Katabolisme adalah proses pemecahan molekul besar menjadi molekul kecil yang menghasilkan energi. Katabolisme merupakan bagian dari metabolisme, yaitu keseluruhan reaksi kimia yang terjadi di dalam sel makhluk hidup. Katabolisme berperan penting dalam menjaga keseimbangan energi dan materi di dalam tubuh.
Jenis-jenis Katabolisme
Katabolisme dapat dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan molekul yang dipecah, yaitu:
- Katabolisme karbohidrat, yaitu proses pemecahan gula (glukosa) menjadi asam piruvat atau asetil koenzim A (asetil-CoA) melalui glikolisis, dan kemudian menjadi karbon dioksida (CO2) dan air (H2O) melalui siklus asam sitrat (siklus Krebs) dan rantai transpor elektron. Proses ini menghasilkan ATP, yaitu bentuk energi yang dapat digunakan oleh sel.
- Katabolisme lemak, yaitu proses pemecahan trigliserida menjadi gliserol dan asam lemak melalui lipolisis, dan kemudian menjadi asetil-CoA melalui beta-oksidasi. Asetil-CoA selanjutnya masuk ke siklus asam sitrat dan rantai transpor elektron untuk menghasilkan ATP.
- Katabolisme protein, yaitu proses pemecahan protein menjadi asam amino melalui proteolisis, dan kemudian menjadi asetil-CoA, asam piruvat, atau senyawa lain yang dapat masuk ke siklus asam sitrat atau glikoneogenesis. Glikoneogenesis adalah proses pembentukan glukosa dari senyawa non-karbohidrat.
Regulasi Katabolisme
Katabolisme diatur oleh berbagai faktor, seperti hormon, enzim, dan ketersediaan substrat. Hormon yang berpengaruh pada katabolisme antara lain adalah:
- Glukagon, yaitu hormon yang dilepaskan oleh pankreas ketika kadar glukosa darah rendah. Glukagon merangsang glikogenolisis, yaitu pemecahan glikogen menjadi glukosa, dan glukoneogenesis, yaitu pembentukan glukosa dari senyawa non-karbohidrat.
- Adrenalin, yaitu hormon yang dilepaskan oleh kelenjar adrenal ketika tubuh mengalami stres atau bahaya. Adrenalin merangsang lipolisis, yaitu pemecahan lemak menjadi asam lemak dan gliserol, dan glikogenolisis, yaitu pemecahan glikogen menjadi glukosa.
- Kortisol, yaitu hormon yang dilepaskan oleh kelenjar adrenal ketika tubuh mengalami stres jangka panjang. Kortisol merangsang proteolisis, yaitu pemecahan protein menjadi asam amino, dan glukoneogenesis, yaitu pembentukan glukosa dari senyawa non-karbohidrat.
Enzim yang berpengaruh pada katabolisme antara lain adalah:
- Fosfofruktokinase, yaitu enzim yang mengkatalis reaksi konversi fruktosa-6-fosfat menjadi fruktosa-1,6-bisfosfat dalam glikolisis. Enzim ini diinhibisi oleh ATP dan sitrat, sehingga menghambat katabolisme karbohidrat ketika energi sudah cukup.
- Piruvat dehidrogenase, yaitu enzim yang mengkatalis reaksi konversi asam piruvat menjadi asetil-CoA. Enzim ini diinhibisi oleh NADH, asetil-CoA, dan ATP, sehingga menghambat katabolisme karbohidrat ketika energi sudah cukup.
- Asam lemak sintase, yaitu enzim yang mengkatalis reaksi sintesis asam lemak dari asetil-CoA. Enzim ini diaktifkan oleh sitrat dan insulin, sehingga meningkatkan anabolisme lemak ketika energi berlebih.
Ketersediaan substrat juga mempengaruhi katabolisme, karena substrat yang berlimpah akan meningkatkan laju reaksi katabolisme, sedangkan substrat yang langka akan menurunkan laju reaksi katabolisme. Contohnya, ketika glukosa berlimpah, maka glikolisis akan berlangsung cepat, sedangkan ketika glukosa langka, maka glikolisis akan berlangsung lambat.
Dampak Katabolisme
Katabolisme memiliki dampak positif dan negatif bagi tubuh, yaitu:
- Positif, yaitu katabolisme menghasilkan energi yang dapat digunakan oleh sel untuk melakukan aktivitasnya, seperti kontraksi otot, transpor zat, dan sintesis molekul. Katabolisme juga menghasilkan panas yang dapat menjaga suhu tubuh.
- Negatif, yaitu katabolisme dapat menyebabkan kerusakan sel akibat radikal bebas yang dihasilkan oleh rantai transpor elektron. Radikal bebas adalah molekul yang memiliki elektron tidak berpasangan dan sangat reaktif. Radikal bebas dapat merusak DNA, protein, dan membran sel. Katabolisme juga dapat menyebabkan penurunan massa otot akibat pemecahan protein yang berlebihan.
Kesimpulan
Katabolisme adalah proses pemecahan molekul besar menjadi molekul kecil yang menghasilkan energi. Katabolisme merupakan bagian dari metabolisme, yaitu keseluruhan reaksi kimia yang terjadi di dalam sel makhluk hidup. Katabolisme dapat dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan molekul yang dipecah, yaitu katabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Katabolisme diatur oleh berbagai faktor, seperti hormon, enzim, dan ketersediaan substrat. Katabolisme memiliki dampak positif dan negatif bagi tubuh, yaitu menghasilkan energi dan panas, tetapi juga dapat menyebabkan kerusakan sel dan penurunan massa otot.