METABOLISME ENERGI PADA SEL OTOT INTRODUKSI dr. 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. Caracara/ asal dari energi inilah yang akan dikaji kemudian dalam bahasan kali ini
ATP sebagai mata uang energi
dehydration synthesis
ATP "ene rgy currency"
ATP hydrolysis
moving myofilam transporting GERAK, DLLions
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:
Glucose
glycolysis
2 Pyruvic + Acid
2 ATP
• Sumber glukosa untuk glikolisis adalah: – Glukosa dalam darah – Cadangan glikogen dalam sel (sel otot) yang dipecah menjadi glukosa
• Proses ini tidak memerlukan oksigen = ANAEROBIK
JALUR ANAEROBIK ASAM LAKTAT • Glikolisis akan menghasilkan asam laktat GLUKOSA DARAH CADANGAN GLIKOGEN
GLUKOSA
ASAM LAKTAT
ASAM PIRUVAT
BAGAN GLIKOLISIS ASAM LAKTAT • Asam laktat akan menyebabkan keletihan/pegal
Glyc oge n
Glucose
glycolysis
2 Pyruv ic + 2 ATP Acid 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 Pyruvic Acid
Acetyl Co A
• Asetil ko-A kemudian akan memasuki siklus krebs dan menghasilkan 36 ATP tiap molekul glukosanya. • Produk lain yang dihasilkan adalah air dan Carbon karbondioksida Pyruv ic Acid
Ace tyl Co A
Dioxide Wate r 36 ATP
JALUR AEROBIK GLUKOSA DARAH CADANGAN GLIKOGEN
O2 DARAH
GLUKOSA
ASAM PIRUVAT ASETIL KO-A MYOGLOBIN O2
H2O
CO2
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
