0 KATABOLISME

KATABOLISME

Katabolisme Karbohidrat adalah pemecahan molekul karbohidrat menjadi unit-unit yang lebih kecil. Katabolisme karbihodrat meliputi proses pemecahan polisakarida menjadi monosakarida dan pemakaian glukosa (monosakarida) dalam proses respirasi untuk mengghasilkan energi dalam bentuk ATP (Adenosine Tripospat). ATP inilah yang digunakan oleh seluruh makhluk hidup untuk melakukan aktivitas kehidupan.

A.    Pemecahan Polisakarida menjadi Monosakarida

Proses pemecahan polisakarida (pati) maupun disakarida menjadi monosakarida (gula sederhana) seperti glukosa galaktosa dan fruktosa terjadi di sepanjang  saluran pencernaan dengan melibatkan berbagai enzim pencernaan.

Ketika makanan dikunyah makanan akan bercampur dengan saliva yang mengandung enzim petialin. Enzim ini menghidrolisis pati menjadi maltose yang merupakan disakarida dan glukosa.

Makanan berada di dalam mulut dalam waktu yang singkat, sehingga hanya 3-5% pati yang telah terhidrolisis pada saat makanan di telan. Walaupun makanan tidak cukup lama berada di dalam mulut, kerja ptyalin dapat dapat  terus berlangsung selama satu jam setelah makanan memasuki lambung. Selanjutnya, kerja ptyalin akan dihambat olah asam yang dikeluarkan oleh lambung karena ptyalin merupakan enzim yang tidak aktif saat pH medium turun di bawah 4. Di lambung, sekitar 30-40% pati dihidrolisis menjadi maltosa.

Di duodenum (usus 12 jari), makanan bercampur dengan getah pancreas yang mengandung α- amylase. Enzim ini memiliki fungsi yang sama dengan enzim ptyalin. Selanjutnya disakarida dan polimer glukosa akan dipecah menjadi monosakarida oleh 4 enzim, yaitu lactase, sukrase, maltase, α dekstrinase yang disekresikan oleh sel epitel yang melapisi usus.

Laktosa dipecah menjadi 1 molekul glukosa dan 1 molekul galaktosa. Sukrosa dipecah menjadi 1 molekul glukosa dan 1 molekul fruktosa, sedangkan maltose dan polimer glukosa akan dipecah menjadi molekul-molekul glukosa.

Dalam makanan yang kita konsumsi, lebih dari 80 % hasil katabolisme pati adalah glukosa. Sedangkan galaktosa dan fruktosa hanya mewakili 20 % dari makanan tersebut. Setelah penyerapan oleh usu halus, sebagian fruktosa dan  hamper semua galaktosa dengan segera diubah menjadi glukosa.

B.     Pemakaian  Glukosa (Monosakarida pada Respirasi dalam Sel)

Glukosa yang telah dipecah dalam saluran pencernaan, selanjutnya digunakan sebagai substrat dalam proses respirasi. Respirasi merupakan cara sel untuk mendapatkan energy dalam bentuk ATP dan energy electron tinggi (NaDH₂=Nikotinamin adenine Dinucleotide, H₂ dan NaDH₂ = Flavin adenine Dinucleotide).

Terdapat dua jenis Respirasi yaitu respirasi aerob dan anaerob:

1.      Respirasi Aerob

Respirasi Aerob merupakan peristiwa pembakaran zat yang melibatkan oksigen dari pernafasan. Oksigen akan digunakan sebagai penerima electron terakhir dalam pembentukan ATP. Respirasi pada tingkat Organisme berupa pertukaran O₂ dengan CO₂ di dalam alfeolus paru-paru. Sedangkan pada respirasi tingkat sel terjadi pada mitikondria.

Secara singkat reaksi yang terjadi pada respirasi aerob sebagai berikut:

C6H12O6      +    6O2+                          6CO2              +       6H2O   +   36 ATP Glukosa                                Oksigen                                      Karbondioksida                   Air             Energy

 

Respirasi aerob terjadi dalam tiga tahap yaitu glikolisis, siklus kreb, dan system transpor elektron.

·       Glikolisis

Glikolisis terjadi dalam sitoplasma sel. Pada tahap glikolisis terjadi dua lamgkah reaksi yaitu langkah memerlukan energy dan langkah melepas energy. Glikolisis adalah reaksi pelepasan energy yang memecah satu molekul glukosa terdiri dari 6 atom karbon atau monosakarida yang lain menjadi 2 molekul asam piruvat. Terdiri dari 3 atom karbon, 2 NaDH, dan 2 ATP.

·      Siklus Krebs

Siklus krebs  disebut juga siklus asam sitrat tahap awal siklus kreb adalah dua molekul asam piruvat yang dibentuk pada glikolisis meninggalkan sitoplasma dan memasuki mitokondria. Siklus kreb terjadi di dalam mitikondria selama reaksi tersebut dilepaskan 3 molekul karbondioksida, 4 NaDH, 1 FADH, reaksi ini terjadi 2 kali karena pada glikolisis glukosa dipecah menjadi 2 asam piruvat. Sehingga dapat dikatakan siklus kreb merupakan reaksi tahap ke 2 pada respirasi  aerob yang menghasilkan 8NaDH, FADH₂, dan 2ATP.

·         Sistem Transpor Elektron

Tranpor electron terjadi di bagian membrane dalam mitokondria. NaDH dan FADH₂ yang dihasilkan dari siklus kreb dan glikolisis memberikan elektron dan H­⁺. Transpor elektron  adalah tahapan terakhir dari respirasi aerob ketika elektron dari reaksi intermediet (siklus kreb) dialirkan berturut-turut pada enzim dan kofaktor membrane dalam mitokondria, dan menyebabkan terjadinya gradient elektron yang mendorong sintetis ATP.

ATP yang dihasilkan dari pemecahan glukosa menjadi karbondioksida dan air dalam respirasi aerob adalah 2 ATP hasil glikolisis + 2 ATP dari siklus Kreb + 32 ATP dari system transport.

Pada glikolisis dan siklus kreb terdapat senyawa-senyawa anatara yang berguna untuk bahan baku sintesis asam amino dan asam lemak, serta senyawa lain yang diperlukan tubuh.

2.      Respirasi Anaerob

Respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak menggunakan oksigen sebagai penerima elektron akhir pada saat pembentukan ATP. Respirasi anaerob juga menggunakan glukosa sebagai substrat. Respirasi anaerob merupakan proses fermentasi.

Beberapa organism yang melakukan fermentasi  di antaranya adalah bakteri dan protista yang hidup di rawa, lumpur, makanan yang diawetkan, atau tempat-tempat  lain yang tidak mengandung oksigen. Beberapa organisme dapat menggunakan oksigen untuk respirasi, tetapi dapat  juga melakukan fermentasi. Organisme seperti ini melakukan fermentasi jika lingkungannya miskin oksigen. Sel-sel oto juga dapat melakukan fermentasi, jika sel-sel otot kekurangan oksigen.

Seperti pada respirasi aerob, glukosa merupakan substrat pada tahap awal fermentasi, glukosa dipecah menjadi 2 molekul asam piruvat, 2NADH dan terbentuk 2 ATP. Akan tetapi reaksi fermentasi tidak secara sempurna memecah glukosa menjadi karbondioksida dan air, sehingga ATP yang dihasilkan lebih sedikit dari jumlah ATP yang dihasilkan oleh glikolisis. Contoh fermentasi adalah fermentasi Alkohol dan fermentasi Asam Laktat.

Fermentasi Alkohol dilakukan oleh jamur ragi (yeas) secara anaerob. Sebagai substrat fermentasi adalah asam piruvat. Molekul piruvat (hasil glikolisis) di fermentasi menjadi astaldehid, sehingga terbentuk produk akhir alkohol yaitu etanol. Pada fermentasi alcohol ini terjadi 2 ATP.

Fermentasi asam laktat terjadi pada otot manusia saat melakukan kerja keras dan persediaan Oksigen kurang mencukupi. Pada fermentasi asam laktat molekuk asam piruvat hasil glikolisis menerima elektron dan hydrogen dari NADH. Pada saat yang sama, asam piruvat di ubah menjadi asam piruvat menjadi asam laktat menghasilkan 2 ATP. Kerja otot terus menerus akan menimbulkan asam laktat dalam jumlah besar. Penimbunan asam laktat pada otot menyebabkan elastisitas otot berkuang dan menimbulkan gejala kram serta kelelahan.

Komentar →