Nutrisi dan Metabolisme Energi ~ Kedokteran dan Kesehatan

Sunday, August 14, 2016

Nutrisi dan Metabolisme Energi

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