APA ITU BIOKIMIA
• Biokimia adalah ilmu yang mempelajari reaksi kimia yang terjadi dalam sel atau organisme yang hidup
• Kehidupan tergantung pada reaksi biokimianya
• Reaksi biokimia yang harmonis dalam tubuh menyebabkan kondisi tubuh sehat, sebaliknya penyakit mencerminkan abnormalitas biomolekul, reaksi biokimia atau proses biokimia
APA ITU PROSES FISIKA
• Reaksi Fisika: adalah perubahan bentuk suatu zat dan tidak menghasilkan zat baru
• Hasilnya masih zat yang sama, hanya bentuknya atau wujudnya yang berubah, misal dari besar menjadi kecil (lembut) atau dari padat jadi cair
• Misal: perubahan beras → tepung, atau es → air
APA ITU REAKSI KIMIA
• Reaksi Kimia : adalah reaksi dua zat atau lebih yang menghasilkan zat baru, zat baru tsb berbeda dengan zat asalnya
• Misal: perubahan beras → nasi
• Amilum → glukose
• Protein → asam amino
• Lemak → asam lemak
• Reaksi kimia dalam tubuh (reaksi biokimia) selalu menggunakan enzim
TUJUAN BIOKIMIA
• Menguraikan dan menjelaskan semua proses kimiawi pada sel hidup dalam pengertian molekuler
• Upaya untuk memahami bagaimana kehidupan bermula
HUBUNGAN BIOKIMIA DENGAN ILMU LAIN
• Biokimia asam nukleat (DNA dan RNA) → inti ilmu genetika
• Fisiologi: ilmun tentang faal tubuh, pengkajianya overlaping dengan biokimia
• Imunologi: penjelasan proses reaksi antigen antibodi (imunoglobulin), reaksi alergi perlu ilmu biokimia
• Farmakologi: metabolisme obat perlu ilmu biokimia dan fisiologi
• Toksikologi: ilmu yang mempelajari racun tubuh, perlu biokimia
• Patologi: ilmu tentang penyakit (inflamasi, cedera sel, kanker), perlu biokimia
• Mikrobiologi: ilmu tentang bakteri, perlu biokimia
• Zoologi dan botani: juga perlu biokimia
BEDA UNSUR, SENYAWA DAN MOLEKUL
• Contoh unsur kimia: Na, K, Ca, Fe, O, C
• Gabungan dua atau lebih unsur yang sama disebut: molekul
• Contoh: O + O → O2
• Cl + Cl → Cl2
• Gabungan dua atau lebih unsur yang tidak sama disebut: senyawa
• Contoh: H + O → H2O
• Na + Cl → NaCl
UNSUR DAN BIOMOLEKUL TUBUH MANUSIA
• Karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen merupakan unsur utama tubuh manusia
• Kalsium, fosfor, kalium, natrium, klor, magnesium, besi, mangan, yodiun dan unsur lainya memiliki makna biologis dan medis yang sangat penting
• Air, DNA, RNA, protein, polisakarida dan lipid merupakan biomolekul utama tubuh
UNSUR TUBUH MANUSIA
C = 50%
O = 20%
H = 10%
N = 8,5%
Ca = 2,5%
K = 1%
S = 0,8%
Na = 0,4%
Cl = 0,4%
Mg = 0,1%
Fe = 0,01%
Mn = 0,001%
I = 0,00005%
BIOMOLEKUL TUBUH MANUSIA
BIOMOLEKUL PERSENTASE
AIR 61,6 %
PROTEIN 17,0 %
LEMAK 13,8 %
MINERAL 6,1 %
KARBOHIDRAT 1,5 %
BIOMOLEKUL DAN FUNGSI
• DNA → bahan genetik (gen)
• RNA → template (cetakan) → sintesa protein (membawa pesan genetik)
• Protein → bahan enzim, hormon, antibodi
• Karbohidrat → sumber energi utama
• Lipid → membran sel, pelarut vitamin ADEK, simpanan energi
APA ITU SEL
• Sel merupakan unit fundamental biologi
• Sel merupakan unit terkecil organisme yang mampu mempertahankan kehidupan sendiri
• Sel mempunyai organel dengan fungsi khusus
• Tiap organel menjalankan fungsi dengan reaksi kimia masing-masing
MANFAAT BIOKIMIA
• Hasil penelitian biokimia turut menentukan diagnosis, prognosis dan pengobatan penyakit
• Pendekatan biokimia sering menjadi unsur fundamental untuk menjelaskan sebab penyakit dan merancang terapi yang tepat
• Penggunaan berbagai pemeriksaan biokimia laboratorium secara bijaksana merupakan komponen integral dalam penegakan diagnosis dan pemantauan hasil terapi
PENYEBAB PENYAKIT (BIOKIMIA)
• Penyebab fisik: trauma mekanis, suhu tinggi/rendah, perubahan mendadak tekanan atmosfer, radiasi, syok listrik
• Penyebab kimia dan obat2an: toksin, obat
• Penyebab biologi: virus, riketsia, bakteri, fungus, parasit
• Kekurangan O2: penurunan sirkulasi darah, kekurangan Hb, peracunan enzim oksidatif
• Genetik: kongenital, molekuler
• Reaksi imunologis: anafilaksis, hipersensitivitas, autoimune
• Gangguan keseimbangan gizi: defisiensi gizi, kelebihan gizi
• Gangguan keseimbangan hormon: defisiensi atau kelebihan hormon
APA ITU ENZIM
• Enzim adalah biokatalisator yang mengatur kecepatan berlangsungnya semua proses fisiologis (reaksi kimia dalam tubuh)
• Tanpa adanya enzim, kehidupan tidak pernah ada, karena semua reaksi kimia dalam tubuh memerlukan enzim
• Kegagalan tubuh mensintesa enzim dapat menimbulkan penyakit bahkan kematian
• Contoh: perubahan amoniak → urea
• Enzim tersusun dari komponen protein yang disebut apoenzim
• Beberapa enzim memerlukan komponen non protein yang disebut kofaktor
• Enzim yang terikat dengan kofaktor disebut holoenzim
• Isoenzim: suatu zat yang bentuk molekulnya berbeda dengan enzim, tetapi fungsinya sama dengan enzim
• Koenzim adalah substrat yang mengaktifkan kerja enzim
• Koenzim banyak yang merupakan derivat vitamin B defisiensi vit. B mengganggu kerja enzim
SIFAT UMUM ENZIM
• Enzim adalah protein
• Enzim bekerja secara spesifik
• Enzim berfungsi sebagai biokatalis
• Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit
• Enzim dapat bekerja secara bolak-balik
• Enzim dipengaruhi faktor lingkungan (suhu, pH, aktivator, inhibitor, konsentrasi substrat)
MACAM ENZIM
• Oksidoreduktase: enzim yang cara kerjanya berdasar reaksi oksidasi dan reduksi
• Oksidasi: reaksi yang mengeluarkan elektron H → H+ + e
• Reduksi: reaksi yang memerlukan elektron Cl + e → Cl-
• Transferase: enzim yang mengkalisis reaksi pemindahan/ pertukaran dua gugus dalam dua zat
• Contoh:
• R-OH + R’-NH2 → R-NH2 + R’-OH
• Hydrolase: enzim yang mempercepat proses pemecahan suatu zat dengan cara direaksikan dengan air (hidrolisis)
• Contoh:
• AB + H2O → A-OH + HB
• Lyase: enzim yang memecah dua zat menjadi dua komponen
• AB → A + B
• Isomerase: enzim yang mengkatalisis perubah suatu zat dari isomer ke isomer lainnya
• Isomer: suatu zat yang RM sama tetapi RB berbeda
• Contoh Isomerase:
• Arabinose → ribose
• Lygase: enzim yang mengkatalisis pemutusan formasi ikatan gugus suatu zat
• Contoh:
• C=O, C-OH, C-O-C, C-COOH, C-S, C-N atau C-C
• Enzim Oksidase: enzim yang mengkatalisis pengeluaran hidrogen (H2) dari substrat dengan menggunakan oksigen (O2) sebagai akseptor hidrogen
• AH2 + O2 → A + H2O
• Enzim tersebut membentuk air ( H2O ) atau hidrogen peroksida (H2O2 ) sebagai produk reaksi
• Enzim Dehidrogenase: enzim yang mengeluarkan hidrogen dari suatu substrat dengan menggunakan carier sebagai akseptor hirogen, tidak dapat menggunakan oksigen sebagai akseptor hidrogen
• AH2 + B → A + BH2
• Enzim Hidroperoksidase : enzim yang mengeluarkan unsur oksigen dari substrat hidrogen peroksida (H2O2)
• Contoh :
o Peroksidase
o Katalase
• Enzim Oksigenase : enzim yang mengkatalisis reaksi suatu substrat dengan oksigen (O2)
• A + O2 → AO2
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI ENZIM
• Kerja enzim dipengaruhi oleh:
• Temperatur, makin tinggi makin cepat, sampai suhu optimum, diatas suhu optimum menurunkan kecepatan
• pH, optimum pada pH: 5 – 9
• Konsentrasi enzim: penambahan kosentrasi tidak menambah kecepatan (yang penting ada)
• Inhibitor: menghambat reaksi
METABOLISME PURIN DAN PIRIMIDIN
ASAM NUKLEAT
• Asam nukleat atau asam inti, dikatakan demikian karena asam tersebut pertama kali diketemukan didalam inti sel
• Didalam inti sel asam nukleat ada dalam bentuk: DNA dan RNA
• DNA (Deoksiribo Nukleic Acid) merupakan bahan genetik yang disebut Gen
• RNA (Ribo Nukleic Acid) merupakan bahan cetakan (template) informasi genetic
NUKLEOPROTEIN
• Nukleoprotein → asam nukleat + protein
• Asam nukleat → gabungan nukleotida
• Nukleotida → nukleosida + asam fosfat
• Nukleosida → basa purin/pirimidin + pentosa
• Hidrolisis nukleoprotein → protein, asam fosfat, pentosa, basa purin atau basa pirimidin
MACAM ASAM NUKLEAT
Macam asam nukleat:
1. DNA (deoksiribonucleic acid)
2. RNA (ribonucleic acid)
DNA:
• Pentosa: deoksiribosa
• Basa: adenin, guanin, sitosin, timin
RNA:
• Pentosa: ribosa
• Basa: adenin, guanin, sitosin, urasil
PURIN DAN PIRIMIDIN
• Inti Purin dan Pirimidin adalah inti dari senyawa komponen molekul nukleotida asam nukleat RNA dan DNA
• Derivat Purin berupa senyawa: Adenin dan Guanin
• Derivat Pirimidin berupa senyawa: sitosin, urasil dan timin
• Basa Purin (adenin, guanin)
• Basa Pirimidin (sitosin, urasil, timin)
• Nukleosida diberi nama sesuai nama basa pembentuknya: adenin nukleisida (adenosin), guanin nukleisida (guanosin), urasil nukleosida (uridin), timin nukleisida (timidin), sitosin nukleisida (sitidin)
NUKLEOSIDA ALAM
• Adenin nukleotida /Adenosin Mono fosfat (AMP)
• Guanin nukleotida /Guanosin Mono fosfat (GMP)
• Hipoksantin nukleotida/Inosin Mono fosfat (IMP)
• Urasil nukleotida/Uridin Mono fosfat (UMP)
• Sitidin nukleotida/Sitidin Mono fosfat (SMP)
• Timin nukleotida/Timidin Mono fosfat (TMP)
• Adenosin Trifosfat (ATP) → ikatan energi tinggi
• Uridin Trifosfat (UTP) → ikatan energi tinggi
BEDA DNA DAN RNA
MACAM RNA
• mRNA (messenger RNA): membawa kode genetik dari inti ke ribosom (sebagai tempat sintesa protein), kode terdiri 3 nukleotida yang disebut Kodon
• tRNA (transfer RNA): membawa bahan sintesa protein dari sitoplasma ke ribosom, sesuai kode yang dibawa mRNA, kode dalam rRNA disebut: Antikodon
• rRNA (ribosomal RNA): tempat sintesa protein
PURIN DAN PIRIMIDIN
• Purin dan pirimidin merupakan komponen utama DNA, RNA, koenzim, (NAD, NADP, ATP, UDPG)
• Contoh Purin: (adenin, guanin, hipoxantin, xantin) → dimetabolisme jadi asam urat
• Contoh Pirimidin: (sitosin, urasil, timin) → dimetabolisme jadi CO2 dan NH3
KATABOLISME ASAM NUKLEAT
• Nukleoprotein dalam pencernakan akan dipecah jadi molekul yang lebih kecil → Nukleoprotein → asam nukleat + protein
• Asam nukleat → Nukleotida → Nukleosida + asam fosfat
• Nukleosida → basa purin/pirimidin + pentosa
• Hidrolisis nukleoprotein → protein, asam fosfat, pentosa, basa purin atau basa pirimidin
KATABOLISME PURIN
• Adenosin → Inosin → Hiposantin → Santin → Asam Urat
• Guanosin → Guanin → Santin → Asam Urat
• Santin oksidase adalah enzim yang merubah santin → asam urat, enzim tsb banyak terdapat di: hati, ginjal, usus halus
• Penyakit Gout (pirai) ditandai oleh tingginya asam urat dalam tubuh, sehingga terjadi penimbunan dibawah kulit berbentuk tophi
KATABOLISME PIRIMIDIN
• Sitosin → Urasil → Dihidrourasil → Asam β ureidopropionat → CO2 + NH3
• Timin → Dihidrotimin → Asam β ureidoisobutirat → CO2 + NH3
• Katabolisme pirimidin terutama berlangsung di hati
ASAM URAT
• Asam urat dibentuk dari metabolisme purin
• Asam urat diekskresi melalui ginjal
• Jika produksi purin meningkat atau ekskresi menurun → penumpukan asam urat dalam darah → penyakit Gout
PENYAKIT GOUT
• Gout adalah penyakit artritis berulang pada sendi articulatio matatarso falangealis akibat peningkatan kadar asam urat
• Peningkatan asam urat disebabkan:
• Produksi meningkat (leukemia, pneumonia)
• Ekskresi menurun (gangguan ginjal)
• Terapi:
• Mengurangi produksi (kolkisin, alopurinol)
• Gout adalah penyakit di mana terjadi penumpukan asam urat dalam tubuh secara berlebihan, baik akibat produksi yang meningkat, atau pembuangan melalui ginjal yang menurun, atau akibat peningkatan asupan makanan kaya purin.
• Gout terjadi ketika cairan tubuh sangat jenuh akan asam urat karena kadarnya yang tinggi.
• Gout ditandai dengan:
• Serangan berulang dari arthritis (peradangan sendi) yang akut
• Kkadang-kadang disertai pembentukan kristal natrium urat besar yang dinamakan tophus
• Deformitas (kerusakan) sendi secara kronis, dan
• Cedera pada ginjal.
• Hiperuricemia (kadar asam urat dalam darah lebih dari 7,5 mg/dL)
PENGOBATAN GOUT
• Ketika terjadi serangan arthritis akut, penderita diberikan terapi untuk mengurangi peradangannya.
• Hal ini dapat dilakukan dengan memberikan obat analgesik/NSAID, kortikosteroid, tirah baring, atau dengan pemberian kolkisin.
• Setelah serangan akut berakhir, terapi ditujukan untuk menurunkan kadar asam urat dalam tubuh.
• Hal ini dapat dilakukan dengan memberikan kolkisin atau obat yang memacu pembuangan asam urat lewat ginjal (misal probenesid) atau obat yang menghambat pembentukan asam urat (misal allopurinol).
PENCEGAHAN GOUT
• Pasien gout juga harus menghindari penggunaan obat yang dapat menaikkan kadar asam urat dalam darah.
• Contoh dari obat tersebut adalah diuretik, aspirin, dan niasin.
• Alkohol merupakan sumber purin dan juga dapat menghambat pembuangan purin melalui ginjal sehingga disarankan tidak sering mengonsumsi alkohol.
• Pasien juga disarankan untuk meminum cairan dalam jumlah banyak karena jumlah air kemih sebanyak 2 liter atau lebih setiap harinya akan membantu pembuangan urat dan meminimalkan pengendapan urat dalam saluran kemih
• Ada beberapa jenis makanan yang diketahui kaya purin, antara lain daging, baik daging sapi, babi, kambing, jerohan, bebek, angsa, merpati, ayam, sapi atau makanan dari laut (seafood), kacang-kacangan, bayam, jamur, dan kembang kol.
METABOLISME XENOBIOTIK
APA ITU XENOBIOTIK
• Xenobiotik berasal dari bahasa Yunani: Xenos yang artinya asing
• Xenobiotik adalah zat asing yang masuk dalam tubuh manusia
• Contoh: obat obatan, insektisida, zat kimia tambahan pada makanan (pemanis, pewarna, pengawet) dan zat karsinogen lainya
MENGAPA XENOBIOTIK DI METABOLISME
• Xenobiotik umumnya tidak larut air, sehingga kalau masuk tubuh tidak dapat diekskresi
• Untuk dapat diekskresi xenobiotik harus dimetabolisme menjadi zat yang larut, sehingga bisa diekskresi
• Organ yang paaling berperan dalam metabolisme xenobiotik adalah hati
• Ekskresi xenobiotik melalui empedu dan urine
METABOLISME XENOBIOTIK
• Metabolisme xenobiotik dibagi 2 fase
• Fase Hidroksilasi dan Fase Konjugasi
• Fase Hidroksilasi → fase mengubah xenobiotik aktif menjadi inaktif
• Fase konjugasi → fase mereaksikan xenobiotik inaktik dengan zat kimia tertentu dalam tubuh menjadi zat yang larut, sehingga mudah diekresi baik lewat empedu maupun urine
• Fase Hidroksilasi → fase mengubah xenobiotik aktif menjadi inaktif, oleh enzim Mono oksidase atau Sitokrom P450
• Enzim Sitokrom P450 terdapat banyak di Retikulum Endoplasma
• Fungsi enzim ini adalah sebagai katalisator perubahan Hidrogen (H) pada xenobiotik menjadi gugus Hidroksil (OH)
• Reaksi Hidroksilasi oleh enzim Sitokrom P450 adalah sbb:
• RH + O2 → R-OH + H2O
• Sitokrom P450 merupakan hemoprotein seperti Hemoglobin, banyak terdapat pada membran retikulum endoplasma sel hati
• Pada beberapa keadaan produk hidroksilasi bersifat mutagenik atau karsinogenik
• Fase konjugasi → fase mereaksikan xenobiotik inaktik dengan zat kimia tertentu dalam tubuh menjadi zat yang larut, sehingga mudah diekskresi baik lewat empedu maupun urine
• Zat dalam tubuh yang biasa dipergunakan untuk proses konjugasi adalah: asam glukoronat, sulfat, acetat, glutation atau asam amino tertentu
• Glukuronidasi: proses menkonjugasi xenobiotik dengan asam glukorunat, dengan enzim glukuronil transferase
• Xenobiotik yang mengalami glukorunidasi adalah: asetilaminofluoren (karsinogenik), anilin, asam benzoat, meprobamat, fenol dan senyawa steroid
• Sulfasi: proses konjugasi xenobiotik dengan asam sulfat, dengan enzim sulfotransferase
• Xenobiotik yang mengalami sulfasi adalah: alkohol, arilamina, fenol
• Konjugasi dengan Glutation, yang terdiri dari tripeptida (glutamat, sistein, glisin) dan biasa disingkat GSH, menggunakan enzim glutation S-transferase atau epoksid hidrolase
• Xenobiotik yang berkonjugasi dengan GSH adalah xenobiotik elektrofilik (karsinogenik)
• Metabolisme xenobiotik kadang disebut proses detoksifikasi, tetapi istilah ini tidak semuanya benar, sebab tidak semua xenobiotik bersifat toksik
• Respon metabolisme xenobiotik mencakup efek farmakologik, toksik, imunologik dan karsinogenik
METABOLISME XENOBIOTIK OBAT
• Pada metabolisme obat, pada obat yang sudah aktif → metabolisme xenobiotik fase 1 berfungsi mengubah obat aktif menjadi inaktif, sedang paa obat yang belum aktif → metabolisme xenobiotik fase 1 berfungsi mengubah obat inaktif menjadi aktif
RESPON METABOLISME XENOBIOTIK
• Respon metabolisme xenobiotik dapat menguntungkan karena metabolit yang dihasilkan menjadi zat yang polar sehingga dapat diekskresi keluar tubuh
• Respon metabolisme xenobiotik dapat merugikan karena:
• Berikatan dengan makromolekul dan menyebabkan cidera sel
• Berikatan dengan makromolekul menjadi hapten → merangsang pembentukan antibodi dan menyebakan reaksi hipersensitivitas yang berakibat cidera sel
• Berikatan dengan makromolekul menjadi zat mutan yang menyebakan timbulnya sel kanker
METABOLISME PROTEIN
PROTEIN TUBUH
• ¾ zat padat tubuh terdiri dari protein (otot, enzim, protein plasma, antibodi, hormon)
• Protein merupakan rangkaian asam amino dengan ikatan peptide
• Banyak protein terdiri ikatan komplek dengan fibril → protein fibrosa
• Macam protein fibrosa: kolagen (tendon, kartilago, tulang); elastin (arteri); keratin (rambut, kuku); dan aktin-miosin
MACAM PROTEIN
• Peptide: 2 – 10 asam amino
• Polipeptide: 10 – 100 asam amino
• Protein: > 100 asam amino
• Antara asam amino saling berikatan dengan ikatan peptide
• Glikoprotein: gabungan glukose dengan protein
• Lipoprotein: gabungan lipid dan protein
ASAM AMINO
• Asam amino dibedakan: asam amino esensial dan asam amino non esensial
• Asam amino esensial: T2L2V HAMIF (treonin, triptofan, lisin, leusin, valin → histidin, arginin, metionin, isoleusin, fenilalanin)
• Asam amino non esensial: SAGA SATGA (serin, alanin, glisin, asparadin → sistein, asam aspartat, tirosin, glutamin, asam glutamat)
TRANSPORT PROTEIN
• Protein diabsorpsi di usus halus dalam bentuk asam amino → masuk darah
• Dalam darah asam amino disebar keseluruh sel untuk disimpan
• Didalam sel asam amino disimpan dalam bentuk protein (dengan menggunakan enzim)
• Hati merupakan jaringan utama untuk menyimpan dan mengolah protein
PENGGUNAAN PROTEIN UNTUK ENERGI
• Jika jumlah protein terus meningkat → protein sel dipecah jadi asam amino untuk dijadikan energi atau disimpan dalam bentuk lemak
• Pemecahan protein jadi asam amino terjadi di hati dengan proses: deaminasi atau transaminasi
• Deaminasi: proses pembuangan gugus amino dari asam amino
• Transaminasi: proses perubahan asam amino menjadi asam keto
PEMECAHAN PROTEIN
1. Transaminasi:
• alanin + alfa-ketoglutarat → piruvat + glutamat
1. Diaminasi:
• asam amino + NAD+ → asam keto + NH3
• NH3 → merupakan racun bagi tubuh, tetapi tidak dapat dibuang oleh ginjal → harus diubah dahulu jadi urea (di hati) → agar dapat dibuang oleh ginjal
EKSKRESI NH3
• NH3 → tidak dapat diekskresi oleh ginjal
• NH3 harus dirubah dulu menjadi urea oleh hati
• Jika hati ada kelainan (sakit) → proses perubahan NH3 → urea terganggu → penumpukan NH3 dalam darah → uremia
• NH3 bersifat racun → meracuni otak → coma
• Karena hati yang rusak → disebut Koma hepatikum
PEMECAHAN PROTEIN
• Deaminasi maupun transaminasi merupakan proses perubahan protein → zat yang dapat masuk kedalam siklus Krebs
• Zat hasil deaminasi/transaminasi yang dapat masuk siklus Krebs adalah: alfa ketoglutarat, suksinil ko-A, fumarat, oksaloasetat, sitrat
SINGKATAN ASAM AMINO
Arg, His, Gln, Pro: Arginin, Histidin, Glutamin, Prolin
Ile, Met, Val: Isoleusin, Metionin, Valin
Tyr, Phe: Tyrosin, Phenilalanin karboksikinase
Ala, Cys, Gly, Hyp, Ser, Thr: Alanin, Cystein, Glysin, Hydroksiprolin, Serin, Threonin
Leu, Lys, Phe, Trp, Tyr: Leusin, Lysin, Phenilalanin, Triptofan, Tyrosin
SIKLUS KREBS
• Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2
• Proses ini terjadi didalam mitokondria
• Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis
• Oksaloasetat berasal dari asam piruvat
• Jika asupan nutrisi kekurangan KH → kurang as. Piruvat → kurang oxaloasetat
RANTAI RESPIRASI
H → hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH
H dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + E
Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi
Rantai Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase
Urutan carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + E
FOSFORILASI OKSIDATIF
Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat menjadi ATP
Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi
Fosforilasi oksidatif → proses merubah ADP → ATP
KREATIN DAN KREATININ
Kreatin disintesa di hati dari: metionin, glisin dan arginin
Dalam otot rangka difosforilasi membentuk fosforilkreatin (simpanan energi)
istirahat
Kreatin + ATP ↔ Fosforilkreatin → Kreatinin
gerak urine
METABOLISME LEMAK (LIPID/ FAT METABOLISM)
Dr. Suparyanto, M.Kes
MACAM LEMAK
• Lemak biologis yang terpenting: lemak netral (trigliserida), fosfolipid, steroid
• Asam lemak:
1. Asam palmitat: CH3(CH2)14-COOH
2. Asam stearat: CH3(CH2)16-COOH
3. Asam oleat: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
• Trigliserida: ester gliserol + 3 asam lemak
• Fosfolipid: ester gliserol + 2 asam lemak + fosfat
• Steroid: kolesterol dan turunanya (hormon steroid, asam lemak dan vitamin)
ABSORPSI LEMAK
• Lemak diet diserap dalam bentuk: kilomikron → diabsorpsi usus halus masuk ke limfe (ductus torasikus) → masuk darah
• Kilomikron dalam plasma disimpan dalam jaringan lemak (adiposa) dan hati
• Proses penyimpananya: kilomikron dipecah oleh enzim lipoprotein lipase (dalam membran sel) → asam lemak dan gliserol
• Didalam sel asam lemak disintesis kembali jadi trigliserida (simpanan lemak)
MACAM LEMAK PLASMA
• Asam lemak bebas (FFA= free fatty acid) → ada dalam plasma darah dan terikat dengan albumin
• Kolesterol, trigliserida dan fosfolipid → dalam plasma berbentuk lipoprotein
1. Kilomikron
2. VLDL: very low density lipoprotein
3. IDL: intermediate density lipoprotein
4. LDL: low density lipoprotein
5. HDL: high density lipoprotein
ASAM LEMAK BEBAS
• Bila lemak sel akan digunakan untuk energi → simpanan lemak (trigliserida) dihidrolisis menjadi asam lemak dan gliserol (oleh enzim lipase sel)
• Asam lemak berdiffusi masuk aliran darah sebagai asam lemak bebas (Free Fatty Acid) dan berikatan dengan albumin plasma
PENGGUNAAN FFA SEBAGAI ENERGI
• FFA dalam plasma dibawa ke mitokondria dengan carrier Karnitin
• FFA dalam sel dipecah menjadi asetil koenzim-A dengan beta oksidasi
• Asetil koenzim-A hasil beta oksidasi → masuk siklus Krebs untuk diubah menjadi H dan CO2
METABOLISME LEMAK
Ada 3 fase:
1. β oksidasi
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi Oksidatif
BETA OKSIDASI
• Proses pemutusan/perubahan asam lemak → asetil co-A
• Asetil co-A terdiri 2 atom C → sehingga jumlah asetil co-A yang dihasilkan = jumlah atom C dalam rantai carbon asam lemak : 2
• Misal: asam palmitat (C15H31COOH) → β oksidasi → ?? asetil co-A
CONTOH ASAM LEMAK
NAMA UMUM RUMUS NAMA KIMIA
Asam oleat C17H33COOH Oktadeca 9-enoad
As risinoleat C17H32(OH)-COOH 12 hidroksi okladeca -9-enoad
Asam linoleat C17H31COOH Okladeca-9,12 dienoad
As linolenat C17H29COOH Okladeca-9,12,15 trienoad
As araksidat C19H39COOH Asam eicosanoad
SIKLUS KREBS
• Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2
• Proses ini terjadi didalam mitokondria
• Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis
• Oksaloasetat berasal dari asam piruvat
• Jika asupan nutrisi kekurangan KH → kurang as. Piruvat → kurang oxaloasetat
KETOSIS
• Degradasi asam lemak → Asetil KoA terjadi di Hati, tetapi hati hanya mengunakan sedikit asetil KoA → akibatnya sisa asetil KoA berkondensasi membentuk Asam Asetoasetat
• Asam asetoasetat merupakan senyawa labil yang mudah pecah menjadi: Asam β hidroksibutirat dan Aseton.
• Ketiga senyawa diatas (asam asetoasetat, asam β hidroksibutirat dan aseton) disebut BADAN KETON.
• Adanya badan keton dalam sirkulasi darah disebut: ketosis
• Ketosis terjadi saat tubuh kekurangan karbohidrat dalam asupan makannya → kekurangan oksaloasetat
• Jika Oksaloasetat menurun → maka terjadi penumpukan Asetil KoA didalam aliran darah → jadi badan keton → keadaan ini disebut KETOSIS
• Badan keton merupakan racun bagi otak → mengakibatkan Coma, karena sering terjadi pada penderita DM → disebut Koma Diabetikum
• Ketosis terjadi pada keadaan :
• Kelaparan
• Diabetes Melitus
• Diet tinggi lemak, rendah karbohidrat
RANTAI RESPIRASI
• H adalah hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH
• H dari NADH ditransfer ke → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c →sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O + Energi
• Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi
• Rantai Respirasi terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase
Urutan carrier dalam rantai respirasi adalah: NAD → Flavoprotein → Quinon → sitokrom b → sitokrom c → sitokrom aa3 → direaksikan dengan O2 → H2O + Energi
FOSFORILASI OKSIDATIF
• Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh ADP untuk menambah satu gugus fosfat menjadi ATP
• Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi
• Fosforilasi oksidatif → proses merubah ADP → ATP (dengan menngunakan energi hasil reaksi H2 + O2 → H2O + E)
SINTESIS TRIGLISERIDA DARI KARBOHIDRAT
• Bila KH dalam asupan lebih banyak dari yang dibutuhkan → KH diubah jadi glikogen dan kelebihanya diubah jadi trigliserida → disimpan dalam jaringan adiposa
• Tempat sintesis di hati, kemudian ditransport oleh lipoprotein ke jaringan disimpan di jaringan adiposa sampai siap digunakan tubuh
SINTESIS TRIGLISERIDA DARI PROTEIN
• Banyak asam amino dapat diubah menjadi asetil koenzim-A
• Dari asetil koenzim-A dapat diubah menjadi trigliserida
• Jadi saat asupan protein berlebih, kelebihan asam amino disimpan dalam bentuk lemak di jaringan adipose
PENGATURAN HORMON ATAS PENGGUNAAN LEMAK
• Penggunaan lemak tubuh terjadi pada saat kita gerak badan berat
• Gerak badan berat menyebabkan pelepasan epineprin dan nor epineprin
• Kedua hormon diatas mengaktifkan lipase trigliserida yang sensitif hormon → pemecahan trigliserida → asam lemak
• Asam lemak bebas (FFA) dilepas ke darah dan siap untuk dirubah jadi energi
ARTERIOSKLEROSIS
• Jika kadar kolesterol tinggi dalam darah → endapan lipid yang disebut: plak ateroma/ endapan kolesterol
• Pada stadium penyakit fibroblast menginfiltrasi ateroma → sklerosis
• Ca juga mengendap bersama → plak kalsifikasi
• Kedua proses diatas menyebabkan arteri menjadi sangat keras → arteriosklerosis
• Arteriosklerosis → menyebabkan vaskuler mudah pecah
• Dinding vaskuler arteriosklerosis kasar → menyebabkan tombus dan emboli
• Efek samping: darah tinggi, PJK, trombus → stroke emboli
METABOLISME KARBOHIDRAT (Carbohydrate Metabolism)
APA ITU PENCERNAKAN
• Pencernakan: proses pemecahan makanan dari bentuk komplek menjadi bentuk sederhana
• Karbohidrat: dari polisakarida dirubah menjadi monosakarida (galaktose, fruktose, glukose)
• Glukose merupakan monosakarida terbanyak dalam sirkulasi (70 – 110 mg/ml)
• Galaktose dan fruktose dikonversi oleh hati dengan enzim yang sesuai menjadi glukose , kemudian masuk sirkulasi
METABOLISME KARBOHIDRAT
Terdiri 3 fase:
1. Glikolisis
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi Oksidatif
GLIKOLISIS
• Proses perubahan glukose menjadi asam piruvat atau asetil coenzim-A
• Glikolisis terjadi di sitoplasma
• Glukose tidak dapat langsung diffusi ke sel
• Glukose harus berikatan dulu dengan carrier: G + C → GC → GC dapat berdiffusi kedalam sel
• Didalam sel GC → G + C
• C keluar sel lagi untuk mengikat G yang lain → sampai semua G masuk sel
• Proses ini dipercepat oleh H. Insulin, jika H. Insulin kurang → proses masuknya G kedalam sel lambat → G menumpuk didalam darah → DM
• G di sitoplasma mengalami fosforilasi → glukose 6-PO4 (enzim glukokinase)
• Fruktokinase → fruktose → fruktose 6-PO4
• Galaktokinase → galaktose → galaktose 6-PO4
• Glikolisis: proses perubahan glukose menjadi asam piruvat atau asam laktat
• Glikolisis terdiri 2 lintasan:
• Katabolisme glukosa (glikolisis) melalui triose (dihidroksi aseton fosfat atau gliseraldehid 3-PO4) disebut lintasan Embden Meyerhof
• Katabolisme glukosa (glikolisis) melalui 6-fosfoglukonat disebut lintasan oksidatif langsung (pintas heksosmonofosfat)
SIKLUS KREBS
• Proses perubahan asetil co-A → H
• Proses ini terjadi didalam mitokondria
• Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat → proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis
• Jika dalam asupan nutrisi kekurangan KH → akan kekurangan oxaloasetat
• Kekurangan oxaloasetat → pengambilan asetil co-A di sitoplasma terhambat → asetil co-A menumpuk di sitoplasma
• Penumpukan asetil co-A → berikatan sesama asetil co-A → asam aseto asetat
• Asam aseto asetat → senyawa tidak setabil → mudah mengurai: aseton + asam β hidroksi butirat
• Ketiga senyawa: asam aseto asetat, aseton dan asam β hidroksi butirat → disebut Badan Keton
• Meningkatnya badan keton didalam darah → ketosis
• Badan keton bersifat racun bagi otak → koma, karena biasanya terdapat pada penderita DM → koma diabeticum
FOSFORILASI OKSIDATIF
• Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi → energi tsb ditangkap oleh senyawa yang disebut ATP
• Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi
• Fosforilasi oksidatif: proses perubahan ADP → ATP dengan cara mengambil energi yang dihasilkan Rantai Respirasi (reaksi H + O2 → H2O)
RINGKASAN METABOLISME KARBOHIDRAT
• Glikolisis: perubahan glukose → asam piruvat
• R/ Glukose + 2 ADP + 2 PO4 → 2 asam piruvat + 2 ATP + 4 H
• Hasil utama glikolisis: asam piruvat
• Energi dihasilkan: 2 ATP
• Tempat reaksi glikolisis: sitoplasma
• Terdiri 2 lintasan: Embden Meyerhof dan Heksosmonofosfat
• Siklus Kreb: perubahan asetil co-A → H
• R/ 2 Asetil Ko-A + 6 H2O + 2 ADP → 4 CO2 + 16 H + 2 Ko-A + 2 ATP
• Hasil utama: H
• Energi dihasilkan: 2 ATP
• Tempat berlangsung: mitokondria
• Sisa metabolisme CO2 berasal dari hasil samping Siklus Krebs/ Siklus Asam Sitrat/ Siklus Asam Trikarboksilat
• Fosforilasi oksidatif: proses perubahan ADP → ATP dengan cara mengambil energi yang dihasilkan Rantai Respirasi (reaksi H + O2 → H2O)
• R/ 2 H + ½ O2 + 2e + ADP → H2O + ATP
• Energi yang dihasilkan: 34 ATP
• Total hasil energi metabolisme karbohidrat: 38 ATP
PENGANTAR METABOLISME (Introduction of Metabolism)
Dr. Suparyanto, M.Kes
APA ITU METABOLISME
• Metabolisme = perubahan
• Metabolisme: semua proses perubahan kimia dan tenaga (energi) yang terjadi didalam tubuh
• Metabolisme adalah suatu proses komplek perubahan makanan menjadi energi dan panas melalui proses fisika dan kimia, berupa proses pembentukan dan penguraian zat didalam tubuh organisme untuk kelangsungan hidupnya.
MACAM METABOLISME
Metabolisme dibedakan 2 macam:
1. Katabolisme : proses penguraian/ pemecahan makanan menjadi energi, yang terjadi pada proses respirasi sel.
2. Anabolisme : proses pembentukan (sintesa) zat organik komplek yang berasal dari zat yang lebih sederhana
CONTOH KATABOLISME
• Glikogenolisis : proses pemecahan glikogen menjadi glukose
• Glikogen merupakan simpanan karbohidrat (sumber energi), disimpan di semua sel, terbanyak di hati dan otot
• Pada saat kurang makan dipecah jadi energi
• Glikolisis : proses pemecahan glukose menjadi asam piruvat
• Glikolisis terjadi dlm sitoplasma
• Glikolisis merupakan metabolisme antara pembentukan energi
CONTOH ANABOLISME
• Glikogenesis : proses pembentukan glikogen dari glukose
• Glikogenesis terjadi pada saat kita kelebihan makanan
• Glikoneogenesis : proses pembentukan glukose dari protein atau lemak
• Glikoneogenesis terjadi pada saat kita kekurangan karbohidrat (sumber energi)
HASIL METABOLISME
• Metabolisme makanan menghasilkan energi yang disebut ATP (Adenosin Tri Fosfat).
• ATP merupakan senyawa yang terdiri dari 3 gugus yaitu: Adenin (asam amino), ribose (senyawa karbohidrat) dan fosfat.
• ATP merupakan simpanan energi (hasil metabolisme sel) yang siap digunakan sel untuk kelangsungan hidup: transport membran, sintesis senyawa kimia, kerja mekanik.
• Jika sel memerlukan energi, maka energi diambil dari ATP dengan cara melepas satu gugus fosfat menjadi ADP ( Adenosin Di Phosfat ) dengan melepas 8.000 kalori.
PENGGUNAAN ATP
• ATP → ADP + PO4 + 8.000 kalori
• ADP masih dapat melepas satu gugus Fosfat lagi
• ADP → AMP + PO4 + 8.000 kalori
• AMP (Adenosin Mono Phospat ) sudah tidak dapat mengeluarkan energi lagi.
• Untuk itu AMP harus diisi lagi dengan energi baru yang berasal dari metabolisme makanan menjadi ATP.
• AMP → ADP → ATP
• ATP (hasil metabolisme makanan) didalam otot diikat oleh kreatin (rangkaian asam amino metionin, glisin dan arginin) menjadi simpanan energi yang disebut fosforil kreatin
• Kreatin + ATP → Fosforil kreatin + ADP
• Jika otot perlu energi untuk gerak maka fosforil kreatin dipecah → Kreatin + ATP.
• ATP inilah yang digunakan untuk gerak
METABOLISME KARBOHIDRAT
Terdiri 3 fase:
1. Glikolisis
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi Oksidatif
METABOLISME LEMAK
Terdiri 3 fase:
1. β oksidasi
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi Oksidatif
METABOLISME PROTEIN
Terdiri 3 fase
1. Deaminasi
2. Siklus Kreb
3. Fosforilasi oksidatif
TAHAP PERTAMA METABOLISME KARBOHIDRAT
• Glikolisis: proses perubahan glukose menjadi asam piruvat atau asetil ko-enzim A
• Glikolisis merupakan proses awal metabolisme karbohidrat
• Glikolisis terjadi didalam sitoplasma sel, dan telah menghasilkan 2 ATP
• Glukose → asam piruvat + 2 ATP
TAHAP PERTAMA METABOLISME LEMAK
• Beta oksidasi: proses pemecahan lemak menjadi asetil koenzim-A
• Asetil koenzim-A adalah senyawa organik yang mempunyai 2 rantai karbon
• Beta oksidasi memecah lemak (rantai C yang panjang) menjadi asetil koenzim-A (2 rantai C)
• Lemak dengan x rantai carbon akan dipecah dengan beta oksidasi menjadi: (x/2) asetil koenzim-A
TAHAP PERTAMA METABOLISME PROTEIN
• Deaminasi: proses pembuangan gugus amino dari asam amino
• Asam α-ketoglutarat + Asam Amino → Asam α –keto + Asam Glutamat + NH3
• Deaminasi adalah proses pengambilan gugus amino dari asam amino menjadi zat yang dapat masuk siklus Krebs
• Zat yang dapat masuk siklus Krebs adalah: asam alfa keto glutarat, suksinil koenzim-A, asam fumarat, oksaloasetat, asam sitrat
SIKLUS KREB
• Proses perubahan asetil ko-A → H + CO2
• Proses ini terjadi didalam mitokondria
• Pengambilan asetil co-A di sitoplasma dilakukan oleh: oxalo asetat , proses pengambilan ini terus berlangsung sampai asetil co-A di sitoplasma habis
• Oksaloasetat berasal dari asam piruvat
• Jika asupan nutrisi kekurangan Karbohidrat, akan menyebabkan kurang asam. piruvat → yang juga akan mengakibatkan kekurangan oxaloasetat
RANTAI RESPIRASI
• H → hasil utama dari siklus Krebs ditangkap oleh carrier NAD menjadi NADH
• H dari NADH → Flavoprotein → Quinon → sitokrom c → sitokrom b → sitokrom aa3 → terus direaksikan dengan O2 → H2O
• Rangkaian transfer H dari satu carrier ke carrier lainya disebut Rantai respirasi
• Proses ini terjadi didalam mitokondria → transfer atom H antar carrier memakai enzim Dehidrogenase → sedangkan reaksi H + O2 memakai enzim Oksidase
FOSFORILASI OKSIDATIF
• Dalam proses rantai respirasi dihasilkan energi yang tinggi, energi tsb ditangkap oleh senyawa yang disebut ATP
• Fosforilasi oksidatif adalah proses pengikatan fosfor menjadi ikatan berenergi tinggi dalam proses rantai respirasi
• Fosforilasi oksidatif adalah proses merubah ADP menjadi ATP
BIOENERGITIKA
Dr. Suparyanto, M.Kes
APA ITU ENERGI
• Energi : adalah kemampuan untuk melakukan kerja (usaha)
• Energi terdiri 2 macam:
– Energi Kinetik adalah energi yg berhubungan dengan gerak molekul
– Energi Potensial adalah energi selain energi kinetik (berhubungan dengan gravitasi)
APA ITU KALOR
• Kalor: adalah energi yang berpindah dari sistem ke lingkungan dan sebaliknya
• Kalor adalah bentuk energi perubahan
• Sistem tidak mempunyai energi dalam bentuk kalor
• Satuan kalor: kalori (kal) = 4,184 joule (j)
HUKUM 1 TERMODINAMIKA
(AZAS KEKEKALAN ENERGI)
• “Energi dapat dirubah tetapi tidak dapat dimusnahkan atau diciptakan”
• E = q +w
• E = perubahan energi dalam
• q = jumlah kalor yang diserap/dikeluarkan
• w = jumlah kerja yang diterima/dilakukan sistem
APA ITU ELTALPI
• Entalpi (H): kalor reaksi yang berlangsung pada volume tetap
• Yang dapat diukur adalah perubahan entalpi (H)
• H = q reaksi = (Hp – Hr)
MACAM REAKSI
• Reaksi Eksoterm: reaksi dimana kalor mengalir dari sistem ke lingkungan
• H = q reaksi = (Hp – Hr) >0
• A + B → AB + q
• Reaksi Endoterm: reaksi dimana kalor mengalir dari lingkungan ke sistem
• H = q reaksi = (Hp – Hr) <0
• A + B + q → AB
APA ITU METABOLISME
• Metabolisme adalah proses pemecahan atau pembentukan suatu zat dalam tubuh
• Proses pemecahan suatu zat kompleks menjadi zat sederhana disebut : Katabolisme (Reaksi Eksergonik)
• Proses pembentukan/sintesa suatu zat sederhana dari zat kompleks disebut: Anabolisme (Reaksi Endergonik)
CONTOH REAKSI EKSERGONIK
• Glikolisis: adalah proses perubahan Glukose → Asetil coA + ATP
• Siklus Kreb: adalah proses perubahan Asetil coA → H + ATP
• Fosforilasi Oksidatif: hádala proses pereaksiaan antara H + O → H2O + energi, dan energi yang terbentuk digunakan untuk mengubah ADP menjadi ATP
CONTOH REAKSI ENDERGONIK
• Sintesa: protein, enzim, hormon, antibodi
• Kontaksi otot: gerak, nafas, jantung
• Eksitasi saraf: berpikir
• Transport aktif: pompa Na-K, reabsorpsi tubulus nefron
KOMPONEN ATP
Terdiri 3 komponen: Adenin, Ribose dan trifosfat
PERUBAHAN ATP
• ATP → ADP + 8000 Kal
• ADP → AMP + 8000 Kal
• AMP + 8000 Kal → ADP
• ADP + 8000 Kal → ATP
PEMBENTUKAN ATP
• ATP dibuat dengan mereaksikan antara H (dari makanan) dan O2 (dari nafas) di mitokondria dalam reaksi fosforilasi oksidatif
• Reaksi antara H dan O2 diawali dengan Rantai Respirasi: yaitu reaksi transfer H dari satu carier ke carier lainnya, dengan menggunakan enzim dehidrogenase dan oksidase
APA ITU PENCERNAKAN
• Pencernakan: proses perubahan makanan dari bentuk komplek menjadi bentuk sederhana, sehingga dapat diabsorpsi usus halus
• Karbohidrat menjadi monosakarida (glukose)
• Lemak menjadi asam lemak
• Protein menjadi asam amino
TUGAS INDIVIDU
1. Apa yang dimaksud dengan energi?
2. Apa beda energi kinetik dengan energi potensial?
3. Apa beda kalor dengan energi?
4. Dapatkah kita mengukur energi dalam suatu zat? Energi apa yang dapat diukur?
5. Apa yang dimaksud dengan entalpi?
6. Apa beda reaksi eksoterm dengan reaksi endoterm?
7. Jelaskan apa yang dimaksud dengan:
1. Metabolisme
2. Katabolisme
3. Anabolisme
8. Apa yang dimaksud dengan ATP? Sebutkan komponen ATP? Tuliskan rumus molekul ATP
9. Jelaskan cara pembentukan ATP?
10. Apa yang dimaksud dengan:
1. Rantai respirasi dan urutanya
2. Pencernakan
GIZI DAN MAKANAN (NUTRISI)
Dr. Suparyanto, M.Kes
APA ITU MAKANAN
• Makanan atau nutrisi adalah semua jenis zat yang biasa dikonsumsi oleh manusia, untuk memenuhi zat gizi yang diperlukan tubuh
APA ITU MAKANAN SEHAT
• Makanan yang memenuhi semua unsur gizi yang diperlukan tubuh
• Makanan sehat adalah makanan bergizi berimbang beragam (3B)
• Makanan sehat adalah makanan yang memenuhi 4 sehat 5 sempurna
APA ITU ZAT GIZI
• Gizi adalah zat yang diperlukan tubuh untuk mempertahankan kehidupan
• Macam zat gizi adalah: Karbohidrat, Lemak, Protein, Vitamin, Mineral dan Air
• Makanan dann zat gizi yang dapat dibuat energi adalah: Karbohidrat, Protein, Lemak
APA ITU PENCERNAKAN
• Pencernakan: proses perubahan makanan dari bentuk komplek menjadi bentuk yang sederhana, sehingga dapat diabsorbsi usus halus
• Karbohidrat menjadi monosakarida (glukose)
• Lemak menjadi asam lemak
• Protein menjadi asam amino
APA ITU METABOLISME
• Metabolisme adalah proses pemecahan atau pembentukan suatu zat dalam tubuh
• Proses pemecahan makanan disebut katabolisme
• Proses pembentukan/ sintesa zat disebut anabolisme
• Pencernakan termasuk proses katabolisme
KARBOHIDRAT
• Rumus Umum: Cn (H2O)n, terdiri dari komponen “karbon” dan “hidrat” sehingga dikenal sebagai karbohidrat
• Karbohidrat dibagi menjadi 4 yaitu:
1. Monosakarida
2. Disakarida (dua monosakarida)
3. Oligosakarida (3 – 10 monosakarida)
4. Polisakarida (lebih dari 10 monosakarida)
MONOSAKARIDA
• Merupakan bentuk karbohidrat yang paling sederhana, sudah tidak dapat dihidrolisir menjadi bentuk yang lebih sederhana
• Diberi nama sesuai jumlah atom C-nya: triosa (3), tetrosa (4), pentosa (5), heksosa (6), septosa (7) atau oktasa (8)
• Berdasar gugus yang dikandungnya dibagi menjadi :
1. Aldosa : mengandung gugus aldehid
2. Ketosa : mengandung gugus keton
DISAKARIDA
• Merupakan gabungan dua molekul monosakarida yang sama maupun berbeda
• Jika dihidrolisir akan meghasilkan dua monosakarida, contoh:
o Maltosa dipecah menjadi glukosa + glukosa
o Sukrosa dipecah menjadi glukosa + fruktosa
o Laktosa dipecah menjadi glukosa + galaktosa
OLIGOSAKARIDA
• Merupakan gabungan tiga sampai sepuluh monosakarida
• Jika dihidrolisir akan menjadi bagian yang terkecil (monosakarida) sebanyak yang dikandungnya.
• Contoh : maltotriosa ( tiga monosakarida )
POLISAKARIDA
• Merupakan gabungan lebih dari sepuluh monosakarida
• Jika dihidrolisir akan menjadi bagian yang terkecil (monosakarida) sebanyak yang dikandungnya. Contoh :
o Pati : amilose (larut air) , amilopectin (tidak larut air)
o Dextrins, dextrans, glykogen, cellulose, inulin, kitin, glikosaminoglikan, asam hialuronat, kondroitin sulfat, heparin dll
LEMAK/LIPID
• Lemak adlah senyawa yang terdiri dari gabungan antara: ester asam lemak + alkohol + senyawa lain
• Lipid dibagi 3:
1. Lemak sederhana: (ester + alkohol), yaitu ester asam lemak dengan alkohol berupa gliserol membentuk triasilgliserol atau alkohol monohidrat yang lebih tinggi (membentuk lilin)
2. Lemak komplek: (ester + alkohol + senyawa lain): fosfat (fosfolipid), karbohidrat (glikolipid), sulfat (sulfolipid), amino (aminolipid) dan protein (lipoprotein)
3. Produk lipid: komponen produk kedua golongan lipid diatas
LEMAK SEDERHANA
• Merupakan senyawa ester asam lemak dengan berbagai alkohol, contoh
• Lemak: merupakan senyawa ester asam lemak dengan gliserol, lemak cair disebut minyak
• Malam/ Wak : merupakan ester asam lemak dng alkohol monohidrat yang lebih tinggi, membentuk lilin
LEMAK KOMPLEK
• Merupakan senyawa ester asam lemak yang mengandung gugus lain disamping alkohol dan asam lemak, contoh :
• Fosfolipid : lemak + fosfat
• Gliserofosfolipid : lemak + gliserol + fosfat
• Sfingofosfolipid : lemak + sfingosin + fosfat
• Sulfolipid: lemak + sulfat
• Aminolipid: lemak + asam amino
ASAM LEMAK
• Asam lemak jenuh yaitu asam lemak yang tidak mempunyai ikatan rangkap
• (CnH2n + COOH)
• Asam lemat tidak jenuh yaitu asam lemak yang memiliki ikatan rangkap, baik ikatan rangkap dua maupun tiga
• (CnH2n-1 COOH; CnH2n-3 COOH; dst berturut2 satu, dua ikatan rangkap dst)
CONTOH ASAM LEMAK
NAMA UMUM RUMUS NAMA KIMIA
• Asam asetat CH3COOH
• Asam propionat C2H5COOH
• Asam butirat C3H7COOH
• Asam kaproat C5H11COOH Asam heksanoat
• Asam kaprilat C7H15COOH Asam oktanoat
• Asam kapriat C9H19COOH Asam dekanoat
• Asam laurat C11H23COOH Asam dodekanoat
• Asam miristat C13H27COOH As tetradekanoat
• Asam palmitat C15H31COOH As heksadekanoat
• Asam stearat C17H35COOH Asam oktadekanoat
• Asam oleat C17H33COOH Oktadeca 9-enoad
• As risinoleat C17H32(OH)-COOH 12 hidroksi okladeca -9-enoad
• Asam linoleat C17H31COOH Okladeca-9,12 dienoad
• As linolenat C17H29COOH Okladeca-9,12,15 trienoad
• As araksidat C19H39COOH Asam eicosanoad
NOMENKLATUR LEMAK
• Tatanama berdasarkan jumlah atom karbon (C)
• Untuk asam lemak jenuh (tidak mempunyai ikatan rangkap) diberi akhiran: -OAT
• Contoh: Asam Caproat (C5 H11 COOH): asam hexanoat
• Asam Lauroat (C11 H23 COOH): asam dodecanoat
• Untuk asam lemak tak jenuh (mempunyai ikatan rangkap) diberi akhiran: -ENOAT
• Asam monoenoat (satu ikatan rangkap)
• Asam dienoat (dua ikatan rangkap)
• Asam trienoat (tiga ikatan rangkap)
PROTEIN
• Senyawa yang terdiri dari rangkaian asam amino. Klasifikasi:
a. Protein Sederhana: rangkaian asam amino saja
b. Protein Komplek : asam amino dengan senyawa non-protein
c. Nukleoprotein: protein+asam nukleat; lipoprotein dengan lipid; mineraloprotein dengan mineral; glikoprotein dengan glukose
d. Senyawa keturunannya yaitu hasil pemecahan kedua klasifikasi protein tersebut diatas, Misal: asam-asam amino
MACAM ASAM AMINO
1. Asam Amino Essensial / indispensabel : yaitu asam amino yang tidak dapat dibuat sendiri oleh tubuh.
– Asam amino esensial: T2L2V HAMIF (treonin, triptofan, lisin, leusin, valin histidin, arginin, metionin, isoleusin, fenilalanin)
2. Asam amino Nonessensial / dispensabel : yaitu asam amino yang dapat dibuat sendiri oleh tubuh .
– Asam amino non esensial: SAGA SATGA (serin, alanin, glisin, asparadin sistein, asam aspartat, tirosin, glutamin, asam glutamat)
Minggu, 02 Mei 2010
biologi
SEL
Sel merupakan unit kehidupan yang terkecil, oleh karena itu sel dapat menjalankan aktivitas hidup, di antaranya metabolisme.
Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim.
Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis,
yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi.
Contoh : fotosintesis (asimilasi C)
energi cahaya
6 CO2 + 6 H2O ———————————> C6H1206 + 6 02
klorofil glukosa
(energi kimia)
Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.
2. Katabolisme (Dissimilasi),
yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
Contoh:
enzim
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
energi kimia
Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm
Anabolisme dibedakan dengan katabolisme dalam beberapa hal:
• Anabolisme merupakan proses sintesis molekul kimia kecil menjadi molekul kimia yang lebih besar, sedangkan katabolisme merupakan proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil
• Anabolisme merupakan proses membutuhkan energi, sedangkan katabolisme melepaskan energi
• Anabolisme merupakan reaksi reduksi, katabolisme merupakan reaksi oksidasi
• Hasil akhir anabolisme adalah senyawa pemula untuk proses katabolisme.
Anabolisme
Anabolisme adalah proses sintesis molekul kompleks dari senyawa-senyawa kimia yang sederhana secara bertahap. 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.
Selain dua macam energi diatas, reaksi anabolisme juga menggunakan energi dari hasil reaksi katabolisme, yang berupa ATP. Agar asam amino dapat disusun menjadi protein, asam amino tersebut harus diaktifkan terlebih dahulu. Energi untuk aktivasi asam amino tersebut berasal dari ATP. Agar molekul glukosa dapat disusun dalam pati atau selulosa, maka molekul itu juga harus diaktifkan terlebih dahulu, dan energi yang diperlukan juga didapat dari ATP. Proses sintesis lemak juga memerlukan ATP.
Anabolisme meliputi tiga tahapan dasar. Pertama, produksi prekursor seperti asam amino, monosakarida, dan nukleotida. Kedua, pengaktivasian senyawa-senyawa tersebut menjadi bentuk reaktif menggunakan energi dari ATP. Ketiga, penggabungan prekursor tersebut menjadi molekul kompleks, seperti protein, polisakarida, lemak, dan asam nukleat. Anabolisme yang menggunakan energi cahaya dikenal dengan fotosintesis, sedangkan anabolisme yang menggunakan energi kimia dikenal dengan kemosintesis.
Senyawa kompleks yang disintesis organisme tersebut adalah senyawa organik atau senyawa hidrokarbon. Autotrof, seperti tumbuhan, dapat membentuk molekul organik kompleks di sel seperti polisakarida dan protein dari molekul sederhana seperti karbon dioksida dan air. Di lain pihak, heterotrof, seperti manusia dan hewan, tidak dapat menyusun senyawa organik sendiri. Jika organisme yang menyintesis senyawa organik menggunakan energi cahaya disebut fotoautotrof, sementara itu organisme yang menyintesis senyawa organik menggunakan energi kimia disebut kemoautotrof.
Reaksi anabolisme menghasilkan senyawa-senyawa yang sangat dibutuhkan oleh banyak organisme, baik organisme produsen (tumbuhan) maupun organisme konsumen (hewan, manusia). Beberapa contoh hasil anabolisme adalah glikogen, lemak, dan protein berguna sebagai bahan bakar cadangan untuk katabolisme, serta molekul protein, protein-karbohidrat, dan protein lipid yang merupakan komponen struktural yang esensial dari organisme, baik ekstrasel maupun intrasel.
Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis.
Katabolisme
Katabolisme adalah serangkaian reaksi yang merupakan proses pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dengan membebaskan energi, yang dapat digunakan organisme untuk melakukan aktivitasnya. Termasuk didalamnya reaksi pemecahan dan oksidasi molekul makanan seperti reaksi yang menangkap energi dari cahaya matahari. Fungsi reaksi katabolisme adalah untuk menyediakan energi dan komponen yang dibutuhkan oleh reaksi anabolisme.
Sifat dasar yang pasti dari reaksi katabolisme berbeda pada setiap organisme, dimana molekul organik digunakan sebagai sumber energi pada organotrof, sementara litotrof menggunakan substrat anorganik dan fototrof menangkap cahaya matahari sebagai energi kimia. Tetapi, bentuk reaksi katabolisme yang berbeda-beda ini tergantung dari reaksi redoks yang meliputi transfer elektron dari donor tereduksi seperti molekul organik, air, amonia, hidrogen sulfida, atau ion besi ke molekul akseptor seperti oksigen, nitrat, atau sulfat. Pada hewan reaksi katabolisme meliputi molekul organik kompleks yang dipecah menjadi molekul yang lebih sederhana, seperti karbon dioksida dan air. Pada organisme fotosintetik seperti tumbuhan dan sianobakteria, reaksi transfer elektron ini tidak menghasilkan energi, tetapi digunakan sebagai tempat menyimpan energi yang diserap dari cahaya matahari.
Urutan yang paling umum dari reaksi katabolik pada hewan dapat dibedakan menjadi tiga tahapan utama. Pertama, molekul organik besar seperti protein, polisakarida, atau lemak dicerna menjadi molekul yang lebih kecil di luar sel. Kemudian, molekul-molekul yang lebih kecil ini diambil oleh sel-sel dan masih diubah menjadi molekul yang lebih kecil, biasanya asetil koenzim A (Asetil KoA), yang melepaskan energi. Akhirnya, kelompok asetil pada KoA dioksidasi menjadi air dan karbon dioksida pada siklus asam sitrat dan rantai transpor elektron, dan melepaskan energi yang disimpan dengan cara mereduksi koenzim Nikotinamid Adenin Dinukleotida (NAD+) menjadi NADH.
Pada setiap organisme, untuk menghasilkan energi tersebut dapat dibagi dalam dua cara, yaitu sebagai berikut.
1. Respirasi seluler atau respirasi aerob, yaitu reaksi yang menggunakan oksigen sebagai bahan bakar organik. Secara umum keseluruhan proses pada respirasi seluler berlangsung sebagai berikut.
>> Senyawa organik + Oksigen —> Karbon dioksida + Air + Energi
Termasuk ke dalam reaksi seluler adalah reaksi glikolisis, siklus Krebs, dan transpor elektron, dimana diantara glikolisis dan siklus Krebs terdapat sebuah reaksi antara yang disebut dekarboksilasi oksidatif.
2. Fermentasi, atau respirasi anaerob, yaitu proses pemecahan molekul yang berlangsung tanpa bantuan oksigen. Termasuk ke dalam fermentasi adalah fermentasi asam laktat, fermentasi alkohol, dan fermentasi asam cuka.
Pada hakikatnya, respirasi adalah pemanfaatan energi bebas dalam makanan menjadi energi bebas yang ditimbun dalam bentuk ATP. Dalam sel, ATP digunakan sebagai sumber energi bagi seluruh aktivitas hidup yang memerlukan energi. Aktivitas hidup yang memerlukan energi, antara lain sebagai berikut.
1. Kerja mekanis
Salah satu bentuk kerja mekanis adalah lokomosi. Kerja mekanis selalu terjadi jika sel otot berkontraksi.
2. Transpor aktif
Dalam transpor aktif, sel-sel harus mengeluarkan energi untuk mengangkut molekul zat atau ion yang melawan gradien konsentrasi zat.
3. Produksi panas
Energi panas penting bagi tubuh burung dan hewan menyusui. Energi panas ini, umumnya timbul sebagai hasil sampingan transformasi energi dalam sel. Misalnya, pada proses kontraksi otot, terjadi pemecahan ATP. Disamping timbul energi mekanik, timbul juga energi panas.
Contoh katabolisme adalah proses pernapasan sel atau respirasi.
Respirasi merupakan oksidasi senyawa organik secara terkendali untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan makhluk hidup.
Berdasarkan kebutuhan terhadap tersedianya oksigen bebas, dibedakan atas :
a. Respirasi Aerob, yaitu respirasi yang membutuhkan oksigen bebas, jadi oksigen merupakan senyawa penerima hidrogen terakhir.
b. Respirasi Anaerob, yaitu respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas. Jadi sebagai penerima hidrogen terakhir bukan oksigen tetapi senyawa-senyawa tertentu seperti asam piruvat, asetaldehid.
a. Respirasi Aerob
Respirasi sel secara Aerob berlangsung melalui empat tahap, yaitu :
1. glikolisis
• Berlangsung di sitoplasma
• Berlangsung secara anaerob
• Mengubah satu molekul glukosa (senyawa berkarbon 6) menjadi dua molekul asam piruvat(senyawa berkarbon 3)
• Dihasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk tiap molekul glukosa.
2. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat.
• Berlangsung pada matriks mitokondria.
• Mengubah Asam Piruvat (senyawa berkarbon 3) menjadi Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2).
• Dihasilkan 1 NADH dan CO2, untuk tiap molekul Asam Piruvat menjadi Asetil-KoA.
3. Daur Krebs
• Berlangsung pada metriks motokondria
• Mengubah Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2) menjadi CO2 (senyawa berkarbon 1).
• Untuk tiap molekul senyawa Asetil-KoA dihasilkan IATP, 1 FADH dan3 NADH.
4. Rantai Pengangkutan Elektron
• NADH dan FADH merupakan senyawa pereduksi yang menghasilkan ion hidrogen.
• Satu molekul NADH akan melepaskan / menghasilkan 3 ATP, sedangkan satu molekul FADH akan melepaskan / menghasilkan 2 ATP.
Tabel Jumlah ATP yang dihasilkan selama respirasi sel :
Proses Jenis ekseptor Jumlah ATP yang dihasilkan
Glikolisis
Glukosa--> 2 asam piruvat
2 NADH
2 ATP
Reaksi antara
2 asam piruvat-->2 asetil KoA + 2 CO2
2 NADH
Siklus Krebs
2 asetil KoA--> 4 CO2
6 NADH
2 FADH2
2 ATP
Transfer elektron
10 NADH + 5 O2 -->10 NAD + H O
2 FADH + O2 -->2 FAD + 2 H2O
30 ATP
4 ATP
Pada proses glikolisis digunakan 2 molekul ATP sehingga hasil bersih ATP = 38-2 = 36.
b. Respirasi Anaerob
pada respirasi Anaerob jalur yang ditempuh meliputi :
1. Glikolisis
2. Pembentukan alkohol (fermentasi alkohol) atau pembentukan asam laktat (fermentasi asam laktat).
Fermentasi Alkohol :
Aseptornya : Aseltadehid, hasilnya etanol, terjadi pada sel tumbuhan
Reaksi : C6 H 12O6 2 C2 H5 OH + 2 CO2 + 2 ATP
Glukosa Etanol
Fermentasi Laktat
Aseptornya : Asam Piruvat, hasilnya Asam Laktat, terjadi pada sel hewan.
Reaksi : C6 H 12O6 C3 H6 O3 + 2 ATP
Glukosa As, Laktat
Katabolisme Lemak dan Protein
Katabolisme lemak dimulai dengan pemecahan lemak menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol yang merupakan senyawa dengan 3 atom C dapat dirubah menjadi gliseral dehid 3-fosfat. Selanjutnya gliseral dehid 3-fosfat mengikuti jalur glikolisis sehingga terbentuk piruvat. Sedangkan asam lemak dapat dipecah menjadi molekul-molekul dengan 2 atom C. Molekul dengan 2 atom C ini kemudian diubah menjadi asetil koenzim A. Kalian dapat menghitung satu.
Asam amino dihasilkan dari proses hidrolisis protein. Setelah gugus amino dari asam amino dilepas, beberapa asam amino diubah menjadi asam piruvat dan ada juga diubah menjadi asetil koenzim A. Gugus amino yang dilepas dari asam amino dibawa ke hati untuk diubah menjadi amoniak (NH3) dan dibuang lewat urine, 1 gram protein menghasilkan energi yang sama dengan 1 gram karbohirat.
• Membran sel antara lain berfungsi sebagai pengatur keluar masuknya zat, molekul, ion ke dalam sel
• Pengaturan ini memungkinkan sel untuk :
1. memperoleh pH yang sesuai
2. konsentrasi zat zat menjadi terkendali
3. membuang zat sisa metabolisme yang bersifat racun
4. memasok ion ion yang penting untuk kegiatan saraf dan otot
• Membran plasma bersifat
semipermiabel, deferensialpermiabel dan selektif permiabel
• Perpindahan zat, molekul, ion melewati membran dengan cara :
1. Transpor pasif : Perpindahan zat, molekul, ion melewati membran tanpa menggunakan energi sel
• Yang termasuk transpor pasif
1) Difusi : perpindahan molekul zat (gas, cair atau zat padat) dari konsentrasi tinggi ke zat yang berkonsentrasi rendah
Contoh : gula dalam air, sirup dalam air
2) Difusi yang difasilitasi : difusi yang memerlukan bantuan protein membran (protein transpor)
Contoh : masuknya glukosa, Cl-, Ca2+, Na2+ ke dalam sel
3) Osmosis : perpindahan zat dari konsentrasi rendah ke zat konsentrasi tinggi melalui membran semipermiabel
Contoh : tanaman layu direndam air akan segar kembali
LISIS, KRENASI DAN PLASMOLISIS
Larutan adalah campuran antara air dengan zat terlarut
• Berdasarkan kepekatan/ banyaknya zat terlarut (konsentrasi) , larutan dibedakan menjadi:
• Larutan hipotonis : larutan yang konsentrasinya lebih rendah dari larutan lain
• Larutan isotonis : larutan yang konsentrasinya sama dengan larutan lain
• Larutan hipertonis : larutan yang konsentrasinya lebih tinggi dari larutan lain
• Efek osmosis :
o LISIS : adalah peristiwa hancurnya sel karena robek/ hancurnya membran plasma yang disebabkan karena larutan hipotonis
o KRENASI : adalah peristiwa mengkerutnya sel karena larutan hipertonis
o PLASMOLISIS : adalah peristiwa lepasnya membran plasma dari dinding sel karena larutan hipertonis
1. Transpor aktif : Perpindahan zat, molekul, ion melewati membran dengan menggunakan energi sel
• Transpor jenis ini bersifat melawan gradien konsentrasi, dan dipengaruhi muatan listrik di dalam dan di luar sel. Muatan listrik tersebut ditentukan oleh ion Na+, K+, dan Cl-
• Energi sel yang digunakan pada transpor aktif adalah ATP (Adenosin Tri Posfat)
• Yang termasuk transpor aktif :
1. Pompa Natrium Kalium (yang masuk ke dalam sel berupa zat yang terlarut)
Contoh : pemasukan Kalium, gula, protein, enzim dan hormon
1. Endositosis : peristiwa masuknya zat (tetesan air atau zat padat) ke dalam sel
Endositosis dapat berupa :
• Pinositosis(pinein= minum, cytos= sel) : dekat cairan membran sel membentuk lekukan , cairan masuk kedalan lekukan, lekukan akan memisahkan diri dari membran sehingga membentuk kantong atau gelembung kecil,dan akhirnya masuk ke dalam vakuola makanan
Contoh : peristiwa masuknya makan pada Paramaecium
• Fagositosis (phagein= memakan, cytos= sel) : membran sel membungkus partikel dari luar dan membawanya ke vakuola
Contoh : masuknya makanan pada Amoeba, bakteri dimakan oleh sel darah putih
1. Eksositosis : peristiwa keluarnya zat dari dalam sel
• Banyak terjadi pada sel sel kelenjar yang menghasilkan sekret
• Contoh pada sel penghasil enzim pencernaan
Sistem transpor membran
Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.
Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.
Transpor pasif
Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.
Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor.
Transpor aktif
Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore.
Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light driven pumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin.
Sel merupakan unit kehidupan yang terkecil, oleh karena itu sel dapat menjalankan aktivitas hidup, di antaranya metabolisme.
Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim.
Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis,
yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi.
Contoh : fotosintesis (asimilasi C)
energi cahaya
6 CO2 + 6 H2O ———————————> C6H1206 + 6 02
klorofil glukosa
(energi kimia)
Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.
2. Katabolisme (Dissimilasi),
yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
Contoh:
enzim
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
energi kimia
Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm
Anabolisme dibedakan dengan katabolisme dalam beberapa hal:
• Anabolisme merupakan proses sintesis molekul kimia kecil menjadi molekul kimia yang lebih besar, sedangkan katabolisme merupakan proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil
• Anabolisme merupakan proses membutuhkan energi, sedangkan katabolisme melepaskan energi
• Anabolisme merupakan reaksi reduksi, katabolisme merupakan reaksi oksidasi
• Hasil akhir anabolisme adalah senyawa pemula untuk proses katabolisme.
Anabolisme
Anabolisme adalah proses sintesis molekul kompleks dari senyawa-senyawa kimia yang sederhana secara bertahap. 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.
Selain dua macam energi diatas, reaksi anabolisme juga menggunakan energi dari hasil reaksi katabolisme, yang berupa ATP. Agar asam amino dapat disusun menjadi protein, asam amino tersebut harus diaktifkan terlebih dahulu. Energi untuk aktivasi asam amino tersebut berasal dari ATP. Agar molekul glukosa dapat disusun dalam pati atau selulosa, maka molekul itu juga harus diaktifkan terlebih dahulu, dan energi yang diperlukan juga didapat dari ATP. Proses sintesis lemak juga memerlukan ATP.
Anabolisme meliputi tiga tahapan dasar. Pertama, produksi prekursor seperti asam amino, monosakarida, dan nukleotida. Kedua, pengaktivasian senyawa-senyawa tersebut menjadi bentuk reaktif menggunakan energi dari ATP. Ketiga, penggabungan prekursor tersebut menjadi molekul kompleks, seperti protein, polisakarida, lemak, dan asam nukleat. Anabolisme yang menggunakan energi cahaya dikenal dengan fotosintesis, sedangkan anabolisme yang menggunakan energi kimia dikenal dengan kemosintesis.
Senyawa kompleks yang disintesis organisme tersebut adalah senyawa organik atau senyawa hidrokarbon. Autotrof, seperti tumbuhan, dapat membentuk molekul organik kompleks di sel seperti polisakarida dan protein dari molekul sederhana seperti karbon dioksida dan air. Di lain pihak, heterotrof, seperti manusia dan hewan, tidak dapat menyusun senyawa organik sendiri. Jika organisme yang menyintesis senyawa organik menggunakan energi cahaya disebut fotoautotrof, sementara itu organisme yang menyintesis senyawa organik menggunakan energi kimia disebut kemoautotrof.
Reaksi anabolisme menghasilkan senyawa-senyawa yang sangat dibutuhkan oleh banyak organisme, baik organisme produsen (tumbuhan) maupun organisme konsumen (hewan, manusia). Beberapa contoh hasil anabolisme adalah glikogen, lemak, dan protein berguna sebagai bahan bakar cadangan untuk katabolisme, serta molekul protein, protein-karbohidrat, dan protein lipid yang merupakan komponen struktural yang esensial dari organisme, baik ekstrasel maupun intrasel.
Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis.
Katabolisme
Katabolisme adalah serangkaian reaksi yang merupakan proses pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dengan membebaskan energi, yang dapat digunakan organisme untuk melakukan aktivitasnya. Termasuk didalamnya reaksi pemecahan dan oksidasi molekul makanan seperti reaksi yang menangkap energi dari cahaya matahari. Fungsi reaksi katabolisme adalah untuk menyediakan energi dan komponen yang dibutuhkan oleh reaksi anabolisme.
Sifat dasar yang pasti dari reaksi katabolisme berbeda pada setiap organisme, dimana molekul organik digunakan sebagai sumber energi pada organotrof, sementara litotrof menggunakan substrat anorganik dan fototrof menangkap cahaya matahari sebagai energi kimia. Tetapi, bentuk reaksi katabolisme yang berbeda-beda ini tergantung dari reaksi redoks yang meliputi transfer elektron dari donor tereduksi seperti molekul organik, air, amonia, hidrogen sulfida, atau ion besi ke molekul akseptor seperti oksigen, nitrat, atau sulfat. Pada hewan reaksi katabolisme meliputi molekul organik kompleks yang dipecah menjadi molekul yang lebih sederhana, seperti karbon dioksida dan air. Pada organisme fotosintetik seperti tumbuhan dan sianobakteria, reaksi transfer elektron ini tidak menghasilkan energi, tetapi digunakan sebagai tempat menyimpan energi yang diserap dari cahaya matahari.
Urutan yang paling umum dari reaksi katabolik pada hewan dapat dibedakan menjadi tiga tahapan utama. Pertama, molekul organik besar seperti protein, polisakarida, atau lemak dicerna menjadi molekul yang lebih kecil di luar sel. Kemudian, molekul-molekul yang lebih kecil ini diambil oleh sel-sel dan masih diubah menjadi molekul yang lebih kecil, biasanya asetil koenzim A (Asetil KoA), yang melepaskan energi. Akhirnya, kelompok asetil pada KoA dioksidasi menjadi air dan karbon dioksida pada siklus asam sitrat dan rantai transpor elektron, dan melepaskan energi yang disimpan dengan cara mereduksi koenzim Nikotinamid Adenin Dinukleotida (NAD+) menjadi NADH.
Pada setiap organisme, untuk menghasilkan energi tersebut dapat dibagi dalam dua cara, yaitu sebagai berikut.
1. Respirasi seluler atau respirasi aerob, yaitu reaksi yang menggunakan oksigen sebagai bahan bakar organik. Secara umum keseluruhan proses pada respirasi seluler berlangsung sebagai berikut.
>> Senyawa organik + Oksigen —> Karbon dioksida + Air + Energi
Termasuk ke dalam reaksi seluler adalah reaksi glikolisis, siklus Krebs, dan transpor elektron, dimana diantara glikolisis dan siklus Krebs terdapat sebuah reaksi antara yang disebut dekarboksilasi oksidatif.
2. Fermentasi, atau respirasi anaerob, yaitu proses pemecahan molekul yang berlangsung tanpa bantuan oksigen. Termasuk ke dalam fermentasi adalah fermentasi asam laktat, fermentasi alkohol, dan fermentasi asam cuka.
Pada hakikatnya, respirasi adalah pemanfaatan energi bebas dalam makanan menjadi energi bebas yang ditimbun dalam bentuk ATP. Dalam sel, ATP digunakan sebagai sumber energi bagi seluruh aktivitas hidup yang memerlukan energi. Aktivitas hidup yang memerlukan energi, antara lain sebagai berikut.
1. Kerja mekanis
Salah satu bentuk kerja mekanis adalah lokomosi. Kerja mekanis selalu terjadi jika sel otot berkontraksi.
2. Transpor aktif
Dalam transpor aktif, sel-sel harus mengeluarkan energi untuk mengangkut molekul zat atau ion yang melawan gradien konsentrasi zat.
3. Produksi panas
Energi panas penting bagi tubuh burung dan hewan menyusui. Energi panas ini, umumnya timbul sebagai hasil sampingan transformasi energi dalam sel. Misalnya, pada proses kontraksi otot, terjadi pemecahan ATP. Disamping timbul energi mekanik, timbul juga energi panas.
Contoh katabolisme adalah proses pernapasan sel atau respirasi.
Respirasi merupakan oksidasi senyawa organik secara terkendali untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan makhluk hidup.
Berdasarkan kebutuhan terhadap tersedianya oksigen bebas, dibedakan atas :
a. Respirasi Aerob, yaitu respirasi yang membutuhkan oksigen bebas, jadi oksigen merupakan senyawa penerima hidrogen terakhir.
b. Respirasi Anaerob, yaitu respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas. Jadi sebagai penerima hidrogen terakhir bukan oksigen tetapi senyawa-senyawa tertentu seperti asam piruvat, asetaldehid.
a. Respirasi Aerob
Respirasi sel secara Aerob berlangsung melalui empat tahap, yaitu :
1. glikolisis
• Berlangsung di sitoplasma
• Berlangsung secara anaerob
• Mengubah satu molekul glukosa (senyawa berkarbon 6) menjadi dua molekul asam piruvat(senyawa berkarbon 3)
• Dihasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk tiap molekul glukosa.
2. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat.
• Berlangsung pada matriks mitokondria.
• Mengubah Asam Piruvat (senyawa berkarbon 3) menjadi Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2).
• Dihasilkan 1 NADH dan CO2, untuk tiap molekul Asam Piruvat menjadi Asetil-KoA.
3. Daur Krebs
• Berlangsung pada metriks motokondria
• Mengubah Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2) menjadi CO2 (senyawa berkarbon 1).
• Untuk tiap molekul senyawa Asetil-KoA dihasilkan IATP, 1 FADH dan3 NADH.
4. Rantai Pengangkutan Elektron
• NADH dan FADH merupakan senyawa pereduksi yang menghasilkan ion hidrogen.
• Satu molekul NADH akan melepaskan / menghasilkan 3 ATP, sedangkan satu molekul FADH akan melepaskan / menghasilkan 2 ATP.
Tabel Jumlah ATP yang dihasilkan selama respirasi sel :
Proses Jenis ekseptor Jumlah ATP yang dihasilkan
Glikolisis
Glukosa--> 2 asam piruvat
2 NADH
2 ATP
Reaksi antara
2 asam piruvat-->2 asetil KoA + 2 CO2
2 NADH
Siklus Krebs
2 asetil KoA--> 4 CO2
6 NADH
2 FADH2
2 ATP
Transfer elektron
10 NADH + 5 O2 -->10 NAD + H O
2 FADH + O2 -->2 FAD + 2 H2O
30 ATP
4 ATP
Pada proses glikolisis digunakan 2 molekul ATP sehingga hasil bersih ATP = 38-2 = 36.
b. Respirasi Anaerob
pada respirasi Anaerob jalur yang ditempuh meliputi :
1. Glikolisis
2. Pembentukan alkohol (fermentasi alkohol) atau pembentukan asam laktat (fermentasi asam laktat).
Fermentasi Alkohol :
Aseptornya : Aseltadehid, hasilnya etanol, terjadi pada sel tumbuhan
Reaksi : C6 H 12O6 2 C2 H5 OH + 2 CO2 + 2 ATP
Glukosa Etanol
Fermentasi Laktat
Aseptornya : Asam Piruvat, hasilnya Asam Laktat, terjadi pada sel hewan.
Reaksi : C6 H 12O6 C3 H6 O3 + 2 ATP
Glukosa As, Laktat
Katabolisme Lemak dan Protein
Katabolisme lemak dimulai dengan pemecahan lemak menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol yang merupakan senyawa dengan 3 atom C dapat dirubah menjadi gliseral dehid 3-fosfat. Selanjutnya gliseral dehid 3-fosfat mengikuti jalur glikolisis sehingga terbentuk piruvat. Sedangkan asam lemak dapat dipecah menjadi molekul-molekul dengan 2 atom C. Molekul dengan 2 atom C ini kemudian diubah menjadi asetil koenzim A. Kalian dapat menghitung satu.
Asam amino dihasilkan dari proses hidrolisis protein. Setelah gugus amino dari asam amino dilepas, beberapa asam amino diubah menjadi asam piruvat dan ada juga diubah menjadi asetil koenzim A. Gugus amino yang dilepas dari asam amino dibawa ke hati untuk diubah menjadi amoniak (NH3) dan dibuang lewat urine, 1 gram protein menghasilkan energi yang sama dengan 1 gram karbohirat.
• Membran sel antara lain berfungsi sebagai pengatur keluar masuknya zat, molekul, ion ke dalam sel
• Pengaturan ini memungkinkan sel untuk :
1. memperoleh pH yang sesuai
2. konsentrasi zat zat menjadi terkendali
3. membuang zat sisa metabolisme yang bersifat racun
4. memasok ion ion yang penting untuk kegiatan saraf dan otot
• Membran plasma bersifat
semipermiabel, deferensialpermiabel dan selektif permiabel
• Perpindahan zat, molekul, ion melewati membran dengan cara :
1. Transpor pasif : Perpindahan zat, molekul, ion melewati membran tanpa menggunakan energi sel
• Yang termasuk transpor pasif
1) Difusi : perpindahan molekul zat (gas, cair atau zat padat) dari konsentrasi tinggi ke zat yang berkonsentrasi rendah
Contoh : gula dalam air, sirup dalam air
2) Difusi yang difasilitasi : difusi yang memerlukan bantuan protein membran (protein transpor)
Contoh : masuknya glukosa, Cl-, Ca2+, Na2+ ke dalam sel
3) Osmosis : perpindahan zat dari konsentrasi rendah ke zat konsentrasi tinggi melalui membran semipermiabel
Contoh : tanaman layu direndam air akan segar kembali
LISIS, KRENASI DAN PLASMOLISIS
Larutan adalah campuran antara air dengan zat terlarut
• Berdasarkan kepekatan/ banyaknya zat terlarut (konsentrasi) , larutan dibedakan menjadi:
• Larutan hipotonis : larutan yang konsentrasinya lebih rendah dari larutan lain
• Larutan isotonis : larutan yang konsentrasinya sama dengan larutan lain
• Larutan hipertonis : larutan yang konsentrasinya lebih tinggi dari larutan lain
• Efek osmosis :
o LISIS : adalah peristiwa hancurnya sel karena robek/ hancurnya membran plasma yang disebabkan karena larutan hipotonis
o KRENASI : adalah peristiwa mengkerutnya sel karena larutan hipertonis
o PLASMOLISIS : adalah peristiwa lepasnya membran plasma dari dinding sel karena larutan hipertonis
1. Transpor aktif : Perpindahan zat, molekul, ion melewati membran dengan menggunakan energi sel
• Transpor jenis ini bersifat melawan gradien konsentrasi, dan dipengaruhi muatan listrik di dalam dan di luar sel. Muatan listrik tersebut ditentukan oleh ion Na+, K+, dan Cl-
• Energi sel yang digunakan pada transpor aktif adalah ATP (Adenosin Tri Posfat)
• Yang termasuk transpor aktif :
1. Pompa Natrium Kalium (yang masuk ke dalam sel berupa zat yang terlarut)
Contoh : pemasukan Kalium, gula, protein, enzim dan hormon
1. Endositosis : peristiwa masuknya zat (tetesan air atau zat padat) ke dalam sel
Endositosis dapat berupa :
• Pinositosis(pinein= minum, cytos= sel) : dekat cairan membran sel membentuk lekukan , cairan masuk kedalan lekukan, lekukan akan memisahkan diri dari membran sehingga membentuk kantong atau gelembung kecil,dan akhirnya masuk ke dalam vakuola makanan
Contoh : peristiwa masuknya makan pada Paramaecium
• Fagositosis (phagein= memakan, cytos= sel) : membran sel membungkus partikel dari luar dan membawanya ke vakuola
Contoh : masuknya makanan pada Amoeba, bakteri dimakan oleh sel darah putih
1. Eksositosis : peristiwa keluarnya zat dari dalam sel
• Banyak terjadi pada sel sel kelenjar yang menghasilkan sekret
• Contoh pada sel penghasil enzim pencernaan
Sistem transpor membran
Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.
Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.
Transpor pasif
Transpor pasif merupakan suatu perpindahan molekul menuruni gradien konsentrasinya. Transpor pasif ini bersifat spontan. Difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi merupakan contoh dari transpor pasif. Difusi terjadi akibat gerak termal yang meningkatkan entropi atau ketidakteraturan sehingga menyebabkan campuran yang lebih acak. Difusi akan berlanjut selama respirasi seluler yang mengkonsumsi O2 masuk. Osmosis merupakan difusi pelarut melintasi membran selektif yang arah perpindahannya ditentukan oleh beda konsentrasi zat terlarut total (dari hipotonis ke hipertonis). Difusi terfasilitasi juga masih dianggap ke dalam transpor pasif karena zat terlarut berpindah menurut gradien konsentrasinya.
Contoh molekul yang berpindah dengan transpor pasif ialah air dan glukosa. Transpor pasif air dilakukan lipid bilayer dan transpor pasif glukosa terfasilitasi transporter. Ion polar berdifusi dengan bantuan protein transpor.
Transpor aktif
Transpor aktif merupakan kebalikan dari transpor pasif dan bersifat tidak spontan. Arah perpindahan dari transpor ini melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif membutuhkan bantuan dari beberapa protein. Contoh protein yang terlibat dalam transpor aktif ialah channel protein dan carrier protein, serta ionophore.
Yang termasuk transpor aktif ialah coupled carriers, ATP driven pumps, dan light driven pumps. Dalam transpor menggunakan coupled carriers dikenal dua istilah, yaitu simporter dan antiporter. Simporter ialah suatu protein yang mentransportasikan kedua substrat searah, sedangkan antiporter mentransfer kedua substrat dengan arah berlawanan. ATP driven pump merupakan suatu siklus transpor Na+/K+ ATPase. Light driven pump umumnya ditemukan pada sel bakteri. Mekanisme ini membutuhkan energi cahaya dan contohnya terjadi pada Bakteriorhodopsin.
anatomi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Darah adalah khusus cairan tubuh yang memberikan zat-zat yang diperlukan untuk tubuh sel - seperti nutrisi dan oksigen - dan transportasi limbah produk dari sel-sel yang sama.
Pada vertebrata, itu terdiri dari sel-sel darah tersuspensi dalam suatu cairan yang disebut plasma darah. Plasma, yang terdiri dari 55% dari cairan darah, sebagian besar merupakan air (90% berdasarkan volume), [1] dan mengandung protein terlarut, glukosa, ion mineral, hormon, karbon dioksida (plasma menjadi media utama untuk produk ekskretoris transportasi), platelet dan sel-sel darah itu sendiri.
1.2 Tujuan
1. Agar pembaca dapat mengerti dan tahu mengenai Anatomi Darah di dalam tubuh kita.
2. Agar pembaca bisa mengetahui fungsi Darah dalam tubuh kita.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 JENIS PEMBULUH DARAH
Darah diedarkan ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah (vaskuler). Secara umum pembuluh darah terdiri dari 3 lapisan yaitu tunika adventisia, tunika media dan tunika intima.
Tunika adventisia merupakan lapisan paling luar berupa jaringan ikat yang kuat. Tunika media merupakan lapisan tengah yang terdiri dari otot polos. Tunika intima membentuk dinding dalam dari pembuluh darah terdiri dari sel-sel endotel. Celah antara sel-sel endotel membentuk pori-pori pembuluh darah.
Pembuluh darah ada 3 macam yaitu arteri, vena dan kapiler.
KAPILER
Kapiler merupakan pembuluh darah kecil yang sangat tipis, hanya dibentuk oleh tunika intima saja sehingga memudahkan proses pertukaran zat antara pembuluh darah dengan sel atau jaringan.
Fungsi kapiler adalah :
- Penghubung arteri dan vena
- Tempat terjadinya pertukaran zat
- Absorbsi nutrisi pada usus
- Filtrasi pada ginjal
- Absorbsi sekret kelenjar
ARTERI
Arteri merupakan pembuluh darah yang mengalirkan darah dari jantung ke seluruh tubuh. Arteri membawa darah yang kaya oksigen, kecuali arteri pulmonalis.
Arteri bersifat elastik karena mempunyai lapisan otot polos dan serabut elastik sehingga dapat berdenyut-denyut sebagai kompensasi terhadap tekanan jantung pada saat sistol. Arteri yang lebih kecil dan arteriola lebih banyak mengandung lapisan otot sebagai respon terhadap pengendalian saraf vasomotor.
Arteri mendapatkan suplai darah dari pembuluh darah khusus yang disebut vasa vasorum, dipersarafi oleh serabut saraf motorik yang disebut vasomotor.
Arteri mempunyai diameter yang berbeda-beda, mulai yang besar yaitu aorta kemudian bercabang menjadi arteri dan arteriola.
VENA
Vena merupakan pembuluh darah yang mengembalikan darah dari seluruh tubuh ke jantung sehingga dinamakan pula pembuluh balik.
Vena mempunyai tiga lapisan seperti arteri tetapi mempunyai lapisan otot polos yang lebih tipis, kurang kuat dan mudah kempes (kolaps).
Vena dilengkapi dengan katup vena yang berfungsi mencegah aliran balik darah ke bagian sebelumnya karena pengaruh gravitasi.
Katup vena berbentuk lipatan setengah bulat yang terbuat dari lapisan dalam vena yaitu lapisan endotelium yang diperkuat oleh jaringan fibrosa.
2.1.1 DARAH
Darah berbentuk cairan yang berwarna merah, agak kental dan lengket. Darah mengalir di seluruh tubuh kita, dan berhubungan langsung dengan sel-sel di dalam tubuh kita. Darah terbentuk dari beberapa unsur, yaitu plasma darah, sel darah merah, sel darah putih dan trombosit.
Darah berfungsi untuk :
1. mengedarkan sari-sari makanan ke seluruh tubuh
2. mengedarkan oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh
3. mengangkut karbondioksida ke paru-paru
4. mengedarkan hormon
PLASMA DARAH
Unsur ini merupakan komponen terbesar dalam darah, karena lebih dari separuh darah mengandung plasma darah. Hampir 90% bagian dari plasma darah adalah air. Plasma darah berfungsi untuk mengangkut sari makanan ke sel-sel serta membawa sisa pembakaran dari sel ke tempat pembuangan. Fungsi lainnya adalah menghasilkan zat kekebalan tubuh terhadap penyakit atau zat antibodi.
Plasma darah berupa cairan berwarna kekuning-kuningan dan bersifat alkali. Plasma darah mengandung gas (oksigen dan karbondioksida), hormon, enzim, antigen, antibodi dan protein darah.
Protein darah yang terdapat pada plasma adalah albumin, fibrinogen dan globulin. Fibrinogen berperan dalam proses koagulasi (pembekuan darah) dan globulin merupakan komponen dari antibodi (imunoglobulin). Globulin berjumlah sekitar 2-3 gram per 100 ml darah.
Albumin dalam plasma berjumlah sekitar 3-5 gram per 100 ml darah. Berperan dalam menjaga tekanan osmotik, sebagai carier (pembawa) untuk zat-zat tertentu dan menyediakan protein untuk jaringan.
ERITROSIT
Sel darah merah mengandung banyak haemoglobin. Darah berwarna merah sebab haemoglobin berwarna merah tua. Sel darah merah berbentuk bikonkaf (cekung pada kedua sisinya).
Haemoglobin terdapat dalam sel darah merah dan berfungsi untuk mengikat oksigen dan karbondioksida dalam proses transportasi gas.
Sel darah merah dihasilkan di limpa, hati dan sumsum merah pada tulang pipih. Sel darah merah yang sudah mati dihancurkan di dalam hati. Rata-rata usia hidup sel darah merah mencapai 120 hari.
LEUKOSIT
Sel darah putih bentuknya tidak tetap, bening, tidak berwarna. Ukurannya lebih besar dari sel darah merah. Sel darah putih dibuat di sumsum merah dan kelenjar limpa. Jumlah sel darah putih sekitar 5000-10.000 per mm3 darah.
TROMBOSIT
Bentuk keping darah tidak teratur dan tidak mempunyai inti. Ukurannya lebih kecil, sekitar sepertiga ukuran sel darah merah. Trombosit diproduksi pada sumsum merah, berjumlah sekitar 150.000-500.000 per mm3 darah. Trombosit (platelet) berperan penting dalam proses koagulasi (pembekuan) darah.
2.2 Fungsi
Hemoglobin
hijau = kelompok heme
merah & biru = protein subunit
Heme
Darah melakukan banyak fungsi penting dalam tubuh termasuk:
Pasokan oksigen ke jaringan (terikat pada hemoglobin, yang dibawa dalam sel darah merah)
Pasokan nutrisi seperti glukosa, asam amino, dan asam lemak (terlarut dalam darah atau terikat protein plasma (misalnya, lemak darah)
Penghapusan limbah seperti karbon dioksida, urea, dan asam laktat
Fungsi imunologis, termasuk sirkulasi sel darah putih, dan deteksi bahan asing oleh antibodi
Pembekuan, yang merupakan salah satu bagian dari tubuh mekanisme perbaikan diri (tindakan pembekuan darah ketika Anda terluka untuk menghentikan pendarahan.)
Messenger fungsi, termasuk pengangkutan hormon dan sinyal dari jaringan kerusakan
Peraturan tubuh pH (pH normal darah dalam kisaran 7,35-7,45) [3] (meliputi hanya 0,1 unit pH)
Peraturan inti suhu tubuh
Hidrolik fungsi
[Sunting]
Pendukung darah manusia
Lihat juga: Referensi rentang untuk tes darah umum
Dua tabung anticoagulated EDTA-darah.
Waktu tabung: setelah berdiri, maka sel darah merah telah menetap di bagian bawah tabung.
Kanan tabung: berisi darah segar yang diambil.
Darah account untuk 7% dari berat tubuh manusia, [4] dengan kepadatan rata-rata sekitar 1.060 kg / m 3, sangat dekat dengan kerapatan air murni 1000 kg / m 3. [5] Rata-rata orang dewasa memiliki volume darah dari sekitar 5 liter (1.3 gal), terdiri dari plasma dan beberapa jenis sel (kadang-kadang disebut sel-sel); ini terbentuk unsur-unsur dari darah eritrosit (sel darah merah), leukosit (sel darah putih), dan trombosit (platelet). Dengan volume, sel-sel darah merah merupakan sekitar 45% dari seluruh darah, plasma sekitar 54,3%, dan sel darah putih sekitar 0,7%.
Seluruh darah (plasma dan sel-sel) pameran fluida non-Newtonian dinamika; properti aliran disesuaikan dengan aliran efektif melalui pembuluh darah kapiler yang kecil dengan sedikit resistensi dari plasma dengan sendirinya. Selain itu, jika semua hemoglobin manusia bebas dalam plasma bukannya yang terkandung dalam sel darah merah, sirkulasi fluida akan terlalu kental untuk sistem kardiovaskular untuk berfungsi secara efektif.
Sel
Informasi lebih lanjut: hitung darah lengkap
Satu mikroL darah mengandung:
4.7 untuk 6.1 juta (laki-laki), 4.2 untuk 5.4 juta (perempuan) eritrosit: Pada kebanyakan mamalia, sel-sel darah merah yang matang tidak memiliki nukleus dan organel. Mereka mengandung darah hemoglobin dan mendistribusikan oksigen. Sel darah merah (bersama dengan endotel sel pembuluh darah dan sel lain) juga ditandai oleh glikoprotein yang mendefinisikan berbagai jenis darah. Proporsi darah diduduki oleh sel-sel darah merah disebut sebagai hematokrit, dan biasanya sekitar 45%. Gabungan luas permukaan sel darah merah dari tubuh manusia akan menjadi sekitar 2.000 kali lebih besar sebagai permukaan luar tubuh.
4,000-11,000 leukosit: sel darah putih adalah bagian dari sistem kekebalan tubuh, mereka menghancurkan dan menghapus menyimpang tua atau sel-sel dan puing-puing selular, serta serangan agen infeksius (patogen) dan zat-zat asing. Yang kanker leukosit disebut leukemia.
200,000-500,000 trombosit: trombosit, juga disebut platelet, bertanggung jawab untuk pembekuan darah (koagulasi). Mereka mengubah fibrinogen menjadi fibrin. Hal ini menciptakan sebuah jala fibrin ke sel-sel darah merah yang mengumpulkan dan bekuan, yang kemudian berhenti lebih banyak darah dari meninggalkan tubuh dan juga membantu untuk mencegah bakteri memasuki tubuh.
Konstitusi darah normal Parameter Nilai
Hematokrit
45 ± 7 (38-52%) untuk laki-laki
42 ± 5 (37-47%) untuk perempuan
pH 7.35-7.45
dasar kelebihan -3 Ke 3
P O 2 10-13 kPa (80-100 mm Hg)
P CO 2 4,8-5,8 kPa (35-45 mm Hg)
HCO 3 -- 21-27 mM
Saturasi oksigen
Beroksigen: 98-99%
Terdeoksigenasi: 75%
Plasma
Sekitar 55% dari seluruh darah adalah plasma darah, cairan yang adalah medium cairan darah, yang dengan sendirinya adalah jerami berwarna kuning. Volume plasma darah total dari 2,7-3,0 liter (2,8-3,2 liter) pada rata-rata manusia. Ini pada dasarnya adalah sebuah berair larutan yang mengandung 92% air, plasma darah 8% protein, dan melacak jumlah bahan lainnya. Plasma beredar dilarutkan nutrisi, seperti glukosa, asam amino, dan asam lemak (terlarut dalam darah atau terikat protein plasma), dan menghapus produk-produk limbah, seperti karbon dioksida, urea, dan asam laktat.
Penting lain komponen meliputi:
Serum albumin
Faktor-faktor pembekuan darah (untuk memfasilitasi koagulasi)
Imunoglobulin (antibodi)
lipoprotein partikel
Berbagai protein
Berbagai elektrolit (terutama natrium dan klorida)
Istilah serum mengacu pada plasma dari pembekuan protein yang telah dihapus. Sebagian besar protein yang tersisa adalah albumin dan immunoglobulin.
pH
Lihat juga: Homeostasis asam basa
Darah pH diatur untuk tetap dalam kisaran sempit 7,35-7,45, sehingga sedikit basa. Darah yang mempunyai pH di bawah 7,35 terlalu asam, sedangkan di atas 7,45 pH darah terlalu basa. PH darah, tekanan parsial oksigen (PO 2), tekanan parsial karbon dioksida (PCO 2), dan HCO 3 secara hati-hati diatur oleh sejumlah mekanisme homeostatis, yang mengerahkan pengaruh mereka terutama melalui sistem pernafasan dan sistem kencing dalam rangka untuk mengendalikan keseimbangan asam-basa dan pernapasan. Sebuah gas darah arteri akan mengukur ini. Plasma juga beredar hormon mengirimkan pesan mereka ke berbagai jaringan. Daftar normal berkisar referensi untuk berbagai elektrolit darah sangat luas.
Tulang yang terutama dipengaruhi oleh pH darah saat mereka cenderung digunakan sebagai sumber mineral untuk buffering pH. Mengkonsumsi rasio tinggi protein hewani ke protein nabati terlibat dalam hilangnya tulang pada wanita.
Darah manusia non-vertebrata
Darah manusia, dalam banyak hal, khas dari mamalia, meskipun rincian yang tepat tentang jumlah sel, ukuran, struktur protein, dan sebagainya, agak bervariasi antar spesies. Non-mamalia vertebrata Namun, ada beberapa perbedaan utama: [12]
Sel darah merah non-mamalia vertebrata yang rata dan bentuk bujur telur, dan mempertahankan inti sel
Platelet adalah unik untuk mamalia; di vertebrata lain, kecil, nukleasi, sel gelendong bertanggung jawab untuk penggumpalan darah dan bukannya
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Darah merupakan alat transportasi utama,membawa O2 dari Paru ke Sel,mengankut CO2 dari sel ke Paru,membawanutrisi,Elektrolit,Air ke Sel dan mengangkut sisa metabolisme dari Sel ke Ginjal
Saran
Dimana di dalam penulisan makalah masih banyak kekurangan dan harapan penulis semoga makalah ini dapat bermanfaat.
DAFTAR PUSTAKA
1. H. Syaifuddin, B.AC. Drs, 1997, Anatomi Fisiologi Untuk Siswa Perawat, Edisi 2,
Cetakan 1, Penerbit EGC,
2. Cambridge Communication Limited, 1998 Modul 1 Anatomi Fisiologi, Edisi 2,
Cetakan 1, Penerbit EGC,
Langganan:
Komentar (Atom)