METABOLISME

Pengantar :
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 .

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 :

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 .

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 ).

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 :

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 :

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:

http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/5900verviewmet.html

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,

·         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.^[1]

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-jalur metabolisme penting mencakup:

Jalur umum

·         Metabolisme karbohidrat

·         Metabolisme lemak

·         Metabolisme protein

·         Metabolisme asam nukleat

·         Metabolisme asam assetat

Katabolisme

Jalur katabolisme yang menguraikan molekul kompleks menjadi senyawa sederhana mencakup:

·         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.

·         Katabolisme karbohidrat

·         Glikogenolisis, pengubahan glikogen menjadi glukosa.

·         Glikolisis, pengubahan glukosa menjadi piruvat dan ATP tanpa membutuhkan oksigen.

·         Jalur pentosa fosfat, pembentukan NADPH dari glukosa.

·         Katabolisme protein, hidrolisis protein menjadi asam amino.

·         Respirasi aerobik

·         Transpor elektron

·         Fosforilasi oksidatif

·         Respirasi anaerobik,

·         Daur Cori

·         Fermentasi asam laktat

·         Fermentasi

·         Fermentasi etanol

Anabolisme

Jalur anabolisme yang membentuk senyawa-senyawa dari prekursor sederhana mencakup:

·         Glikogenesis, pembentukan glikogen dari glukosa.

·         Glukoneogenesis, pembentukan glukosa dari senyawa organik lain.

·         Jalur sintesis porfirin

·         Jalur HMG-CoA reduktase, mengawali pembentukan kolesterol dan isoprenoid.

·         Metabolisme sekunder, jalur-jalur metabolisme yang tidak esensial bagi pertumbuhan, perkembangan, maupun reproduksi, namun biasanya berfungsi secara ekologis, misalnya pembentukanalkaloid dan terpenoid.

·         Fotosintesis

·         Siklus Calvin dan fiksasi karbon

Metabolisme obat[sunting | sunting sumber]

Jalur metabolisme obat, yaitu modifikasi dan penguraian obat-obatan dan senyawa ksenobiotik lainnya melalui sistem enzim khusus mencakup:

·         Sistem sitokrom P450 okidase

·         Sistem monooksigenase berkandungan flavin

·         Metabolisme alkohol

Lain-lain

·         Metabolisme besi dalam tubuh manusia

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[sunting | sunting sumber]

1.     ^ (Inggris) "Overview of Metabolism". ElmHurst College. Diakses 2010-06-23.

Sumber:

http://id.wikipedia.org/wiki/Metabolisme

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:

http://www.pssplab.com/id-nutrition04.php

http://www.pssplab.com/id-nutrition02.php

Perhitungan Kalori Tubuh