Contoh Metabolisme – Pengertian, jenis, manfaat, fungsi, tahapan

Kami menjelaskan apa itu metabolisme, apa fase tahapan itu, dan fungsinya. Pentingnya dan jenis metabolisme. Proses metabolisme terjadi dalam sel.

Metabolisme mengacu pada semua reaksi kimia yang terjadi dalam suatu organisme dimana molekul kompleks dipecah untuk menghasilkan energi dan dimana energi digunakan untuk membangun molekul kompleks. Contoh reaksi metabolisme adalah reaksi yang terjadi ketika seseorang makan sesendok gula. Begitu berada di dalam tubuh, molekul gula dipecah menjadi molekul yang lebih sederhana dengan pelepasan energi. Energi itu kemudian digunakan oleh tubuh untuk berbagai keperluan, seperti menjaga tubuh tetap hangat dan membangun molekul-molekul baru di dalam tubuh.

Semua reaksi metabolisme dapat dipecah menjadi satu dari dua kategori umum: reaksi katabolisme dan anabolisme. Katabolisme adalah proses metabolisme di mana molekul besar dipecah menjadi yang lebih kecil dengan pelepasan energi. Anabolisme adalah proses metabolisme dimana energi digunakan untuk membangun molekul kompleks yang dibutuhkan oleh tubuh untuk mempertahankan diri dan berkembang.

Keseluruhan proses kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup disebut metabolisme. Dalam metabolisme terjadi pemecahan dan pembentukan molekul. Proses pemecahan molekul disebut katabolisme, sedangkan proses pembentukan molekul disebut anabolisme.

Reaksi katabolisme bersifat eksoterm, sedangkan reaksi anabolisme bersifat endoterm. Reaksi anabolisme memperoleh energi dari reaksi katabolisme. Zat yang berperan sebagai pemindah energi dalam metabolisme adalah ATP dan ADP. Energi yang dibebaskan pada reaksi katabolisme disimpan sebagai energi kimia pada perubahan ADP menjadi ATP. Kemudian, reaksi anabolisme memperoleh energi dari ATP yang berubah menjadi ADP.

Pengertian

Metabolisme adalah serangkaian reaksi kimia yang dikendalikan yang dengannya makhluk hidup dapat mengubah sifat zat tertentu untuk mendapatkan unsur-unsur nutrisi dan jumlah energi yang dibutuhkan oleh proses pertumbuhan, perkembangan, reproduksi, dan dukungan kehidupan.

Metabolisme terjadi di dalam sel-sel organisme hidup, melalui serangkaian zat organik yang bertanggung jawab untuk mendorong reaksi tertentu, yang disebut enzim. Dalam kasus tubuh manusia, zat-zat ini disekresikan oleh hati.

Enzim berusaha untuk menghasilkan reaksi kimia yang menguntungkan bagi organisme, serta untuk mengatasi yang tidak menguntungkan, melalui rantai reaksi spesifik yang disebut jalur metabolisme, di mana suatu zat diubah menjadi produk kimia yang pada gilirannya memicu proses baru transformasi, memisahkan senyawa yang dianggap metabolisme sebagai nutrisi, dari senyawa yang dianggap beracun dan harus dibuang.

Spesies makhluk hidup yang sangat berbeda menggunakan jalur metabolisme yang serupa, meskipun setiap metabolisme spesifik juga akan menentukan jumlah makanan yang dibutuhkan spesies.

Terdapat perbedaan yang berarti antara reaksi metabolisme dengan reaksi serupa dalam laboratorium. Reaksi metabolisme berlangsung pada suhu tubuh yang relatif rendah. Panas dan tekanan tidak dapat digunakan untuk mendorong reaksi metabolisme. Begitu juga tidak tersedia katalisator yang bersifat asam kuat atau basa kuat. Semua reaksi metabolisme berlangsung dengan pengaruh biokatalis yang sangat efektif, yaitu enzim.

Di antara zat yang mengalami pemecahan dalam katabolisme yaitu karbohidrat, lemak, dan protein. Metabolisme zat-zat makanan tersebut dapat dibagi dalam tiga tahap, yaitu hidrolisis biomolekul menjadi molekul penyusun, kemudian pemecahan molekul penyusun menjadi hasil antara, dan diikuti pemecahan basil antara menjadi hasil akhir.

Tahapan metabolisme

metabolisme2
Metabolisme – bocah yang berlari

Katabolisme melepaskan energi dengan memutus ikatan kimia yang ada dalam nutrisi.

Metabolisme biologis terdiri dari dua fase atau tahap terkonjugasi, yang dikenal sebagai katabolisme dan anabolisme. Proses metabolisme pertama dengan melepaskan energi, memutuskan ikatan kimia yang diberikan; yang kedua adalah menggunakan energi ini untuk membentuk ikatan kimia baru dan menyusun senyawa organik baru. Tahapan metabolisme ini bergantung satu sama lain dan saling memberi makan.

Katabolisme atau metabolisme destruktif.

Katabolisme adalah proses metabolisme yang melepaskan energi dari pemecahan ikatan kimia hadir dalam nutrisi, biasanya melalui degradasi dan oksidasi, mengubah molekul kompleks menjadi yang lebih sederhana. Dan memperoleh energi kimia pertukaran (ATP), mengurangi daya (kemampuan untuk menyumbangkan elektron atau menerima proton dari molekul tertentu) dan komponen yang diperlukan untuk anabolisme.

Anabolisme atau metabolisme konstruktif.

Anabolisme adalah metabolisme proses konstruktif yang mengonsumsi energi kimia, untuk melakukan proses kebalikan dari katabolisme, sehingga membentuk molekul yang lebih kompleks dari struktur sederhana, dan memasok tubuh dengan protein, lipid, polisakarida atau asam nukleat.

Fungsi metabolisme

Metabolisme adalah serangkaian transformasi kimia yang fungsinya memberi tubuh makhluk hidup zat-zat yang dibutuhkannya untuk tumbuh, berkembang, dan bereproduksi. Dalam kasus tumbuhan dan organisme autotrofik, metabolisme berfungsi untuk memperbaiki karbon dan dari molekul sederhana, menggunakan sinar matahari atau energi kimia dari sumber eksternal, mensintesis gula yang nantinya akan berfungsi sebagai bahan bakar seluler.

Sebaliknya, pada organisme heterotrofik seperti hewan, metabolisme dimulai dari oksidasi dan penguraian glukosa (glikolisis) yang diekstraksi dari bahan organik dari mana mereka makan, yang membutuhkan pencernaan yang mengubah jaringan dan bahan yang dikonsumsi dalam tubuh mereka. komponen unsur.

Manfaat metabolisme

Metabolisme3
Jika metabolisme berhenti, tidak mungkin untuk mempertahankan aktivitas vital.

Metabolisme adalah jaminan hidup. Makhluk hidup bertukar materi dan energi dengan lingkungan sepanjang hidup, sehingga metabolisme menyertai kita sejak lahir sampai mati, bertindak tanpa gangguan.

Jika metabolisme berhenti, kematian akan terjadi, karena mustahil untuk terus memperoleh energi kimia untuk mempertahankan aktivitas vital, apalagi untuk tumbuh atau untuk mereproduksi atau mengganti jaringan yang rusak.

Jenis metabolisme manusia

Menurut spesialis gizi dan makanan, tiga jenis metabolisme manusia dapat diidentifikasi, yaitu:

  • Metabolisme protein. Sedikit diberikan untuk asupan gula dan permen, mereka menunjukkan kecenderungan untuk diet yang kaya protein hewani dan lemak, dan mereka sering lapar. Karbohidrat tidak bermanfaat bagi mereka.
  • Metabolisme karbohidrat. Sisi berlawanan dari koin, adalah orang-orang dengan nafsu makan sedang yang lebih suka permen dan tepung, serta stimulan (seperti kopi), dan yang sering memberikan variasi berat, membuat mereka harus mencapai stabilitas.
  • Metabolisme campuran. Kategori perantara antara protein dan karbohidrat, ia diberi nutrisi yang sama dalam kedua cara dan cenderung tetap dalam tingkat kelaparan moderat. Namun, ketika makan gagal, mereka adalah kelompok pertama yang memberikan gejala kelelahan.

Contoh metabolisme

Ketika Anda mengambil satu sendok penuh gula, karbohidrat kompleks dipecah menjadi yang lebih sederhana untuk melepaskan energi yang digunakan untuk menjaga panas tubuh dll, ini adalah contoh metabolisme.

Contoh metabolisme lainnya, ketika Anda berolahraga dengan penuh semangat di sana ada kekurangan oksigen sehingga sel-sel otot melakukan respirasi secara anaerob dan melepaskan asam laktat.

Metabolisme terdiri dari jalur molekuler yang menyalurkan dan memproses molekul dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Metabolisme adalah pencernaan serta setiap proses lainnya yang menghasilkan fungsionalitas dalam suatu organisme. Jalur terdiri dari prekursor yang merupakan “bahan” awal – yang kemudian berubah menjadi produk jadi. Sebagian besar jalur terdiri dari lebih dari selusin langkah sehingga cukup rumit. Juga, mereka cukup non-linear karena mereka berputar dan berintegrasi satu sama lain seperti jaringan percabangan.

Contohnya adalah Siklus Asam Sitrat yang menghasilkan ATP (Adenosine TriPhosphate). Anda juga memiliki jalur yang mengubah Taurin menjadi Dopamin atau Melatonin atau Serotonin. Ini semua adalah neurotransmiter. Taurin adalah asam amino, (sejenis protein).

Metabolisme sel

Zat yang membentuk kumpulan metabolisme diangkut ke sel-sel individual oleh aliran darah. Mereka melewati membran sel dan memasuki bagian dalam sel. Begitu berada di dalam sel, suatu senyawa mengalami metabolisme lebih lanjut, biasanya dalam serangkaian reaksi kimia. Misalnya, molekul gula dipecah di dalam sel menjadi karbon dioksida dan air, dengan pelepasan energi. Tetapi proses metabolisme itu tidak terjadi dalam satu langkah pun. Alih-alih, dibutuhkan sekitar dua lusin reaksi kimia terpisah untuk mengubah molekul gula menjadi produk akhirnya. Setiap reaksi kimia metabolisme melibatkan perubahan yang relatif sederhana dalam molekul gula, penghilangan atom oksigen tunggal atau atom hidrogen tunggal, misalnya.

Tujuan dari reaksi metabolisme ini adalah untuk melepaskan energi yang tersimpan dalam molekul gula. Untuk menjelaskan proses metabolisme itu, orang harus tahu bahwa molekul gula terdiri dari atom karbon, hidrogen, dan oksigen yang disatukan melalui ikatan kimia. Ikatan kimia adalah kekuatan tarik-menarik antara dua atom. Kekuatan tarik-menarik itu adalah bentuk energi. Molekul gula dengan dua lusin ikatan kimia dapat dianggap mengandung dua lusin unit energi kecil. Setiap kali ikatan kimia terputus, satu unit energi dibebaskan.

Sel telah berevolusi metode luar biasa untuk menangkap dan menyimpan energi yang dilepaskan dalam reaksi katabolik. Metode-metode itu menggunakan senyawa kimia yang sangat khusus, yang dikenal sebagai pembawa energi. Contoh senyawa tersebut adalah adenosin trifosfat, umumnya dikenal sebagai ATP. ATP terbentuk ketika senyawa yang lebih sederhana, adenosin difosfat (ADP), bergabung dengan gugus fosfat. Persamaan berikut mewakili perubahan itu:

ADP + P → ATP

ADP akan bergabung dengan gugus fosfat, seperti ditunjukkan di sini, hanya jika energi ditambahkan padanya. Dalam sel, energi itu berasal dari katabolisme senyawa dalam kelompok metabolik, seperti gula, gliserol, dan asam lemak. Dengan kata lain:

katabolisme: gula → karbon dioksida + air + energi;
energi dari katabolisme + ADP + P → ATP

Molekul ATP yang terbentuk dengan cara ini, kemudian, telah mengambil energi yang sebelumnya disimpan dalam molekul gula. Kapan pun sel membutuhkan energi untuk suatu proses, ia dapat memperolehnya dari molekul ATP.

Kebalikan dari proses yang ditunjukkan di atas juga terjadi di dalam sel. Artinya, energi dari molekul ATP dapat digunakan untuk menyatukan molekul yang lebih sederhana untuk membuat molekul yang lebih kompleks. Sebagai contoh, anggaplah sel perlu memperbaiki kerusakan di dinding selnya. Untuk melakukannya, perlu menghasilkan molekul protein baru. Molekul-molekul protein itu dapat dibuat dari asam-asam amino di kumpulan metabolisme. Molekul protein terdiri dari ratusan atau ribuan molekul asam amino yang bergabung satu sama lain:

Asam amino 1 + asam amino 2 + asam amino 3 + (dan seterusnya) → protein

Energi yang dibutuhkan untuk membentuk semua ikatan kimia baru yang dibutuhkan untuk menyatukan unit asam amino bersama-sama berasal dari molekul ATP. Dengan kata lain:

energi dari ATP + banyak asam amino → molekul protein

Reaksi dimana suatu senyawa dimetabolisme berbeda untuk berbagai nutrisi. Juga, pembawa energi selain ATP mungkin terlibat. Sebagai contoh, senyawa yang dikenal sebagai nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) juga terlibat dalam katabolisme dan anabolisme berbagai zat. Namun, garis besar umum yang ditunjukkan di atas berlaku untuk semua reaksi metabolisme.

Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein

Sumber karbohidrat yang utama dalam tubuh manusia dan kebanyakan binatang lainnya adalah makanan yang mengandung zat tepung (amilum), yaitu suatu polisakarida. Sedikit disakarida dan monosakarida kita peroleh dari gula dan buah-buahan.

Pencernaan amilum mulai dari rongga mulut dilakukan dengan bantuan enzim ludah, yaitu amilase atau ptialin. Enzim ini mengubah amilum menjadi dekstrin atau maltosa. Proses ini berlanjut dalam lambung yang bersifat asam. Selanjutnya, dekstrin dan maltosa memasuki usus halus. Dalam usus halus, amilase dari pankreas menyempurnakan hidrolisis dekstrin menjadi maltosa, sedangkan enzim maltase mengubah maItosa menjadi glukosa. Glukosa dan monosakarida lainnya diserap oleh dinding usus, masuk ke dalam aliran darah, dan kemudian dibagikan ke seluruh bagian tubuh.

Garis besar metabolisme

Glukosa merupakan sumber energi utama dalam sel. Dalam tubuh, glukosa dioksidasi menjadi CO2 dan H2O dan bersamaan dengan itu dibebaskan energi. Proses itu berlangsung dalam beberapa tahap. Pada tahap pertama,, glukosa diubah menjadi glukosa -6-fosfat (glukosa -6P).

Pembentukan zat ini diatur oleh hormon insulin dari pankreas. Glukosa -6P dapat diubah menjadi glikogen dan disimpan di dalam hati, atau mengalami proses selanjutnya. Hasil antara penting lainnya adalah asam pirufat dan asetil koenzim A (asetil KoA). Asetil KoA selanjutnya memasuki siklus asam sitrat (siklus Krebs) yang hasil bersihnya adalah CO2 dan H2O dan sejumlah tertentu energi. Pembakaran 1 mol glukosa menghasilkan 2870 kJ. Metabolisme glukosa ini secara garis besar ditunjukkan dalam Gambar di atas.

Pencernaan lemak terutama terjadi dalam usus halus. Dengan pengaruh enzim-enzim lipase, lemak dipecahkan menjadi gliserol dan asam-asam lemak. Gliserol dan asam-asam lemak juga diserap dalam usus halus. Gliserol diubah menjadi gliseraldehida -3 -fosfat (triosa -P) yang kemudian mengikuti rangkaian metabolisme glukosa (lihat Gambar). Sedangkan asam-asam karboksilat mengalami oksidasi beta dan dipecah menjadi fragmen yang mengandung 2 atom karbon dan membentuk asetil KoA. Asetil KoA ini juga memasuki siklus Krebs.

Pencernaan protein dimulai dan lambung. Asam klorida (HCl) dan enzim pepsin yang terdapat dalam lambung memecahkan sekitar 10% ikatan peptida dalam protein dan menghasilkan polipeptida dengan massa molekul relatif sekitar 500 sampai beberapa ribu. Selanjutnya, dalam usus halus, enzim-enzim yang dihasilkan oleh pankreas (seperti tripsin) menyempurnakan penguraian protein menjadi asam amino. Asam amino diserap melalui dinding usus dan dialirkan ke jaringan-jaringan yang memerlukan. Asam-asam amino kemudian dapat digunakan untuk membangun protein yang khas. Asam amino juga dapat dioksidasi untuk menghasilkan energi. Setiap asam amino mengalami metabolisme yang khusus. Seperti terlihat dalam Gambar, metabolisme asam amino juga masuk dalam rangkaian metabolisme glukosa pada tahap-tahap yang berbeda.

Related Posts