METABOLISME
Metabolisme adalah jumlah total dari semua reaksi kimia
yang terlibat dalam menjaga keadaan hidup dari sel-sel , dan dengan demikian
organisme . Secara umum metabolisme dapat dibagi menjadi dua kategori :
katabolisme atau memecah molekul untuk memperoleh energi , dan anabolisme atau
sintesis semua senyawa yang dibutuhkan oleh sel-sel ( contoh adalah DNA , RNA ,
sintesis protein ) . Diagram di sebelah kiri berisi ringkasan dari semua jenis
metabolisme yang akan diperiksa . Dalam modul ini , rantai transpor elektron
diperiksa .
Bioenergetika adalah istilah yang menggambarkan jalur biokimia atau metabolik dimana sel akhirnya memperoleh energi .
Bioenergetika adalah istilah yang menggambarkan jalur biokimia atau metabolik dimana sel akhirnya memperoleh energi .
Nutrisi
adalah ilmu yang berhubungan dengan hubungan zat makanan untuk makhluk hidup .
Dalam studi gizi , hal-hal berikut harus dipertimbangkan : a) kebutuhan tubuh
untuk berbagai zat , b ) fungsi dalam tubuh , c ) jumlah yang dibutuhkan ; d )
tingkat di bawah yang hasil kesehatan yang buruk . Makanan penting pasokan
energi ( kalori ) dan memasok bahan kimia yang diperlukan tubuh sendiri yang
tidak dapat mensintesis . Makanan menyediakan berbagai zat yang penting untuk
gedung , pemeliharaan , dan perbaikan jaringan tubuh , dan untuk melaksanakan
fungsi tubuh .
Diet yang lengkap harus menyediakan unsur , karbon , hidrogen , oksigen ,
nitrogen , fosfor , sulfur , dan setidaknya 18 unsur anorganik lainnya .
Unsur-unsur utama dipasok karbohidrat , lipid , dan protein . Selain itu,
setidaknya 17 vitamin dan air yang diperlukan . Jika nutrisi penting
dihilangkan dari diet , gejala defisiensi tertentu muncul.
karbohidrat :
karbohidrat :
Makanan pasokan karbohidrat dalam tiga bentuk : pati , gula , dan selulosa
(serat ) . Pati dan gula adalah sumber utama dan penting energi bagi manusia .
Kurangnya karbohidrat dalam makanan mungkin akan mengakibatkan terbatasnya
jumlah kalori dalam makanan . Selulosa melengkapi massal dalam makanan .
Karena jaringan tubuh memerlukan glukosa setiap saat , diet harus
mengandung zat-zat seperti karbohidrat atau zat yang akan menghasilkan glukosa
oleh pencernaan atau metabolisme . Untuk sebagian besar orang di dunia , lebih
dari setengah dari diet terdiri dari karbohidrat dari beras, gandum , roti ,
kentang , makaroni .
Protein :
Semua kehidupan membutuhkan protein karena merupakan pembangun jaringan kepala dan bagian dari setiap sel dalam tubuh . Di antara fungsi lainnya , protein membantu untuk : membuat hemoglobin dalam darah yang membawa oksigen ke sel-sel , membentuk anti bodi yang melawan infeksi , pasokan nitrogen untuk DNA dan RNA bahan genetik , dan pasokan energi .
Semua kehidupan membutuhkan protein karena merupakan pembangun jaringan kepala dan bagian dari setiap sel dalam tubuh . Di antara fungsi lainnya , protein membantu untuk : membuat hemoglobin dalam darah yang membawa oksigen ke sel-sel , membentuk anti bodi yang melawan infeksi , pasokan nitrogen untuk DNA dan RNA bahan genetik , dan pasokan energi .
Protein diperlukan untuk gizi karena mengandung asam amino . Di antara 20
atau lebih asam amino , tubuh manusia tidak dapat mensintesis 8 , oleh karena
itu, asam amino ini disebut asam amino esensial . Sebuah makanan yang
mengandung protein mungkin nilai biologis miskin jika kekurangan salah satu
atau lebih dari 8 asam amino esensial : lisin , triptofan , metionin , leusin ,
isoleusin , fenilalanin , valin , dan treonin . Protein hewani memiliki nilai
biologis tertinggi karena mengandung sejumlah besar asam amino esensial .
Makanan dengan protein kualitas terbaik terdaftar dalam urutan kualitas
berkurang : seluruh telur, susu , kedelai , daging , sayuran , dan biji-bijian
.
Lemak dan Lipid :
Lemak merupakan sumber energi terkonsentrasi karena mereka memberikan dua
kali energi sebanyak karbohidrat atau protein baik secara berat . Fungsi lemak
adalah untuk: membentuk bagian dari struktur sel , membentuk bantal pelindung
dan insulasi panas di sekitar organ vital , membawa vitamin larut lemak , dan
menyediakan penyimpanan cadangan untuk energi .
Tiga asam lemak tak jenuh yang penting meliputi : linoleat , linolinic , dan arakidonat dan memiliki 2 , 3 , dan 4 ikatan rangkap masing-masing . Lemak jenuh , bersama dengan kolesterol , telah terlibat dalam arteriosclerosis , " pengerasan arteri " . Untuk alasan ini , diet harus dikurangi lemak jenuh ( hewani ) dan lemak tak jenuh meningkat ( nabati ).
Tiga asam lemak tak jenuh yang penting meliputi : linoleat , linolinic , dan arakidonat dan memiliki 2 , 3 , dan 4 ikatan rangkap masing-masing . Lemak jenuh , bersama dengan kolesterol , telah terlibat dalam arteriosclerosis , " pengerasan arteri " . Untuk alasan ini , diet harus dikurangi lemak jenuh ( hewani ) dan lemak tak jenuh meningkat ( nabati ).
a) MH + NAD + --- > NADH + H + + M + energi
b ) ADP + P + energi --- > ATP + H2O
Mineral :
Mineral dalam makanan tidak memberikan kontribusi langsung kepada kebutuhan energi tetapi penting sebagai regulator tubuh dan konstituen sebagai penting dalam banyak zat-zat penting dalam tubuh . Sebuah MINERAL agak longgar didefinisikan sebagai setiap elemen tidak biasanya bagian dari struktur karbohidrat , protein , dan lemak . Lebih dari 50 elemen yang ditemukan dalam tubuh manusia .
Sekitar 25 unsur telah ditemukan untuk menjadi penting, karena kekurangan
menghasilkan gejala defisiensi yang spesifik . Semua mineral yang dibutuhkan
oleh tubuh manusia mungkin tidak diketahui pada saat ini . Meskipun mineral
mungkin tidak menjadi bagian dari struktur karbohidrat , protein , dan lemak ,
mereka dicampur dalam makanan dalam jumlah jejak selama proses tumbuh serapan
dari tanah .
Mineral utama Sertakan : ion kalsium , fosfor, besi , natrium , kalium ,
dan klorida .
Mineral penting lainnya Sertakan : tembaga , kobalt , mangan , seng , magnesium , dan iodin .
vitamin :
Vitamin adalah senyawa organik penting bahwa tubuh manusia tidak dapat mensintesis dengan sendirinya dan karena itu harus , hadir dalam makanan . Istilah vitamin ( amine penting ) diciptakan oleh Casmir Funk dari vita Latin yang berarti " hidup " ( penting bagi kehidupan ) dan amina karena ia berpikir bahwa semua senyawa ini mengandung sebuah gugus fungsional amina .
Vitamin sangat penting dalam metabolisme meliputi :
Mineral penting lainnya Sertakan : tembaga , kobalt , mangan , seng , magnesium , dan iodin .
vitamin :
Vitamin adalah senyawa organik penting bahwa tubuh manusia tidak dapat mensintesis dengan sendirinya dan karena itu harus , hadir dalam makanan . Istilah vitamin ( amine penting ) diciptakan oleh Casmir Funk dari vita Latin yang berarti " hidup " ( penting bagi kehidupan ) dan amina karena ia berpikir bahwa semua senyawa ini mengandung sebuah gugus fungsional amina .
Vitamin sangat penting dalam metabolisme meliputi :
Vitamin A : Pigmen kuning dan hijau ditemukan dalam sayuran disebut karoten
yang pro vitamin dan diubah menjadi vitamin A. Peran vitamin A di Vision telah
dibahas dalam halaman sebelumnya .
Vitamin B2 lebih dikenal sebagai riboflavin dan didistribusikan secara luas
dalam banyak makanan . Riboflavin digunakan untuk membentuk FAD koenzim yang
penting dalam pemanfaatan oksigen dalam sel .
Niacin , juga dikenal sebagai asam nikotinat , juga di kompleks B vitamin .
Asam nikotinat pertama kali diperoleh dari nikotin alkaloid dalam tembakau dan
kemudian ditemukan dalam banyak jaringan tanaman dan hewan sebagai niacin .
Nicotinamide adalah bagian dari koenzim yang penting , Nicotinamide Adenine
Dinucleotide ( NAD ) . Ini koenzim NAD + adalah penting selama oksidasi
biologis dan dibahas secara rinci dalam halaman berikutnya .
Asam pantotenat adalah seni struktur koenzim A.
Sekilas Metabolisme : Seperti telah disebutkan , metabolisme mengacu pada
reaksi kimia yang dilakukan dalam sel . Reaksi metabolik utama yang akan kita
pelajari adalah yang melibatkan katabolisme yang merupakan pemecahan molekul
yang lebih besar untuk mengekstrak energi . Kami akan fokus diskusi kita pada
langkah-langkah individu dalam reaksi metabolisme di mana energi dihasilkan .
Perhatian juga akan diberikan kepada sintesis biomolekul lainnya .
Reaksi keseluruhan untuk pembakaran glukosa tertulis :
Reaksi keseluruhan untuk pembakaran glukosa tertulis :
C6H12O6 + 6 O2 ----- > 6 CO2 + 6 H2O + energi
Meskipun persamaan di atas merupakan reaksi metabolisme keseluruhan untuk
karbohidrat , sebenarnya ada lebih dari tiga puluh reaksi individu . Setiap
reaksi dikendalikan oleh enzim yang berbeda . Kegagalan enzim untuk fungsi
mungkin memiliki konsekuensi serius dan mungkin fatal. Sedikit kurang dari
setengah dari 686 kkal / mol energi yang dihasilkan oleh pembakaran yang
tersedia untuk penyimpanan dan penggunaan oleh sel dengan jumlah yang tersisa
hilang sebagai panas . Metabolisme akan dipelajari di berbagai bagian .
Keterkaitan akan menunjukkan seperti yang ditemui . Sama seperti ada tiga
biomolekul dasar - karbohidrat , lemak , dan protein , metabolisme
masing-masing akan dipelajari secara individual . Keterkaitan komponen utama
dalam metabolisme yang ditabelkan pada Gambar 1 . Pada akhir studi metabolisme
, Anda mungkin diminta untuk diagram bagian dari memori .
Sumber:
Metabolisme
Santorio
Santorio (1561—1636) diyakini pertama kali melakukan eksperimen
atas metabolisme dengan menggunakan timbangan besar.
Metabolisme (bahasa Yunani: μεταβολισμος,
metabolismos, perubahan)
adalah semua reaksi kimia yang terjadi di
dalam organisme, termasuk yang
terjadi di tingkat selular.
Secara umum, metabolisme memiliki dua
arah lintasan reaksi kimia organik,
·
anabolisme, yaitu reaksi
yang merangkai senyawa organik dari molekul-molekul tertentu, untuk diserap
oleh sel tubuh.
Kedua arah lintasan metabolisme
diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup. Arah lintasan
metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan
dipercepat (dikatalisis) oleh enzim. Pada senyawa
organik, penentu arah reaksi kimia disebutpromoter dan penentu
percepatan reaksi kimia disebut katalis.
Pada setiap arah metabolisme, reaksi
kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang bereaksi
dengan dikatalisis enzim pada
jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat, yang merupakan substrat pada jenjang
reaksi berikutnya. Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat
pada suatu jenjang reaksi disebut metabolom. Semua ini
dipelajari pada suatu cabang ilmu biologi yang disebut metabolomika.
Jalur umum
Katabolisme
·
Respirasi sel, jalur metabolisme yang menghasilkan
energi (dalam bentuk ATP dan NADPH) dari
molekul-molekul bahan bakar (karbohidrat, lemak, dan protein). Jalur-jalur
metabolisme respirasi sel juga terlibat dalam pencernaan makanan.
Anabolisme
Jalur anabolisme yang membentuk
senyawa-senyawa dari prekursor sederhana mencakup:
·
Metabolisme
sekunder, jalur-jalur metabolisme yang tidak esensial bagi pertumbuhan, perkembangan, maupun reproduksi, namun
biasanya berfungsi secara ekologis, misalnya
pembentukanalkaloid dan terpenoid.
Metabolisme obat
Jalur metabolisme
obat, yaitu
modifikasi dan penguraian obat-obatan dan senyawa ksenobiotik lainnya melalui
sistem enzim khusus mencakup:
Lain-lain
Sejarah
Eksperimen terkontrol atas metabolisme
manusia pertama kali diterbitkan oleh Santorio
Santorio pada tahun 1614 di dalam
bukunya, Ars de statica medecina yang membuatnya
terkenal diEropa. Dia
mendeskripsikan rangkaian percobaan yang dilakukannya, yang melibatkan
penimbangan dirinya sendiri pada sebuah kursi yang digantung pada sebuah
timbangan besar (lihat gambar) sebelum dan sesudah makan, tidur, bekerja, berhubungan seksual, berpuasa makan atau minum, dan buang air besar. Dia menemukan bahwa bagian terbesar
makanan yang dimakannnya hilang dari tubuh melalui perspiratio
insensibilis (mungkin dapat diterjemahkan sebagai "keringatan
yang tidak tampak").
Rujukan
Sumber:
Metabolisme Energi Saat Olahraga
Saat sedang berolahraga terdapat dua simpanan energi
utama yang akan digunakan oleh tubuh
untuk menghasilkan energi yaitu simpanan karbohidrat dan lemak. Simpanan
karbohidrat terdapat dalam jumlah yang
terbatas di dalam tubuh yaitu sekitar 0.5 kg dan tersimpan dalam bentuk glikogen otot,
glikogen hati dan glukosa darah. Sedangkan lemak dalam jumlah yang besar akan tersimpan di dalam jaringan adipose dan
di dalam otot sebagai triasilgliserol.
Proses produksi energi di dalam
sel otot akan berlangsung tepatnya
di dalam mitokondria sel. Di dalam mitokondria, lemak atau karbohdrat
akan dioksidasi atau dalam istilah yang lebih popular akan di 'bakar' untuk
menghasilkan molekul energi ATP
(adenosin trifosfat) yang merupakan sumber energi di dalam sel-sel tubuh.
Selama berolahraga, secara
ideal energi harus dapat diperoleh
oleh sel-sel otot dengan laju yang sama
dengan kebutuhannya. Adanya ketidakseimbangan antara laju pemakaian energi
dengan pergantian atau jumlah persediaan
energi akan mengurangi kerja
maksimal otot sehingga secara
perlahan intensitas olahraga akan
menurun dan tubuh akan terasa lelah akibat dari
terjadinya ketidakseimbangan
neraca energi.
Proses produksi energi di dalam
tubuh dapat berjalan melalui dua proses metabolisme yaitu metabolisme aerobik
dan metabolisme anaerobik. Metabolisme energi pembakaran lemak dan karbohidrat dengan kehadiran oksigen (O2) yang akan diperoleh
melalui proses pernafasan disebut dengan metabolisme aerobik.Sedangkan proses
metabolisme energi tanpa kehadiran oksigen (O2) disebut dengan metabolisme
anaerobik.
Metabolisme energi secara aerobik
dapat menyediakan energi bagi tubuh
untuk jangka waktu yang panjang sedangkan metabolisme energi anerobik
mampu untuk menyediakan energi secara cepat di dalam tubuh namun hanya untuk
waktu yang tebatas yaitu sekitar 5-10
detik. Pada olahraga dengan intensitas rendah tubuh secara dominan akan mengunakan
metabolisme aerobic untuk menghasilkan energi. Dan apabila terjadi
peningkatan intensitas olahraga
hingga mencapai titik dimana metabolisme
energi aerobik tidak lagi dapat memenuhi
kebutuhan energi sesuai dengan laju yang dibutuhkan, maka energi secara
anaerobik akan diperoleh dari simpanan creatine phosphate (PCr) dan juga
karbohidrat yang tersimpan sebagai glikogen di dalam otot. Metabolisme energi secara aerobik
disebutkan merupakan proses yang ‘bersih’ karena tidak menghasilkan produk
samping. Hal ini berbeda dengan sistem anaerobik yang akan menghasilkan produk
samping berupa asam laktat yang akumulasinya akan membatasi efektivitas kontraksi otot yang juga dapat
menimbulkan rasa nyeri.
Olahraga seperti jalan kaki,
jogging, lari jarak menengah-jauh dan
bersepeda merupakan olahraga yang cenderung dilakukan dengan intensitas
rendah-sedang pada waktu yang panjang secara dominan akan mengunakan
metabolisme aerobic untuk menghasikan energi. Dan olahraga seperti sprint,
angkat berat atau jenis olahraga lain
yang membutuhkan energi besar secara cepat
merupakan olahraga yang dominan mengunakan metabolisme energi anaerobik.
Sedangkan untuk olahraga beregu seperti sepakbola, bola basket, hoki yang
biasanya merupakan kombinasi antara
komponen intensitas rendah-tinggi yang juga diselingi dengan periode istirahat akan mengunakan kombinasi
metabolisme aerobik dan anaerobik untuk menghasilkan energi begitu pula
dengan olahraga individual seperti tenis, bulutangkis atau juga squash.
NUTRISI PENYEDIA ENERGI
2
jenis nutrisi utama yang dapat berperan sebagai penyedia energi (kalori) bagi
kerja tubuh adalah karbohidrat dan lemak. Protein dapat juga berfungsi sebagai
penyedia energi namun memiliki kontribusi yang sangat sedikit & terbatas.
Hal ini menyebabkan protein tidak memiliki fungsi utama sebagai penghasil
energi namun memiliki fungsi penting dalam perkembangan & perbaikan jaringan-jaringan
tubuh.
Peningkatan intensitas olahraga
juga akan menyebabkan peningkatan pengunaan karbohidrat sebagai penyedia energi
di dalam tubuh. Selain itu, pembakaran lemak juga akan membutuhkan karbohidrat
agar dapat berjalan dengan sempurna. Sehingga hal ini juga menjadikan konsumsi
karbohidrat merupakan hal yang penting untuk diperhatikan bagi seorang atlet
baik yang sedang latihan atau dalam menjalani pertandingan kompetitif.
Secara umum, tingkat kebutuhan
nutrisi seorang atlet saat menjalani latihan/pertandingan dapat dipenuhi
melalui konsumsi per-hari dengan kombinasi sbb :
-
55-65% pemenuhan kebutuhan energi dari konsumsi karbohidrat atau 5-7 gr
karbohidrat / kg berat badan. Atlet juga diharapkan untuk meningkatkan konsumsi
karbohidrat sebesar 7-12 kg karbohidrat /kg berat badan saat latihan intensif
atau pertandingan kompetitif
-
12-15% konsumsi protein atau 1.2-1.7 gr protein / kg berat badan. Konsumsi
protein atlet lebih tinggi dari kebutuhan secara umum (0.8 gr protein/kg berat
badan) karena fungsi protein yang khas untuk memperbaiki jaringan-jaringan
tubuh yang rusak
-
20-35% konsumsi lemak atau 1,1 gr lemak / kg berat badan
Selain digunakan untuk mendukung
kerja otot saat beraktivitas fisik, tubuh juga akan membutuhkan energi untuk
menjalankan fungsi utama organ-organnya seperti untuk : kerja otak, jantung,
hati, ginjal dan paru-paru. Sekitar 60-70% dari total pemakaian energi (kalori)
tubuh/hari merupakan energi yang digunakan untuk menjalankan berbagai fungsi
penting ini.
Sumber: