Metabolisme

Metabolisme yaitu proses-proses fisik dan kimia yang terjadi di dalam cell-cell badan dan yang mempertahankan kehidupan.

Metabolisme terdiri anabolisme (fase konstruktif) dan catabolisme (fase destruktif, dimana materi-materi kompleks diurai).

Pengubahan gizi-gizi macro, karbohidrat, lemak dan protein di dalam masakan menjadi energi, dan proses-proses fisiologis lain itu yaitu bab dari proses metabolic.

ATP (adinosene triphosphate) yaitu bentuk utama dari energi yang dipakai untuk metabolisme cellular.

Metabolisme Karbohidrat

Karbohidrat itu terdiri dari atom-atom karbon, hidrogen, dan oksigen yang dikelompokkan sebagai mono-, di-, dan poly-saccharides, tergantung pada jumlah unit-unit gula yang dikandungnya.

Monosaccharides—glucose, galactose, dan fructose—yang di sanggup dari pencernaan masakan yang ditransport dari mucosa usus melalui pembuluh darah ke liver.

Mereka mungkin dimanfaatkan secara pribadi untuk menjadi energi oleh semua jaringan; disimpan sementara sebagai glycogen di dalam liver dan otot; atau diubah menjadi lemak, asam-asam amino, dan zat-zat biologis lainnya.

Metabolisme karbohidrat memainkan suatu tugas penting di kedua jenis diabetes melitus. Masuknya glucose ke dalam sebagian besar jaringan—termasuk jantung, otot, dan jaringan adipose—itu tergantung pada kehadiran hormon insulin.

Insulin mengontrol pengambilan dan metabolisme glucose di dalam cell-cell ini, dan memainkan suatu tugas utama di dalam pengaturan konsentrasi glucose darah.

Reaksi-reaksi metabolisme karbohidrat tidak bisa terjadi tanpa kehadiran vitamin-vitamin B, yang berfungsi sebagai coenzim. Fosfor, magnesium, zat besi, copper, manganese, zinc, dan chromium itu juga diharapkan sebagai cofaktor.

Metabolisme karbohidrat dimulai dengan glycolysis, yang melepaskan energi dari glucose dan glycogen untuk membentuk dua molekul pyruvate, yang memasuki siklus Krebs (atau siklus citric acid), suatu proses yang membutuhkan oksigen, dimana mereka akan teroksidasi secara komplit.

Sebelum siklus Krebs bisa dimulai, pyruvate melepaskan suatu kelompok carbon dioksida untuk membentuk acetyl coenzyme A (acetyl-CoA). Reaksi ini tidak bisa diubah dan mempunyai dampak-dampak metabolic yang penting. Pengubahan pyruvate to acetyl-CoA membutuhkan vitamin-vitamin B.

Hidrogen di dalam karbohidrat itu dibawa ke electron transport chain, dimana energi di simpan di dalam molekul-molekul ATP. Metabolisme satu molekul glucose akan menghasilkan 31 molekul ATP. Energi dilepaskan dari ATP melalui hydrolysis (suatu reaksi kimia dengan air) kemudian bisa dipakai untuk fungsi biologis.

Hanya beberapa cell, contohnya cell-cell liver dan ginjal, yang bisa memproduksi glucose nya sendiri dari asam-asam amino, dan hanya cell-cell liver dan otot yang bisa menyimpan glucose dalam bentuk glycogen. Cell-cell badan lainnya harus mengambil glucose dari jalan masuk darah.

Glycogenesis yaitu pengubahan glucose yang berlebihan menjadi glycogen. Glycogenolysis yaitu pengubahan glycogen menjadi glucose (yang bisa terjadi beberapa jam sesudah makan) di dalam liver atau, dalam ketiadaan glucose-6-phosphate di dalam otot, menjadi lactate.

Gluco-neogenesis yaitu pembentukan glucose dari sumber-sumber non-karbohidrat, contohnya asam-asam amino tertentu dan fraksi glycerol dari lemak dikala asupan karbohidrat itu terbatas. Liver yaitu daerah utama untuk gluconeogenesis, kecuali selama masa kelaparan, dikala ginjal menjadi penting dalam proses ini.

Gangguan-gangguan metabolisme karbohidrat itu antara lain diabetes mellitus, lactose intolerance, dan galactosemia.

Metabolisme Protein

Protein mengandung atom-atom karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, dan terkadang atom-atom lain. Mereka membentuk unsur-unsur struktur cellular, merupakan katalis-katalis biokimia, dan pengatur-pengatur verbal gen yang penting.

Nitrogen itu essensial untuk pembentukan 20 macam asam amino, yaitu bahan-bahan dasar dari semua cell tubuh. Asam-asam amino itu dicirikan oleh kehadiran suatu kelompok carboxyl terminal dan suatu kelompok amino di dalam posisi alpha, dan mereka terhubung oleh peptide pengikat.

Pencernaan mengurai protein menjadi asam amino. Jika asam amino itu melebihi kebutuhan biologis tubuh, mereka di metabolisasi menjadi glycogen atau lemak dan sesudah itu dipakai untuk metabolisme energi.

Jika asam-asam amino itu akan dipakai untuk energi, kerangka-kerangka karbon mereka diubah menjadi acetyl CoA, yang memasuki siklus Krebs untuk oksidasi, sehingga menghasilkan ATP. Produk selesai dari catabolisme protein antara lain karbon dioksida, air, ATP, urea dan ammonia.

Vitamin B6 itu terlibat di dalam metabolisme (terutama catabolisme) dari asam-asam amino, sebagai suatu cofaktor dalam reaksi-reaksi transaminasi yang mengirimkan nitrogen dari satu keto acid ke keto acid lain. Ini yaitu tahap terakhir dalam sintesa asam-asam amino non-essensial dan langkah pertama dalam catabolisme asam amino.

Transaminasi mengubah asam-asam amino menjadi L-glutamate, melalui deaminasi oksidatif untuk membentuk ammonia, yang dipakai untuk sintesa urea. Urea itu dikirimkan melalui darah ke ginjal dan dikeluarkan di dalam urine.

Siklus glucose-alanine itu yaitu jalur utama di mana kelompok-kelompok amino dari asam-asam amino otot itu dikirim ke liver untuk diubah menjadi glucose. Liver itu yaitu daerah utama dari catabolisme untuk semua asam amino essensial, kecuali asam-asam amino branched-chain, yang utamanya dicatabolisasi oleh otot dan ginjal.

Level-level plasma asam amino itu dipengaruhi oleh asupan karbohidrat melalui agresi insulin, yang menurunkan level-level plasma asam-asam amino (terutama asam amino branched-chain) dengan cara memacu pemasukan mereka ke dalam otot.

Protein-protein badan itu diurai dikala supply asupan energi itu tidak mencukupi selama masa sakit atau kelaparan yang panjang. Protein-protein di dalam liver itu dimanfaatkan dalam preferensi untuk jaringan-jaringan lain contohnya otak. Jalur gluconeogenesis itu hanya ada di dalam cell-cell liver dan cell-cell ginjal tertentu.

Gangguan-gangguan metabolisme asam-amino itu antara lain phe-nylketonuria, albinism, alkaptonuria, type 1 tyrosi-naemia, nonketotic hyperglycinaemia, histidinaemia, homocystinuria, dan maple syrup urine disease.

Metabolisme Lemak (Lipid)

Lemak itu sebagian besar terdiri dari atom-atom karbon dan hidrogen, beberapa oksigen, dan terkadang atom-atom lain. Tiga bentuk utama dari lemak yang ditemukan di dalam masakan itu yaitu glycerides, phospholipids, dan sterols (kolesterol secara prinsip).

Lemak menyediakan 9 kilo kalori per gram (kcal/g), dibanding 4 kcal/g untuk karbohidrat dan protein. Triacylglycerol, entah dalam bentuk chylomicrons atau lipoproteins lain, itu tidak diambil pribadi oleh jaringan, tapi harus di hidrolisasi diluar cell menjadi asam-asam lemak dan glycerol, yang kemudian bisa memasuki cell.

Asam-asam lemak itu berasal dari diet, adipocytes (cell-cell lemak), karbohidrat, dan beberapa asam amino. Setelah dicerna, sebagian besar lemak itu dibawa di dalam jalan masuk darah sebagai chylomicrons. Jalur utama dari metabolisme lemak yaitu lipolysis, betaoxidation, ketosis, dan lipogenesis.

Lipolysis (penguraian lemak) dan beta-oxidation terjadi di dalam mitochondria. Ini yaitu suatu proses kritis dimana dua karbon itu dibuang dari asam lemak per siklus dalam bentuk acetyl CoA, yang dilanjutkan melalui siklus Krebs untuk memproduksi ATP, CO2, dan air.

Ketosis terjadi dikala tingkat pembentukan ketones oleh liver itu lebih besar dibanding kemampuan jaringan untuk mengoksidasinya. Itu terjadi selama masa kelaparan panjang dan dikala sejumlah besar lemak di makan dalam ketiadaan karbohidrat.

Metabolisme Kolesterol

Kolesterol itu di sanggup entah dari diet atau mensintesanya di dalam banyak sekali jaringan, termasuk liver, adrenal cortex, kulit, usus, testis, dan aorta. Asupan kolesterol yang tinggi menekan pensintesaan di dalam liver tapi tidak di jaringan-jaringan lain.

Karbohidrat itu dikonversi menjadi triglyceride dengan memanfaatkan glycerol phosphate dan acetyl CoA yang di sanggup dari glycolysis. Asam-asam amino ketogenic, yang di metabolisasi menjadi acetyl CoA, mungkin dipakai untuk mensintesa triglycerides.

Asam-asam lemak tidak bisa benar-benar mencegah penguraian protein, alasannya yaitu hanya bab glycerol saja dari triglycerides yang bisa berkontribusi pada gluconeogenesis. Glycerol itu hanya 5% dari karbon triglyceride.

Sebagian besar dari jaringan utama (otot, liver, ginjal) itu bisa mengubah glucose, asam-asam lemak, dan asam-asam amino menjadi acetyl-CoA. Namun, otak dan jaringan syaraf—dalam kondisi makan dan di dalam tahap-tahap awal kelaparan—bergantung hampir secara ekslusif pada glucose.

Tidak semua jaringan mendapat sebagian besar dari kebutuhan-kebutuhan ATP nya dari siklus Krebs. Cell-cell darah merah, jaringan mata, dan medulla ginjal mendapat sebagian besar energinya dari pengubahan anaerobic terhadap glucose untuk menjadi lactate.