ENZIM DAN METABOLISME TUBUH

BLISA NOVERTASARI S

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kehidupan adalah fenomena atau perwujudan adanya hidup, yaitu keadaan yang membedakan organisme (makhluk hidup) dengan benda mati. Berbagai jenis organisme dapat ditemukan di dalam biosfer bumi. Ciri umum organisme-organisme tersebut ialah bentukan sel berbahan dasar karbon dan air dengan pengaturan kompleks dan informasi genetik yang dapat diwariskan. Organisme-organisme tersebut melakukan metabolisme, mampu tumbuh dan berkembang, tanggap terhadap rangsangan, berkembang biak, dan beradaptasi terhadap lingkungannya melalui seleksi alam. Suatu entitas dengan ciri-ciri di atas disebut sebagai organisme hidup, yaitu makhluk hidup. Namun demikian, tidak semua definisi kehidupan menganggap semua ciri tersebut penting. Contohnya, kemampuan untuk memiliki keturunan dengan modifikasi sering dianggap sebagai satu-satunya ciri utama kehidupan.

Metabolisme adalah suatu proses yang mendukung kehidupan suatu makhluk. Definisi dari metabolisme itu sendiri adalah sekumpulan reaksi kimia yang terjadi pada makhluk hidup untuk menjaga kelangsungan hidup. Metabolisme memiliki 2 reaksi, yaitu anabolisme dan katabolisme. Metabolisme juga merupakan suatu proses yang sangat penting bagi kelangsungan suatu makhluk hidup. Tetapi, proses metabolisme tidak dapat terjadi begitu saja, melainkan memerlukan bantuan dari organel-organel sel lainnya sehingga proses metabolisme tersebut dapat memberikan hasil yang inginkan. Pentingnya peranan masing-masing organel sel sehingga dapat menyebabkan kefatalan jika salah satu dari organel sel tersebut mengalami kerusakan. Jika telah mengalami kerusakan, maka akan menghambat komunikasi diantara sel-sel dalam tubuh untuk melakukan suatu proses dalam tubuh.

BAB II

PEMBAHASAN

A. Ciri Dasar Kehidupan

Kehidupan tersusun sangat teratur; dalam hierarki yang terdiri dari tingkatan-tingkatan struktural, setiap tingkat merupakan pengembangan dari tingkatan di bawahnya. Diawali dari tingkat paling rendah, atom-atom disusun menjadi molekul-molekul biologis yang kompleks yang kemudian tersusun menjadi organel, yang lalu menjadi komponen-komponen sel. Terdapat organisme yang terdiri dari sel tunggal, dan terdapat pula organisme lainnya yang merupakan agregat multiseluler dari banyak tipe sel yang terspesialisasi dan saling bekerja sama. Pada organisme multiseluler, sel-sel yang sama dikelompokkan menjadi jaringan, susunan spesifik dari jaringan-jaringan yang berbeda membentuk organ, dan organ-organ bergabung membentuk sistem organ. Individu organisme dari spesies yang sama dan hidup di tempat tertentu dapat berkelompok membentuk suatu populasi; populasi-populasi dari berbagai spesies berbeda yang hidup di daerah yang sama membentuk suatu komunitas biologis, dan interaksi-interaksi komunitas yang juga menyertakan unsur-unsur abiotik dari lingkungan membentuk suatu ekosistem. Setiap tingkatan struktur biologis tersebut mempunyai sifat-sifat baru yang tidak dijumpai pada tingkat organisasi di bawahnya yang dihasilkan dari interaksi antarkomponen pada suatu tingkat.

Makhluk hidup mampu menghasilkan sendiri keturunannya melalui proses reproduksi. Reproduksi dapat berupa pembelahan sebuah sel menjadi dua sel baru. Istilah reproduksi umumnya digunakan untuk menyebut proses menghasilkan suatu individu baru (secara aseksual, yaitu dari satu organisme induk, ataupun secara seksual, yaitu dari dua organisme induk yang berbeda), walaupun istilah tersebut sebenarnya juga menggambarkan proses menghasilkan sel-sel baru dalam proses pertumbuhan.

Dalam proses pertumbuhan, suatu makhluk hidup mengalami peningkatan ukuran pada semua atau sejumlah besar bagian tubuhnya. Pada organisme multiseluler, pertumbuhan biasanya berarti pertumbuhan populasi sel akibat proses perbanyakan sel. Pertumbuhan umumnya diiringi dengan perubahan bentuk dan fungsi bagian tubuh makhluk hidup, yaitu dalam proses perkembangan.

Ciri kehidupan berikutnya ialah pemanfaatan energi, yaitu bahwa makhluk hidup mengambil energi dan mentransformasinya sehingga dapat digunakan untuk melakukan berbagai pekerjaan. Proses ini terwujud sebagai metabolisme, yaitu pertukaran molekul secara terus-menerus di antara bagian-bagian organisme dan di antara organisme dan alam sekitarnya. Metabolisme terdiri dari penguraian bahan organik (katabolisme) dan pengubahan bahan organik menjadi komponen selular (anabolisme).

Makhluk hidup juga tanggap terhadap macam perubahan tertentu di alam sekitarnya yang bertindak sebagai stimuli. Tanggapan atau respons tersebut dapat berbentuk macam-macam, dari kontraksi pada organisme bersel tunggal jika disentuh, sampai reaksi kompleks yang melibatkan semua indera pada hewan tingkat tinggi. Ketanggapan ini bergantung pada koordinasi aktivitas bagian-bagian organismenya, yang pada organisme tingkat tinggi dapat dicapai dengan hormon (pada hewan dan tumbuhan) dan dengan saraf serta otot (pada hewan saja).

Mekanisme-mekanisme pengatur menjaga agar lingkungan internal suatu organisme tetap berada pada batas-batas yang sewajarnya walaupun lingkungan eksternalnya terus berubah. Proses pengaturan ini dinamakan homeostasis. Contohnya ialah proses berkeringat untuk menurunkan suhu tubuh.

Kehidupan terus berkembang sebagai hasil dari interaksi antara organisme dengan lingkungannya. Kemampuan organisme untuk berubah seiring waktu menanggapi lingkungan disebut adaptasi. Kemampuan ini merupakan dasar proses evolusi dan ditentukan oleh hereditas organisme maupun komposisi zat yang dimetabolisme serta faktor eksternal.1

B. Dasar Kimia Penyusun Kehidupan Sel

Masing-masing penyusun sel tersusun atas molekul atau materi. Materi tersusun atas elemen atau atom. Elemen atau atom adalah unti dasar kimia yang tidak dapat dipecah dengan proses kimia. Atom tersusun atas subpartikel atom yang disebut neutron, proton, dan elektron. Neutron dan proton terdapat pada inti atom dan elektron terdapat pada kulit atom. Jumlah proton menunjukkan nomor atom. Contoh atom helium (simbol He) yang memiliki 2 proton, maka nomor atom He=2. Atom yang sama memiliki sifat, init dan kulit, yang sama. Atom yang berbeda memiliki sifat dan jumlah subatom yang berbeda. Atom yang sama dapat memiliki jumlah neutron yang berbeda, dan mereka disebut isotop. Contoh isotop adalah atom Carbon-12 bisa ditulis 12C memiliki 6 neutron. Di alam 99% atom Carbon adalah dalam bentuk isotop 12C, dan yang 1% adalah 13C dengan 7 neutron. Isotop ini telah dimanfaatkan dalam memecahkan banyak masalah biologi dan lain-lain masalah dalam ilmu pengetahuan. Atom-atom sesama atau atom yang berbeda dapat saling berikatan. Ikatan antar atom membentuk molekul.Ikatan antar atom itu disebut ikatan kimiaIkatan kimia antara ion disebut ikatan ion, yaitu elektron dari suatu atom dapat diperoleh dari atau hilang ke atom lainnya. Banyak jenis ikatan kimia, ada ikatan hidrogen, ikatan antar atom hidrogen, ada ikatan kovalen, dan lain-lain ikatan kimiaIkatan hidrogen pada suatu molekul menentukan sifat polaritas molekul. Artinya apabila ada ikatan hidrogen pada suatu molekul berarti molekul itu bersifat polar. Tubuh kita tidak dapat membuat air tetapi dalam tubuh dapat berlangsung sejumlah reaksi kimia yang menghasilkan materi.Ikatan antar atom dan bahkan antar molekul menentukan stabilitas antar komponen yang saling berikatan itu dan kemudian menentukan stabilitas struktur dan menentukan fungsi molekul apabila itu adalah molekul yang menyusun kehidupan.2

C. Dasar Fisika Penyusun Kehidupan Sel

Potensial membran adalah beda potensial elektrik antara dinding sebelah luar dan sebelah dalam dari suatu membran sel, yang mana menunjukkan bahwa di dalam sel bersifat negatif dibandingkan dengan di luarnya. Semua sel memiliki tegangan melintasi membran plasmanya, dimana tegangan ialah energi potensial listrik-pemisahan muatan yang berlawanan. Sitoplasma sel bermuatan negatif dibandingkan dengan fluida ekstraseluler yang disebabkan oleh distribusi anion dan kation pada sisi membran yang berlawanan dan tidak sama. Potensial membran bertindak seperti baterai, suatu sumber energi yang memengaruhi lalulintas semua substansi bermuatan yang melintasi membran. Karena di dalam sel itu negatif dibandingkan dengan sel diluarnya, potensial membran ini mendukung transpor pasif kation ke dalam sel dan anion ke luar sel. Dengan demikian dua gaya menggerakkan difusi ion melintasi suatu membran: gaya kimiawi dan gaya listrik. Kombinasi kedua gaya yang bekerja pada satu ion ini disebut gradien elektrokimiawi. Perubahan lingkungan dapat mempengaruhi potensial membran dan sel itu sendiri, sebagai contohnya depolarisasi dari membran plasma diduga memicu apoptosis (kematian sel yang terprogram).3

D. Proses Komunikasi Sel

Dalam perkembangbiakannya, sel harus berkomunikasi dengan sel-sel lain dan lingkungannya. Bentuk komunikasi ini dinamakan interaksi sel atau komunikasi antar sel. Interaksi yang terjadi mencakup antarsel, antarsel dan matriks ekstraseluler, dan komunikasi antarsel. Matriks ekstraseluler adalah komponen paling besar pada lapisan kulit dermis.

Komunikasi antarsel dapat diklasifikasikan sebagai berikut.

Cell Junctions

Cell junctions adalah situs hubungan yang menghubungkan banyak sel dalam jaringan dengan sel lainnya dan matriks ekstraseluler.

Terdapat 3 kelompok cell junctions, yaitu occluding junctions yang bertugas menempelkan sel bersama-sama dalam epitel dengan cara mencegah molekul-molekul kecil dari kebocoran satu sisi sel ke sel lainnya.

Anchoring junctions bertugas melekatkan sel-sel dan sitoskeleton ke sel tetangga atau ke matriks ekstraseluler.

Communicating junctions bertugas sebagai perantara jalan lintasan sinyal-sinyal kimia atau elektrik dari satu sel yang sedang berinteraksi ke sel lainnya.

Occluding Junctions

Terdapat dua klasifikasi fungsi occluding junctions, yaitu sebagai berikut.

1.                  Tight junctions hanya dimiliki oleh vertebrata, yang fungsinya menyegel ruang antar 2 sel serta mencegah lalu lintas molekul di ruang antarsel.

2.                  Septate junctions hanya dimiliki invertebrate, terdapat protein discs-large yang terhubung dengan protein ZO dalam tight junctions.

Anchoring Junctions

Terdapat 4 bentuk yang tidak sama secara fungsi, yaitu sebagai berikut.

1.                  Adherens junctions dan desmosom. Mereka sama-sama memegang sel dan pembetukannya oleh membrantrans adhesion protein pada family chaderin.

2.                  Focal adhesions dan hemidesmosom. Mengikat sel-sel pada matriks ekstraseluler dan pembentukannya oleh membran trans adhesions protein pada famili integrin.

Communicating Junctions

Terdapat 3 kelompok perantara, yaitu sebagai berikut.

1.                  Gap junctions, celah sempit di antara 2 membran atau dinding sel ini membolehkan jalan lintasan ion-ion dan molekul-molekul kecil yang dapat larut dalam air.

2.                  Chemical synapses, sambungan khusus letak sinyal neuron yang berhubungan satu sama lain dengan sel-sel nonsaraf seperti pada otot atau kelenjar.

3.                  Plasmodesmata, hanya terdapat pada tumbuhan. Fungsinya menghubungkan sel yang satu dengan sel lainnya melalui retikulum endoplasma, memudahkan pergerakan ion-ion dan molekul-molekul kecil seperti gula, asam amino, dan RNA (ribonucleat acid) antar sel.4

E. Peranan Enzim dalam Proses Metabolisme

Enzim merupakan biomolekul yang mengkatalis reaksi kimia, di mana hampir semua enzim adalah protein. Pada reaksi-reaksi enzimatik, molekul yang mengawali reaksi disebut substrat, sedangkan hasilnya disebut produk. Cara kerja enzim dalam mengkatalisis reaksi kimia substansi lain tidak merubah atau merusak reaksi ini.

Metabolisme merupakan sekumpulan reaksi kimia yang terjadi pada makhluk hidup untuk menjaga kelangsungan hidup. Reaksi-reaksi ini meliputi sintesis molekul besar menjadi molekul yang lebih kecil (anabolisme) dan penyusunan molekul besar dari molekul yang lebih kecil (katabolisme). Beberapa reaksi kimia tersebut antara lain respirasi, glikolisis, fotosintesis pada tumbuhan, dan protein sintesis. Dengan mengikuti ketentuan bahwa suatu reaksi kimia akan berjalan lebih cepat dengan adanya asupan energi dari luar (umumnya pemanasan), maka seyogyanya reaksi kimia yang terjadi pada di dalam tubuh manusia harus diikuti dengan pemberian panas dari luar. Sebagai contoh adalah pembentukan urea yang semestinya membutuhkan suhu ratusan derajat Celcius dengan katalisator logam, hal tersebut tidak mungkin terjadi di dalam suhu tubuh fisiologis manusia, sekitar 37° C. Adanya enzim yang merupakan katalisator biologis menyebabkan reaksi-reaksi tersebut berjalan dalam suhu fisiologis tubuh manusia, sebab enzim berperan dalam menurunkan energi aktivasi menjadi lebih rendah dari yang semestinya dicapai dengan pemberian panas dari luar. Kerja enzim dengan cara menurunkan energi aktivasi sama sekali tidak mengubah ΔG reaksi (selisih antara energi bebas produk dan reaktan), sehingga dengan demikian kerja enzim tidak berlawanan dengan Hukum Hess 1 mengenai kekekalan energi. Selain itu, enzim menimbulkan pengaruh yang besar pada kecepatan reaksi kimia yang berlangsung dalam organisme. Reaksi-reaksi yang berlangsung selama beberapa minggu atau bulan di bawah kondisi laboratorium normal dapat terjadi hanya dalam beberapa detik di bawah pengaruh enzim di dalam tubuh.5

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan dan Saran

Mitokondria adalah organel tempat berlangsungnya proses respirasi makhluk hidup. Mitokondria berkomunikasi dengan sel-sel lainnya untuk mengadakan metabolisme sehingga dapat menghasilkan energi bagi makhluk hidup tersebut. Ciri-ciri hidup itu adalah reproduksi, tumbuh dan berkembang, adaptasi, pemanfaatan energi, dan sebagainya. Suatu sel dapat dikatakan hidup jika dapat melakukan fungsinya dengan baik dan dapat berkomunikasi dengan sel lainnya untuk melakukan suatu proses di dalam tubuh. Sel berkomunikasi untuk memberikan informasi ke sel lainnya melalui 3 sistem, yaitu penerimaan, pengikatan molekul, dan sinyal memicu respon positif. Mitokondria yang berfungsi sebagai respirasi dan pembentuk energi dianggap sebagai power house sel, sehingga jika mitokondria mengalami kerusakan, maka akan menyebabkan terjadinya kerusakan/kematian sel dan jaringan, kurangnya produksi ATP dalam tubuh, yang berujung pada sulitnya tubuh menghasilkan energi. Untuk menjaga agar mitokondria tetap baik atau tidak rusak, maka mulailah menjaga tubuh agar tidak terkena penyakit seperti diabetes melitus, jantung koroner, gagal jantung, atau reumatik, karena kerusakan metokondria dipicu oleh penyakit-enyakit tersebut.


DAFTAR PUSTAKA

1.      Anonimous. Kehidupan.  <http://id.wikipedia.org/wiki/Kehidupan&gt;. (15 Februari 2011)

2.      Anonimous. Kehidupan Sel. <http://biodas.wordpress.com/rancangan-pembelajara/bahan-ajar/sejarah/>. (15 Februari 2011)

3.      Kurniawan  A. Potensial Membran.  <http://wapedia.mobi/id/Potensial_membran>. (15 Februari 2011)

4. Ahira A. Komunikasi Antar Sel. <http://www.anneahira.com/komunikasi-antar-sel.htm>. (15 Februari 2011)

5.      Tobing R. Peran Enzim Dalam Metabolisme dan Pemanfaatannya di bidang diagnosis dan pengobatan. <http://sectiocadaveris.wordpress.com/artikel-kedokteran/peran-enzim-dalam-metabolisme-dan-pemanfaatannya-di-bidang-diagnosis-dan-pengobatan/>. (15 Februari 2011)

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s