Adapun tahapan-tahapan dari katabolisme sendiri, yaitu:

  1. Glikolisis

Glukosa (6 C) menjadi:

i)        2 ATP (Adenin Three Posfat)

ii)      2 NADH (Nikotinamida Adenin Dinukleotida Hidrogen)

iii)    2 asam piruvat (C3H4O5)

  1. Dekarboksilasi oksidatif

Asam piruvat (3C) menjadi:

i)        2 CO2

ii)      2 NADH (Nikotinamida Adenin Dinukleotida Hidrogen)

iii)    Acetil ko A (2C)

  1. Daur Krebs

Acetil ko A + asam oksalo asetat menjadi

i)        2 ATP (Adenin Three Posfat)

ii)      6 NADH (Nikotinamida Adenin Dinukleotida Hidrogen)

iii)    2FADH2 (Flavin Adenin Dinukletida Hidrogen)

iv)    Asam sitrat

  1. Transfer elektron

Proses pemindahan H2 dalam suatu reaksi dengan O2 menjadi H2O dan energi.

10 NADH + O2 —-> 10 NAD + H2O + 30 ATP (1 NADH = 3 ATP)

2 FADH2 + O2 —->  2 FAD + 2H2O + 4 ATP (1 FADH2 = 2 ATP)

Proses konversi molekul FADH dan NADH yang dihasilkan dalam siklus asam sitrat (citric acid cycle) 2 menjadi energi dikenal sebagai proses fosforilasi oksidatif (oxidative phosphorylation) atau juga Rantai Transpor Elektron (electron transport chain). Di dalam proses ini, elektron-elektron yang terkandung didalam molekul NADH & FADH ini akan dipindahkan ke dalam aseptor utama yaitu oksigen. Pada akhir tahapan proses ini, elektron yang terdapat di dalam molekul NADH akan mampu untuk menghasilkan 3 buah molekul ATP sedangkan elektron yang terdapat dalam molekul FADH akan menghasilkan 2 buah molekul ATP.

 

감사합니다 – Terima Kasih!

2 thoughts on “Metabolisme Energi

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s