Penjelasan Lengkap tentang Katabolisme, Pengertian dan Jenis Katabolisme
Melanjutkan postingan sebelumnya seputar anabolisme dan enzim. Kali ini kita akan bahas tuntas mengenai katabolisme. Simak uraian berikut ini.
Baca juga :
- Reaksi Anabolisme – Penjelasan Lengkap Tahap dan Faktor-Faktor Fotosintesis dan Kemosintesis
- Pengertian , Struktur, Sistem Kerja dan Faktor yang Memengaruhi Kerja Enzim Pada Sistem Metabolisme
Sebelum diserap oleh usus halus, bahan-bahan makanan yang kita makan harus dipecah atau dirombak menjadi molekul-molekul yang lebih sederhana. Sebagai contoh, bahan-bahan makanan yang mengandung karbohidrat harus dirombak menjadi molekul-molekul glukosa, bahan-bahan makanan yang mengandung protein dipecah menjadi molekul-molekul asam amino, dan bahan-bahan makanan yang mengandung lemak dipecah menjadi asam lemak serta gliserol.
Katabolisme
Katabolisme adalah reaksi pemecahan molekul-molekul besar yng kompleks menjadi molekul-molekul kecil yang lebih sederhana. Berikut akan dibahas proses pemecahan atau katabolisme karbohidrat, protein, dan lemak.
1. Katabolisme Karbohidrat
Katabolisme atau pemecahan molekul-molekul karbohidrat dimulai saat terjadi pencernaan makanan. Pada saat demikian, molekul-molekul karbohidrat kompleks (polisakarida), akan diuraikan menjadi molekul-molekul karbohidrat sederhana (monosakarida). Proses tersebut berlangsung secara enzimatis.
Pada peristiwa perombakan karbohidrat akan dihasilkan energi. Energi selanjutnya akan digunakan untuk berbagai keperluan hidup sel, seperti gerak, pembelahan, transportasi zat, dan penyusunan molekul-molekul organik yang besar.
Reaksi katabolisme karbohidrat yang akan diuraikan dalam bab ini meliputi respirasi dan fermentasi.
a. Respirasi
Respirasi merupakan peristiwa oksidasi biologis yang menggunakan oksigen sebagai akseptor (penerima) elektron terakhirnya. Dalam proses ini, oksigen direduksi menjadi air (H2O). Elektron dan hidrogen yang bebas mula-mula ditangkap oleh NAD (nicotinamide adenine dinucleotide yaitu suatu substansi yang berasal dari vitamin niasin) menjadi NADH2, tetapi selanjutnya atom hidrogen dan elektron diberikan kepada oksigen melalui sistem transpor elektron sehingga dihasilkan kembali NAD dan H2O.
Tahap respirasi aerob
Berikut ini akan diuraikan tahap-tahap respirasi aerob yang dilalui oleh molekul glukosa di dalam sel. Tahap-tahap penguraian glukosa secara sempurna adalah
- glikolisis
Glikolisis merupakan peristiwa penguraian glukosa (suatu senyawa kimia dengan 6 atom karbon) menjadi 2 asam piruvat (suatu senyawa dengan 3 atom karbon). Reaksi glikolisis terjadi di dalam sitoplasma sel.
- Pembentukan Asetil Koenzim A
Molekul-molekul piruvat yang terbentuk pada glikolisis memasuki mitokondria dan diubah menjadi asetil koenzim A (asetil KoA). Dalam serangkaian reaksi yang kompleks, piruvat mengalami dekarboksilasi oksidatif. Pertama, gugus karboksil dilepaskan sebagai karbon dioksida yang selanjutnya berdifusi ke luar sel. Kemudian, dua karbon yang tersisa dioksidasi dan hidrogen, yang dilepaskan dalam proses oksidasi, diterima oleh NAD+. Akhirnya, oksidasi dua gugus karbon, yaitu gugus asetil, melekat pada gugus sulfidril koenzim A (KoA—SH) untuk membentuk asetil koenzim A. Koenzim A dibentuk di dalam sel dari salah satu vitamin B, yaitu asam pantotenat. Reaksi pembentukan asetil KoA dikatalisis oleh suatu kompleks multienzim yang mengandung beberapa salinan dari tiap tiga enzim yang berbeda. - Siklus Asam Sitrat
Siklus asam sitrat atau siklus asam trikarboksilat disebut juga siklus Krebs sesuai dengan nama penemunya, yaitu Sir Hans Krebs (1937) . Pada kondisi aerob, glukosa yang telah diubah menjadi asam piruvat melalui glikolisis akan dioksidasi secara sempurna menjadi air dan karbon dioksida melalui siklus asam sitrat. Reaksi siklus asam sitrat terjadi di dalam matriks mitokondria. Sebelum memasuki siklus asam sitrat, asam piruvat (3 atom karbon) harus dioksidasi terlebih dahulu menjadi asetil koenzim A atau asetil KoA (2 atom karbon) . Reaksi ini terjadi di dalam mitokondria dan dikatalisis oleh enzim piruvat dehidrogenase. - Transpor Elektron (Fosforilasi Oksidatif)
Transpor elektron merupakan reaksi tahap akhir respirasi sel. Transpor elektron terjadi pada membran sebelah dalam mitokondria. Pada reaksi ini, aliran elektron dari senyawa organik menuju oksigen akan menghasilkan energi untuk membuat ATP dari ADP dan fosfat.
b. Fermentasi
Fermentasi merupakan proses penguraian senyawa organik untuk memperoleh energi tanpa menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron terakhirnya. Ada berbagai macam jenis fermentasi berdasarkan hasil akhir substratnya, misalnya fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat.
- Fermentasi Alkohol
Proses fermentasi alkohol berlangsung dalam kondisi anaerob sehingga asam piruvat yang terbentuk pada akhir glikolisis tidak berubah menjadi asetil koenzim A. Asam piruvat akan mengalami dekarboksilasi menjadiasetaldehid dengan dikatalis oleh enzim piruvat dehidrogenase. asetaldehid kemudian mengalami reduksi menjadi alkohol dengan bantuan enzim alkohol dehidrogenase. - Fermentasi Asam Laktat
Dalam proses fermentasi asam laktat, asam piruvat tidak diubah menjadi asetil KoA untuk diteruskan ke siklus krebs, tetapi menjadi asam laktat. Proses perubahan asam piruvat menjadi asam laktat dikatalis oleh enzim laktat dehidrogenase.
2. Katabolisme Lemak dan Protein
Selain karbohidrat, lemak dan protein juga dapat dirombak untuk memperoleh energi. Perombakan atau katabolisme menghasilkan energi lebih sedikit dibandingkan karbohidrat, sedangkan katabolisme lemak menghasilkan energi dua kali lebih banyak perunit massa.
Lemak merupakan salah satu sumber energi bagi tubuh, bahkan kandungan energinya paling tinggi diantara sumber energi lain, yaitu sebesar 9 kkal/gram. Perombakan lemak dimulai saat lemak berada didalam sistem pencernaan makanan. Lemak akan dirombak menjadi asam lemak dan gliserol.
Gliserol tersebut merupakan suatu senyawa yang mempunyai 3 atom C adalah hasil pemecahan lemak kemudian diubah menjadi gliseraldehid 3-fosfat, selanjutnya gliseraldehid 3-fosfat mengikuti jalur glikolisis akan menjadi piruvat. Asam lemak sendiri akan pecah menjadi molekul-molekul yang mempunyai 2 atom C, selanjutnya akan diubah lagi menjadi asetil koenzim A.
Dengan demikian satu molekul glukosa akan menghasilkan 2 asetil koenzim A dan 1 molekul lemak yang mempunyai C sejumlah 18 dapat menghasilkan 10 asetil koenzim A, sehingga kita dapat mengetahui bahwa selama dalam proses katabolisme, energi yang dihasilkan lemak jauh lebih besar dibandingkan dengan energi yang dihasilkan karbohidrat. Perlu Anda ingat bahwa 1 gram karbohidrat dapat menghasilkan energi sebesar 4,1 kalori, sedangkan 1 gram lemak dapat menghasilkan energi sebesar 9 kalori.
Sedangkan protein merupakan biomolekul yang tersusun atas asam-asam amino. Meskipun protein bukan merupakan sumber energi utama bagi tubuh, oksidasi asam amino dapat memberikan sekitar 10% dari total energi yang diperlukan oleh tubuh. Didalam sistem pecernaan makanan, protein dapat diuraika dirombak oleh enzim protease menjadi peptida-peptida yang lebih sederhana, yaitu asam amino . Selanjutnya asam amino tersebut mengalami deaminasi, yaitu pemutusan gugus amino dari asam amino.
Demikian penjelasan yang bisa kami sampaikan tentang Penjelasan Lengkap tentang Katabolisme, Pengertian dan Jenis Katabolisme . Semoga postingan ini bermanfaat bagi pembaca dan bisa dijadikan sumber literatur untuk mengerjakan tugas. Sampai jumpa pada postingan selanjutnya.