Siklus Krebs : Reaksi Yang Tidak Pernah Berhenti Menghasilkan Energi

5 (100%) 1 vote

Siklus Krebs : Reaksi Yang Tidak Pernah Berhenti Menghasilkan Energi

Siklus Krebs – Siklus krebs adalah salah satu tahapan dalam proses respirasi sel yang ada di dalam tubuh manusia. Urutan reaksi ini disebut dengan siklus asam sitrat, karena dalam prosesnya siklus tersebut memang memproduksi asam sitrat. Senyawa yang menghasilkan rasa asam pada jeruk juga terdapat pada tubuh kita.

Siklus Krebs Bagian Dari Respirasi sel

Siklus krebs merupakan suatu tahapan dari proses respirasi sel secara keseluruhan. Istilah siklus krebs berasal dari penemunya yang bernama Sir Hans Adolf Krebs, yang merupakan ahli biokimia yang berkebangsaan campuran Jerman dan Inggris.

Ia juga merupakan ahli bedah THT yang pada saat itu melarikan diri dari Nazi Jerman yang mengajar biokimia, di Universitas Cambridge. Yaitu tempat di mana ia menemukan siklus kompleks di tahun 1937. Selanjutnya di tahun 1953 ia bersama dengan Fritz Lipmann yaitu seorang ahli biokimia yang berkebangsaan Jerman dan Amerika. yang Pada akhirnya dianugerahi hadiah nobel, atas penemuan siklus kompleks itu. Peristiwa respirasi sel ini diawali dengan proses glikosis, yaitu pemecahan molekul glukosa menjadi dua molekul, asam piruvat, 2 ATP, dan 2 NADH. Pada tahap glikosis ini tetap bisa berlangsung tanpa adanya oksigen sehingga proses pernapasan ini disebut dengan respirasi anaerob.

Walaupun begitu bila glikosis berlangsung pada kondisi oksigen yang tipis, atau tidak ada sama sekali. Bukannya memproduksi asam piruvat, tubuh justru akan menghasilkan asam laktat. Senyawa ini yang membuat otot menjadi pegal saat selesai beraktivitas. Jadi ketika anda merasa pegal mungkin karena anda kekurangan oksigen dalam menghasilkan energi. Untuk itu anda bisa melakukan streching atau olahraga ringan, atau istirahat sejenak untuk memulihkan kondisi.

Baca Juga :  Batuan Sedimen : Pengertian, Jenis dan Contohnya Lengkap

Molekul asam piruvat yang dihasilkan dari proses glikosis akan memasuki tahap berikutnya yaitu siklus krebs.

Tahapan Siklus Krebs

Beda halnya dengan glikosis di siklus krebs, reaksi kimia yang terjadi membutuhkan kehadiran oksigen sehingga proses ini disebut dengan pernapasan aerob. Reaksi di dalam siklus krebs ini membutuhkan molekul O2, bukan berarti terdapat molekul kandungan karbon yang harus bereaksi langsung dengan oksigen.

Namun selama proses siklus krebs tersebut berlangsung, ada molekul NADH yang memerlukan gas O2 supaya bisa teroksidasi menjadi NAD+ dan menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Pada umumnya siklus krebs ini terdiri dari dua tahapan, yaitu tahapan persiapan dan tahapan pada siklus krebs itu sendiri. Berikut penjelasannya :

Tahap Persiapan (Dekarboksilasi Oksidatif)

Setelah melalui tahap glikosis yang berlangsung pada sitoplasma, produk yang berupa asam piruvat akan masuk ke dalam membran di dalam mitokondria sel tubuh, untuk melanjutkan reaksi persiapan sebelum benar-benar memasuki siklus krebs.

Di tahap persiapan ini molekul asam piruvat (C3H4O3) mengalami oksidasi lalu berubah menjadi asetil koenzim A atau asetil-KoA (C2H3OS-CoA). Proses ini disebut juga dengan dekarboksilasi oksidatif, atau reaksi oksidasi yang menyebabkan berkurangnya komponen pada karbon.

Terlihat juga bahwa sebelumnya asam piruvat ini mempunyai 3 atom karbon. Sesudah mengalami oksidasi, asam piruvat pun berubah menjadi asetil-KoA yang hanya mempunyai 2 atom karbon. Proses pengurangan jumlah karbon ini yang dinamakan dekarboksilasi. Atom karbon yang telah dilepas kemudian bergabung dengan atom oksigen dan membentuk CO2 yang dikeluarkan dari dalam tubuh. Itulah sebabnya kita mengeluarkan karbondioksida saat sedang bernapas.

Selain menghasilkan asetil-KoA, dalam proses oksidasi ini juga mengubah NAD+ menjadi NADH. Selanjutnya molekul asetil-KoA yang sebenarnya menjadi sebuah bahan baku yang ada di dalam siklus krebs.

Baca Juga :  Struktur Pembelahan Sel (Amitosis, Mitosis, Meiosis) : Pengertian, Ciri, Tujuan dan Tahapnya

Siklus Krebs

Sesuai dengan namanya rantak reaksi ini memang berbentuk siklus krebs, yang berulang secara terus menerus. Dalam prinsipnya siklus krebs ini menjadi rantai reaksi yang seluruh prosesnya dikatalisasi atau laju reaksinya dipercepat oleh enzim. Di dalam siklus ini, asetil-KoA bergabung dengan asam oksaloasetat (C4H4O5) yang membentuk asam sitrat  (C6H8O7). Molekul dengan dua karbon (asetil-KoA), bergabung dengan asam oksalat dan dengan empat karbon yang menghasilkan asam sitrat, yang mempunyai enam karbon.

Kemudian asam sitrat mengalami reaksi oksidasi berkali-kali, sampai dua atom karbonnya terputus lalu kembali menjadi asam oksaloasetat dengan empat atom karbon. Asam oksaloasetat tersebut akan bergabung dengan asetil-KoA lainnya dalam membentuk asam sitrat. Molekul asam sitrat kemudian mengalami oksidasi dalam dua atom karbonnya, yang terlepas dan membentuk asam oksaloasetat.

Hal itu akan terjadi secara terus menerus sampai membentuk siklus. Dua atom karbon yang terlepas di reaksi oksidasi asam oksaloasetat yang kemudian bergabung dengan atom oksigen, yang membentuk CO2 dan keluar dari dalam tubuh.

Siklus ini tentu saja tidak hanya menghasilkan karbon tetapi juga menghasilkan NADH, FADH2, dan ATP. Di dalam satu molekul asetil-KoA yang masuk ke dalam siklus krebs akan menghasilkan 3 molekul NADH, 1 molekul FADH2, dan 1 ATP.

Sehingga seluruh proses pernapasan seluler ini jika dirangkum akan menghasilkan :

  • Glikolisis: 1 glukosa → 2 asam piruvat + 2 ATP + 2 NADH
  • Dekarboksilasi oksidatif: 1 asam piruvat → 1 asetil-KoA + 1 NADH

Karena dalam satu glukosa menghasilkan dua asam piruvat, maka dalam tahap dekarboksilasi oksidatif ini menghasilkan :

2 asam piruvat → 2 asetil-KoA + 2 NADH

  • Siklus Krebs: 1 asetil KoA + 1 asam oksaloasetat → 1 asam sitrat + 3 NADH + 1 FADH2 + 1 ATP

Karena di dalam satu glukosa akan menghasilkan dua asam piruvat dan dua asam piruvat tersebut menghasilkan dua asetil-KoA dengan siklus :

Baca Juga :  Fungsi Korteks Serebral : Pengertian dan Bagian Keriput Otak Yang Memiliki Peran Penting

2 asetil KoA + 2 asam oksaloasetat → 2 asam sitrat + 6 NADH + 2 FADH2 + 2 ATP

Dari ketiga tahap respirasi sel tersebut bisa disimpulkan bahwa satu molekul glukosa bisa menghasilkan total 4 ATP, 10 NADH, dan 2 FADH2. Kemudian NADH dan FADH2 akan diteruskan ke dalam tahap transfer elektron untuk menghasilkan ATP. Satu NADH bisa menghasilkan 3 molekul ATP sementara satu molekul FADH2 dapat menghasilkan 2 molekul ATP. Sehingga total ATP yang didapatkan dari satu molekul glukosa adalah :

  •  4 ATP
  • 10 NADH = 30 ATP
  • 2 FADH2 =   4 ATP
  • total = 38 ATP

Namun jumlah 38 ATP ini hanya terjadi di kondisi yang ideal saja, yaitu pada saat terdapat cukup oksigen dengan sel bekerja dengan sangat efisien. Faktanya satu glukosa ini sering kali hanya menghasilkan 29-30 ATP saja.

Respirasi Sel

Faktanya dari sebagian besar makanan yang kita makan termasuk lemak, akan berakhir sebagai glukosa. Sementara protein bisa dipecah menjadi asam amino, yang kemudian berubah menjadi astil-KoA dengan bahan utama dalam siklus krebs.

Demikian penjelasan lengkap mengenai siklus krebs. Semoga dapat dipahami dan bermanfaat.

Baca Juga :