[javascript protected email address]
Sembuh dan sehat dengan nutrisi dari alam Indonesia.

Pernafasan Sel

Bagaimana mengubah sesuap makanan menjadi bahan kimia yang dapat dikenal oleh sel dan digunakan sebagai energi? Langkah pertama adalah mengubah makanan menjadi komponen kimia pembentuknya, lalu mengirimkannya ke dalam sel. Proses  tersebut dinamakan pencernaan. Setelah masuk ke dalam sel, proses yang mengubah sesuap makanan menjadi energi yang berguna melalui pernafasan sel dimulai. 

Proses pencernaan mengambil karbohidrat dan molekul lain dari makanan lalu mengirimkan ke dalam aliran darah. Dari sana, nutrisi seperti glukosa karbohidrat akan meninggalkan aliran darah lewat dinding kapiler dan memasuki jaringan sel. Setelah di dalam sel, pernafasan sel akan mengoksidasi molekul glukosa seluruhnya, menghasilkan elektron berenergi tinggi. Tujuan keseluruhan adalah membuat ATP, bentuk penyimpanan energi bagi hampir semua sel.

Pernafasan sel adalah proses 4 tahap yang dimulai dari glikolisis. Glikolisis secara literal artinya memecah gula, dan ini adalah langkah pertama dari pernafasan sel yang terjadi pada sitoplasma sel. Glikolisis terdiri dari dari dua fase: fase investasi energi, dan fase panen energi. Pada fase investasi energi, dua molekul ATP mentransfer energi kepada molekul glukosa membentuk molekul fruktosa-1,6-bifosfat. Molekul ini terbelah, dan fase panen energi dimulai. Pada fase ini, 2 molekul 3-karbon dikonversi menjadi piruvat dan membentuk ATP. Glikolisis adalah reaksi 10 langkah yang melibatkan aktivitas beberapa enzim dan ko-enzim. Selama proses, 2 molekul ATP, 2 molekul piruvat dan 2 molekul pembawa elektron energi tinggi dari NADH dihasilkan. Ketika ada oksigen, molekul piruvat dan NADH masuk ke mitokondria, dan langkah berikut dari pernafasan sel dimulai.

Langkah berikut dari penafasan sel melibatkan pergerakan piruvat ke dalam mitokondria yang mana akan mengalami oksidasi. Tiap molekul piruvat akan dikonversi menjadi senyawa yang disebut asetil-CoA. Pada proses oksidasi piruvat, elektron ditransfer ke NAD yang menghasilkan NADH dan sebuah karbon lepas dan menjadi CO₂. 

Langkah berikutnya adalah siklus asam sitrat, atau sering disebut siklus Krebs. Di sini asetil-CoA akan mengikat senyawa awal yang disebut oksaloasetat. Dan melalui rangkaian reaksi redox dengan enzim, semua karbon, hidrogen dan oksigen dalam piruvat berakhir menjadi CO₂ dan H₂O. Proses ini disebut siklus sebab oksaloasetat adalah senyawa awal dan akhir dari proses. Untuk setiap glukosa yang mengalami glikolisis, siklus terjadi dua kali, yaitu masing-masing untuk tiap molekul piruvat yang masuk mitokondria. Selama oksidasi piruvat dan siklus asam sitrat, dihasilkan 8 NADH, 2 FADH₂ dan 6 CO₂ untuk setiap molekul glukosa.

Untuk memahami bagaimana sebagian besar energi dihasilkan oleh pernafasan aerobik (dengan oksigen), kita perlu mengikuti molekul NADH dan FADH₂ ke tahap berikutnya, rantai transportasi elektron. Rantai transportasi elektron adalah rangkaian pengangkut terbungkus membran dalam mitokondria yang melewatkan elektron dari satu ke yang lainnya. Sewaktu elektron ditransfer antara protein membran, sel dapat menangkap energi dan menggunakannya untuk menghasilkan molekul ATP. Protein dalam rantai memompa ion hidrogen melewati membran. Ketika ion hidrogen kembali melewati membran melalui ATP synthase complex, ATP disintesis oleh enzim ATP synthase. Oksigen berperan sebagai penerima elektron terakhir. Dengan menerima elektron, oksigen direduksi membentuk air, produk sampingan dari rantai transportasi elektron. Semua pembawa elektron energi tinggi dari langkah-langkah sebelumnya membawa elektron mereka ke dalam rantai. Dari sini, sejumlah besar ATP dari keseluruhan pernafasan sel dihasilkan, 32 - 36 ATP. 

Kesimpulannya, kita sudah melihat bagaimana 4 langkah pernafasan sel bertanggungjawab untuk mengkonversi energi dalam molekul glukosa menjadi ATP, baterai energi dari sel. Rata-rata 36 molekul ATP dihasilkan dari 1 molekul glukosa yang memasuki sel. Dalam proses memproduksi ATP, oksigen dibawa dari aliran darah menjadi penerima elektron terakhir di rantai transportasi elektron. Dan CO₂ sebagai hasil sampingan dilepaskan. Tujuan dari pernafasan sel adalah untuk mentransfer energi dari makanan yang kita makan sehari-hari menjadi ATP yang dapat digunakan oleh tubuh kita. Proses ini dimulai dari memakan snack atau makanan dan berakhir dengan menangkap energi dari pemecahan nutrisi menjadi energi dan CO₂.


Dipublikasikan tanggal 06 Mar 2020 08:00, dilihat: 114 kali