Top Banner
ANATOMI FISIOLOGIS SISTEM PENCERNAAN A.PENGERTIAN Sistem pencernaan atau sistem gastroinstestinal (mulai dari mulut sampai anus) adalah sistem organ dalam manusia yang berfungsi untuk menerima makanan, mencernanya menjadi zat-zat gizi dan energi, menyerap zat-zat gizi ke dalam aliran darah serta membuang bagian makanan yang tidak dapat dicerna atau merupakan sisa proses tersebut dari tubuh. Saluran pencernaan makanan merupakan saluran yang menerima makanan dari luar dan mempersiapkannya untuk diserap oleh tubuh dengan jalan proses pencernaan (pengunyahan, penelanan, dan pencampuran) dengan enzim dan zat cair yang terbantang mulai dari mulut (oris) sampaianus. Saluran pencernaan terdiri dari mulut, tenggorokan (faring), kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, rektum dan anus. Sistem pencernaan juga meliputi organ- organ yang terletak diluar saluran pencernaan, yaitu pankreas, hati dan kandung empedu. A. Mulut Mulut merupakan jalan masuk untuk sistem pencernaan. Bagian dalam dari mulut dilapisi oleh selaput lendir. Pengecapan dirasakan oleh organ perasa yang terdapat di permukaan lidah. Pengecapan relatif sederhana, terdiri dari manis, asam, asin dan pahit. Penciuman dirasakan oleh saraf olfaktorius di hidung dan lebih rumit, terdiri dari berbagai macam bau. Makanan dipotong-potong oleh gigi depan (incisivus) dan di kunyah oleh gigi belakang (molar, geraham), menjadi bagian-bagian kecil yang lebih mudah dicerna. Ludah dari kelenjar ludah akan membungkus bagian-bagian dari makanan tersebut dengan enzim-enzim pencernaan dan mulai mencernanya. Ludah juga mengandung antibodi dan enzim (misalnya lisozim), yang memecah protein dan menyerang bakteri secara langsung. Didalam rongga mulut terdapat : a) Geligi, ada 2 (dua) macam yaitu; - Gigi sulung, mulai tumbuh pada anak-anak umur 6-7 bulan. Lengkap pada umur 2½ tahun jumlahnya 20 buah disebut juga gigi susu, terdiri dari 8 buah gigi seri (dens insisivus), 4 buah gigi taring (dens kaninus) dan 8 buah gigi geraham (premolare). - Gigi tetap (gigi permanen) tumbuh pada umur 6-18 tahun jumlahnya 32 buah terdiri dari; 8 buah gigi seri (dens insisiws), 4 buah gigi taring (dens kaninus), 8 buah gigi geraham (molare) dan 12 buah gigi geraham (premolare). Fungsi gigi terdiri dari; gigi seri untuk memotong makanan, gigi taring gunannya untuk memutuskan makanan yang keras dan liat, dan gigi geraham gunannya untuk mengunyah makanan yang sudah dipotong-potong. b) Lidah
31

bahan LO 5

Dec 28, 2015

Download

Documents

Soppy Saogo

bbf
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: bahan LO 5

ANATOMI FISIOLOGIS SISTEM PENCERNAAN

A.PENGERTIAN

Sistem pencernaan atau sistem gastroinstestinal (mulai dari mulut sampai anus) adalah sistem organ dalam manusia yang berfungsi untuk menerima makanan, mencernanya menjadi zat-zat gizi dan energi, menyerap zat-zat gizi ke dalam aliran darah serta membuang bagian makanan yang tidak dapat dicerna atau merupakan sisa proses tersebut dari tubuh.

Saluran pencernaan makanan merupakan saluran yang menerima makanan dari luar dan mempersiapkannya untuk diserap oleh tubuh dengan jalan proses pencernaan (pengunyahan, penelanan, dan pencampuran) dengan enzim dan zat cair yang terbantang mulai dari mulut (oris) sampaianus. Saluran pencernaan terdiri dari mulut, tenggorokan (faring), kerongkongan, lambung, usus halus, usus besar, rektum dan anus. Sistem pencernaan juga meliputi organ-organ yang terletak diluar saluran pencernaan, yaitu pankreas, hati dan kandung empedu.

A. Mulut

Mulut merupakan jalan masuk untuk sistem pencernaan. Bagian dalam dari mulut dilapisi oleh selaput lendir. Pengecapan dirasakan oleh organ perasa yang terdapat di permukaan lidah. Pengecapan relatif sederhana, terdiri dari manis, asam, asin dan pahit. Penciuman dirasakan oleh saraf olfaktorius di hidung dan lebih rumit, terdiri dari berbagai macam bau.

Makanan dipotong-potong oleh gigi depan (incisivus) dan di kunyah oleh gigi belakang (molar, geraham), menjadi bagian-bagian kecil yang lebih mudah dicerna. Ludah dari kelenjar ludah akan membungkus bagian-bagian dari makanan tersebut dengan enzim-enzim pencernaan dan mulai mencernanya. Ludah juga mengandung antibodi dan enzim (misalnya lisozim), yang memecah protein dan menyerang bakteri secara langsung. Didalam rongga mulut terdapat :a) Geligi, ada 2 (dua) macam yaitu;- Gigi sulung, mulai tumbuh pada anak-anak umur 6-7 bulan. Lengkap pada umur 2½ tahun jumlahnya 20 buah disebut juga gigi susu, terdiri dari 8 buah gigi seri (dens insisivus), 4 buah gigi taring (dens kaninus) dan 8 buah gigi geraham (premolare).- Gigi tetap (gigi permanen) tumbuh pada umur 6-18 tahun jumlahnya 32 buah terdiri dari; 8 buah gigi seri (dens insisiws), 4 buah gigi taring (dens kaninus), 8 buah gigi geraham (molare) dan 12 buah gigi geraham (premolare).Fungsi gigi terdiri dari; gigi seri untuk memotong makanan, gigi taring gunannya untuk memutuskan makanan yang keras dan liat, dan gigi geraham gunannya untuk mengunyah makanan yang sudah dipotong-potong.b) LidahLidah dibagi menjadi 3 (tiga) bagian;- Pangkal lidah (Radiks lingua), pada pangkal lidah yang belakang terdapat epiglotis yang berfungsi untuk menutup jalan napas pada waktu kita menelan makanan, supaya makanan jangan masuk ke jalan napas.- Punggung lidah (Dorsum lingua), terdapat puting-puting pengecap atau ujung saraf pengecap.- Ujung lidah (Apeks lingua)Fungsi lidah yaitu; mengaduk makanan, membentuk suara, sebagai alat pengcepa dan menelan, serta merasakan makanan.Otot lidah; otot-otot ekstrinsik lidah berasal dari rahang bawah, (M. Mandibularis, os Hioid dan prosesus stiloid) menyebar ke dalam lidah membentuk anyaman bergabung dengan otot instrinsik yang terdapat pada lidah. M. Genioglossus merupakan otot lidah yang terkuat berasal dari permukaan tengah bagian dalam yang menyebar sampai ke radiks lingua.c) Kelenjar ludahDisekitar rongga mulut terdapat tiga buah kelenjar ludah yaitu:- Kelenjar parotis: letaknya dibawah depan dari telinga di antara prosesus mastoid, kiri dan kanan os mandibular, duktusnya duktus stensoni. Duktus ini keluar dari glandula parotis menuju ke rongga mulut melalui pipi (muskulus buksinator).- Kelenjar submaksilaris: terletak dibawah rongga mulut bagian belakang, duktusnya bernama duktus wartoni,

Page 2: bahan LO 5

bermuara di rongga mulut dekat dengan frenulum lingua.- Kelenjar sublingualis; letaknya dibawah selaput lendir dasar rongga mulut bermuara di dasar rongga mulut. Kelenjar ludah disarafi oleh saraf-saraf tersadar.

B. Tenggorokan ( Faring)

Merupakan organ yang menghubungkan rongga mulut dengan kerongkongan (osofagus), di dalam lengkung faring terdapat tonsil (amandel) yaitu kumpulan kelenjar limfe yang banyak mengandung limfosit dan merupakan pertahanan terhadap infeksi.Keatas bagian depan berhubungan dengan rongga hidung, dengan perantaraan lubang bernama koana, keadaan tekak berhubungan dengan rongga mulut dengan perantaraan lubang yang disebut ismus fausiumTekak terdiri dari; Bagian superior =bagian yang sangat tinggi dengan hidung, bagian media = bagian yang sama tinggi dengan mulut dan bagian inferior = bagian yang sama tinggi dengan laring.Bagian superior disebut nasofaring, pada nasofaring bermuara tuba yang menghubungkan tekak dengan ruang gendang telinga,Bagian media disebut orofaring,bagian ini berbatas kedepan sampai diakar lidah bagian inferior disebut laring gofaring yang menghubungkan orofaring dengan laring

C. Kerongkongan (Esofagus)

Merupakan saluran yang menghubungkan tekak dengan lambung, panjangnya ± 25 cm, mulai dari faring sampai pintu masuk kardiak dibawah lambung. Lapisan dinding dari dalam ke luar, lapisan selaput lendir (mukosa), lapisan submukosa, lapisan otot melingkar sirkuler dan lapisan oto memanjang longitudinal. . Makanan berjalan melalui kerongkongan dengan menggunakan proses peristaltik.

Esofagus terletak di belakang trakea dan di depan tulang punggung setelah melalui toraks menembus diafragma masuk ke dalam abdomen menyambung dengan lambung.Esofagus bertemu dengan faring pada ruas ke-6 tulang belakang. Menurut histologi.

Esofagus dibagi menjadi tiga bagian:

Ø bagian superior (sebagian besar adalah otot rangka)

Ø bagian tengah (campuran otot rangka dan otot halus)

Ø serta bagian inferior (terutama terdiri dari otot halus).

D. Lambung

Merupakan bagian dari saluran yang dapat mengembang paling banyak terutama di daerah epigaster, lambung terdiri dari bagian atas fundus uteri berhubungan dengan esofagus melalui orifisium pilorik, terletak dibawah diapragma didepan pankreas dan limpa, menempel disebelah kiri fundus uteri.

a) Bagian lambung terdiri dari;- Fundus ventrikuli, bagian yang menonjol ke atas terletak sebelah kiri osteum kardium dan biasanya penuh berisi gas.- Korpus venrtikuli, setinggi osteum kardium, suatu lekukan pada bagian bawah kurvatura minor.- Antrum pilorus, bagian lambung membentuk tabung mempunyai otot yang tebal membentuk sfingter pilorus.- Kurvantura minor, terdapat sebelah kanan lambung terbentang dari ostium kardiak sampai ke pilorus.- Kurvantura mayor, lebih panjang dari kurvantura minorterbentang dari sisi kiri osteum kardiakum melalui fundus ventrikuli menuju ke kanan sampai ke pilorus inferior. Ligamentum gastro lienalis terbentang dari bagian

Page 3: bahan LO 5

atas kurvantura mayor sampai ke limpa.- Osteum kardiakum, meruapakan tempat dimana esofagus bagian abdomen masuk ke lambung. Pada bagian ini terdapat orifisium pilorik.b) Fungsi lambung terdiri dari;1) Menampung makanan, menghancurkan dan menghaluskan makanan oleh peristaltik lambung dan getah lambung2) Getah cerna lambung yang dihasilkan:- Pepsin fungsinya; memecah putih telur menjadi asam amino (albumin dan pepton).- Asam garam (HCl) fungsinya; mengasamkan makanan, sebagai anti septik dan desinfektan, dan membuat suasana asam pada pepsinogen sehingga menjadi pepsin.- Renin fungsinya; sebagai ragi yang membekukan susu dan membentuk kasein dari kasinogen (kasinogen dan protein susu).- Lapisan lambung; jumlahnya sedikit memecah lemak yang merangsang sekresi getah lambung

E. Usus halus (usus kecil)

Usus halus atau usus kecil adalah bagian dari saluran pencernaan yang terletak di antara lambung dan usus besar. Dinding usus kaya akan pembuluh darah yang mengangkut zat-zat yang diserap ke hati melalui vena porta. Dinding usus melepaskan lendir (yang melumasi isi usus) dan air (yang membantu melarutkan pecahan-pecahan makanan yang dicerna). Dinding usus juga melepaskan sejumlah kecil enzim yang mencerna protein, gula dan lemak.

Lapisan usus halus ; lapisan mukosa ( sebelah dalam ), lapisan otot melingkar ( M sirkuler ), lapisan otot memanjang ( M Longitidinal ) dan lapisan serosa ( Sebelah Luar )

Usus halus terdiri dari tiga bagian yaitu usus dua belas jari (duodenum), usus kosong (jejunum), dan usus penyerapan (ileum).

1. Usus dua belas jari (Duodenum)

Usus dua belas jari atau duodenum adalah bagian dari usus halus yang terletak setelah lambung dan menghubungkannya ke usus kosong (jejunum). Bagian usus dua belas jari merupakan bagian terpendek dari usus halus, dimulai dari bulbo duodenale dan berakhir di ligamentum Treitz.

Usus dua belas jari merupakan organ retroperitoneal, yang tidak terbungkus seluruhnya oleh selaput peritoneum. pH usus dua belas jari yang normal berkisar pada derajat sembilan. Pada usus dua belas jari terdapat dua muara saluran yaitu dari pankreas dan kantung empedu. Nama duodenum berasal dari bahasa Latin duodenum digitorum, yang berarti dua belas jari.

Lambung melepaskan makanan ke dalam usus dua belas jari (duodenum), yang merupakan bagian pertama dari usus halus. Makanan masuk ke dalam duodenum melalui sfingter pilorus dalam jumlah yang bisa di cerna oleh usus halus. Jika penuh, duodenum akan megirimkan sinyal kepada lambung untuk berhenti mengalirkan makanan.

2. Usus Kosong (jejenum)

Usus kosong atau jejunum (terkadang sering ditulis yeyunum) adalah bagian kedua dari usus halus, di antara usus dua belas jari (duodenum) dan usus penyerapan (ileum). Pada manusia dewasa, panjang seluruh usus halus antara 2-8 meter, 1-2 meter adalah bagian usus kosong. Usus kosong dan usus penyerapan digantungkan dalam tubuh dengan mesenterium.

Permukaan dalam usus kosong berupa membran mukus dan terdapat jonjot usus (vili), yang memperluas permukaan dari usus. Secara histologis dapat dibedakan dengan usus dua belas jari, yakni berkurangnya kelenjar Brunner. Secara hitologis pula dapat dibedakan dengan usus penyerapan, yakni sedikitnya sel goblet dan plak Peyeri. Sedikit sulit untuk membedakan usus kosong dan usus penyerapan secara makroskopis.

Page 4: bahan LO 5

Jejunum diturunkan dari kata sifat jejune yang berarti “lapar” dalam bahasa Inggris modern. Arti aslinya berasal dari bahasa Laton, jejunus, yang berarti “kosong”.

3. Usus Penyerapan (illeum)

Usus penyerapan atau ileum adalah bagian terakhir dari usus halus. Pada sistem pencernaan manusia, ) ini memiliki panjang sekitar 2-4 m dan terletak setelah duodenum dan jejunum, dan dilanjutkan oleh usus buntu. Ileum memiliki pH antara 7 dan 8 (netral atau sedikit basa) dan berfungsi menyerap vitamin B12 dan garam-garam empedu.

F. Usus Besar (Kolon)

Usus besar atau kolon dalam anatomi adalah bagian usus antara usus buntu dan rektum. Fungsi utama organ ini adalah menyerap air dari feses.

Usus besar terdiri dari :

* Kolon asendens (kanan)* Kolon transversum* Kolon desendens (kiri)* Kolon sigmoid (berhubungan dengan rektum)

Banyaknya bakteri yang terdapat di dalam usus besar berfungsi mencerna beberapa bahan dan membantu penyerapan zat-zat gizi.

Bakteri di dalam usus besar juga berfungsi membuat zat-zat penting, seperti vitamin K. Bakteri ini penting untuk fungsi normal dari usus. Beberapa penyakit serta antibiotik bisa menyebabkan gangguan pada bakteri-bakteri didalam usus besar. Akibatnya terjadi iritasi yang bisa menyebabkan dikeluarkannya lendir dan air, dan terjadilah diare.

G. Usus Buntu (sekum)

Usus buntu atau sekum (Bahasa Latin: caecus, “buta”) dalam istilah anatomi adalah suatu kantung yang terhubung pada usus penyerapan serta bagian kolon menanjak dari usus besar. Organ ini ditemukan pada mamalia, burung, dan beberapa jenis reptil. Sebagian besar herbivora memiliki sekum yang besar, sedangkan karnivora eksklusif memiliki sekum yang kecil, yang sebagian atau seluruhnya digantikan oleh umbai cacing.

H. Umbai Cacing (Appendix)

Umbai cacing atau apendiks adalah organ tambahan pada usus buntu. Infeksi pada organ ini disebut apendisitis atau radang umbai cacing. Apendisitis yang parah dapat menyebabkan apendiks pecah dan membentuk nanah di dalam rongga abdomen atau peritonitis (infeksi rongga abdomen).

Dalam anatomi manusia, umbai cacing atau dalam bahasa Inggris, vermiform appendix (atau hanya appendix) adalah hujung buntu tabung yang menyambung dengan caecum.

Umbai cacing terbentuk dari caecum pada tahap embrio. Dalam orang dewasa, Umbai cacing berukuran sekitar 10 cm tetapi bisa bervariasi dari 2 sampai 20 cm. Walaupun lokasi apendiks selalu tetap, lokasi ujung umbai cacing bisa berbeda – bisa di retrocaecal atau di pinggang (pelvis) yang jelas tetap terletak di peritoneum.

I. Rektum dan anus

Rektum (Bahasa Latin: regere, “meluruskan, mengatur”) adalah sebuah ruangan yang berawal dari ujung usus besar (setelah kolon sigmoid) dan berakhir di anus. Organ ini berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara

Page 5: bahan LO 5

feses. Biasanya rektum ini kosong karena tinja disimpan di tempat yang lebih tinggi, yaitu pada kolon desendens. Jika kolon desendens penuh dan tinja masuk ke dalam rektum, maka timbul keinginan untuk buang air besar (BAB). Mengembangnya dinding rektum karena penumpukan material di dalam rektum akan memicu sistem saraf yang menimbulkan keinginan untuk melakukan defekasi. Jika defekasi tidak terjadi, sering kali material akan dikembalikan ke usus besar, di mana penyerapan air akan kembali dilakukan. Jika defekasi tidak terjadi untuk periode yang lama, konstipasi dan pengerasan feses akan terjadi.

Anus merupakan lubang di ujung saluran pencernaan, dimana bahan limbah keluar dari tubuh. Sebagian anus terbentuk dari permukaan tubuh (kulit) dan sebagian lannya dari usus. Pembukaan dan penutupan anus diatur oleh otot sphinkter. Feses dibuang dari tubuh melalui proses defekasi (buang air besar – BAB), yang merupakan fungsi utama anus.

Anus adalah bagian dari saluran pencernaan yang menghubungkan rektum dengan dunia luar (udara luar). Terletak di dasar pelvis bagian posterior dari peritoneum. Dindingnya diperkuat oleh 3 otot sfingter yaitu:1. Sfingter ani internus (sebelah atas), bekerja tidak menurut kehendak.

2. Sfingter levator ani, bekerja juga tidak menurut kehendak.

3. Sfingter ani eksternus (sebelah bawah), bekerja sesuai kehendak.

J. Pankreas

Pankreas adalah organ pada sistem pencernaan yang memiliki dua fungsi utama yaitu menghasilkan enzim pencernaan serta beberapa hormon penting seperti insulin. Pankreas terletak pada bagian posterior perut dan berhubungan erat dengan duodenum (usus dua belas jari).

Pankraes terdiri dari 2 jaringan dasar yaitu :

* Asini, menghasilkan enzim-enzim pencernaan* Pulau pankreas, menghasilkan hormon

Pankreas melepaskan enzim pencernaan ke dalam duodenum dan melepaskan hormon ke dalam darah. Enzim yang dilepaskan oleh pankreas akan mencerna protein, karbohidrat dan lemak. Enzim proteolitik memecah protein ke dalam bentuk yang dapat digunakan oleh tubuh dan dilepaskan dalam bentuk inaktif. Enzim ini hanya akan aktif jika telah mencapai saluran pencernaan. Pankreas juga melepaskan sejumlah besar sodium bikarbonat, yang berfungsi melindungi duodenum dengan cara menetralkan asam lambung.

Sekumpulan kelenjar yang strukturnya sangat mirip dengan kelenjar ludah panjangnya kira-kira 15 cm, lebar 5 cm mulai dari duodenum samapai ke limpa dan beratnya rata-rata 60-90 gr. Terbentang pada vertebralumbalis I dan II di belakang lambung.a) Bagian dari pankreas- Kepala pankreas, terletak di sebelah kanan rongga abdomen dan di dalam lelukan duodenum yang melingkarnya.- Badan pankreas, merupakan bagian utama dari organ ini letaknya di belakang lambung dan di depan vertebra umbalis pertama.- Ekor pankreas, bagian runcing di sebelah kiri yang sebenamnya menyentuh limpa.b) Fungsi pankreasØ Fungsi eksokrin, yang membentuk getah pankreas yang berisi enzim dan elektrolit.- Fungsi endokrin, sekelompok kecil sel epitelium yang berbentuk pulau-pulau kecil atau pulau langerhans, yang bersama-sama membentuk organ endokrin yang mensekresikan insulin.- Fungsi sekresi eksternal, yaitu cairan pankreas yang dialirkan ke duodenum yang berguna untuk proses

Page 6: bahan LO 5

pencernaan makanan di intestinum.- Fungsi sekresi internal, yaitu sekresi yang dihasilkan oleh pulau-pulau lanngerhans sendiri yang langsung dialirkan ke dalam peredaraan darah. Sekresinya disebut hormon insulin dan hormon glukagon, hormon tersebut dibawa ke jaringan untuk membantu metabolisme karbohidrat. c) Hasil sekresi- Hormon insulin, hormon insulin ini langsung dialirkan ke dalam darah tanpa melewati duktus. Sel-sel kelenjar yang menghasilkan insulin ini termasuk sel-sel kelenjar endokrin.- Getah pankreas, sel-sel yang memproduksi getah pankreas ini termasuk kelenjar eksokrin, getah pankreas ini dikirim ke dalam duodenum melalui duktus pankreatikus, duktus ini bermuara pada papila vateri yang terletak pada dinding duodenum.Pankreas menerima darah dari arteri pankreatika dan mengalirkan darahnya ke vena kava inteferior melalui vena pankreatika.Jaringan pankreas terdiri dari atas lobulus dari sel sekretori yang tersusun mengitati saluran-saluran kecil dari lobulus yang terletak di dalam ekor pankreas dan berjalan melalui badan pankreas dari kiri ke kanan.Saluran kecil ini menerima saluran dari lobulus lain dan kemudian bersatu untuk membentuk saluran utama yaitu duktus wirsungi.d) Struktur pankreasMerupakan kumpulan kelenjar yang masing-masing mempunyai saluran, saluran dari masing-masing kelenjar bersatu menjadi duktus yang jari-jarinya ± 3 mm, duktus ini disebut duktus pankreatikus.Pankreas mempunyai 2 macam sel kelenjar, dimana sel itu dikumpulkan dan menyerupai pulau-pulau yang disebut pulau langerhans. Pulau-pulau ini membuat insulin yang langsung masuk ke pembuluh darah dan kelenjar bagian tubuh.Di dalam pankreas terdapat kelenjar-kelenjar yang membuat ludah perut atau getah perut yang mengalir ke dalam pembuluh-pembuluh kelenjar. Pembuluh ini bersatu ke dalam saluran wirsungi kemudian masuk ke dalam duodenum pada tempat papilla/arteri kelenjar perut menghasilkan ± 1 liter ludah perut dalam satu hari.

K. Hati

Hati merupakan sebuah organ yang terbesar di dalam badan manusia dan memiliki berbagai fungsi, beberapa diantaranya berhubungan dengan pencernaan.

Organ ini memainkan peran penting dalam metabolisme dan memiliki beberapa fungsi dalam tubuh termasuk penyimpanan glikogen, sintesis protein plasma, dan penetralan obat. Dia juga memproduksi bile, yang penting dalam pencernaan. Istilah medis yang bersangkutan dengan hati biasanya dimulai dalam hepat- atau hepatik dari kata Yunani untuk hati, hepar.

Zat-zat gizi dari makanan diserap ke dalam dinding usus yang kaya akan pembuluh darah yang kecil-kecil (kapiler). Kapiler ini mengalirkan darah ke dalam vena yang bergabung dengan vena yang lebih besar dan pada akhirnya masuk ke dalam hati sebagai vena porta. Vena porta terbagi menjadi pembuluh-pembuluh kecil di dalam hati, dimana darah yang masuk diolah.

Hati melakukan proses tersebut dengan kecepatan tinggi, setelah darah diperkaya dengan zat-zat gizi, darah dialirkan ke dalam sirkulasi umum.

L. Kandung empedu

Kandung empedu (Bahasa Inggris: gallbladder) adalah organ berbentuk buah pir yang dapat menyimpan sekitar 50 ml empedu yang dibutuhkan tubuh untuk proses pencernaan. Pada manusia, panjang kandung empedu adalah sekitar 7-10 cm dan berwarna hijau gelap – bukan karena warna jaringannya, melainkan karena warna cairan empedu yang dikandungnya. Organ ini terhubungkan dengan hati dan usus dua belas jari melalui saluran empedu.Empedu memiliki 2 fungsi penting yaitu:

· Membantu pencernaan dan penyerapan lemak

Page 7: bahan LO 5

· Berperan dalam pembuangan limbah tertentu dari tubuh, terutama haemoglobin (Hb) yang berasal dari penghancuran sel darah merah dan kelebihan kolesterol.

Sebuah kantong berbentuk terang dan merupakan membran berotot, letaknya dalam sebuah lobus di sebelah permukaan bawah hati sampai pinggir depannya, panjangnya 812 cm berisi 60 cm³a) Fungsi kantung empedu- Sebagai persediaan getah empedu, membuat getah empedu menjadi kental.- Getah empedu adalah cairan yang dihasilkan oleh sel-sel hati jumlah setiap hari dari setiap orang dikeluarkan 500-1000 cc sekresi yang digunakan untuk mencerna lemak. 80% dari getah empedu pigmen (warna) insulin dan zat lainnya.b) Bagian dari kantung empedu- Fundus vesikafelea, merupakan bagian kantung empedu yang paling akhir setelah korpus vesikafelea.- Korpus vesikafelea, bagian dari kantung empedu yang didalamnya berisi getah empedu.- Leher kantung kemih. Merupakan leher dari kantung empedu yaitu saluran yang pertama masuknya getah empedu ke badan kantung empedu lalu menjadi pekat berkumpul dalam kantung empedu.- Duktus sistikus. Panjangnya ± 3¾ cm berjalan dari leher kantung empedu dan bersambung dengan duktus hepatikus membentuk saluran empedu ke duodenum.- Duktus hepatikus, saluran yang keluar dari leher.- Duktus koledokus saluran yang membawa empedu ke duodenum.

ENZIM PENCERNAAN

Enzim pencernaan adalah substansi di perut dan sistem pencernaan yang memecah makanan, misalnya pepsin adalah sebuah enzim di lambung yang memecah protein, lipase untuk memecah lemak, amilase memecah karbohidrat, di samping itu juga terdapat getah lambung yang berupa asam klorida (HCl) yang diproduksi oleh sel-sel mukosa. Terdapat juga enzim dari hati dan pankreas yang membantu pencernaan, contohnya katalase yang dikeluarkan hati untuk menetralkan racun.

Mulut

Enzim Ptyalin - Mengubah amilum menjadi maltosa

Lambung

Enzim Pepsin - Mengubah protein menjadi pepton proteosa,dan polipeptida Enzim Renin - Mengubah kaseinogen menjadi kasein (protein susu)&Mengendapkan Kasein Susu

Enzim Lipase Gastrik - Mengubah trigliserida menjadi asam lemak

Pankreas

Enzim Amilase - Mengubah amilum menjadi maltosa & glukosa Enzim Lipase Steapsin - Mengemulsi Lemak menjadi asam lemak & gliserol

Enzim Tripsin - Mengubah protein (pepton) menjadi asam amino

Kelenjar Usus

Enzim Enterokinase (enzim khusus) berfungsi untuk mengubah Tripsinogen menjadi Tripsin yang digunakan dalam saluran pangkreas

Enzim Maltase berfungsi untuk mengubah Maltosa menjadi Glukosa

Enzim Laktase berfungsi untuk mengubah Laktosa menjadi Glukosa dan Galaktosa

Page 8: bahan LO 5

Enzim Sukrase berfungsi untuk mengubah Sukrosa menjadi Glukosa dan Fruktosa

Enzim Paptidase berfungsi untuk mengubah polipeptida menjadi asam amino

Enzim Lipase Usus berfungsi untuk mengubah Lemak menjadi asam lemak dan Gliserol

Mengenal Enzim Pencernaan Dan Manfaatnya

Enzim pencernaan ini merupakan substansi kimia yang ada di dalam organ-organ pencernaan. Namun, perlu juha disebutkan bahwa ada enzim yang berada di hati juga pancreas yang meski tidak dgilongkan enzim pencernaan, namun keberadaannya membantu proses pencernaan. Contoh enzim tersebut adalah katalase. Selain si katalase, ada beragam jenis enzim di saluran pencernaan manusia. Masing-masing enzim tersebut memiliki peranannya masing-masing. Sistem pencernaan manusia dimulai dari mulut dan kemudian berakhir di usus.

Enzim merupakan senyawa protein yang berfungsi sebagai katalisator reaksi-reaksi kimia yang terjadi dalam sistem biologi(makhluk hidup). Oleh karena merupakan katalisator dalam sistembiologi, enzim sering disebut biokatalisator. Katalisator adalah suatuzat yang mempercepat reaksi kimia, tetapi tidak mengubahkesetimbangan reaksi atau tidak mempengaruhi hasil akhir reaksi.1. Komponen EnzimEnzim (biokatalisator) adalah senyawa protein sederhanamaupun protein kompleks yang bertindak sebagai katalisator spesifik.Enzim yang tersusun dari protein sederhana jika diuraikan hanyatersusun atas asam amino saja, misalnya pepsin, tripsin, dankemotripsin. Sementara itu, enzim yang berupa protein kompleksbila diuraikan tersusun atas asam amino dan komponen lain.Enzim lengkap atau sering disebut holoenzim, terdiri ataskomponen protein dan nonprotein. Komponen protein yangmenyusun enzim disebut apoenzim. Komponen ini mudahmengalami denaturasi, misalnya oleh pemanasan dengan suhutinggi. Adapun penyusun enzim yang berupa komponen nonproteindapat berupa komponen organik dan anorganik.Komponen organik yang terikat kuat oleh protein enzim disebutgugus prostetik, sedangkan komponen organik yang terikatlemah disebut koenzim. Beberapa contoh koenzim antara lain:vitamin (vitamin B1, B2, B6, niasin, dan biotin), NAD (nikotinamidaadenin dinukleotida), dan koenzim A (turunan asam pentotenat).Komponen anorganik yang terikat lemah pada protein enzimdisebut kofaktor atau aktivator, misalnya beberapa ion logamseperti Zn2+, Cu2+, Mn2+, Mg2+, K+, Fe2+, dan Na+. 2. Cara Kerja EnzimSalah satu ciri khas enzim yaitu bekerja secara spesifik.Artinya, enzim hanya dapat bekerja pada substrat tertentu.Bagaimana cara kerja enzim? Beberapa teori berikutmenjelaskan tentang cara kerja enzim.

a. Lock and Key Theory (Teori Gembok dan Kunci)Teori ini dikemukakan oleh Fischer (1898). Enzim diumpamakansebagai gembok yang mempunyai bagian kecildan dapat mengikat substrat. Bagian enzim yang dapatberikatan dengan substrat disebut sisi aktif. Substratdiumpamakan kunci yang dapat berikatan dengan sisi aktifenzim. Perhatikan Gambar 2.1 berikut.

Page 9: bahan LO 5

 

Selain sisi aktif, pada enzim juga ditemukan adanya sisialosterik. Sisi alosterik dapat diibaratkan sebagai sakelar yangdapat menyebabkan kerja enzim meningkat ataupun menurun.Apabila sisi alosterik berikatan dengan penghambat (inhibitor),konfigurasi enzim akan berubah sehingga aktivitasnyaberkurang. Namun, jika sisi alosterik ini berikatan denganaktivator (zat penggiat) maka enzim menjadi aktif kembali.

b. Induced Fit Theory (Teori Ketepatan Induksi)Sisi aktif enzim bersifat fleksibel sehingga dapat berubahbentuk menyesuaikan bentuk substrat.

3. Penghambatan Aktivitas Enzima. Inhibitor ReversibelInhibitor reversibel meliputi tiga jenis hambatan berikut.1) Inhibitor kompetitif (hambatan bersaing)Pada penghambatan ini zat-zat penghambatmempunyai struktur mirip dengan struktur substrat.Dengan demikian, zat penghambat dengan substratsaling berebut (bersaing) untuk bergabung dengan sisiaktif enzim

Page 10: bahan LO 5

 2) Inhibitor nonkompetitif (hambatan tidak bersaing)Penghambatan ini dipicu oleh terikatnya zat penghambatpada sisi alosterik sehingga sisi aktif enzim berubah.Akibatnya, substrat tidak dapat berikatan dengan enzimuntuk membentuk kompleks enzim-substrat.

 3) Inhibitor umpan balikHasil akhir (produk) suatu reaksi dapat menghambatbekerjanya enzim. Akibatnya, reaksi kimia akan berjalanlambat. Apabila produk disingkirkan, reaksi akan berjalanlagi.

 b. Inhibitor Tidak ReversibelHambatan ini terjadi karena inhibitor bereaksi tidakreversibel dengan bagian tertentu pada enzim sehinggamengakibatkan bentuk enzim berubah. Perubahan bentukenzim ini mengakibatkan berkurangnya aktivitas katalitik enzimtersebut. Hambatan tidak reversibel umumnya disebabkanoleh terjadinya proses destruksi atau modifikasi sebuah gugus

Page 11: bahan LO 5

enzim atau lebih yang terdapat pada molekul enzim.

 c. Inhibitor AlosterikPada penghambatan alosterik, molekul zat penghambattidak berikatan pada sisi aktif enzim, melainkan berikatan padasisi alosterik. Akibat penghambatan ini sisi aktif enzim menjaditidak aktif karena telah mengalami perubahan bentuk.

 4. Sifat-Sifat EnzimSecara ringkas sifat-sifat enzim dijelaskan sebagai berikut.a. Enzim merupakan biokatalisator.Enzim dalam jumlah sedikit saja dapat mempercepat reaksiberibu-ribu kali lipat, tetapi ia sendiri tidak ikut bereaksi.b. Enzim bekerja secara spesifik.Enzim tidak dapat bekerja pada semua substrat, tetapi hanyabekerja pada substrat tertentu saja. Misalnya, enzim katalasehanya mampu menghidrolisis H2O2 menjadi H2O dan O2.c. Enzim berupa koloid.Enzim merupakan suatu protein sehingga dalam larutanenzim membentuk suatu koloid. Hal ini menambah luasbidang permukaan enzim sehingga aktivitasnya lebih besar.d. Enzim dapat bereaksi dengan substrat asam maupun basa.Sisi aktif enzim mempunyai gugus R residu asam aminospesifik yang merupakan pemberi atau penerima proteinyang sesuai.e. Enzim bersifat termolabil.Aktivitas enzim dipengaruhi oleh suhu. Jika suhu rendah,kerja enzim akan lambat. Semakin tinggi suhu, reaksi kimiayang dipengaruhi enzim semakin cepat, tetapi jika suhuterlalu tinggi, enzim akan mengalami denaturasi.f. Kerja enzim bersifat bolak-balik (reversibel).Enzim tidak dapat menentukan arah reaksi, tetapi hanyamempercepat laju reaksi mencapai kesetimbangan. Misalnyaenzim lipase dapat mengubah lemak menjadi asam lemakdan gliserol. Sebaliknya, lipase juga mampu menyatukangliserol dan asam lemak menjadi lemak.Enzim tidak hanya menguraikan molekul kompleks, tetapi jugadapat membentuk molekul kompleks dari molekul-molekulsederhana penyusunnya (reaksi bolak-balik).

Pengertian Metabolisme :

metabolisme merupakan totalitas proses kimia di dalam tubuh. Metabolisme meliputi segala aktivitas hidup yang bertujuan agar sel tersebut mampu untuk tetap bertahan hidup, tumbuh, dan melakukan reproduksi. Semua sel penyusun tubuh makhluk hidup memerlukan energi agar proses kehidupan dapat berlangsung. Sel-sel menyimpan energi kimia dalam bentuk makanan kemudian mengubahnya dalam bentuk energi lain pada proses metabolisme.

Metabolisme dibedakan atas anabolisme dan katabolisme

Page 12: bahan LO 5

 

Anabolisme adalah pembentukan molekul-molekul besar dari molekul-molekul kecil. Misalnya pembentukan senyawa-senyawa seperti pati, selulosa, lemak, protein dan asam nukleat. Pada peristiwa anabolisme memerlukan masukan energi.

Katabolisme adalah penguraian molekul-molekul besar menjadi molekul-molekul kecil, dan prosesnya melepaskan energi. Contoh : respirasi, yaitu proses oksidasi gula menjadi H2O dan CO2

Keterkaitan antara Anabolisme dan katabolisme

Karbohidrat menjadi salah satu komponen makanan yang kompleks. Komponen inilah yang menjadi salah satu bahan dalam proses metabolisme. Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Senyawa biologis ini hanya terdapat dalam jumlah 1% dari keseluruhan tubuh manusia, diolah dalam tubuh sebagai bahan makanan, dicadangkan dalam bentuk glikogen dan digunakan sebagai bahan bakar sel, juga dibutuhkan dalam pembentukan tulang rawan. Sumber karbohidrat yang paling banyak berasal dari tumbuhan.

Dalam proses untuk menghasilkan energi, semua jenis karbohidrat yang dikonsumsi akan masuk ke dalam sistem pencernaan dan juga usus halus, terkonversi menjadi glukosa untuk kemudian diabsorpsi oleh aliran darah dan ditempatkan ke berbagai organ dan jaringan tubuh. Molekul glukosa hasil konversi berbagai macam jenis karbohidrat inilah yang kemudian akan berfungsi sebagai dasar pembentukan energi di dalam tubuh. Melalui berbagai tahapan dalam proses metabolisme, sel-sel yang terdapat di dalam tubuh dapat mengoksidasi glukosa menjadi CO2 & H2O dimana proses ini juga akan disertai dengan produksi energi. Proses metabolisme glukosa yang terjadi di dalam tubuh ini akan memberikan kontribusi hampir lebih dari 50% bagi ketersediaan energi. Di dalam tubuh, karbohidrat yang telah terkonversi menjadi glukosa tidak hanya akan berfungsi sebagai sumber energi utama bagi kontraksi otot atau aktifitas fisik tubuh, namun glukosa juga akan berfungsi sebagai sumber energi bagi sistem syaraf pusat termasuk juga untuk kerja otak. Selain itu, karbohidrat yang dikonsumsi juga dapat tersimpan sebagai cadangan energi dalam bentuk glikogen di dalam otot dan hati. Glikogen otot merupakan salah satu sumber energi tubuh saat sedang berolahraga sedangkan glikogen hati dapat berfungsi untuk membantu menjaga ketersediaan glukosa di dalam sel darah dan sistem pusat syaraf (Irawan 2007).

Molekul-molekul yang terkait dengan proses metabolisme1. ATPmerupakan molekul berenergi tinggi. Molekul ini merupakan ikatan adenosin yang mengikat tiga gugusan pospat, dengan ikatan yang lemah / labil sehingga mudah melepaskan ikatan pospatnya pada saat mengalami hidrolisis.

Page 13: bahan LO 5

 

Reaksi metabolisme merupakan reaksi enzymatis yang melibatkan enzim

2. Enzim

adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein.Enzim mempunyai dua fungsi pokok sebagai berikut.

1. Mempercepat atau memperlambat reaksi kimia.2. Mengatur sejumlah reaksi yang berbeda-beda dalam waktu yang sama.

Enzim disintesis dalam bentuk calon enzim yang tidak aktif, kemudian diaktifkan dalam lingkungan pada kondisi yang tepat. Misalnya, tripsinogen yang disintesis dalam pankreas, diaktifkan dengan memecah salah satu peptidanya untuk membentuk enzim tripsin yang aktif. Bentuk enzim yang tidak aktif ini disebut zimogen.Enzim tersusun atas dua bagian. Apabila enzim dipisahkan satu sama lainnya menyebabkan enzim tidak aktif. Namun keduanya dapat digabungkan menjadi satu, yang disebut holoenzim. Kedua bagian enzim tersebut yaitu apoenzim dan koenzim.

Kerja Enzimada 2 teori yang mengungkapkan cara kerja enzim yaitu:

1. Teori kunci dan anak kunci (Lock and key)Teori ini dikemukakan oleh Emil Fisher yang menyatakan kerja enzim seperti kunci dan anak kunci, melalui hidrolisis senyawa gula dengan enzim invertase, sebagai berikut:1. Enzim memiliki sisi aktivasi, tempat melekat substrat2. hubungan antara enzim dan substrat terjadi pada sisi aktivasi3. Hubungan antara enzim dan substrat membentuk ikatan yang lemah

b. Hipothesis Koshland :

Page 14: bahan LO 5

1. Enzim dan sisi aktifnya merupakan struktur yang secara fisik lebih fleksibel daripada hypothesis Fischer.

2. Terjadi interaksi dinamis antara enzim dan substrat

3. Jika substrat berkombinasi dengan enzim, akan terjadi perubahan  dalam struktur (konformasi) sisi aktif enzim sehingga fungsi enzim berlangsung efektif.

4. Struktur molekul substrat juga berubah selama diinduksi sehingga kompleks enzim-substrat lebih berfungsi.

InhibitorMerupakan zat yang dapat menghambat kerja enzim. Bersifat reversible dan irreversible. Inhibitor reversible dibedakan menjadi inhibitor kompetitif dan nonkompetitif (Gambar 3.4B )

a. Inhibitor kompetitifMenghambat kerja enzim dengan menempati sisi aktif enzim. Inhibitor ini besaing dengan substrat untuk berikatan dengan sisi aktif enzim. Pengambatan bersifat reversibel (dapat kembali seperti semula) dan dapat dihilangkan dengan menambah konsentrasi substrat.

Inhibitor kompetitif misalnya malonat dan oksalosuksinat, yang bersaing dengan substrat untuk berikatan dengan enzim suksinat dehidrogenase, yaitu enzim yang bekerja pada substrat oseli suksinat.

b. Inhibitor nonkompetitifInhibitor ini biasanya berupa senyawa kimia yang tidak mirip dengan substrat dan berikatan pada sisi selain sisi aktif enzim. Ikatan ini menyebabkan perubahan bentuk enzim sehingga sisi aktif enzim tidak sesuai lagi dengan substratnya. Contohnya antibiotik penisilin menghambat kerja enzim penyusun konsentrasi substrat. dinding sel bakteri. Inhibitor ini bersifat reversible tetapi tidak dapat dihilangkan dengan menambahkan

 

d. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan reaksi enzim

Konsentrasi substrat Konsentrasi enzim

Page 15: bahan LO 5

Suhu

pH

Aktivator dan inhibitor

I.              KATABOLISME

1. Respirasi merupakan contoh peristiwa Katabolisme.

Respirasi merupakan oksidasi senyawa organik secara terkendali untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan makhluk hidup.

Produk antara pada respirasi sel dipakai sebagai bahan dasar untuk metabolisme.

Berdasarkan kebutuhan terhadap tersedianya oksigen bebas, dibedakan :

a.   Respirasi aerob : respirasi yang membutuhkan oksigen bebas. Oksigen merupakan penerima hidrogen terakhir.

b.   Respirasi anaerob : respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas. Sebagai penerima hidrogen terakhir bukan oksigen,tetapi senyawa lain seperti asam pyruvat,     dan asetaldehid.

Respirasi sel secara aerob berlangsung melalui 4 tahap, yaitu :

 Glikolisis  Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat

 Daur Krebs, dan

 Sistem Transfer Elektron

Glikolisis :

Berlangsung di sitoplasma Berlangsung secara anaerob

Mengubah satu molekul glukosa ( 6C ) menjadi dua molekul asam piruvat ( 3C )

Untuk setiap molekul glukosa dihasilkan energi 2 ATP dan 2 NADH

Dikenal sebagai Reaksi Embden dan Meyerhoff

 

Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat :

Berlangsung pada matriks mitokondria

Mengubah asam piruvat (3C) menjadi   Asetil Ko-A (2C)

Dihasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk setiap molekul glukosa

Siklus Krebs :

Berlangsung pada matriks mitokondria

Page 16: bahan LO 5

Mengubah Asetil-KoA (2C) menjadi CO2 (senyawa berkarbon 1)

Untuk setiap molekul Asetil-KoA dihasilkan 1 ATP, 1 FADH dan 2 NADH

Rantai Pengangkutan Elektron ;

NADH2 dan FADH2 merupakan senyawa pereduksi yang menghasilkan ion hidrogen

Melalui rantai respirasi, hidrogen dari NADH2 dan FADH2 yang dihasilkan pada proses glikolisis, dekarboksilasi oksidatif asam piruvat dan daur Krebs dilepaskan ke Oksigen (sebagai penerima hidrogen terakhir) untuk membentuk H2O dengan melepas energi secara bertahap.

Satu molekul NADH2 akan menghasilkan 3 ATP, sedang satu molekul FADH2 menghasilkan 2 ATP.

Glikolisis :

 

 

Alternatif 1 : Bila tidak tersedia cukup oksigen, akan berlangsung respirasi anaerob / fermentasi, seperti pada diagram/skema di bawah ini :

Page 17: bahan LO 5

 

ALTERNATIF 2 : Jika tersedia Oksigen, asam piruvat akan memasuki Siklus Krebs dan Sistem Transpor Elektron :

 

Substrat untuk respirasi tidak selalu dalam bentuk karbohidrat, tetapi bisa juga berupa protein atau lemak. Perhatikan skema hubungan antara berbagai substrat tersebut dalam proses respirasi aerob di bawah ini :

Page 18: bahan LO 5

II.            ANABOLISME

A. Fotosintesis merupakan salah satu contoh dari Anabolisme

Fotosintesis terjadi pada tumbuh-tumbuhan yang berklorofil. Fotosintesis merupakan proses penyusunan zat organik dari zat-zat anorganik dengan menggunakan energi dari cahaya. Zat organik yang terbentuk dalam proses fotosintesis berupa karbohidrat, dimana karbohidrat tersebut dapat digunakan untuk membentuk zat-zat lain seperti protein dan lemak.

Reaksi umum dari fotosintesis dapat dituliskan sebagai :

                            cahaya

6 CO2  + 12 H2O                       C6H12O6  + 6 H2O + 6 O2

                            klorofil

1. Komponen-komponen Esensial Fotosintesis :

Komponen yang mutlak diperlukan dalam proses fotosintesis adalah bahan baku (CO2 dan H2O), energi berupa cahaya, pigmen, molekul carrier enzim dan suhu yang tepat. Jika salah satu dari komponen tersebut tidak ada, fotosintesis tidak dapat berlangsung, sehingga komponen tersebut disebut komponen esensial.

a). Bahan Baku

Page 19: bahan LO 5

CO2 dari udara masuk melalui stomata ke dalam jaringan spons daun dan segera dipergunakan untuk proses fotosintesis. Air (H2O) merupakan bahan baku lain yang diperoleh dari lingkungan. Pada tumbuhan tinggi, H2O diabsorbsi oleh akar dan diangkut ke daun melalui berbagai sel dan jaringan.

b). Cahaya

      Energi yang dipergunakan dalam fotosintesis adalah energi cahaya. Dari berbagai penelitian diketahui bahwa energi dari cahaya matahari yang dipergunakan untuk fotosintesis hanya 2% saja. Selebihnya dipantulkan, ditransmisikan atau diabsorbsi senagai panas.

      Panjang gelombang dari berbagai spektrum sinar matahari tidak sama. Makin besar panjang gelombang, makin kecil energi yang dikandungnya. Gelombang cahaya dari yang terpanjang hingga terpendek adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu. Dalam berbagai percobaan yang menggunakan obyek Chlorella, ternyata spektrum cahaya yang palig banyak diserap klorofil untuk proses fotosintesis adalah  spektrum merah dan biru ungu (nila).

c). Pigmen

      Dengan adanya sistem pigmen, tumbuhan hijau dapat mengabsorbsi energi cahaya dan menggunakan cahaya ini untuk menghasilkan gula. Klorofil merupakan pigmen terpenting dari tumbuhan yang melakukan fotosintesis

      Ada bermacam-macam klorofil, yaitu klorofil a, b, c dan e.  Klorofil a dan b terdapat pada kloroplas tumbuhan tinggi, sedangkan klorofil yang lain terdapat pada jenis alga tertentu.

d). Suhu

      Aktivitas fotosintesis dipengaruhi oleh suhu lingkungan. Fotosintesis umumnya berlangsung pada suhu antara 5 – 40o C. Kecepatan fotosintesis bertambah sampai maksimal pada suhu 35o C dan setelah itu kecepatannya turun tajam. Penurunan ini dimungkinkan karena enzim menjadi kurang aktif.

e). Molekul Carrier dan Enzim

      Pada kloroplas, selain dari pigmen terdapat pula berbagai molekul carrier yang berfungsi dalam transfer atom hidrogen, elektron dan transfer energi.  Selain itu, pada kloroplas pun terdapat bermacam-macam enzim untuk reaksi kimia fotosintesis.

1. 2.     Penelitian tentang Fotosintesis

Beberapa percobaan yang dilakukan untuk mengetahui hasil-hasil yang diperoleh dari fotosintesis, antara lain :

 

a). Percobaan Ingenhousz

Obyek yang digunakan adalah tumbuhan Hydrilla verticillata. Hasil dari percobaannya disimpulkan bahwa fotosintesis menghasilkan gas, yang ternyata adalah oksigen.

Page 20: bahan LO 5

 

b). Percobaan Engelmann

Obyek yang digunakan        adalah ganggang Spirogyra dan bakteri thermo. Di bawah mikroskop terlihat bakteri thermo berkumpul pada bagian kloroplas yang terkena cahaya matahari (B) akibat banyaknya oksigen di daerah ini. Kesimpulan yang dapat ditarik oleh Engelmann, yaitu bahwa fotosintesis membebaskan gas oksigen dan kloroplast yang bertanggung jawab terhadap produksi oksigentersebut.

c). Percobaan Sacchs

Dalam percobaan ini, Sacchs membuktikan bahwa fotosintesis memerlukan cahaya, berlangsung pada bagian yang berklorofil, sedang hasil akhir dari fotosintesis adalah zat tepung (amylum). Percobaan ini didasari atas pengertian bahwa amylum, jika bereaksi dengan iodium akan berwarna biru. Pada bagian daun yang ditutup dengan kertas timah (tidak kena cahaya) tidak berwarna biru, berarti di daerah tersebut tidak berlangsug fotosintesis.

3.  Reaksi Fotosintesis

      Fotosintesis merupakan proses pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia dalam bentuk gula yang dihasilkan dari reduksi karbondioksida yang miskin energi. Fotosintesis dapat dituliskan dengan persamaan reaksi sederhana :

 

6 CO2 + 12 H2O              C6H12O6 + 6 H2O + 6 O2

     

Page 21: bahan LO 5

      Pada dasarnya proses fotosintesis terjadi dalam dua tahap, yaitu reaksi terang (reaksi tergantung cahaya) dan reaksi gelap (reaksi tak tergantung cahaya).

      a).  Reaksi Terang (Reaksi Tergantung Cahaya)

Reaksi pertama dalam fotosintesis memang tergantung adanya cahaya, sehingga disebut sebagai reaksi terang. Sering reaksi ini disebut reaksi fotokimia / reaksi fotolisis / reaksi Hill, prosesnya berlangsung di Grana.

Dalam reaksi terang terdapat dua pusat reaksi, yaitu fotosistem I (FS I) dan fotosistem II (FS II). Pada FS I terdapat klorofil a.683 (kl A.683) dan karotenoid yang mampu menyerap energi cahaya maksimum pada gelombang 700 nm (P 700), sedangkan untuk FS II dengan P 680 diserap oleh klorofil a 673 (kl A.673) dan klorofil b.

Jika kloroplast mendapat cahaya, maka electron dari klorofil pada kedua fotosistem akan tereksitasi.   Elektron kaya energi ini kemudian dipindahkan melalui akseptor-akseptor untuk dimanfaatkan energinya.

1). Fotosistem I (FS I)

      Elektron yang dikeluarkan dari FS I diteima oleh akseptor feredoksin sebagai akseptor utama. Elektron ini lalu ditransfer ke NADP. Pada saat yang sama juga menerima ion H+ sehingga terbentuk nikotinamida adenin dinukleotid fosfat tereduksi (NADPH2).

      NADP + 2 H+ + 2e           NADPH2

      2). Fotosistem II ( FS II )

Elektron dari FS II diterima oleh akseptor-akseptor elektron (plastoquinon, sitokrom dan plastosianin) menuju FS I.  Elektron ini digunakan untuk mengisi lubang pada FS I. Waktu mengalir melaui ekseptor-akseptornya, elektron ini melepaskan energinya.  Energi ini digunakan untuk mensintesis ATP dari ADP dan Pi (fotofosforilasi)

ADP + Pi                    ATP

FS II yang telah kehilangan elektron ini akan segera diganti dari pemecahan air (fotolisis) :

2 H2O                2 H+ + 2 OH-

2 OH-                 2 e  + H2O + ½ O2

H2O                   2 H+  + 2 e-  + ½ O2

2 H2O                4 H+  +  4 e-  +  O2

Pada fotolisis terlihat bahwa O2 yang dibebaskan berasal dari dua molekul air ( 2 H2O ), Jadi pada reaksi terang dihasilkan ATP, NADPH2 dan O2.

b). Reaksi gelap (reaksi tak tergantung cahaya)

      Reaksi gelap (reaksi tak tergantung cahaya / Reaksi Blackman) adalah suatu proses fiksasi CO2 untuk membentuk glukosa dengan menggunakan energi yang dihasilkan oleh reaksi terang. Reaksi ini terjadi di stroma pada kloroplas dan tidak memerlukan cahaya. Reaksi biokimiawinya berlangsung melalui suatu siklus yang disebut siklus Calvin Benson.

      PGAL yang terbentuk dalam reaksi gelap merupakan hasil berdih fotosintesis secara keseluruhan. Untuk membentuk satu molekul glukosa diperlukan dua molekul PGAL dan ini diperoleh dari mereduksi enam molekul CO2. Dengan mereduksi enam mulekul CO2, akan dihasilkan 12 molekul PGAL. Dua molekul PGAL

Page 22: bahan LO 5

digunakan untuk membentuk glukosa, sedangkan 10 molekul lainnya akan direduksi kembali melalui senyawa antara seperti fruktosa 1,6 difosfst (FDP) dan glukosa 5-fosfat (G 5-P) untuk menghasilkan RuDP.

Untuk lebih jelasnya perhatikan skema fotosintesis, yang menunjukkan keterkaitan antara reaksi terang dan reaksi gelap di bawah ini :

 

 Keterangan :

hv   : cahaya matahari

Kotak dalam adalah reaksi terang (reaksi tergantung cahaya)

Kotak luar adalah reaksi tak tergantung cahaya (siklus Calvin Benson)

Senyawa pertama yang ditemukan setelah pengikatan CO2 oleh RuDP adalah PGA ( asam fosfogliserat ) yang terdiri atas 3 atom karbon. Oleh karenanya, tumbuhan yang melakukan fotosintesis menggunakan cara ini disebut tumbuhan C3.

 

 

Fotosintesis melalui jalur C4 (Jalur metabolisme Hatch – Slack)

Terjadi pada tumbuhan golongan C4; yaitu tumbuhan tebu, jagung, berbagai rerumputan (crabgrass, shorghum dan Bermuda grass) dan beberapa tumbuhan padang pasir. Tumbuhan ini digolongkan ke dalam tumbuhan C4

karena senyawa pertama yang dijumpai setelah fiksasi CO2 adalah asam oksaloasetat yang merupakan senyawa dengan 4 atom karbon.

Kelebihan Tumbuhan C4 dibanding  dengan C3

1. Membutuhkan lebih banyak ATP;

Page 23: bahan LO 5

2. Sintesis glukosa berlangsung lebih cepat per satuan luas daun;

3. Berlangsung lebih efisien dalam keadaan intensitas cahaya yang tinggi;

4. Affinitas enzym fosfoenolpiruvat karboksilase terhadap CO2 lebih besar dibanding dengan RuDP

5. Penambatan CO2 lebih efektif;

6. Proses fotosintesis berlangsung cukup baik dalam keadaan jumlah CO2 yang sangat sedikit di udara.

7. Tumbuh lebih cepat.

2. KEMOSINTESIS

Kemosintesis terjadi pada beberapa jenis bakteri yang menggunakan energi dari reaksi kimia anorganik sederhana untuk sintesa karbohidrat, dan menggunakan energi kimia dari luar tubuh.

Sumber karbon untuk kemosintesis berasal dari CO2. Bahan baku anorganik adalah air dan karbon dioksida.

Sumber energi dari reaksi kimia (bukan dari cahaya).

Energi diperoleh dari hasil oksidasi senyawa anorganik yang diserap dari lingkungan; Seperti : hidrogen, hidrogen sulfida, sulfur (belerang), besi, amonia dan nitrit.

Beberapa organisme yang melakukan kemosintesis :

1.  Bakteri sulfur tidak berpigmen yang mengoksidasi sulfida menjadi  sulfat :

Menyerap (H2S) maupun S2 dari lingkungan Kedua senyawa tsb bergabung dengan oksigen dan menghasilkan energi yang digunakan untuk

membuat Karbohidrat

Hasil samping berupa S2, bila bahan asalnya H2S dan ion sulfat (SO42-) bila asalnya S2

 2. Bakteri besi yang mengoksidasi ferrohidroksida menjadi ferrihidroksida.

Page 24: bahan LO 5

Hidup di air tawar atau air asin yang mengandung senyawa besi terlarut. Bakteri menyerap senyawa besi terlarut dan menggabungkannya dengan oksigen sehingga menjadi

bentuk tidak larut dengan mengeluarkan energi.

3. Bakteri Nitrifikasi

Tipe bakteri yang menggunakan amonia dan melepaskan ion nitrit. Contoh : Nitrosomonas Tipe bakteri yang menggunakan ion nitrit dan melepaskan ion nitrat : Nitrobakter

 

PERBANDINGAN ANTARA FOTOSINTESIS DAN KEMOSINTESIS

Organisme Type prosesBahan yang

dipakaiSumber energi Hasil

Tumbuhan hijau Fotosintesis CO2 , H2O Cahaya yang diabsorbsi klorofilGula, H2O,

O2

Bakteri belerang hijau Fotosintesis CO2 , H2SCahaya yang diabsorbsi klorofil

bakteriGula, H2O , S

Bakteri belerang ungu Fotosintesis CO2 , H2S, H2OCahaya yang diserap

bakteriopurpurinGula, H2SO4

Bakteri Nitrifikasi Kemosintesis CO2 , H2O Oksidasi ammonia menjadi nitritGula, H2O,

O2

Bakteri Nitrifikasi Kemosintesis CO2 , H2O Oksidasi nitrit menjadi nitratGula, H2O,

O2

Bakteri belerang tak berwarna

Kemosintesis CO2 , H2O Oksidasi H2S menjadi sulfatGula, H2O,

O2

Bakteri besi Kemosintesis CO2 , H2O Oksidasi ferro menjadi ferriGula, H2O,

O2

3. Sintesis Lemak

Terjadi di sitosol

Page 25: bahan LO 5

Lemak atau lipida adalah senyawa yang terdiri atas satu molekul gliserol (R–OH) dan tiga molekul asam lemak ( R-COOH)

Lemak penting sebagai komponen structural sel, khususnya membrane sel dan sebagai bahan baker biologis. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, lemak dapat diperoleh dari makanan dan dapat pula disintesis di dalam tubuh. Di dalam tubuh, lemak dapat disintesis dari produk antara (intermediate product) pada proses respirasi, seperti PGAL dan asetil KoA.

Baik tumbuhan maupun hewan dapat mensintesis lemak dari karbohidrat, melalui tahap-tahap :

            1. Sintesis gliserol [ C3H5(OH)3 ]

            2. Sintesis asam lemak

            3. Penggabungan asam lemak dan gliserol.

Page 26: bahan LO 5

 

  (b) Asam lemak (asam stearat, C17H35COOH )

gliserol    +    asam lemak        =     lemak            +      air4. Sintesis Protein

Terjadi di ribosom

Unit penyusunnya adalah asam amino

Protein merupakan polimer dari asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida

Ikatan peptida adalah ikatan yang meng-hubungkan antara gugus amine dari satu asam amino dengan gugus karboksil dari asam amino yang lain.

 

ASAM AMINO ESSENSIAL

Yaitu asam amino yang tidak dapat dibentuk oleh tubuh; Yang termasuk ke dalam golongan ini :

Arginin, histidin, isoleusin, leusin, lisin, metionin, fenilalanin, treonin, triptofan, valin

 

ASAM AMINO NON ESENSIAL

Yaitu asam amino yang dapat dibentuk oleh tubuh melalui senyawa antara respirasi. Yang termasuk golongan ini :

Alanin, asparagin, asam aspartat, sistein, asam glutamat, glutamin, glisin, prolin, serin dan tirosin

Klasifikasi protein berdasar fungsi biologiknya

Enzim, menkatalisis reaksi-reaksi biokimia Protein cadangan, disimpan sebagai cadangan makanan

Protein transpor, mentranspor zat/unsur tertentu

Protein kontraktil pada jaringan tertentu

Protein pelindung, misalnya antibodi

Toksin, merupakan racun

Hormon,mengatur proses-proses hidup

Protein struktural, penyusun struktur sel, jaringan, dan tubuh.