Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana tubuh bisa terus bergerak, berpikir, dan berfungsi meskipun kita sedang beristirahat? Di balik kegiatan yang tak henti ini ada proses metabolisme yang terus berjalan, salah satu prosesnya yaitu glikolisis. Mari ketahui lebih lanjut tentang salah satu proses paling mendasar dalam tubuh manusia ini.
Apa itu glikolisis?
Secara sederhana, glikolisis adalah cara tubuh mendapatkan energi dari gula, baik saat ada oksigen maupun tidak, sehingga sangat penting bagi kehidupan.
Glikolisis melibatkan pemecahan molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat melalui serangkaian reaksi kimia yang melibatkan enzim.
Glikolisis berlangsung di sitoplasma sel dan berfungsi sebagai langkah awal metabolisme energi untuk menghasilkan ATP (adenosin trifosfat), yaitu molekul penyimpan energi utama dalam sel.
Energi yang dihasilkan dalam glikolisis yaitu 2 ATP bersih per molekul glukosa dan 2 NADH yang dapat digunakan dalam proses metabolisme selanjutnya.
Salah satu ciri utama glikolisis adalah sifatnya yang anaerobik, yaitu tidak memerlukan oksigen.
Karena perannya yang esensial dalam penyediaan energi, glikolisis menjadi fondasi untuk berbagai jalur metabolisme lainnya, seperti fermentasi dalam kondisi anaerobik.
Proses ini mendukung fungsi tubuh secara keseluruhan dan memastikan suplai energi pada berbagai jenis sel.
Selain glukosa, gula lain seperti galaktosa bisa mengalami proses glikolisis dan menghasilkan energi. Akan tetapi, galaktosa harus terlebih dahulu diubah menjadi bentuk yang kompatibel, yaitu glukosa-6-fosfat.
Tahapan glikolisis
Proses ini terdiri dari dua tahap utama, yaitu fase investasi energi dan fase pemanenan energi. Berikut ini penjelasan dari setiap tahapan glikolisis.
1. Fase investasi energi
Pada fase investasi energi, sel tubuh menggunakan 2 molekul ATP untuk memodifikasi glukosa menjadi bentuk yang lebih reaktif.
Langkah ini melibatkan beberapa reaksi, seperti penambahan gugus fosfat pada glukosa oleh enzim tertentu sehingga terbentuk molekul yang disebut glukosa-6-fosfat.
Molekul ini kemudian diubah menjadi bentuk lain, yaitu fruktosa-6-fosfat, yang selanjutnya ditambah fosfat lagi menjadi fruktosa-1,6-bisfosfat.
Molekul ini kemudian dipecah menjadi dua molekul kecil yang disebut DHAP dan G3P.
DHAP akan berubah menjadi G3P sehingga pada akhirnya terdapat dua molekul G3P untuk melanjutkan proses.
2. Fase pemanenan energi
Selanjutnya, pada fase pemanenan energi, dua molekul G3P ini diolah menjadi asam piruvat, sambil menghasilkan energi dalam bentuk ATP dan NADH.
Proses ini dimulai dengan pengubahan G3P menjadi molekul yang lebih kaya energi. Molekul ini kemudian mendonorkan fosfatnya untuk menghasilkan ATP.
Fase ini menghasilkan total 4 molekul ATP, tetapi karena 2 ATP digunakan di fase sebelumnya, energi bersih yang diperoleh adalah 2 ATP.
Selain itu, proses ini menghasilkan 2 molekul NADH yang dapat digunakan oleh sel untuk menghasilkan energi tambahan jika ada oksigen dalam darah.
Produk akhir dari glikolisis adalah 2 molekul asam piruvat yang bisa digunakan dalam proses metabolisme lanjutan seperti fermentasi atau siklus Krebs, tergantung apakah oksigen tersedia atau tidak.
Penyakit yang terkait dengan glikolisis
Glikolisis dikatakan cukup penting karena menjadi langkah awal dalam metabolisme energi yang mendukung berbagai fungsi tubuh.
Terganggunya proses awal metabolisme ini berkaitan dengan beberapa kondisi kesehatan berikut ini.
1. Penyakit Alzheimer
Penyakit Alzheimer memiliki hubungan dengan gangguan glikolisis, terutama dalam konteks metabolisme energi di otak.
Salah satu penelitian dalam jurnal International Journal of Molecular Sciences mengatakan penderita penyakit Alzheimer mengalami hipometabolisme glukosa di otak.
Hipometabolisme glukosa yaitu menurunnya kemampuan otak untuk memanfaatkan glukosa melalui glikolisis.
Penurunan ini sering terdeteksi pada tahap awal penyakit sebelum munculnya gejala klinis yang jelas.
2. Defisiensi piruvat kinase
Defisiensi piruvat kinase adalah gangguan yang terjadi akibat kekurangan enzim piruvat kinase yang berperan penting dalam tahap akhir glikolisis.
Kekurangan enzim ini mengganggu produksi ATP, terutama di sel darah merah, yang sangat bergantung pada glikolisis karena tidak memiliki mitokondria.
Akibatnya, sel darah merah kekurangan energi dan mengalami kerusakan, yang menyebabkan anemia hemolitik, yaitu pecahnya sel darah merah.
3. Hipoglikemia
Ketika glikolisis terganggu, tubuh tidak dapat memanfaatkan glukosa dengan baik untuk menghasilkan energi yang diperlukan oleh sel-sel tubuh.
Salah satu akibatnya adalah hipoglikemia yaitu kadar gula darah yang sangat rendah.
Kondisi ini dapat mempengaruhi berbagai fungsi tubuh, karena sel-sel, terutama di otak, tidak mendapatkan energi yang cukup.
Gejala yang sering muncul akibat hipoglikemia antara lain pusing, kelelahan, kelemahan, dan dalam kasus yang lebih parah, kejang bisa terjadi.
4. Diabetes mellitus
Diabetes terjadi akibat terganggunya metabolisme glukosa, baik karena kekurangan insulin (diabetes tipe 1) maupun resistensi insulin (diabetes tipe 2).
Insulin adalah hormon penting yang memungkinkan glukosa masuk ke dalam sel untuk digunakan dalam glikolisis dan proses metabolisme lainnya.
Ketika insulin tidak cukup atau sel menjadi resisten terhadapnya, glukosa tidak dapat dimanfaatkan secara optimal.
Hal ini membuat kadar glukosa menumpuk di darah dan memicu berbagai komplikasi metabolik.
5. Kanker
Kanker merupakan salah satu gangguan metabolisme, termasuk pada proses glikolisis.
Sel kanker sering kali menunjukkan perubahan signifikan dalam metabolisme energi, yang dikenal sebagai efek Warburg.
Sel kanker menggunakan glikolisis anaerobik secara berlebihan, bahkan dalam kondisi kaya oksigen.
Proses ini menghasilkan asam laktat dalam jumlah besar dan menciptakan lingkungan asam di sekitar tumor dan mendukung pertumbuhan kanker.
Jadi, Anda telah mengetahui pentingnya glikolisis dalam produksi energi tubuh, terutama dalam metabolisme glukosa.
Tubuh juga dapat mengatur keseimbangan glukosa melalui glukoneogenesis. Proses ini menghasilkan glukosa dari sumber nonkarbohidrat saat cadangan glukosa menipis, seperti pada kondisi puasa atau stres.
Ringkasan
- Glikolisis adalah proses metabolisme dasar yang penting bagi tubuh untuk menghasilkan energi dari glukosa. Proses ini terjadi di sitoplasma sel, memecah glukosa menjadi dua molekul asam piruvat sambil menghasilkan ATP dan NADH.
- Glikolisis terdiri dari dua fase: investasi energi di mana ATP digunakan untuk memodifikasi glukosa, dan fase pemanenan energi di mana ATP dan NADH diproduksi.
- Gangguan pada proses metabolisme ini dapat menyebabkan berbagai penyakit, seperti Alzheimer, defisiensi piruvat kinase, hipoglikemia, diabetes, dan kanker.
[embed-health-tool-bmi]
