Energi dan Metabolisme

Nama : Ilham Aditya P.
NIM
: 125100300111037
Energi dan Metabolisme
Metabolisme dapat didefinisikan sebagai suatu proses fisiologis dimana
makanan yang dicerna akan diubah menjadi energi. Energi yang di dapat ini akan
digunakan untuk melakukan serangkaian aktivitas yaitu untuk pertumbuhan,
produksi, bekerja, dan mempertahankan suhun tubuh agar kehidupan berlangsung
optimal. Jumlah energi yang masuk ke dalam dan keluar dari tubuh merupakan proses
yang pokok dalam sistem kehidupan tubuh tersebut. Istilah metabolisme dapat
diartikan sebagai perubahan, perubahan yang dimaksud digunakan untuk menunjukan
semua transformasi kimiawi dan tenaga yang ada dalam tubuh (Ganong, 1995).
Metabolisme dapat pula meliputi proses sintesis dan proses pengurain senyawa atau
komponen. Sedangkan laju metabolisme dapat berkaitan erat dengan respirasi yang
merupakan proses ekstraksi energi dari molekul makanan yang bergantung pada
keadaan oksigen. Menurut Seeley (2003), laju metabolisme merupakan jumlah total
energi yang diproduksi dan dipakai oleh tubuh per satuan waktu. Beberapa faktor
yang mempengaruhi laju konsumsi oksigen antara lain temperatur, ukuran badan dan
aktivitas (Tobin, 2005).
Berdasarkan prosesnya metabolisme dapat dibagi menjadi 2, yaitu anabolisme
dan katabolisme. Anabolisme yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks
dengan menggunakan energi yang relatif tinggi. Proses anabolisme terjadi pada
kloroplas dan terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi
kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa
organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung
cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas
reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebutreaksi endoterm.
Sedangkan proses katabolisme adalah penguraian substrat menjadi produk-produk
antara melalui reaksi oksidasi sambil melepaskan energi (eksergonik). Sementara itu
proses anabolisme adalah proses sintesis komponen penyusun sel baru dari produkproduk antara hasil katabolisme melalui reaksi reduksi yang memerlukan energi
(Manurung, 2004).
Pada setiap organisme, untuk menghasilkan energi tersebut dapat dibagi
dalam dua cara, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob. Respirasi aerob adalah
peristiwa pembakaran zat makanan menggunakan oksigen dari pernapasan untuk
menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Selanjutnya, ATP ini digunakan untuk
memenuhi proses hidup yang selalu memerlukan energi. Respirasi aerob dapat
disebut juga sebagai pernapasan, dan terjadi di paru-paru. Sedangkan, pada tingkat sel
respirasi terjadi pada organel mitokondria. Respirasi aerob dapat dibedakan menjadi
tiga tahap, yaitu : glikolisis, siklus krebs, dan transpor elektron.
Glikolisis adalah peristiwa pengubahan dari molekul glukosa (6 atom C)
menjadi 2 molekul yang lebih sederhana, yaitu asam piruvat (3 atom C). Glikolisis
terjadi dalam sitoplasma sel yang prosesnya terdiri atas sepuluh langkah. Sedangkan
siklus krebs merupakan tahap kedua respirasi aerob, siklus ini disebut juga siklus
asam sitrat. Siklus krebs diawali dengan adanya 2 molekul asam piruvat yang
dibentuk pada glikolisis yang meninggalkan sitoplasma masuk ke mitokondria.
Sehingga, siklus krebs terjadi di dalam mitokondria. Sedangkan pada transport
elektron terjadi di membran dalam mitokondria, dan berakhir setelah elektron dan H+
bereaksi dengan oksigen yang berfungsi sebagai akseptor terakhir, membentuk H2O.
ATP yang dihasilkan pada tahap ini adalah 32 ATP.
Respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak menggunakan oksigen
sebagai penerima akhir pada saat pembentukan ATP. Respirasi anaerob juga
menggunakan senyawa glukosa sebagai substrat. Respirasi anaerob sering disebut
juga fermentasi. Menurut Nurbaiti (2012), Pada respirasi anaerob (fermentasi) kurang
efisien dalam mengkonversi ADP menjadi ATP bila dibandingkan dengan respirasi
aerobik. Organisme 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 berespirasi
menggunakan oksigen, tetapi dapat juga melakukan fermentasi. Organisme seperti ini
melakukan fermentasi jika lingkungannya miskin oksigen. Sebagai contoh, sel-sel
otot dapat melakukan respirasi anaerob jika kekurangan oksigen.
Pada fermentasi, glukosa ini dipecah menjadi 2 molekul asam piruvat, 2
NADH, dan terbentuk 2 ATP. Tetapi, fermentasi tidak bereaksi secara sempurna
memecah glukosa menjadi karbon dioksida dan air, serta ATP yang dihasilkan pun
tidak sebesar ATP yang dihasilkan dari glikolisis. Dari hasil akhirnya, fermentasi
dibedakan menjadi fermentasi asam laktat dan fermentasi alkohol. Fermentasi asam
laktat merupakan respirasi anaerob, hasil akhir fermentasi ini ialah asam laktat .
Proses fermentasi juga dimulai dengan glikolisis yang menghasilkan asam piruvat.
Karena pada proses ini tidak ada oksigen yang merupakan reseptor terakhir, maka
asam piruvat diubah menjadi asam laktat. Asam laktat merupakan zat kimia yang
merugikan karena bersifat racun atau toksis. Pada fermentasi alkohol beberapa
mikroorganisme, peristiwa pembebasan energi terjadi karena asam piruvat diubah
menjadi asam asetat dan CO2. Selanjutnya, pada asam asetat selanjutnya diubah
menjadi alkohol. Pada peristiwa ini, NADH diubah menjadi NAD+. Dengan
terbentuknya NAD+, glikolisis dapat terjadi. Dengan demikian, asam piruvat selalu
tersedia, kemudian diubah menjadi energi. Pada fermentasi ini, energi (ATP) yang
dihasilkan dari 1 molekul glukosa hanya 2 molekul ATP, berbeda dengan proses
respirasi aerob yang mengubah 1 molekul glukosa menjadi 34 ATP.
Pada potensi biologis, penerapan ilmu pada fermentasi alkohol ini dapat
digunakan untuk pembuatan bioetanol. Pada alkohol dapat diproduksi dari beberapa
bahan secara fermentasi dengan bantuan mikroorganisme, sebagai penghasil enzim
yang mengkatalis reaksi biokimia pada perubahan substrat organik. Mikroorganisme
yang dapat digunakan untuk fermentasi terdiri dari yeast (ragi), khamir, jamur, dan
bakteri. Mikroorganisme tersebut tidak mempunyai klorofil, tidak mampu
memproduksi makanannya dengan cara fermentasi, dan menggunakan substrat
organik
untuk
sebagai
makanan.
Sedangkan
fermentasi
bioethanol
dapat
didefenisikan sebagai proses penguraian gula menjadi bioethanol dan karbondioksida
yang disebabkan enzim yang dihasilkan oleh massa sel mikroba. Perubahan yang
terjadi selama proses fermentasi adalah perubahan glukosa menjadi bioethanol.
Produksi bioethanol (atau alkohol) dengan bahan baku tanaman yang mengandung
pati atau karbohidrat, dilakukan melalui proses konversi karbohidrat menjadi gula
(glukosa) larut air. Konversi bahan baku tanaman yang mengandung pati atau
karbohidrat dan tetes menjadi bioethanol
DAFTAR PUSTAKA
Ganong , F.G. 1995. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 14. Jakarta: Buku Kedokteran Hewan
EGC.
Manurung, Renita. 2004. Perombakan Zat Warna Azo Reaktif Secara Anaerob – Aerob.
Jurnal Teknik 1(1): 7-19
Nurbaiti. 2012. Respon Pertumbuhan Bibit Kelapa Sawit Pada Medium Gambut
Dengan Berbagai Periode Penggenangan. Jurnal Agrotek Trop. 1(1): 14-17
Seeley, R.. 2003. Essentials of Anatomy dan Physiology 4th Edition. New York:
McGraw-Hill Companies
Tobin, A.J. 2005. Asking About Life. Canada: Thomson Brooks/Cole