Kimia di Balik Kinerja: Bagaimana Metabolisme Mendukung Aktivitas Fisik
Kimia di Balik Kinerja: Bagaimana Metabolisme Mendukung Aktivitas Fisik
Dipublikasikan pada 30 September 2024
Metabolisme adalah serangkaian reaksi kimia dalam tubuh yang mengubah makanan menjadi energi. Saat kita beraktivitas fisik, metabolisme berperan penting dalam menyediakan energi yang dibutuhkan otot dan organ. Metabolisme memainkan peran kunci dalam olahraga dengan mengubah nutrisi menjadi energi yang diperlukan untuk gerakan.
Jenis-Jenis Metabolisme
1. Metabolisme energi
- Anaerobik, digunakan saat aktivitas intensif dan singkat (misalnya sprint). Proses ini memecah glukosa menjadi energi tanpa oksigen, menghasilkan asam laktat.
- Aerobik, digunakan untuk aktivitas yang lebih lama dan lebih rendah intensitasnya (misalnya jogging). Metabolisme ini melibatkan oksidasi glukosa dan lemak dengan oksigen, menghasilkan energi yang lebih efisien.
2. Proses Katabolisme dan Anabolisme
- Katabolisme yaitu pemecahan molekul besar (seperti karbohidrat, lemak, dan protein) menjadi molekul yang lebih kecil untuk menghasilkan energi.
- Anabolisme yaitu proses pembentukan molekul kompleks dari yang sederhana, mendukung pemulihan dan pertumbuhan otot setelah latihan.
·
Sumber Energi
1. Karbohidrat, yaitu sumber utama untuk aktivitas intensif. Glukosa dipecah menjadi ATP melalui jalur anaerobik (tanpa oksigen) atau aerobik (dengan oksigen). Kebutuhan karbohidrat harian tubuh yaitu sekitar 45-65% dari total kalori harian. Untuk orang dewasa, ini biasanya sekitar 225-325 gram karbohidrat per hari untuk diet 2000 kalori. Sumber karbohidrat yaitu gula, madu, nasi, kentang, roti gandum, pasta, sayuran, dan buah-buahan.
2. Lemak, sumber energi dominan saat berolahraga dengan intensitas rendah dan dalam waktu lama. Asam lemak dioksidasi untuk menghasilkan ATP. Kebutuhan harian lemak dalam tubuh yaitu sekitar 20-35% dari total kalori harian. Untuk diet 2000 kalori, ini setara dengan 44-78 gram lemak. Sumber lemak yaitu minyak zaitun, alpukat, kacang-kacangan, biji-bijian, salmon, daging.
3. Protein, digunakan saat sumber lain tidak mencukupi, tetapi bukan sumber utama. Protein berperan sebagai sumber energi cadangan dan penting untuk perbaikan jaringan setelah latihan. Kebutuhan protein harian tubuh yaitu sekitar 10-35% dari total kalori harian. Untuk orang dewasa, ini biasanya sekitar 46 gram untuk wanita dan 56 gram untuk pria, atau sekitar 0,8 gram per kilogram berat badan. Sumber protein yaitu ikan, telur, susu, tahu, tempe, kacang-kacangan, dll.
Selama aktivitas fisik, tubuh menjalani berbagai reaksi kimia untuk menghasilkan energi yang diperlukan. Berikut adalah beberapa proses utama yang terjadi:
1. Glikolisis
Glukosa dipecah menjadi piruvat melalui serangkaian rekasi di sitoplasma sel sehingga menghasilkan 2 ATP dan 2 molekul NADH.
2. Fermentasi (anaerobik)
Jika oksigen tidak tersedia, piruvat diubah menjadi asam laktat di sitoplasma. Proses ini menyediakan energi cepat tetapi tidak efisien, mengahsilkan 2 ATP per molekul glukosa.
3. Respirasi aerobik
Piruvat (dari glikolisis) masuk ke dalam mitokondria dan diubah menjadi asetil-CoA yang kemudian masuk ke diklus asam sitrat (siklus krebs). Proses ini menghasilkan hingga 36-38 ATP per molekul glukosa, karbon dioksida, dan air sebagai produk samping.
4. Pengoksidasi lemak
Asam lemak dipecah dalam mitokondria melalui proses beta-oksidasi untuk menghasilkan asetil-CoA. Sumber energi utama saat berolahraga dengan intensitas rendah. Proses ini juga menghasilkan NADH dan FADH2, yang digunakan dalam rantai transportasi elektron.
5. Siklus asam sitrat
Asetil-CoA bergabung dengan oksaloasetat untuk memulai siklus, menghasilkan NADH, FADH2, dan ATP. Produk-produk ini kemudian digunakan dalam rantai transportasi elektron untuk menghasilkan lebih banyak ATP.
6. Rantai Transportasi Elektron
NADH dan FADH2 disalurkan ke rantai transportasi elektron di membran dalam mitokondria. Proses ini menghasilkan ATP melalui proses fosforilasi oksidatif, dengan oksigen sebagai akseptor elektron terakhir, membentuk air sebagai produk sampingan.
Reaksi kimia ini bekerja secara sinergis untuk memastikan tubuh mendapatkan energi yang cukup selama aktivitas fisik. Metabolisme akan menyesuaikan tergantung pada intensitas dan durasi aktivitas, memastikan tubuh dapat berfungsi dengan optimal.
Apa yang terjadi jika metabolisme dalam tubuh tidak bekerja dengan baik???
Jika metabolisme tubuh terganggu, berbagai masalah kesehatan dapat muncul. Berikut adalah beberapa konsekuensi yang mungkin terjadi:
1. Kelelahan dan Penurunan energi
Hal ini disebabkan oleh gangguan dalam produksi ATP dapat mengakibatkan kurangnya energi yang tersedia untuk aktivitas sehari-hari. Gejala yang di alami yaitu mudah lelah, kurang bertenaga, dan penurunan performa fisik.
2. Kenaikan atau penurunan berat badan
Ketidakseimbangan antara kalori yang dikonsumsi dan yang dibakar, sering kali akibat gangguan metabolisme lemak atau glukosa.
3. Masalah pencernaan
Ketidakmampuan tubuh untuk memecah atau menyerap nutrisi dengan baik menyebabkan perut kembung, sembelit, dan diare.
4. Perubahan mood dan kesehatan mental
Ketidakseimbangan hormon dan neutrotransmitter akibat gangguan metabolisme dapat menyebabkan depresi, kecemasan, atau perubahan suasana hati.
5. Kadar gula darah tidak stabil
Gangguan dalam metabolisme karbohidrat dapat menyebabkan fluktuasi gula darah yang ekstrem, beresiko diabetes.
Apa yang dapat dilakukan jika metabolisme kita terganggu?
Jika Anda mengalami gejala gangguan metabolisme, penting untuk berkonsultasi dengan profesional kesehatan. Penanganan dapat mencakup:
· Diet Seimbang: Mengatur asupan nutrisi yang sesuai.
· Olahraga Teratur: Meningkatkan metabolisme dan kesehatan secara keseluruhan.
· Pengobatan: Jika diperlukan, untuk mengatasi masalah hormonal atau penyakit metabolik.
Mengelola kesehatan metabolik adalah kunci untuk menjaga keseimbangan energi dan mendukung fungsi tubuh secara keseluruhan.
Referensi
Harahap, Huntari, dkk. “Pengaruh Diet Ketogenik terhadap Eksrpresi Ki-67, Caspase-3, dan MDA pada Jaringan Hati”. JMJ 6, no. 2 (2028): h. 185-194.
Marpaung, Mauritz Pandapotan dan Dani Prasetyo. “Analsiis Efek Penambahan Asam dan Suhu terhadap Glikolisis dalam Sel Ragi pada Metabolisme Kaarbohidrat”. Innovative 4, no. 1 (2024): h. 5765-5773.
Henggu, Krisman Umbu dan Yopi Nurdiansyah. “Review dari Metabolisme Karbohidrat, Lipid, dan Asam Nukleat”. Quimica 3, no. 2 (2021): h. 9-17.
Prihatini, Indah dan Ratna Kumala Dewi. “Kandungan Enzim Papain pada Papaya (Carica papaya L.) terhadap Metabolisme Tubuh”. Tadris IPA Indonesia 1, no. 3 (2021): h. 449-558.
Siregar, Fazidah Aguslina dan Tri Makmur. “Metabolisme Lipid dalam Tubuh”. Inovasi Kesehatan Masyarakat 1, no. 2 (2020): h. 60-66.