Pengertian Katabolisme Adalah Beserta Tahapan Lengkapnya

Dalam suatu reaksi penguraian senyawa terdapat istilah metabolisme, anabolisme dan katabolisme. Nah, pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang pengertian katabolisme disertai tahapan secara lengkapnya. Katabolisme adalah suatu reaksi penguraian senyawa yang terjadi secara kompleks menjadi pecahan senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim.

Proses katabolisme berbeda dengan anabolisme yang memerlukan energi. Proses katabolisme ini justru akan menghasilkan suatu energi dalam bentuk ATP yang juga biasa digunakan organisme untuk melakukan berbagai aktivitasnya. Informasi selengkapnya tentang katabolisme bisa Anda simak dalam uraian berikut ini!

Penjelasan Detail Pengertian Katabolisme Adalah

katabolisme adalah

Seperti yang sudah dijelaskan di awal pembahasan bahwa katabolisme adalah suatu reaksi penguraian senyawa yang terjadi secara kompleks menjadi pecahan senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan enzim.

Dari pengertian katabolisme diatas, salah satu contoh dari reaksi katabolisme yang terjadi didalam tubuh adalah nasi yang kita makan sehari – hari. Nasi mengandung karbohidrat dan kandungan karbohidrat didalam nasi diubah menjadi energi dalam bentuk ATP melalui suatu reaksi katabolisme. Akan tetapi Anda juga harus tahu bahwa proses pembuatan sumber energi tidaklah sederhana.

Katabolisme tentu terjadi bukan tanpa sebab karena ada fungsi dari katabolisme yang terjadi. Katabolisme hadir di tengah – tengah kita dengan dua fungsi. Fungsi yang pertama katabolisme adalah menyediakan bahan baku untuk melakukan proses sintesis molekul yang lain. Kemudian fungsi katabolisme yang kedua yaitu menyediakan energy kimia yang dibutuhkan dalam melakukan berbagai aktivitas sel.

Reaksi yang umum terjadi adalah reaksi oksidasi dimana energy yang dilepaskan oleh suatu reaksi katabolisme akan disimpan dalam bentuk fosfat utamanya dalam bentuk ATP dan elektron berenergi tinggi NADH2 dan juga FADH2 (flavin adenine dinukleotida H2)

Pembagian Katabolisme

Ada beberapa pembagian dari katabolisme diantaranya katabolisme dibagi ke dalam beberapa bahasan yang meliputi :

Katabolisme karbohidrat

katabolisme adalah

Katabolisme atau pemecahan molekul – molekul karbohidrat dimulai ketika terjadi pencernaan makanan didalam tubuh makhluk hidup. Di waktu yang sedemikian itu, molekul – molekul karbohidrat didalam tubuh secara jauh lebih kompleks (polisakarida) akan diuraikan menjadi molekul – molekul karbohidrat secara lebih sederhana (monosakarida). Proses ini merupakan proses yang saling terkait dan terhubung satu dengan yang lain dimana keberlangsungannya secara terus menerus dan dalma konsep yang enzimatis.

Pada peristiwa perombakan karbohidrat akan dihasilkan sebuah energy. Energi yang selanjutnya akan digunakan untuk berbagai keperluan hidup sel, seperti halnya gerak, pembelahan, transportasi zat dan juga penyusunan molekul – molekul organic yang lebih besar. Reaksi katabolisme karbohidrat yang akan diuraikan dalam bab ini meliputi respirasi dan juga fermentasi.

Respirasi sendiri merupakan suatu peristiwa oksidasi biologis yang akan menggunakan oksigen sebagai akseptor (penerima) electron terakhirnya. Didalam proses respirasi untuk katabolisme karbohidrat, oksigen direduksi menjadi air (H2O). Elektron dan hydrogen yang bebas mula – mula ditangkap oleh NAD (Nicotinamide adenine dinucleotide yaitu suatu substansi yang berasal dari vitamin niasin) menjadi suatu energi NADH2 akan tetapi selanjutnya atom hydrogen dan juga atom electron akan dibagikan kepada oksigen melalui suatu sistem transport electron sehingga dihasilkan kembali NAD dan juga H2O.

Didalam katabolisme karbohidrat fermentasi merupakan suatu proses penguraian senyawa organic untuk semakin memudahkan energy tanpa menggunakan oksigen sebagai suatu akseptor electron terakhirnya. Terdapat berbagai macam jenis fermentasi berdasarkan hasil akhir substratnya diantaranya yaitu :

  • Fermentasi alcohol : jenis proses fermentasi yang pertama yaitu fermentasi alcohol ini merupakan suatu fermentasi yang berlangsung didalam kondisi anaerob sehingga asam piruvat yang terbentuk pada akhir glikolisis tidak akan berubah menjadi asetil koenzim A. Asam piruvat ini kemudian akan mengalami suatu kondisi dekarboksilasi menjadi suatu asetaldehid dengan katalis oleh enzi piruvat dehidrogenase. Asetaldehid kemudian akan mengalami suatu kondisi reduksi menjadi alcohol dengan menggunakan bantuan dari enzim alcohol dehidrogenase.
  • Fermentasi asam laktat : Didalam fermentasi asam laktat ini, asam piruvat tidak akan diubah menjadi asetil KoA untuk kemudian diteruskan ke siklus krebs. Akan tetapi nantinya asam piruvat akan diubah menjadi suatu asam laktat. Proses perubahan asam piruvat ini menjadi asam laktat akan diterapkan dengan suatu proses dikatalis oleh suatu enzim laktat dehidrogenase.

Katabolisme lemak dan protein

katabolisme

Selain karbohidrat, lemak dan juga protein juga dapat dirombak untuk mendapatkan suatu energi. Sama halnya dengan karbohidrat, lemak dan protein juga berperan sangat penting. Proses perombakan atau katabolisme dari protein akan menghasilkan energi jauh lebih sedikit dibandingkan dengan karbohidrat. Sementara katabolisme lemak akan menghasilkan energi dua kali lebih banyak perunit massa.

Sebelum kita membahas lebih jauh tentang hal ini sebenarnya lemak merupakan salah satu sumber energy untuk tubuh bahkan kandungan dari energinya paling tinggi diantara sumber energy yang lain yaitu sebesar 9 kkal/gram. Terjadinya perombakan lemak juga dimulai ketika lemak berada didalam suatu sistem pencernaan makanan dalam tubuh manusia. Lemak yang sudah berada didalam sistem cerna tersebut kemudian akan dirombak menjadi suatu asam lemak dan juga gliserol.

Gliserol didalam katabolisme ini merupakan suatu senyawa yang memiliki 3 atom C adalah hasil pemecahan lemak kemudian nantinya diubah menjadi gliseraldehid 3 fosfat selanjutnya gliseraldehid 3 fosfat untuk bisa mengikuti jalur dari glikosis yang nantinya akan menjadi suatu piruvat. Asam lemak sendiri akan mengalami perpecahan untuk menjadi molekul – molekul yang memiliki sekitar 2 atom C kemudian selanjutnya akan lagi diubah menjadi suatu asetil koenzim A.

Dengan begitu satu molekul glukosa yang didapatkan bisa berpotensi untuk menghasilkan sebanyak 2 asetil koenzim A dan juga mendapatkan sebanyak 1 molekul lemak yang memiliki C sejumlah 18 juga dapat menghasilkan sebanyak 10 asetil koenzim A. Sehingga nantinya kita akan tahu bahwa selama dalam proses katabolisme energy yang dihasilkan oleh lemak jauh lebih besar jika dibandingkan dengan energy yang dihasilkan oleh karbohidrat.

Perlu Anda ingat satu hal bahwa didalam 1 gram karbohidrat akan menghasilkan energy sebanyak 4,1 kalori. Sementara didalam 1 gram lemak akan menghasilkan energy sebesar 9 kalori. Sementara itu protein merupakan suatu elemen biomolekul yang tersusun atas asam – asam amino. Jadi walau protein bukan merupakan sumber energy utama bagi tubuh, oksidasi asam amino dapat memberikan kurang lebih sekitar 10% dari total energy yang tubuh perlukan. Didalam sistem pencernaan makanan protein juga dapat diuraikan dan dirombak oleh suatu enzim protease agar menjadi peptida – peptida yang jauh lebih sederhana yaitu asam amino. Kemudian selanjutnya asam amino tersebut akan mengalami suatu kondisi deaminasi yaitu pemutusan gugus asam amino dari asam amino.

Tahapan Katabolisme

Didalam katabolisme, terjadi beberapa tahapan. Tahapan – tahapan ini yang menjadi salah satu faktor yang sangat berpengaruh pada katabolisme itu sendiri. Mengenai seperti apa tahapan – tahapan katabolisme secara lengkap bisa Anda simak dalam uraian informasi di bawah ini yang meliputi :

1. Glikosis

Dalam tahapan katabolisme kita mengenal istilah glikenolisis. Glikenolisis ini merupakan suatu perubahan glikogen menjadi glukosa. Glikogenolisis merupakan suatu lintasan dari  proses metabolisme yang digunakan oleh tubuh demi membantu menjaga keseimbangan kadar glukosa didalam plasma darah untuk menghindari simtoma hipoglisemia.

Pada glikogenolisis, glikogen akan digradasi selama berturut – turut dengan hadirnya 3 enzim, glikogen fosforilase, glukosidase, fosfoglukomutase agar menjadi glukosa. Hormon yang berperan pada suatu lintasan ini merupakan glucagon dan juga adrenalin.

Sementara glikolisis secara umum merupakan suatu pengubahan glukosa menjadi asam piruvat dan juga ATP yang tidak butuh oksigen untuk membantunya. Glikolisis merupakan serangkaian reaksi biokimia dimana glukosa akan dioksidasi agar menjadi molekul asam piruvat.

Proses dalam glikolisis sendiri merupakan suatu proses metabolisme yang paling umum dan sering kita kenal yang terjadi dengan berbagai macam variasi pada banyak jenis sel dan hampir seluruhnya berbentuk organisme. Proses glikolisis sendiri menghasilkan lebih sedikit energy per molekul glukosa dibandingkan dengan oksidasi aerobic yang lebih sempurna. Energi yang dihasilkan akan disimpan didalam sebuah senyawa organic yang berupa adenosine triphosphate atau yang sekarang lebih umum dikenal dengan istilah ATP dan juga NADH dalam ilmu kimia.

Lintasan glikolisis ada banyak macamnya. Lintasan glikolisis yang paling umum adalah lintasan embden – Meyerhof – parnas yang pertama kalinya ditemukan oleh Gustav Embden, Otto Meyerhof dan juga Jakub Karol Parnas. Selain itu juga terdapat lintasan Entner – Doudoroff yang penemunya adalah Michael Doudoroff dan juga Nathan Entner yang terjadi hanya pada sel prokariota dan berbagai lintasan heterofermentatif dan juga homofermentatif.

Jalur pentose fosfat merupakan suatu pembentukan NADPH dari glukosa. Jalur pentose fosfat merupakan jalur alternatif metabolisme glukosa. Jalur dalam glikolisis ini akan berlangsung di bagian sitosol. Enzim yang terlibat diantaranya seperti G6P, transketolase dan juga transaldolase.

2. Dekarboksilasi oksidatif

Senyawa yang dihasilkan dari tahapan glikolisis nantinya akan masuk ke tahapan dekarboksilasi oksidatif yaitu merupakan suatu tahapan pembentukan CO2 melalui suatu reaksi oksidasi reduksi (redoks) dengan O2 sebagai penerima elektronnya. Dekarboksilasi oksidatif ini terjadi didalam sel mitokondria sebelum nantinya akan beralih dan masuk ke tahapan siklus Krebs.

Karenanya tahapan ini disebut sebagai tahapan sambungan atau junction diantara glikosis dengan siklus Krebs. Yang terjadi pada tahapan ini yaitu asam piruvat (3 atom C) yang merupakan hasil glikolisis dari sitosol yang akan diubah nantinya menjadi asetil koenzi A (2 atom C) didalam mitokondria. Tentu semua itu menjadi sebuah aspek yang sangat berpengaruh didalam katabolisme pada tahapan dekarboksilasi oksidatif ini.

3. Transpor electron

Didalam tahapan metabolisme yang selanjutnya juga dikenal dengan istilah transport electron. Terjadi setelah tahapan kedua yang sebelumnya sudah kami jelaskan. Transpor electron ini merupakan satu – satunya reaksi katabolisme yang akan menghasilkan suatu karbondioksida (CO2).

Transpor electron ini nantinya terjadi di membran sel yang terdapat didalam sel mitokondria dan akan berakhir jika electron dan juga H+ akan bereaksi dengan oksigen (O2) yang memiliki fungsi sebagai akseptor yang terakhir yang juga membentuk H2O. ATP yang dihasilkan pada tahapan ini yaitu dengan nilai transfer sebanyak 32 ATP.

Reaksinya kompleks, akan tetapi peran yang sangat penting diberikan oleh NADH, FAD dan juga molekul – molekul khusus seperti halnya Flavo protein, ko enzim Q, dan juga beberapa sitokrom. Dikenal juga terdapat beberapa sitokrom yaitu sitokrom C1, C, A, B dan juga sitokrom A3 didalam katabolisme transport electron ini. Elektron dengan energi pertama – tama berasal dari NADH kemudian akan ditransfer ke FMN atau singkatan dari Flavine Mono Nukleotida. Selanjutnya ke Q, sitokrom C1, C, A, B dan A3 kemudian akan berikatan dengan H yang diambil dari lingkungan sekitarnya. Sampai terjadi suatu reaksi terakhir yang nantinya akan membentuk H2O.

Jadi hasil akhir dari proses ini akan membentuk sebanyak 32 ATP dan juga H20 sebagai hasil sampingan dari proses respirasi. Produk sampingan dari respirasi tersebut pada akhirnya akan dibuang ke luar tubuh dimana pada tumbuhan akan melalui stomata dan melalui paru – paru pada area pernapasan hewan tingkat tinggi.

5. Siklus Krebs

Siklus Krebs merupakan tahap kedua dari proses respirasi aerob. Nama siklus ini berasal dari nama orang yang menemukan reaksi tahap kedua respirasi aerob ini yaitu Hans Krebs. Siklus ini juga disebut dengan siklus asam sitrat. Siklus Krebs diawali dengan terdapatnya 2 molekul asam piruvat yang dibentuk pada suatu kondisi glikolisis yang meninggalkan sitoplasma untuk masuk ke sel mitokondria. Sehingga nantinya siklus Krebs ini akan terjadi didalam sel mitokondria.

Siklus Krebs tidak terjadi begitu saja melainkan terjadinya siklus Krebs ini juga didasarkan pada tahapan – tahapan tertentu yang saling terkait satu dengan yang lainnya. Berikut tahapan siklus Krebs meliputi :

  • Asam piruvat dari proses glikolisis dimana selanjutnya akan masuk ke siklus Krebs setelah terjadinya suatu reaksi yang didapatkan dengan model NAD+ (Nikotinamida adenine dinukleotida) dan juga ko-enzim A atau Ko-A yang nantinya juga akan membentuk suatu asetil Ko-A. Didalam peristiwa ini CO2 dan juga NADH dibebaskan dimana perubahan dari kandungan C yang berasal dari 3C (asam piruvat) menjadi dengan kategori 2C (asetil ko-A).
  • Terjadinya suatu reaksi antara asetil Ko-A (2C) dengan asam oksalo asetat (4C) dan juga terbentuk suatu asam sitrat (6C). Didalam peristiwa ini Ko-A akan kembali dibebaskan kemudian didalam siklus Krebsnya.
  • Peristiwa berikut ini agak kompleks yaitu terjadinya suatu pembentukan asam suksinat (4C) setelah mendapatkan reaksinya dengan NAD+ yang dilakukan dengan cara membebaskan NADH, CO2 dan kemudian sebagai tindak lanjutnya akan menghasilkan suatu komponen ATP setelah bereaksi dengan ADP dan asam fosfat anorganik didalam siklus Krebs yang berlangsung.
  • Setelah terbentuknya asam suksinat, kemudian akan ada suatu reaksi yang didapatkan dengan FAD (Flarine Adenine Dinucleotida) dan tentu nantinya setelah proses tersebut berlangsung akan segera terbentuk asam malat (4C) yang didapatkan dengan membebaskan FADH2.
  • Selanjutnya asam malat (4C) akan menjalankan reaksinya dengan NAD+. Setelah itu akan membentuk suatu komponen asam oksaloasetat (4C) yang didapatkan dengan cara membebaskan NADH karena asam oksalo asetat ini juga nantinya akan kembali dengan asetil ko-A seperti langkah dalam tahapan siklus krebs di nomor dua sebelumnya yang sudah kita bahas dalam penjabaran diatas.

Itulah bagaimana katabolisme dan tahapan secara lengkapnya dalam proses katabolisme. Semoga informasi tentang katabolisme diatas semakin menambah pengetahuan, wawasan dan ilmu kita. Semoga menjadi informasi yang bermanfaat dan selamat belajar ilmu pengetahuan. Salam semangat untuk kita semua.