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.

METABOLISME

oleh Akbar Marzuki Tahya

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. Proses yang terjadi pada organisme dan sel ini merupakan proses biokimiawi dengan adanya modifikasi senyawa kimia. Dalam proses anabolisme terjadi sintesis senyawa sederhana menjadi lebih kompleks dan membutuhkan energi, sementara pada katabolisme molekul organik kompleks akan diurai menjadi senyawa yang lebih sederhana dan proses ini melepaskan energi. Dua proses yang berlawanan ini tidak dapat dipisahkan, karena dalam proses anabolisme menghasilkan senyawa kompleks yang dapat menjadi senyawa bahan baku untuk dimulainya proses katabolisme. Proses ini mengikuti jalur metabolisme dengan adanya tahapan-tahapan yang melibatkan kerja enzim.

Menyangkut fungsi dan tahap, Sindumarta dan Natalia (1999) menjelaskan bahwa metabolisme berjalan untuk memperoleh energi kimia dari molekul-molekul besar ataupun dari energi surya, mengubah nutrien eksogen ke dalam building block atau prekursor komponen-komponen makromolekul, dan mempersatukan building block menjadi protein, asam nukleat, lipid dan komponen sel lainnya. Dalam perjalanannya, metabolisme melewati tiga tahap, yakni: Tahap I katabolisme, Molekul nutrien besar didegradasi menjadi building block. Polisakarida didegradasi menjadi heksosa. Lipid didegradasi menjadi asam lipid, gliserol dan komponen-komponen lainnya, sedangkan protein diuraikan menjadi asam amino. Tahap II katabolisme, produk-produk berbeda dari tahap I dikumpulkan dan diubah menjadi intermediet-intermediet sederhana dan berjumlah lebih sedikit. Heksosa/pentosa dan gliserol didegradasi melalui intermediet melalui intermediet asam piruvat (3C) menjadi asetil –CoA (2C). asam amino dan asam lipid dipecah menjadi asetil CoA dan beberapa produk lainnya. Akhirnya gugus asetil dari asetil CoA dan produk-produk lain pada tahap II ini disalurkan ke tahap III. Tahap III katabolisme, merupakan tahap akhir katabolisme. Produk yang dihasilkan pada tahap II dioksidasi menjadi air dan karbondioksida. Tahap III dan tahap II anabolisme, molekul-molekul prekursor diregenerasi di tahap III, lalu diubah di tahap II. Contoh biosintesis protein dimulai dari pembentukan asam α-keto yang merupakan prekursor asam amino α yang pada tahap I anabolisme diubah menjadi rantai polipeptida.