Oksidasi

Reaksi Oksidasi dapat didefinisikan sebagai peristiwa kehilangan elektron atau kehilangan hydrogen, sehingga disebut juga reaksi dehidrogenasi. Bila suatu senyawa dioksidasi maka harus ada senyawa lain yang direduksi, yaitu akan memperoleh elektron atau memperoleh hydrogen.(Sri Widya : 2000)

Secara kimiawi, oksidasi di definisikan sebagai pengeluaran electron dan reduksi sebagai penangkapan electron, sebagaimana di lukiskan oleh oksidasi ion fero menjadi feri e (elektron) Fe 2+ ¬ Fe3+ . Dengan demikian, oksidasi selalu disertai reduksi aseptor electron. Prinsip ini osidasi – reduksi ini berlaku pada berbagai sistem biokimia dan merupakan konsep penting yang melandasi pemahaman sifat oksidasi biologi. kita ketahui bahwa banyak oksidasi biologi dapat berlangsung tanpa peran serta molekul oksigen, misalnya : dehidrogenasi.

Pengertian sempit oksidasi biologi: reaksi suatu zat dengan molekul oksigen.

Pengertian luas oksidasi biologi : pelepasan hidrogen (dehidrogenasi) atau pelepasan elektron.

Dalam oksidasi biologi diperlukan hidrogen/elektron, dalam reaksi, apabila ada yang dioksidasi pasti ada yang direduksi.

Akseptor Hidrogen 

Reaksi dapat lebih panjang. Sebelum hidrogen diterima oksigen, dipindah tangankan melalui beberapa aseptor hidrogen

Pada setiap hidrogen pindah ke aseptor hidrogen akan keluar energi. Hidrogen terakhir diterima oleh oksigen menjadi H2O. Beberapa aseptor hidrogen adalah :

1.NAD (nikotin amida dinukleotida)

2.NADP (nikotin amida dinukleotida pospat)

3.FAD (flavo adenin dinukleotida)

4.Sitokrom, masing2 dg enz dehidrogenase yg sesuai.

Fungsi Reaksi Oksidasi Biologi

Di dalam system biologi sel makhluk hidup, reaksi oksidasi reduksi berperan dalam reaksi-reaksi yang menghasilkan energy. Contohnya pada oksidasi glukosa menjadi CO₂, air dan energy.

Proses oksidasi reduksi ini dapat berlangsung secara anaerob maupun aerob. pada keadaan aerob reaksi berlangsung tanpa adanya oksigen sebagai penerima akhir elektron atau hydrogen. Contohnya adalah proses peragian karbohidrat oleh sel ragi. Karbohidrat seperti pati, glukosa, sukrosa, dll. Dapat diuraikan oleh enzim-enzim yang terdapat di dalam ragi menjadi CO₂ dan etanol. Pada keadaan aerob reaksi berlangsung dengan menggunakan oksigen sebagai penerima akhir elektron atau hydrogen. Keadaan ini dapat ditemukan pada berbagai sel hidup dalam lingkungan yang cukup oksigen. Hasil akhir oksidasi aerob adalah CO₂ dan air.

Dari uraian tersebut, tampak bahwa baik pada keadaan aerob maupun anaerob, oksidasi selalu menghasilkan CO₂. Perbedaan hanya pada terbentuknya air (pada oksidasi aerob) dan etanol (anaerob).

Dari fakta ini dapat disimpulkan bahwa oksidasi aerob merupakan oksidasi lengkap. Hal ini dapat dipahami karena air tidak dapat dioksidasi lagi, sedangkan etanol masih dapat dioksidasi lebih lanjut.

Oksidasi biologi berbeda dengan oksidasi yang terjadi dalam system bukan biologi, tidak berlangsung secara sekaligus tanpa kendali, tetapi secara bertahap. Untuk itu diperlukan sejumlah enzim yang bekerja sama dalam memindahkan elektron atau hydrogen.

sebuah sel memperoleh energy dari molekul gual atau protein dengan membiarkan atom-atom karbon dan hidrogennya bersenyawa dengan oksigen membentuk CO₂ dan H₂O. oksidasi sel berlangsung secara bertahap. proses itu dipecah menjadi sejumlah reaksi dan hanya sebagian kecil saja yang secara langsung melibatkan penambahan oksigen.

Oksidasi tidak hanya diartikan sebagai penambahan atom-atom oksigen, oksidasi lebih tepat bila digunakan untuk seua reaksi dimana elektron-elektron dipindahkan dari satu atom ke atom yang lain. Oksidasi dalam pengertian ini didefinisikan sebagai pelepasan elektron sedangkan reduksi penambahan elektron.

Walaupun secara energy bentuk karbon yang sering dijumpai adalah CO₂ dan untuk hydrogen adalah H₂O. kedua molekul itu sesungguhnya berada dalam keadaan stabil dan membutuhkan energy aktifasi agar dapat mencapai konfigurasi yang lebih stabil. Katalisator protein yang sangat spesifik atau enzim bergabung dalam molekul-molekul biologi sedemikian rupa sehingga bahan tersebut mengurangi  energi aktifasi reaksi-reaksi tertentu yang harus dijalani oleh molekul-molekul tersebut.  Sebagian energi yang dilepaskan dalam reaksi oksidasi dimanfaatkan dalam pembentukan ATP.  ATP berfungsi sebagai media penyimpan energi yang baik untuk menggerakkan berbagai reaksi kimia yang dibutuhkan oleh sel.

Didalam sel yang sedang bernafas secara aerobik oksidasi menjadi aseti co enzim A dan CO2. Oksidasi dalam tahap ini memerlukan 3 kelompok enzim

1. Kelompok piruvat dehidrogenase meng-oksidasi dan mengadakan dekarboksilasi oksidatif menjadi suatu bentuk asetat yaitu tioester asetil CoA

2. Daur krebs asam trikarboksilat mengoksidasi  karbon menjadi CO₂ dan membentuk NADH dan FADH2

3. Rantai pernafasan dari enzim pemindah elektron mengoksidasi kembali ko enzim NADH dan FADH2 yang telah diproduksi oleh reaksi-reaksi dehidrogenase dari katabolisme. Pada pernafasan elektron dan proton yang semula diturunkan dari molekul-molekul makanan, akhirnya bereaksi dengan O2 untuk menghasilkan H₂O. Rantai pernafasan enzim terletak di membran mitokondria dalam dan akseptor elektron akhiran adalah oksigen. Energi redoks yang diperoleh dengan reaksi-reaksi pertukar elektron ini sebagian di tersimpan oleh penggabungan pemindahan elektron pada fosforilasi ADP. Selain abekerja sebagai akseptor elektron akhir untuk koenzim-koenzim FADH2 dan NADH yang di hassilkan pada dehidrogenasi metokondrial, maka rantai pernafasan dapat memenfaatkan jalur-jalur reaksi tertentu untuk bertindak sebagai akseptor elektron akhir bagi NADH yang di hasilkan didalam sito plasma misalnya glikolisis aerobik

Read More

Metabolisme lipid

Lipid adalah suatu kelompok besar substansi biologik yang dapat larut dengan baik dalam pelarut zat organik, seperti metanol, aseton, klorofom dan benzena. Sebaliknya lipid tidak atau sukar alrut dalam air. Kelarutannya dalam air yang kecil disebabkan karena kekurangan atom-atom yang berpolarisasi (O, N, S, P)

     Asam lemak adalah asam karbonat dengan rantai hidrokarbon yang panjang dengan rumus CH₃(CH₂)_nCOOH  atau  C_nH_2n+1-COOH. Sebagai komponen dari lipid, asam lemak terdapat pada semua organisme. Asam lemak terutama berada dalam bentuk ester dengan alkohol, misalnya dengan gliserol, spingosin atau kolesterol. Dalam jumlah kecil asam lemak ditemukan juga dalam bentuk tidak teresterisasi, sehingga dikenal sebagai asam lemak bebas.

     Lemak adalah  ester yang tersusun dari tiga asam lemak dengan tiga gugus alkohol dari senyawa gliserol. Bila hanya satu asam lemak yang teresterisasi dengan gliserol, disebut monoasilgliserol (rantai asam lemak = rantai asli). Melalui esterisasi dengan asam lemak lainnya akan dihasilkan diasilgliserol dan selanjutnya  triasilgliserol yang merupakan lemak yang sesungguhnya.

2 Tujuan

2.1 Memberikan komponen-lomponen lipid dari jaringan-jaringan mamalia, tidak termasuk sterol dan steroid.

2.2 Membahas biosintesis dan katabolisme lipid-lipid yang banyak terdapat dalam sel mamalia.

2.3 Membahas penganagkutan lipid.

2.4 Memerikan biokimia penyakit-penyakit yang bersangkut paut dengan ketidaknormalan pengakuan atau metbolisme lipid, termasuk hiperlipoproteinemia dan penyakit penyimpanan lipid.

3 Klasifikasi Lipid

            Lipid yang terdapat dalam tubuh dapat diklasifikasikan menurut struktur kimianya ke dalam 5 grup. Asam lemak kelas pertama berfungsi sebagai sumber energi utama bagi tubuh. Selain itu, asam lemak adalah blok pembangun dari asam lemak ini kompleks-kompleks lipid disintesis. Prostagladin, yang dibentuk dari asam lemak tidak jenuh ganda tertentu, adalah substansi pengatur intrasel yang merubah taggapan-tanggapan sel terhadap rangsangan luar.

            Kelas lipid kedua terdiri dari ester-ester gliseril. Ester-ester ini termasuk pula asigliserol, yang selain merupakan senyawa antara atau pengangkut metabolik dan bentuk penyimpanan asam lemak, dan fosfogliserid yang merupakan komponen utama lipid dari membran sel.

            Sfingolipid yang merupakan kelas ketiga juga merupakan komponen membran. Mereka berasal dari alkohol lemak sfingosin.

            Sterol mencakup kelas ke empat lipid. Derivat sterol, termasuk kolesterol, asam empedu, hormon steroid, dan vitamin D sangat penting dari segi kesehatan.

            Terpen, kelas terakhir lipid, mencangkup dolikol dan vitamin-vitamin A, E dan K yang larut dalam lemak. Derivat-derivat isopreni terdapat dalam jumlah kecil, tetapi mempunyai fungsi metabolik yang sangat penting dan terpisah.

4 Fungsi Biologik Lemak

            Lemak dalam bahan makanan merupakan pembawa energi yang penting. Pada pemberian makana yang benar, lemak dalam bahan makanan dapat memberikan sekitar 30 – 35 % energi tambahan bagi manusia. Namun peran sebagai pembawa ebergi bukanlah satu – satunya fungsi lemak dalam bahan makanan. Lemak juga dapat berperan sebagai pengantara bagi viamin-vitamin yang larut dalam lmak dan sebagai sumber untuk asam lemak tak jenuh jamak yang esensial, seperti asam linoleat, asam lonolenat dan asam arakidonat.

            Di dalam lemak hewan banyak terdapat asam lemak januh dam sebaliknya lemak pada tumbuh-tumbuan (kecuali lemak kelapa) sebagian besar mengandung asam lemak tak jenuh dan yang sering dijumpai adalah minyak (lemak cair). Melalui hidrasi kimia lemak tumbuh-tumbuhan, minyak dapat diubah menjadi lemak padat (margarine), yang disebut dengan proses pemadatan lemak.

            Lemak di dalam tubuh membentuk cadangan energi terbesar pada organisme hewan. Ia dapat digunakan sebagai sumber atom karbon bagi berbagai sintesis yang terjadidalam tubuh sendiri. Lemak ditemukan banyak sel dalam bentuk butir-butir lemak kecil. Adiposit merupakan sel lemak yang khusus menyimpan lemak. Lemak di dalam adiposit menyediakan keperluan manusia akan energi yang cukup selitar dua sampai tiga bulan.

5 Hidrolisis Lemak

     Dalam tabung reaksi (in vitro), lemak dapat dipecahkan melalui proses hirolisis alkali (penyabunan) menjadi gliserol dan garan-garam dari asam lemak. Sabun merupakan garam alkali padat dari asam lemak. Berdasarkan sifat-sifat amfipatiknya dapat larut dengan baik dalam air dan juga mampu melarutkan lemak.

     Di dalam organisme (in vivo) pemecahan lemak dikatalis oleh enzim lipase. Penghancuran lemak bahan makanan di dlam usus akan dibantu oleh suatu enzim lipase pankreas. Enzim ini cenderung bekerja pada atom sn-C-1 dan atom sn-C-3 lemak. Hasil hidrolisis tersebut ialah monoasigliserol dan dua asam lemak. Berlawanan dengan lemak netral, senyawa-senyawa ini dapat dengan mudah di absorbsi oleh sel mukosa usus.

6 Penyimpanan Lemak dan Penggunaanya Kembali

     Asam-asam lemak akan disimpan jika tidak diperlukan untuk memenuhi kebutuhan energi. Tempat penyimpanan utama asam lemak adalah jaringan adiposa. Adapun tahap-tahap penyimpanan tersebut adalah:

-   Asam lemak ditransportasikan dari hati sebagai kompleks VLDL.

-   Asam lemak kemudian diubah menjadi trigliserida di sel adiposa untuk disimpan.

-   Gliserol 3-fosfat dibutuhkan untuk membuat trigliserida. Ini harus tersedia dari glukosa.

-   Akibatnya, kita tak dapat menyimpan lemak jika tak ada kelebihan glukosa di dalam tubuh.

Jika kebutuhan energi tidak dapat tercukupi oleh karbohidrat, maka simpanan trigliserida ini dapat digunakan kembali. Trigliserida akan dipecah menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol dapat menjadi sumber energi (lihat metabolisme gliserol). Sedangkan asam lemak pun akan dioksidasi untuk memenuhi kebutuhan energi pula (lihat oksidasi beta).

7 Struktur Lemak, Fosfolipid dan Glikolipid

7.1 Lemak

Lemak netral merupakan ester dari gliserol dengan tiga asam lemak.

7.2 Fosfolipid

Ciri-ciri umumnya ialah adanya rantai asam fosfat yang teresterisasi dengan gugus hidroksi pada atom sn-C-3dari gliserol. Karena rantai asam fosfat ini, maka fosfolipid paling sedikit mengandung satu muatan negatif.

7.3 Glikolipid

Kelompok jaringan ini terdapat pada semua jaringan, bahkan juga pada sisi membran plasma. Glikolipid tersusun dari sfingosin, satu asam lemak dan satu rantai oligosakarida yang pada beberapa glikolipid sangat besar. Jadi pada glikolipid tidak ada rantai fosfat seperti halnya pada fosfolipid.

8 Metabolisme Lemak

            Lemak yang tidak segera diperlukan setelah absorbsi disimpan oleh tubuh dalam jaringan adiposa. Bila diperlukan, lemak dikeluarkan dari tempat penyimpanan dalam hati diubah menjadi gliserol dan asam lemak, bentuk yang paling mudahdapat digunakan dalam tubuh. Bila lemak terus di metabolisme dalam hati maka akan terdapat ampas berupa zat keton yang hanya terbatas penggunaanya. Kalau banyak dihasilkan di hati maka akn menjadi kalori dalam darah, dan hal ini terjadi pada saat kelaparan karena tubuh tidak mempunyai sesuatu untuk digunakan selain dari lemak di dalam jaringan adiposa.

            Pencernaan : Lipase lambung menghasilkan sedikit hidrolisis lemak sehingga lipase pankreas dan lipase usus memecah lemak menjadi gliserin dan asam lemak.

            Absorbsi         : Gliserin dan asam lemak oleh kakteal disalurka ke duktus dan masuk ke aliran darah, kemudian dialirkan ke deluruh jaringan tubuh. Hati membantu mengoksidasi lemak dan mempersiapkan untuk disimpan dalam jaringan, lemak dioksidasi untuk memberi panas dan tenaga serta lemak yang disimpan mengandung vitamin A dan B. Produksi buangan hasil pembakaran lemak dalam jaringan akan diekskresikan oleh paru-paru dalam bentuk air dan karbondioksida melalui kulit dalam bentuk keringat, ginjal dalam bentuk urine serta saluran pencernaan dalam bentuk feases.

Read More

Darah

Darah adalah cairan yang terdapat pada hewan tingkat tinggi yang berfungsi sebagai alat transportasi zat seperti oksigen, bahan hasil metabolisme tubuh, pertahanan tubuh dari serangan kuman, dan lain sebagainya. Beda halnya dengan tumbuhan, manusia dan hewan level tinggi punya sistem transportasi dengan darah.

Darah merupakan suatu cairan yang sangat penting bagi manusia karena berfungsi sebagai alat transportasi serta memiliki banyak kegunaan lainnya untuk menunjang kehidupan. Tanpa darah yang cukup seseorang dapat mengalami gangguan kesehatan dan bahkan dapat mengakibatkan kematian.

Darah pada tubuh manusia mengandung 55% plasma darah (cairan darah) dan 45% sel-sel darah (darah padat). Jumlah darah yang ada pada tubuh kita yaitu sekitar sepertigabelas berat tubuh orang dewasa atau sekitar 4 atau 5 liter. Fungsi Darah Pada Tubuh Manusia :

1.    Alat pengangkut air dan menyebarkannya ke seluruh tubuh

2.    Alat pengangkut oksigen dan menyebarkannya ke seluruh tubuh

3.    Alat pengangkut sari makanan dan menyebarkannya ke seluruh tubuh

4.    Alat pengangkut hasil oksidasi untuk dibuang melalui alat ekskresi

5.    Alat pengangkut getah hormon dari kelenjar buntu

6.    Menjaga suhu temperatur tubuh

7.    Mencegah infeksi dengan sel darah putih, antibodi dan sel darah beku

8.    Mengatur keseimbangan asam basa tubuh.

Macam-macam darah dalam tubuh manusia :

1.        Eritrosit (sel darah merah)

·      Bentuknya cakram bikonkaf (bulat pipih dan cekung di tengahnya)

·      Tidak berinti

·      Setiap 1mm3 darah, mengandung 4 juta – 6 juta eritosit.

·      Berwarna merah karena mengandung haemoglobin (Hb) yang berfungsi mengikat oksigen.

2.        Leukosit (sel darah putih)

·      Memiliki bentuk tidak tetap dandapat bergerak bebas

·      Selnya tidak mempunyai pigmen, tetapi berinti.

·      Setiap 1mm3 darah, mengandung 6.000 – 9.000 leukosit.

·      Berfungsi melawan kuman yang masuk ke dalam tubuh dengan cara fagositosis dan membentuk antibodi.

3.        Trombosit (keping darah)

·      Sel-selnya kecil, bentuk tak beraturan dan mudah pecah

·      Tiap 1 mm3 darah mengandung, 200.000 - 300.000 trombosit.

·      Berfungsi dalam proses pembekuan darah.

·      Trombosit berumur kurang lebih 2-3 hari.

2.2.      Sistem Peredaran Darah

Sistem peredaran darah pada manusia merupakan sistem yang tertutup karena selalu beredar di dalam pembuluh darah saja. Peredaran darah pada manusia juga disebut sistem peredaran darah ganda karena beredar ke seluruh bagian tubuh serta melewati jantung sebanyak dua kali.

2.        Sistem peredaran darah besar

Peredaran  darah  besar merupakan peredaran darah dari jantung ke seluruh bagian tubuh. Skemanya sebagai berikut:

jantung (bilik kiri) -> seluruh tubuh -> jantung (serambi kanan)

3.        Sistem peredaran darah kecil

Peredaran darah kecil merupakan peredaran darah dari jantung ke paru-paru dan kembali lagi ke jantung. Skemanya sebagai berikut:

jantung (bilik kanan) -> paru-paru -> jantung (serambi kiri)

2.4.  Golongan Darah

Golongan darah adalah ciri khusus darah dari suatu individu karena adanya perbedaan jenis karbohidrat dan protein pada permukaan membran sel darah merah. Dua jenis penggolongan darah yang paling penting adalah penggolongan ABO dan Rhesus (faktor Rh). Di dunia ini sebenarnya dikenal sekitar 46 jenis antigen selain antigen ABO dan Rh, hanya saja lebih jarang dijumpai. Transfusi darah dari golongan yang tidak kompatibel dapat menyebabkan reaksi transfusi imunologis yang berakibat anemia hemolisis, gagal ginjal, syok, dan kematian. Penggolongan darah menurut sistem A, B, O dapat dibedakan atas 4 macam yaitu:

1. Golongan darah A, bila dalam sel darah merahnya terdapat antigen A. Adanya antigen tersebut dikendalikan oleh gen I^A .
2. Golongan darah B, bila dalam sel darah merahnya terdapat antigen B. Adanya antigen tersebut dikendalikan oleh gen I^B .
3. Golongan darah AB, bila dalam sel darah merahnya terdapat antigen A dan B, yang masing –masing munculnya dikendalikan oleh gen I^A dan I^B.
4. Golongan darah O, bila dalam sel darah merahnya tidak terdapat antigen A dan / atau B. Keadaan      ini timbul karena dikendalikan oleh gen I^O yang bersifat resesif baik terhadap antigen I^A maupun I^B.

Berdasarkan keterangan diatas jika dibuat tabel hubungan antara fenotip golongan darah, genotip dan kemungkinan sel gametnya dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Sistem ABO

Karl Landsteiner, seorang ilmuwan asal Austria yang menemukan 3 dari 4 golongan darah dalam sistem ABO pada tahun 1900 dengan cara memeriksa golongan darah beberapa teman sekerjanya. Percobaan sederhana ini pun dilakukan dengan mereaksikan sel darah merah dengan serum dari para donor. 

Hasilnya adalah dua macam reaksi (menjadi dasar antigen A dan B, dikenal dengan golongan darah A dan B) dan satu macam tanpa reaksi (tidak memiliki antigen, dikenal dengan golongan darah O). Kesimpulannya ada dua macam antigen A dan B di sel darah merah yang disebut golongan A dan B, atau sama sekali tidak ada reaksi yang disebut golongan O.

Kemudian Alfred Von Decastello dan Adriano Sturli yang masih kolega dari Landsteiner menemukan golongan darah AB pada tahun 1901. Pada golongan darah AB, kedua antigen A dan B ditemukan secara bersamaan pada sel darah merah sedangkan pada serum tidak ditemukan antibodi.

Dalam sistem ABO, golongan darah dibagi menjadi 4 golongan:

Golongan	Sel Darah Merah	Plasma
A	Antigen A	Antibodi A
B	Antigen B	Antibodi B
AB	Antigen A & B	Tidak ada antibodi
O	Tidak ada antigen	Antibodi Anti A & Anti B

Penyebaran golongan darah A, B, O dan AB bervariasi di dunia tergantung populasi atau ras. Salah satu pembelajaran menunjukkan distribusi golongan darah terhadap populasi yang berbeda-beda.

Read More