KATABOLISME [RESPIRASI ANAEROB]
Respirasi
anaerob terjadi bila tidak ada oksigen. Perlu diingat, bahwa dalam respirasi
aerob oksigen berperan sebagai penerima elektron terakhir. Bila peran oksigen
digantikan oleh zat lain, terjadilah respirasi anaerob. Organelaorganela dan
reaksi-reaksi yang terlibat dalam proses respirasi aerob sama dengan respirasi
anaerob. Adapun zat lain yang dapat menggantikan peran oksigen antara lain NO3
dan SO4. Sejauh ini baru diketahui bahwa yang dapat menggunakan zat pengganti
oksigen merupakan golongan mikroorganisme. Dengan demikian, organisme tingkat
tinggi tidak dapat melakukan respirasi anaerob. Bagaimana organisme tingkat
tinggi mengubah energi potensial kimia menjadi energi kinetik jika tidak ada
oksigen? Apabila tidak tersedia oksigen,
organisme tingkat tinggi mengubah energi potensial kimia menjadi energi kinetik
melalui proses fermentasi.
Fermentasi
Fermentasi terjadi bila tidak tersedia cukup oksigen. Respirasi
anaerob juga terjadi bila tidak terdapat oksigen. Akan tetapi, bukan berarti
fermentasi sama dengan respirasi anaerob. Salah satu perbedaannya antara lain
terletak pada keterlibatan organela mitokondria pada respirasi anaerob yang
berfungsi untuk mengoksidasi NADH2 atau NADPH2. Sementara itu, pada fermentasi
tidak melibatkan mitokondria. Dengan demikian perbedaan respirasi anaerob
dengan fermentasi juga terletak pada proses-proses yang terjadi dalam
mitokondria. Perhatikan skema Gambar berikut !
a.
Fermentasi Asam Laktat
Bagaimana
fermentasi asam laktat berlangsung? Telah diketahui bahwa glikolisis
menghasilkan asam piruvat. Tanpa adanya oksigen, asam piruvat tidak dapat masuk
ke siklus Krebs di mitokondria. Namun, asam piruvat akan mengalami reduksi
secara langsung oleh NADH membentuk senyawa 3C, yaitu asam laktat, tanpa
melepaskan CO2.
Fermentasi
asam laktat dari jamur dan bakteri tertentu dimanfaatkan dalam pembuatan keju
dan yoghurt. Sel otot juga mampu melakukan fermentasi asam laktat, jika asam
piruvat mengalami proses reduksi, bukan oksidasi seperti dalam siklus Krebs.
Kapan sel otot melakukan fermentasi asam laktat? Ketika tubuh membutuhkan
energi yang besar dalam waktu singkat, otot akan melakukan fermentasi.
Misalnya pada atlet lari cepat (sprint). Atlet tersebut membutuhkan oksigen
sangat besar saat lari. Selanjutnya, dengan oksigen yang banyak asam piruvat
akan masuk siklus Krebs seperti kondisi normal, sehingga pembentukan ATP
(energi) juga besar. Ketika berlari, pasokan oksigen untuk tubuh berkurang.
Padahal masih dibutuhkan energi (ATP) yang besar untuk berlari. Oleh karena itu
asam piruvat diubah menjadi asam laktat. Hal ini karena asam laktat tetap dapat
menghasilkan ATP meskipun jumlah oksigen dalam tubuh terbatas. Laktat
sebenarnya merupakan racun bagi sel, sehingga laktat yang terbentuk dalam sel
otot akan dibawa keluar oleh darah menuju hati. Laktat selanjutnya diubah
menjadi asam piruvat. Oleh karenanya, ATP dapat segera diperoleh kembali
melalui daur Krebs. Apabila atlet tersebut sudah selesai beraktivitas kemudian
melakukan istirahat yang cukup serta jumlah O2 dalam tubuh terpenuhi, asam
laktat yang telah diubah menjadi asam piruvat dapat memasuki daur krebs
kembali. Selanjutnya, pelari tersebut dapat memperoleh ATP dari respirasi aerob
seperti kondisi semula. Cermati bagan berikut !
b.
Fermentasi Alkohol
Fermentasi alkohol, misalnya terjadi pada khamir. Mikroorganisme ini mempunyai enzim yang mendekarboksilasi piruvat menjadi asetaldehid (senyawa dengan 2C) dengan melepaskan CO2. Selanjutnya oleh NADH, asetaldehid direduksi menjadi etilalkohol. Khamir (yeast) merupakan salah satu contoh organisme yang menghasilkan alkohol dan CO2.Yeast digunakan dalam pembuatan roti. CO2yang dihasilkan mengakibatkan roti mengembang. Yeast juga digunakan untuk memfermentasikan gula dalam pembuatan anggur, dalam hal ini dihasilkan etilalkohol.
Bagaimana
efisiensi energi dalam fermentasi?
Telah
Anda ketahui bahwa selama fermentasi dihasilkan 2 ATP yang setara dengan 20
kkal energi. Sementara itu, pembakaran glukosa menjadi CO2 dan H2O menghasilkan
energi sebesar 680 kkal. Dengan demikian efisiensi fermentasi sebesar:
Berdasarkan perhitungan di atas, diketahui bahwa tingkat efisiensi fermentasi jauh lebih rendah dibandingkan tingkat efisiensi respirasi aerob.
Dari uraian mengenai respirasi anaerob di atas, coba anda pikirkan apa perbedaan antara respirasi aerob dengan respirasi anaerob ? [ sajikan dalam bentuk tabel ].
Komentar
Posting Komentar