METABOLISME KARBOHIDRAT

Metabolisme merupakan proses fisiologi yang mengakibatkan makhluk hidup dapat mempertahankan diri untuk tetap menjalani aktivitas biologis. Proses ini melibatkan dua proses penting yakni anabolisme dan katabolisme.

Karbohidrat menjadi salah satu komponen makanan yang kompleks. Komponen inilah yang menjadi salah satu bahan dalam proses metabolisme. Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Senyawa biologis ini hanya terdapat dalam jumlah 1% dari keseluruhan tubuh manusia, diolah dalam tubuh sebagai bahan makanan, dicadangkan dalam bentuk glikogen dan digunakan sebagai bahan bakar sel, juga dibutuhkan dalam pembentukan tulang rawan. Sumber karbohidrat yang paling banyak berasal dari tumbuhan.

Dalam proses untuk menghasilkan energi, semua jenis karbohidrat yang dikonsumsi akan masuk ke dalam sistem pencernaan dan juga usus halus, terkonversi menjadi glukosa untuk kemudian diabsorpsi oleh aliran darah dan ditempatkan ke berbagai organ dan jaringan tubuh. Molekul glukosa hasil konversi berbagai macam jenis karbohidrat inilah yang kemudian akan berfungsi sebagai dasar pembentukan energi di dalam tubuh. Melalui berbagai tahapan dalam proses metabolisme, sel-sel yang terdapat di dalam tubuh dapat mengoksidasi glukosa menjadi CO₂ & H₂O dimana proses ini juga akan disertai dengan produksi energi. Proses metabolisme glukosa yang terjadi di dalam tubuh ini akan memberikan kontribusi hampir lebih dari 50% bagi ketersediaan energi. Di dalam tubuh, karbohidrat yang telah terkonversi menjadi glukosa tidak hanya akan berfungsi sebagai sumber energi utama bagi kontraksi otot atau aktifitas fisik tubuh, namun glukosa juga akan berfungsi sebagai sumber energi bagi sistem syaraf pusat termasuk juga untuk kerja otak. Selain itu, karbohidrat yang dikonsumsi juga dapat tersimpan sebagai cadangan energi dalam bentuk glikogen di dalam otot dan hati. Glikogen otot merupakan salah satu sumber energi tubuh saat sedang berolahraga sedangkan glikogen hati dapat berfungsi untuk membantu menjaga ketersediaan glukosa di dalam sel darah dan sistem pusat syaraf (Irawan 2007).

Pada ikan pencernaan karbohidrat dimulai pada segmen lambung, hal ini disebabkan oleh karena hewan akuatik ini tidak memiliki air liur seperti pada hewan darat, namun secara intensif terjadi pada usus yang memiliki enzim amylase pankreatik (Fujaya 2004).

Laju penyerapan karbohidrat pada ikan tampaknya berkaitan erat dengan kompleksitas karbohidrat dalam makanan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa 2 jam setelah pemberian makanan dalam bentuk 95% glukosa sudah terserap sedangkan dekstrin dan α strakh masing-masing baru terserap sebanyak 65% dan 4%. Makanan berbentuk α strakh diserap sebanyak 87% dalam periode waktu 3-10 jam. Adanya keterkaitan antara kompleksitas sumber karbohidrat dengan kecepatan/laju penyerapan ini akan berdampak pada tingkat keberadaan glukosa dalam darah. Akibat selanjutnya akan terkait dengan tingkat pemanfaatannya oleh tubuh. Pada ikan yang sistem pencernaannya telah sempurna (definitif), penggunaan karbohidrat yang komplek dalam pakan akan lebih bernilai guna dibandingkan dengan karbohidrat sederhana (Furukhi dan Yone, dalam Affandi, et al., 2005)

oleh Akbar Marzuki Tahya

SIKLUS KREBS DAN GLUKONEOGENESIS

oleh Akbar Marzuki Tahya

Siklus krebs merupakan suatu siklus yang di dalamnya berproses untuk kegiatan transformasi beraneka bahan. Siklus Krebs pertama-tama dikemukakan oleh Sir Hans Krebs. Siklus yang biasa dikenal juga dengan siklus asam karboksilat ini menghasilkan sebagian besar karbondioksida yang dibuat dalam jaringan. Siklus ini menjadi pusat kegiatan metabolisme tubuh, semua molekul yang beraneka masuk ke dalam siklus ini dan diproses.

Siklus Krebs terjadi pada mitokondria yang mengakibatkan katabolisme asetil KoA, dengan membebaskan sejumlah ekuivalen hidrogen yang pada oksidasi menyebabkan pelepasan dan penangkapan sebagaian besar energi yang tersedia dari bahan bakar jaringan, dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP). Residu asetil ini berada dalam bentuk asetil-KoA (CH₃-CO~KoA, asetat aktif), suatu ester koenzim A. Ko-A mengandung vitamin asam pantotenat.

Siklus Krebs merupakan tahap akhir dari metabolisme glukosa. Konversi yang terjadi pada Siklus Krebs berlangsung secara aerobik di dalam mitokondria dengan bantuan 8 jenis enzim. Inti dari proses yang terjadi pada siklus ini adalah untuk mengubah 2 atom karbon yang terikat didalam molekul Acetyl-CoA menjadi 2 molekul karbondioksida (CO₂), membebaskan koenzim A serta memindahkan energi yang dihasilkan pada siklus ini ke dalam senyawa NADH, FADH₂ dan GTP. Selain menghasilkan CO₂ dan GTP, dari persamaan reaksi dapat terlihat bahwa satu putaran Siklus Krebs juga akan menghasilkan molekul NADH & molekul FADH₂. Untuk melanjutkan proses metabolisme energi, kedua molekul ini kemudian akan diproses kembali secara aerobik di dalam membran sel mitokondria melalui proses Rantai Transpor Elektron untuk menghasilkan produk akhir berupa ATP dan air (H₂O) (Irawan 2007).

Glukoneogenesis adalah proses pembentukan glukosa dari senyawa-senyawa non karbohidrat, bisa dari lipid ataupun protein. Sumber karbon untuk glukoneogenesis adalah sejumlah senyawa prekursor glukogenik yang terutama berasal dari asam amino. Montgomery, et al (1993) Glukoneogenesis menghasilkan glukosa sewaktu kadar glukosa darah dalam keadaan rendah, dan berlangsung terutama dalam hati dan ginjal, proses ini tidak berlangsung dalam jumlah fisiologik dalam otot yang tidak mempunyai glukosa 6-fosfatase dan tidak dapat menopang kadar gula darah yang diperlukan.

Ditambahkan Montgomery, et al (1993) ketika sediaan glukosa tidak mencukupi oleh beberapa sebab misalnya, kurang makan, diet tinggi lemak, atau ketidak seimbangan hormon, glukosa akan disediakan melalui metabolisme asam amino dari katabolisme protein yang juga dirangsang oleh kortisol, sebagian besar energi untuk glukoneogenesis mungkin berasal dari oksidasi asam lemak, yang diproduksi dari trigliserida yang mengalami lipolisis, yang juga ditingkatkan oleh kortisol.

BIOKATALISATOR

oleh Akbar Marzuki Tahya

Dalam pencernaan makanan, enzim berfungsi sebagai katalisator biologis yang berperan dalam reaksi kimiawi dalam proses pencernaan. Enzim merupakan protein yang diproduksi oleh jaringan hidup dan meningkatkan laju reaksi yang mungkin terjadi dalam jaringan.

Menurut Montgomery, et al (1993), bila enzim tidak hadir maka reaksi-reaksi akan berjalan terlalu lambat untuk dapat menopang kehidupan atau reaksi-reaksi tersebut akan memerlukan kondisi-kondisi non fiiologis. Affandi, et al (2005) menyatakan bahwa kecepatan reaksi yang diperlihatkan dapat dijadikan ukuran keaktifan enzim.

Pada sistem pencernaan, enzim yang disekresikan keluar sel melalui proses eksositosis, digunakan untuk pencernaan di luar sel yakni di dalam rongga saluran pencernaan (extracellular digestion), sedangkan enzim yang dipertahankan tetap berada di dalam sel akan digunakan untuk pencernaan di dalam sel itu sendiri (intracellular digestion) (Affandi, et al 2005).

Affandi, et al (2005) menuliskan penggolongan enzim berdasarkan organ yang mensekresikannya, antara lain (1). Enzim Lambung, yakni enzim yang disekresikan oleh kelenjar lambung, contohnya: pepsin, (2). Enzim Pankreas, yakni enzim yang disekresikan oleh sel acineus pankreas, contohnya: tripsin, chymotripsin, carboxy peptidase, amilase, lipase dan chitinase, (3). Enzim Usus, yakni enzim yang disekresikan oleh sel pada lapisan mucosa usus, contohnya: phosphatase alkaline, dipeptidase, dan tripeptidase.

Terdapat beberapa faktor yang dapat mempengaruhi keaktifan enzim diantaranya: konsentrasi enzim dan substrat, suhu, pH dan inhibitor. Untuk mempelajari sifat enzim, Montgomery, et al (1993) menggunakan teknik yang sederhana dengan mengisolasi enzim dari sumber alamnya dengan cara in vitro untuk melihat rincian reaksi-reaksi yang dikatalisis, laju reaksi dapat diubah dengan mengubah parameter-parameternya seperti pH, atau suhu, dan dengan mengubah secara kualitatif maupun kuantitatif komposisi ion dari medianya atau dengan mengubah ligand selain substrat atau koenzim.

PRINSIP PENCERNAAN

Akbar Marzuki Tahya

Pencernaan makanan merupakan proses penyederhanaan makanan yang melalui proses fisik dan kimiawi dengan hasil akhir berupa material sederhana yang memudahkan penyerapan untuk dimanfaatkan dalam tubuh. Distribusi makanan dalam keadaan sederhana ini ditransportasikan dengan adanya bantuan sistem peredaran darah. Montgomery, et al (1993) mendefinisikan pencernaan sebagai proses untuk memecahkan bahan makanan menjadi komponen lebih sederhana, dalam proses ini mengikutsertakan katalisator biologik yang disebut enzim.

Awal pencernaan makanan secara fisik bermula dibagian rongga mulut. Makanan yang masih berbentuk kompleks ini dipotong-potong menjadi serpihan kecil makanan untuk memudahkan proses pencernaan selanjutnya. Pada segmen lambung terjadi kontraksi yang mengakibatkan terjadinya pencernaan fisik lanjutan. Pencernaan pada segmen ini berlangsung efektif oleh karena adanya proses pencernaan kimiawi yang dihasilkan dari kelenjar lambung, cairan pencernaan yang disekresi ini menandakan dimulainya pencernaan secara kimiawi. Proses pencernaan kemudian berlanjut ke segmen usus yang tidak jauh berbeda dengan proses pada segmen lambung, pada segmen ini juga terjadi secara fisik melalui kontraksi otot dan secara kimiawi dengan adanya sekresi cairan pencernaan. Namun proses pencernaan lanjutan ini berlangsung lebih sempurna, dan cairan pencernaan yang dihasilkan berasal dari dinding usus, hati dan pankreas.

Hasil akhir dari proses fisik dan kimiawi ini menghasilkan komponen sederhana yang mudah diserap oleh dinding usus. Montgomery, et al (1993) menambahkan bahwa hasil pencernaan ini kemudian masuk ke dalam pembuluh darah melalui absorbsi selektif.

Sementara komponen makanan yang tidak tercerna disalurkan menjadi buangan dalam bentuk feses.