metabolisme

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  LATAR BELAKANG

Metabolisme adalah istilah yang mengacu pada perubahan-perubahan kimiawi yang terjadi didalam tubuh untuk pelaksanaan berbagai fungsi fitalnya. Setiap sel terdiri atas protoplasma yang memiliki kemampuan memungut oksigen dan bahan keperluan lainnya, dan menyisihkan bahan tertentu lainnya sebagai barang buangan, termasuk karbondioksida. Namun, diantara berbagai peruban yang terjadi didalam sel itu terdapat bidang kegiatan kimiawi yang luas dan fungsi tubuh yang sangat erat yang bergantung dari kegiatan tersebut.

Metabolisme adalah suatu proses komplek perubahan makanan menjadi energi dan panas melalui proses fisika dan kimia, berupa proses pembentukan dan penguraian zat didalam tubuh organisme untuk kelangsungan hidupnya.

Terdapat keseimbangan terus-menerus antara pembangunan atau metabolisme berbagai unsure – unsure kompleks dan jaringan yang memakan energy, dan penghancuran atau katabolisme unsure-unsur kompleks yang membebaskan energy. Pada masa pertumbuhan atau masa penyembuhan dari penyakit terdapat anabolisme yang lebih kuat. Pada waktu mati kelaparan atau penyakit terdapat katabolisme predominan.

Metabolisme basal adalah istilah untuk menunjukkan  jumlah keseluruhan aktifitas metabolisme, dengan tubuh dalam keadaan istirahat mental dan fisik. Dalam keadaan ini diperlukan oksigen paling sedikit karena jaringan sedang bekerja sedikit.

Kecepatan metabolisme basal diukur pada orang yang sedang istirahat ditempat tidur, belum makan atau minum sewaktu malam, dan yang belum terganggu. Baik pemasokan oksigen maupun pengeluaran karbondioksida diukur.

1.2   RUMUSAN MASALAH

1.2.1        Apa yang dimaksud dengan Metabolisme ?

1.2.2        Apa saja Metabolisme itu ?

1.2.3        Apa saja hasil dari Metabolisme ?

1.2.4        Makanan apa saja yang menyediakan panas dan energi ?

1.2.5        Sebutkan Macam – macam metabolisme ?

1.2.6        Apa  factor dalam pengendalian metabolisme ?

1.3   TUJUAN

1.3.1        Mengetahui apa yang dimaksud dengan metabolisme.

1.3.2        Dapat mengerti fase atau tahap metabolisme.

1.3.3        Mengetahui apa saja yang dihasilkan dari proses metabolisme.

1.3.4        Mengetahui makanan apa saja yang menyediakan panas dan energy.

1.3.5        Mengerti dan dapat  memahami antar metabolise.

1.3.6        Dapat mengaplikasikan cara pengendalian metabolisme.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 DEFINISI

·       Metabolisme : perubahan

·       Metabolisme : semua proses perubahan kimia dan tenaga (energi) yang terjadi didalam tubuh

·       Metabolisme adalah suatu proses komplek perubahan makanan menjadi energi dan panas melalui proses fisika dan kimia, berupa proses pembentukan dan penguraian zat didalam tubuh organisme untuk kelangsungan hidupnya.

2.1.1 Macam Metabolisme

Metabolisme dibedakan 2 macam:

a.       Katabolisme : proses penguraian/ pemecahan makanan menjadi energi, yang terjadi pada proses respirasi sel.

Contoh Katabolisme

~        Glikogenolisis : proses pemecahan glikogen menjadi glukose

~        Glikogen merupakan simpanan karbohidrat (sumber energi), disimpan di semua sel, terbanyak di hati dan otot. Pada saat kurang makan dipecah jadi energi

~        Glikolisis : proses pemecahan glukose menjadi asam piruvat.Glikolisis terjadi dlm sitoplasma

~        Glikolisis merupakan metabolisme antara pembentukan energi

b.      Anabolisme : proses pembentukan (sintesa) zat organik komplek yang berasal dari zat yang lebih sederhana

Contoh Anabolisme

~         Glikogenesis : proses pembentukan glikogen dari glukose

~         Glikogenesis terjadi pada saat kita kelebihan makanan

~         Glikoneogenesis : proses pembentukan glukose dari protein atau lemak

~         Glikoneogenesis terjadi pada saat kita kekurangan karbohidrat (sumber energi)

2.1.2 Hasil Metabolisme

~         Metabolisme makanan menghasilkan energi yang disebut ATP (Adenosin Tri Fosfat).

~         ATP merupakan senyawa yang terdiri dari 3 gugus yaitu: Adenin (asam amino), ribose (senyawa karbohidrat) dan fosfat.

~         ATP merupakan simpanan energi (hasil metabolisme sel) yang siap digunakan sel untuk kelangsungan hidup: transport membran, sintesis senyawa kimia, kerja mekanik.

~         Jika sel memerlukan energi, maka energi diambil dari ATP dengan cara melepas satu gugus fosfat menjadi ADP ( Adenosin Di Phosfat ) dengan melepas 8.000 kalori.

Penggunaan ATP

·         ATP → ADP + PO4 + 8.000 kalori

·         ADP masih dapat melepas satu gugus Fosfat lagi

·         ADP → AMP + PO4 + 8.000 kalori

·         AMP (Adenosin Mono Phospat ) sudah tidak dapat mengeluarkan energi lagi.

·         Untuk itu AMP harus diisi lagi dengan energi baru yang berasal dari metabolisme makanan menjadi ATP.

·         AMP → ADP → ATP

·         ATP (hasil metabolisme makanan) didalam otot diikat oleh kreatin (rangkaian asam amino metionin, glisin dan arginin) menjadi simpanan energi yang disebut fosforil keratin

·         Kreatin + ATP → Fosforil kreatin + ADP

·         Jika otot perlu energi untuk gerak maka fosforil kreatin dipecah → Kreatin + ATP.

·         ATP inilah yang digunakan untuk gerak

2.2 METABOLISME KARBOHIDRAT (Carbohydrate Metabolism)

·         Pencernakan : proses pemecahan makanan dari bentuk komplek menjadi bentuk sederhana

·         Karbohidrat: dari polisakarida dirubah menjadi monosakarida (galaktose, fruktose, glukose)

·         Glukose merupakan monosakarida terbanyak dalam sirkulasi (70 – 110 mg/ml)

·        

Galaktose dan fruktose dikonversi oleh hati dengan enzim yang sesuai menjadi glukose , kemudian masuk sirkulasi

1.Fase Metabolisme Karbohidrat

a.     GLIKOLISIS

·       Proses perubahan glukose menjadi asam piruvat atau asetil coenzim-A

·       Glikolisis terjadi di sitoplasma

·         Glukose tidak dapat langsung diffusi ke sel

·         Glukose harus berikatan dulu dengan carrier: G + C → GC → GC dapat berdiffusi kedalam sel

·         Didalam sel GC → G + C

·         C keluar sel lagi untuk mengikat G yang lain → sampai semua G masuk sel

·         Proses ini dipercepat oleh H. Insulin, jika H. Insulin kurang → proses masuknya G kedalam sel lambat → G menumpuk didalam darah → DM

·         G di sitoplasma mengalami fosforilasi → glukose 6-PO4 (enzim glukokinase)

·         Fruktokinase → fruktose → fruktose 6-PO4

·         Galaktokinase → galaktose → galaktose 6-PO4

·         Glikolisis: proses perubahan glukose menjadi asam piruvat atau asam laktat

·         Glikolisis terdiri 2 lintasan:

·         Katabolisme glukosa (glikolisis) melalui triose (dihidroksi aseton fosfat atau gliseraldehid 3-PO4) disebut lintasan Embden Meyerhof

·         Katabolisme glukosa (glikolisis) melalui 6-fosfoglukonat disebut lintasan oksidatif langsung (pintas heksosmonofosfat)

b. SIKLUS KREBS

·         Proses perubahan asetil co-A → H

·         Proses ini terjadi didalam mitokondria

·         Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis

·         Jika dalam asupan nutrisi kekurangan KH → akan kekurangan oxaloasetat

·         Kekurangan oxaloasetat → pengambilan asetil co-A di sitoplasma terhambat → asetil co-A menumpuk di sitoplasma

·         Penumpukan asetil co-A → berikatan sesama asetil co-A → asam aseto asetat

·         Asam aseto asetat → senyawa tidak setabil → mudah mengurai: aseton + asam β hidroksi butirat

·         Ketiga senyawa: asam aseto asetat, aseton dan asam β hidroksi butirat → disebut Badan Keton

·         Meningkatnya badan keton didalam darah → ketosis

·         Badan keton bersifat racun bagi otak → koma, karena biasanya terdapat pada penderita DM → koma diabeticum

c.                FOSFORILASI OKSIDATIF

·         Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh senyawa yang disebut ATP

·         Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi

·         Fosforilasi oksidatif: proses perubahan ADP → ATP dengan cara mengambil energi yang dihasilkan Rantai Respirasi (reaksi H + O2 → H2O)

2.3           METABOLISME PROTEIN

1.      PROTEIN TUBUH

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

·         Protein merupakan rangkaian asam amino dengan ikatan peptide

·         Banyak protein terdiri ikatan komplek dengan fibril → protein fibrosa

·         Macam protein fibrosa: kolagen (tendon, kartilago, tulang); elastin (arteri); keratin (rambut, kuku); dan aktin-miosin

2.      MACAM PROTEIN

·       Peptide: 2 – 10 asam amino

·       Polipeptide: 10 – 100 asam amino

·       Protein: > 100 asam amino

·       Antara asam amino saling berikatan dengan ikatan peptide

·       Glikoprotein: gabungan glukose dengan protein

·       Lipoprotein: gabungan lipid dan protein

v  ASAM AMINO

·       Asam amino dibedakan: asam amino esensial dan asam amino non esensial

·       Asam amino esensial: T2L2V HAMIF (treonin, triptofan, lisin, leusin, valin → histidin, arginin, metionin, isoleusin, fenilalanin)

·       Asam amino non esensial: SAGA SATGA (serin, alanin, glisin, asparadin → sistein, asam aspartat, tirosin, glutamin, asam glutamat)

3.      TRANSPORT PROTEIN

·       Protein diabsorpsi di usus halus dalam bentuk asam amino → masuk darah

·       Dalam darah asam amino disebar keseluruh sel untuk disimpan

·       Didalam sel asam amino disimpan dalam bentuk protein (dengan menggunakan enzim)

·       Hati merupakan jaringan utama untuk menyimpan dan mengolah protein

4.      PENGGUNAAN PROTEIN UNTUK ENERGI

·       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 keton

5.      PEMECAHAN PROTEIN

·         Transaminasi: alanin + alfa-ketoglutarat → piruvat + glutamate

·         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

v  EKSKRESI NH3

·  NH3 → tidak dapat diekskresi oleh ginjal

·  NH3 harus dirubah dulu menjadi urea oleh hati

·  Jika hati ada kelainan (sakit) → proses perubahan NH3 → urea terganggu → penumpukan NH3 dalam darah → uremia

·  NH3 bersifat racun → meracuni otak → coma

·  Karena hati yang rusak → disebut Koma hepatikum

ü  Deaminasi maupun transaminasi merupakan proses perubahan protein → zat yang dapat masuk kedalam siklus Krebs

ü  Zat hasil deaminasi/transaminasi yang dapat masuk siklus Krebs adalah: alfa ketoglutarat, suksinil ko-A, fumarat, oksaloasetat, sitrat

SINGKATAN ASAM AMINO

Arg, His, Gln, Pro ( Arginin, Histidin, Glutamin, Prolin )

Ile, Met, Val  ( Isoleusin, Metionin, Valin )

Tyr, Phe (Tyrosin, Phenilalanin karboksikinase )

Ala, Cys, Gly, Hyp, Ser, Thr ( Alanin, Cystein, Glysin, Hydroksiprolin, Serin, Threonin )

Leu, Lys, Phe, Trp, Tyr ( Leusin, Lysin, Phenilalanin, Triptofan, Tyrosin )

SIKLUS KREBS

·         Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2

·         Proses ini terjadi didalam mitokondria

·         Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis

·         Oksaloasetat berasal dari asam piruvat

·         Jika asupan nutrisi kekurangan KH → kurang as. Piruvat → kurang oxaloasetat

RANTAI RESPIRASI

H → hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH
H dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + E

Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi.
Rantai Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase

Urutan carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + E

FOSFORILASI OKSIDATIF

Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat menjadi ATP

Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi

Fosforilasi oksidatif → proses merubah ADP → ATP

KREATIN DAN KREATININ

Kreatin disintesa di hati dari: metionin, glisin dan arginin
Dalam otot rangka difosforilasi membentuk fosforilkreatin (simpanan energi) istirahat

Kreatin + ATP      ↔           Fosforilkreatin → Kreatinin gerak urine

2.4        METABOLISME LEMAK (LIPID/ FAT METABOLISM)

1.MACAM LEMAK

·         Lemak biologis yang terpenting: lemak netral (trigliserida), fosfolipid, steroid

·         Asam palmitat: CH3(CH2)14-COOH

·         Asam stearat: CH3(CH2)16-COOH

·         Asam oleat: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH

·         Trigliserida: ester gliserol + 3 asam lemak

·         Fosfolipid: ester gliserol + 2 asam lemak + fosfat

·         Steroid: kolesterol dan turunanya (hormon steroid, asam lemak dan vitamin)

2. ABSORPSI LEMAK

·         Lemak diet diserap dalam bentuk: kilomikron → diabsorpsi usus halus masuk ke limfe (ductus torasikus) → masuk darah

·         Kilomikron dalam plasma disimpan dalam jaringan lemak (adiposa) dan hati

·         Proses penyimpananya: kilomikron dipecah oleh enzim lipoprotein lipase (dalam membran sel) → asam lemak dan gliserol

·         Didalam sel asam lemak disintesis kembali jadi trigliserida (simpanan lemak)

3. MACAM LEMAK PLASMA

a.       Asam lemak bebas (FFA= free fatty acid) → ada dalam plasma darah dan terikat dengan albumin

·     Bila lemak sel akan digunakan untuk energi → simpanan lemak (trigliserida) dihidrolisis menjadi asam lemak dan gliserol (oleh enzim lipase sel)

·     Asam lemak berdiffusi masuk aliran darah sebagai asam lemak bebas (Free Fatty Acid) dan berikatan dengan albumin plasma

·     Penggunaan FFA sebagai energi

~      FFA dalam plasma dibawa ke mitokondria dengan carrier Karnitin

~     FFA dalam sel dipecah menjadi asetil koenzim-A dengan beta oksidasi

~     Asetil koenzim-A hasil beta oksidasi → masuk siklus Krebs untuk diubah menjadi H dan CO2

b.      Kolesterol, trigliserida dan fosfolipid → dalam plasma berbentuk lipoprotein

1.   Kilomikron

2.   VLDL: very low density lipoprotein

3.   IDL: intermediate density lipoprotein

4.   LDL: low density lipoprotein

5.   HDL: high density lipoprotein

4.      Fase Metabolisme Lemak

1.    β (BETA) oksidasi

2.    Siklus Kreb

3.    Fosforilasi Oksidatif

a.       β (BETA) OKSIDASI

·         Proses pemutusan/perubahan asam lemak → asetil co-A

·         Asetil co-A terdiri 2 atom C → sehingga jumlah asetil co-A yang dihasilkan = jumlah atom C dalam rantai carbon asam lemak : 2

·         Misal: asam palmitat (C15H31COOH) → β oksidasi → ?? asetil co-A

NAMA UMUM	RUMUS	RUMUS
Asam oleat	C17H33COOH	Oktadeca 9-enoad
As risinoleat	C17H32(OH)-COOH	12 hidroksi okladeca -9-enoad
Asam linoleat	C17H31COOH	Okladeca-9,12 dienoad
As linolenat	C17H29COOH	Okladeca-9,12,15 trienoad
As araksidat	C19H39COOH	Asam eicosanoad

Contoh Asam Lemak
                    

   

b.      SIKLUS KREBS

·         Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2

·         Proses ini terjadi didalam mitokondria

·         Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis

·         Oksaloasetat berasal dari asam piruvat

·         Jika asupan nutrisi kekurangan KH → kurang as. Piruvat → kurang oxaloasetat

v  KETOSIS

·         Degradasi asam lemak → Asetil KoA terjadi di Hati, tetapi hati hanya mengunakan sedikit asetil KoA → akibatnya sisa asetil KoA berkondensasi membentuk Asam Asetoasetat

·         Asam asetoasetat  merupakan senyawa labil yang mudah pecah menjadi: Asam β hidroksibutirat dan Aseton.

·         Ketiga senyawa diatas (asam asetoasetat, asam β hidroksibutirat dan aseton) disebut BADAN KETON.

·         Adanya badan keton dalam sirkulasi darah disebut: ketosis

·         Ketosis terjadi saat tubuh kekurangan karbohidrat dalam asupan makannya → kekurangan oksaloasetat

·         Jika Oksaloasetat menurun → maka terjadi penumpukan Asetil KoA didalam aliran darah → jadi badan keton → keadaan ini disebut KETOSIS

·         Badan keton merupakan racun bagi otak → mengakibatkan Coma, karena sering terjadi pada penderita DM → disebut Koma Diabetikum

·         Ketosis terjadi pada keadaan :

·         Kelaparan

·         Diabetes Melitus

·         Diet tinggi lemak, rendah karbohidrat

v  RANTAI RESPIRASI

·           H adalah hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH

·           H dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c →sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + Energi

·           Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi

·           Rantai Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase

Urutan carrier dalam rantai respirasi adalah:

NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + Energi

c.       FOSFORILASI OKSIDATIF

·  Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat menjadi ATP

·  Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi

·  Fosforilasi oksidatif → proses merubah ADP → ATP (dengan menngunakan energi hasil reaksi H2 + O2 → H2O + E)

v  SINTESIS TRIGLISERIDA DARI KARBOHIDRAT

·         Bila KH dalam asupan lebih banyak dari yang dibutuhkan → KH diubah jadi glikogen dan kelebihanya diubah jadi trigliserida → disimpan dalam jaringan adiposa

·         Tempat sintesis di hati, kemudian ditransport oleh lipoprotein ke jaringan disimpan di jaringan adiposa sampai siap digunakan tubuh

v  SINTESIS TRIGLISERIDA DARI PROTEIN

·         Banyak asam amino dapat diubah menjadi asetil koenzim-A

·         Dari asetil koenzim-A dapat diubah menjadi trigliserida

·         Jadi saat asupan protein berlebih, kelebihan asam amino disimpan dalam bentuk lemak di jaringan adipose

v  PENGATURAN HORMON ATAS PENGGUNAAN LEMAK

·         Penggunaan lemak tubuh terjadi pada saat kita gerak badan berat

·         Gerak badan berat menyebabkan pelepasan epineprin dan nor epineprin

·         Kedua hormon diatas mengaktifkan lipase trigliserida yang sensitif hormon → pemecahan trigliserida → asam lemak

·         Asam lemak bebas (FFA) dilepas ke darah dan siap untuk dirubah jadi energi

ARTERIOSKLEROSIS

·         Jika kadar kolesterol tinggi dalam darah → endapan lipid yang disebut: plak ateroma/ endapan kolesterol

·         Pada stadium penyakit fibroblast menginfiltrasi ateroma → sklerosis

·         Ca juga mengendap bersama → plak kalsifikasi

·         Kedua proses diatas menyebabkan arteri menjadi sangat keras → arteriosklerosis

·         Arteriosklerosis → menyebabkan vaskuler mudah pecah

·         Dinding vaskuler arteriosklerosis kasar → menyebabkan tombus dan emboli

·         Efek samping: darah tinggi, PJK, trombus → stroke emboli

2.5             METABOLISME PURIN DAN PIRIMIDIN

v ASAM NUKLEAT

·    Asam  nukleat atau  asam inti, dikatakan demikian karena asam tersebut pertama kali diketemukan didalam inti sel

·    Didalam inti sel asam nukleat ada dalam bentuk: DNA dan RNA

·    DNA (Deoksiribo Nukleic Acid) merupakan bahan genetik yang disebut Gen

·    RNA (Ribo Nukleic Acid) merupakan bahan cetakan (template) informasi genetic

v NUKLEOPROTEIN

·         Nukleoprotein → asam nukleat + protein

·         Asam nukleat → gabungan nukleotida

·         Nukleotida → nukleosida + asam fosfat

·         Nukleosida → basa purin/pirimidin + pentosa

·         Hidrolisis nukleoprotein → protein, asam fosfat, pentosa, basa purin atau basa pirimidin

MACAM ASAM NUKLEAT : 

1.         DNA (deoksiribonucleic acid)

·  Pentosa: deoksiribosa

·  Basa: adenin, guanin, sitosin, timin

2.         RNA (ribonucleic acid)

·         Pentosa: ribosa

·         Basa: adenin, guanin, sitosin, urasil

·           MACAM RNA

~   mRNA (messenger RNA): membawa kode genetik dari inti ke ribosom (sebagai tempat sintesa protein), kode terdiri 3 nukleotida yang disebut Kodon

~   tRNA (transfer RNA): membawa bahan sintesa protein dari sitoplasma ke ribosom, sesuai kode yang dibawa mRNA, kode dalam rRNA disebut: Antikodon

~   rRNA (ribosomal RNA): tempat sintesa protein

PURIN DAN PIRIMIDIN

·         Inti Purin dan Pirimidin adalah inti dari senyawa komponen molekul nukleotida asam nukleat RNA dan DNA

·         Derivat Purin berupa senyawa: Adenin dan Guanin

·         Derivat Pirimidin berupa senyawa: sitosin, urasil dan timin

·         Basa Purin (adenin, guanin)

·         Basa Pirimidin (sitosin, urasil, timin)

·         Nukleosida diberi nama sesuai nama basa pembentuknya: adenin nukleisida (adenosin), guanin nukleisida (guanosin), urasil nukleosida (uridin), timin nukleisida (timidin), sitosin nukleisida (sitidin)

NUKLEOSIDA ALAM

·                     Adenin nukleotida /Adenosin Mono fosfat (AMP)

·                     Guanin nukleotida /Guanosin Mono fosfat (GMP)

·                     Hipoksantin nukleotida/Inosin Mono fosfat (IMP)

·                     Urasil nukleotida/Uridin Mono fosfat (UMP)

·                     Sitidin nukleotida/Sitidin Mono fosfat (SMP)

·                     Timin nukleotida/Timidin Mono fosfat (TMP)

·                     Adenosin Trifosfat (ATP) → ikatan energi tinggi

·                     Uridin Trifosfat (UTP) → ikatan energi tinggi

BEDA DNA DAN RNA

PURIN DAN PIRIMIDIN

·         Purin dan pirimidin merupakan komponen utama DNA, RNA, koenzim, (NAD, NADP, ATP, UDPG)

·         Contoh Purin: (adenin, guanin, hipoxantin, xantin) → dimetabolisme jadi asam urat

·         Contoh Pirimidin: (sitosin, urasil, timin) → dimetabolisme jadi CO2 dan NH3

KATABOLISME ASAM NUKLEAT

·         Nukleoprotein dalam pencernakan akan dipecah jadi molekul yang lebih kecil → Nukleoprotein → asam nukleat + protein

·         Asam nukleat → Nukleotida → Nukleosida + asam fosfat

·         Nukleosida → basa purin/pirimidin + pentosa

·         Hidrolisis nukleoprotein → protein, asam fosfat, pentosa, basa purin atau basa pirimidin

KATABOLISME PURIN

·         Adenosin → Inosin → Hiposantin → Santin → Asam Urat

·         Guanosin → Guanin → Santin → Asam Urat

·         Santin oksidase adalah enzim yang merubah santin → asam urat, enzim tsb banyak terdapat di: hati, ginjal, usus halus

·         Penyakit Gout (pirai) ditandai oleh tingginya asam urat dalam tubuh, sehingga terjadi penimbunan dibawah kulit berbentuk tophi

KATABOLISME PIRIMIDIN

·         Sitosin → Urasil → Dihidrourasil → Asam β ureidopropionat → CO2 + NH3

·         Timin → Dihidrotimin → Asam β ureidoisobutirat → CO2 + NH3

·         Katabolisme pirimidin terutama berlangsung di hati

ASAM URAT

·         Asam urat dibentuk dari metabolisme purin

·         Asam urat diekskresi melalui ginjal

·         Jika produksi purin meningkat atau ekskresi menurun → penumpukan asam urat dalam darah → penyakit Gout

·         Ada beberapa jenis makanan yang diketahui kaya purin, antara lain daging, baik daging sapi, babi, kambing, jerohan, bebek, angsa, merpati, ayam, sapi atau makanan dari laut (seafood), kacang-kacangan, bayam, jamur, dan kembang kol.

2.6 METABOLISME PORFIRIN

Porfirin adalah senyawa siklik yang dibentuk dari gabungan empat cincin pirol melalui jembatan metenil (-CH=). Sifat khas porfirin adalah pembentukan kompleks dengan ion-ion logam (metaloporfirin) yang terikat pada atom nitrogen cincin-cincin pirol. Sebagai contoh misalnya heme yang merupakan porfirin besi dan klorofil, merupakan porfirin magnesium.

Di alam, metabolisme porfirin terkonjugasi dengan protein membentuk senyawa-senyawa penting dalam proses biologi, antara lain: (1) Hemoglobin, merupakan porfirin besi yang terikat pada protein globin dan mempunyai fungsi penting pada mekanisme transport oksigen dalam darah;(2) Mioglobin, merupakan pigmen pernafasan yang terdapat dalam sel-sel otot; (3) Sitokrom, berperan sebagai pemindah elektron (electron transfer) pada proses oksidasi reduksi.

1.    Kimia Porfirin

Porfirin mengandung nitrogen tersier pada 2 cincin pirolen sehingga bersifat basa lemah dan adanya gugus karboksil pada rantai sampingnya menyebabkan juga bersifat asam. Titik isoelektriknya berkisar pada pH 3-4, sehingga pada pH trersebut porfirin mudah diendapkan dalam larutan air.

Berbagai jenis porfirinogen tidak berwarna, sedangkan berbagai jenis porfirin berwarna. Porfirin dan derivat-derivatnya mempunyai spektrum absorbsi yang khas pada daerah yang dapat dilihat dan pada daerah ultraviolet. Larutan porfirin dalam HCl 5% mempunyai pita absorbsi pada 400 nm yang disebut pita Soret.

Porfirin dalam asam mineral kuat atau pelarut organik dan kemudian disianari sinar ultraviolet akan memancarkan fluoresensi merah yang kuat. Sifat fluoresensi ini sangat khas sehingga sering dipakai untuk mendeteksi porfirin bebas dengan jumlah yang sedikit. Sifat absorbsi dan fluoresensi yang khas dari porfirin disebabkan oleh ikatan rangkap yang menyatukan cincin pirol. Ikatan rangkap ini tidak ada pada porfirinogen sehingga tidak menunjukkan sifat-sifat tersebut. Jika porfirinogen mengalami oksidasi dengan melepaskan 6 atom H akan terbentuk porfirin yang mempunyai ikatan rangkap.

2. Biosintesis Heme

2.1 Tahap-tahap Biosintesis Heme

Biosintesis heme dapat terjadi pada sebagian besar jaringan kecuali eritrosit dewasa yang tidak mempunyai mitokondria. Sekitar 85% sintesis heme terjadi pada sel-sel prekursor eritoid di sumsum tulang dan sebagian besar sisanya di sel hepar. Biosintesis heme dapat dibagi menjadi 2 tahap, yaitu: (1) Sintesis porfirin; (2) Sintesis heme.

Biosintesis heme dimulai di mitokondria melalui reaksi kondensasi antara suksinil-KoA yang berasal dari siklus asam sitrat dan asam amino glisin. Reaksi ini memerlukan piridoksal fosfat untuk mengaktivasi glisin, diduga piridoksal bereaksi dengan glisin membentuk basa Shiff, di mana karbon alfa glisin dapat bergabung dengan karbon karbosil suksinat membentuk α-amino-β-ketoadipat yang dengan cepat mengalami dekarboksilasi membentuk d-amino levulinat (ALA/AmLev). Rangkaian reaksi ini dikatalisis oleh AmLev sintase/sintetase yang merupakan enzim pengendali laju reaksi pada biosintesis porfirin.

AmLev yang terbentuk kemudian keluar ke sitosol. Di sitosol 2 molekul AmLev dengan perantaraan enzim AmLev dehidratase/dehidrase membentuk porfobilinogen yang merupakan prazat pertama pirol. AmLev dehidratase merupakan enzim yang mengandung seng dan sensitif terhadap inhibisi oleh timbale

Empat porfobilinogen selanjutnya mengadakan kondensasi membentuk tetrapirol linier yaitu hidroksi metil bilana yang dikatalisis oleh enzim uroporfirinogen I sintase (porfobilinogen deaminase). Hidroksi metil bilana selanjutnya mengalami siklisasi spontan membentuk uroporfirinogen I yang simetris atau diubah menjadi uroporfirinogen III yang asimetris dan membutuhkan enzim tambahan yaitu uroporfirinogen III kosintase Pada kondisi normal hampir selalu terbentuk uroporfirinogen III.

Uroporfirinogen III selanjutnya mengalami dekarboksilasi, semua gugus asetatny (A) menjadi gugus metil (M) membentuk koproporfirinogen III. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim uroporfirinogen dekarboksilase. Enzim ini juga mampu mengubah uroporfirinogen I menjadi koproporfirinogen I.

Selanjutnya, koproporfirinogen III masuk ke dalam mitokondria serta mengalami dekarboksilasi dan oksidasi, gugus propionat (P) pada cincin I dan II berubah menjadi vini (V). Reaksi ini dikatalisis oleh koproporfirinogen oksidase dan membentuk protoporfirinogen IX. Enzim tersebut hanya bisa bekerja pada koproporfirinogen III, sehingga protoporfirinogen I umumnya tidak terbentuk.

Protoporfirinogen IX selanjutnya mengalami oksidasi oleh enzim protoporfirinogen oksidase membentuk protoporfirin IX. Protoporfirin IX yang dihasilkan akan mengalami proses penyatuan dengan Fe++ melalui suatu reaksi yang dikatalisis oleh heme sintase atau ferokelatase membentuk heme.

2.2 Pengendalian Biosintesis Heme

Enzim yang bertindak sebagai regulator biosintesis heme adalah AmLev sintase. Heme yang mungkin bekerja melalui molekul aporepresor menghambat sintesis AmLev sintase, dalam hal ini kemungkinan terjadi feed back negative. Obat yang metabolismenya menggunakan hemoprotein spesifik di hati (sitokrom-P450) menyebabkan konsentrasi heme intra seluler menurun. Hal ini menyebabkan represi terhadap AmLev sintase menurun. Aktivitas AmLev sintase meningkat sehingga sintesis heme juga meningkat. Pemberian glukosa dan hematin dapat mencegah pembentukan AmLev sintase sehingga menurunkan sintesis heme.

2.7 PENGENDALIAN METABOLISME

Jika kita memperhatian koordinasi antara aktifitas organ tubuh maka akan jelas bahwa terdapat suatu mekanisme pengendali yang ajaib berfungsi untuk memastikan bahwa setiap sel tidak hanya berfungsi sebagai satu unit saja tetapi juga sebagai bagian dari sebuah organisasi, yaitu tubuh.

Ada dua factor yang sangat penting dalam pengendalian metabolisme :

ü  System persyarafan. Yang berpusat dan tak sadar.

Contoh. Bila sekelompok otot tidak mendapatkan pelayanan syaraf maka kelumpuhan pada anak-anak,otot-otot mengurus karena bagian itu berhenti berfungsi dan pertumbuhan terhambat

ü  Organ endokrin.

Sudah diketahui bahwa organ – organ tertentu yang disebut endokrin menghasilkan zat yang bersifat kimiawi yang mengawasi kesehatan tubuh. Dengan cara demikian menimbulkan perubahan pada organ lain.

Contoh : jika sekresi kelenjar tyroid dihilangkan maka aktifitas metabolic berkurang, dan sebaliknya jika sekresinya diperbesar dengan kecepatan lebih besar  atau abnormal, maka metabolisme berjalan dengan kecepatan lebih besar.

Hal lain yang perlu diperhatikan dalam hubungan dengan pengendalian dan pengaturan metabolisme adalah kenyataan bahwa penambahan aktifitas suatu organ dapat dan memang sering menambah aktifitas organ yang lain. Misalnya aktivitas otot menghasilkan penyingkiran CO₂  dengan lebih baik. Hadirnya gas ini didalam darah merangsang aktivitas pernapasan, alhasil lebih banyak oksigen dimasukkan dan jantung berdebar lebih kuat guna mendistribusikan oksigen keseluruh jaringan. Dalam hal ini khususnya otot-otot yang memerlukannya  untuk dibuat energy dan untuk menyingkirkan produk buangan.

BAB III
PENUTUP

3.1   KESIMPULAN

Metabolisme adalah suatu proses komplek perubahan makanan menjadi energi dan panas melalui proses fisika dan kimia, berupa proses pembentukan dan penguraian zat didalam tubuh organisme untuk kelangsungan hidupnya.

Metabolisme dibedakan 2 macam:

a.       Katabolisme : proses penguraian/ pemecahan makanan menjadi energi, yang terjadi pada proses respirasi sel.

b.      Anabolisme : proses pembentukan (sintesa) zat organik komplek yang berasal dari zat yang lebih sederhana

Hasil dari Metabolisme

~         Metabolisme makanan menghasilkan energi yang disebut ATP (Adenosin Tri Fosfat).

~         ATP merupakan senyawa yang terdiri dari 3 gugus yaitu: Adenin (asam amino), ribose (senyawa karbohidrat) dan fosfat.

~         ATP merupakan simpanan energi (hasil metabolisme sel) yang siap digunakan sel untuk kelangsungan hidup: transport membran, sintesis senyawa kimia, kerja mekanik.

Jika sel memerlukan energi, maka energi diambil dari ATP dengan cara melepas satu gugus fosfat menjadi ADP ( Adenosin Di Phosfat ) dengan melepas 8.000 kalori

Macam – macam metabolisme

~        Metabolisme Karbohidrat;

~        Metabolisme Protein;

~        Metabolisme Lemak;

~        Metabolisme purin dan Pirimidin serta

~        Metabolisme Porfirin

Ada dua factor yang sangat penting dalam pengendalian metabolisme :

ü  System persyarafan. Yang berpusat dan tak sadar.

ü  Organ endokrin. Yang  menghasilkan zat yang bersifat kimiawi yang mengawasi kesehatan tubuh.

3.2  SARAN

Begitu besarnya peran metabolisme dalam tubuh kita, untuk itu kecepatan metabolisme harus diperhatiakn. Factor yang mempengaruhi kecepatan metabolisme dapat berupa ukuran tubuh, umur, seks, dan iklim yang  mencakup derajat panas, jenis pakaian yang dikenakan dan juga jenis pekerjaan.

 Pekerjaan sangat berpengaruh pada kecepatan metabolisme karna semakin berat dan banyak aktifitasnya maka metabolismenya semakin besar.

Untuk itu agar dapat menutupi kehilangan napas dan untuk mempertahankan produksi energy yang diperlukan guna pembuatan panas dan juga kerja orang memerlukan makanan. Nilai energy makanan telah distandarkan dan dinyatakan dalam jumlah kalori yang dihasilkan.

Di harapkan makalah ini dapat menjadi pembelajaran kita mengenai metabolisme.