Metabolisme Pembentukan Energi Daur Energi Dalam Sel Proses

Metabolisme Pembentukan Energi

Daur Energi Dalam Sel Proses kehidupan dasar terjadi di dalam sel tubuh n Mencakup : n ¨ metabolisme ¨ pelepasan energi yang berasal dari zat gizi

Sel Terdiri atas : n Membran sel n Sitoplasma n Nukleus (inti sel) n Mitokondria n Retikulum endoplasma n Kompleks golgi n Lisosom

Membran sel tipis bersifat permeabel n Menutupi & melindungi isi sel n Mengontrol zat - zat yang keluar - masuk sel n

Sitoplasma Cairan yang mengisi sel n Terdapat enzim - enzim & bagian - bagian sel n sitosol & bagian - bagian yang mengapung dinamakan sitoplasma n

Nukleus Terdapat kromosom yang mengandung informasi genetik (DNA) n Memungkinkan sel - sel baru terbentuk melalui pembelahan sel lama n

Mitochondrion n The mitochondria are the primary sites of oxygen use in the cell and are responsible for most of the metabolic energy (adenosine triphosphate, or ATP) produced in cells

Mitokondria n n Bagian kecil berupa membran yang berlipat Tempat pembentukan energi utama tersimpan semua enzim yang terlibat dalam siklus kreb & sistem transport elektron Mensintesis bagian - bagian penting sel ( mis : pembentukan asam amino tidak esensial )

Retikulum endoplasma Jaringan komunikasi di dalam sel n Retikulum endoplasma kasar n Retikulum endoplasma halus n

Kompleks golgi Struktur ceper yang mengemas protien untuk di bawa keluar sel n Membantu pembentukan bagian - bagian sel lain n Terdapat kantong golgi berisi cairan yang diperlukan bagian lain atau disekresi keluar sel n

Lisosom n Mengandung enzim pencernaan yang memecah sel - sel tua & sisa pemecahan sel lain

Daur ATP Energi yang digunakan sel pada umumnya adalah dalam bentuk Adenosin Trifosfat (ATP) n Tiap sel membuat ATP untuk keperluan energinya n ATP terutama diperoleh melalui fosforilasi oksidatif n

Energi yang dikeluarkan pada proses katabolisme sering digunakan lagi dalam reaksi berantai untuk membentuk ikatan berenergi tinggi ATP n Mengandung 3 gugus phospat yang dapat dengan mudah memindahkan energi yang dikandungnya ke ikatan kimia lain n

Hidrolisis ATP Pemecahan zat gizi sumber energi diikuti oleh pembentukan molekul - molekul ATP yang menangkap energi yang dilepas kedalam ikatannya n Bila kemudian energi dibutuhkan, ikatan berenergi tinggi dalam gugus fosfat akan dilepas kedalam ikatannya melalui hidrolisis n

ATP ADP + Pi

n . ATP is broken down to ADP during muscular contractions. Muscular contractions stimulate the oxidation of fatty acids and carbohydrates in the muscle cells which liberate more energy for rephosphorylation of ADP to ATP. The energy is used for the maintenance of chemical syntheses, electrochemical potentials and for the nettransport of substances across membranes

n n ADP dapat dihidrolisis lagi menjadi AMP + Pi Pemecahan ikatan diantara ikatan fosfat pertama dan kedua atau diantara fosfat kedua & ketiga menghasilkan energi Energi yang dilepas ini digunakan lagi untk reaksi kimia lain Hanya energi berupa ATP atau derifatnya dapat digunakan sebagai energi oleh sel

ATP digunakan untuk memindahkan energi yang dihasilkan oleh reaksi katabolisme untuk keperluan reaksi anabolisme n 40% energi potensial yang berasal dari zat - zat gizi disimpan dalam bentuk ATP n Selebihnya dilepas sebagai panas n

Sebagian besar metabolisme terjadi didalam sel - sel tubuh n Jenis & tingkat metabolisme yang terjadi tergantung pada jenis sel n Sel - sel hati merupakan sel - sel yang paling aktif dalam metabolisme n

Dasar Struktur Kimia Dalam Hidrolisis Berenergi Tinggi n Glukosa, gliserol, asam lemak, asam amino & alkohol merupakan bahan dasar yang diperoleh dari makanan sebagai sumber energi

Metabolisme Glukosa diperoleh dari pencernaan karbohidrat n Perubahan monosakarida galaktosa & fruktosa didalam hati n Pemecahan glikogen didalam hati & otot n Glukosa ini dibawa oleh sistem peredaran darah ke sel - sel yang membutuhkan n

Glikolisis n n n Jalur pertama yang digunakan glukosa untuk menghasilkan energi dinamakan glikolisis Glikolisis terjadi didalam sitoplasma secara anaerob Hasil akhir glikolisis adalah pemecahan glukosa yang mempunyai 6 atom karbon (C) menjadi 2 ikatan yang mengandung 3 atom karbon yaitu piruvat & asam piruvat

Energy Transformation Energy is derived from the energycontaining nutrients n Carbohydrate, fat & protein n Release of energy may simply be expressed as heat n

Untuk mempertahankan hidup, menunjang pertumbuhan & melakukan aktivitas fisik manusia membutuhkan energi n Energi diperoleh dari karbohidrat, lemak & protein yang ada didalam makanan n Kandungan karbohidrat, lemak & protein suatu bahan makanan menentukan nilai energinya n

Satuan energi The unit of energy used throughout this text is the calorie, abbreviated cal n In the expression of the higher caloric values encountered in nutrition, the unit of kilocalories (kcal) is often used n 1 kcal = 1000 cal n

The reader should be aware of another unit of energy call the joule (J) n And its higher value counterpart, the kilojoule (k. J) n Has become widely use in biochemistry n

n Calories can be easily converted to joules by the factor 4. 18 1 cal = 4. 18 J 1 kcal = 4. 18 k. J

Kalorimetri n n Adalah pengukuran jumlah panas yang dikeluarkan Nilai energi bahan makanan & pengeluaran energi sehari seseorang diukur dengan cara kalorimetri & dinyatakan dalam kilkalori Jumlah panas yang dihasilkan diukur secara langsung dinamaka kalorimetri langsung Bila diukur tidak langsung dinamakan kalorimetri tidak langsung

Nilai Energi Faali Makanan Tidak seluruh energi yang terdapat didalam makanan dapat dimanfaatkan tubuh n Nilai eneregi kasar makanan perlu dikoreksi dengan nilai energi makanan yang tidak dimanfaatkan tubuh n Nilai energi yang dikoreksi ini disebut nilai energi faali makanan n

Koefisien cerna Tidak semua makanan dapat diabsorpsi dari saluran cerna n Penelitian Atwater : n ¨ 99% karbohidrat ¨ 95% lemak ¨ 92% protein

Kebutuhan Energi n Kebutuhan energi seseorang menurut FAO/WHO (1985) adalah konsumsi energi berasal dari makanan yang diperlukan untuk menutupi pengeluaran energi seseorang bila ia mempunyai ukuran & komposisi tubuh dengan tingkat aktivitas yang sesuai dengan kesehatan jangka panjang, dan yang memungkinkan pemeliharaan aktivitas fisik yang dibutuhkan secara sosial & ekonomi

Kebutuhan energi total orang dewasa diperlukan untuk : n Metabolisme basal n Aktifitas fisik n Efek makanan atau pengaruh dinamik khusus

Basal Metabolisme n Angka metabolisme basal atau basal metabolic rate adalah kebutuhan energi minimal yang dibutuhkan tubuh untuk menjalankan proses tubuh yang vital

Kebutuhan energi basal termasuk jumlah energi yang diperlukan untuk pernafasan, peredaran darah, pekerjaan ginjal, pankreas dan lain – lain alat tubuh n Proses metabolisme di dalam sel – sel n Mempertahankan suhu tubuh n

n n n 2/3 energi seseorang yang dikeluarkan sehari dipergunakan untuk kebutuhan aktifitas metabolisme basal Angka metabolisme basal dinyatakan dalam kilokalori per kilogram berat badan per jam Angka ini berbeda antar orang, berbeda bila terjadi perubahan keadaan fifik & lingkungan

Mengukur angka metabolisme basal Kalorimetri langsung n Kalorimetri tidak langsung n Pengukuran dilakukan pada pagi hari dalam keadaan istirahat total baik fisik maupun emosional, tidak makan selama 12 jam terakhir serta berada dalam suhu lingkungan yang nyaman n

Kalotimetri langsung Dilakukan dalam ruangan pernafasan atau alat kalorimeter bom n Dengan mengukur perubahan panas sejumlah air yang diketahui volumenya & dialirkan melalui pipa pada badian atas & dinding ruangan, dapat diukur jumlah panas yang dikeluarkan seseorang n

Kalorimetri tidak langsung Lebih sederhana & lebih murah n Teori yang digunakan adalah bahwa bila makanan dioksidasi dan menghasilkan panas didala tubuh, proporsi jumlah oksigen yang digunakan & karbondioksida yang dihasilkan sebanduing dengan jumlah panas yang dikeluarkan n

Jumlah panas yang dihasilkan tidak saja dapat dihitung dari jumlah oksigen yang digunakan & jumlah karbon dioksida yang di hasilkan, akan tetapi juga bergantung pada rasio jumlah mol karbon dioksida yang dihasilkan & jumlah mol oksigen yang digunakan n Rasio ini dinamakan Respiratory Quotient n

Respiratoty Quotient Jumlah mol CO 2 RQ = Jumlah mol O 2

Rq untuk karbohidrat, lemak & protein berbeda n Perbedaan komposisi kimianya yang menentukan jumlah oksigen yang diperlukan & karbon dioksida yang dihasilkan pada pembakaran n

RQ karbohidrat adalah 1 n Oleh karena pembakaran karbohidrat jumlah molekul oksigen yang dipermukan sama dengan jumlah molekul CO 2 yang dihasilakan n