 |
| Gambar. freepik.com |
Salah
satu aspek krusial dari penguraian karbohidrat adalah respirasi, yang dapat
terjadi dalam dua bentuk: aerob dan anaerob.
Dalam artikel ini, kita akan menjelajahi perbedaan mendasar antara respirasi aerob dan anaerob dalam katabolisme karbohidrat.
Respirasi Aerob
Respirasi
aerob terjadi ketika oksigen hadir dalam jumlah yang cukup di dalam sel untuk
proses penguraian karbohidrat.
Tahap
pertama respirasi aerob adalah glikolisis, yang terjadi di sitoplasma sel.
Selama glikolisis, satu molekul glukosa terurai menjadi dua molekul piruvat,
menghasilkan jumlah ATP dan NADH yang terbatas.
Setelah
glikolisis, tahap utama respirasi aerob berlangsung di mitokondria sel. Piruvat
yang dihasilkan dari glikolisis masuk ke dalam mitokondria dan mengalami
oksidasi lebih lanjut.
Proses
ini menghasilkan NADH, CO2, dan sejumlah kecil ATP. Selanjutnya, asam piruvat
diubah menjadi asetil-CoA dan masuk ke dalam siklus asam sitrat (siklus Krebs).
Dalam
siklus ini, asetil-CoA terurai menjadi CO2, menghasilkan lebih banyak ATP,
NADH, dan FADH2.
NADH
dan FADH2 yang dihasilkan dalam tahap-tahap respirasi aerob selanjutnya
digunakan dalam rantai transport elektron, yang terletak di membran dalam
mitokondria.
Rantai
transport elektron memanfaatkan energi yang dihasilkan oleh NADH dan FADH2
untuk memompa proton ke luar membran mitokondria, menciptakan gradien
elektrokimia.
Proton-proton
ini kemudian kembali melalui enzim ATP sintase, menghasilkan ATP dalam proses
yang disebut fosforilasi oksidatif.
Secara
keseluruhan, respirasi aerob menghasilkan jumlah ATP yang lebih besar
dibandingkan respirasi anaerob.
Proses
ini efisien karena memanfaatkan oksigen sebagai akseptor akhir elektron, yang
menghasilkan energi maksimum dari substrat yang diuraikan.
Respirasi Anaerob
Respirasi
anaerob, di sisi lain, terjadi ketika oksigen tidak tersedia dalam jumlah yang
cukup dalam sel.
Ini
terjadi pada situasi seperti olahraga berat yang mengakibatkan kekurangan
oksigen pada otot atau pada organisme anaerobik yang tidak bergantung pada
oksigen untuk metabolisme mereka.
Dalam
respirasi anaerob, glikolisis juga merupakan tahap pertama yang terjadi di
sitoplasma. Namun, setelah glikolisis, bukan piruvat yang memasuki mitokondria,
melainkan mengalami fermentasi atau reaksi lainnya di dalam sitoplasma.
Fermentasi
laktat adalah salah satu contoh respirasi anaerob yang paling umum. Dalam
fermentasi laktat, piruvat diubah menjadi laktat oleh enzim laktat
dehidrogenase.
Proses
ini menghasilkan energi yang lebih sedikit dibandingkan respirasi aerob dan
menghasilkan jumlah ATP yang terbatas.
Selain
fermentasi laktat, ada juga fermentasi alkohol. Dalam fermentasi alkohol, piruvat
diubah menjadi etanol dan CO2 oleh enzim piruvat decarboxylase dan alkohol
dehidrogenase.
Organisme
seperti ragi menggunakan fermentasi alkohol untuk menghasilkan energi dalam
kondisi anaerob.
Meskipun
respirasi anaerob menghasilkan jumlah ATP yang lebih sedikit dibandingkan
respirasi aerob, ini memungkinkan produksi energi dalam kondisi tanpa oksigen.
Namun,
karena tidak efisien seperti respirasi aerob, respirasi anaerob hanya
berlangsung untuk jangka waktu yang singkat sebelum terjadi kelelahan otot atau
produksi asam laktat yang berlebihan.
Respirasi
aerob dan anaerob adalah dua bentuk penguraian karbohidrat yang memiliki
perbedaan signifikan.
Respirasi
aerob menghasilkan lebih banyak ATP karena memanfaatkan oksigen sebagai
akseptor akhir elektron.
Di
sisi lain, respirasi anaerob menghasilkan energi dalam kondisi tanpa oksigen,
tetapi dengan efisiensi yang lebih rendah dan jumlah ATP yang terbatas.
Pemahaman
tentang perbedaan antara respirasi aerob dan anaerob dalam katabolisme
karbohidrat penting untuk memahami bagaimana tubuh manusia memperoleh energi
dari sumber makanan yang berbeda.
Dengan
pemahaman ini, kita dapat lebih mengoptimalkan aktivitas fisik, olahraga, dan
nutrisi kita untuk mencapai kesehatan yang optimal.
Penulis
- Nabila Dwi Ariati
Klaim DANA kaget klik disini
