METABOLISME ENERGI PADA SEL OTOT

INTRODUKSIdr. Imas Damayanti

ILMU KEOLAHRAGAAN FPOK-UPI

Pendahuluan

• Manusia memerlukan energi untuk setiap

sel-selnya menjalani fungsi kehidupan

• Adenosine Three Phosphate (ATP) adalah

suatu molekul yang memiliki ikatan

berenergi tinggi yang merupakan bentuk

penyimpan energi dalam sel (“energy

currency”/ mata uang energi)

• Sel akan senantiasa membentuk ATP untuk

menyediakan energi untuk kebutuhannya,

antara lain untuk berkontraksinya sel-sel

otot.

Struktur ATP

• ATP memiliki tiga phosphat

• Ikatan antara dua phosphat terakhir (~) memiliki energi yang tinggi

Hidrolisis ATP

• Untuk melepaskan energi dari ikatan phosphat

pada molekulnya, maka ATP mengalami hidrolisis

• Proses hidrolisis ATP:

ATP + H2O ADP + Pi + energy

• Enzim hisrolisis akan berikatan dengan ATP dan

mengkatalisis reaksi ini

• Selama reaksi, air akan memecah ikatan berenergi

tinggi antara grup phosphat, menghasilkan energi

dan meninggalkan Adenosine Diphosphat

• Energi yang dilepaskan inilah yang akan dipakai

kemudian

Sintesa ATP

• Dalam sintesa ATP, ATP dibentuk kembali

dari ADP yang ada.

• Memerlukan energi dan menghasilkan ATP

dan molekul air

• Proses:

ADP + Pi + energy ATP + H2O

• Enzim sintesis akan berikatan dengan ADP

dan mengkatalisis reaksi ini

• Dalam reaksi ini diperlukan energi. Cara-

cara/ asal dari energi inilah yang akan

dikaji kemudian dalam bahasan kali ini

ATP sebagai mata uang energi

dehydration synthesis

"energy currency"

ATP hydrolysismoving myofilaments & transporting ionsATP GERAK, DLL

ASAL-USUL/ CARA SINTESIS ATP

ATP disintesis melalui 3 cara:

1. Hidrolisis Creatine Phosphate

2. Glikolisis

3. Siklus Krebs dan Fosforilasi Oksidatif

Creatine Phosphate

• Sumber penghasil energi untuk membangun ATP yang cepat adalah dari molekul berenergi tinggi creatine phosphate.

• Creatine phosphat terdapat dalam sel (sel otot) dalam jumlah lebih dari cadangan ATP namun tetap hanya sedikit

• Phosphate pada creatine phosphat dapat ditransfer ke ADP dan membentuk ATP

• Proses ini tidak memerlukan oksigen = ANAEROBIK

GLIKOLISIS

• Proses glikolisis secara ringkas adalah

sebagai berikut:

• Sumber glukosa untuk glikolisis adalah:

– Glukosa dalam darah

– Cadangan glikogen dalam sel (sel otot) yang

dipecah menjadi glukosa

• Proses ini tidak memerlukan oksigen =

ANAEROBIK

glycolysisGlucose Pyruvic

Acid+ 2 ATP2

JALUR ANAEROBIK ASAM LAKTAT

• Glikolisis akan menghasilkan asam laktat

GLUKOSA

DARAH

CADANGAN

GLIKOGENGLUKOSA

ASAM

PIRUVAT

ASAM LAKTAT

BAGAN GLIKOLISIS ASAM LAKTAT

• Asam laktat akan menyebabkan

keletihan/pegal

glycolysisGlucose Pyruvic

Acid+ 2 ATP2Glycogen

Lactic Acid

SUMBER OKSIGEN

• Untuk dapat melanjutkan mendapat

sumber energi untuk membentuk ATP

diperlukan oksigen (jalur aerobik)

• Sumber oksigen didapat dari:

– Oksigen dalam darah

– Myoglobin (protein pengikat/ cadangan

oksigen dalam sel otot)

JALUR AEROBIK

• Apabila tersedia oksigen, maka asam piruvat

akan memasuki mitokondria dan dirubah

menjadi molekul asetil ko-A

• Asetil ko-A kemudian akan memasuki siklus

krebs dan menghasilkan 36 ATP tiap molekul

glukosanya.

• Produk lain yang dihasilkan adalah air dan

karbondioksida

Pyruvic Acid Acetyl Co A

Pyruvic Acid Acetyl Co A

Carbon Dioxide

Water

36 ATP

JALUR AEROBIK

GLUKOSA

DARAH

CADANGAN

GLIKOGENGLUKOSA

ASAM PIRUVAT

ASETIL KO-A

O2

DARAH

O2

MYOGLOBIN

CO2H2O

PERBANDINGAN ANTARA SUMBER/CARA PENGHASIL ATP

• Perbandingan jumlah ATP yang dihasilkan:

– Hidrolisis Creatine Phosphate 1 ATP

– Glikolisis 2 ATP/ 1 molekul glukosa

– Siklus krebs 36 ATP/ 1 molekul glukosa

• Creatine Phosphat & Glikolisis anaerobik

dapat membentuk ATP dengan cepat tapi

cepat habis

• Siklus krebs membentuk ATP lebih lambat

tapi cukup banyak untuk aktivitas yang

berdurasi lama

VARIASI SERABUT OTOT

• Terdapat dua tipe serabut otot:

– Tipe serabut putih

– Tipe serabut Merah

SERABUT OTOT PUTIH

• Ciri fisik:– Diameter besar

– Pucat karena kurang myoglobin

– Dikelilingi sedikit pembuluh darah

– Sedikit mitokondria

– Banyak kandungan glikogen

• Karakteristik:

– Sintesa ATP terutama melalui jalur glikolisis gerak cepat

– Power besar

– Cepat pegal

– Cocok untuk sprint

SERABUT OTOT MERAH

• Ciri fisik:

– Diameter kecil

– Merah tua karena banyak myoglobin

– Dikelilingi banyak pembuluh darah

– Banyak mitokondria

– Sedikit kandungan glikogen

• Karakteristik:

– Menggunakan siklus krebs untuk hasilkan ATP

lambat mensintesanya tapi lebih tahan lama

– Tahan pegal

– Cocok untuk maraton