Hubungan Katabolisme dan Anabolisme | Hubungan Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein

Hubungan Katabolisme dan Anabolisme

      Metabolisme meliputi dua proses utama yang keduanya merupakan proses yang saling berkaitan. Pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana untuk menghasilkan energi disebut katabolisme. Karena dalam peristiwa ini dihasilkan energi, maka reaksinya bersifat eksergonik. Sebaliknya proses penyusunan atau sintesis dari molekul sederhana menjadi molekul yang lebih kompleks disebut anabolisme, dan dalam proses ini dibutuhkan energi (endergonik). Anabolisme selain meliputi sintesis karbohidrat, juga sintesis lemak, sintesis protein, dan senyawa organik lain yang dibutuhkan sel, sedangkan katabolisme terutama adalah katabolisme glukosa dalam respirasi

sel. Secara sederhana hubungan antara proses yang dijelaskan di atas dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Hubungan Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein

      Pada kenyataannya sel tidak hanya membutuhkan atau menyediakan karbohidrat, sebagai bahan bakar untuk respirasi seluler, tetapi juga senyawa organik lain seperti lemak dan protein Bagaimana metabolisme kedua senyawa tersebut dan bagaimana hubungannya dengan metabolisme karbohidrat?

Pada metabolisme karbohidrat (glukosa), glikolisis dan daur Krebs merupakan jalur utama dalam pemecahan glukosa menjadi energi. Seperti halnya glukosa, lemak dan protein juga dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk menghasilkan energi dengan menggunakan jalur metabolisme yang hampir sama.

     Melalui reaksi hidrolisis, protein dalam sel akan dipecah menjadi asam amino-asam amino. Monomer ini kemudian dapat diubah menjadi piruvat, Asetil Ko A atau zat-zat antara pada daur Krebs. Piruvat, Asetil Ko A dan zatzat yang dihasilkan selama daur Krebs dapat disebut zat antara yang nantinya dapat digunakan untuk menyusun senyawa-senyawa lain yang dibutuhkan

sel. Hal ini dapat terjadi karena reaksi pemecahan dan penyusunan bersifat reversible (dapat berkebalikan). Sebagai contoh Asetil Ko A hasil pemecahan asam amino dapat digunakan sebagai bahan dasar penyusun steroid, yaitu senyawa yang dibutuhkan sel dalam membentuk hormon. Jumlah energi yang dapat dihasilkan dari 1 gram protein sama dengan energi yang dihasilkan dari 1 gram karbohidrat, yaitu 4 kalori. Dengan demikian, jumlah ATP yang dihasilkannya akan sama pula. (Mengapa demikian? Dengan cara penghitungan yang telah dijelaskan dalam metabolisme karbohidrat, hitung jumlah ATP yang dapat dihasilkan dari 1 molekul protein. Diskusikan dengan guru dan teman-temanmu).

     Lemak juga mengalami hal serupa, tetapi sedikit lebih kompleks. Pemecahan lemak dimulai dengan hidrolisis dari trigliserid menjadi gliserol dan asam lemak. Selanjutnya gliserol akan dimodifikasi menjadi gliseraldehid-3-fosfat (PGAL) dan masuk ke tahap ke-4 dari glikolisis menjadi asam piruvat,

      Asetil Ko A dan masuk daur Krebs. Asam lemak akan dipecah membentuk Asetil Ko A dan masuk ke daur Krebs yang dengan penambahan NADH dan FADH2 dioksidasi dalam rantai transpor elektron. Dari sini dapat dikatakan bahwa dari 1 senyawa lemak dapat dihasilkan 2 molekul Asetil Ko A karena 1 molekul lemak dapat dipecah menjadi 1 molekul gliserol dan 1 molekul asam lemak.

Tiap-tiap molekul tersebut dapat menghasilkan 1 molekul asetil Ko A.

     Dengan cara yang serupa denganpenghitungan ATP pada metabolisme glukosa, kita dapat menghitung jumlah ATP yang dihasilkan untuk setiap 1 molekul lemak (B.3). 1 gram lemak dapat menghasilkan 9 kalori atau hampir 2.5 kali lebih banyak dibanding dengan gula atau protein.

Untuk lebih memperjelas keteranganketerangan di atas, perhatikan gambar dibawah ini:

Hubungan Metabolisme Karbohidrat dengan Metabolisme Lemak dan Protein 

      Hasil pencernaan lemak (asam lemak dan gliserol) dan protein (asam amino) masuk ke dalam jalur respirasi sel pada titiktitik yang diperlihatkan. Beberapa titik yang sama bekerja untuk mengalirkan kelebihan zat intermedier ke dalam jalur anabolisme ke sintesis lemak dan asam amino tertentu.

     Daur Krebs merupakan jalur metabolisme yang utama dari berbagai hasil metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Hasil dari Siklus Krebs adalah energi ATP, CO2, dan H2O. Hal itu

terjadi pada makhluk hidup aerob, sedangkan pada makhluk hidup anaerob tidak menggunakan metabolisme Daur Krebs sebagai penghasil energinya. Glikolisis anaerob adalah proses penguraian karbohidrat menjadi laktat melalui piruvat tanpa melibatkan O2. Fermentasi alkohol adalah proses oksidasi glukosa yang menghasilkan etanol dan CO2.