Keterkaitan antara Metabolisme Karbohidrat dengan Metabolisme Lemak dan Protein

Seperti halnya karbohidrat, lemak merupakan
substrat penting dalam proses respirasi. Lemak disintesis dari karbohidrat atau
protein melalui asetil koenzim A dan gliserol yang berasal dari fosfogliseraldehid ( PGAL ), di mana
PGAL merupakan senyawa antara dalam tahap glikolisis dan daur krebs.
Secara  kimiawi, lemak tersusun dari
penggabungan suatu asam lemak dengan
gliserol. Agar dapat digunakan
sebagai substrat respirasi ( reaksi katabolitik ) lemak terlebih dahulu
dibongkar menjadi asam lemak dan gliserol. Kemudian gliserol diubah menjadi dihidroksiaseton fosfat, untuk
selanjutnya diubah menjadi

fosfogliseraldehida
yang merupakan zat antara pada tahap glikolisis dan daur krebs.Sementara itu
asam lemak diubah menjadi molekul asetil
ko A dan masuk ke jalur respirasi.

            Berbeda
dengan lemak, protein merupakan molekul yang pembentukannya melibatkan DNA, RNA
dan ribosom. Protein di dalam sel tersusun dari asam amino. Beberapa asam amino dapat diubah menjadi glukosa  ( alanin, serin, glisin, sistein, metionin
dan triptofan ). Dan beberapa asam amino lainnya seperti :  fenilalanin, tirosin, leusin, isoleusin dan
lisin dapat diubah menjadi asam lemak. Dalam reaksi katabolitik, protein dipecah
menjadi asam amino. Asam amino ini dapat masuk ke jalur respirasi  melalui cara transaminasi ( pemindahan gugus amin-NH₂ ) maupun deaminasi ( pembuangan gugus amin ).
Asam amino seperti  alanin, serin,
glisin, sistein diubah menjadi asam piruvat dan masuk ke dalam mitokondria
untuk dimanfaatkan dalam respirasi. Sedangkan asam amino seperti fenilalanin, tirosin,
leusin, isoleusin dan lisin diubah menjadi asetil ko A untuk selanjutnya
mengikuti jalur respirasi.

            Dalam
proses repirasi, karbohidrat merupakan molekul pertama yang menjadi substrat
respirasi, Jika karbohidrat habis maka baru lemak yang akan dioksidasi. Jika
karbohidrat dan lemak sudah tidak ada lagi maka protein akan dibongkar menjadi
asam amino untuk dioksidasi.

Dari ketiga substrat
respirasi tersebut, karbohidrat merupakan substrat respirasi yang utama. Jumlah
energi yang dihasilkan oleh setiap gram protein setara dengan jumlah energi
yang dihasilkan oleh setiap gram karbohidrat, yaitu + 4,1 kkal.
Sementara, setiap gram lemak bila dioksidasi akan menghasilkan 2 kali lipat
dari jumlah energi yang dihasilkan oleh karbohidrat dan protein setiap gramnya
yaitu + 9,3 kkal. 1 Molekul lemak + 2H₂O à 2 C₆H₁₂O₆ (
glukosa ). Perbandingan C : H : O molekul lemak ( misalnya : tristerin ) adalah
57 : 110 : 6. Pada molekul karbohidrat perbandingan C : H : O adalah 6 : 12 : 6
. Itulah sebabnya energi yang digunakan dalam oksidasi lemak jauh lebih banyak.
Rantai asam lemak yang banyak mengandung gugus –CH₂  merupakan bentuk penyimpanan yang ideal untuk
surplus energi metabolic. Zat ini dalam bentuk sangat tereduksi, sehingga
energi yang dihasilkan juga besar. Di sisi lain, lemak disimpan dalam bentuk
paling pekat dan sedikit mengandung air, di mana energi potensial dapat
disimpan. Sementara itu, pada oksidasi protein di dalam tubuh produk akhir
katabolismenya adalah urea dan senyawa nitrogen lainnya, ditambah CO₂
dan H₂O. Itulah sebabnya nilai kalori protein dalam tubuh hanya +
4,1kkal / gram.

Catatan : setiap penggunaan per liter O₂
untuk katabolisme, akan membebaskan energi sebesar 4,82 kalori ( 4,82 kkal ).

Sumber pustaka :

1. D.A.Pratiwi dkk,
Biologi SMA kelas XII, Erlangga, Jakarta, 2006

2. John W Kimball,
Biologi jilid 1 ,Erlangga, Jakarta,
1999.

Keanekaragaman Hayati dalam ALQUR'AN

Keanekaragaman hayati ( biodiversity ) menunjukkan totalitas
mahkluk hidup yang menghuni bumi baik yang ada di daratan maupun yang ada di
perairan ( air tawar dan air laut ). Meliputi semua mahkluk hidup dari dunia Arcaheobacteria,
Eubacteria, Protista, Fungi, Plantae dan Animalia.

Adanya keanekaragaman mahkluk hidup di bumi  dijelaskan oleh Allah SWT dalam Al Qur’an  diberbagai surah-surah nya.

 Beberapa di antaranya disebutkan dalam surah

Al-An’am ayat
141 :

“ Dan Dialah yang menjadikan tanaman-tanaman yang merambat dan yang
tidak merambat, pohon kurma, tanaman yang beranekaragam rasanya, zaitun dan
delima yang serupa ( bentuk dan warnanya ) dan tidak serupa rasanya. Makanlah
buahnya apabila ia berbuah dan berikanlah haknya ( zakatnya ) pada waktu
memetik hasilnya, tapi janganlah berlebih-lebihan. Sesungguhnya Allah tidak
menyukai orang-orang yeng berlebih-lebihan”.

Ayat di atas menjelaskan keanekaragaman hayati dunia plantae
. Ada beberapa
jenis tanaman yang merambat seperti : ubi jalar, rotan, kangkung, tali putri,
mentimun, labu dan lain sebagainya.

Tanaman yang beranekaragam rasanya , ada yang berasa pahit,
asam, pedas, manis.

Sementara itu, keanekaragaman dunia hewan, salah satunya
dijelaskan dalam surah Al-An’am ayat 142 :

” dan di antara hewan-hewan itu ada yang dijadikan pengangkut beban,
ada yang untuk disembelih, Makanlah rezeki yang diberikan Allah padamu, dan
janganlah kamu mengikuti langkah-langkah setan. Sesungguhnya setan itu musuh
yang nyata bagimu”.

Dari kedua ayat tersebut di atas, Allah bermaksud menjelaskan
kepada manusia ( semua manusia baik yang beriman maupun yang kafir ) bahwa
adanya ( diciptakanNya ) keanekaragaman mahkluk hidup di bumi ini agar dikelola
oleh manusia baik dari segi pemanfaatannya ( dimakan, pengangkut beban ,
disembelih ) serta usaha pelestariannya …….tapi
janganlah berlebih-lebihan……….dan Allah mengajarkan bagaimana agar manusia harus
selalu ingat untuk bersyukur kepada Allah dengan cara memberikan haknya (
zakatnya ) karena Allah. Sehingga Allah akan menjaga manusia dari mengikuti
langkah-langkah setan. Sebab setan akan selalu berusaha menggoda manusia agar
manusia selalu berlebih-lebihan dalam “memanfaatkan” apa yang diberikan Allah
padanya.

Senyawa-senyawa Penyusun Sel

Salah satu teori sel menyatakan bahwa sel merupakan unit structural makhluk hidup, itu berarti bahwa semua yang bernama mahkluk hidup tubuhnya terbangun atas sel-sel.

Pertanyaan selanjutnya akan muncul. Lalu sel sendiri terbangun oleh apa ?

Berdasarkan hasil riset yang dilakukan oleh para pakar sel, diketahui bahwa sebuah sel hidup terbangun atas senyawa-senyawa kimia yang “berkolaborasi” membentuk sebuah bangunan yang bernama sel.

Lalu, senyawa-senyawa kimia apa saja yang membangun sebuah sel itu ?

Pada intinya, sebuah sel tersusun atas 2 komponen kimia, yaitu : senyawa organic dan senyawa organic.

Senyawa an organic yang menyusun sel antara lain :

1. Air ( H₂O ), yang mempunyai peranan antara lain : sebagai media berlsngsungnya reaksi-reaksi kimia dalam sel, sebagai pelaruu unsure dan senyawa kimia lainnya, berperan sebagai transport zat.
2. Garam-garam mineral, yang sebagian besar terdapat dalam bentuk ion positif ( anion ) ataupun ion negative ( kation ). Dalam protoplasma terdapat berbagai macam garam, asam, maupun basa yang dapat mengalami ionisasi. Beberapa contoh garam mineral yang menyusun sel antara lain : NaCL, MgCl, NaHCO₃, CaSO4 dan lain sebagainya.
3. Gas, yang meliputi senyawa-senyawa kimia berbentuk gas seperti : O2, CO₂

Senyawa Organik yang menyusun sel antara lain :

1. Karbohidrat, yang tersusun atas unsure utama C ( karbon ) , H ( hydrogen ) dan O ( oksigen ). Peran utama dari komponen ini adalah sebagai sumber energi utama bagi sel. Beberapa jenis karbohidrat yang biasa terdapat di dalam sel antara lain : a. monosakarida ( karbohidrat paling sederhana, tidak dapat dihidrolisis ) seperti : glukosa, fruktosa dan galaktosa disakarida b. Disakarida, yang mengandung 2 unit sakarida yang dapat dihidrolisis menjadi monosakarida. Contoh : disakarida dari jenis sukrosa yang dapar terhidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa, maltosa yang dapat terhidrolisis menjadi 2 glukosa.  c. Polisakarida, yang terdiri atas unit-unit monosakarida. Beberapa jenis polisakarida yang terdapat dalam sel antara lain : amilum dan seluloda yang umumnya terdapat dalam sel tumbuhan, glikogen yang umumnya terdapar dalam sel hewan.
2. Protein, yang tersusun atas unsure utama utama C ( karbon ) , H ( hydrogen ) , O ( oksigen ) dan N ( nitrogen ) ditambah S ( sulfur ) dan P ( Phosphor ) sebagai unsure tambahan. Senyawa yang satu ini merupakan unsure organic terbesar yang menyusun sebuah sel. Protein sendiri di dalam sel berperan dalam : membentuk organel-organel sel, membentuk selaput / membrane plasma bersa,a lemak dan karbohidrat,  membangun jaringan tubuh dan regenerasi sel, sebagai komponen pembentuk enzim, hormone maupun antibody. Beberapa protein yang terdaapt di dalam sel antara lain : a). protein sederhana seperti : albumin, globulin b). protein kompleks seperti : lipoprotein, nucleoprotein, c). asam nukleat , yang terutama menyusun molekul DNA / RNA di dalam sel d). Hormon, yang berperan dalam pengendalian aktivitas fisiologis dan e). enzim yang berperan sebagai biokatalisator.
3. Lemak ( biasa juga disebut lipida ), yang tersusun atas unsure C ( karbon ) , H ( hydrogen ) , O ( oksigen ). Peran utama lemak dalam sel adalah pembentuk membrane sel bersama protein, mengatur sirkulasi lemak yang lain, dan sumber cadangan energi bagi sel. Dalam metabolismenya, lemak terbentuk dari asam lemak dan gliserol.

Begitulah komponen kimiawi sebuah sel baik yang dimiliki oleh hewan maupun tumbuhan dan juga kemungkinan sel-sel hidup lainnya.

Di rangkum dari berbagai sumber.