Adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat seluler. Metabolisme merupakan semua reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh organisme termasuk di tingkat selular untuk mempertahankan kelangsungan hidup.
Fungsi Metabolisme
- Metabolisme memiliki peran yang penting bagi proses yang terjadi dalam tubuh makhluk hidup, diantaranya adalah ;
- Menghasilkan, energi bagi dari proses perubahan zat-zat makanan yang ada di dalam tubuh
- Zat-zat lain yang berasal dari protein berguna untuk pertumbuhan dan respirasi jaringan tubuh.
- Mengganti jaringan yang rusak atau membentuk jaringan
- Menyusun unit pembangun menjadi protein, asam nukleat dan komponen sel lainnya
Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik:
- katabolisme, yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk mendapatkan energi
- anabolisme, yaitu reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekul-molekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh.
Proses metabolisme protein
Protein masuk ke dalam tubuh akan menglami sebuah proses pencernaan dan berubah menjadi asam amino. Pada proses pencernaan ini dihasilkan zat sisa yang berupa feses. Yang selanjutnya didefekasikan yang melalui anus.
Asam amino hasil dari pencernaan selanjutnya akan ditransportasikan oleh plasma darah yang melalui sistem sirkulasi yang menuju ke sel/jaringan. Di dalam sel/jaringan asam amino akan dipergunakan sel untuk pertumbuhan, perkembanngan, restitusi sel dan mensintesis enzim dan hormon. Apabila jumlah pada asam amino berlebih, maka sisanya akan dioksidasi melalui peristiwa respirasi untuk menghasilkan energi. Respirasi dengan menggunakan substrat asam amino akan menghasilkan zat sisa yang berupa senyawa CO2, H2O dan NH4OH.
CO2 dan H2O dalam bentuk gas dari set diangkut, oleh plasma darah dalam pembuluh darah yang menuju ke paru-paru untuk diekskresikan keluar tubuh, sedangkan H2O dalam bentuk cair akan diangkut menuju ke kulit dan ginjal. H2O setelah sampai di kulit akan diekskresikan dalam bentuk keringat dan H2O setelah sampai di ginjal akan diekskresikan dalam bentuk urine.
Senyawa NH3 dan NH4OH merupakan senyawa yang bersifat racun yang sangat membahayakan sel, Oleh sebab itu sebelum dikeluarkan harus diubah dahulu menjadi urea di dalam hati, yang sehingga tidak berbahaya bagi tubuh. Dalam bentuk urea, sisa metabolisme ini dipindahkan ke ginjal untuk dieskskresikan dalam bentuk urine.
Proses metabolisme lemak
Metabolisme karbohidrat adalah proses kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup untuk mengolah karbohidrat, baik itu reaksi pemecahan (katabolisme) maupun reaksi pembentukan (anabolisme).
Pencernaan lemak tidak terjadi di mulut dan lambung karena di tempat tersebut tidak terdapat enzim lipase yang dapat menghidrolisis atau memecah lemak.Pencernaan lemak terjadi di dalam usus,karena usus mengandung lipase.
Lemak keluar daari lambung masuk ke dalam usus sehingga merangsang hormon kolesistokinin.Hormon kolesistokinin menyebabkan kantung empedu berkontraksi sehingga mengeluarkan cairan empedu ke dalam duodenum(usus dua belas jari).Empedu mengandung garam empedu yang memegang peranan penting dalam mengemulsikan lemak.Emulsi Lemak merupakan pemecahan lemak yang berukuran besar menjadai butiran lemak yang berukuran lebih kecil.ukuran lemak yang lebih kecil (trigliserida) yang teremulsi akan memudahkan hidrolisis lemak oleh lipase yang dihasilkan dari penkreas.Lipase pankreas akan menghidrolisis lemak teremulsi menjadi campuran asam lemak dan monoligserida (gliserida tunggal).Pengeluaran cairan penkreas dirancang oleh hormon sekretin yang berperan dalam meningkatkan jumlah elektrolit (senyawa penghantar listrik) dan cairan pankreas,serta pankreoenzim yang berperan untuk merangsang pengeluaran enzim-enzim dalam cairan pankreas.
Absorpsi hasil pencernaan lemak sebagian besar (70%) terjadi di usus halus.Pada waktu asam lemak dan monogliserida di absorpsi melalui sel-sel mukosa pada dinding usus,keduanya di ubah kembali menjadi lemak (trigliserida dengan bentuk partikel-partikel kecil(jaringan lemak.Saar dibutuhkam,timbunan lemak tersenit akan diangkut menuju hati.
Proses Metabolisme karbohidrat
Metabolisme karbohidrat pada manusia dapat dibagi sebagai berikut.
Glikolisis
Oksidasi glukosa atau glikogen menjadi piruvat dan laktat oleh jalan Embden-Meyerhof. Glikolisis terjadi pada semua jaringan.
Oksidasi piruvat menjadi asetil—KoA
Merupakan suatu langkah yang dibutuhkan sebelum masuknya produk glikolisis ke dalam siklus asam nitrat yang merupakan jalan akhir bersama untuk oksidasi karbohidrat, lemak dan protein.
Sebelum piruvat dapat memasuki sikluas asam nitrat, ia harus ditranspor ke dalam mitokondria melalui transpor piruvat khusus yang membantu pasasi melintasi membran bagian dalam mitokondria. Ini memerlukan mekanisme “symport” dimana satu proton diangkut bersama.
Dalam mitokondria, piruvat di dekarboksilasi secara osidatif menjadi asetil-KoA. Reaksi ini dikatalisis oleh beberapa enzsim yang berbeda yang bekerja secara berurutan dalam kompleks multienzim. Enzim-enzim ini secara kolektif disebut kompleks piruvat dehidrogenase dan analog dengan kompleks alfa-ketoglutarat dehidrogenase dari siklus asam nitrat. Piruvat mengalami dekarboksilasi dengan adanya tiamin difosfat menjadi derivat hidroksietil cincin tiazol dari tiamin difosfat yang berikatan dengan enzim, yang selanjutnya bereaksi dengan lipoamida teroksidasi membentuk asetil lipoamida. Dengan adanya dihidrolipoil transasetilase, asetil lipoamida bereaksi dengan koenzim A membentuk asetil-KoA dan lipoamida tereduksi.
Siklus reaksi disempurnakan bila lipoamida tereduksi kembali dioksidasi oleh flavoprotein dengan adanya dihidropoil dehidrogenase. Akhirnya flavoprotein yang tereduksi dioksidasi oleh NAD, yang selanjutnya memindahkan ekuivalen pereduksi ke rantai pernafasan.
Piruvat + NAD+ + KoAà Asetil-KoA + NADH + H+ + CO2
Kompleks piruvat dehidrogenase terdiri dari kurang lebih 29 mol piruvat dehidrogenase dan kira-kira 8 mol flavoprotein (dihidripoil dehidrogenase) yang tersebar disekeliling 1 mol transasetilase.
Sistem piruvat dhidrogenase cukup elektronegatif dipandang dari rantai pernapasan bahwa disamping membebaskan koenzim tereduksi (NADH), ia juga menghasilkan ikatan tioester berenergi tinggi dalam asetil-KoA.
Glikogenesis
Sintesis glikogen dari glukosa
Glikogenolisis
Pemecahan/degradasi glikogen. Glukosa merupakan hasil akhir utama glikogenolisis dalam hati, dan piruvat serta laktat adalah hasil utama dalam otot.
Hexose monophosphate shunt
Jalan lain disamping jalan Embden-Meyerhof untuk oksidasi glukosa. Fungsi utamanya adalah sintesia perantara penting seperti NADPH dan ribosa.
Glukoneogenesis
Pembentukan glukosa atau glikogen dari sumber bukan karbohidrat. Jalan yang tersangkut dalam glukoneogenesis terutama siklus asam nitrat dan kebalikan glikolisis. Substrat utamanya adalah asam amino glokogenik, laktat, dan gliserol.