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 kami buat berdasarkan apa yang telah kami terima dan juga kami 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 metabolisme.

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.

Taba Penanjung,        Agustus 2016

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN

1.1          Latar Belakang................................................................................................................................1

1.2          Rumusan Masalah..........................................................................................................................2

1.3          Tujuan dan Manfaat........................................................................................................................2

BAB II PEMBAHASAN

2.1     Metabolisme.................................................................................................................................3-4

2.2     Anabolisme..................................................................................................................................4-6

2.3     Katabolisme.................................................................................................................................6-8

2.4     Peranan Enzim Dalam Proses Metabolisme...............................................................................8-9

2.5     Karbohidrat.....................................................................................................................................9

2.6     Penyebab Kelainan Metabolisme..............................................................................................9-10

2.7     Penyakit Kelainan Metabolisme Karbohidrat...........................................................................10-12

BAB III KESIMPULAN, KRITIK DAN SARAN

3.1     Kesimpulan...................................................................................................................................13

3.2     Kritik dan Saran............................................................................................................................13

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1     Latar Belakang

Metabolisme adalah proses pengolahan (pembentukan dan penguraian) zat -zat yang diperlukan oleh tubuh agar tubuh dapat menjalankan fungsinya. Metabolisme juga dapat diartikan sebagai proses Pengolahan (pembentukan dan penguraian “Katabolisme dan Anabolisme” ) zat-zat yang diperlukan oleh tubuh untuk menjalankan fungsinya. Kelainan Metabolisme adalah keadaan tubuh yang tidak Mampu menjalankan proses metabolisme karena sesuatu dan lain hal. Yang paling berpengaruh bisa atau ketidak bisaan tubuh ialah disebabkan oleh kelainan tidak memiliki suatu enzim yang diperlukan untuk membantu metabolisme. Kelainan metabolisme seringkali disebabkan oleh kelainan genetik yang mengakibatkan hilangnya enzim tertentu yang diperlukan untuk merangsang suatu proses metabolisme.

Yang paling sering terjadi adalah kelainan metabolisme karbohidrat, karbohidrat merupakan salah satu zat gizi yang mempunyai jenis-jenis beragam diantaranya glukosa , sukrosa dan fruktosa. Beberapa jenis KH tersebut dalam tubuh harus dimetabolisme (dipecah) sebelum digunakan tubuh. pemecahan karbohidrat memerlukan sebuah enzim. kelainan Metabolisme karbohidrat biasanya karena ketidakmampuan tubuh memiliki enzin pemecah. Beberapa jenis karbohidrat tersebut sehingga KH yang akan terpecah dalam tubuh tidak dapat ter-Metabolisme.

Karbohidrat adalah gula, diantaranya adalah glukosa, sukrosa dan fruktosa.Beberapa gula (misalnya sukrosa) harus diproses oleh enzim di dalam tubuh sebelum bisa digunakan sebagai sumber energi. Jika enzim yang diperlukan tidak ada, maka gula akan tertimbun dan menimbulkan masalah kesehatan.

Karbohidrat juga berperan penting dalam menentukan karakteristik bahan makanan, misalnya warna, rasa, tekstur dan lain-lain. Sedangkan dalam tubuh karbohidrat berguna untuk mencegah timbulnya ketosis, pemecahan protein yang berlebihan, kehilangan mineral dan berguna untuk metabolisme lemak dan protein.

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 energy 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.

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.

4.              Apa yang dimaksud dengan metabolisme?

5.              Apa yang dimaksud dengan kelainan metabolisme karbohidrat?

6.              Apa penyebab kelainan metabolisme karbohidrat?

7.              Apa penyakit yang disebabkan oleh kelainan metabolisme karbohidrat?

1.3     Tujuan Dan Manfaat

Tujuan dari penulisan makalah ini ialah :

a.              Untuk melengkapi tugas mata kuliah biologi yang di berikan oleh guru.

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

c.              Untuk mengetahui tentang metabolism

d.              Untuk mengetahui tentang karbohidrat

e.              Untuk mengetahui penyebab metabolism

f.               Untuk mengetahui penyakit yang disebabkan oleh kelainan metabolisme karbohidrat.

Adapun manfaat yang dapat diperoleh dari makalah ini yaitu :

a.              Menambah wawasan dan pengetahuan kita mengenai metabolisme.

b.              Kita dapat mengetahui tentang proses metabolisme dalam kehidupan kita.

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

BAB II

PEMBAHASAN

2.1     Metabolisme

Makhluk multiseluler, baik manusia, hewan, maupun tumbuhan tersusun atas jutaan sel. Tiap sel memiliki fungsi tertentu untuk kelangsungan hidup suatu organisme. Untuk menjalankan fungsinya, sel melakukan proses metabolisme. Metabolisme adalah reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam sel. Reaksi kimia ini akan mengubah suatu zat menjadi zat lain.

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 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 intermediate 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 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.

Metabolisme juga berperan mengubah zat yang beracunmenjadi senyawa yang tak beracun dan dapat dikeluarkan dari tubuh. Proses ini disebut detoksifikasi. Umumnya, hasil akhir anabolisme merupakan senyawa pemula untuk proses katabolisme. Hal itu disebabkan sebagian besar proses metabolisme terjadi di dalam sel. Mekanisme masuk dan keluarnya zat kimia melalui membran sel mempunyai arti penting dalam mempertahankan keseimbangan energi dan materi dalam tubuh. Proses sintesis dan penguraian berlangsung dalam berbagai jalur metabolisme. Adapun hasil reaksi tiap tahap metabolisme merupakan senyawa pemula dari tahap reaksi berikutnya.

Proses metabolisme yang terjadi di dalam sel makhluk hidup seperti pada tumbuhan dan manusia, melibatkan sebagian besar enzim (katalisator) baik berlangsung secara sintesis (anabolisme) dan respirasi (katabolisme). Apa peran enzim di dalam reaksi kimia yang terjadi di dalam sel? Pada saat berlangsungnya peristiwa reaksi biokimia di dalam sel, enzim bekerja secara spesifik. Enzim mempercepat reaksi kimia yang menghasilkan senyawa ATP dan senyawa-senyawa lain yang berenergi tinggi seperti pada proses respirasi, fotosintesis, kemosintesis, sintesis protein, dan lemak.

2.2     Anabolisme

Anabolisme adalah proses-proses penyusunan energi kimia melalui sintesis senyawa-senyawa organik. Anabolisme adalah lintasan metabolisme yang menyusun beberapa senyawa organic 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 adalah pembentukan molekul-molekul kompleks dari molekul sederhana, contoh fotosintesis. Katabolisme adalah penguraian molekul-molekul kompleks menjadi molekul-molekul sederhana, contoh respirasi. 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 ).

Energi matahari yang di tangkap oleh proses fotosintesis merupakan lebih dari 90% sumber energy 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 energy (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 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 tempat terjadinya reaksi terang dan ruang tilakoid yang merupakan ruang di antara membran tilakoid. Bila sebuah granum dikamit 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 proses penguraian dan pembebasan energi dari senyawa-senyawa organik melalui proses respirasi. Semua reaksitersebut dikatalisis oleh enzim, baik oleh reaksi yang sederhana maupun reaksi yang rumit. 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.

Contoh respirasi pada Glukosa,  reaksi sederhananya :

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ —> 6H₂O + 6CO₂ + Energi (glukosa)

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

a.              Glikolisis

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.

b.             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.

c.              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 dan hewan 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 —> 2C₂H₅OCOOH + Energi enzim

Prosesnya :

1.              Glukosa —> asam piruvat (proses Glikolisis). Enzim C₆H₁₂O₆ —> 2 C₂H₃OCOOH + Energi

2.              Dehidrogenasi asam piravat akan terbentuk asam laktat. 2C₂H₃OCOOH + 2 NADH₂ —> 2C₂H₅OCOOH + 2 NAD piruvat dehidrogenasa

Energi yang terbentak dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat :

8 ATP — 2NADH₂ = 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)

2.              Dekarbeksilasi asam piruvat. Asampiruvat —> asetaldehid + CO₂. piruvat dekarboksilase (CH₃CHO)

3.              Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alcohol (etanol).

2CH₃CHO + 2NADH₂ —> 2C₂HSOH + 2NAD. alkohol dehidrogenase enzim

Ringkasan reaksi :

C₆H₁₂O₆ —> 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2NADH₂ + 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 hamper 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.

2.5     Karbohidrat

            Karbohidrat adalah senyawa organik terdiri dari unsure karbon, hidrogen dan oksigen. Terdiri atas unsur C, H, O dengan perbandingan 1 atom C, 2 atom H, 1 atom O. Karbohidrat banyak terdapat pada tumbuhan dan binatang yang berperan struktural dan metabolik. Sedangkan pada tumbuhan untuk sintesis CO₂ +H₂O yang akan menghasilkan amylum/selulosa, melalui proses fotosintesis, sedangkan binatang tidak dapat menghasilkan karbohidrat sehingga Tergantung tumbuhan. Karbohidrat merupakan sumber energi dan cadangan energi yang melalui proses metabolisme.Banyak sekali makanan yang kita makan sehari-hari adalah sumber karbohidrat seperti nasi, singkong, umbiumbian, gandum, sagu, jagung, kentng, dan beberapa buah-buahan lainnya.

2.6     Penyebab Kelainan Metabolisme

Banyak hal yang mengakibatkan terjadinya kelainan metabolisme karbohidrat,yaitu :

a.              Mengkomsumsi Kafein

Kafein adalah stimulan yang dapat meningkatkan tingkat metabolisme tubuh. Menurut sebuah riset yang dipublikasikan dalam International Journal of Obesity, konsumsi kafein dapat menaikkan tingkat metabolisme tubuh 4-5 persen, asalkan dikonsumsi dengan jumlah yang benar. Namun, penting untuk tidak mengonsumsinya secara berlebihan, karena dapat berdampak negatif pada tubuh Kita.

b.             Tidak Minum Susu

Sebuah riset menunjukkan bahwa kekurangan kalsium telah dikaitkan dengan melambatnya proses metabolisme di dalam tubuh. Penelitian juga menunjukkan bahwa konsumsi produk susu rendah lemak atau bebas lemak akan mengurangi jumlah penyerapan lemak yang berasal dari makanan lain. Jika memungkinkan, Kita dapat mengonsumsi yogurt saat sarapan atau jam makan siang untuk memenuhi kebutuhan kalsium.

c.              Melewatkan Waktu Makan

Melewatkan waktu makan dengan alasan ingin langsing, sesungguhnya dapat menyebabkan proses metabolisme di dalam tubuh menjadi lebih lambat. Mengapa? Karena, tubuh membutuhkan sejumlah kalori setiap harinya untuk mendukung fungsi dari kerja tubuh. Jadi, jika asupan kalori terlalu rendah, maka tubuh akan mencari sumber bahan makanan lain dan biasanya mereka mengambilnya dari jaringan otot.

d.             Terlalu Banyak Konsumsi Alkohol

Menurut sebuah artikel yang ditulis oleh Dr Mauro Di Pasquale pada BodyBuilding.com, disebutkan bahwa alkohol dapat memperlambat metabolisme hingga 73 persen, bahkan beberapa jam setelah Kita selesai mengonsumsi alkohol. Beberapa riset memang menunjukkan bahwa minum satu gelas alkohol memiliki beberapa manfaat kesehatan, tetapi lebih dari itu harus dihindari.

e.              Rendah Asupan Vitamin D

Vitamin D telah lama dikenal sebagai vitamin “sinar matahari” dan sangat penting dalam membantu proses penyerapan kalsium. Menghabiskan waktu beberapa menit di bawah sinar matahari tanpa tabir surya dapat memberikan Kita dosis yang baik dari vitamin D, seperti mendapat satu porsi ikan tuna, segelas susu atau sereal. Tetapi ingat, Kita tidak boleh menghabiskan waktu terlalu lama berjemur di bawah sinar matahari tanpa perlindungan untuk menghindari sengatan matahari dan kanker kulit.

f.               Masa Otot rendah

Fakta ilmiah menyebutkan bahwa otot menggunakan lebih banyak energy ketimbang lemak. Oleh karena itu, seseorang yang memiliki massa otot lebih besar, umumnya cenderung memiliki tingkat metabolisme yang lebih cepat. Jadi, dengan melakukan latihan beban, tingkat metabolisme juga akan semakin meningkat. Sebagai bonus tambahan, latihan beban juga akan membantu meningkatkan kepadatan tulang Kita.

g.             Kekurangan zat besi

Besi adalah nutrisi penting yang diperlukan tubuh untuk membawa oksigen ke otot untuk membantu membakar lemak. Namun banyak orang kekurangan zat besi, terutama pada kaum perempuan yang secara rutin mengalami periode bulanan (menstruasi). Kondisi ini dapat menyebabkan seseorang menjadi cepat merasa lelah, lemas disamping juga akan memperlambat metabolisme. Namun, besi dapat dengan mudah Kita temukan dalam makanan seperti daging dan sayuran berdaun hijau seperti bayam.

2.7     Penyakit Kelainan Metabolisme Karbohidrat

Berikut beberapa penyakit akibat kelainan metabolisme karbohidrat:

1.              Galaktosemia

Galaktosemia (kadar galaktosa yang tinggi dalam darah) biasanya disebabkan oleh kekurangan enzim galaktose 1-fosfat uridil transferase. Kelainan ini merupakan kelainan bawaan.

Sekitar 1 dari 50.000-70.000 bayi terlahir tanpa enzim tersebut. Patofisiologis awalnya,pasien tampak normal, tetapi beberapa hari atau beberapa minggu kemudian, nafsu makannya akan berkurang, muntah, tampak kuning (jaundice) dan pertumbuhannya yang normal terhenti. Hati membesar, di dalam air kemihnya ditemukan sejumlah besar protein dan asam amino, terjadi pembengkakan jaringan dan penimbunan cairan dalam tubuh.

Karena kelainan ini merupakan herediter yang dibawa oleh ibu atau ayahnya, seorang wanita yang diduga membawa gen untuk penyakit ini sebaiknya tidak mengkonsumsi galaktose selama kehamilan.

Jika pengobatan tertunda, anak akan memiliki tubuh yang pendek dan mengalami keterbelakangan mental. Banyak yang menderita katarak. Kebanyakan penyebabnya tidak diketahui.

Pasien dengan galaktosemia, dilarang mengkonsumsi bahan makanan yang mengandung galaktosa dari karbohidrat seumur hidupnya, seperti susu yang kaya akan galaktosa.

2.              Glikogenesis

Glikogenosis (Penyakit penimbunan glikogen) adalah sekumpulan penyakit keturunan yang disebabkan oleh tidak adanya 1 atau beberapa enzim yang diperlukan untuk mengubah gula menjadi glikogen atau mengubah glikogen menjadi glukosa(untuk Glikogenosis digunakan sebagai energi). Pada glikogenosis, sejenis atau sejumlah glikogen yang abnormal diendapkan di dalam jaringan tubuh, terutama di hati.

Diagnosis ditegakkan berdasarkan hasil pemeriksaan terhadap contoh jaringan (biasanya otot atau hati), yang menunjukkan adanya enzim yang hilang.

Pengobatan tergantung kepada jenis penyakitnya. Untuk membantu mencegah turunnya kadar gula darah, dianjurkan untuk mengkonsumsi makanan kaya karbohidrat dalam porsi kecil sebanyak beberapa kali dalam sehari. Pada beberapa anak yang masih kecil, masalah ini bisa diatasi dengan memberikan tepung jagung yang tidak dimasak setiap 4-6 jam. Kadang pada malam hari diberikan larutan karbohidrat melalui selang yang dimasukkan ke lambung.

Penyakit penimbunan glikogen cenderung menyebabkan penimbunan asam urat, yang dapat menyebabkan gout dan batu ginjal. Untuk mencegah hal tersebut seringkali perlu diberikan obat-obatan. Pada beberapa jenis glikogenesis, untuk mengurangi kram otot, aktivitas anak harus dibatasi.

3.              Intoleransi Fruktosa Herediter

Intoleransi Fruktosa Herediter adalah suatu penyakit keturunan dimana tubuh tidak dapat menggunakan fruktosa karena tidak memiliki enzim fosfofruktaldolase.

Sebagai akibatnya, fruktose 1-fosfatase (yang merupakan hasil pemecahan dari fruktosa) tertimbun di dalam tubuh, menghalangi pembentukan glikogen dan menghalangi perubahan glikogen menjadi glukosa sebagai sumber energi.

Mencerna fruktosa atau sukrosa (yang dalam tubuh akan diuraikan menjadi fruktosa, kedua jenis gula ini terkandung dalam gula meja) dalam jumlah yang lebih, bisa menyebabkan:

a.              hipoglikemia (kadar gula darah yang rendah) disertai keringat dingin

b.              tremor (gerakan gemetar diluar kesadaran)

c.              linglung

d.              mual

e.              muntah

f.                       nyeri perut

g.              kejang (kadang-kadang)

h.              koma.

Fruktosuria

Fruktosuria merupakan suatu keadaan yang tidak berbahaya, dimana fruktosa dibuang ke dalam air kemih. Fruktosuria disebabkan oleh kekurangan enzim fruktokinase yang sifatnya diturunkan.

1 dari 130.000 penduduk menderita fruktosuria. Fruktosuria tidak menimbulkan gejala, tetapi kadar fruktosa yang tinggi di dalam darah dan air kemih dapat menyebabkan kekeliruan diagnosis dengan diabetes mellitus. Tidak perlu dilakukan pengobatan khusus.

Pentosuria

Pentosuria adalah suatu keadaan yang tidak berbahaya, yang ditkitai dengan ditemukannya gula xylulosa di dalam air kemih karena tubuh tidak memiliki enzim yang diperlukan untuk mengolah xylulosa.

Pentosuria hampir selalu hanya ditemukan pada orang Yahudi. Pentosuria tidak menimbulkan masalah kesehatan, tetapi adanya xylulosa dalam air kemih bisa menyebabkan kekeliruan diagnosis dengan diabetes mellitus. Tidak perlu dilakukan pengobatan khusus.

Diabetes Melitus (Hiperglykemia)

Penyebab penyakit ini adalah defisiensi insulin. Gejala klinis yang terjadi akibat penyakit ini adalah Hiperglikemia yaitu Glikosuria.

Dapat diikuti gangguan sekunder metabolisme protein dan lemak juga dapat berakhir dengan kematian. Kebanyakan yang menderita penyakit ini adalah orang yang berusia antara 50-60 tahun atau pada lansia.

Komplikasi Diabetes Melitus

Merupakan gangguan biokimia. Cedera morfologik sebenarnya tidak dapat untuk menegakkan diagnosis. Tidak selalu sebagai dasar dari pada gangguan metabolisme. 20 % penderita meninggal tidak menunjukkan bukti-bukti kelainan anatomik prankeas.

a.              Seperempat penderita : pankreasnya normal

b.              Pada umumnya kerusakan pada sel beta ringan → tidak mungkin menimbulkan gangguan produksi insulin Bila ada : Hialinisasi Fibrosis

c.              Vakoalisasi hidropik yang sebenarnya merupakan penimbunan glikogen Pembuluh darah

d.              Bila gangguan metabolisme karbohidrat terlalu lama → hiperglikemik menahun, pada otot, hati dan jantung terjadi difisiensi.

e.              Lemak dimobilisasi sebagai sumber tenaga → lemak dalam darah bertambah.

f.               Lipaemia dan cholestrolimia → gangguan vaskular, dengan komplikasi aterioskelosis merata → skeloris pembuluh darah arteri coronaria, ginjal dan retina Mata

g.              Skelosis arteri retina → retinitis diabetika.Berupa perdarahan kecil-kecil tidak teratur

h.              pelebaran pembuluh darah retina dan berkeluk-keluk

i.                kapiler-kapiler membentuk mikroaneurisma

Jantung: Sklerosis arteri coronaria → infrak otot jantung

Ginjal: Kelainan degeneratif pada alat vascular. glomeruler – tubular pyleonepritis akut maupun kronis

Kulit: Penimbunan lipid dlm makropag-makropag pada dermis →xantoma diabetikum

Susunan syaraf:

1.              Pada syaraf tepi dan kadang medula spinalis

2.              Perubahan degenerative

3.              Demyelinisasi

4.              Fibrosis

5.              Mungkin berhubungan dengan skelosis

6.              pembuluh darah

Hati:

Perlemakan → hepatomegali dan infiltasi glikogen. Disebabkan karena defisiensi karbohidrat → sumber tenaga dari lemak → imobilisasi lemak berlebihan → defisiensi lipotropik → lemak tidak dapat diangkut dari sel →penimbunan lemak berlebihan Klinis.

Polyphagia : tubuh tidak dapat memetabolisme karbohidrat yg dimakan →penderita banyak makan.

Polidipsia : glycosuria (diuresis osmotik) → kompensasi: penderita banyak minum.

Polyuria : glycosuria (diuresis osmotik) → penderita

banyak kencing

Hipoglykemia

Patologis : Sering ditemukan pada 3 keadaan: Akibat pemakaian insulin berlebihan pada diabetes Pada pengobatan psykosis dengan shock hipoglikemik Akibat pembentukan insulin berlebihan pada tumor pankreas yg dibentuk oleh sel beta

BAB III

KESIMPULAN, KRITIK DAN SARAN

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 organic 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 energy dalam bentuk energy cahaya disebut fotosintesis. Sedangkan proses snsbolisme yang memerlukan energy 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.

6.              Metabolisme adalah proses pengolahan (pembentukan dan penguraian) zat -zat yang diperlukan oleh tubuh agar tubuh dapat menjalankan fungsinya. Kelainan Metabolisme adalah keadaan tubuh yang tidak mampu menjalankan proses metabolisme karena sesuatu dan lain hal. Yang paling berpengaruh bisa atau ketidak bisaan tubuh ialah disebabkan oleh kelainan tidak memiliki suatu enzim yang diperlukan untuk membantu metabolisme.

7.              Penyakit yang diakibatkan oleh kelainan metabolisme karbohidrat yaitu:

1.              Glikogenesis

2.              Intoleransi fruktosa herediter

3.              Fruktosuria

4.              Pentosuria

5.              Diabetes Melitus

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 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 -12-2010

http://id.wikipedia.org/wiki/Anabolisme . diakses tanggal : 27-12-2010