Proses Katabolisme Kabohidrat, Lemak dan Protein – Apa itu katabolisme? Apakah pengertian dari katabolisme? Apa yang dimaksud dengan katabolisme karbohidrat? Apa saja yang termasuk katabolisme? Apa yang dimaksud dengan katabolisme dan contohnya? Apa saja hasil katabolisme karbohidrat? Apa yang dimaksud dengan katabolisme protein? Langkah Langkah katabolisme?
Baca Juga : Reaksi Anabolisme
Agar lebih memahaminya, kali ini kita akan membahas materi tentang pengertian katabolisme, jenis, proses, contoh, perbedaan katabolisme dan anabolisme secara lengkap.
Pengertian Katabolisme
Katabolisme adalah reaksi pemecahan molekul-molekul besar yng kompleks menjadi molekul-molekul kecil yang lebih sederhana. Berikut akan dibahas proses pemecahan atau katabolisme karbohidrat, protein, dan lemak.
Katabolisme merupakan jenis metabolisme yang merombak substrat kompleks molekul organik menjadi komponen penyusunnya dengan melepaskan energi yang umumnya dalam bentuk ATP.
Lebih singkatnya, arti katabolisme adalah energi yang dihasilkan ketika tubuh mencerna molekul kompleks menjadi lebih sederhana.
Jenis-Jenis Katabolisme
Berikut ini macam-macam jenis katabolisme, diantaranya yaitu:
Katabolisme Kabohidrat
Pengertian katabolisme kabohidrat adalah proses pemecahan molekul-molekul karbohidrat ketika terjadi pencernaan makanan. Saat pencernaan kabohidrat, molekul karbohidrat kompleks (polisakarida) akan diuraikan menjadi molekul karbohidrat sederhana (monosakarida). Proses pencernaan tersebut berlangsung secara enzimatis atau dibantu oleh enzim.
Pada saat perombakan karbohidrat ini akan dihasilkan energi. Energi tersebut akan digunakan untuk berbagai keperluan hidup sel seperti untuk bergerak, pembelahan, transportasi zat juga penyusunan molekul organik yang besar.
Katabolisme bisa terjadi melalui respirasi selular, yaitu proses menghasilkan ATP dengan menggunakan oksigen akhir akseptor elektronnya. Berdasarkan keterlibatan oksigen dalam prosesnya, ada dua jenis respirasi seluler yaitu:
Respirasi aerob, yaitu respirasi yang membutuhkan oksigen (02) dan melepaskan karbondioksida (CO2) yang akan menghasilkan glukosa.
Respirasi anaerob (fermentasi), yaitu respirasi yang tidak memerlukan oksigen bebas untuk membentuk glukosa dan energi.
Respirasi Aerob
Respirasi adalah peristiwa oksidasi biologis yang menggunakan oksigen sebagai akseptor (penerima) elektron terakhirnya. Dalam proses ini, oksigen direduksi menjadi air (H2O). Mula-mula, elektron dan hidrogen yang bebas ditangkap oleh NAD (nicotinamide adenine dinucleotide), yaitu suatu substansi yang berasal dari vitamin niasin menjadi NADH2, kemudian atom hidrogen dan elektron diberikan pada oksigen melalui sistem transpor elektron sehingga menghasilkan NAD dan H2O kembali
Tahapan Respirasi Aerob
Berikut ini uraian tahap-tahap proses respirasi aerob yang dilalui oleh molekul glukosa di dalam sel secara sempurna:
Glikolisis
Glikolisis adalah peristiwa penguraian glukosa (suatu senyawa kimia dengan 6 atom karbon) menjadi 2 asam piruvat (suatu senyawa dengan 3 atom karbon). Reaksi glikolisis terjadi dalam sitoplasma sel (sitosol).
Baca Juga : Pengertian Metabolisme
Pembentukan Asetil Koenzim A
Molekul piruvat yang terbentuk pada glikolisis memasuki mitokondria dan diubah menjadi asetil koenzim A (asetil KoA). Dalam reaksi yang kompleks, piruvat mengalami dekarboksilasi oksidatif. Pertama, gugus karboksil dilepaskan sebagai karbon dioksida yang selanjutnya berdifusi ke luar sel. Kemudian, dua karbon yang tersisa dioksidasi dan hidrogen, yang dilepaskan dalam proses oksidasi, diterima oleh NAD+. Akhirnya, oksidasi dua gugus karbon, yaitu gugus asetil, melekat pada gugus sulfidril koenzim A (KoA-SH) untuk membentuk asetil koenzim A. Koenzim A dibentuk di dalam sel dari salah satu vitamin B, yaitu asam pantotenat. Reaksi pembentukan asetil KoA dikatalisis oleh suatu kompleks multienzim yang mengandung beberapa salinan dari tiap tiga enzim yang berbeda.
Siklus Krebs
Siklus krebs atau siklus asam sitrat atau siklus asam trikarboksilat ditemukan oleh Sir Hans Krebs (1937). Pada kondisi aerob, glukosa yang telah diubah menjadi asam piruvat melalui glikolisis akan dioksidasi secara sempurna menjadi air dan karbon dioksida melalui siklus asam sitrat. Reaksi siklus asam sitrat terjadi di dalam matriks mitokondria. Sebelum memasuki siklus asam sitrat, asam piruvat (3 atom karbon) harus dioksidasi terlebih dahulu menjadi asetil koenzim A atau asetil KoA (2 atom karbon). Siklus krebs terjadi di dalam mitokondria dan dikatalisis oleh enzim piruvat dehidrogenase.
Transpor Elektron (Fosforilasi Oksidatif)
Transpor elektron adalah tahap akhir dari respirasi sel. Transpor elektron terjadi pada membran sebelah dalam mitokondria. Pada reaksi transpor elektron ini, aliran elektron dari senyawa organik menuju oksigen akan menghasilkan energi untuk membuat ATP dari ADP dan fosfat.
Fermentasi (Respirasi Anaerob)
Fermentasi adalah proses penguraian senyawa organik untuk mendapatkan energi tanpa menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron terakhirnya. Ada berbagai macam jenis fermentasi berdasarkan hasil akhir substratnya, misalnya fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat.
Fermentasi Alkohol
Proses fermentasi alkohol berlangsung dalam kondisi anaerob sehingga asam piruvat yang terbentuk pada akhir glikolisis tidak berubah menjadi asetil koenzim A. Asam piruvat akan mengalami dekarboksilasi menjadiasetaldehid dengan dikatalis oleh enzim piruvat dehidrogenase. asetaldehid kemudian mengalami reduksi menjadi alkohol dengan bantuan enzim alkohol dehidrogenase.
Baca Juga : Pengertian Silkus Krebs
Fermentasi Asam Laktat
Dalam proses fermentasi asam laktat, asam piruvat tidak diubah menjadi asetil KoA untuk diteruskan ke siklus krebs, tetapi menjadi asam laktat. Proses perubahan asam piruvat menjadi asam laktat dikatalis oleh enzim laktat dehidrogenase.
Katabolisme Lemak dan Katabolisme Protein
Selain karbohidrat, lemak dan protein juga dapat dirombak untuk mendapatkan energi. Energi yang dihasilkan katabolisme protein lebih sedikit dibandingkan melalui katabolisme karbohidrat, sedangkan katabolisme lemak menghasilkan energi dua kali lebih banyak perunit massa.
Lemak menjadi salah satu sumber energi bagi tubuh, bahkan kandungan energinya paling tinggi diantara sumber energi lain, yaitu sebesar 9 kkal/gram. Perombakan lemak dimulai ketika lemak berada didalam sistem pencernaan makanan. Lemak akan dirombak menjadi asam lemak dan gliserol. Gliserol tersebut merupakan suatu senyawa yang mempunyai 3 atom C adalah hasil pemecahan lemak kemudian diubah menjadi gliseraldehid 3-fosfat, selanjutnya gliseraldehid 3-fosfat mengikuti jalur glikolisis akan menjadi piruvat. Asam lemak sendiri akan pecah menjadi molekul-molekul yang mempunyai 2 atom C, selanjutnya akan diubah lagi menjadi asetil koenzim A.
Dengan demikian, satu molekul glukosa akan menghasilkan 2 asetil koenzim A dan 1 molekul lemak yang memiliki C sejumlah 18 dapat menghasilkan 10 asetil koenzim A, sehingga diketahui bahwa selama dalam proses katabolisme, energi yang dihasilkan lemak jauh lebih besar dibandingkan dengan energi yang dihasilkan karbohidrat. Perlu diingat bahwa 1 gram karbohidrat dapat menghasilkan energi sebesar 4,1 kalori, sedangkan 1 gram lemak bisa menghasilkan energi sebesar 9 kalori.
Sedangkan, protein adalah biomolekul yang tersusun daru asam-asam amino. Meski protein bukan sumber energi utama bagi tubuh, oksidasi asam amino bisa memberikan sekitar 10% dari total energi yang diperlukan tubuh. Didalam sistem pecernaan makanan, protein dapat dirombak oleh enzim protease menjadi peptida yang lebih sederhana, yaitu asam amino . Kemudian, asam amino tersebut mengalami deaminasi, yaitu pemutusan gugus amino dari asam amino.
Hubungan Katabolisme Karbohidrat dengan Lemak
Lemak merupakan sumber energi dalam tubuh sebab lemak mengandung banyak atom hidrogen. Akan tetapi untuk memanfaatkan lemak menjadi energi, lemak harus di rombak menjadi molekul yang lebih sederhana. Hidrolisis lemak adalah tahapan pemecahan lemak menjadi gliserol dan asam lemak dan dalam bentuk tersebut lemak baru bisa digunakan sebagai energi. Gliserol bisa masuk proses glikolisis dalam bentuk gliseraldehid 3 forsfat (G3P) sehingga produksi asam piruvat akan bertambah, Asam lemak juga bisa masuk ke dalam siklus Krebs setelah mengalami beta-oksidasi menjadi Asetil Ko-A. Dengan begitu sumber bahan siklus Krebs bertambah dan ATP untuk digunakan sebagai energi semakin banyak.
Baca Juga : Proses Fotosintesis
Hubungan Katabolisme Karbohidrat dengan Protein
Protein dalam tubuh tersusun dari molekul kompleks sehingga tak bisa digunakan sebagai energi. Untuk itu, protein harus dicerna menjadi asam amino terlebih dahulu. Dengan bantuan enzim, asam amino bisa masuk ke proses glikolisis sehingga meningkatkan produksi asam piruvat yang kemudian menuju siklus krebs. Sedangkan, asam amino yang tak masuk ke dalam siklus krebs akan mengalami deaminasi dan membentuk NH3. NH3 yang tidak terserap dalam tubuh akan dikeluarkan dalam bentuk urin.
Contoh Katabolisme
Berikut ini beberapa contoh katabolisme, diantaranya:
- Respirasi aerob
- Respirasi anaerob (fermentasi)
- Pencernaan karbohidrat dari nasi yang masuk ke dalam tubuh, karbohidrat akan diubah menjadi disakarida dan dipecah lagi menjadi monosakarida (glukosa). Glukosa merupakan bagian terkecil dari hasil katabolisme karbohidrat yang akan diserap tubuh masuk ke dalam aliran darah.
- Olahraga fisik aerobik yang bermanfaat membakar kalori dan lemak.
Perbedaan Katabolisme dan Anabolisme
Adapun perbedaan anabolisme dan katabolisme (Wiradikusumah, 1985), diantaranya:
- Anabolisme adalah proses sintesis molekul kimia kecil menjadi molekul yang lebih besar, sedangkan katabolisme adalah proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil.
- Anabolisme membutuhkan energi, sedangkan katabolisme melepaskan energi.
- Anabolisme berupa reaksi reduksi, sedangkan katabolisme berupa reaksi oksidasi.
- Hasil akhir anabolisme seringkali disebut sebagai senyawa pemula katabolisme.
Baca Juga : Fungsi Ribosom
Demikian artikel pembahasan tentang pengertian katabolisme, jenis, proses, contoh, perbedaan katabolisme dan anabolisme secara lengkap. Semoga bermanfaat