Sunday, November 09, 2008

ENERGY

Author : Luzni Novita
NPM : 220111080046


Maksud energi adalah kemampuan untuk melakukan atau menghasilkan perubahan suatu zat atau bahan yang diperlukan untuk respirasi, metabolisme sel, sirkulasi, aktifitas kelenjar dan juga mempertahankan suhu tubuh.

Dalam fisika dan ilmu lain, energi berasal dari Yunani - energeia,dan energos yang berarti aktif, bekerja. Atau bisa dikatakan energy adalah kuantitas skalar fisik, atribut obyek dan sistem yang dilindungi di alam, dan di dalam buku fisika energi sering didefinisikan sebagai kemampuan untuk melakukan pekerjaan. ( http://en.wikipedia.org).

Siklus Pembentukan Energi
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. Di dalam tubuh, glukosa tidak hanya dapat tersimpan dalam bentuk glikogen di dalam otot dan hati, namun juga dapat tersimpan pada plasma darah dalam bentuk glukosa darah, 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 energy tubuh.




Untuk dapat menghasilkan energi, proses metabolisme glukosa akan berlangsung melalui 2 mekanisme utama yaitu :

-Proses anaerobic
Glukosa dalam aliran darah diffuses ke cytoplasm dan terkunci oleh phosphorylation. Sebuah molekul glukosa ini kemudian diubah untuk fructose dan phosphorylated lagi untuk fructose diphosphate. Langkah ini sebenarnya memerlukan energi, dalam bentuk dua ATPs per glucose. Fructose yang kemudian menghasilkan dua glyceraldehyde Fosfat (GPs). Pada langkah berikutnya, energi ini akhirnya dikeluarkan, dalam dua bentuk, 2 ATPs dan 2 NADHs, sebagai GPs yang telah dioxidasi menjadi phosphoglycerates. Salah satu enzim kunci dalam proses ini adalah glyceraldehyde fosfat dehydrogenase (GPDH), sebuah atom hidrogen dari GP untuk NAD untuk menghasilkan NADH.


-Proses aerobic
Proses ini akan berjalan menggunakan enzim sebagai katalis di dalam mitochondria dengan kehadiran oksigen (O2). Pyruvate adalah molekul untuk memulai oxidative phosphorylation melalui Krebb atau citric acid siklus. Dalam proses ini, semua dari C-C dan C-H pyruvate yang akan ditransfer ke oksigen. Berikut gambar di bawah ini.:




Metabolisme glukosa

a. Proses Glikolisis
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. Selain akan menghasilkan produk akhir berupa molekul piruvat, proses glikolisis ini juga akan menghasilkan molekul ATP serta molekul NADH (1 NADH3 ATP). 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.


b.Respirasi selular
Akan berlangsung pada kondisi aerobik dengan mengunakan bantuan oksigen Bila oksigen 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 tahapan proses yang dinamakan respirasi selular (Cellular respiration).
Proses respirasi selular ini terbagi menjadi 3 tahap utama yaitu :

1) Produksi acetyl-CoA / Proses Konversi Pyruvate
Sebelum memasuki Siklus Asam Sitrat (Citric Acid Cycle) molekul piruvat akan teroksidasi terlebih dahulu di dalam mitokondria menjadi Acetyl-Coa dan CO . Proses ini berjalan dengan bantuan multi enzim pyruvate dehydrogenase complex (PDC) melalui 5 urutan reaksi yang melibatkan 3 jenis enzim serta 5 jenis coenzim. 3 jenis enzim yang terlibat dalam reaksi ini adalah enzim Pyruvate Dehydrogenase (E1), dihydrolipoyl transacetylase (E2) & dihydrolipoyl dehydrogenase (E3), sedangkan coenzim yang telibat dalam reaksi ini adalah TPP, NAD+, FAD, CoA & Lipoate.

2) Proses oksidasi Acetyl-CoA (Citric-Acid Cycle)
Molekul Acetyl CoA yang merupakan produk akhir dari proses konversi Pyruvate kemudian akan masuk kedalam Siklus Asam Sitrat. Secara sederhana persamaan reaksi untuk 1 Siklus Asam Sitrat (Citric Acid Cycle) dapat dituliskan :

Acetyl-CoA + oxaloacetate + 3 NAD + GDP + Pi +FAD --> oxaloacetate + 2 CO + FADH + 3 NADH + 3 H + GTP

Siklus ini merupakan tahap akhir dari proses metabolisme energi glukosa. Proses konversi yang terjadi pada siklus asam sitrat berlangsung secara aerobik di dalam mitokondria dengan bantuan 8 jenis enzim. Inti dari proses yang terjadi pada siklus ini adalah untuk mengubah 2 atom karbon yang terikat didalam molekul Acetyl-CoA menjadi 2 molekul karbon dioksida (CO ), membebaskan koenzim A serta memindahkan energi yang dihasilkan pada siklus ini ke dalam senyawa NADH, FADH dan GTP.

3) Proses /Rantai Transpor ElektronProses konversi molekul FADH dan NADH yang dihasilkan dalam siklus asam sitrat citric acid cycle) 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 (O ). 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.



Secara keseluruhan proses metabolisme Glukosa akan menghasilkan produk samping berupa karbon dioksida (CO ) dan air (H O). Karbon dioksida dihasilkan dari siklus sam Sitrat sedangkan air (H O) 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 aerobic 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.

No comments: