Top Banner
PENDAHULUAN Latar Belakang Mencit (Mus musculus) merupakan salah satu hewan laboratorium yang sering digunakan. Mencit adalah hewan pengerat (rodentia) yang cepat berkembang biak, mudah dipelihara, variasi genetiknya cukup besar serta sifat anatomis dan fisiologisnya terkarkteristik dengan baik. Menurut Amandor 2003, mencit yang digunakan di laboratorium menjadi berbeda dengan mencit liar yang ada di alam disebabkan pengaruh dari pengaturan lingkugan tempat mencit laboratorium dibiakan. Metabolisme adalah suatu proses fisiologis dimana makan yang dicerna akan diubah menjadi energi. Perimbangan jumlah energi yang masuk ke dalam dan keluar dari tubuh merupakan proses yang pokok dalam sistem kehidupan tubuh tersebut. Energi ini akan digunakan untuk melakukan serangkaian aktivitas yaitu untuk pertumbuhan, produksi, bekerja, dan mempertahankan suhun tubuh agar kehidupan berlangsung optimal. Tanpa energi yang masuk secara terus menerus dan tetap kehidupan akan terhenti (Wirahadikusumah 1985). Istilah metabolisme secara harfiah berarti perubahan, digunakan untuk menunjukan semua transformasi kimiawi dan tenaga yang timbul dalam badan (Ganong 1995). Metabolisme meliputi proses sintesis dan proses pengurain senyawa atau komponen dalam sel hidup. Proses sintesis ini disebut anabolisme dan proses penguraian disebut katabolisme Faktor yang dapat mempengaruhi laju metabolisme adalah aktivitas, suhu lingkungan, panjang siang hari, musim, umur,
68

Metabolisme Energi

Oct 21, 2015

Download

Documents

Maryo Neno
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: Metabolisme Energi

PENDAHULUANLatar Belakang

Mencit (Mus musculus) merupakan salah satu hewan laboratorium yang sering

digunakan. Mencit adalah hewan pengerat (rodentia) yang cepat berkembang biak, mudah

dipelihara, variasi genetiknya cukup besar serta sifat anatomis dan fisiologisnya

terkarkteristik dengan baik. Menurut Amandor 2003, mencit yang digunakan di laboratorium

menjadi berbeda dengan mencit liar yang ada di alam disebabkan pengaruh dari pengaturan

lingkugan tempat mencit laboratorium dibiakan.

Metabolisme adalah suatu proses fisiologis dimana makan yang dicerna akan diubah

menjadi energi. Perimbangan jumlah energi yang masuk ke dalam dan keluar dari tubuh

merupakan proses yang pokok dalam sistem kehidupan tubuh tersebut. Energi ini akan

digunakan untuk melakukan serangkaian aktivitas yaitu untuk pertumbuhan, produksi,

bekerja, dan mempertahankan suhun tubuh agar kehidupan berlangsung optimal. Tanpa

energi yang masuk secara terus menerus dan tetap kehidupan akan terhenti

(Wirahadikusumah 1985).

Istilah metabolisme secara harfiah berarti perubahan, digunakan untuk menunjukan

semua transformasi kimiawi dan tenaga yang timbul dalam badan (Ganong 1995).

Metabolisme meliputi proses sintesis dan proses pengurain senyawa atau komponen dalam

sel hidup. Proses sintesis ini disebut anabolisme dan proses penguraian disebut katabolisme

Faktor yang dapat mempengaruhi laju metabolisme adalah aktivitas, suhu lingkungan,

panjang siang hari, musim, umur, jenis kelamin,  berat badan, ukuran tubuh, stress, jenis

makanan yang dimetabolisme dan kebuntingan ( Eckert 1983). Pengukuran laju metabolisme

adalah suatu bentuk pengukuran energi yang dihasilkan tubuh berdasarkan asupan makanan

yang masuk dan melibatkan oksidasi oksigen.

Tujuan

Tujuan dalam praktikum kali ini adalah untuk mengetahui prinsip pengukuran

metabolisme secara tak langsung dan mengukur laju metabolisme pada mencit

Page 2: Metabolisme Energi

MATERI DAN METODEMateri

Bahan dan alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah alat ukur metabolor

stoples (lengkap), mencit, termometer suhu, barometer, timbangan dan stopwatch.

Metode

            Langkah pertama yaitu oksigen diisikan dengan semprit sebanyak volume tertentu,

dan catat waktu awal pada saat udara dimasukan ke stoples kemudian catat lagi waktunya

pada setiap permukaan air manometer seimbang kembali. Serta catat suhu dan tekanan

barometer di dalam stoples.

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASANHasil Pengamatan

Ukuran Jenis Kelamin Berat Badan (Kg) Waktu (s)LMB

(Kal/Kg/hari)

KecilJantan 0.0173 626 126.50Betina 0.0132 900 106.40

MenengahJantan 0.0224 547 136.00Betina 0.0180 431 175.80

BesarJantan 0.0341 308 152.04Betina 0.0325 297 176.50

Pembahasan

Makhluk hidup khususnya hewan memerlukan energi untuk pertumbuhan,

perkembangan, reproduksi, dan melakukan aktivitas. Hewan memperoleh energi  dari

makanan yang diperoleh secara langsung maupun tidak langsung dari tumbuhan ( Cang,

1996). Makanan tersebut dioksidasi untuk membentuk ATP. Pembentukan energi  ini

melibatkan proses metabolisme. Secara umum metabolism merupakan proses reaksi yang

terjadi di dalam makhluk hidup mulai dari makhluk hidup bersel satu sampai yang paling

komplokes (manusia) untuk mendapat, mengubah, dan memakai senyawa kimia di sekitar

untuk mempertahankan kelangsungan hidup (Yushinta, 2002).

Metabolisme adalah proses pembakaran kalori tubuh yang diperoleh dari asupan

makanan, terdiri dari tiga jenis aktivitas; Resting Metabolic Rate (RMR),Thermic Effect of

Page 3: Metabolisme Energi

Food (TEF), dan aktivitas fisik. RMR adalah energy yang diganakan sebagai bahan bakar

aktivitas dasar tubuh seperti bernafas dan tidur. Thermic Effect of Food (TEF) adalah energy

yang digunakan untuk membakar kalori atau secara eksplisit adalah untuk mencerna,

menyerap, dan mengolahmakanan (Swenson, 1993).

Pengukuran metabolisme energi adalah pengukuran panas yang diproduksi oleh

seekor hewan. Pada praktikum kali ini, metabolism hewan diukur dalam keadaan basal.

Metabolisme basal adalah istilah untuk menunjukan jumlah keseluruhan aktivitas

metabolisme dengan tubuh dalam keadaan istirahat, di tempat tidur, tidak terganggu oleh

apapun, dengan pemasukan oksigen dan pengeluaran karbondioksida diukur (Ganong FG,

1995). Laju metabolisme basal adalah jumlah energi yang dipergunakan untuk melakukan

fungsi tubuh minimal dalam keadaan istirahat (Wirahadikusumah, 1985).

Pengukuran metabolisme dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter.

Kalorimeter dapat dibagi menjadi kalorimeter secara langsung dan kalorimeter secara tidak

langsung. Kalorimeter secara langsung mengukur perbedaan air yang masuk dan keluar

selama waktu tertentu pada ruang tertutup, yang diselimuti dengan jaket air dan dalam

kondisi dimana suhu jaket air tersebut disamakan dengan suhu ruangan hewan agar tidak ada

panas yang keluar. Pengukuran kalorimeter secara langsung cukup mahal, rumit dan hasil

yang diinginkan tidak terlalu akurat karena selalu ada panas yang keluar dan sulit melakukan

proses penguapan panas dari keringat dan pernapasan.

Kalorimeter secara tak langsung adalah dengan mengukur konsumsi oksigen dalam

waktu tertentu (Ganong  FG, 1995). Konsumsi oksigen pada setiap jenis hewa berbeda-beda.

Konsumsi oksigen dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti temperatur, ukuran tubuh, jenis

kelamin, hormon, nutrisi, umur (usia), dan aktivitas yang dilakukannya. Pada praktikum ini

dilakukan pengukuran metabolisme berdasarkan konsumsi oksigen.

Percobaan kali ini menggunakan kalorimeter secara tidak langsung dengan

menggunakan metabolor. Hasil pengukuran yang didapat saat praktikum menunjukan bahwa

laju konsumsi oksigen oleh mencit adalah sebesar 176,5 Kal/kg/hari pada mencit jantan kecil,

106,4 Kal/kg/hari pada mencitbetina kecil, 136 Kal/kg/hari pada mencit jantan berbadan

sedang, 175,79 Kal/kg/hari pada mencit betina berbadan sedang, 152,04 Kal/kg/hari pada

mencit jantan berbadan besar, dan 176,50 Kal/kg/hari pada mencit betina besar.Berdasakan

pembahasan diatas, didapatkan beberapa faktor yang mempengaruhilaju konsumsi oksigen

yaitu spesies hewan, suhu lingkungan( terutama bagi hewan ektoterm ), dan

aktivitas. Selain ketiga hal tersebut, ukuran tubuh juga menentukan  besarnya laju

Page 4: Metabolisme Energi

konsumsi oksigen (Herdt T, 1997). Untuk hewan endoterm hewan yang berukuran tubuh

kecil akan memiliki laju konsumsi oksigen per unit masa yang lebih besar dibanding hewan

yang berukuran lebih besar (Eckert R, 1983).

KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa prinsip

pengukuran metabolisme secara tak langsung dengan menggunakan metabolor stoples. Dan

dapat diketahui bahwa laju pengukuran metabolisme oksigen pada mencit adalah mencit

jantan memiliki laju metabolisme oksigen lebih besar daripada mencit betina, dan berat badan

yang lebih  besar memiliki laju metabolisme yang lebih besar pula. Sehingga dapat

disimpulkan jika berat badan, jenis kelamin, aktivitas dan suhu berpengaruh terhadap laju

metabolisme oksigen.

DAFTAR PUSTAKA

Chang, R. 1996. Essential Chemistry.Mc Graw Hill Company, Inc, USA.Fujaya.

Yushinta, 2002. Fisiologi Ikan. Faskultas Ilmu Kelautan dan perikanan,Universitas

Hasanudin, Makassar.Seeley, R.R., T.D. Stephens, P. Tate. 2003. Essentials of Anatomy and

Physiology fourth edition.

Ganong ,  FG. 1995. Buku  Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 14. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran Hewan EGC.

Swenson,M.J.and Reece,W.O.1993.Duke’s Physiology of Domestic Animals.11tg Ed. Comstock

publishing Assciates.London.962 p.

Eckert, R. 1983. Animal Energetics and Temperature in: Animal Physiology Mechansm and

Adaptation. 2nd Edition. WH Freeman and Company. New York, pp:23-25

Herdt, T. 1997. Gastrointestinal Physiology and Metabolism in: Text Book of Veterinary Physiology

Second Edition. Vol. 12, pp 12-15

Page 5: Metabolisme Energi

HASIL DAN PEMBAHASAN

METABOLISME

1. Tanggal percobaan : 14 Desember 2010

2. Tempat percobaan : Lab. Fisiologi Hewan

3. Hewan percobaan : Tikus Bobot badan: 186 gram

4. Suhu : 299°K Tekanan: 750 atm

5. Lama Tikus menghabiskan 20 ml udara

1. 4 menit 12 detik

2. 4 menit 6 detik

3. 4 menit 7 detik

Jadi rata-ratanya: 4 menit 8 detik

6. Volume O2 yang dikonsumsi selama percobaan: 20 ml, 4 menit 8 detik (1 jam,12,5 * 20 = 250

ml/jam)

7. Volume O2 yang di konsumsi/hari = 250 ml * 24 = 6000 ml/hari

T1 = 273 T2 = 273 + 26 = 299

P1 = 760 P2 = 750

V2 = 6000 ml/hari = 6 L

P1 V1 = P2 V2

T1 T2

760*V1 = 750*6

273 299

227*240 V1 = 1228.500

V1 = 1228.500 = 5,41 L

227.240

8. Volume O2 dikonsumsi/hari pada STB = 5,41 L

1 L O2 = 4,98 K Kal

9 Produksi Panas : 4,98 * 5,41 = 26,9418 kal/hari

10 Laju metabolism/hari/BM = 70 * 0,1860,75 = 19,23 Kal/hari/kg0,75

ENDOKRIN

Kelompok Urin 0’ 30’ 45’ 60’ Testpack

1. A - - - + +

Page 6: Metabolisme Energi

2. A - - - - +

3. A - + + + +

4. B -

5. B - - + + +

Ket: Kelompok 4 salah mengambil urin.

PEMBAHASAN

METABOLISME

Makhluk Hidup khususnya hewan memerlukan energy untuk pertumbuhan, perkembangan,

reproduksi, dan melakukan aktivitas. Hewan memperoleh energy dari makanan yang diperoleh

secara langsung maupun tidak langsung dari tumbuhan. Makanan tersebut dioksidasi untuk

membentuk ATP. Pembentukan energy ini melibatkan proses metabolisme. Secara umum

metabolism merupakan proses reaksi yang terjadi di dalam makhluk hidup mulai dari makhluk hidup

bersel satu sampai yang paling komplokes (manusia) untuk mendapat, mengubah, dan memakai

senyawa kimia di sekitar untuk mempertahankan kelangsungan hidup

Metabolisme adalah proses pembakaran kalori tubuh yang diperoleh dari asupan makanan, terdiri

dari tiga jenis aktivitas; Resting Metabolic Rate (RMR),Thermic Effect of Food (TEF), dan aktivitas

fisik. RMR adalah energy yang diganakan sebagai bahan bakar aktivitas dasar tubuh seperti bernafas

dan tidur. Thermic Effect of Food (TEF) adalah energy yang digunakan untuk membakar kalori atau

secara eksplisit adalah untuk mencerna, menyerap, dan mengolah makanan.

Pengukuran metabolisme energy adalah pengukuran panas yang diproduksi oleh seekor hewan.

Pada praktikum kali ini, metabolism hewan diukur dalam keadaan basal. Metabolisme basal adalah

istilah untuk menunjukan jumlah keseluruhan aktivitas metabolisme dengan tubuh dalam keadaan

istirahat, di tempat tidur, tidak terganggu oleh apapun, dengan pemasukan oksigen dan pengeluaran

karbondioksida diukur. Laju metabolisme basal adalah jumlah energi yang dipergunakan untuk

melakukan fungsi tubuh minimal dalam keadaan istirahat.

Pengukuran metabolisme dapat dilakukan dengan menggunakan calorimeter. Kalorimeter dapat

dibagi menjadi calorimeter secara langsung dan calorimeter secara tidak langsung. Kalorimeter

secara langsung mengukur perbedaan air yang masuk dan keluar selama waktu tertentu pada ruang

tertutup, yang diselimuti dengan jaket air dan dalam kondisi dimana suhu jaket air tersebut

disamakan dengan suhu ruangan hewan agar tidak ada panas yang keluar. Pengukuran calorimeter

secara langsung cukup mahal, rumit dan hasil yang diinginkan tidak terlalu akurat karena selalu ada

Page 7: Metabolisme Energi

panas yang keluar dan sulit melakukan proses penguapan panas dari keringat dan pernapasan.

Kalorimeter secara tak langsung adalah dengan mengukur konsumsi oksigen dalam waktu tertentu.

Konsumsi oksigen pada setiap jenis hewa berbeda-beda. Konsumsi oksigen dipengaruhi oleh

beberapa factor seperti temperatur, ukuran tubuh, jenis kelamin, hormone, nutrisi, umur (usia), dan

aktivitas yang dilakukannya. Pada praktikum ini dilakukan pengukuran metabolisme berdasarkan

konsumsi oksigen. Percobaan kali ini menggunakan calorimeter secara tidak langsung dengan

menggunakan metabolor. Telah disinggung sebelumnya bahwa energy dari tubuh hewan berasal

dari oksidasi makanan, yaitu hidrat arang, lemak, dan protein. Satu liter oksigen terpakai untuk

mengoksidasi hidrat arang yang menghasilkan panas 5,0 kalori, lemak yang menghasilkan panas 4,7

kalori, dan protein yang menghasilkan panas 4,6 kalori. Kesalahan pengukuran nilai laju metabolisme

dapat terjadi jika karbondioksida absorban tidak berfungsi secara normal.

ENDOKRIN

Menurut teori dikatakan bahwa didalam urin wanita hamil mengandung hormone HCG (Human

Chorionic Gonadothropin) yang ketika disuntikan pada katak jantan, hormone ini dapat membuat si

jantan terangsang dan akan mengeluarkan sperma. Human Chorionic Gonadotropon (HCG) adalah

hormone peptide yang diproduksi pada masa kehamilan, yang dibuat oleh embrio segera setelah

pembuahan dan selanjutnya oleh syncytiotrophoblast (bagian dari plasenta). HCG mengatur agar

corpus luteum tidak pecah pada ovarium dan juga mempertahankan produksi progesterone yang

penting pada kehamilan pada manusia. HCG mungkin mempunyai fungsi tambahan, sebagai contoh

diperkirakan HCG mempengaruhi toleransi imunitas pada kehamilan.

Adanya HCG dalam urine dapat digunakan untuk penentuan kehamilan dengan cara sederahana.

HCG diekstraksi dari urin wanita hamil karena hormone yang diproduksi oleh plasenta ini

dieksresikan dalam jumlah besar melalui urin. HCG mempunyai sifat seperti LH pada wanita dengan

produksi gonadotropin yang rendah atau non-siklis. Hormone ini juga digunakan pada wanita

dengan ovulasi tapi fase lutealnya tidak kuat sehingga terjadi infertilitas atau abosrtus habitualis.

Untuk indikasi yang terakhir ini belum didapatkan bukti-bukti yang meyakinkan tentang efektivitas

HCG.

Penentuan kehamilan dengan menggunakan urine dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu cara

biologic dan cara imunologik. Percobaan biologic dilakukan dengan tiga cara, yaitu cara Ascheim

Zondek, cara Friedman, dan cara Galli Maini; masing-masing cara biologic ini menggunakan binatang

percobaan, yaitu tikus putih, kelinci, dan katak jantan. Pemeriksaan secara imunologik dapat

dilakukan secara langsung dengan cara Direct Latex Agglutination (DLA) atau secara tidak langsung

dengan cara Direct Latex Inhibition (LAI) serta cara Hemaglutination Inhibition (HAI).

Page 8: Metabolisme Energi

Praktikum ini dilakukan dengan cara uji biologic menggunakan katak jantan antara lain pada telapak

kaki depan terdapat penebalan berwarna hitam. Pada kulit leher bagian ventral terdapat warna agak

merah kekuningan, dan warna tubuh yang lebih gelap disbanding betina. Sebelum melakukan

percobaan, cairan kloaka katak terlebih dahulu diperiksa kandungan spermatozoanya. Jika cairan

mengandung spermatozoa maka katak tidak dapat digunakan sebagai bahan percobaan karena tidak

dapat diketahui jika pada pemeriksaan selanjutnya ditemukan spermatozoa, apakah spermatozoa

tersebut adalah spermatozoa yang diproduksi katak seara normal atau akibat rangsangan HCG pada

urine yang ditest. Kemudian urine wanita yang akan digunakan disuntikan secara subkutan (dibawah

kuklit) dengan cara mencubit/menarik kulit katak dibawah kulit punggung.

Setelah dilakukan pemeriksaan dengan menggunakan mikroskop tidak ditemukan sperma, sehingga

dapat dikatan bahwa reaksi yang terjadi adalah negative. Reaksi yang ditunjukkan negative karena

urine yang disuntikkan merupakan urine control (urine wanita yang sedang tidak hamil). Pada

umumnya urine yang diambil pada saat usia kehamilan muda (kehamilan dini) yang berkisar antara

20-80 hari, karena lebih dari waktu tersebut HCG tidak lagi terdeteksi, sehingga pengujian kehamilan

dengan uji Galli Mainini. Jika kehamilan sudah cukup besar tidak diperlukan pengujian tertentu

untuk mendeteksi kehamilannya karena umumnya kehamilan dapat diketahui dengan perabaan.

Selain uji galli mainini, dewasa ini alat uji kehamilan dapat dilakukan dengan menggunakan test pack.

Cara kerja test pack itu berdasarkan hormone yang dihasilkan oleh zigot yang telah terimplantasi.

Pada saat zigot telah terimplantasi maka proses selanjutnya pembentukan chorionic gonadotropin

hormone. Hormon inilah yang digunakan dalam test pack. Apabila sudah terdapat hormone ini maka

test pack positif atau sebaliknya. Pembentukan hormone ini terjadi ketika zigot telah

nidasi/implantasi sekitar 6-12 hari. Uji kehamilan menggunakan test pack pada urine control

menunjukkan hasil yang negative. Hasil in sesuai dengan uji yang dilakukan pada saat pengujian Galli

Mainini.

JAWABAN PERTANYAAN

Pertanyaan

1. Ciri-ciri apa yang membedakan katak jantan dan katak betina?

2. Apa makna hasil pemeriksaan: positif?

3. Apa makna hasil pemeriksaan: negatif?

Jawaban

1. Ciri-ciri yang membedakan katak jantan dan katak betina pada katak jantan dapat terlihat antara

lain telapak kaki depan terdapat penebalan berwarna hitam, pada kulit leher bagian ventral terdapat

warna agak merah kekuningan, dan warna tubuh yang lebih gelap dibanding betina. Hal ini yang

membedakan katak jantan dan betina yang dapat diamati secara langsung.

Page 9: Metabolisme Energi

2. Hasil pemeriksaan yang positif berarti wanita yang urinenya di test sedang hamil (mengandung).

Pada pemeriksaan Galli Mainini, hal ini ditunjukan oleh adanya sperma yang dihasilkan katak yang

sebelum disuntikan urine tidak memiliki sperma. Pada pengujian dengan test pack memunculkan

dua garis merah sehingga dengan kata lain hasilnya dapat dikatan positif hamil.

3. Hasil pemeriksaan yang negative berarti wanita yang urine-nya di test tidak sedang hamil

(mengandung). Pada pemeriksaan Galli Mainini, hal ini ditunjukkan oleh tidak adanya sperma yang

dihasilkan katak yang sebelum disuntuikkan urine tidak memiliki sperma. Pada pengujian dengan

test pack hanya memunculkan satu garis merah sehingga dengan kata lain hasilnya dapat dikatakan

negative atau wanita yang urine-nya di test tidak sedang hamil.

.

Metabolisme energi merupakan reaksi kimia yang terjadi dalam sel. Metabolisme dapat merupakan:

 Anabolisme

Anabolisme adalah proses sintesis molekul kompleks dari senyawa-senyawa kimia yang sederhana secara bertahap. Proses ini membutuhkan energi dari luar. Energi yang digunakan dalam reaksi ini dapat berupa energi cahaya ataupun energi kimia. Energi tersebut, selanjutnya digunakan untuk mengikat senyawa-senyawa sederhana tersebut menjadi senyawa yang lebih kompleks. Jadi, dalam proses ini energi yang diperlukan tersebut tidak hilang, tetapi tersimpan dalam bentuk ikatan-ikatan kimia pada senyawa kompleks yang terbentuk.

Selain dua macam energi diatas, reaksi anabolisme juga menggunakan energi dari hasil reaksi katabolisme, yang berupa ATP. Agar asam amino dapat disusun menjadi protein, asam amino tersebut harus diaktifkan terlebih dahulu. Energi untuk aktivasi asam amino tersebut berasal dari ATP. Agar molekul glukosa dapat disusun dalam pati atau selulosa, maka molekul itu juga harus diaktifkan terlebih dahulu, dan energi yang diperlukan juga didapat dari ATP. Proses sintesis lemak juga memerlukan ATP.

Anabolisme meliputi tiga tahapan dasar. Pertama, produksi prekursor seperti asam amino, monosakarida, dan nukleotida. Kedua, pengaktivasian senyawa-senyawa tersebut menjadi bentuk reaktif menggunakan energi dari ATP. Ketiga, penggabungan prekursor tersebut menjadi molekul kompleks, seperti protein, polisakarida, lemak, dan asam nukleat. Anabolisme yang menggunakan energi cahaya dikenal dengan fotosintesis, sedangkan anabolisme yang menggunakan energi kimia dikenal dengan kemosintesis.

Senyawa kompleks yang disintesis organisme tersebut adalah senyawa organik atau senyawa hidrokarbon. Autotrof, seperti tumbuhan, dapat membentuk molekul organik kompleks di sel seperti polisakarida dan protein dari molekul sederhana seperti karbon dioksida dan air. Di lain pihak, heterotrof, seperti manusia dan hewan, tidak dapat menyusun senyawa organik

Page 10: Metabolisme Energi

sendiri. Jika organisme yang menyintesis senyawa organik menggunakan energi cahaya disebut fotoautotrof, sementara itu organisme yang menyintesis senyawa organik menggunakan energi kimia disebut kemoautotrof.

Reaksi anabolisme menghasilkan senyawa-senyawa yang sangat dibutuhkan oleh banyak organisme, baik organisme produsen (tumbuhan) maupun organisme konsumen (hewan, manusia). Beberapa contoh hasil anabolisme adalah glikogen, lemak, dan protein berguna sebagai bahan bakar cadangan untuk katabolisme, serta molekul protein, protein-karbohidrat, dan protein lipid yang merupakan komponen struktural yang esensial dari organisme, baik ekstrasel maupun intrasel.

 Katabolisme (Dissimilasi)

Merupakan proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.

C6H12O6 + 6 O2 ----> 6 CO2 + 6 H2O + 36 ATP

Keterangan:

36 ATP setara dengan 674 kkal

1 ATP   = 1 ADP + 7kkal

= 36 ATP × 7 kkal

= 252 kkal (40% dari 674 kkal)

Sisanya 60% (422 kkal) dilepas dalam bentuk panas untuk proses homeostasis.

Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.

Bila suatu reaksi kimia memerlukan energi bebas untuk berjalannya reaksi tersebut dan menghasilkan energi bebas bagi tubuh, maka reaksi tersebut adalah reaksi endergonik. Namun, bila reaksi menghasilkan energi bebas dan menyebabkan hilangnya energi untuk kepentingan tubuh, maka reaksinya adalah eksergonik.

Energi ATP adalah “energi bebas” dan dipakai untuk melakukan  kerja mekanik yang penting untuk kehidupan ternak yaitu misalnya untuk kontrasi otot. Juga energi ATP dapat digunakan untuk menjalankan reaksi-reaksi endergonik. Suatu contoh adalah sintesa protein: tahap pertama dari sintesa protein adalah aktivasi enzime asam amino sintetase yang menhasilkan senyawa kompleks:

Asam amino + ATP  asam amino sintease > Amino Asil AMP —>  sintease + PP

Komples amino-asil-AMP-Enzime kemudian terikat dengan transfer RNA (tRNA) dan sintesa dilanjutkan dari sini. Sehingga, ATP memegang peranan intermediar penting dalam proses karena menyediakan energi bebas katabolisme untuk kerja mekanik atau sintesa senyawa kompleks.

Page 11: Metabolisme Energi

Adapun tahapan-tahapan dari katabolisme sendiri, yaitu:

1. Glikolisis

Glukosa (6 C) menjadi:

i)        2 ATP (Adenin Three Posfat)

ii)      2 NADH (Nikotinamida Adenin Dinukleotida Hidrogen)

iii)    2 asam piruvat (C3H4O5)

1. Dekarboksilasi oksidatif

Asam piruvat (3C) menjadi:

i)        2 CO2

ii)      2 NADH (Nikotinamida Adenin Dinukleotida Hidrogen)

iii)    Acetil ko A (2C)

1. Daur Krebs

Acetil ko A + asam oksalo asetat menjadi

i)        2 ATP (Adenin Three Posfat)

ii)      6 NADH (Nikotinamida Adenin Dinukleotida Hidrogen)

iii)    2FADH2 (Flavin Adenin Dinukletida Hidrogen)

iv)    Asam sitrat

1. Transfer elektron

Proses pemindahan H2 dalam suatu reaksi dengan O2 menjadi H2O dan energi.

10 NADH + O2 —-> 10 NAD + H2O + 30 ATP (1 NADH = 3 ATP)

2 FADH2 + O2 —->  2 FAD + 2H2O + 4 ATP (1 FADH2 = 2 ATP)

Proses konversi molekul FADH dan NADH yang dihasilkan dalam siklus asam sitrat (citric acid cycle) 2 menjadi energi dikenal sebagai proses fosforilasi oksidatif (oxidative phosphorylation) atau juga Rantai Transpor Elektron (electron transport chain). Di dalam proses ini, elektron-elektron yang terkandung didalam molekul NADH & FADH ini akan dipindahkan ke dalam aseptor utama yaitu oksigen. Pada akhir tahapan proses ini, elektron yang terdapat di dalam molekul NADH akan mampu untuk menghasilkan 3 buah molekul ATP sedangkan elektron yang terdapat dalam molekul FADH akan menghasilkan 2 buah molekul ATP.

Page 12: Metabolisme Energi

MAKALAH METABOLISME ENERGI

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar belakang

Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam

organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian

(katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan

yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. Metabolisme total

merupakan semua proses biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua

proses kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup.

Produk metabolisme disebut metabolit. Cabang biologi yang mempelajari komposisi

metabolit secara keseluruhan pada suatu tahap perkembangan atau pada suatu bagian tubuh

dinamakan metabolomika.

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.

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 disebut promoter 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.

B.     Rumusan masalah

      Jalur-jalur metabolisme penting ?

      Sumber energi dalam tubuh?

Page 13: Metabolisme Energi

      Kecepatan produksi energi dalam tubuh?

      Metabolisme aerobic dan anaerobik ?

      Proses metabolisme dalam tubuh ?

C.     Tujuan penulisan

Tujuan penulisan makalah ini agar kita dapat mengetahui tentang metabolisme energi

dalam tubuh kita beserta sistem energi mulai dari glikolisis aerob dan anaerob. Selain itu

pembaca dapat mengetahui  juga sumber – sumber energi  yang menghasilkan energi.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Jalur-Jalur Metabolisme Penting

1.         Metabolisme karbohidrat

2.         Metabolisme lemak

3.         Metabolisme protein

4.         Metabolisme asam nukleat

Jalur katabolisme yang menguraikan molekul kompleks menjadi senyawa sederhana

mencakup:

1.         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.

Page 14: Metabolisme Energi

-            Katabolisme protein, hidrolisis protein menjadi asam amino.

2.      Respirasi aerobik

-            Transpor elektron

-            Fosforilasi oksidatif

3.      Respirasi anaerobik

-            Daur Cori

-            Fermentasi asam laktat

-            Fermentasi

-            Fermentasi etanol

Jalur anabolisme yang membentuk senyawa-senyawa dari prekursor sederhana

mencakup:

1.         Glikogenesis, pembentukan glikogen dari glukosa.

2.         Glukoneogenesis, pembentukan glukosa dari senyawa organik lain.

3.         Jalur sintesis porfirin

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

5.         Metabolisme sekunder, jalur-jalur metabolisme yang tidak esensial bagi pertumbuhan,

perkembangan, maupun reproduksi, namun biasanya berfungsi secara ekologis, misalnya

pembentukan alkaloid dan terpenoid.

6.         Fotosintesis.

7.         Siklus Calvin dan fiksasi karbon.

Karbohidrat glukosa merupakan karbohidrat terpenting dalam kaitannya dengan

penyediaan energi di dalam tubuh. Hal ini disebabkan karena semua jenis karbohidrat baik

monosakarida, disakarida maupun polisakarida yang dikonsumsi oleh manusia akan

terkonversi menjadi glukosa di dalam hati. Glukosa ini kemudian akan berperan sebagai salah

satu molekul utama bagi pembentukan energi di dalam tubuh. Berdasarkan bentuknya,

molekul glukosa dapat dibedakan menjadi 2 jenis yaitu molekul D-Glukosa dan L-Glukosa.

Faktor yang menjadi penentu dari bentuk glukosa ini adalah posisi gugus hidrogen (-H) dan

alkohol (–OH) dalam struktur molekulnya. Glukosa yang berada dalam bentuk molekul D &

L-Glukosa dapat dimanfaatkan oleh sistim tumbuh-tumbuhan, sedangkan sistim tubuh

manusia hanya dapat memanfaatkan DGlukosa. Di dalam tubuh manusia glukosa yang telah

diserap oleh usus halus kemudian akan terdistribusi ke dalam semua sel tubuh melalui aliran

darah. Di dalam tubuh, glukosa tidak hanya dapat tersimpan dalam bentuk glikogen di dalam

otot & hati namun juga dapat tersimpan pada plasma darah dalam bentuk glukosa darah

(blood glucose). Di dalam tubuh selain akan berperan sebagai bahan baker bagi proses

Page 15: Metabolisme Energi

metabolisme, glukosa juga akan berperan sebagai sumber energi utama bagi kerja otak.

Melalui proses oksidasi yang terjadi di dalam sel-sel tubuh, glukosa kemudian akan

digunakan untuk mensintesis molekul ATP (adenosine triphosphate) yang merupakan

molukel molekul dasar penghasil energi di dalam tubuh. Dalam konsumsi keseharian,

glukosa akan menyediakan hampir 50—75% dari total kebutuhan energi tubuh. Untuk dapat

menghasilkan energi, proses metabolisme glukosa akan berlangsung melalui 2 mekanisme

utama yaitu melalui proses anaerobik dan proses aerobik. Proses metabolisme secara

anaerobic akan berlangsung di dalam sitoplasma (cytoplasm) sedangkan proses metabolisme

anaerobik akan berjalan dengan mengunakan enzim ysebagai katalis di dalam mitochondria

dengan kehadiran Oksigen (O ).

A.    Metabolisme Glukosa

1. Proses Glikolisis

Tahap awal metabolisme konversi glukosa menjadi energi di dalam tubuh akan

berlangsung secara anaerobik melalui proses yang dinamakan Glikolisis (Glycolysis). Proses

ini berlangsung dengan mengunakan bantuan 10 jenis enzim yang berfungsi sebagai katalis di

dalam sitoplasma (cytoplasm) yang terdapat pada sel eukaryotik (eukaryotic cells). Inti dari

keseluruhan proses Glikolisis adalah untuk mengkonversi glukosa menjadi produk akhir

berupa piruvat. Pada proses Glikolisis, 1 molekul glukosa yang memiliki 6 atom karbon pada

rantainya (C H O ) akan 6 12 6 terpecah menjadi produk akhir berupa 2 molekul piruvat

(pyruvate) yang memiliki 3 atom karbom (C H O ). 3 3 3 Proses ini berjalan melalui beberapa

tahapan reaksi yang disertai dengan terbentuknya beberapa senyawa antara seperti Glukosa 6-

fosfat dan Fruktosa 6-fosfat. Selain akan menghasilkan produk akhir berupa molekul piruvat,

proses glikolisis ini juga akan menghasilkan molekul ATP serta molekul NADH (1 NADH3

ATP). Molekul ATP yang terbentuk ini kemudian akan diekstrak oleh sel-sel tubuh sebagai

komponen dasar sumber energi. Melalui proses glikolisis ini 4 buah molekul ATP & 2 buah

molekul NADH (6 ATP) akan dihasilkan serta pada awal tahapan prosesnya akan

mengkonsumsi 2 buah molekul ATP sehingga total 8 buah ATP akan dapat terbentuk.

2. Respirasi Selular

Tahap metabolisme energi berikutnya akan berlangsung pada kondisi aerobik dengan

mengunakan bantuan oksigen (O ). Bila oksigen 2 tidak tersedia maka molekul piruvat hasil

proses glikolisis akan terkonversi menjadi asam laktat. Dalam kondisi aerobik, piruvat hasil

proses glikolisis akan teroksidasi menjadi produk akhir berupa H O dan CO di dalam 2 2

tahapan proses yang dinamakan respirasi selular (Cellular respiration). Proses respirasi

Page 16: Metabolisme Energi

selular ini terbagi menjadi 3 tahap utama yaitu produksi Acetyl-CoA, proses oksidasi Acetyl-

CoA dalam siklus asam sitrat (Citric-Acid Cycle) serta Rantai Transpor Elektron (Electron

Transfer Chain/Oxidative Phosphorylation). Tahap kedua dari proses respirasi selular yaitu

Siklus Asam Sitrat merupakan pusat bagi seluruh aktivitas metabolisme tubuh. Siklus ini

tidak hanya digunakan untuk memproses karbohidrat namun juga digunakan untuk

memproses molekul lain seperti protein dan juga lemak. Gambar 6.2 akan memperlihatkan 3

tahap proses respirasi selular beserta Siklus Asam Sitrat (Citric Acid Cycle) yang berfungsi

sebagai pusat metabolisme tubuh.

B.     Energi Metabolisme Glukosa

Secara keseluruhan proses metabolisme Glukosa akan menghasilkan produk samping

berupa karbon dioksida (CO ) dan air (H O). Karbon dioksida dihasilkan dari siklus Asam

Sitrat sedangkan air (H2O) dihasilkan dari proses rantai transport elektron. Melalui proses

metabolisme, energi kemudian akan dihasilkan dalam bentuk ATP dan kalor panas.

Terbentuknya ATP dan kalor panas inilah yang merupakan inti dari proses metabolisme

energi. Melalui proses Glikolisis, Siklus Asam Sitrat dan proses Rantai Transpor Elektron,

sel-sel yang tedapat di dalam tubuh akan mampu untuk mengunakan dan menyimpan energi

yang dikandung dalam bahan makanan sebagai energi ATP. Secara umum proses

metabolisme secara aerobik akan mampu untuk menghasilkan energi yang lebih besar

dibandingkan dengan proses secara anaerobik. Dalam proses metabolisme secara aerobik,

ATP akan terbentuk sebanyak 36 buah sedangkan proses anaerobik hanya akan menghasilkan

2 buah ATP. Ikatan yang terdapat dalam molekul ATP ini akan mampu untuk menghasilkan

energi sebesar 7.3 kilokalor per molnya.

C.     Metabolik

1. Metabolit primer

Bagian terbesar penyusun biomasa tumbuhan adalah metabolit primer. Beberapa

diantaranya berada dalam jumlah yang sangat besar, seperti lignoselulosa yang merupakan

jenis bahan organik terbanyak di bumi ini. Beberapa metabolit primer tumbuhan seperti

protein, karbohidrat dan lipida terlibat dalam proses fisiologis dasar tumbuhan dan

merupakan sumber makanan yang penting bagi hewan pemakan tumbuhan. Berdasarkan

perbedaan alur fotosintesa, tumbuhan dibedakan ke dalam dua kelompok, yaitu tumbuhan C3

dan C4. Perbedaan pada proses fiksasi karbon dari kedua kelompok tumbuhan tersebut

berakibat pada perbedaan fisiologis dan bentuk (morfologi). Tumbuhan C4 memiliki efisiensi

Page 17: Metabolisme Energi

yang lebih tinggi dalam asimilasi karbon dioksida dan kebutuhan air yang hanya setengah

kebutuhan tumbuhan C3. Karenanya, tumbuhan C4 merupakan tumbuhan yang pre-dominan

pada daerah (sub-) tropis dan pada habitat yang kering. Metabolisme tumbuhan C4 ditunjang

oleh modifikasi anatomis yang mempengaruhi perilaku makan herbivora. Sebagai contoh,

belalang memilih tumbuhan C3 karena tumbuhan C4 sangat banyak mengandung

hemiselulosa yang tidak dapat dicerna.

2. Metabolit sekunder

Metabolit sekunder didefinisikan sebagai suatu senyawa yang hanya ditemukan secara

terbatas pada kelompok tumbuhan tertentu, atau ditemukan dalam konsentrasi yang lebih

tinggi dari kelompok tumbuhan yang lain, dan tidak merupakan sumber makanan yang

penting bagi herbivora. Sampai dengan pertengahan abad 20, metabolit sekunder dipandang

sebagai senyawa yang tidak berguna. Walaupun pada masa sebelumnya beberapa ahli botani

seperti Justus von Leibig, yang pada tahun 1858 telah menyatakan bahwa metabolit sekunder

tumbuhan berperan dalam resistensi tumbuhan. Demikian halnya Fraenkel yang menjelaskan

peran metabolit sekunder tumbuhan sebagai sistem pertahanan terhadap serangga dan

pengganggu lainnya. Pendapat lain mengatakan bahwa metabolit sekunder memiliki fungsi

lebih dari hanya sekedar sebagai sistem pertahanan. Stres yang timbul akibat tekanan

lingkungan seperti adanya kompetisi dengan tumbuhan lain, keterbatasan bahan makanan,

kekeringan dan radiasi sinar ultra violet juga dikatakan sebagai pemicu tumbuhan untuk

memproduksi metabolit sekunder melalui evolusi panjang dari sistem biokimia pada

tumbuhan.

Karena memiliki fungsi ekologis, metabolit sekunder tumbuhan disebut sebagai

alelokimia yang didefinisikan sebagai senyawa kimia non nutritional (tidak berfungsi sebagai

makanan) yang diproduksi oleh suatu spesies yang dapat mempengaruhi (menghambat)

pertumbuhan, kesehatan, perilaku dan biologi spesies lain. Tumbuhan memproduksi ratusan

ribu jenis metabolit sekunder. Dari jumlah yang sangat besar tersebut, diperkirakan baru

sekitar seratus ribu senyawa yang telah teridentifikasi. Klasifikasi metabolit berdasarkan

stuktur molekul sangat sulit dilakukan, sehingga cenderung didasarkan atas jenis prekusor

pada alur biosintesisnya, yaitu: asetil-KoA, asam amino dan shikimat. Tabel 1 menyajikan

klasifikasi sederhana dari metabolit sekunder tumbuhan yang dikelompokkan ke dalam: (1)

senyawa mengandung nitrogen, (2) terpenoid, (3) fenolik dan (4) poliasetat. Beberapa

kelompok metabolit sekunder tumbuhan yang memiliki poensi sebagai insektisida nabati,

diuraikan berikut ini. Selain menghasilkan metabolit primer berupa karbohidrat, protein dan

lemak yang merupakan bahan makanan utama manusia, tanaman juga menghasilkan berbagai

Page 18: Metabolisme Energi

jenis senyawa kimia, yang juga berperan penting bagi kehidupan manusia yang disebut

sebagai metabolit sekunder, di antaranya digunakan sebagai bahan obat, pewangi, pewarna,

penyedap, biopeptisida dan bahan agrokimia lainnya.

Metabolit sekunder diproduksi di dalam sel-sel tanaman melalui serangkaian reaksi

biokimia yang kompleks dan tidak dapat dilakukan secara sintesis kimia. Dari sekitar

200.000-500.000 spesies tanaman di muka bumi ini, hanya sebagian kecil saja yang sudah

diteliti (Verpoorte, et al., 1987), akan tetapi sudah ada lebih 100.000 metabolit sekunder

tanaman yang telah berhasil diidentifikasi struktur kimianya (cited by Poulson, 1993), dan

setiap tahun kurang lebih 4000 metabolit sekunder baru yang dilaporkan (cited by Verpoorte,

et al., 1998).

Hasil survei pemakaian bahan obat alami tahun 1998 di Amerika Serikat

menunjukkan peningkatan dari 3% populasi pemakaian pada tahun 1991 menjadi 37% pada

tahun 1998 dan penjualan bahan obat yang berasal dari metabolit sekunder mengalami

peningkatan sampai 3 Milyar USD per tahun. Saat ini, meskipun bahan obat industri farmasi

masih didominasi bahan hasil sintesis kimia, 25% berasal dari bahan obat alami (cited by

Ramachandra and Ravisshankar, 2002). Meskipun struktur kimianya sangat bervariasi,

metabolit sekunder ditengarai terbentuk dari hanya beberapa prekursor yaitu; asetat, fenil

propanoid, isopentenil difosfat dan beberapa asam amino (Verpoorte, 1998). Metabolit

sekunder ini tidak langsung mempengaruhi kehidupan tanaman yang bersangkutan, tetapi

sangat berguna bagi tanaman untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya dari pengaruh

lingkungan alam sekitarnya (cited by Bongaerts, 1998).

A.    Sumber energy dalam tubuh

Kebutuhan energi dapat dipenuhi melalui sumber-sumber energi yang tersimpan di

dalam tubuh yaitu melalui pembakaran karbohidrat, pembakaran lemak, serta kontribusi

sekitar 5% melalui pemecahan protein. Diantara ketiganya, simpanan protein bukanlah

merupakan sumber energi yang langsung dapat digunakan oleh tubuh dan protein baru akan

terpakai jika simpanan karbohidrat ataupun lemak tidak lagi mampu untuk menghasilkan

energi yang dibutuhkan oleh tubuh.

Glikogen merupakan simpanan karbohidrat dalam bentuk glukosa di dalam tubuh

yang berfungsi sebagai salah satu sumber energi. Terbentuk dari mokekul glukosa yang

saling mengikat dan membentuk molekul yang lebih kompleks, simpanan glikogen memilik

fungsi sebagai sumber energi tidak hanya bagi kerja otot namun juga merupakan sumber

energi bagi sistem pusat syaraf dan otak.

Page 19: Metabolisme Energi

Di dalam tubuh, jaringan otot dan hati merupakan dua kompartemen utama yang

digunakan oleh tubuh untuk menyimpan glikogen. Pada jaringan otot,glikogen akan

memberikan kontribusi sekitar 1% dari total massa otot sedangkan di dalam hati glikogen

akan memberikan kontribusi sekitar 8-10% dari total massa hati. Walaupun memiliki

persentase yang lebih kecil namun secara total jaringan otot memiliki jumlah glikogen 2 kali

lebih besar di bandingkan dengan glikogen hati.

Pada jaringan otot, glukosa yang tersimpan dalam bentuk glikogen dapat digunakan

secara langsung oleh otot tersebut untuk menghasilkan energi. Begitu juga dengan hati yang

dapat mengeluarkan glukosa apabila dibutuhkan untuk memproduksi energi di dalam tubuh.

Selain itu glikogen hati juga mempunyai

peranan yang penting dalam menjaga kesehatan tubuh yaitu berfungsi untuk menjaga level

glukosa darah.Sebagai sumber energi simpanan glikogen yang terdapat di dalam tubuh secara

langsung akan mempengaruhi kapasitas/ performa seorang atlet saat menjalani program

latihan ataupun juga saat pertandingan. Secara garis besar hubungan antara konsumsi

karbohidrat, simpanan glikogen dan performa olahraga dapat di simpulkan sebagai berikut:

Konsumsi karbohidrat yang tinggi akan meningkatkan simpanan glikogen tubuh.

Semakin tinggi simpanan glikogen maka kemampuan tubuh untuk

melakukan aktivitas fisik juga akan semakin meningkat

Level simpanan glikogen tubuh yang rendah menurunkan/membatasi kemampuan

tubuh untuk mempertahankan intensitas dan waktu beraktifitas.

Level simpanan glikogen tubuh yang rendah menyebabkan tubuh menjadi cepat

lelah jika dibandingkan dengan tubuh dengan simpanan glikogen tinggi.

Konsumsi karbohidrat setelah beraktifitas akan mempercepat penyimpanan glikogen.

a. Protein

Protein merupakan salah satu jenis nutrisi yang mempunyai fungsi penting sebagai

bahan dasar bagi pembentukan jaringan tubuh atau bahan dasar untuk memperbaiki jaringan-

jaringan tubuh yang telah rusak. Selain dari kedua fungsi tersebut, protein juga akan

mempunyai fungsi sebagai bahan pembentuk hormon dan pembentuk enzim yang akan

kemudian juga akan terlibat dalam berbagai proses metabolisme tubuh. asam amino dari

protein juga akan digunakan sebagai sumber energi terutama saat simpanan glikogen sudah

semakin berkurang.

Page 20: Metabolisme Energi

Pengunaan protein sebagai sumber energi tubuh saat beraktifitas ataupun berolahraga

biasanya akan dicegah karena hal tersebut akan menganggu fungsi utamanya sebagai bahan

pembangun tubuh dan fungsiya untuk memperbaiki jaringan-jaringan tubuh yang rusak. Dan

dalam hubungannya dengan laju produksi energi di dalam  tubuh, pemecahan protein jika

dibandingkan dengan pembakaran karbohidrat maupun lemak juga hanya akan memberikan

kontribusi yang relatif kecil. Pada saat berolahraga terutama olahraga yang bersifat

ketahanan, protein dapat memberikan kontribusi sebesar 3-5% dalam produksi energi tubuh

dan kontribusinya ini dapat mengalami peningkatan melebihi 5% apabila simpanan glikogen

& glukosa darah sudah semakin berkurang sehingga tidak lagi mampu untuk mendukung

kerja otot. Melalui asam amino yang dilepas oleh otot atau yang berasal dari jaringan-

jaringan tubuh lainnya, liver (hati) melalui proses gluconeogenesis dapat mengkonversi asam

amino atau substrat lainya menjadi glukosa untuk kemudian mengeluarkannya ke dalam

aliran darah agar konsentrasi glukosa darah dapat dipertahankan pada level normal.

Namun pengunaan protein sebagai sumber energi seperti yang telah disebutkan akan

mengurangi fungsi utamanya sebagai bahan pembangun tubuh serta juga fungsinya untuk

memperbaiki jaringan-jaringan tubuh yang rusak. Selain itu, pembakaran protein sebagai

sumber energi juga akan memperbesar resiko terjadinya dehidrasi akibat dari adanya produk

samping berupa nitrogen yang harus dikeluarkan dari dalam tubuh melalui urine. Oleh karena

itu untuk mencegah pemakaian protein secara berlebihan sebagai sumber energi saat

berolahraga, seorang atlet diharapkan untuk mengkonsumsi karbohidrat yang cukup agar

dapat meningkatkan simpanan glikogen dan juga dapat menjaga level glukosa darah di dalam

tubuh.

b. Lemak

Di dalam tubuh, lemak dalam bentuk trigliserida akan tersimpan dalam jumlah yang

terbatas pada jaringan otot dan akan tersimpan dalam jumlah yang cukup besar pada jaringan

adipose. Ketika sedang berolahraga, trigliserida yang tersimpan ini dapat terhidrolisis

menjadi gliserol dan asam lemak bebas (free fatty acid / FFA) untuk kemudian menghasilkan

energi. simpanan lemak akan memberikan kontribusi yang besar sebagai sumber energi

utama bagi tubuh. Kontribusi simpanan lemak sebagai sumber energi tubuh baru akan

berkurang apabila terjadi peningkatan intensitas  dalam beraktifitas. Pada saat terjadinya

peningkatan intensitas olahraga yang juga akan meningkatkan kebutuhan energi, pembakaran

lemak akan memberikan kontribusi yang lebih kecil jika dibandingkan dengan pembakaran

karbohidrat untuk memenuhi kebutuhan energi di dalam tubuh. Walaupun pembakaran lemak

ini memberikan kontribusi yang lebih kecil jika dibandingkan dengan pembakaran

Page 21: Metabolisme Energi

karbohidrat saat intensitas olahraga meningkat, namun kuantitas lemak yang terbakar tetap

akan lebih besar jika dibandingkan saat berolahraga dengan intensitas rendah.

Pada saat berolahraga kompetitif dengan intensitas tinggi, pengunaan lemak sebagai

sumber energi tubuh akibat dari mulai berkurangnya simpanan glikogen otot dapat

menyebabkan tubuh terasa lelah sehingga secara perlahan intensitas olahraga akan  menurun.

Hal ini disebabkan karena produksi energi melalui pembakaran lemak berjalan lebih lambat

jika dibandingkan dengan laju produksi energi melalui pembakaran karbohidrat walaupun

pembakaran lemak akan menghasilkan energi yang lebih besar (9kkal/gr) jika dibandingan

dengan pembakaran karbohidrat (4 kkal/gr). Perlu juga untuk diketahui bahwa jaringan

adipose dapat menghasilkan asam lemak bebas dalam jumlah yang tidak terbatas, sehingga

kelelahan serta penurunan performa yang terjadi pada saat berolahraga tidak akan disebabkan

oleh penurunan simpanan lemak tubuh.

c. Karbohidrat

Karbohidrat merupakan nutrisi sumber energi yang tidak hanya berfungsi untuk

mendukung aktivitas fisik seperti berolahraga namun karbohidrat juga merupakan sumber

energi utama bagi sitem pusat syaraf termasuk otak. Di dalam tubuh, karbohidrat yang

dikonsumsi oleh manusia dapat tersimpan di dalam hati dan otot sebagai simpanan energi

dalam bentuk glikogen. Total karbohidrat yang dapat tersimpan di dalam tubuh orang dewasa

kurang lebih sebesar 500 gr atau mampu untuk menghasilkan energi sebesar 2000 kkal. Di

dalam tubuh manusia, sekitar 80% dari karbohidrat ini akan tersimpan sebagai glikogen di

dalam otot, 18-22% akan tersimpan sebagai glikogen di dalam hati dan sisanya akan

bersirkulasi di dalam aliran darah dalam bentuk glukosa. kebutuhan energi bagi tubuh dapat

terpenuhi melalui simpanan glikogen, terutama glikogen otot serta melalui simpanan glukosa

yang terdapat di dalam aliran darah (blood glucose) dimana ketersediaan glukosa di dalam

aliran darah ini dapat dibantu oleh glikogen hati agar levelnya tetap berada pada keadaan

normal.pembakaran 1 gram karbohidrat akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal. Walaupun

nilai ini relatif lebih kecil jika dibandingkan dengan energi hasil pembakaran lemak, namun

proses metabolisme energi karbohidrat akan mampu untuk menghasilkan ATP (molekul dasar

pembentuk energi) dengan kuantitas yang lebih besar serta dengan laju yang lebih cepat jika

dibandingkan dengan pembakaran lemak.

d. Simpanan karbohodrat ( glikogen )

Mengkonsumsi karbohidrat dalam jumlah yang besar dalam sehari-hari akan memilki

simpanan glikogen yang relatif lebih besar jika dibandingan dengan yang mengkonsumsi

karbohidrat dalam jumlah yang kecil. Dengan simpanan glikogen yang rendah dalam

Page 22: Metabolisme Energi

menjalankan aktifitas akan cepat merasa lelah sehingga kemudian mengakibatkan terjadinya

penurunan intensitas.

Perlu juga untuk diketahui bahwa glikogen yang terdapat di dalam otot hanya dapat

digunakan untuk keperluan energi di dalam otot tersebut dan tidak dapat dikembalikan ke

dalam aliran darah dalam bentuk glukosa apabila terdapat bagian tubuh lain yang

membutuhkannya. Hal ini berbeda dengan glikogen yang tersimpan di dalam hati yang dapat

dikonversi menjadi glukosa melalui proses glycogenolysis ketika terdapat bagian tubuh lain

yang membutuhkan. Walaupun jumlah karbohidrat yang dapat tersimpan sebagai glikogen ini

memilikiketerbatasan, namun kapasitas penyimpanannya terutama kapasitas penyimpanan

glikogen otot dapat ditingkatkan dengan cara mengurangi konsumsi lemak dan memperbesar

konsumsi bahan pangan kaya akan karbarbohidrat seperti roti, kentang, jagung,singkong atau

juga pasta. Pengisian tubuh dengan karbohidrat pada masa persiapan ini biasanya dikenal

dengan istilah carbohydrate loading dan akan memberikan manfaat.

B.     Kecepatan produksi energi dalam tubuh

Salah satu faktor  yang menjadi penyebab utama penurunan kapasitas perfoma tubuh

saat beraktivitas fisik  seperti berolahraga selain karena  berkurangnya jumlah cairan dari

dalam tubuh juga disebabkan oleh berkurangnya jumlah simpanan glukosa (energi) tubuh.

Glukosa merupakan nutrisi karbohidrat terpenting karena  mempunyai fungsi utama 

sebagai penyedia energi bagi  berbagai aktivitas fisik tubuh. Berfungsi sebagai ‘bahan bakar’

utama dalam proses metabolisme energi, menjadikan simpanannya  di dalam aliran darah

(blood glucose), otot dan hati (glikogen)  menjadi salah satu faktor penting yang menentukan

performa tubuh saat melakukan  olahraga intensitas tinggi.

Di dalam tubuh konsumsi  glukosa dapat  menghasilkan laju produksi energi yang

besar hingga 1 gram per menit.3  Dan manfaat lebih akan didapatkan apabila glukosa ini

dipadukan karbohidrat jenis lain seperti sukrosa atau fruktosa, karena selain akan membantu 

mempercepat proses penyerapan cairan ke dalam tubuh  kombinasi antara glukosa-sukrosa

atau glukosa-fruktosa ini juga akan menghasilkan laju produksi energi yang lebih besar di

dalam tubuh hingga mencapai 1.3 gram per menit.

C.    Metabolism aerobic Dan Anaerobik

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

Page 23: Metabolisme Energi

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.

a. Glikolisis aerob.

Reaksi keseluruhan gliolisis aerob adalah:

Glukosa + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP ? 2 piruvat + 2 NADH + 4H+ + 2 ATP + 2 H2O

Bila sel mempunyai kapasitas oksidasi yang tinggi, dalam hal ini tersedia sejumlah

mitokondria, enzim-enzim mitokondria dan oksigen. NADH akan ditransfer ke rantai

transport electron mitokondria dan piruvat akan dioksidasi lengkap menjadi CO2 via siklus

asam trikarboksilat (TCA).

Membran mitokondria impermiabel untuk NADH, karena itu transfer ekivalen tereduksi dari

sitosol ke dalam mitokondria memerlukan mekanisme shuttle (ulang-alik), baik proses ulang-

alik malat-aspartat maupun ulang-alik gliserol 3-fosfat. (lihat gambar 1.1)

Dalam oksidasi aerobic glukosa menjadi piruvat dan subsekuen oksidasi menjadi CO2,

permolekul glukosa menghasilkan fosfat energi tinggi sebesar 38 ATP.

b. Glikolisis Anaerob

Pada kondisi kapasitas oksidatif oleh sel mitokondria terbatas atau karena

ketidakadaan oksigen, NADH yang dihasilkan glikolisis direoksidasi melalui perubahan

piruvat menjadi laktat oleh laktat dehidrogenase. Perubahan glukosa menjadi laktat tersebut

disebut glikolisis anaerob, yang maksudnya proses ini tidak memerlukan molekul oksigen.

Reaksi keseluruhannya:

Glukosa + 2 ADP + 2 Pi ? 2 laktat + 2 ATP + 4 H+ +2 H2O

Page 24: Metabolisme Energi

Energi yang dihasilkan dari glikolisis anaerobic hanya 2 molekul ATP permolekul

glukosa, jauh lebih sedikit jika dibandingkan dengan kondisi aerobik.

E. Proses metabolisme energi dalam tubuh

Metabolisme Energi

Proses ini tentu saja menyangkut proses pembentukan dan penggunaan energi. Karena

itu tingkat aktifitas metabolisme seseorang dapat dinilai dengan melihat besarnya energi yang

digunakan yang dapat dilihat dari besarnya panas yang dilepaskan oleh badan atau besarnya

pemakaian oksigen.

Untuk mengetahui keadaan metabolisme seseorang dilakukan pengukuran kecepatan

pemakaian energi oleh tubuh baik selama kerja eksternal maupun internal yang dikenal

sebagai laju metabolic (metabolic rate).

Laju metabolik = pemakaian energy/satuan waktu= Kkal/m2 luas badan/jam

Karena sebagian besar penggunaan energi tubuh pada akhirnya muncul sebagai panas, maka

laju metabolik dinyatakan sebagai kecepatan produksi panas dalam satuan Kilokalori per jam.

Satu kalori adalah jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan 1oC suhu dari 1 gram H2O.

Besarnya laju metabolik dipengaruhi oleh :

1. Aktivitas tubuh (misal olahraga) .

Jadi pada saat orang coba sebelum melakukan tes maka diperlukan istirahat fisik dan

mental agar mendapatkan nilai  keadaan basal sebagai standar keadaan basal. Apabila

seseorang tersebut sebelumnya melakukan aktivitas maka hasil Metabolic Rate yang didapat

bisa saja meningkat karena seiring dengan adanya aktivitas.Semakin banyak aktivitas

semakin banyak membakar kalori dalam penggunaan energi.

2. Pemasukan makanan (SDA) .

Orang coba harus puasa tidak makan protein dan lemak 2 hari sebelum pemeriksaan ,

dan selama 10-12 jam terakhir tidak boleh makan (tetapi boleh minum air tawar).  Hal

tersebuut disebabkan karena setelah makan yang mengandung banyak karbohidrat dan lemak

maka kecepatan metabolisme meningkat 4% dan protein mempercepat metabolisme hingga

30%.

Page 25: Metabolisme Energi

3. Suhu tubuh

Orang coba tidak boleh melakukan aktivitas tubuh (misalnya berolahraga) karena jika

seseorang melakukan aktivitas maka suhu tubuh akan meningkat.  Ini berpengaruh dalam

hasil volume oksigen dalam kondisi Standart Temperatur pressure Dry (STPD).

4. Suhu lingkungan (panas, dingin)

Jika suhu lingkungan lebih rendah dari suhu tubuh, akan diaktifkan mekanisme

penghasil panas seperti menggigil dan kecepatan metabolisme pun meningkat. Kecepatan

metabolisme meningkatkan sekitar 14%  untuk setiap peningkatan satu derajat celcius.

5. Emosi (cemas)

Emosi mempengaruhi proses metabolisme jika seseorang mengalami peningkatan

emosi  maka meningkat pula hormon adrenalin.  Jika adrenalin meningkat maka pacu jantung

juga meningkat maka suhu tubuh ikut meningkat.

6. Tinggi badan, Berat badan, Luas permukaan tubuh

Dalam perhitungan metabolic rate tinggi badan dan berat badan digunakan untuk

menentukan luas permukaan tubuh. Jika luas permukaan tubuh telah diketahui maka kita

dapat mencari metabolic rate dengan pemakaian oksigen dikali satu liter O2 yang setara

dengan 4,825 dibagi dengan luas permukaan tubuh dengan satuan pada hasil kilokalori per

meter persegi per jam.

Orang dengan berat badan yang besar dan proporsi lemak yang sedikit mempunyai

metabolisme basal lebih besar dibanding dengan orang yang mempunyai rat badan yang besar

tapi proporsi lemak yang besar.Demikian pula orang dengan berat badan yang besar dan

proporsi lemak yang sedikit mempunyai metabolisme basal yang lebih besar dibanding

dengan orang yang mempunyai berat badan kecil dan proporsi lemak sedikit.

7. Sex

Karena laki-laki dan perempuan berbeda dalam produksi sekresi hormon tyroid.

Metabolisme basal seorang laki-laki lebih tinggi dibanding dengan wanita

8. Umur

Semakin umur seseorang tua maka metabolisme yang dihasilkan semmakin rendah

atau kecil karena fungsi jaringan tubuh juga berkurang sehingga energi yang dihasilkanpun

juga sedikit.

9. Masa pertumbuhan, laktasi, kehamilan

Hal ini berpengaruh dalam penurunan dan peningkatan hormon dan laju metabolisme

dalam tubuh.

10. Hormon tyroid, epineprin, nor epineprin

Page 26: Metabolisme Energi

Hormon tiroid berfungsi untuk Mengatur laju metabolisme tubuh. Baik T3 dan T4

kedua-duanya meningkatkan metabolisme karena peningkatan komsumsi oksigen dan

produksi panas. Efek ini pengecualian untuk otak,lien, paru-paru dan testes.

Semua ini akan mempengaruhi besarnya laju metabolisme. Oleh sebab itu laju metabolik

seseorang ditentukan pada kondisi basal standar = Basal Metabolic Rate (BMR) dimana

variable yang mempengaruhinya dapat dikontrol. BMR mencerminkan tingkat terkecil

pemakaian energi internal dalam keadaan terjaga (tidak tidur) namun orang yang

bersangkutan dalam keadaan istirahat fisik maupun mental dan berada dalam keadaan

lingkungan yang bersuhu nyaman.

makalah metabolisme

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita ucapkan kepada ALLAH SWT yang telah melimpahkan rahmat-Nya

kepada kita, sehingga tugas makalah biologi tentang “metabolisme” dapat terselesaikan tepat

pada waktunya.Makalah ini juga sebagai tugas yang harus dikerjakan untuk sarana

pembelajaran bagi kita. 

 Makalah ini saya buat berdasarkan apa yang telah saya terima dan juga saya kutib

dari berbagi sumber baik dari buku maupu dari media elektronik.Semoga isi dari makalah ini

dapat berguna bagi kita dan dapat menambah wawasan serta pengetahuan kita mengenai apa

saja yang ada dalam proses metabolism.

Selayaknya manusia biasa yang tidak pernah lepas dari kesalahan, maka dalam

pembuatan makalah ini masih banyak yang harus di koreksi dan jauh dari sempurna.Oleh

karena itu, kritik dan saran sangat dianjurkan guna memperbaiki kesalahan dalam makalah

ini.Demikian, apabila ada kesalahan dan kekurangan dalam isi makalah ini,penulis mohon

maaf yang sebesar-besarnya.

Palangkaraya,   Januari 2010

Penulis

Page 27: Metabolisme Energi

BAB IPENDAHULUAN

1 . 1     LATAR BELAKANG

            Di alam ini ada banyak sekali mahluk hidup yang tumbuh dan berkembang di

habitatnya masing – masing. Setiap mahluk hidup mempunyai sifat dan kebiasaan masing –

masing. Salah satu ciri dari mahluk hidup ialah melakukan proses di dalam tubuhnya. Proses

tersebut ialah proses penguraian makanan yang dikonsumsi oleh semua mahluk hidup.

            Setiap mahluk hidup pasti memerlukan makanan untuk kelangsungan hidupnya.Selain

itu  makanan juga menjadi sumber tenaga dan energi yang dibutuhkan oleh tubuh mahluk

hidup.Makanan tersebut masuk ke dalam tubuh melalui organ pencernaan.Setelah masuk ke

dalam tubuh,makanan tersebut akan mengalami proses perombakan.Zat – zat yang

terkandung dalam makanan diuraikan menjadi sumber energi.

            Hasil dari penguraian zat – zat makanan tersebut yang menjadi sumber tenaga untuk

melakukan aktivitas kehidupan.Bisa kita bayangkan,jika zat – zat yang ada dalam makanan

tidak diuraikan pasti tidak ada tenaga yang dihasilkan dalam tubuh.Maka mahluk hidup tidak

akan mempunyai kemampuan untuk menjalani aktivitas kehidupan.Sebagai contoh kita dapat

melihat seekor harimau yang memangsa makanannya. Makanan yang di cerna oleh tubuh

harimau diubah/di konversi menjadi energi dan tenaga yang dapat di gunakan oleh harimau

untuk berlari dan mencari mangsa yang lain.

            Mungkin akan berbeda halnya jika makanan yang si makan oleh harimau tidak

mengalami proses penguraian, pasti harimau tersebut tidak akan mempunyai kemampuan

untuk berlari bahkan mencari mangsanya.Oleh karena itu , harimau memerlukan energi yang

diperoleh dari proses penguraian zat – zat makanan.Proses inilah yang kita kenal dengan

proses Metabolisme.  

           

1 . 2     RUMUSAN MASALAH

Dalam makalah ini akan membahas mengenai :

1.      Membahas mengenai proses metabolisme dan pengertiannya.

Page 28: Metabolisme Energi

2.      Membahas tentangdua macam proses yang terjadi dalam metabolisme yaitu  pembentukan

zat ( anabolisme ) dan penguraian  zat ( kataboliosme ).

3.      Membahas tentang peranan enzim dalam pross metabolisme.

1 . 2     TUJUAN DAN MANFAAT

            Tujuan dari penulisan makalah ini ialah :

  Untuk melengkapi tugas mata kuliah biologi yang di berikan oleh dosen.

  Sebagai sarana latihan dan melatih keterampilan dalam membuat makalah atau karya tulis.

Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari makalah ini yaitu :

  Menambah wawasan dan pengetahuan kita mengenai metabolisme.

  Kita dapat mengetahui tentang proses metabolisme dalam kehidupan kita.

  Kita dapat menhetahui tentang anabolisme dan katabolisme serta peranan enzim dalam proses

metabolisme.

BAB II

PEMBAHASAN

2 . 1     METABOLISME

            Seperti yang telah dijelaskan dalam pendahuluan, setiap mahluk pasti melakukan

proses penguraian zat makanan dalam tubuhnya untuk melakukan aktivitas kehidupan. Proses

– proses tersebut berlangsung di dalam sel mahluk hidup.proses inilah yang sering disebut

proses metabolisme mahluk hidup.

            Metabolisme merupakan suatu proses pembentukan atau pengurain zat di dalam sel

yang di sertai dengan adanya perubahan energi. Proses – proses ini terjadi di dalam sel

mahluk hidup. Proses yang ter jadi dapat berupa pembentukan zat atau dapat pula berupa

penguraian zat menjadi zat – zat yang lebih sederhana. Proses pembentukan zat terjadi pada

Page 29: Metabolisme Energi

proses fotosintesis , kemosintesis, sintesis lemak, dan sintesis protein. Proses penguraian zat

dapat berupa respirasi sel dan fermentasi sel.

            Metabolisme adalah segala proses resksi kimia yang terjadi di dalam mahluk hidup 

mulai mulai dari mahluk bersel satu yang sangat sederhana seperti bakteri, protozoa, jamur,

tumbuhan, hewan, sampai kepada manusia, mahluk yang susunan tubuhnya sangat kompleks.

Di dalam proses ini mahluk hidup mendapat, mengubah, dan memakai senyawa kimia dari

sekitarnya untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya.( Wirahadikusumah M. 1985 ).

            Hampir setiap reaksi yang berlangsung in vivo, di katalis oleh enzim. Bila kami

membayangkan suatu organism hidup sebagai suatu laboratorium kimia yang sangat

istimewa, maka enzim merupakan operator – operator yang terlatih, yang mampu membuat

reaksi – reaksi canggih dengan kecepatan terkendali dan hasil yang tinggi.( Manitto, Paulo.

1992 ).

           

Dalam proses metabolisme, enzim sangat diperlukan sebagai katalisator ( senyawa

yang dapat mempercepat proses terjadinya reaksi tanpa habis reaksi ). Enzim bekerja dengan

cara menempel pada permukaan molekul zat – zat yang bereaksi, dan dengan demikian dapat

mempercepat proses reaksi.

Seperti yang telah dijelaskan di atas, bahwa dalam proses metabolisme ada dua proses

yaitu proses pembentukan dan penguraian.Proses pembentukan dalam metabolisme di sebut

juga proses anabolisme. Sedangkan proses penguraian disebut juga dengan proses

katabolisme. Kedua proses ini disebut juga sebagai arah lintasan dari proses metabolisme. 

`           Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan

hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai

hormon, dan dipercepatkan oleh senyawa organik yang disebut sebagai enzim. Pada senyawa

organik, penentu arah reaksi kimia disebut promoter dan penentu percepatan reaksi kimia

disebut katalis.

Pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang

berinteraksi dengan enzim pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawa

intermediat yang lazim disebut dengan metabolit, 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.

            Proses anabolisme biasanya lebih banyak membutuhkan energi sehingga reaksinya

dapat berlangsung cepat dan efisien serta memerlukan energi dalam bentuk energi

Page 30: Metabolisme Energi

panas.proses ini memerlukan energi yang lebih besar karena, dalam proses anabolisme proses

yang terjadi lebih banyak dan prosesnya yang cepat dan efisien  panas sehingga nergy yang di

perlukan lebih besar. Reaksi seperti ini disebut juga reaksi endergonik atau reaksi endoterm.

            Sedangkan dalam proses katabolisme  energi yang di butuhkan lebih sedikit. Karena,

pada reaksi katabolisme hanya menguraikan zat dan melepaskan energi, jadi nergy yang

diperlukan lebih sedikit.  Suatu proses di mana terjadi pelepasan energi disebut juga reaksi

eskergonik atau reaksi eksoterm.

2 . 2     ANABOLISME

            Anabolisme adalah lintasan metabolisme yang menyusun beberapa senyawa organik

sederhana menjadi senyawa kimia atau molekul kompleks.Proses ini membutuhkan energi

dari luar. Energi yang digunakan dalam reaksi ini dapat berupa energi cahaya ataupun energi

kimia. Energi tersebut, selanjutnya digunakan untuk mengikat senyawa-senyawa sederhana

tersebut menjadi senyawa yang lebih kompleks. Jadi, dalam proses ini energi yang diperlukan

tersebut tidak hilang, tetapi tersimpan dalam bentuk ikatan-ikatan kimia pada senyawa

kompleks yang terbentuk.

Anabolisme meliputi tiga tahapan dasar. Pertama, produksi prekursor seperti asam

amino, monosakarida, dan nukleotida. Kedua, adalah aktivasi senyawa-senyawa tersebut

menjadi bentuk reaktif menggunakan energi dari ATP. Ketiga, penggabungan prekursor

tersebut menjadi molekul kompleks, seperti protein, polisakarida, lemak, dan asam nukleat.

Hasil-hasil anabolisme berguna dalam fungsi yang esensial. Hasil-hasil tersebut

misalnya glikogen dan protein sebagai bahan bakar dalam tubuh, asam nukleat untuk

pengkopian informasi genetik. Protein, lipid, dan karbohidrat menyusun struktur tubuh

makhluk hidup, baik intraselular maupun ekstraselular. Bila sintesis bahan-bahan ini lebih

cepat dari perombakannya, maka organisme akan tumbuh.

Reaksi yang termasuk dalam reaksi anabolisme yaitu fotosintesis dan kemosintesis.

Fotosintesis ialah reaksi anabolisme yang menggunakan energi cahaya.  sedangkan

kemosintesis ialah reaksi anabolisme  yang menggunakan energi kimia. Berikut akan di

jelaskan lebih lanjut mengenai salah satu reaksi anabolisme yaitu fotosintesis.

            Fotosintesis merupakan suatu proses dimana terjadi proses pengolahan energi yang

diperoleh dari sinar matahari dan juga karbon dioksida ( CO2 ) menjadi senyawa kimia

organik. Proses fotosintesis dilakukan oleh tumbuhan tingkat tinggi, tumbuhan pakis, lumut,

ganggang ( ganggang hijau, biru, merah dan cokelat ).

Page 31: Metabolisme Energi

Energi matahari yang di tangkap oleh proses fotosintesis merupakan lebih dari 90%

sumber energi yang di pakai oleh manusia untuk pemanasan, cahaya, dan tenaga.Batu bara,

gas bumi, dan minyak bumi adalah sumber energi yang berasal dari hasil perombakan bahan

alam hayati oleh adanya jasad berfotosintesis dalam waktu jutaan tahun yang silam.

( Wirahadi kusumah, M. 1985  ).

Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada sejumlah tahap

yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses

vital ini. Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu

pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri.

Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun

secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini.

Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasil

fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih

dahulu.

Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama:

reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya

tetapi memerlukan karbon dioksida).

Reaksi terang terjadi pada grana (tunggal: granum), sedangkan reaksi gelap terjadi di

dalam stroma. Dalam reaksi terang, terjadi konversi energi cahaya menjadi energi kimia dan

menghasilkan oksigen (O2). Sedangkan dalam reaksi gelap terjadi seri reaksi siklik yang

membentuk gula dari bahan dasar CO2 dan energi (ATP dan NADPH). Energi yang

digunakan dalam reaksi gelap ini diperoleh dari reaksi terang. Pada proses reaksi gelap tidak

dibutuhkan cahaya matahari. Reaksi gelap bertujuan untuk mengubah senyawa yang

mengandung atom karbon menjadi molekul gula. Dari semua radiasi matahari yang

dipancarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang dimanfaatkan tumbuhan untuk proses

fotosintesis, yaitu panjang gelombang yang berada pada kisaran cahaya tampak (380-700

nm). Cahaya tampak terbagi atas cahaya merah (610 - 700 nm), hijau kuning (510 - 600 nm),

biru (410 - 500 nm) dan violet (< 400 nm).

 Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya terhadap fotosintesis. Hal ini

terkait pada sifat pigmen penangkap cahaya yang bekerja dalam fotosintesis. Pigmen yang

terdapat pada membran grana menyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu.

Pigmen yang berbeda menyerap cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. Kloroplas

Page 32: Metabolisme Energi

mengandung beberapa pigmen. Sebagai contoh, klorofil a terutama menyerap cahaya biru-

violet dan merah. Klorofil b menyerap cahaya biru dan oranye dan memantulkan cahaya

kuning-hijau. Klorofil a berperan langsung dalam reaksi terang, sedangkan klorofil b tidak

secara langsung berperan dalam reaksi terang. Proses absorpsi energi cahaya menyebabkan

lepasnya elektron berenergi tinggi dari klorofil a yang selanjutnya akan disalurkan dan

ditangkap oleh akseptor elektron. Proses ini merupakan awal dari rangkaian panjang reaksi

fotosintesis.

Berikut rumus umum atau persamaan umum dari proses fotosintesis :

6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2

Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan

oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal

dari fotosintesis. Selain itu, cahaya matahari juga punya peran penting dalam proses

fotosintesis.

 Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen

inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang

disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis.

Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas,

namun sebagian besar energi dihasilkan di daun.

 Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah

juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa

warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses

fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air

untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang

berlebihan.

Proses fotosintesis berlangsung pada organel tumbuhan yaitu kloroplas.Kloroplas

terdapat pada semua bagian tumbuhan yang berwarna hijau, termasuk batang dan buah yang

belum matang. Di dalam kloroplas terdapat pigmen klorofil yang berperan dalam proses

fotosintesis. Kloroplas mempunyai bentuk seperti cakram dengan ruang yang disebut stroma.

Stroma ini dibungkus oleh dua lapisan membran. Membran stroma ini disebut tilakoid, yang

didalamnya terdapat ruang-ruang antar membran yang disebut lokuli.

 Di dalam stroma juga terdapat lamela-lamela yang bertumpuk-tumpuk membentuk

grana (kumpulan granum). Granum sendiri terdiri atas membran tilakoid yang merupakan

Page 33: Metabolisme Energi

tempat terjadinya reaksi terang dan ruang tilakoid yang merupakan ruang di antara membran

tilakoid. Bila sebuah granum disayat maka akan dijumpai beberapa komponen seperti protein,

klorofil a, klorofil b, karetonoid, dan lipid. Secara keseluruhan, stroma berisi protein, enzim,

DNA, RNA, gula fosfat, ribosom, vitamin-vitamin, dan juga ion-ion logam seperti mangan

(Mn), besi (Fe), maupun perak (Cu). Pigmen fotosintetik terdapat pada membran tilakoid.

Sedangkan, pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid

dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma. Klorofil sendiri

sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal

sebagai fotosistem.

2 . 3     KATABOLISME

            Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks

yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih

rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di

dalam senyawa sumber.Proses pembongkaran ini dibedakan menjadi dua macam.yaitu

sebagai berikut :

1.      Apabila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan memerlukan cukup oksigen (aerob)

disebut proses respirasi.

2.      Apabila pembongkaran suatu zat dalam dalam lingkungan tanpa memerlukan oksigen

(anaerob) disebut proses  fermentasi.

Berikut contoh persamaan dua reaksi di atas :

Contoh Respirasi : C6H12O6 + O2 ——————> 6CO2 + 6H2O + 688KKal.

(glukosa)

Contoh Fermentasi :C6H12O6 ——————> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi.

(glukosa) (etanol)

Seperti yang telah dijelaskan si atas proses katabolisme terbagi menjadi dua salah

satunya ialah respirasi. Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam

zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan

dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme),

gerak,dan pertumbuhan.

Page 34: Metabolisme Energi

.Contoh respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya :

C6H,2O6 + 6 O2 ———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi

(glukosa)

Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H2O + CO2 + Energi, melalui tiga

tahap :

         Glikoliisis

Pembakaran glukosa memerlukan oksigaen. Tetapi beberapa sel harus hidup dimana tidak

ada atau tidak selalu ada oksigen. Sebagai contoh sel – sel ragi di dalam botol anggur yang

tertutup rapat dan tidak ada oksigen. Maka ada alasan untuk percaya bahwa sel – sel pertama

di bumi kita ini hidup dalam suatu atmosfir yang tidak mengandung oksigen. Sekarang semua

sel mempunyai peralatan enzimatik untuk mengkatabolis glokosa tanpa bantuan oksigen.

Perombakan anaerobik ( tanpa udara, dank arena itu tanpa oksigen ) glukosa ini disebut

glikolisis. ( Kimball, W, John. 1983 ).

Glikolisis berlangsung di organel yang bernama sitoplasma. Proses glikolisis menghsilkan 2

ATP menghasilkan 2 molekul asam piruvat, dan menghasilkan molekul NADH yang

berfungsi sebagai sumber elektron berenergi

tinggi.

         Daur Krebs

Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam

piruvat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia. Dalam daur krebs terjadi

pembentukan asam sitrat ( C6 ) dari asam asetat ( C2 ) dan asam oksaloasetat ( C4 ). Dalam

daur krebs menghasilkan 2 ATP, 6NADH, 2FADH, dan 6CO2. Proses daur krebs berlangsung

di dalam organel yang bernama matriks mitokondria.

         Transpor elektron

Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+

+ 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang

dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air,

sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2. Produk sampingan respirasi tersebut pada

akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada

peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi.

Selain proses respirasi, dalam katabolisme ada juga proses fermentasi yaitu proses

pembongkaran yang tidak memerlukan oksigen. Pada kebanyakan tumbuhan den hewan

Page 35: Metabolisme Energi

respirasi yang berlangsung adalah respirasi aerob, namun demikian dapat saja terjadi respirasi

aerob terhambat dikarenakan oleh sesuatu hal, maka hewan dan tumbuhan tersebut

melangsungkan proses fermentasi yaitu proses pembebasan energi tanpa adanya oksigen,

nama lainnya adalah respirasi anaerob. Proses fermentasi terjadi karena tidak adanya oksigen

atau kandungan oksigen yang kurang memadai untuk melakukan proses katabolisme.

                                                                                   

Dari hasil akhir fermentasi, dibedakan menjadi fermentasi asam laktat /asam susu dan

fermentasi alkohol.Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil akhirnya adalah

asam laktat. Peristiwa fermentasi asam laktat ini dapat terjadi di otot dan dalam kondisi

anaerob.

Reaksinya: C6H12O6 ————> 2 C2H5OCOOH + Energi

enzim

Prosesnya :

1. Glukosa ————> asam piruvat (proses Glikolisis).

    enzim

    C6H12O6 ————> 2 C2H3OCOOH + Energi

2. Dehidrogenasi asam piravat akan terbentuk asam laktat.

    2 C2H3OCOOH + 2 NADH2 ————> 2 C2H5OCOOH + 2 NAD

    piruvat dehidrogenasa

   Energi yang terbentak dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat :

   8 ATP — 2 NADH2 = 8 - 2(3 ATP) = 2 ATP.

Selain asam laktat, dalam proses juga terjadi pada alcohol. Pada beberapa mikroba

peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat +

CO2 selanjutaya asam asetat diabah menjadi alkohol.Dalam fermentasi alkohol, satu molekul

glukosa hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu

molekul glukosa dalam fermentasi alkohol mampu menghasilkan 38 molekul ATP.

Reaksinya :

1. Gula (C6H12O6) ————> asam piruvat (glikolisis)

Page 36: Metabolisme Energi

2. Dekarbeksilasi asam piruvat.

Asampiruvat ————————————————————> asetaldehid + CO2.

piruvat dekarboksilase (CH3CHO)

3. Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alkohol

(etanol).

2 CH3CHO + 2 NADH2 —————————————————> 2 C2HSOH + 2 NAD.

alkohol dehidrogenase

enzim

Ringkasan reaksi :

C6H12O6 —————> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2 + Energi

2 . 4     PERANAN ENZIM DALAM PROSES METABOLISME

                Enzim adalah zat ( protein )yang untuk sementara terikat pada suatu atau lebih zat –

zat yang bereaksi. Enzim bertugas sebagai katalisator yaitu mempercepat proses terjadinya

reaksi tanpa berhenti bereaksi. Enzim merupakan biomolekul yang mengkatalis reaksi kimia,

di mana hampir semua enzim adalah protein. Pada reaksi-reaksi enzimatik, molekul yang

mengawali reaksi disebut substrat, sedangkan hasilnya disebut produk. Adanya enzim yang

merupakan katalisator biologis menyebabkan reaksi-reaksi yang terjadi dalam proses

metabolisme berjalan lancar dalam suhu fisiologis tubuh manusia, sebab enzim berperan

dalam menurunkan energi aktivasi menjadi lebih rendah dari yang semestinya dicapai dengan

pemberian panas dari luar. Kerja enzim dengan cara menurunkan energi aktivasi sama sekali

tidak mengubah ΔG reaksi (selisih antara energi bebas produk dan reaktan), sehingga dengan

demikian kerja enzim tidak berlawanan dengan Hukum Hess 1 mengenai kekekalan energi.

Selain itu, enzim menimbulkan pengaruh yang besar pada kecepatan reaksi kimia yang

berlangsung dalam organisme. Reaksi-reaksi yang berlangsung selama beberapa minggu atau

bulan di bawah kondisi laboratorium normal dapat terjadi hanya dalam beberapa detik di

bawah pengaruh enzim di dalam tubuh. Suatu sel tumbuhan mengandung lebih kurang 5 – 50

x 108 molekul enzim.

BAB III

KESIMPULAN KRITIK DAN SARAN

Page 37: Metabolisme Energi

3 . 1     KESIMPULAN

            Dari materi tentang metabolism yang telah diuraikan di atas, maka dapat ai ambil

kesimpulan sebagai berikut :

1.      Metabolisme merupakan suatu proses dimana terjadi pembentukan atau penguraian zat di

dalam sel yang disertai dengan adanya perubahan energi. Proses metabolisme sangat penting

bagi mahluk hidup, karena melalui proses ininlah mahluk hidup dapat memperoleh energi

untuk bergerak dan melakukan aktivitas kehidupan.

2.      Dalam metabolisme terdapat dua proses yaitu proses pembentukan ( anabolisme ) dan proses

penguraian ( katabolisme ).

3.      Anabolisme ialah proses metabolisme yang menyusun senyawa organik sedehana menjadi

senyawa kimia atau molekul kompleks. Dalam proses ini membutuhkan energi dari luar.

Energi tersebut dapat berupa energi cahaya ataupun energi kimia. Proses anabolisme yang

memerlukan energi dalam bentuk energy cahaya disebut fotosintesis. Sedangkan proses

snsbolisme yang memerlukan energi kimia disebut kemosintesis.

4.      Katabolisme ialah proses metabolisme yang melakukan pembongkaran senyawa kimia

kompleks yang banyak mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang

mengandung energi lebih rendah. Tujuanya adalah membebaskan energi yang terkandung di

dalam senyawa sumber.  Dalam proses katabolisme ada dua proses yaitu respirasi dan

fermentasi. Respirasi ialah proses pembomgkaran suatu zat yang membutuhkan oksigen yang

cukup ( aerob ). Sedangkan fermentasi ialah proses katabolisme yang di lingkunganya tidak

terdapat oksigen atau kangdungan oksigen kurang memadai ( anaerob ).

5.      Enzim mempunyai pengaruh besar dalam proses metabolisme. Dalam proses metabolisme

emzim bertugas sebagai katalisator yaitu senyawa yang dapat mempercepat proses terjadinya

reaksi tanpa berhenti bereaksi. Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan

molekul zat – zat yang bereaksi. Hampir semua enzimm adalah berupa protein.enzim

mempunyai berat 10.000 sampai beberapa juta Dalton. Suatu sel tumbuhan mengandung

lebih kurang 5 – 50 x 10 8 molekul enzim.enzim tersusun dari asam – asam amino sebanyak

100 – 10.000 buah.

3 . 2     KRITIK DAN SARAN

            Seperti karya ilmiah pada umumnya sudah pasti tidak lepas dari yang namanya kritik

dan kesalahan dalam pembuatan dan penulisanya. Ini semua dikarenakan keterbatasan

Page 38: Metabolisme Energi

kemampuan penyusun dalam memnyusun makalah ini. Namun penyusun akan berjanji dan

berusaha untuk belajar dan merperbaiki kesalahan dalam pembuatan makalah. Oleh karena

itu penyusun mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun agar dalam

pembuatan makalah yang selanjutnya dapat lebih baik baik lagi. Penyusun siap menerima

kritik dan saran yang diberikan.

DAFTAR PUSTAKA

Manitto, Paulo. 1992. Biosintesis Produk Alami. Semarang: IKIP Semarang Press.

Wirahadikusumah, M. 1985. Biokimia: Metabolisme Energi, Karbohidrat, dan

Lipid.                    Bandung: ITB Bandung.

Kimball. W. John. 1983. Biologi. Jakarta: Erlangga.

http://yudhim.blogspot.com/2008/01/katabolisme.html. diakses  tanggal : 27 -12-2010http://id.wikipedia.org/wiki/Anabolisme. diakses tanggal : 27-12-2010

Laju Metabolisme Mencit

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Mencit (Mus musculus) merupakan salah satu hewan laboratorium yang sering digunakan.

Mencit adalah hewan pengerat (rodentia) yang cepat berkembang biak, mudah dipelihara, variasi

genetiknya cukup besar serta sifat anatomis dan fisiologisnya terkarkteristik dengan baik. Menurut

Amandor 2003, mencit yang digunakan di laboratorium menjadi berbeda dengan mencit liar yang

ada di alam disebabkan pengaruh dari pengaturan lingkugan tempat mencit laboratorium dibiakan.

Metabolisme adalah suatu proses fisiologis dimana makan yang dicerna akan diubah

menjadi energi. Perimbangan jumlah energi yang masuk ke dalam dan keluar dari tubuh merupakan

proses yang pokok dalam sistem kehidupan tubuh tersebut. Energi ini akan digunakan untuk

melakukan serangkaian aktivitas yaitu untuk pertumbuhan, produksi, bekerja, dan mempertahankan

Page 39: Metabolisme Energi

suhun tubuh agar kehidupan berlangsung optimal. Tanpa energi yang masuk secara terus menerus

dan tetap kehidupan akan terhenti (Wirahadikusumah 1985).

Istilah metabolisme secara harfiah berarti perubahan, digunakan untuk menunjukan semua

transformasi kimiawi dan tenaga yang timbul dalam badan (Ganong 1995). Metabolisme meliputi

proses sintesis dan proses pengurain senyawa atau komponen dalam sel hidup. Proses sintesis ini

disebut anabolisme dan proses penguraian disebut katabolisme

Faktor yang dapat mempengaruhi laju metabolisme adalah aktivitas, suhu lingkungan,

panjang siang hari, musim, umur, jenis kelamin, berat badan, ukuran tubuh, stress, jenis makanan

yang dimetabolisme dan kebuntingan ( Eckert 1983). Pengukuran laju metabolisme adalah suatu

bentuk pengukuran energi yang dihasilkan tubuh berdasarkan asupan makanan yang masuk dan

melibatkan oksidasi oksigen.

Tujuan

Tujuan dalam praktikum kali ini adalah untuk mengetahui prinsip pengukuran metabolisme

secara tak langsung dan mengukur laju metabolisme pada mencit.

Page 40: Metabolisme Energi

MATERI DAN METODE

Materi

Bahan dan alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah alat ukur metabolor stoples

(lengkap), mencit, termometer suhu, barometer, timbangan dan stopwatch.

Page 41: Metabolisme Energi

Metode

Langkah pertama yaitu oksigen diisikan dengan semprit sebanyak volume tertentu, dan catat

waktu awal pada saat udara dimasukan ke stoples kemudian catat lagi waktunya pada setiap

permukaan air manometer seimbang kembali. Serta catat suhu dan tekanan barometer di dalam

stoples.

Page 42: Metabolisme Energi

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

Hasil Pengamatan

Ukuran Jenis Kelamin Berat Badan (Kg) Waktu (s) LMB (Kal/Kg/hari)

KecilJantan 0.0173 626 126.50Betina 0.0132 900 106.40

MenengahJantan 0.0224 547 136.00Betina 0.0180 431 175.80

BesarJantan 0.0341 308 152.04Betina 0.0325 297 176.50

Pembahasan

Makhluk hidup khususnya hewan memerlukan energi untuk pertumbuhan, perkembangan,

reproduksi, dan melakukan aktivitas. Hewan memperoleh energi dari makanan yang diperoleh

secara langsung maupun tidak langsung dari tumbuhan ( Cang, 1996). Makanan tersebut dioksidasi

untuk membentuk ATP. Pembentukan energi ini melibatkan proses metabolisme. Secara umum

metabolism merupakan proses reaksi yang terjadi di dalam makhluk hidup mulai dari makhluk hidup

bersel satu sampai yang paling komplokes (manusia) untuk mendapat, mengubah, dan memakai

senyawa kimia di sekitar untuk mempertahankan kelangsungan hidup (Yushinta, 2002).

Metabolisme adalah proses pembakaran kalori tubuh yang diperoleh dari asupan makanan,

terdiri dari tiga jenis aktivitas; Resting Metabolic Rate (RMR),Thermic Effect of Food (TEF), dan

aktivitas fisik. RMR adalah energy yang diganakan sebagai bahan bakar aktivitas dasar tubuh seperti

bernafas dan tidur. Thermic Effect of Food (TEF) adalah energy yang digunakan untuk membakar

kalori atau secara eksplisit adalah untuk mencerna, menyerap, dan mengolahmakanan (Swenson,

1993).

Pengukuran metabolisme energi adalah pengukuran panas yang diproduksi oleh seekor

hewan. Pada praktikum kali ini, metabolism hewan diukur dalam keadaan basal. Metabolisme basal

adalah istilah untuk menunjukan jumlah keseluruhan aktivitas metabolisme dengan tubuh dalam

Page 43: Metabolisme Energi

keadaan istirahat, di tempat tidur, tidak terganggu oleh apapun, dengan pemasukan oksigen dan

pengeluaran karbondioksida diukur (Ganong FG, 1995). Laju metabolisme basal adalah jumlah energi

yang dipergunakan untuk melakukan fungsi tubuh minimal dalam keadaan istirahat

(Wirahadikusumah, 1985).

Pengukuran metabolisme dapat dilakukan dengan menggunakan kalorimeter. Kalorimeter

dapat dibagi menjadi kalorimeter secara langsung dan kalorimeter secara tidak langsung.

Kalorimeter secara langsung mengukur perbedaan air yang masuk dan keluar selama waktu tertentu

pada ruang tertutup, yang diselimuti dengan jaket air dan dalam kondisi dimana suhu jaket air

tersebut disamakan dengan suhu ruangan hewan agar tidak ada panas yang keluar. Pengukuran

kalorimeter secara langsung cukup mahal, rumit dan hasil yang diinginkan tidak terlalu akurat karena

selalu ada panas yang keluar dan sulit melakukan proses penguapan panas dari keringat dan

pernapasan.

Kalorimeter secara tak langsung adalah dengan mengukur konsumsi oksigen dalam waktu

tertentu (Ganong FG, 1995). Konsumsi oksigen pada setiap jenis hewa berbeda-beda. Konsumsi

oksigen dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti temperatur, ukuran tubuh, jenis kelamin, hormon,

nutrisi, umur (usia), dan aktivitas yang dilakukannya. Pada praktikum ini dilakukan pengukuran

metabolisme berdasarkan konsumsi oksigen.

Percobaan kali ini menggunakan kalorimeter secara tidak langsung dengan menggunakan

metabolor. Hasil pengukuran yang didapat saat praktikum menunjukan bahwa laju konsumsi oksigen

oleh mencit adalah sebesar 176,5 Kal/kg/hari pada mencit jantan kecil, 106,4 Kal/kg/hari pada

mencitbetina kecil, 136 Kal/kg/hari pada mencit jantan berbadan sedang, 175,79 Kal/kg/hari pada

mencit betina berbadan sedang, 152,04 Kal/kg/hari pada mencit jantan berbadan besar, dan 176,50

Kal/kg/hari pada mencit betina besar.Berdasakan pembahasan diatas, didapatkan beberapa faktor

yang mempengaruhilaju konsumsi oksigen yaitu spesies hewan, suhu

lingkungan( terutama bagi hewan ektoterm ), dan aktivitas. Selain ketiga hal tersebut,

ukuran tubuh juga menentukan besarnya laju konsumsi oksigen (Herdt T, 1997). Untuk hewan

endoterm hewan yang berukuran tubuh kecil akan memiliki laju konsumsi oksigen per unit masa

yang lebih besar dibanding hewan yang berukuran lebih besar (Eckert R, 1983).

Page 44: Metabolisme Energi
Page 45: Metabolisme Energi

KESIMPULAN

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa prinsip pengukuran

metabolisme secara tak langsung dengan menggunakan metabolor stoples. Dan dapat diketahui

bahwa laju pengukuran metabolisme oksigen pada mencit adalah mencit jantan memiliki laju

metabolisme oksigen lebih besar daripada mencit betina, dan berat badan yang lebih besar memiliki

laju metabolisme yang lebih besar pula. Sehingga dapat disimpulkan jika berat badan, jenis kelamin,

aktivitas dan suhu berpengaruh terhadap laju metabolisme oksigen.

Page 46: Metabolisme Energi

DAFTAR PUSTAKA

Chang, R. 1996. Essential Chemistry.Mc Graw Hill Company, Inc, USA.Fujaya.

Yushinta, 2002. Fisiologi Ikan . Faskultas Ilmu Kelautan dan perikanan, Universitas Hasanudin,

Makassar.Seeley, R.R., T.D. Stephens, P. Tate. 2003. Essentials of Anatomy and Physiology fourth edition.

Ganong , FG. 1995. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 14. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran Hewan EGC.

Swenson,M.J.and Reece,W.O.1993.Duke’s Physiology of Domestic Animals.11tg Ed. Comstock publishing

Assciates.London.962 p.

Eckert, R. 1983. Animal Energetics and Temperature in: Animal Physiology Mechansm and Adaptation. 2nd

Edition. WH Freeman and Company. New York, pp:23-25