Nutrisi

Nutrisi adalah substansi organik yang dibutuhkan organisme untuk fungsi normal dari sistem tubuh, pertumbuhan, pemeliharaan kesehatan. Nutrisi didapatkan dari makanan dan cairan yang selanjutnya diasimilasi oleh tubuh.

Penelitian di bidang nutrisi mempelajari hubungan antara makanan dan minuman terhadap kesehatan dan penyakit, khususnya dalam menentukan diet yang optimal. Pada masa lalu, penelitian mengenai nutrisi hanya terbatas pada pencegahan penyakit kurang gizi dan menentukan standard kebutuhan dasar nutrisi pada makhluk hidup. Angka kebutuhan nutrisi (zat gizi) dasar ini dikenal di dunia internasional dengan istilah Recommended Daily Allowance (RDA). Seiring dengan perkembangan ilmiah di bidang medis dan biologi molekular, bukti-bukti medis menunjukkan bahwa RDA belum mencukupi untuk menjaga fungsi optimal tubuh dan mencegah atau membantu penanganan penyakit kronis. Bukti-bukti medis menunjukkan bahwa akar dari banyak penyakit kronis adalah stres oksidatif yang disebabkan oleh berlebihnya radikal bebas di dalam tubuh. Penggunaan nutrisi dalam level yang optimal, dikenal dengan Optimal Daily Allowance (ODA), terbukti dapat mencegah dan menangani stres oksidatif sehingga membantu pencegahan penyakit kronis. Level optimal ini dapat dicapai bila jumlah dan komposisi nutrisi yang digunakan tepat. Dalam penanganan penyakit, penggunaan nutrisi sebagai pengobatan komplementer dapat membantu efektifitas dari pengobatan dan pada saat yang bersamaan mengatasi efek samping dari pengobatan. Karena itu, nutrisi / gizi sangat erat kaitannya dengan kesehatan yang optimal dan peningkatan kualitas hidup. Hasil ukur bisa dilakukan dengan metode antropometri.

Sedagkan ilmu gizi adalah ilmu yang mempelajari tentang hubungan makanan dan minuman terhadap kesehatan tubuh manusia agar tidak mengalami penyakit gangguan gizi, dimana gangguan gizi sendiri adalah sebuah penyakit yang diakibatkan oleh kurangnya zat-zat vitamin tertentu sehingga mengakibatkan tubuh kita mengalami gangguan gizi.

Penyakit gangguan gizi yang pertama kali ditemukan adalah scorbut pada tahun 1497 atau lebih populer kita kenal dengan penyakit sariawan. Pada waktu itu Vasco da Gama dalam pelayarannya menuju Indonesia telah kehilangan lebih dari separuh anak buahnya yang meninggal akibat penyakit ini.^[rujukan?] Baru pada permulaan abad XX para ahli kedokteran dapat memastikan bahawa penyakit ini diakibatkan karena kekurangan vitamin C.

Bila anda menyusui, nutrisi yang baik dapat mengoptimalkan kualitas dan kuantitas ASI, sekaligus membantu memelihara kesehatan anda. Informasi berikut ini akan membantu anda memenuhi kebutuhan nutrisi selama masa menyusui.

Bila anda menyusui, nutrisi yang baik dapat mengoptimalkan kualitas dan kuantitas ASI, sekaligus membantu memelihara kesehatan anda. Informasi berikut ini akan membantu anda memenuhi kebutuhan nutrisi selama masa menyusui. Kebutuhan kalori pada masa menyusui jauh lebih besar dibandingkan pada waktu hamil. Pada umumnya wanita menyusui memerlukan tambahan 500 kalori diatas kebutuhan hariannya. Kebutuhan ini akan jauh lebih banyak lagi apabila anda menyusui bayi kembar Sekalipun tubuh anda menyimpan banyak lemak pada waktu hamil, simpanan tersebut tidak akan mencukupi seluruh kebutuhan kalori. Sisanya harus didapatkan dari makanan. Bila menyusui selama 3 bulan, atau berat anda dibawah berat badan ideal, maka asupan kalori harus lebih banyak lagi. Wanita hamil membutuhkan protein 30 - 40% lebih banyak dari kebutuhan normal. Untuk memenuhi kebutuhan selama menyusui, setiap hari anda harus mengkonsumsi 65 g protein selama 6 bulan pertama dilanjutkan 62 g selama 6 bulan kedua. Beberapa penyelidikan menyebutkan kebutuhan protein selama menyusui bahkan lebih besar dari angka-angka tadi. Apabila anda kurang mengkonsumsi protein maka produksi air susu pun akan berkurang. Cadangan protein dalam tubuh anda juga akan berkurang. Bahan makanan sebagai sumber protein kualitas tinggi adalah ikan dan seafood, unggas, daging sapi, daging domba, daging babi, hati, dan telur. Sumber lain adalah semua jenis kacang dan serealia. Susu dan produk olahannya seperti keju dan yogurt juga kaya protein. Anda bisa juga mempertimbangkan mengganti susu sapi segar dengan minuman bergizi seimbang, S-26* MAMA misalnya. Selain memberikan 9.5 g protein per sajian, S-26 MAMA juga diperkaya dengan vitamin dan mineral lengkap. Asam lemak dokosahexsaenoat (DHA) amat penting bagi perkembangan daya lihat dan mental bayi. Asupan DHA berpengaruh langsung pada kandungan DHA dalam air susu ibu. Para ahli riset telah menemukan hubungan erat antara kandungan DHA dalam ASI dengan daya lihat bayi. Para ahli menganjurkan asupan DHA bagi wanita hamil sebesar 300 mg perhari. Telur, otak, hati, dan ikan adalah bahan-bahan makanan kaya DHA. Beberapa minuman yang diformulasikan secara khusus, seperti S-26 MAMA misalnya, telah diperkaya dengan DHA. Kandungan vitamin dalam air susu mencerminkan kandungan vitamin dalam makanan ibu. Kecukupan mineral dari bayi yang disusui sangat tergantung pada air susu ibunya. Kebutuhan vitamin dan mineral wanita menyusui lebih tinggi dari kebutuhan normal. Vitamin A, vitamin B6, vitamin D, asam folat, kalsium, dan seng sangat diperlukan selama masa menyusui. Vitamin A sangat penting bagi kesehatan kulit, kelenjar, serta fungsi mata. Sekalipun pada waktu lahir bayi memiliki simpanan vitamin A, ASI tetap menjadi sumber penting dari vitamin A dan karoten (zat gizi yang banyak terdapat secara alami dalam buah-buahan dan sayur-sayuran). Penyelidikian menunjukkan bahwa karoten dapat membantu meningkatkan sistem kekebalan tubuh. Wanita menyusui berusia 19 tahun keatas dianjurkan mengkonsumsi 1,300 mcg vitamin A per hari. Hati, telur, dan keju merupakan sumber-sumber vitamin A yang baik. Vitamin A juga terdapat dalam beta-karoten serta karotenoid lainnya. Berdasarkan manfaat-manfaat ini, mungkin anda ingin menggunakan suplemen nutrisi yang mengandung beta-karoten dan karotenoid lain sebagai sumber vitamin A. S-26 MAMA diperkaya dengan karoteniod alami. MATERNA diperkaya dengan beta-karoten. Vitamin B6 membantu penyerapan protein dan meningkatkan fungsi syaraf. Oleh karena kebutuhan protein meningkat selama menyusui, anda memerlukan lebih banyak vitamin B6. Asupan vitamin B6 sebesar 2.0 mg per hari dianjurkan bagi wanita menyusui. Daging, hati, padi-padian, kacang polong, dan kentang adalah sumber-sumber vitamin B6 yang baik. Vitamin D membantu pembentukan dan pemeliharaan tulang. Selain itu vitamin D juga diperlukan untuk penyerapan kalsium. Walaupun kebutuhan vitamin D sama seperti biasa, asupan yang cukup tetap harus dijamin—setidaknya 5 mcg per hari. Bila anda kekurangan vitamin D maka bayi hanya menerima sedikit kalsium dari air susu ibu. Dengan demikian bayi beresiko menderita ricketsia, satu penyakit yang menyebabkan deformasi tulang. Ikan, hati, dan kuning telur banyak mengandung vitamin D. Suplemen nutrisi seperti S-26 MAMA dapat anda pilih untuk menjamin kecukupan asupan vitamin D. Asam folat sangat dibutuhkan dalam pertumbuhan dan pembelahan sel secara normal. Wanita menyusui harus mengkonsumsi 500 mcg asam folat setiap hari. Asam folat banyak terdapat dalam hati, daun sayur wana hijau, jeruk, dan semangka. Akan tetapi, karena belum diketahui secara pasti berapa banyak asam folat dalam makanan yang dapat diserap, anda perlu mengkonsumsi suplemen vitamin atau susu untuk menjamin asupan yang memadai. Kalsium membantu pertumbuhan tulang dan gigi, serta meningkatkan fungsi otot dan syaraf. Kebutuhan kalsium selama menyusui tidak meningkat tetapi asupan hariannya harus terjamin. Wanita menyusui berusia 19 tahun keatas harus mengkonsumsi 1000 mg kalsium per hari. Bila asupan kalsium dari makanan tidak mencukupi, secara alami ASI akan mengambil kalsium dari tulang anda. Akibatnya anda beresiko besar mengalami fraktur (patah tulang). Susu dan produk olahannya, ikan salmon dan sarden bertulang, serta bayam, adalah sumber kalsium yang baik. Akan tetapi, sekalipun anda banyak mengkonsumsi makanan berkalori tinggi, belum tentu kalsium anda terpenuhi. Dalam hal ini, anda tetap membutuhkan suplemen. Lebih dari 100 enzim yang terlibat dalam pencernaan dan metabolisme memerlukan seng. ASI rendah seng akan mengganggu selera makan dan pertumbuhan bayi. Asupan seng harian sebesar 12 mg dianjurkan bagi wanita menyusui berusia 19 tahun keatas. Seafood, hati, dan daging banyak mengandung seng. Beberapa studi menunjukkan, wanita menyusui justru mengkonsumsi seng kurang dari kecukupan gizi yang dianjurkan. Oleh karena itu penggunaan suplemen dapat membantu.

RESPON DAN ADAPTASI HEWAN

 defenisi stimulus >perangsang organisme bagian tubuh atau reseptor lain untuk menjadi aktif

Kepekaan terhadap stimulus merupakan salah satu ciri utama kehidupan. Tujuan akhir dari respon adalah untuk mempertahankan hidupnya. Respon heawan terhadap lingkungannya bervariasi tergantung dari jenis dan intensitas stimulus, jenis spesies, stadium perkembangan, umur, kondisi fisiologis dan kisaran toleransi terhadap lingkungannya.
Apabila kondisi lingkungan menjadi sangat tidak baik, maka yang terjadi adalah, pertama, hewan meninggalkan tempat itu dan mencari tempat dengan kondisi yang lebih baik. Kedua, hewan memberikan respon tertentu yang mampu mengatasi efek negative perubahan tersebut. Ketiga, hewan itu akan mati.
RESPON DASAR HEWAN
Selama periode ontogeny pada hewan dikenal tiga macam respon dasar yaitu respon pengaturan, respon penyesuaian, dan respon perkembangan. Mekanisme ketiga respon itu berdasarkan sistem umpan balik negatif. Agar mekanisme itu berhasil maka respon yang dihasilkan harus sesuai besarnya, waktu tepat dan berlangsung cukup cepat.
Respon Reversibel
Tipe respon dasar hewan yang reversible dan paling sederhana adalah respon pengaturan (regulatori). Rspon fisiologi terjadi sangat cepat (refleks). Contoh: perubahan pupil mata terhadap intensitas cahaya.
Tipe respon lain yang bersifat reversible adalah respon penyesuaian (aklimatori), berlangsung lebih lama dari respon regulatori karena proses yang fisiologi yang melandasinya melibatkan perubahan struktur dan morfologi hewan. Contoh: di lingkuan bertekanan parsial oksigen rendah, terjadi proliferasi dan pengingkatkan jumlah eritrosit, tubuh terdedah pada kondisi kemarau terik, kulit mengalami peningkatan pigmentasi. Respon aklimatori umum terdapat pada hewan berumur panjang, yang menghadapi perubahan kondisi musiman. Reversibilitas respon penting sekali karena tiap tahun kondisi khas musimana selalu berulang.
Respon Tak-reversibel
Tipe respon tak-reversibel selama ontogeny adalah respon perkembangan. Respon berlangsung lama karena melibatkan banya proses yang menghasilkan perkembangan beraneka ragam macam struktur tubuh. Hasilnya bersifat permanen dan tak reversible. Contoh : perubahan jumlah mata facet pada Drosophila yang dipelihara pada suhu tinggi, atau terbentuknya keturunan cacat akibat respon perkembangan embrio terhadap senyawa teratogenik dalam lingkungannya.
AKLIMATISASI DAN ADAPTASI
Alkimatisasi dan adaptasi merupakan perwujudan respon terhadap lingkungannya. Aklimatisasi terjadi pada periode ontogeny, reversible, dan tidak diwariskan. Yang serupa dengan aklimatisasi adalah aklimasi. Perbedaannya aklimatisasi menyangkut banyak faktor alami, aklimasi digunakan untuk satu atau dua faktor yang terjadi dalam lingkungan terkontrol di laboratorium. Contoh : respon Rana pipiens berupa laju konsumsi oksigen pada kondisi suhu tertentu menjadi berbeda setelah mengalami aklimasi, dan perubahan ini tidak langgeng.
Adaptasi melibatkan perubahan yang diakibatkan seleksi alam, bersifat herediter, dan proses berlangsung meliputi sejumlah besar generasi yang berurutan. Terdapat tiga macam hasil proses adapatasi pada hewan, yaitu:
Adaptasi Fisiologis
Adaptasi fisiologis (adaptasi fungsional) adalah seluruh perangkat kemampuan fisiologis untuk menghadapi kondisi lingkungannya, meliputi proses kimiawi, substansi kimiawi, enzim, ko-enzim serta hormon yang terlibat pada proses tersebut. Adapatasi fiologis biasa didukung oleh adaptasi structural dan perilaku.
Adaptasi Morfologis
Contoh: Koral Madrepora berbeda bentuk pada lingkungan yang berbeda. Adanya kesamaan corak dan kondisi lingkungan, mungkin menghasilkan bentuk yang serupa pada berjenis-jenis hewan dari kelompok yang bertaksonomi perkerabatan jauh. Contoh: berbagai jenis ikan dan mamalia yang hidup di lautan. Adaptasi structural menyangkut seluruh aspek hidup hewan. Misal: tipe mulut pada Insecta dan tipe paruh pada burung sesuai dengan jenis makanannya.
Adapatasi dari berbagai struktur tubuh saling mendukung untuk melakuakn suatu fungsi hidup, misal pada burung karnivor memiliki paruh yang kukuh dah tajam, penglihatan tajam, daya terbang baik dan kaki bercakar kuat. Adaptasi tidak hanya menyangkut bentuk dan besar struktur, melainkan juga warna, pola pewarnaan, dan aspek fenotip lainnya.
Aturan mengenai adaptasi structural pada hewan:
- Aturan Bergmann: Hewan yang hidup di suhu tinggi cenderung bertubuh kecil dibandingkan kerabatnya yang hidup di daerah suhu rendah.
- Aturan Allen: Paruh, daun telinga, ekor dan bagian tubuh yang terjulur lainnya, cenderung lebih pendek pada hewan yang hidup di daerah bersuhu rendah dibandingkan dengan kerabatnya yang hidup di daerah bersuhu tinggi.
- Aturan Gloger: Hewan homoterm di daerah beriklim panas dan lembab cenderung berpigmen hitam, di daerah kering berpigmen kuning, coklat dan merah, dan pada daerah dingin pigmen mengalami reduksi.
- Aturan Jordan: Jumlah vertebrata pada jenis-jenis ikan di perairan bersuhu rendah cendurung lebih sedikit dibandingkan dengan di peraiaran bersuhu tinggi.
- Sayap dari jenis burung di daerah pegunungan atau beriklim dingin cenderung berukuran lebih panjang dibandingkan dengan yang di dataran rendah atau beriklim panas.
Respon dan Adaptasi Perilaku
Perilaku hewan merupakan aktivitas terarah berupa respon terhadap kondisi dan sumber daya lingkungan. Terjadinya suatu perilaku melibatkan peranan reseptor dan efektor serta koordinasi saraf dan hormon. Jenis efektor yang paling berperan adalah otot-otot tubuh.
Perilaku pada hewan rendah seluruhnya ditentukan secara genetic, bersifat khas, terjadi secara otomatis. Pada hewan tinggi banyak mengandung komponen yang tidak bersifat herediter, melainkan proses belajar yang dipengaruhi faktor lingkungan. Pada Invertebrata berupa taksis atau refleks, pada serangga berupa instink dan pada manusia ditentukan oleh komponen belajar dan menalar.
Taksis
Adalah berbagai perilaku Invertebrata dan Vertebrata rendah, berupa gerakan di tempat maupun berpindah tempat dengan jalan berkerut, meregang, membelokkan tubuh dan sebagainya. Stimulus dapat berupa cahaya (foto-), suhu (termo-), sentuhan (tigmo-), arus air (reo-) dan sebagainya.
Respon perilaku hewan mobil yang berupa gerakan yang terorientasi langsung pada sumber stimulus dan meliputi gerakan berpindah tempat disebut taksis. Misal termotaksis negative atau tigmotaksis positif. Hewan Invertebrata sesil juga perilakunya terorientasi langsung pada sumber stimulus, hanya memeperlihatkan gerakan seluruh atau sebagian tubuhnya tanpa berpindah tempat disebut tropisme. Misal Respon kemotropi negative Hydra terhadap larutan asam (tentakel dan tubuh mengkerut). Kinesis merupakan gerakan yang tidak terorientasi langsung pada sumber stimulus dan dicapainya situasi akhir terjadi melalui gerakan coba-coba. Misal Jenis Protozoa berpindah tempat karena respon kemikinesis negative.
Refleks
Sejumlah gerakan atau perilaku hewan umumnya berlangsung secara refleks, meskipun frekuensinya berkurang pada hewan tinggi. Refleks merupakan gerakan otomatis yang terjadi aakibat beroperasinya mekanisme reseptor sederhana, dn proporsional terhadap besarnya stimulus. Pada hewan rendah, berbagai aktivitas penting terjadi sebagai seurutan refleks-refleks. Misal pada lalat.
Refleks merupakan salah satu komponen dasar dari perilaku yang mempunyai nilai kesintasan. Refleks akan menjauhkan hewan dari kondisi membahayakan dan memanfaatkan sumber daya lingkungannya.
Perilaku Naluriah
Naluri (instink) dalam arti perilaku atau landasan pendorong yang merupakan terjadinya perilaku itu. Perilaku naluriah didefinisikan sebagai suatu perilaku yang rumit, khas spesies, testerotipe, herediter dan terjadi otomatis oleh induksi stimulus kunci atau stimulus syarat. Respon ini bersifat tidak proporsional dengan intensitas stimulus.
Instink memerlukan mekanisme saraf, namun yang paling utama karena timbulnya dorongan (drive) yang timbul karena mencapai status fisiologis tertentu (motivasi) dengan “mood” yang tepat. Bila dikombinasikan dengan stimulus sinyal yang tepat dari lingkungan akan mewujudkan instink. Stimulus isyarat dapat berupa bentuk, warna, suara/nyanyian, feromon, sentuhan dan sebagainya.
Belajar
Belajar merupakan perubahan perilaku akibat suatu pengalaman, berarti respon terhadap suatu stimulus tertentu menjadi berubah dibandingkan sebelumnya. Terjadi pada Vertebrata tinggi, dan paling efektif pada usia muda.
Macam-macam corak belajar:
- Habituasi (pembiasaan), hewan tidak lagi memberikan respon pada suatu stimulus yang tidak memberikan arti dalam kehidupannya. Misal: anak hewan mengindari bunyi/gerakan tiba-tiba, setelah tahu tidak memberikan efek buruk, maka stimulus tidak diacuhkan lagi.
- Pengkondisian, suatu stimulus yang tadinya tidak mengandung arti, setelah melalui pengalaman menjadi penting, yakni terbinanya kesan hubungan antara stimulus dengan ganjaran. Misal respon anjing yang diberi stimulus visual dan auditori.
- Imprinting (perekaman), perilaku naluriah mengikuti induk. Misal anak itik yang ditetaskan secara terisolasi, akan terus mengikuti manusia atau objek bergerak yang pertama kali dilihatnya.
- Imitating (meniru), suatu individu dalam kelompok akan melakukan gerakan atau aktiviatar tertentu (berlari, bernyanyi, makan dll) yang sama denga individu lain dalam kelompok. Terjadi pada hewan yang bersifat gregarious.
- Trial and Error (coba-coba), eliminasi dari semua stimulus dan respon, kecuali yang relevan, dengan diperolehnya ganjaran atau hukuman. Misalnya anak ayam mematuki sembarang objek, lalu hanya mematuki makanannya saja.
- Reasoning (menalar), meliputi terjadinya proses pembinaan suatu kesan hubungan antara objek dengan objek, kejadian dengan kejadian atau objek dengan kejadian, untuk kemudian diwujudkan dalam bentuk respon perilaku yang tepat, tanpa didahului coba-coba. Hanya terjadi pada mamalia tingkat tinggi, misal lumba-lumba, anjing dan kera. Misal kera yang terkurung mengambil pisang di luar dengan tongkat. Menalar atau belajar konsepsional paling baik perkembangannya pada manusia, karena perkembangan bagian korteks otaknya paling baik.

PENYUSUN PROTOPLASMA SEL

PROTOPLASMA

• Elemen utama sebuah sel adalah protoplasma.
• Protoplasma pada semua sel terdiri atas dua komponen utama, yaitu air dan komponen anorganik / komponen organik.
• Dari reaksi reaksi kimia yang terjadi antara senyawa senyawa inilah yang mengakibatkan adanya gejala gejala kehidupan di protoplasma
• Gejala kehidupan itu misalnya metabolisme , tumbuh , bergerak , berkembang biak , sirkulasi zat dll
• Misalnya yang mudah respirasi , fotosintesis , sintesis lemak dan lain lain OK

• Komponen-komponen anorganik terdiri atas air, garam-garam mineral, gas oksigen, karbon dioksida, nitrogen, dan amonia,
• Komponen organik terutama terdiri atas karbohidrat, lipida, protein, dan beberapa komponen-komponen spesifik seperti enzim, vitamin, dan hormon
• Pada sel hewan dan tumbuhan, protoplasma mengandung sekitar

1. 75-85% air,
2. 10-20% protein
3. 2-3% lipida
4. 1% karbohidrat
5. dan 1% zat-zat anorganik lainnya (De Robertis et al., 1975).

• Jadi air terlihat merupakan komponen utama
• Dan bila semua senyawa senyawa organik itu diurai menjadi unsur unsurnya maka terlihat Carbon ,Hidrogen , Oksigen dan Nitrogen ( CHON) merupakan empat unsur utama yang ada di dalam protoplasma / Unsur Makro.
• Agar jelas prosentasenya ini kami sajikan sampai berapa prosentasinya , Sachs pernah melakukan experimen dengan cara Analisa abu , dengan membakar Organ daun hingga menjadi abu dengan menghilangkan unsur air yang mendominasi
• Dan kemudian Abu itu dianalisa

Berikut tabel analisis yang ada komponen / unsur unsur penyusun protoplasma

Jadi analisa abu bisa digunakan untuk mengetahui bahwa protoplasma tidak hanya tersusun atas air , namun juga senyawa diluar air , adanya senyawa diluar air , dengan menghilangkan air nya secara otomatis tersisa abu , abu itulah setelah dianalisa tersusun atas unsur unsur diatas , unsur itu dipastikan penyusun Karbohidrat (CHO) , lemak (CHO) dan Protein (CHON) OK


AIR

• Di dalam sel, air terdapat dalam dua bentuk,
• Dua bentuk itu yaitu bentuk bebas dan bentuk terikat.
• Air dalam bentuk bebas mencakup 95% dari total air di dalam sel.
• Umumnya air berperan sebagai pelarut dan sebagai medium dispersi sistem koloid. Air dalam bentuk terikat mencakup 4-5% dari total air di dalam sel
• Kandungan air pada berbagai jenis sel bervariasi diantara tipe sel yang berbeda.
• Kandungan air (persen dari berat basah total) pada hati tikus 6—72%, otot rangka tikus 76% , telur bintang laut 77%, E. coli 73%, dan biji jagung 13% tentu berbeda beda karena lingkungan dan perannya
• Air merupakan medium tempat berlangsungnya transpor nutrien, reaksi-reaksi enzimatis metabolisme sel dan transpor energi kimia
• Di dalam sel hidup, kebanyakan senyawa biokimia dan sebahagian besar dari reaksi-reaksinya berlangsung dalam lingkungan cair.
• Air berperan aktif dalam banyak reaksi biokimia dan merupakan penentu penting dari sifat-sifat makromolekul seperti protein

• Karena stryktur Air mempunyai produk ionisasinya seperti ion O+ dan H maka sangat mempengaruhi berbagai sifat komponen penting sel seperti enzim, protein, asam nukleat, dan lipida.

• Hal yang sering muncul sebagai contoh, aktivitas katalitik enzim sangat tergantung pada konsentrasi ion H+ dan OH-

• Karena itulah , semua aspek dari struktur dan fungsi sel harus beradaptasi dengan sifat-sifat fisik dan kimia air.

Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa air merupakan komponen sel yang dominan dan berfungsi untuk :

1. Pelarut berbagai zat organik dan anorganik, misalnya berbagai jenis ion-ion, glukosa, sukrosa, asam amino, serta berbagai jenis vitamin.
2. Bahan pengsuspensi zat-zat organik dengan molekul besar seperti protein, lemak, dan pati. Dalam hal tersebut, air merupakan medium dispersi dari sistem koloid protoplasma.
3. Air merupakan media transpor berbagai zat yang terlarut atau yang tersuspensi untuk berdifusi atau bergerak dari suatu bagian sel ke bagian sel yang lain.
4. Air merupakan media berbagai proses reaksi-reaksi enzimatis yang berlangsung di dalam sel.
5. Air digunakan untuk mengabsorbsi panas dan mencegah perubahan temperatur yang drastis atau mendadak di dalam sel.
6. air sebagai bahan baku untuk reaksi hidrolisis dan sintesis karbohidat . misal dalam fotosintesis
7. OK

• Air mempunyai titik lebur, titik didih dan panas penguapan yang lebih tinggi dibandingkan dengan hampir semua cairan.
• Kenyataan ini menunjukkan adanya gaya tarik yang kuat diantara molekul-molekul air yang berdekatan yang memberikan air gaya kohesi internal yang tinggi.
• Sebagai contoh, panas penguapan merupakan ukuran langsung dari jumlah energi yang dibutuhkan untuk mengalahkan gaya tarik menarik diantara molekul air yang berdekatan, sehingga molekul tersebut dapat saling berpisah dan masuk ke dalam fase gas.

Tabel Titik lebur, titik didih dan panas penguapan air dan beberapa pelarut lainnya (Lehninger, 1988).

• Besarnya daya tarik antara dua molekul air yang berdekatan disebabkan karena setiap atom hidrogen menggunakan sepasang elektron secara bersama-sama dengan atom oksigen
• Hal inilah yang menyebabkan atom molekul air berbentuk huruf V atau tetrahedral.

• Sisi oksigen yang berhadapan dengan dua hidrogen relatif kaya akan elektron, sedangkan pada sisi lainnya, inti hidrogen yang relatif tidak ditutupi membentuk daerah dengan muatan positif sehingga dikatakan bahwa molekul air bersifat dipolar atau dwikutub (Mayes, 1988; Lehninger, 1988) karena pemisahan muatan tersebut,

maka dua molekul air dapat tertarik satu dengan yang lainnya oleh gaya elek-trostatik diantara muatan negatif sebagian pada atom oksigen dari suatu molekul air dan muatan positif sebagian pada atom hidrogen dari molekul air yang lain. Jenis interaksi elektrostatik ini disebut ikatan hidrogen.

• Ikatan hidrogen segera terbentuk antara atom yang bersifat elektronegatif, biasanya atom oksigen atau nitrogen, dan suatu atom hidrogen yang berikatan kovalen dengan atom elektronegatif lainnya pada molekul yang sama atau molekul lain.
• Atom hidrogen yang berikatan dengan atom elektronegatif kuat seperti oksigen cenderung mempunyai muatan positif kuat sebagian.
• Akan tetapi, atom hidrogen yang berikatan kovalen dengan atom karbon yang tidak bersifat elektronegatif tidak berpartisipasi dalam pembentukan ikatan hidrogen.

Garam-garam Mineral

• Kandungan garam-garam mineral pada berbagai tipe sel sangat bervariasi
• Di dalam sel, garam-garam mineral dapat mengalami disosiasi menjadi anion dan kation.
• Bentuk-bentuk anion dan kation tersebut dinamakan ion.
• Ion-ion dapat terlarut di dalam cairan sel atau terikat secara khusus pada molekul-molekul lain seperti protein dan lipida.
• Secara umum, garam-garam mineral memiliki dua fungsi yaitu :

1. Fungsi osmosis, dalam arti bahwa konsentrasi total garam-garam terlarut berpengaruh terhadap pelaluan air melintasi membran sel
2. Fungsi yang lebih spesifik, yaitu peran seluler setiap ion terhadap struktur dan fungsi dari partikel-partikel seluler dan makromolekul.

• Berbagai jenis garam-garam mineral sangat penting untuk kelangsungan aktivitas metabolisme sel, misal-nya ion Na+ dan K+,
• ion Na+ dan K+, berperan dalam memelihara tekanan osmosis dan keseimbangan asam basa cairan sel.
• Retensi ion-ion menghasilkan peningkatan tekanan osmosis sebagai akibat masuknya air ke dalam sel.

• Beberapa ion-ion anorganik berperan sebagai kofaktor dalam aktivitas enzim, misalnya ion magnesium , ferrum
• Fosfat anorganik digunakan dalam sintesis ATP yang mengsuplai energi kimia untuk proses kehidupan dari sel melalui proses fosforilasi oksidatif.
• Ion-ion kalsium dijumpai dalam sirkulasi darah dan di dalam sel.
• Di dalam tulang, ion-ion kalsium berkombinasi dengan ion-ion fosfat dan karbonat membentuk kristalin.
• Fosfat dijumpai di dalam darah dan di dalam cairan jaringan sebagai ion-ion bebas, tetapi fosfat di dalam tubuh banyak terikat dalam bentuk fosfolipida, nukleotida, fosfoprotein, dan gula-gula terfosforilasi (De Robertis et al., 1975).

• Di dalam sel juga terkandung berbagai jenis gas yang berasal dari lingkungan atau dihasilkan oleh metabolisme sel.
• Beberapa gas yang terdapat di atmosfer dapat masuk ke dalam sel misalnya gas oksigen (O2), karbon dioksida (CO2), dan gas nitrogen (N2).
• Di dalam sel, oksigen berperan untuk mengoksidasi bahan-bahan makanan.
• Karbon dioksida selain berasal dari lingkungan luar, juga dihasilkan dalam oksidasi bahan makanan sebagai hasil sampingan.
• CO2 dapat bereaksi dengan air membentuk asam karbonat yang selanjutnya mengalami disosiasi membentuk ion hidrogen dan bikarbonat dengan reaksi sebagai berikut :

• C6H12O6 + 6 CO2 --------> 6 H2O + 6 CO2 + Energi

• CO2 + H2O -------> H2CO3

• H2CO3 ---------> H+ + HCO3-

• Umumnya karbon dioksida di dalam sel berada dalam bentuk bikarbonat atau karbonat

Komponen Organik

• Komponen-komponen organik sel terdiri atas protein, lipid, karbohidrat, dan beberapa komponen-komponen spesifik lainnya seperti enzim, vitamin, dan hormon.
• Lebih kurang 10-20% isi sel terdiri atas protein.
• Protein merupakan makromolekul dengan berat molekul berkisar antara 10.000-10.000.000.
• Sedangkan karbohidrat di dalam sel kurang lebih 1% dan umumnya dalam bentuk monosakarida, disakarida, dan oligosakarida
• Lipida berkisar 2-3%.
• Masing-masing komponen organik sel tersebut akan dibahas secara terpisah pada uraian selanjutnya.

Protein

• Protein adalah makromolekul yang terdiri atas asam-asam a-amino yang saling berikatan dengan ikatan kovalen diantara gugus a-karboksil asam amino dengan gugus a-amino dari asam amino yang lain.
• Ikatan di antara asam amino disebut ikatan peptida.
• Beberapa unit asam amino yang berikatan dengan ikatan peptida disebut polipeptida.
• Molekul protein dapat terdiri atas satu atau sejumlah rantai polipeptida dan setiap rantai dapat terdiri atas ratusan hingga jutaan residu asam amino.

Klasifikasi
Hingga saat ini belum ada klasifikasi protein yang secara umum memuaskan.
Klasifikasi protein yang menonjol didasarkan pada antara lain:

1. Kelarutan
2. Bentuk keseluruhan
3. Peranan biologis

• Pembagian protein juga dapat dilakukan berdasarkan fungsi dan strukturnya.
• Berdasarkan fungsinya, protein diklasifikasikan menjadi

1. Protein enzim, berperan dalam mempercepat reaksi-reaksi biokimia,
2. Protein sruktural, membentuk struktur-struktur biologis,
3. Protein transpor, berperan sebagai pengangkut subtansi-subtansi penting,
4. Protein pertahanan, melindungi tubuh dari invasi benda-benda asing.

• Berdasarkan strukturnya, protein diklasifikasikan menjadi:

1. Protein globular, memiliki pelipatan-pelipatan yang kompleks, struktur tertier dengan bentuk yang tidak teratur.
2. Protein serabut ( Protein fibrosa ) memanjang, lipatan sederhana,umum dijumpai pada protein struktural.

• Dalam uraian berikut ini hanya dibahas klasifikasi berdasarkan bentuk dan peranan biologisnya.

Berdasarkan bentuknya, protein dibagi menjadi :

1. Protein globular Rantai polipeptida mengandung banyak lipatan dan berbelit. Rasio aksial kurang dari 10, misalnya insulin, albumin, globulin plasma, dan kebanyakan enzim.
2. Protein fibrosa Rantai polipeptida atau kelompok rantai yang membelit dalam bentuk spiral atau heliks, dan dihubungkan oleh ikatan disulfida dan hidrogen.

• Rasio aksial lebih besar dari 10, misalnya keratin dan miosin.

Ikatan-ikatan pada Struktur Protein
Struktur protein umumnya dipertahankan oleh dua ikatan sangat kuat yaitu

1. ikatan peptida
2. ikatan disulfida;
3. ikatan yang lemah, yaitu ikatan hidrogen, interaksi hidrofobik dan interaksi elektrostatif.

Ikatan peptida

• Ikatan peptida adalah ikatan yang menghubungkan atom a-karboksil dari suatu asam amino dan atom a nitrogen dari asam amino yang lain.

• Peptida yang dibentuk oleh dua molekul asam amino disebut dipeptida
• Bila dibentuk oleh 3 molekul asam amino disebut tripeptida
• Bila dibentuk oleh banyak molekul asam amino disebut polipeptida.

Ikatan disulfida

• Terbentuk antara 2 residu sistein yang saling berhubungan 2 bagian rantai polipetida melalui residu sistein.

Ikatan hidrogen

• Terbentuk antara gugus NH- atau -OH dan gugus C=O dalam ikatan peptida atau -COO- dalam gugus R, misalnya dua peptida mungkin membentuk ikatan hidrogen.

Interaksi hidrofobik

• Rantai samping non polar asam amino netral pada protein cenderung bersekutu.

Interaksi elektrostatik

• Merupakan ikatan garam antara gugus yang bermuatan berlawanan pada rantai samping asam amino.

Sifat-sifat Protein

1. Membentuk ion Protein dalam air mampu membentuk ion + dan -, dalam suasana asam membentuk ion positif dan dalam suasana basa membentuk ion negatif.
2. Denaturasi Denaturasi adalah perubahan konformasi alamiah menjadi suatu konformasi yang tidak menentu. Hal ini dapat terjadi karena terjadinya perubahan suhu, pH, atau terjadinya suatu reaksi dengan senyawa-senyawa lain misalnya ion-ion logam.

Asam Amino

• Asam amino adalah asam karboksilat yang mempunyai gugus amino. Asam amino yang terdapat sebagai komponen protein mempunyai gugus NH2 pada atom karbon a dari posisi gugus -COOH.
• Atom karbon a dari asam amino kecuali glisin masing-masing dihubungkan pada empat gugus kimia yang berlainan
• Sehingga atom karbon a bersifat asimetris. Oleh karena itu, molekul asam amino mempunyai dua konfigurasi yaitu D dan L.

• Molekul asam amino dikatakan mempunyai konfigurasi L, apabila gugus NH2 di sebelah kiri atom karbon
• Bila gugus NH2 di sebelah kanan atom karbon , maka asam amino tersebut mempunyai konfigurasi D.

Struktur umum asam amino adalah:

Klasifikasi asam amino didasarkan atas:

• pembentukannya di dalam tubuh dan strukturnya.

Klasifikasi asam amino berdasarkan pembentukannya di dalam tubuh ditunjukkan pada tabel

• Asam amino esensial adalah asam amino yang tidak dapat dibuat dalam tubuh.
• Sedangkan asam amino non esensial adalah asam amino yang dapat dibuat dalam tubuh.

Berdasarkan strukturnya, asam amino dikelompokkan menjadi 7 yaitu asam amino dengan rantai samping yang :

1. Merupakan rantai karbon yang alifatik, misalnya glisin, alanin, valin, leusin dan isoleusin.
2. Mengandung gugus hidroksil, misalnya serin dan threonin
3. Mengandung atom belerang, misalnya sistein, dan metionin
4. Mengandung gugus asam atau amidanya, misalnya asam aspartat, aspargin, asam glutamate, dan glutamine.
5. Mengandung gugus basa, misalnya arginin, lisin, hidroksilisin dan histidin
6. Mengandung cincin aromatic, misalnya fenilalanin, tirosin dan triptofan.
7. Membentuk ikatan dengan atom N pada gugus amino, misalnya prolin dan hidroksi prolin

• Uraian klasifikasi asam amino berdasarkan strukturnya diuraikan lebih detail pada pembahasan berikut. Beberapa rumus kimia asam amino adalah sebagai berikut:

Karbohidrat

• Molekul karbohidrat adalah substansi yang terdiri atas atom-atom C, H, dan O.
• Perbandingan antara molekul H dan O adalah 2:1.
• Jadi memiliki rasio yang sama dengan molekul air (H2O), misalnya:

1. Ribosa = C6H10O5
2. Glukosa = C6H12O6
3. Sukrosa = C12H24O11

Rumusa empiris dari karbohidrat adalah Cn(H2O)n.

• Dengan dasar perbandingan tersebut, orang pada mulanya berkesimpulan bahwa dalam karbohidrat terdapat air, sehingga digunakan kata karbohidrat yang

berasal dari kata karbon dan hidrat atau air.

• Karbohidrat sering disebut sakarida.
• Ada beberapa senyawa yang memiliki rumus empiris seperti karbohidrat tetapi bukan karbohidrat, misalnya C2H4O2 (asam asetat), CH2O (formaldehida).
• Dengan demikian, senyawa yang termasuk karbohidrat tidak hanya ditinjau dari rumus empirisnya saja, tetapi yang penting adalah rumus strukturnya.
• Dari rumus struktur, akan terlihat bahwa ada gugus fungsi penting yang terdapat pada molekul karbohidrat.
• Gugus fungsi itulah yang menentukan sifat senyawa tersebut.
• Berdasarkan gugus molekul yang ada pada karbohidrat, maka karbohidrat dapat didefenisikan secara kimia sebagai plohidroksialdehid atau polihidroksiketon serta yang menghasilkannya pada proses hidrolisis.
• Berbagai senyawa yang termasuk kelompok karbohidrat mempunyai molekul yang berbeda-beda ukurannya, yaitu dari senyawa sederhana dengan berat molekul ren-dah hingga berat molekul besar.
• Berbagai senyawa terse-but dapat dibagi dalam empat golongan, yaitu

1. monosakarida
2. disakarida/ oligosakarida
3. polisakarida.

Monosakarida

• Monosakarida sering disebut gula sederhana (simple sugars) adalah karbohidrat yang tidak dapat dihidrolisis menjadi bentuk yang lebih sederhana lagi.
• Molekulnya hanya terdiri atas beberapa atom karbon saja.
• Monosakarida dapat dikelompokkan berdasarkan kandungan atom karbonnya, yaitu triosa, tetrosa, pentosa, dan heksosa atau heptosa.
• Misalnya :

1. Triosa = (C3H6O3)
2. Tetrosa = (C4H8O4)
3. Pentosa = (C5H10O5)
4. Heksosa = (C6H12O6)

• Monosakarida atau gula sederhana hanya terdiri atas satu unit polihidroksialdehida atau keton atau hanya terdiri atas satu molekul sakarida.
• Monosakarida yang umum dikenal mempunyai rumus empiris (CH2O)n, dimana n = 3 atau jumlah yang lebih besar lainnya.
• Kerangka monosakarida adalah rantai karbon berikatan tunggal yang tidak bercabang.
• Satu diantara atom karbon berikatan ganda terhadap suatu atom oksigen membentuk gugus karbonil, masing-masing atom karbon lainnya berikatan dengan gugus hidroksil.
• Jika gugus karbonil berada pada ujung rantai karbon, monosakarida tersebut adalah suatu aldosa, dan jika gugus karbonil berada pada posisi lain, monosakarida tersebut adalah suatu ketosa.
• Berbagai jenis monosakarida aldosa dan ketosa ditunjukkan pada gambar

Gambar Berbagai jenis monosakarida dalam bentuk aldosa (Frisell, 1982)

Disakarida.

• Disakarida terdiri atas dua monosakarida yang berikatan kovalen terhadap sesamanya.
• Pada kebanyakan disakarida, ikatan kimia yang menggabungkan kedua unit monosakarida disebut ikatan glikosida, dan dibentuk jika gugus hidroksil pada salah satu gula bereaksi dengan karbon pada gula yang kedua.
• Disakarida menghasilkan dua molekul monosakarida yang sama atau berbeda bila mengalami hidrolisis, misalnya:

1. Maltosa -------> Glukosa + Glukosa
2. Laktosa -------> Glukosa + Galaktosa
3. Sukrosa -------> Glukosa + Fruktosa

Oligosakarida menghasilkan 3-6 molekul monosakarida bila mengalami hidrolisis, misalnya :

1. Maltotriosa -------> 3 residu Glukosa
2. Rafinosa ---------> Galaktosa+ galaktosa + Fruktosa
3. Stakiosa ---------> Galaktosa + Glukosa + Fruktosa

Polisakarida

• Polisakarida atau glikan tersusun atas unit-unit gula yang panjang. P
• olisakarida dapat dibagi menjadi dua kelas utama yaitu homopolisakarida dan heteropolisakarida.
• Homopolisakarida yang mengalami hidrolisis hanya menghasilkan satu jenis monosakarida, sedangkan heteropolisakarida bila mengalami hidrolisis sempurna menghasilkan lebih dari satu jenis monosakarida.