NUTRISI DAN
METABOLISME ENERGI
Metabolisme
energi secara awam diartikan sebagai metabolisme total yang ditunjukkan oleh
energi (dalam bentuk panas atau kerja) yang dikeluarkan dari keseluruhan proses
kimia yang terjadi di dalam tubuh binatang dan manuasia,yang berasal dari
oksidasi zat makanan.
Pada
umumnya pembahasan metabolisme energi meliputi kajian tentang nilai kaloribahan
makanan,angka bagi pernafassan (respiratory quotient=RQ), kalorimetri langsung dan
tidak langsung, metabolisme dasar dan penentuannya,keperluan kalori tubuh dan daya
zat makanan menghasilkan kalori atau menghasilkan energi.
Dilihat
dari fungsinya untuk menjaga kelangsungan hidup seseorang dalam keadaan sehat,
makanan dapat dikelompokkan menjadi dua bagian :
1. Makanan yang menghasilkan
energi yaitu karbohidrat,lemak dan protein
2. Makanan yang mengatur dan
menjaga agar proses metabolisme makanan dan
proses-proses lainnya dalam
tubuh dapat berlangsung secara optimal. Kelompok
makanan ini adalah
vitamin,mineral ,serat dan air
Nilai kalori zat makanan
Energi
yang diperlukan dinyatakan dalam satuan kalori atau kilokalori (kkal), yaitu jumlah
energi (panas) yang diperlukan oleh 1 kg air untuk menaikkan suhu dari 15̊C
ke 16˚C. Pengukuran kalori suatu zat (zat makanan) dapat dilakukan dengan
calorimeter bom. Tabel di bawah ini menunjukkan nilai kalori berbagai macam
senyawa kimia dan zat makanan yang diukur dengan calorimeter bom.
Tabel
1. Nilai kalori berbagai senyawa kimia dan bahan makanan
Zat
Kalori/gram
Karbohidrat 4,1
Lipid 9,3
Protein 4,1
Hidrogen 34,4
Arang
kayu 8,0
Glukosa 3,75
Sukrosa 3.96
Pati 4,2
Lemak
netral 9,4
Kasein 5,84
Kreatinin 4,5
Angka bagi pernafasan (Respiratory
Quotient)
Angka
bagi pernafasan adalah bilangan yang menunjukkan perbandingan jumlah volume CO2
yang dihasilkan oleh suatu reaksi oksidasi dengan jumlah volume O2 yang
dipakai. Harga ini menunjukkan jumlah energi dalam bentuk panas yang dihasilkan
oleh reaksi tersebut. Untuk reaksi oksidasi glukosa yang terjadi di dalam tubuh
atau calorimeter bom,
C6H12O6 + 6 O2 à 6CO2 + 6
H2O + 673 kkal
6 CO2
Nilai RQ = ----------- = 1
6 O2
Karena volume untuk 1 grammolekul
(grl=mole) gas pada keadaan baku aalah 22,4 liter,
maka untuk reaksi di atas jumlah
volume masing-masing untuk O2 dan CO2 adalah 6 X
22,4 liter = 134,4 liter. Jadi
dalam hal ini oksidasi sempurna satu molekul glukosa
menghasilkan 673 kkal dan
menggunakan 134,4 liter O2. Maka jumlah kalori yang
dihasilkan per liter O2 adalah :
673 kkal
----------------- = 5,01
kkal
134,4 liter O2
Untuk suatu trigliserida (lemak
netral) yang terdiri dari 2 molekul stearat dan 1 palmitat
(C55H106O6), reaksi oksidasi
sempurna menjadi CO2 dan H2O menghasilkan 16.353
kkal.
C55H106O6 + 157 O2 à 110
CO2 + 106 H2O + 16.353 kkal
(1-palmito-2,3 distearin)
110
Maka RQ = ------ = 0,701
157
dan volumenya (dalam keadaan baku)
adalah 110 X 22,4 = 2464 liter CO2 dan
157 X 22,4 = 3516,8 liter O2. Jadi
sesuai dengan persamaan reaksi di atas, oksidasi dua
molekul lemak menghasilkan 16.353
kkal dan memakai 3516,8 liter O2. Maka jumlah
kalori yang dihasilkan per liter
O2 pada reaksi oksidasi lemak tersebut adalah
16.353 kkal
------------------ = 4,65 kkal
3516,8 liter
O2
Dengan cara yang sama dapat
dihitung RQ untuk triolein (0,71) dan tripalmetin (0,703)
Untuk menentukan RQ protein
tidaklah mudah karena reaksi oksidasi protein yang terjadi
di dalam tubuh jauh lebih kompleks,
sehingga persamaan reaksi oksidasinya tidak dapat
dituliskan seperti untuk
karbohidrat dan lemak. Penentuannya dapat dilakukan dengan
suatu eksperimen dimana jumlah
unsur C,H dan O dalam bahan makanan (daging)
tertentu yang masuk tubuh
dibandingkan dengan jumlah unsur yang sama dalam sisa
bahan makanan yng sama yang
dibuang dari tubuh. Dengan demikian jumlah unsur yang
dipakai oleh tubuh untuk proses
perbafasan (oksidasi) dapat dihitung. Dengan cara ini
dapat ditentukan RQ untuk protein
sebesar 0,801.
Tabel di bawah ini menunjukkan
nilai RQ dan kalori dari ketiga komponen utama bahan
makanan
Tabel 2. Harga angka bagi
pernafasan (RQ) dan kalori dari ketiga komponen
utama bahan
makanan
RQ Kalori/gram
Karbohidrat 1,00 4,1
Lemak 0,70-0,71 9,4
Protein 0,801 4,1
Metabolisme Dasar
Laju metabolisme dasar menunjukkan
laju metabolisme sel secara keseluruhan di dalam
tubuh pada kondisi dasar. Kondisi
dasar adalah suatu keadaan seseorang atau hewan
berada dalam keadaan telah selesai
proses penyerapannya,relaks,temperatur tubuh yang
tetap (sekitar 70oF atau 21oC) dan
bebas dari rasa tertekan. Laju metabolisme dasar
( Basal Metabolic Rate =BMR)
ditentukan oleh banyaknya panas yang keluar sebagai
hasil samping reaksi metabolisme
dalam tubuh. Dalam keadaan demikian jumlah panas
yang dihasilkan oleh tubuh
seseorang atau hewan dihitung dengan menentukan jumlah
O2 yang dipakai dalam proses
pernafasan, sedang jumlah O2 dapat dihitung dari harga
RQ. Telah diketahui dari berbagai
penentuan terhadap manusia, nilai rata-rata RQ pada
keadaan dasar adalah 0,82 dan
nilai kalori 1 liter O2 pada RQ ini adalah 4,825 kkal,
sehingga jumlah panas yang
dihasilkan dapat ditentukan bilamana jumlah pemakaian O2
telah dihitung.
Pada umumnya, metabolisme dasar
untuk tiap individu atau individu yang sejenis adalah
konstan. Berbagai faktor seperti
ukuran tubuh,umur,jenis kelamin,keadaan cuaca,macam
bahan makanan yang masuk
tubuh,latihan fisik,berbagai obat-obatan dan keadaan sakit
mempengaruhi metabolisme dasar.
Jumlah panas yang dihasilkan oleh
seseorang atau hewan berbanding lurus dengan luas
permukaan tubuh. Telah diketahui
laju metabolisme dasar untuk orang dewasa adalah
disekitar 40 kkal/m2 luas tubuh.
Sedangkan untuk wanita dewasa disekitar 36 kkal/m2
luas tubuh.
Bila dalam suatu percobaan,
seorang dewasa menggunakan 1,5 liter O2 dalam waktu 6
menit, maka untuk tiap jamnya
jumlah O2 yang dipakai adalah 60/6 X 1,5 = 15 liter. Jadi
jumlah kalori yang dihasilkan
adalah 15 X 4,825 kkal = 72,4 kkal. Untuk seseorang
dengan TB 150 cm dan BB 60 kg
diketahui mempunyai luas permukaan tubuh sebesar
1,54 m2 (harga ini dihitung dengan
menggunakan rumus tertentu,yaitu persamaan
hubungan antara luas permukaan,TB
dan BB seseorang). Dengan demikian jumlah kalori
yang dihasilkan per meter persegi
per jam adalah :
72,4
----- = 47 kkal
1,54
Keperluan kalori
Jumlah energi yang diperlukan oleh
tubuh harus cukup untuk dapat digunakan dalam
berbagai kegiatan : (1)
metabolisme dasar,termasuk kerja berbagai organ seperti
jantung,paru-paru dan ginjal; (2)
energi yang diperlukan untuk mempertahankan suhu
tubuh; (3) kegiatan otot; (4) daya
menghasilkan kalori atau energi; (5) proses
pertumbuhan,termasuk proses
perkembangbiakan.
Pada umumnya jumlah energi sebesar 1300
kkal sampai 2000 kkal/24 jam cukup untuk
menjalankan proses metabolisme
dasar bagi seseorang. Untuk melakukan kegiatan
tambahan diperlukan faktor energi
tambahan yang besarnya berbeda-beda untuk tiap
individu. Seseorang mahasiswa
dalam kegiatan sehari-harinya diperkirakan
membutuhkan energi antara
2000-3000 kkal per hari. Seorang atlit membutuhkan energi
rata-rata antara 4000-5000 kkal
per hari,tergantung macam kegiatan fisik yang
dilakukannya. Keadaan ekstrim
seperti percobaan yang telah dilakukan terhadap seorang
pembalap sepeda selama 16 jam,
menunjukkan keperluan energi sebesar 9000 kkal per
hari. Tabel 3. di bawah
menunjukkan perkiraan jumlah energi yang dipakai oleh tiga
macam kelompok kegiatan.
Tabel 3. Jumlah energi yang
dipakai oleh ketiga macam kelompok kegiatan manusia
sehari-hari
Kegiatan Kalori
per Kg Jumlah kalori/hari
BB/hari rata-rata per orang
Kegiatan ringan: mengetik,menjahit 30-35 2000-2400
Kegiatan sedang :
pelukis,pengrajin logam 40-45 2700-3100
Kegiatan berat : buruh
pabrik,tukang batu 50-70 3400-4800
Ada beberapa cara yang dapat
digunakan untuk menentukan jumlah keperluan energi
seseorang yang sedang melakukan
kegiatan tertentu. Salah satu cara adalah dengan
mengamati perbedaan jumlah makanan
tertentu yang masuk kedalam tubuh dan yang
dikeluarkannya selama dalam
pengamatan. Dengan memperhitungkan perubahan berat
badan yang terjadi (bila ada),
jumlah kalori yang dipakai oleh tubuh dapat dihitung dari
nilai kalori zat makanan tersebut.
Cara lainnya adalah dengan menentukan nilai RQ
selama masa pengamatan dan
kemudian menghitung jumlah kalori dari 1 liter O2 yang
dipakai.
Daya zat makanan menghasilkan
kalori
Daya suatu zat makanan untuk
menghasilkan kalori adalah jumlah kenaikan panas yang
dihasilkan oleh tubuh yang berada
dalam keadaan dasar, sebagai akibat proses
pencernaan zat makanan yang masuk
ke dalam tubuh tersebut. Terjadinya kenaikan panas
ini tergantung pada jumlah dan
macam zat makanan. Karbohidrat dan lemak
menghasilkan kenaikan panas
beberapa persen lebih tinggi dari pada harga dasar. Sedang
protein menghasilkan kenaikan yang
besar, yaitu sekitar 30 % lebih tinggi daripada
keadaan dasar. Dalam keadaan berpuasa
tidak terjadi kenaikan panas. Berbagao macam
asam amino menunjukkan daya
menghasilkan kalori yang sama, baik yang dimasukkan
ke dalam tubuh melalui sistem
pencernaan (dimakan) maupun melalui injeksi. Hal ini
menunjukkan baik pencernaan maupun
penyerapan tidak merupakan faktor yang berarti
dalam memperhitungkan daya
menghasilkan kalori. Dalam hal asam amino, daya
menghasilkan kalorinya yang
berbeda-beda disebabkan oleh proses deaminasinya.
Deaminasi bersifat oksidasit
(perubahan menjadi urea) menunjukkan kenaikan panas
yang besar, sedangkan proses
transaminasi menghasilkan kenaikan panas yang kecil.
0 comments:
Post a Comment