Hubungan antara Katabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein

Hubungan antara Katabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein – Pada tahap metabolisme yang terjadi pada makhluk hidup selalu menggunakan komponen-komponen substrat tertentu. Dari komponen zat tersebut memiliki keterkaitan antara satu terhadap lainnya sehingga dapat diasumsikan saling berhubungan. Berikut penjelasan tentang hubungan komponen zat tersebut dalam katabolisme.

A.  Hubungan antara Katabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein

Glukosa merupakan bahan baku utama dalam respirasi sel. Akan tetapi, molekul glukosa umumnya tidak dapat diperoleh dari makanan secara langsung. Biasanya pada makanan terdapat lemak, protein, dan karbohidrat berupa disakarida dan polisakarida. Semua molekul tersebut dapat diperoleh jika seseorang mengonsumsi makanan, misalnya kacang atau jagung.

Pada gambar di bawah ini dijelaskan bagaimana sel menggunakan ketiga molekul utama pada makanan untuk menghasilkan ATP. Sel dapat mengubah karbohidrat melalui proses glikolisis. Enzim di dalam sistem percernaan dapat menghidrolisis zat tepung (pati) menjadi glukosa. Glukosa tersebut akan dicerna melalui proses glikolisis dan daur asam sitrat.

Protein dapat digunakan sebagai energi, tetapi harus dicerna terlebih dahulu menjadi asam amino. Enzim akan mengubah asam amino menjadi asam piruvat, asetil-KoA, atau masuk ke dalam daur asam sitrat bergantung pada jenis asam aminonya. Pembentukan NH3 dari jalur protein disebabkan oleh proses deaminasi asam amino. Gugus amino dibuang dalam bentuk senyawa nitrogen, seperti NH3 dan urea. Setiap satu gram protein menghasilkan 4 kkal energi.

Lemak merupakan sumber energi utama karena mengandung banyak atom hidrogen. Sel akan menghidrolisis lemak menjadi gliserol dan asam lemak. Kemudian, gliserol diubah menjadi gliseraldehid–3–fosfat (G3P) dalam proses glikolisis. Adapun asam amino akan dipecah menjadi dua bagian karbon yang akan masuk ke daur asam sitrat sebagai asetil–KoA. Lemak menghasilkan energi ATP dua kali lebih banyak daripada karbohidrat pada jumlah berat yang sama. Oleh karena itu, makhluk hidup terutama hewan menyimpan makanan cadangan dalam bentuk lemak tubuh (Campbell, et al, 2006: 102). Setiap satu gram lemak dapat menghasilkan 9 kkal energi.

Beberapa senyawa yang dibentuk pada proses respirasi sel dapat digunakan untuk membentuk senyawa lain, seperti asam lemak dan gliserol. Asam lemak dan gliserol memiliki keterkaitan dengan sistem respirasi karena dapat digunakan sebagai sumber energi. Begitu pula protein yang diserap tubuh, dapat juga digunakan untuk daur Krebs.

1. Pembentukan gliserol

Gliserol dapat dibentuk dari senyawa antara fosfogliseraldehid pada glikolisis.

2. Pembentukan asam lemak

Asam lemak disintesis dari senyawa antara asetil-KoA, yakni hasil dari reaksi dekarboksilasi oksidatif asam piruvat.

3. Pembentukan protein

Protein dalam tubuh diperlukan sebagai pembangun sel (memperbaiki sel-sel yang rusak). Protein bagi tubuh dapat dipenuhi oleh sintesis dalam tubuh atau diambil dari sumber makanan. Protein yang terbentuk dari asam amino non-esensial dapat dibentuk oleh tubuh melalui sintesis protein, sedangkan protein yang terbentuk dari asam amino esensial tidak dapat dibentuk tubuh dan harus didapat dari makanan.