Metabolisme

Download Disini : http://www.ziddu.com/download/12785112/Metabolisme.rtf.html

Metabolisme (bahasa Yunani: μεταβολισμος, metabolismos, perubahan) adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat selular.
Secara umum, metabolisme memiliki dua arah lintasan reaksi kimia organik,
• katabolisme, yaitu reaksi yang mengurai molekul senyawa organik untuk mendapatkan energi
• anabolisme, yaitu reaksi yang merangkai senyawa organik dari molekul-molekul tertentu, untuk diserap oleh sel tubuh.[1]
Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup. Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan dipercepatkan oleh senyawa organik yang disebut sebagai enzim. Pada senyawa organik, penentu arah reaksi kimia disebut promoter dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis.
Pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang berinteraksi dengan enzim pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat yang lazim disebut dengan metabolit, yang merupakan substrat pada jenjang reaksi berikutnya. Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat pada suatu jenjang reaksi disebut metabolom. Semua ini dipelajari pada suatu cabang ilmu biologi yang disebut metabolomika.
Jalur metabolisme
Jalur-jalur metabolisme penting mencakup:
Jalur umum
• Metabolisme karbohidrat
• Metabolisme lemak
• Metabolisme protein
• Metabolisme asam nukleat
Katabolisme
Jalur katabolisme yang menguraikan molekul kompleks menjadi senyawa sederhana mencakup:
• Respirasi sel, jalur metabolisme yang menghasilkan energi (dalam bentuk ATP dan NADPH) dari molekul-molekul bahan bakar (karbohidrat, lemak, dan protein). Jalur-jalur metabolisme respirasi sel juga terlibat dalam pencernaan makanan.
o Katabolisme karbohidrat
 Glikogenolisis, pengubahan glikogen menjadi glukosa.
 Glikolisis, pengubahan glukosa menjadi piruvat dan ATP tanpa membutuhkan oksigen.
 Jalur pentosa fosfat, pembentukan NADPH dari glukosa.
o Katabolisme protein, hidrolisis protein menjadi asam amino.
• Respirasi aerobik
o Transpor elektron
o Fosforilasi oksidatif
• Respirasi anaerobik,
o Daur Cori
o Fermentasi asam laktat
o Fermentasi
o Fermentasi etanol
Anabolisme
Jalur anabolisme yang membentuk senyawa-senyawa dari prekursor sederhana mencakup:
• Glikogenesis adalah lintasan metabolisme yang mengkonversi glukosa menjadi glikogen untuk disimpan di dalam hati. Lintasan ini diaktivasi di dalam hati, oleh hormon insulin sebagai respon terhadap rasio gula darah yang meningkat, misalnya karena kandungan karbohidrat setelah makan; atau teraktivasi pada akhir siklus Cori.
• Penyimpangan atau kelainan metabolisme pada lintasan ini disebut glikogenosis.
• Glukoneogenesis, pembentukan glukosa dari senyawa organik lain.
• Glukoneogenesis adalah lintasan metabolisme yang digunakan oleh tubuh, selain glikogenolisis, untuk menjaga keseimbangan kadar glukosa di dalam plasma darah untuk menghindari simtoma hipoglisemia. Pada lintasan glukoneogenesis, sintesis glukosa terjadi dengan substrat yang merupakan produk dari lintasan glikolisis, seperti asam piruvat, asam suksinat, asam laktat, asam oksaloasetat, terkecuali:

•
•

• Jalur sintesis porfirin
• Jalur HMG-CoA reduktase, mengawali pembentukan kolesterol dan isoprenoid.
• Metabolisme sekunder, jalur-jalur metabolisme yang tidak esensial bagi pertumbuhan, perkembangan, maupun reproduksi, namun biasanya berfungsi secara ekologis, misalnya pembentukan alkaloid dan terpenoid.
• Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari.Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi.Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi.Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof.Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi.Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang
• Siklus Calvin dan fiksasi karbon
Metabolisme obat
Jalur metabolisme obat, yaitu modifikasi dan penguraian obat-obatan dan senyawa ksenobiotik lainnya melalui sistem enzim khusus mencakup:
• Sistem sitokrom P450 okidase
• Sistem monooksigenase berkandungan flavin
• Metabolisme alkohol
Metabolisme nitrogen
Metabolisme nitrogen mencakup jalur-jalur sirkulasi (turnover) dan ekskresi nitrogen dalam organisme maupun proses-proses biologis daur nitrogen di alam:
• Daur urea, jalur penting ekskresi nitrogen dalam bentuk urea.
• Fiksasi nitrogen biologis
• Asimilasi nitrogen
• Nitrifikasi
• Denitrifikasi

Laju metabolisme basal
Laju metabolisme basal (bahasa Inggris: basal metabolic rate, BMR) dikembangkan sebagai perbandingan antara kecepatan metabolisme dengan, awalnya, sebuah konteks klinis untuk menentukan status tiroid, seperti diketahui, beberapa analog hormon tiroid, seperti tiroksin, tri-iodotironina dan asam di-iodotiropropionat menginduksi angiogenesis di dalam sel dan mengirimkan sinyal yang disekresi sebagai faktor pertumbuhan fibroblas basal. Meski terdapat perbandingan lain yang tidak kalah pentingnya yaitu perbandingan alometrik antara berat tubuh dan kecepatan metabolisme makhluk hidup.
Teori pemacu membran (bahasa Inggris: pacemaker membrane theory) mengatakan bahwa komposisi asam lemak pada membran ganda fosfolipid adalah salah satu penentu BMR yang sangat penting. Teori ini tercetus setelah ditemukan tingginya rasio asam dokosaheksaenoat pada gugus asil membran ganda fosfolipid yang memicu tingginya aktivitas metabolik pada membran sel.
Sekresi dan produksi hormon tiroid pada mamalia berhubungan dengan berat tubuh, walaupun angka-angka yang menunjukkan relasi kedua belum ditetapkan. Seiring dengan peningkatan berat badan dan penurunan rasio BMR:berat, poliunsaturasi membran akan menurun sedangkan monounsaturasi membran akan meningkat. Sel dengan komposisi membran mengandung asam lemak poli-takjenuh (PUFA) ditengarai berumur lebih pendek, dan lebih responsif terhadap stimulasi sekitar, dibandingkan dengan kandungan asam lemak jenuh (SFA) dan asam lemak mono-takjenuh (MUFA).
Pada tahun 1961, Max Kleiber menemukan bahwa hubungan antara siklus energi BMR dengan aktivitas pada membran, terutama pada potensial elektrokimiawi, seperti gradien Na+ pada membran plasma, dan gradien H+ pada membran mitokondria sisi dalam.[6] Beliau lebih lanjut menjabarkan bahwa variasi berat tubuh tidak hanya bergantung pada komposisi membran, tetapi bergantung pada variasi antara komposisi dan aktivitas membran, yang juga memberikan pengaruh terhadap proses penuaan dan rentang hidup suatu makhluk.
Saat ini telah diketahui bahwa hormon tiroid, khususnya tri-iodotironina, akan mempercepat laju reaksi oksidasi suksinat, glutamat, β-hidroksibutirat, dan meningkatkan penyerapan ADP dan O2 ke dalam mitokondria, sehingga secara tidak langsung akan mempercepat lintasan siklus asam sitrat dan fosforilasi oksidatif. BMR lantas ditentukan sebagai kopling antara reaksi fosforilasi dan respirasi.