Keterkaitan antara Metabolisme Karbohidrat dengan Metabolisme Lemak dan Protein

Seperti halnya karbohidrat, lemak merupakan
substrat penting dalam proses respirasi. Lemak disintesis dari karbohidrat atau
protein melalui asetil koenzim A dan gliserol yang berasal dari fosfogliseraldehid ( PGAL ), di mana
PGAL merupakan senyawa antara dalam tahap glikolisis dan daur krebs.
Secara  kimiawi, lemak tersusun dari
penggabungan suatu asam lemak dengan
gliserol. Agar dapat digunakan
sebagai substrat respirasi ( reaksi katabolitik ) lemak terlebih dahulu
dibongkar menjadi asam lemak dan gliserol. Kemudian gliserol diubah menjadi dihidroksiaseton fosfat, untuk
selanjutnya diubah menjadi

fosfogliseraldehida
yang merupakan zat antara pada tahap glikolisis dan daur krebs.Sementara itu
asam lemak diubah menjadi molekul asetil
ko A dan masuk ke jalur respirasi.

            Berbeda
dengan lemak, protein merupakan molekul yang pembentukannya melibatkan DNA, RNA
dan ribosom. Protein di dalam sel tersusun dari asam amino. Beberapa asam amino dapat diubah menjadi glukosa  ( alanin, serin, glisin, sistein, metionin
dan triptofan ). Dan beberapa asam amino lainnya seperti :  fenilalanin, tirosin, leusin, isoleusin dan
lisin dapat diubah menjadi asam lemak. Dalam reaksi katabolitik, protein dipecah
menjadi asam amino. Asam amino ini dapat masuk ke jalur respirasi  melalui cara transaminasi ( pemindahan gugus amin-NH₂ ) maupun deaminasi ( pembuangan gugus amin ).
Asam amino seperti  alanin, serin,
glisin, sistein diubah menjadi asam piruvat dan masuk ke dalam mitokondria
untuk dimanfaatkan dalam respirasi. Sedangkan asam amino seperti fenilalanin, tirosin,
leusin, isoleusin dan lisin diubah menjadi asetil ko A untuk selanjutnya
mengikuti jalur respirasi.

            Dalam
proses repirasi, karbohidrat merupakan molekul pertama yang menjadi substrat
respirasi, Jika karbohidrat habis maka baru lemak yang akan dioksidasi. Jika
karbohidrat dan lemak sudah tidak ada lagi maka protein akan dibongkar menjadi
asam amino untuk dioksidasi.

Dari ketiga substrat
respirasi tersebut, karbohidrat merupakan substrat respirasi yang utama. Jumlah
energi yang dihasilkan oleh setiap gram protein setara dengan jumlah energi
yang dihasilkan oleh setiap gram karbohidrat, yaitu + 4,1 kkal.
Sementara, setiap gram lemak bila dioksidasi akan menghasilkan 2 kali lipat
dari jumlah energi yang dihasilkan oleh karbohidrat dan protein setiap gramnya
yaitu + 9,3 kkal. 1 Molekul lemak + 2H₂O à 2 C₆H₁₂O₆ (
glukosa ). Perbandingan C : H : O molekul lemak ( misalnya : tristerin ) adalah
57 : 110 : 6. Pada molekul karbohidrat perbandingan C : H : O adalah 6 : 12 : 6
. Itulah sebabnya energi yang digunakan dalam oksidasi lemak jauh lebih banyak.
Rantai asam lemak yang banyak mengandung gugus –CH₂  merupakan bentuk penyimpanan yang ideal untuk
surplus energi metabolic. Zat ini dalam bentuk sangat tereduksi, sehingga
energi yang dihasilkan juga besar. Di sisi lain, lemak disimpan dalam bentuk
paling pekat dan sedikit mengandung air, di mana energi potensial dapat
disimpan. Sementara itu, pada oksidasi protein di dalam tubuh produk akhir
katabolismenya adalah urea dan senyawa nitrogen lainnya, ditambah CO₂
dan H₂O. Itulah sebabnya nilai kalori protein dalam tubuh hanya +
4,1kkal / gram.

Catatan : setiap penggunaan per liter O₂
untuk katabolisme, akan membebaskan energi sebesar 4,82 kalori ( 4,82 kkal ).

Sumber pustaka :

1. D.A.Pratiwi dkk,
Biologi SMA kelas XII, Erlangga, Jakarta, 2006

2. John W Kimball,
Biologi jilid 1 ,Erlangga, Jakarta,
1999.