Metabolisme Protein dan Lemak

Metabolisme Protein dan Lemak - Pada awal pembahasan metabolisme, penjelasan lebih banyak ditujukan pada metabolisme karbohidrat. Bagaimana dengan protein dan lemak? Dapatkah protein dan lemak digunakan sebagai sumber energi? Bagaimana jika sel kekurangan atau kelebihan karbohidrat, protein, atau lemak?

1. Penggunaan Protein dan Lemak Sebagai Sumber Energi

Protein dapat digunakan sebagai sumber energi. Akan tetapi, sebelumnya harus dipecah berdasarkan asam amino pembentuknya. Asam amino-asam amino tersebut diubah oleh enzim sehingga gugus karboksil (–COOH) dari asam amino tersebut dapat menjadi asam piruvat, asetil KoA, atau masuk dalam siklus Krebs. Sebelumnya, gugus amin (–NH2) dari asam amino tersebut dipisahkan untuk kemudian diubah menjadi amoniak (NH3) dan dikeluarkan melalui urine.

Jika tubuh kekurangan karbohidrat dan lemak, protein akan dioksidasi untuk menghasilkan energi. Setiap 1 gram protein menghasilkan 4 kkal energi. Perhatikan gamber berikut.

Cara asam amino memasuki siklus Krebs untuk mendapatkan energi

Seperti halnya karbohidrat dan protein, lemak juga dapat digunakan sebagai sumber energi. Bahkan, lemak pada hewan digunakan sebagai penyimpanan energi yang sewaktu-waktu dapat digunakan. Lemak sangat baik digunakan sebagai sumber energi selular karena lemak memiliki rantai karbon yang lebih panjang sehingga berenergi lebih tinggi.

Sebelum digunakan, sel menghidrolisis lemak menjadi asam lemak dan gliserol, kemudian gliserol diubah menjadi 3 fosfogliseraldehid dan memasuki jalur glikolisis. Asam lemak dipecah menjadi dua rantai karbon yang masuk ke siklus Krebs sebagai asetil koA. Melalui jalur-jalur tersebut, satu gram lemak memberikan ATP lebih banyak daripada karbohidrat dan protein. Satu gram lemak mampu menghasilkan 9 kkal energi. Perhatikan gambar berikut.

Jalur respirasi aerob. Protein, karbohidrat, dan lemak memasuki jalur respirasi selular melalui beberapa cara untuk menghasilkan energi.

2. Pembentukan Protein dan Lemak

Sel memerlukan zat makanan sebagai pembentuk tubuh maupun sebagai sumber energi. Tidak semua molekul organik digunakan sebagai sumber energi penghasil ATP. Molekul organik menyediakan rangka karbon yang diperlukan sel untuk membangun molekul sel. 

Beberapa molekul organik sederhana yang didapat dari makanan dapat langsung digunakan. Contohnya, asam amino hasil hidrolisis protein dapat langsung digunakan sebagai protein sel.

Seringkali sel memerlukan molekul tertentu yang tidak didapat dari makanan. Komponen yang terbentuk sebagai komponen intermediet dari glikolisis dan siklus Krebs, dapat dialihkan ke dalam jalur anabolisme sebagai prekursor untuk menyintesis molekul yang diperlukan sel. Contohnya, tubuh manusia dapat membentuk asam amino nonesensial dengan memodifikasi komponen yang dialihkan dari siklus Krebs. Selain itu, glukosa dapat dibuat dari asam piruvat, dan asam lemak dapat disintesis dari asetil KoA. Jalur pembentukan molekul anabolisme ini memerlukan ATP. Perhatikan gambar berikut.

Jalur metabolisme bagi sintesis penyimpanan energi cadangan atau pembentukan molekul struktural

Glikolisis dan siklus Krebs berfungsi mengubah beberapa molekul menjadi molekul yang diperlukan tubuh. Kelebihan makanan dapat disimpan sebagai energi cadangan dalam bentuk lemak, pati, atau glikogen. Bahan-bahan pembangun sel dapat disintesis dengan mengubah beberapa hasil metabolisme utama menjadi asam amino dan monomer lain yang akhirnya membentuk polimer struktural.