SEL DAN ENZIM YANG BERPERAN PADA PROSES RESPIRASI

SERTA RANTAI RESPIRASI

SEL DAN ENZIM YANG BERPERAN PADA PROSES RESPIRASI

Sel Pada Sistem Pernapasan

Sistem pernapasan merupakan sistem yang berfungsi untuk mengabsorbsi oksigen dan

mengeluarkan karbondioksida dalam tubuh yang bertujuan untuk mempertahankan

homeostasis. Fungsi ini disebut sebagai respirasi. Sistem pernapasan dimulai dari

rongga hidung/mulut hingga ke alveolus, di mana pada alveolus terjadi pertukaran

oksigen dan karbondioksida dengan pembuluh darah.

Sistem pernapasan biasanya dibagi menjadi 2 daerah utama:

1. Bagian konduksi, meliputi rongga hidung, nasofaring, laring, trakea, bronkus,

bronkiolus dan bronkiolus terminalis

2. Bagian respirasi, meliputi bronkiolus respiratorius, duktus alveolaris dan alveolus.

Sebagian besar bagian konduksi dilapisi epitel respirasi, yaitu epitel bertingkat silindris

bersilia dengan sel goblet. Dengan menggunakan mikroskop elektron dapat dilihat ada

5 macam sel epitel respirasi yaitu :

1. Sel silindris bersilia,

2. Sel goblet mukosa,

3. Sel sikat (brush cells),

4. Sel basal, dan

5. Sel granul kecil.

RONGGA HIDUNG

Rongga hidung terdiri atas vestibulum dan fosa nasalis. Pada vestibulum di sekitar

nares terdapat kelenjar sebasea dan vibrisa (bulu hidung). Epitel di dalam vestibulum

merupakan epitel respirasi sebelum memasuki fosa nasalis. Pada fosa nasalis (cavum

nasi) yang dibagi dua oleh septum nasi pada garis medial, terdapat konka (superior,

media, inferior) pada masing-masing dinding lateralnya. Konka media dan inferior

1

ditutupi oleh epitel respirasi, sedangkan konka superior ditutupi oleh epitel olfaktorius

yang khusus untuk fungsi membaui. Epitel olfaktorius tersebut terdiri atas sel

penyokong/sel sustentakuler, sel olfaktorius (neuron bipolar dengan dendrit yang

melebar di permukaan epitel olfaktorius dan bersilia, berfungsi sebagai reseptor dan

memiliki akson yang bersinaps dengan neuron olfaktorius otak), sel basal (berbentuk

piramid) dan kelenjar Bowman pada lamina propria. Kelenjar Bowman menghasilkan

sekret yang membersihkan silia sel olfaktorius sehingga memudahkan akses neuron

untuk membaui zat-zat. Adanya vibrisa, konka dan vaskularisasi yang khas pada rongga

hidung membuat setiap udara yang masuk mengalami pembersihan, pelembapan dan

penghangatan sebelum masuk lebih jauh.

Epitel olfaktori, khas pada konka superior

SINUS PARANASALIS

Terdiri atas sinus frontalis, sinus maksilaris, sinus ethmoidales dan sinus sphenoid,

semuanya berhubungan langsung dengan rongga hidung. Sinus-sinus tersebut dilapisi

oleh epitel respirasi yang lebih tipis dan mengandung sel goblet yang lebih sedikit serta

2

lamina propria yang mengandung sedikit kelenjar kecil penghasil mukus yang menyatu

dengan periosteum. Aktivitas silia mendorong mukus ke rongga hidung.

FARING

Nasofaring dilapisi oleh epitel respirasi pada bagian yang berkontak dengan palatum

mole, sedangkan orofaring dilapisi epitel tipe skuamosa/gepeng.

LARING

Laring merupakan bagian yang menghubungkan faring dengan trakea. Pada lamina

propria laring terdapat tulang rawan hialin dan elastin yang berfungsi sebagai katup

yang mencegah masuknya makanan dan sebagai alat penghasil suara pada fungsi

fonasi. Epiglotis merupakan juluran dari tepian laring, meluas ke faring dan memiliki

permukaan lingual dan laringeal. Bagian lingual dan apikal epiglotis ditutupi oleh epitel

gepeng berlapis, sedangkan permukaan laringeal ditutupi oleh epitel respirasi

bertingkat bersilindris bersilia. Di bawah epitel terdapat kelenjar campuran mukosa

dan serosa.

Di bawah epiglotis, mukosanya membentuk dua lipatan yang meluas ke dalam lumen

laring pasangan lipatan atas membentuk pita suara palsu (plika vestibularis) yang

terdiri dari epitel respirasi dan kelenjar serosa, serta di lipatan bawah membentuk pita

suara sejati yang terdiri dari epitel berlapis gepeng, ligamentum vokalis (serat elastin)

dan muskulus vokalis (otot rangka). Otot muskulus vokalis akan membantu

terbentuknya suara dengan frekuensi yang berbeda-beda.

TRAKEA

Permukaan trakea dilapisi oleh epitel respirasi. Terdapat kelenjar serosa pada lamina

propria dan tulang rawan hialin berbentuk C (tapal kuda), yang mana ujung bebasnya

berada di bagian posterior trakea. Cairan mukosa yang dihasilkan oleh sel goblet dan

sel kelenjar membentuk lapisan yang memungkinkan pergerakan silia untuk

mendorong partikel asing. Sedangkan tulang rawan hialin berfungsi untuk menjaga

lumen trakea tetap terbuka. Pada ujung terbuka (ujung bebas) tulang rawan hialin

3

yang berbentuk tapal kuda tersebut terdapat ligamentum fibroelastis dan berkas otot

polos yang memungkinkan pengaturan lumen dan mencegah distensi berlebihan.

BRONKUS

Mukosa bronkus secara struktural mirip dengan mukosa trakea, dengan lamina propria

yang mengandung kelenjar serosa , serat elastin, limfosit dan sel otot polos. Tulang

rawan pada bronkus lebih tidak teratur dibandingkan pada trakea, pada bagian

bronkus yang lebih besar, cincin tulang rawan mengelilingi seluruh lumen, dan sejalan

dengan mengecilnya garis tengah bronkus, cincin tulang rawan digantikan oleh pulau-

pulau tulang rawan hialin.

BRONKIOLUS

Bronkiolus tidak memiliki tulang rawan dan kelenjar pada mukosa. Lamina propria

mengandung otot polos dan serat elastin. Pada segmen awal hanya terdapat sebaran

sel goblet dalam epitel. Pada bronkiolus yang lebih besar, epitelnya adalah epitel

bertingkat silindris bersilia, yang makin memendek dan makin sederhana sampai

menjadi epitel selapis silindris bersilia atau selapis kuboid pada bronkiolus terminalis

yang lebih kecil. Terdapat sel Clara pada epitel bronkiolus terminalis, yaitu sel tidak

bersilia yang memiliki granul sekretori dan mensekresikan protein yang bersifat

protektif. Terdapat juga badan neuroepitel yang kemungkinan berfungsi sebagai

kemoreseptor.

BRONKIOLUS RESPIRATORIUS

Mukosa bronkiolus respiratorius secara struktural identik dengan mukosa bronkiolus

terminalis, kecuali dindingnya yang diselingi dengan banyak alveolus. Bagian

bronkiolus respiratorius dilapisi oleh epitel kuboid bersilia dan sel Clara, tetapi pada

tepi muara alveolus, epitel bronkiolus menyatu dengan sel alveolus tipe I. Semakin ke

distal alveolusnya semakin bertambah banyak dan silia semakin jarang/tidak dijumpai.

Terdapat otot polos dan jaringan ikat elastis di bawah epitel bronkiolus respiratorius.

4

DUKTUS ALVEOLARIS

Semakin ke distal dari bronkiolus respiratorius maka semakin banyak terdapat muara

alveolus, hingga seluruhnya berupa muara alveolus yang disebut sebagai duktus

alveolaris. Terdapat anyaman sel otot polos pada lamina proprianya, yang semakin

sedikit pada segmen distal duktus alveolaris dan digantikan oleh serat elastin dan

kolagen. Duktus alveolaris bermuara ke atrium yang berhubungan dengan sakus

alveolaris. Adanya serat elastin dan retikulin yang mengelilingi muara atrium, sakus

alveolaris dan alveoli memungkinkan alveolus mengembang sewaktu inspirasi,

berkontraksi secara pasif pada waktu ekspirasi secara normal, mencegah terjadinya

pengembangan secara berlebihan dan kerusakan pada kapiler-kapiler halus dan septa

alveolar yang tipis.

ALVEOLUS

Alveolus merupakan struktur berongga tempat pertukaran gas oksigen dan

karbondioksida antara udara dan darah. Septum interalveolar memisahkan dua

alveolus yang berdekatan, septum tersebut terdiri atas 2 lapis epitel gepeng tipis

dengan kapiler, fibroblas, serat elastin, retikulin, matriks dan sel jaringan ikat.

Terdapat sel alveolus tipe I yang melapisi 97% permukaan alveolus, fungsinya untuk

membentuk sawar dengan ketebalan yang dapat dilalui gas dengan mudah.

Sitoplasmanya mengandung banyak vesikel pinositotik yang berperan dalam

penggantian surfaktan (yang dihasilkan oleh sel alveolus tipe II) dan pembuangan

partikel kontaminan kecil. Antara sel alveolus tipe I dihubungkan oleh desmosom dan

taut kedap yang mencegah perembesan cairan dari jaringan ke ruang udara.

Sel alveolus tipe II tersebar di antara sel alveolus tipe I, keduanya saling melekat

melalui taut kedap dan desmosom. Sel alveolus tipe II tersebut berada di atas

membran basal, berbentuk kuboid dan dapat bermitosis untuk mengganti dirinya

sendiri dan sel alveolus tipe I. Sel alveolus tipe II ini memiliki ciri mengandung badan

lamela yang berfungsi menghasilkan surfaktan paru yang menurunkan tegangan

alveolus paru.

5

Septum interalveolar mengandung pori-pori yang menghubungkan alveoli yang

bersebelahan, fungsinya untuk menyeimbangkan tekanan udara dalam alveoli dan

memudahkan sirkulasi kolateral udara bila sebuah bronkiolus tersumbat.

Sawar darah udara dibentuk dari lapisan permukaan dan sitoplasma sel alveolus,

lamina basalis, dan sitoplasma sel endothel.

Sawar darah-udara

PLEURA

Pleura merupakan lapisan yang memisahkan antara paru dan dinding toraks. Pleura

terdiri atas dua lapisan: pars parietal dan pars viseral. Kedua lapisan terdiri dari sel-sel

mesotel yang berada di atas serat kolagen dan elastin.

6

ENZIM

Enzim atau biokatalisator adalah katalisator organik yang dihasilkan oleh sel. Enzim

sangat penting dalam kehidupan, karena semua reaksi metabolisme dikatalis oleh

enzim. Jika tidak ada enzim, atau aktivitas enzim terganggu maka reaksi metabolisme

sel akan terhambat hingga pertumbuhan sel juga terganggu.

Reaksi-reaksi enzimatik dibutuhkan agar bakteri dapat memperoleh makanan/nutrient

dalam keadaan terlarut yang dapat diserap ke dalam sel, memperoleh energi kimia

yang digunakan untuk biosintesis, perkembangbiakan, pergerakan, dan lain-lain.

a. Komponen Enzim

Penyusun enzim yang utama adalah molekul protein. Namun demikian, banyak

enzim yang tidak mampu bekerja tanpa adanya zat tambahan yang disebut

kofaktor. Kofaktor ini dapat berupa ion metal seperti Cu'+ Mg+' K', Fe+', dan Na`.

Kofaktor dapat pula berupa suatu molekul organik yang disebut koenzim. Koenzim

adalah molekul yang mempunyai peranan yang terkait dengan sifat katalisasi enzim.

Beberapa jenis vitamin seperti kelompok vitamin B (B1, B2) merupakan koenzim.

Jadi enzim yang utuh tersusun atas bagian protein yang aktif, disebut apoenzim dan

koenzim. Apoenzim dan koenzim yang bersatu disebut holoenzim.

b. Kerja Enzim

Suatu enzim dapat bekerja aktif menghidrolisis suatu substrat apabila ada ikatan

antara substrat dan enzim. Mula-mula bagian aktif enzim (apoenzim) berikatan

dengan substrat, sehingga terbentuk enzim substrat. Setelah terbentuk ikatan maka

bagian yang aktif akan menghidrolisis substrat. Setelah terbentuk zat baru, enzim

akan melepaskan diri dari substrat tersebut.

c. Sifat-Sifat Enzim

Sebagai molekul zat yang mempunyai peranan besar dalam metabolisme, enzim

memiliki beberapa sifat penting, di antaranya adalah :

1) Enzim berfungsi sebagai katalisator, artinya sebagai zat yang mampu

mempercepat reaksi kimia, tetapi enzim tidak ikut bereaksi. Dengan demikian,

enzim tidak diperlukan dalam jumlah yang banyak. Dalam jumlah sedikit saja

7

enzim telah menyelenggarakan suatu perubahan zat yang beribu-ribu kali lebih

berat daripada berat molekulnya sendiri. Sebagai contoh sebuah molekul enzim

katalase mampu mengubah 5 juta molekul H2O2 tanpa enzim itu mengalami

perubahan.

2) Enzim adalah suatu protein, ini terbukti karena enzim di dalam larutan

membentuk suatu koloid. Keadaan ini akan memungkinkan luasnya permukaan

enzim sehingga bidang aktivitasnya juga besar.

3) Kerja enzim bersifat khusus/khas, artinya bahwa enzim tidak dapat bekerja pada

semua zat, tetapi hanya mampu bekerja pada zat tertentu yang disebut sebagai

substrat. Misalnya enzim katalase hanya mampu menghidrolisis H2O2 menjadi

H2O + O2. Enzim maltase hanya mampu menguraikan maltosa menjadi glukosa +

glukosa, enzim protease hanya mampu mengubah protein menjadi asam amino.

Di samping itu, suatu jenis enzim hanya dapat mengubah segolongan zat-zat

yang mempunyai ikatan yang bersamaan. Misalnya enzim emulsin hanya dapat

mengubah semua ikatan betaglikosida.

4) Kerja enzim dapat bolak-balik, artinya enzim tidak menentukan arah dari reaksi

tetapi hanya sekadar mempercepat laju reaksi, sehingga reaksi mencapai kese-

imbangan. Sebagai contoh adalah kerja enzim lipase. Enzim ini dapat mengubah

lemak menjadi asam lemak dan gliserol, tetapi lipase juga mampu menyatukan

gliserol dan asam lemak menjadi lemak. Dengan kata lain jika dalam

permulaannya larutan menggunakan lemak maka akan terjadi penguraian lemak

menjadi gliserol dan asam lemak. Jika permulaannya adalah asam lemak dan

gliserol maka enzim akan menyintesanya menjadi lemak. Jika peristiwanya

berlangsung lama maka dalam larutan akan terjadi keseimbangan antara lemak,

asam lemak, dan gliserol.

5) Enzim tidak tahan panas. Aktivitas enzim sangat dipengaruhi oleh temperatur

lingkungan dalam sel. Kebanyakan enzim akan aktif pada kisaran temperatur

tertentu. Umumnya enzim akan bekerja baik pada suhu normal, yaitu antara

30°C sampai 37°C, sedangkan pada suhu 50°C atau lebih sedikit enzim akan

menjadi tidak aktif dan akan binasa pada suhu 60°C dan 70°C.

8

d. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim

Banyak faktor yang mempengaruhi kerja enzim, di antaranya adalah:

1) Temperatur

Seperti halnya reaksi kimia pada umumnya, reaksi kimia yang dikendalikan oleh

enzim juga dipengaruhi oleh temperatur lingkungannya. Dalam batas-batas ter-

tentu, makin tinggi suhu akan mengakibatkan reaksi kimia yang dipengaruhi

enzim berlangsung makin cepat, sebaliknya semakin rendah temperatur

reaksinya akan makin lambat. Pada suhu 0°C enzim tidak akan aktif, tetapi tidak

rusak. Jika temperaturnya dikembalikan ke kondisi normal maka enzim akan aktif

kembali. Sebaliknya dengan pemanasan hingga 40°C, enzim sudah tidak aktif

bahkan beberapa jenis enzim sudah mati, tetapi reaksi kimia yang diatur enzim

masih tetap berlangsung, asal pemanasannya tidak terlalu lama.

2) pH

Konsentrasi ion H' atau pH larutan sangat mempengaruhi aktivitas enzim, Ada

enzim yang bekerja baik pada lingkungan asam, atau pH-nya rendah. Jika pH

lingkungannya dinaikkan maka aktivitasnya akan menurun atau bahkan enzim itu

akan rusak. Sebaliknya enzim yang aktivitasnya baik pada lingkungan basa atau

netral, jika pH diturunkan menjadi lebih asam maka enzim juga tidak akan

mampu bekerja.

Sebagai contoh enzim ptialin yang terdapat pada air liur hanya mampu bekerja

baik selama masih berada pada lingkungan netral, yaitu di rongga mulut hingga

kerongkongan. Setelah enzim ini bersama makanan masuk ke dalam lambung,

lingkungannya bersifat asam maka enzim ini tidak akan mampu bekerja.

3) Konsentrasi enzim

Jika faktor lain seperti temperatur lingkungan, kadar substrat dan pH-nya

konstan maka pengaruh konsentrasi enzim terhadap kecepatan reaksi kimia

adalah berbanding lurus, artinya makin tinggi konsentrasi enzim, makin cepat

reaksi kimia berlangsung.

9

4) Hasil akhir

Kecepatan reaksi kimia yang disokong oleh enzim pada permulaannya cepat,

tetapi makin lama makin melemah. Penurunan kecepatan reaksi ini antara lain

disebabkan oleh makin menimbunnya hasil reaksi kimia yang berlangsung. Jika

hasil akhir ini dapat disingkirkan maka kegiatan reaksi kimia akan meningkat

kembali. Dengan demikian, jelas bahwa hakikat hasil akhir dari suatu reaksi kimia

yang disokong oleh enzim akan menghambat aktivitas enzim itu sendiri.

5) Zat penggiat

Ada beberapa jenis zat seperti ion kobalt, mangan, nikel, magnesium, klor, dan

garam-garam dari logam alkali tanah yang encer dapat menambah kegiatan

suatu enzim atau suatu kelompok enzim. Mekanisme kerja zat penggiat tersebut

hingga kini belum diketahui.

6) Zat penghambat

Di samping ada zat penggiat ada pula zat penghambat (inhibitor) kegiatan enzim,

misalnya garam-garam dari logam berat, seperti air raksa.

7) Konsentrasi substrat

Ada hubungan linear antara konsentrasi substrat dengan kegiatan enzim. Artinya

jika faktor-faktor seperti pH, temperatur dan kadar enzim tetap, dan konsentrasi

substratnya ditingkatkan maka pada suatu ketika hasil akhir dari suatu reaksi

kimia juga akan meningkat.

RANTAI RESPIRASI

10

RESPIRASI

Respirasi atau pernapasan merupakan salah satu contoh proses katabolisme, yakni

suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui

proses kimia dengan menggunakan oksigen. Zat sumber energi dalam tubuh organisme

terdiri atas zat-zat organik seperti karbohidrat, lemak, protein, asam amino, dan lain-

lain. Melalui proses kimia yang memerlukan oksigen tersebut, zat-zat organik diuraikan

menjadi karbon dioksida (CO2) dan air (H20) dengan membebaskan sejumlah energi

yang akan digunakan untuk berbagai aktivitas kehidupan. Persamaan reaksi kimia

respirasi merupakan penjumlahan rangkaian reaksi kimia, dan merupakan kebalikan

dari reaksi kimia fotosintesis.

Sebenarnya proses reaksi kimia penguraian zat sumber energi menjadi CO2 dan H2O

serta pembebasan sejumlah energi tersebut merupakan rangkaian proses reaksi yang

kompleks. Reaksi yang kompleks tersebut melalui rentetan reaksi kimia, yang secara

sederhana dapat dibedakan menjadi tiga tahap, yakni :

a. Glikosis;

b. Siklus krebs;

c. Transpor elektron respirasi

a. Glikolisis

Pada prinsipnya peristiwa glikolisis adalah pengubahan molekul sumber energi yaitu

glukosa yang mempunyai 6 atom C menjadi senyawa yang lebih sederhana, yakni

asam piruvat yang mempunyai 3 atom C. Peristiwa glikolisis amat panjang, yaitu

terdiri atas 10 tahap. Secara sederhana proses glikolisis adalah sebagai berikut :

1. Langkah awal dari glikolisis adalah pemindahan gugus fosfat dari ATP ke atom

karbon nomor 6 dari glukosa, sehingga terbentuk senyawa glukosa 6 fosfat.

Senyawa ini memperoleh energi bebas yang dilepaskan oleh pelepasan gugus

fosfat dari ATP.

2. Langkah selanjutnya, glukosa 6 fosfat dikatalisis oleh enzim menjadi senyawa

fruktosa 6 fosfat. ATP lainnya memindahkan gugus P kedua kalinya kepada atom

karbon nomor 1, sehingga dihasilkan senyawa fruktosa 1.6 difosfat. Penambahan

11

gugus fosfat pada senyawa fruktosa 6 fosfat berarti menambah kandungan

energinya.

3. Langkah glikolisis selanjutnya adalah pemecahan secara enzimatik dari fruktosa

1.6 difosfat menjadi 2 senyawa beratom C tiga buah, yaitu dihidrosiaseton fosfat

dan 3-fosfogliseraldehida atau PGAL.

4. Melalui liku-liku reaksi kimia yang panjang, akhirnya dihasilkan tiga senyawa

penting yaitu:

2 molekul asam piruvat;

2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi tinggi; dan

2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.

Sebenarnya dalam glikolisis ini, setiap molekul glukosa akan menghasilkan empat

molekul ATP, tetapi dua molekul yang terbentuk digunakan untuk beberapa reaksi

kimia yang bersifat endergonik.

b. Siklus Krebs

Siklus Krebs ini dikenal pula sebagai siklus asam sitrat atau siklus asam

trikarboksilat. Peristiwa ini berlangsung di dalam mitokondria. Dua proses yang

menentukan dalam respirasi ini adalah sebagai berikut :

a) Oksidasi sempurna dari asam piruvat melalui pemisahan bertahap dari semua

atom hidrogen sehingga menghasilkan 3 molekul CO2.

b) Pemindahan elektron yang dipisahkan dari atom hidrogen kepada molekul

oksigen.

Secara keseluruhan rangkaian langkah reaksi kimia siklus krebs yang berlangsung di

dalam mitokondria.

Secara ringkas rangkaian peristiwa reaksi kimia yang terjadi pada siklus krebs adalah

sebagai berikut :

1. Asam piruvat hasil peristiwa glikolisis masuk ke siklus krebs. Sebelumnya asam

piruvat bereaksi terlebih dahulu dengan Nikotinamin Adenina Dinukleotida

(NAD) dan Koenzim A (Ko-A) membentuk senyawa Asetil Koenzim A. Dalam

peristiwa ini terjadi perubahan jumlah atom C dari 3 atom C pada asam piruvat

menjadi 2 atom C pada asetil Ko-A, serta dibebaskan CO2.

12

2. Reaksi antara asetil Ko-A (2 C) dengan asam oksaloasetat (4 C), menghasilkan

asam sitrat (6 C). Dalam peristiwa ini Ko-A dibebaskan kembali.

3. Reaksi antara asam sitrat (6 C) dengan NAD' membentuk asam alfa ketoglutarat

(6 C) dengan membebaskan CO2.

4. Rangkaian reaksi yang cukup kompleks, yakni pembentukan asam suksinat (4 C)

setelah bereaksi dengan NAD dan membebaskan NADH, CO2 dan menghasilkan

ATP, setelah bereaksinya ADP dan gugus fosfat anorganik.

5. Terjadi oksidasi asam suksinat menjadi asam fumarat. Dalam peristiwa ini

dibebaskan 2 atom H. Zat yang mengoksidasi adalah suatu koenzim yang disebut

FAD (flavin adenina dinukleotida). Sedangkan FAD direduksi menjadi FAD.H2.

6. Dengan penyisipan satu molekul air, asam fumarat yang terbentuk akan diubah

menjadi asam malat.

7. Selanjutnya asam malat (4 C) bereaksi denan NAD+ membentuk asam oksalo-

asetiat (4 C). Dengan demikian siklus krebs telah tuntas.

Pada siklus krebs ini ada beberapa prinsip penting yaitu :

a. Hakikatnya dalam setiap siklus ditempatkan satu molekul asam asetat dalam

bentuk asetil Ko-A;

b. Pada waktu siklus itu berputar terjadi penambahan dua molekul air;

c. Terjadi dua dekarboksilasi dan pada tempat kejadian yang berlainan dipisahkan

dua atom H.

Hidrogen tersebut dipisahkan dari NAD. Selanjutnya hidrogen tersebut diikat oleh

O2 sehingga terbentuk air. Dengan demikian asam asetat teroksidasi sempurna

menjadi CO2 + H2O.

c. Transpor Elektron dan Fosforilasi Oksidatif

Fosforilasi oksidatif adalah suatu lintasan metabolisme dengan penggunaan energi

yang dilepaskan oleh oksidasi nutrien untuk menghasilkan ATP, dan mereduksi gas

oksigen menjadi air.

Transpor elektron berlangsung di dalam mitrokondria. Proses ini berakhir dengan

elektron bersama H+ bereaksi dengan oksigen yang berfungsi sebagai akseptor

terakhir membentuk air.

13

Reaksi rantai transpor elektron dalam respirasi amat kompleks, namun yang

berperan dalam peristiwa tersebut adalah NADH, FAD dan molekul-molekul khusus

yang berperan dalam proses respirasi, seperti :

1. Koenzim yang disebut koenzim Q,

2. Rangkaian enzim-enzim sitokrom,

3. Oksigen.

Jenis sitokrom ada beberapa macam, di antaranya adalah sitokrom b, c, a, dan a3.

Elektron berenergi, pertama-tama berasal dari NADH, kemudian ditransfer ke FADH,

lalu ke koenzim Q, ke sitokrom b, c, dan akhimya ke sitokrom a. Selanjutnya

elektron dari sitokrom a disampaikan ke O. Molekul O2 menangkap elektron dari

sitokrom a dan selanjutnya berikatan dengan H dari lingkungan dan terbentuklah

molekul H2O. Dengan demikian, air sebagai hasil sampingan respirasi terbentuk.

Hasil sampingan respirasi yang berupa CO2 diangkut ke alat pernapasan untuk

dikeluarkan.

Sejak reaksi glikolisis sampai siklus Krebs, telah dihasilkan 10 molekul NADH dan 2

molekul FADH2, kesepuluh molekul NADH dan kedua molekul FADH2 tersebut

mengalami oksidasi sesuai reaksi berikut :

Setiap oksidasi NADH menghasilkan kira-kira 3 ATP, dan kira-kira 2 ATP untuk

setiap oksidasi FADH2. Jadi, dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34 ATP.

Ditambah dari hasil glikolisis dan siklus Krebs, maka secara keseluruhan reaksi

respirasi seluler menghasilkan total 38 ATP dari satu molekul glukosa. Akan

tetapi, karena dibutuhkan 2 ATP untuk melakukan transpor aktif, maka hasil

bersih dari setiap respirasi seluler adalah 36 ATP.

Hasil utama dan respirasi adalah energi. Energi tersebut akan digunakan untuk

membentuk ATP yang selanjutnya akan digunakan untuk proses hidup yang selalu

memerlukan energi. Energi terbesar yang dihasilkan oleh proses respirasi adalah

pada reaksi transpor elektron.

14

RINGKASAN

Glokolisis :

Glikolisis : perubahan glukose → asam piruvat

R/ Glukose + 2 ADP + 2 PO4 → 2 asam piruvat + 2 ATP + 4 H

Hasil utama glikolisis : asam piruvat

Energi dihasilkan : 2 ATP

Tempat reaksi glikolisis : sitoplasma

Terdiri 2 lintasan : Embden Meyerhof dan Heksosmonofosfat

Siklus Krebs :

Siklus Kreb: perubahan asetil Ko-A → H

R/ 2 Asetil Ko-A + 6 H2O + 2 ADP → 4 CO2 + 16 H + 2 Ko-A + 2 ATP

Hasil utama : H

Energi dihasilkan : 2 ATP

Tempat berlangsung : mitokondria

Sisa metabolisme CO2 berasal dari hasil samping Siklus Krebs/Siklus Asam

Sitrat/Siklus Asam Trikarboksilat

Transpor Elektron dan Fosforilasi Oksidatif :

Fosforilasi oksidatif : proses perubahan ADP → ATP dengan cara mengambil energi

yang dihasilkan Rantai Respirasi (reaksi H + O2 → H2O)

R/ 2 H + ½ O2 + 2e + ADP → H2O + ATP

Energi yang dihasilkan : 34 ATP

Total hasil energi metabolisme karbohidrat : 38 ATP, dikurangi 2 ATP untuk transpor

aktif maka hasil energi dari respirasi selulur adalah 36 ATP.

15

REFERENSI

D. Dwidjoseputro Prof. Dr. Dasar-dasar Mikrobiologi. Penerbit Djembantan, 1981

Junqueira LC, Carneiro J., Histologi Dasar Teks dan Atlas, 10th edition. Jakarta: EGC;

2007. p. 335-54.

Kuehnel, Color Atlas of Cytology, Histology, and Microscopic Anatomy. 4th edition

Stuttgart : Thieme; 2003. p. 340-51.

Timotius, K.H., 1982, Mikrobiologi Dasar. Salatiga : Universitas Kristen Satya Wacana

Wikipedia, Enzim, Fosforilase Oksidatif dan Transfer Elektron.

http://id.wikipedia.org/wiki/enzim ...

16