Metabolisme merupakan serangkaian proses kimiawi yang berlangsung di dalam sel. Dalam proses metabolisme, melibatkan dua proses kimiawi, yaitu proses katabolisme dan anabolisme. Metabolisme saat berperan sebagai zat makanan menjadi energi. Proses metabolisme ternyata sebagai pertumbuhan dan pengganti beberapa jaringan yang mengalami kerusakan. Berikut ini susunan pembantu metabolisme.

Katabolisme

Respirasi aerob

Katabolisme merupakan bentuk dari pelepasan reaksi eksoterm. Selain itu, katabolisme juga merupakan proses terjadinya penguraian zat kompleks menjadi zat yang lebih sederhana. Proses katabolisme ini dapat dilihat pada proses respirasi aerob dan respirasi anaerob.

Respirasi aerob ini berlangsung melalui glikolisis tepatnya berada di sitoplamas, transpor elektron di membran mitokondria dan siklus krebs berada di matriks mitokondria. Dalam respirasi aerob ini, sangat membutuhkan asupan oksigen.

Pada glikolisis, sebagai pemecah glukosa menghasilkan 2 molekul asam piruvat. Setiap akhir proses glikolisis ini menghasilkan molekul asam piruvat, 2 NADH dan 2 ATP, sebelum akhirnya masuk ke siklus krebs. Ketika asam piruvat masuk ke siklus krebs, akan mengalami dekarboksilasi oksidatif. Pada proses inilah terjadi perubahan asam piruvat, yang menghasilkan karbon dioksida.

Transpor elektron ini berfungsi sebagai pemindah secara berantai antara substrat ke substrat lain, elektron dibawa oleh NADH dan FADH2, dan ion hidrogen. Pembentukan dari substrak tadi kemudian membentuk ATP melalui proses fosforilasi oksidatif.
NADH menghasilkan 3 molekul ATP, dan FADH2  menghasilan 2 molekul ATP. Dari kedua ini, menghasilan respirasi aerob 38 ATP. NADH dan FADH2 berperan sebagai senyawa pereduksi yang menghasilkan ion hidrogen.

Respirasi Anaerob

Kebalikan dari respirasi aerob yang membutuhkan oksigan, pada respirasi anaerob tidak membutuhkan oksigen bebas. Proses inilah kemudian Respirasi anaerob sering disebut sebagai fermentasi. Resparasi fermentasi ini kemudian dibedakan menjadi farmentasi laktat dan alkohol.

Farmentasi alkohol adalah farmentasi yang mengunakan bahan dasar ragi. Ternyata, kandungan dalam ragi dapat mengubah gula menjadi asam piruvat, berubah menjadi etanol. Etanol merupakan senyawa berkarbon dan karbon dioksida. Inilah yang menyebabkan adonan pada roti bisa mengembang.

Fermentasi asam laktat adalah fermentasi yang dihasilkan oleh bakteri. Pada tubuh manusia, terjadinya penumpukan bakteri pada otot mengakibatkan otot terasa ngilu dan kaku, dan akan kembali kesedia kala saat otot tersebut cukup oksigen.

Anabolisme

Sintesis merupakan nama lain dari proses anabolisme. Anabolisme ini biasanya memiliki tekanan energi tinggi. Salah satu yang memerlukan energi ini adalah proses fotosintesis pada tumbuhan. Dalam proses fotosintesis inilah, tumbuhan memerlukan air. Air masuk ke dalam akar. Kemudian, dari akar disebarkan keseluruh tumbuhan. Tidak hanya itu, saat proses fotosintesis, tumbuhan juga memerlukan sinar matahari sebagai pengubah molekul air dan karbon dioksida menjadi 1 molekul glukosa dan oksigen.

Pigmen fotosintesis

Tempat berfotosintesis berada di klofil. Klorofil merupakan zat hijau daun yang dikandung daun. Di dalam daun pun terkandung kloroplas. Klorofil inilah yang disebut pigmen fotosintesis.  Kloroplas terdiri dari stoma dan membran tilakoid. Stoma menyerupai cairan yang mengandung banyak enzim dan tempat pembentukan glukosa. Sementara itu, membran tilakoid adalah tempat yang biasa ditempati kloroplas. Fungsi membran tilakoid ini sebagai penyerap cahaya matahari saat membantu proses fotosintesis.
Tahapan fotosintesis

Elektron tereksitasi merupakan cahaya matahari yang masuk ke dalam klorofil. Di sinilah terjadinya pembentukan energi, kemudian energi ini menjadi ATP dan NADPH dengan cara melepaskan oksigen. ATP dan NADPH inilah bahan dasar terbentuknya karbohidrat menjadi energi.

Di dalam daun, terdapat membran tilakoid. Membran inilah tempat sinar matahari dapat masuk ke dalam klorofil. Klorofil dan pigmen seperti karoten sebagai penangkap cahaya, klorofil a (sebagai pigmen antena), dan klorofil b, ketiga ini berada pada struktur fotosistem.

Tahapan fotosintesis dengan reaksi gelap, atau reaksi yang tidak mengantungkan cahaya/sinar matahari. Tanpa adannya cahaya matahari, tumbuhan ini tetap bisa melangsungkan fotosintesis, dengan catatan ATP dan NADPH ini dihasilkan dari proses reaksi terang.

Proses fotosintesis pada reaksi gelap diawali dengan molekul karbon dioksida masuk ke sel-sel melewati stomata. Karbon yang masuk ke sel ini kemudian akan segera diikat oleh ribulosa bifosfat dan menghasilkan glukosa.

Jenis Metabolisme

Metabolisme karbohidrat

Metabolisme karbohidrat ini menghasilkan glukosa. Kemudian, glukosa diubah menjadi glikolisis. Glikolisis merupakan karbohidrat yang telah mengalami laktat tanpa melibatkan oksigen. Glikolisis ini terdiri dari glukosa yang menghasilan G3P, begitupun dari G3P menghasilkan piruvat. Pada karbohidrat, ada beberapa unsur-unsur yang dicerna di usus. Unsur-unsur tersebut antara lain unsur C, H, dan O. Setelah itu, unsur ini diserap oleh usus halus menjadi bentuk monosakarida.

Monosakarida menuju ke hati dan ke sel jaringan tertentu dan akhirnya akan menghasilkan dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air, serta menghasilkan glikogen untuk diedarkan jaringan tubuh yang membutuhkan. Monosakarida ini masuk ke sel dibawa melalui aliran darah. Di sinilah akan terjadi proses metabolisme.

Dalam proses metabolisme pada tubuh mengalami kenaikan saat proses pencernaan dan penyerapan karbohidrat akan mengakibatkan terjadinya sintesis glikogen dari hati menjadi naik, berlaku untuk sebaliknya. Hati sangat berperan penting sebagai pengatur kadar glukosa dalam darah.

Ketika glikogen turun, dapat mengakibatkan kehilangan keseimbangan karena di dalam otak kekurangan glukosa. Jika tidak segera ditangani, maka akan memicu gangguan pada ginjal. Hal itu dikarenakan ketidakmampuan ginjal menyerap glukosa yang telah difiltrasikan oleh tubuh. Gejala inilah yang sering disebut sebagai gejala glukosuria. Glukosuria dalam glukosa ini diatur oleh hormon insulin dan hormon andrenalin. Hormon insulin dihasilkan oleh pankreas, sedangkan andrenalin dihasilkan oleh korteks adrenal.

Metabolisme Protein

Asam amino merupakan zat yang menjadi bagian dari proses metabolism. Asam amino ini terdapat di dalam protein. Asam amino melakukan proses sintesis sebagai bentuk dari degradasi protein selama di dalam tubuh. Proses tersebut dilakukan secara berkala.

Asam amino ini sebagai sumber protein dan sebagai tempat transport protein. Asam amino terbagi menjadi asam amino non essensial dan esensial. Ketika asam amino bercampur dengan darah, maka asam amino tersebut menyebar. Setiap sebaran tersebut disimpan pada sel darah yang membutuhkan asam amino pada metabolisme protein yang disusun oleh gugus amina dan gugus karboksil. Pada peptide, terdapat asam amino mencapai 10 hingga 100. Metabolisme protein menghasilkan senyawa kimia. Selain itu, pada proses ini pun mengandung karbohidrat dan lipoprotein. Hal ini berfungsi sebagai penghasil sel yang rusak.

Bentuk penghasil sel yang rusak bisa berupa asam urat, mudah merasakan kelelahan dari aktivitas yang sebenarnya tidak berat. Hal disebabkan karena asam amino mengalami gangguan karena terdapat kreatin di dalam urine yang terpisah.

Metabolisme Lemak

Lemak yang tidak terkontrol akan mengakibatkan penyakit. Hal itu dikarenakan lemak sifatnya tidak dapat larut dalam air dan kloroform, benzena, eter maupun alkohol (pelarut non polar). Metabolisme lemak inilah mempunyai senyawa heterogen yang saling berkaitan dengan asam lemak.

Jika selama ini lemak dikenal sebagai lemak jahat dalam tubuh, ternyata lemak juga memiliki nilai positif. Lemak dibutuhkan sebagai energi cadangan, bahan bakar tubuh, pembentukan membran sel, sebagai alat angkut, bahkan sebagai pelindung organ tubuh.

Nama lain metabolisme lemak adalah Lipid atau Fat Metabolism. Lemak yang ada di dalam tubuh manusia antara lain asam lemak. Asam lemak terdiri dari asam palmitat, asam oleat, dan asam strearat yang terdiri dari CH3 (CH2) 16-COOH. Selain asam lemak, ada juga lemak biologis. Di dalam lemak biologis ini, ada steroid, fosfolipid, dan trigliserida. Kandungan lemak biologis ini sangat penting diperlukan. Pada trigliserida terdiri ester gliserol + 3 asam lemak.

Enzim pada Metabolisme

Enzim memiliki beberapa komponen, seperti komponen ion-ion anorganik, gugus prostetik, dan ko-enzim. Gugus prostetik berfungsi sebagai kekuatan tambahan pada saat proses kerja enzim berjalan. Gugus prostetik ini mengandung besi dan bentuknya melingkar pipih seperti cincin. Sementara itu, ko-enzim berfungsi sebagai pemindahan gugus kimia ke enzim yang lain. Biasanya, enzim ini tersusun dari molekul organik non protein. Komponen ion-ion anorganik pada proses metabolisme akan bekerja lebih aktif daripada enzim yang lain karena enzim inilah faktor terikat dengan substrat.