1. Hubungan Antara Metabolisme,
Karbohidrat, Lemak dan Protein
Kita sudah mengetahui bahwa di dalam sel reaksi metabolisme tidak terpisah satu sama lain yaitu membentuk suatu
jejaring yang saling berkaitan. Di dalam tubuh manusia terjadi metabolisme karbohidrat, protein, dan
lemak.Bagaimana keterkaitan ketiganya?
Perhatikan Gambar di bawah ini! Pada bagan terlihat karbohidrat, protein, dan lemak bertemu pada jalur siklus
Krebs dengan masukan asetil koenzim A. Tahukah Anda bahwa Asetil Ko-A sebagai bahan baku dalam siklus Krebs
untuk menghasilkan energi yang berasal dari katabolisme karbohidrat, protein, maupun lemak. Titik temu dari
berbagai jalur metabolisme ini berguna untuk saling menggantikan “bahan bakar” di dalam sel, Hasil katabolisme
karbohidrat, protein, dan lemak juga bermanfaat untuk menghasilkan senyawa-senyawa lain yaitu dapat membentuk
ATP, hormon, komponen hemoglobin ataupun komponen sel lainnya.
Hubungan antara metabolisme
karbohidrat, lemak, dan protein.
Lemak (asam heksanoat) lebih banyak mengandung hidrogen terikat dan merupakan senyawa karbon yang paling
banyak tereduksi, sedangkan karbohidrat (glukosa) dan protein (asam glutamat) banyak mengandung oksigen dan
lebih sedikit hidrogen terikat adalah senyawa yang lebih teroksidasi. Senyawa karbon yang tereduksi lebih banyak
menyimpan energi dan apabila ada pembakaran sempurna akan membebaskan energi lebih banyak karena adanya
pembebasan elektron yang lebih banyak. Jumlah elektron yang dibebaskan menunjukkan jumlah energi yang
dihasilkan.
Perlu Anda ketahui pada jalur katabolisme yang berbeda glukosa dan asam glutamat dapat menghasilkan jumlah
ATP yang sama yaitu 36 ATP. Sedangkan katabolisme asam heksanoat dengan jumlah karbon yang sama dengan
glukosa (6 karbon) menghasilkan 44 ATP, sehingga jumlah energi yang dihasilkan pada lemak lebih besar
dibandingkan dengan yang dihasilkan pada karbohidrat dan protein. Sedangkan jumlah energi yang dihasilkan
protein setara dengan jumlah yang dihasilkan karbohidrat dalam berat yang sama.

2. Dari penjelasan itu dapat disimpulkan jika kita makan dengan mengkonsumsi makanan yang mengandung lemak
akan lebih memberikan rasa kenyang jika dibandingkan dengan protein dan karbohidrat. Karena rasa kenyang
tersebut disebabkan oleh kemampuan metabolisme lemak untuk menghasilkan energi yang lebih besar.
ber16
Hubungan Metabolisme Karbohidrat dengan
Metabolisme Lemak dan Protein
Karbohidrat, protein dan Lemak /Lipid akan dimetabolisme yang hasil akhirnya menjadiasetyl Co-A, dimana asetyl Co-A
merupakan substrat untuk siklus krebs. Kemudian darisiklus krebs dihasilkan CO2
, Hidrogen (FAD NAD) dan ATP. Hidrogen (reducing ekivalen)merupakan substrat untuk rantai respirasi (RR). Siklus krebs juga
disebut dengan SiklusAsam Sitrat
Gambar 1.Daur Asam Trikarboksilat
Sebelum memasuki Siklus Krebs, piruvat harus dikonversi menjadi asetil KoA(diucapkan: A asetil koenzim). Hal ini dicapai
dengan menghilangkan molekul CO2 daripiruvat dan kemudian mengeluarkan elektron untuk memperkecil NAD menjadi
NADH.Suatu enzim disebut koenzim A dikombinasikan dengan asetil tersisa untuk membuat asetil CoA yang kemudian
dimasukkan ke dalam Siklus Krebs. Langkah-langkah dalam SiklusKrebs adalah sebagai berikut:

3. Gambar 2.Siklus Krebs
1.Sitrat terbentuk ketika grup asetil dari asetil KoA bergabung dengan oksaloasetat darisiklus Krebs sebelumnya
2.Sitrat dikonversi menjadi isocitrate isomer nya
3.Isocitrate teroksidasi untuk membentuk 5-karbon α-ketoglutarate. Langkah inimelepaskan satu molekul CO2 dan
mengurangi NAD untuk NADH2
4.The α-ketoglutarate teroksidasi untuk suksinil CoA, menghasilkan CO2 dan NADH2
5.Suksinil CoA rilis koenzim A dan phosphorylates ADP menjadi ATP
6.Suksinat teroksidasi untuk fumarat, mengubah FAD untuk FADH2
7.Fumarat adalah hidrolisis untuk membentuk malat
8.Malat teroksidasi untuk oksaloasetat, mengurangi NAD untuk NADH2

4. Hubungan antara Katabolisme Lemak, Protein, dan Karbohidrat - Lemak merupakan
molekul besar yang tersusun oleh 2 molekul kecil, yaitu asam lemak dan gliserol. Lemak
dapat tersusun oleh 2-20 atom karbon. Lemak berfungsi sebagai cadangan energi yang
tinggi.Satu gram lemak mempunyai kandungan energi yang lebih besar (kira-kira 2
kali lipat) dibandingkan dengan 1 gram karbohidrat.Bagaimana hal ini dapat terjadi? (Baca
juga : Pengertian Metabolisme)
Salah satu contoh dari asam lemak yang mempunyai jumlah atom karbon sama dengan
glukosa
(6
atom
C)
adalah
asam
heksanoat
(heksa =
enam).
CH3 –
CH2 –
CH2 –
CH2 –
CH2 –
COOH
Lemak akan diuraikan menjadi asam lemak dan gliserol. Gliserol dapat diubah menjadi
gliseraldehid
fosfat
dalam siklus
glikolisis.
Selanjutnya,
akan
masuk
ke
tahapan dekarboksilasi oksidatif, siklus Krebs, dan sistem transportasi elektron. Oleh karena
itu, dihasilkan energi yang setara dengan katabolisme karbohidrat (glukosa) yaitu 38
ATP.Selanjutnya, bagaimana dengan asam lemak hasil penguraian lemak?
Asam lemak akan dioksidasi menjadi asetil Ko-A. Oksidasi asam heksanoat (6 atom C) akan
menghasilkan 3 molekul asetil Ko-A (3 molekul masing-masing dengan 2 atom C) yang akan
masuk ke siklus Krebs. Cobalah kalian ingat kembali hasil akhir dari siklus Krebs. Pada siklus
Krebs tersebut dihasilkan 6 NADH, 3 FADH2, dan 2 ATP (dari 2 molekul asetil Ko-A yang
berasal dari 1 molekul glukosa). Dengan demikian, ATP yang dihasilkan oleh 3 molekul
glukosa tentunya akan menghasilkan jumlah ATP lebih besar dibandingkan katabolisme
glukosa.
Oleh karena itu, semakin panjang rantai karbon penyusun asam lemak semakin banyak
jumlah energi yang dihasilkan.Selanjutnya, bagaimana dengan katabolisme protein?
Pemecahan atau katabolisme protein dilakukan oleh organisme, jika cadangan makanan
berupa karbohidrat dan lemak telah habis.Seperti halnya karbohidrat dan lemak, protein
juga merupakan molekul besar yang tersusun oleh molekul-molekul yang lebih kecil, yaitu
asam amino. Oleh karena itu, protein akan dipecah menjadi asam-asam amino
penyusunnya. Asam-asam amino seperti tirosin dan fenilalanin akan diubah menjadi
fumarat. Metionin dan valin akan menjadi suksinat, serta asam amino arginin, prolin,
histidin, dan glutamin akan diubah menjadi α-ketoglutarat. Selanjutnya, asam-asam amino
tersebut masuk ke dalam siklus Krebs. Beberapa asam amino dapat mengalami deaminasi
atau pelepasan gugus aminnya (-NH2). Kerangka-kerangka karbon hasil pemecahan asam

5. amino tersebut akan masuk ke siklus glikolisis, siklus Krebs dan dihasilkan jumlah energi
yang setara dengan katabolisme karbohidrat. Hubungan antara katabolisme
karbohidrat dengan katabolisme protein dan lemak dapat dilihat pada Gambar 1.1.
Gambar 1.1 Hubungan katabolisme karbohidrat, protein, dan lemak
Keterkaitan Antar Metabolisme
METABOLISME
Pengertian Metabolisme
Metabolisme adalah keseluruhan proses kimiawi yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup untuk
mendapatkan, mengubah , dan memakai senyawa kimia di sekitarnya demi mempertahankan kelangsungan
hidup. Metabolisme terdiri dari dua jalur, yaitu jalur katabolik (membebaskan energi dengan cara merombak
molekul-molekul kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana, misal: respirasi seluler) dan jalur anabolik
(memakai energi untuk membangun molekul kompleks dari molekul-molekul yang sederhana, misal: sintesis
protein dari asam-asam amino, fotosintesis )
Metabolisme Karbohidrat
Karbohidrat (polisakarida) melalui sistem pencernaan dipecah menjadi disakarida dan monosakarida
(glukosa).Glukosa selanjutnya masuk ke sistem transpor dan dibawa sampai ke dalam setiap sel .di seluruh
tubuh.
Glukosam →(glikolisis) → 2 asam piruvat + 2NADH + 2 ATP
Nasib asam piruvat ditentukan oleh ada tidaknya oksigen dalam sel. Jika oksigen tersedia asam piruvat akan
memasuki jalur respirasi aerob;
2 asam piruvat →(Dekarboksilasi oksidatif) →2 asetil Ko-A + 2 CO2 →(siklus Krebs) → 4 CO2+ 4 NADH2 +
2 FADH2 + 2 ATP → (STE) → 12 H2O ± 34 ATP

6. Tetapi bila tidak ada oksigen asam piruvat akan memasuki jalur fermentasi (asam laktat/alkohol)
Tiap 1 gram glukosa menghasilkan energi sebesar 4,1 kkal.
Keterkaitan Metabolisme Karbohidrat dengan Metabolisme Lemak
Pada proses respirasi apabila kebutuhan energi telah terpenuhi , maka senyawa antara proses respirasi yang
tidak berlanjut ke tahapan berikutnya dapat disintesis menjadi komponen lemak.
Contohnya :
Gliseraldehida 3 Phosphat (G3P) dapat disentesis menjadi Gliserol.
Asetil KoA yang juga merupakan senyawa antara pada proses respirasi selular akan mengalami penggabungan
menjadi Asam lemak.
Keterkaitan Metabolisme Karbohidrat dengan Metabolisme Protein
Atom C, H dan O menyusun 85% bobot suatu asam amino, hal ini menunjukkan sintesa asam amino
memerlukan karbohidrat.
Protein akan di bongkar oleh tubuh apabila sudah tidak ada karbohidrat dan lemak.
Asam amino masuk jalur metabolisme karbohidrat dengan 3 cara :
Asam amino glukogenik diubah menjadi piruvat
Asam amino ketogenik diubah menjadi asetil KoA
Asam amino non glukogenik dan non ketogenik, di deaminasi dan langsung masuk siklus krebs
Keterkaitan antar metabolisme dalam tubuh dapat kita lihat pada skema berikut: