Peran Adenosin Trifostfat dalam Metabolismenosin

Peran Adenosin Trifostfat dalam Metabolismenosin

Adenosin trifosfat (ATP) adalah suatu rantai penghubung yang esensial antara fungsi penggunaan energi dan fungsi penghasil energi di tubuh. Oleh sebab itu, ATP disebut energy currency of the body, dan ATP dapat diperoleh dan digunakan berulang-ulang.

Energi yang berasal dari oksidasi karbohidrat, protein, dan lemak digunakan untuk mengubah adenosin difostfat (ADP) menjadi ATP, yang selanjutnya digunakan oleh berbagai reaksi tubuh yang diperlukan untuk :

1.      Transfor aktif molekul melalui membran sel

2.      Kontraksi otot dan kerja mekanik

3.      Berbagai reaksi sintetik yang menghasilkan hormon, membran sel, dan banyak molekul esensial lainnya di tubuh

4.      Konduksi impuls saraf

5.      Pertumbuhan dan pembelahan sel

6.      Banyak fungsi fisiologis lainnya yang diperlukan untuk mempertahankan dan meneruskan kehidupan.

ATP adalah suatu senyawa kimia yang labil yang terdapat dalam semua sel. Dari formula ini dapat dilihat bahwa ATP adalah kombinasi adenin, ribosa, dan tiga radikal fosfat. Dua radikal fosfat yang terakhir di hubungkan dengan sisa molekul oleh ikatan berenergi tinggi, yang dinyatakan dengan simbol ~.

Jumlah energi bebas dalam masing-masing ikatan berenergi tinggi per mol ATP adalah sekitar 7300 kalori pada keadaan standar dan kira-kira 12.000 kalori pada keadaan temperaturdan konsentrasi rektan yang biasa didalam tubuh, oleh karena itu, didalam tubuh, pemindahan masing-masing dua radikal fosfat yang terakhir akan membebaskan energi sekitar 12.000 kalori. Setelah kehilangan satu radikal fosfat dari ATP, senyawa tersebut menjadi ADP, dan setelah radikal fosfat yang kedua hilang, menjadi adenosin monofosfat ( AMP ). Interkonversi diantara ATP, ADP, dan AMP. 

 

ATP         ^-12.000    ADP

                         ^+12.000     PO₃

              ATP terdapat dimana mana dalam sitoplasma dan nukleoplasma semua se, dan pada dasarnya semua mekanisme fisiologis yang membutuhkan energi untuk bekerja, memperoleh energinya langsung dari ATP (atau senyawa berenergi tinggi lain yang sejenis guanosin trifosfat [GTP]). Selanjutnya, makanan dalam sel dioksidasi secara bertahap, dan energi yang dibebaskan dipakai untuk membentuk ATP yang baru, sehingga suplai zat ini selalu dipertahankan; semua pemindahan energi ini terjadi melalui reaksi yang berpasangan.

              Tujuan utama dari bab ini adalah untuk menjelaskan cara penggunaan energi dari karbohidrat untuk membentuk ATP di dalam sel. Normalnya, 90% atau lebih dari seluruh karbohidrat yang dimanfaatkan oleh tubuh akan digunakan untuk tujuan tersebut.

Peran Utama Glukosa dalam Metabolisme Karbohidrat

              Produk akhir pencernaan karbohidrat dalam saluran pencernaan hampir seluruhnya dalam bentuk glukosa, fruktosa, dan galaktosa dengan glukosa, yang mewakili rata-rata sekitar 80% dari produk-produk akhir tersebut. Setelah absorpsi dari saluran pencernaan, banyak fruktosa dan hampir semua galaktosa diubah secara cepat menjadi glukosa di dalam hati. Oleh karena itu, hanya sejumlah kecil fruktosa dan galaktosa yang terdapat dalam sirkulasi darah. Glukosa kemudian menjadi jalur umum akhir untuk mentranspor hampir semua karbohidrat ke sel jaringan.

              Didalam sel hati, tersedia sel enzim yang sesuai untuk meningkatkan interkonversi antar monosakarida glukosa, fruktosa dan galaktosa. Dinamika reaksi berlangsung sedemikian rupa sehingga bila hati melepaskan monosakarida kembali kedalam darah, produk akhirnya hampir seluruhnya berupa glukosa. Alasannya adalah bahwa sel hati mengandung sejumlah besar glukosa fosfatase.Oleh karena itu, glukosa-6-fosfatase dapat dipecah menjadi glukosa dan fosfat, dan glukosa selanjutnya dapat ditranspor kembali melalui membran sel hati kedalam darah.

              Sekali lagi ditekankan bahwa lebih dari 95% dari seluruh monosakarida yang beredar didalam darah biasanya merupakan produk perubahan akhir, yaitu glukosa.

Transfor Glukosa Melalui Membran Sel

              Sebelum glukosa dapat dipakai oleh sel-sel jaringan tubuh, glukosa harus ditranspor melalui membran sel jaringan masuk kedalam sitoplasma sel. Akan tetapi, glukosa tidak dapat berdifusi melalui pori-pori sel membrandengan mudah sebab berat molekul maksimum partikel yang dapat berdifusi dengan mudah adalah sekitar 100, dan glukosa mempunyai berat molekul 180. Namun, glukosa dapat masuk kedalam sel dengan derajat kemudahan yang rasional melalui membran dengan mekanisme difusi terfasilitasi. Mekanisme dasarnya adalah sebagai berikut. Molekul yang berpenetrasi melalui matrik lipid adalah sejumlah besar molekul protein pembawa (carrier) yang dapat berikatan dengan glukosa. Dalam bentuk ikatan ini, glukosa dapat diangkut oleh pembawa dari satu sisi membran ke sisi lainnya dan kemudian dibebaskan. Oleh karena itu, jika konsentrasi glukosa lebih besar pada satu sisi membran daripada sisi lainnya. Lebih banyak glukosa akan diangkut dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah berkonsentrasi rendah dan bukan dari sisi yang berlawanan.

              Transpor glukosa melalui membran disebagian besar sel jaringan cukup berbeda dari transpor yang terjadi melalui membran saluran pencernaan atau melalui epitel tubulus ginjal. Di dua tempat tersebut tadi, glukosa diangkut oleh mekanisme ko-transpor aktif natrium glukosa, yaitu transpor aktif  natrium menyediakan energi untuk mengabsorsi glukosa melawan perbedaan konsentrasi. Mekanisme ko-transpor natrium hanya berfungsi di sel epitel tertentu yang secara khusus disesuaikan untuk absorpsi aktif glukosa. Pada membran sel yang lain, glukosa diangkut hanya dari kosentrasi yang lebih tinggi menuju konsentrasi yang lebih rendah oleh difusi terfasilitasi, yang dimungkinkan oleh ikatan khusus dari protein pembawa glukosa dimembran.

Insulin meningkatkan Difusi Glukosa Terfasilitasi

Kecepatan pengangkutan glukosa dan kecepatan pengangkutan beberapa monosakarida lainnya sangat ditingkatkan oleh insulin disekresi oleh pankreas, kecepatan pengangkutan glukosa ke dalam sebagian besar sel meningkat 10 kali atau lebih dibandingkan dengan kecepatan pengangkutan tanpa adanya sekresi insulin. Sebaliknya, jumlah glukosa yang dapat berdifusi kedalam sebagian besar sel tubuh tanpa adanya insulin, terlalu sedikit untuk menyediakan sejumlah glukosa yang dibutuhkan untuk metabolisme energi pada keadaan normal, dengan pengecualian di sel hati dan sel otak.

Secara praktis, kecepatan pemakaian karbohidrat oleh sebagian besar sel diatur oleh kecepatan sekresi insulin dari pankreas.