PHYLUM ARTHROPODA

BAB I

CIRI-CIRI UMUM

 

1. Ciri-ciri Umum Phylum Arthropoda

Arthropoda berasal dari kata arthron yang berarti ruas, dan podos yang berarti kaki. Jadi Arthropoda dapat diartikan hewan yang kakinya beruas-ruas. Merupakan hewan kelompok terbesar dalam arti jumlah species maupun penyebarannya. Hampir 90% dari seluruh jenis hewan yang diketahui orang adalah Arthropoda.

Arthropoda diklasifikasikan menjadi 4 kelas, yaitu:

a)      Crustacea atau Udang-udangan

b)      Insecta atau serangga (Hexapoda)

c)      Myriapoda atau lipan (kaki seribu)

d)     Arachnida atau labah-labah

Adapun ciri-ciri umum dari Arthropoda antara lain adalah sebagai berikut:

1)      Tubuh beruas-ruas yang terbagi atas kepala (caput), dada (thoraks), dan badan belakang (abdomen). Beberapa diantaranya ada yang memiliki kepala dan dada yang bersatu (cephalothoraks).

2)      Bentuk tubuh simetris bilateral

3)      Rangka luar keras tersusun atas zat kitin

4)      Sifat hidup ada yang parasit, heterotropik, dan hidup secara bebas

5)      System peredaran darah terbuka (system lakuner) dan alat peredarannya berupa jantung dan pembuluh-pembuluh darah terbuka

6)      Alat pernapasan berupa trakea, insang, dan paru-paru yang merupakan lembaran (paru-paru buku)

7)      Alat pencernaan makanan lengkap terdiri atas mulut, kerongkongan usus, dan anus

8)      Sistem reproduksi terpisah, artinya ada hewan jantan dan ada hewan betina. Reproduksi terjadi secara seksual dan aseksual (partenogenesis dan paedogenesis)

9)      System saraf berupa tangga tali dan alat peraba berupa antena

10)  Hidupnya di darat, air tawar dan laut.

BAB II

KLASIFIKASI PHYLUM ARTHROPODA

 

1. A.       Crustacea atau Udang-udangan

a)        Ciri-ciri Crustacea

1)    Pada kepalanya terdapat lima pasang alat gerak sebagai berikut:

• Tiga pasang rahang yaitu, satu pasang Mandi Bula, satu pasang maksila petama, dan satu pasang maksila kedua.
• Dua pasang antena dengan alat-alat tambahan disekitarya yang bersifat tipikal biramus (bercabang dua)

2)   Peredaran darahnya terbuka dan tidak memiliki pembuluh darah kapilar

3)   Sebagian besar anggotanya bernafas dengan insang, tetapi hewan yang ukuran tubuhnya kecil bernapas dengan seluruh permukaan tubuhnya

4)   Hewan ini dapat dibedakan antara hewan jantan dan hewan betina

5)   Kakinya terdapat hampir di seluruh permukaan tubuhnya

6)    Kepalanya terbentuk sebagai persatuan segmen.

b)       Klasifikasi / Sistematika

Kelas insecta terbagi atas 2 subkelas yaitu:

1)      Subkelas Malacostrata(udang tingkat tinggi) yang memiliki ciri-ciri sebagai brikut:

• Tubuhya terdiri atas cephalothoraks
• Cara perkembangbiakannya dengan telur hasil pembuahan yang menetas menjadi larva yang disebut Nauplius
• Bernafasnya dengan insang berbentuk bulu-bulu halus
• Hewan ini tidak berwarna.

1. Klasifikasi Malacostrata

Subkelas Malacostrata dibagi menjadi 3 ordo sebagai berikut:

v  Ordo Isopoda

• Pada umumnya hidup di laut, tetapi ada pula yang hidup di air tawar dan darat
• Ada beberapa diantaranya yang menggerek kayu

v  Ordo Stomatopoda

• Hidupnya di laut
• Anggotanya terdiri atas crustacea yang bentuk tubuhnya seperti belalang sembah
• Di belakang kepalanya terdapat karapaks yang merupakan rangka luar
• Warna tubuhnya menyolok

v  Ordo Decapoda

• Anggotanya meliputi udang, kepiting, dan ketam
• Tiga pasang anggota gerak paling depan pada thoraksnya berubah fungsi menjadi rahang
• Lima pasang anggota gerak lainnya pada thoraks menjadi kaki sehinga disebut hewan berkaki sepuluh
• Kepala dan thoraksnya menjadi satu yang dilindungi oleh kaparaks.

Contoh :

• Cabarus sp (udang air tawar)
• Panulirus sp (udang laut lobster)
• Penacus sp (udang windu / udang air payau)

2)      Subkelas Entomostraca (udang tingkat rendah) yang memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

• Merupakan mikroorganisme
• Hidupnya sebagai plankton yang dapat bergerak bebas
• Ø Hewan ini tidak memiliki insang sehingga bernafas dengan seluruh permukaan tubuhnya.

b)   Klasifikasi Entomostraca

Subkelas Entomostraca dibagi menjadi beberapa ordo sebagai berikut:

v Ordo Branciopoda

•     Tubuhnya sangat kecil dan hidupnya di air tawar
•     Pada umumnya bertubuh pucat dan transparan.

Contoh:

• Daphnia Pulex (kutu air)
• Lepidurus
• Notostraca

 

• Estheria
• Conthrostraca

v Ordo Ostracoda

•     Hidupnya di air laut dan air tawar
•     Beberapa jenis diantaranya hidup sebagai plankton

v  Ordo Copepoda

•     Merupakan ordo terbesar di Enromostraca
•     Hidupnya di air laut, tawar dan hidup sebagai plankton

v  Ordo Cirripedia

•     Hidupnya di laut
•     Pada umumnya hidupnya melekat pada suatu tempat

c)      System Organ Crustacea

v   System pernapasannya berupa insang kecuali yang bertubuh sangat kecil dengan seluruh permukaan tubuh

v   System pencernaan terdiri atas 3 bagian yaitu: tembolok untuk menampung makanan, lambung otot (ampela), dan lambung kelenjar.

v    Sistem reproduksinya diesis (berkelamin satu). Pembuahan terjadi secara eksternal. Telur menetas menjadi larva yang sangat kecil, berkaki tiga pasang dan bersilia.

d)     Habitat

Hewan ini sebagian besar hidup di air yaitu danau, laut, dan sungai. Di laut hewan ini hidup mulai dari pantai hingga laut dalam. Namun ada juga yang hidup di air tawar dan di darat.

e)      Peranan Crustacea bagi kehidupan manusia

Berbagai Crustacea menguntungkan bagi manusia dalam beberapa bidang seperti berikut ini:

• Sebagai bahan makanan yang berprotein tinggi, misalnya udang, lobster, dan kepiting.
• Bidang Ekologi; Entomostraca yang berperan sebagai zooplankton menjadi sumber makanan misalnya anggota Branchiopoda, Ostracoda, dan Copepoda.

Selain menguntugkan, ada beberapa Crustacea yang merugikan antara lain:

• Merusak lambung kapal (perahu), misalnya anggota Isopoda.
• Parasit pada ikan, kura-kura, dan sebagainya misalnya anggota Cirripedia dan Copepoda.
• Merusak pematang sawah atau saluran irigasi, misalnya ketam.

 

1. B.     Insecta atau Serangga

Anggotanya sangat besar dan bervariasi sehingga dipelajari dalam cabang ilmu biologi tersendiri yang disebut Entomologi (entomos = serangga, logos = ilmu), yaitu ilmu yang mempelajari tentang serangga.

a)      Ciri-ciri Insecta

1)      Sebagian anggotanya hidup di darat dan sebagian kecil saja yang hidup di air tawar. Jarang sekali hewan ini yang hidup di dalam air laut.

2)      Ukuran tubuhnya bervariasi, ada yang bersifat mikroskopis sampai ada yang beberapa sentimeter panjangnya.

3)      Tubuhnya terdiri atas caput (kepala), thoraks (dada), dan abdomen (perut).

4)      Pada kepalanya terdapat:

• Ø Sepasang mata faset (mata majemuk) tetapi ada yang bermata tunggal
• Ø Sepasang antena sebagai alat peraba
• Ø Empat pasang alat mulut dan mempunyai empat bentuk mulut, yaitu:

Alat mulut menggigit pada semut

Alat mulut menggigit dan menjilat pada lebah

Alat mulut mengisap pada kupu-kupu

Alat mulut menusuk dan mengisap pada nyamuk

5)      Thoraks (dada) terbagi atas 3 segmen, yaitu:

• Prothoraks (bagian depan), terdapat sepasang kaki jalan dan kadang-kadang ada sepasang sayap
• Mesothoraks (bagian tengah), terdapat sepasang kaki jalan dan kadang-kadang ada sepasang sayap
• Metathoraks (bagian belakang), terdapat sepasang kaki jalan.

6)      Pada abdomennya biasanya terdapat 6-11 segmen, dan satu ataupun dua sayap.

7)      Alat pencenaan makanannya terdiri atas mulut, kerongkongan, lambung depan, lambung otot, lambung kelenjar, usus, usus akhir, dan anus. Penghancuran makanan terjadi dalam lambung otot.

8)      Pada serangga betina terdapat ovipositor yang berguna untuk menyimpan telur.

9)      Pada segmen pertama dari abomennya memiliki membran hympanum untuk mendengar

10)  Hewan ini tidak mempunyai zat warna merah, tetapi ada sel darah dan pembuluh darah.

11)  System saraf tangga tali

12)  Hewan ini mengalami metamorfosis (perubahan bentuk tubuh menuju kedewasaan) sebagai berikut:

• Metamorfosis sempurna

Telur         larva         kepompong (pupa)      imago (dewasa).

Contoh:  kupu-kupu, lalat, dan tawon.

• Metamorfosis tidak sempurna

Telur         larva         nimfa          imago

Contoh:  jangkrik, lipas, dan belalang.

• Tidak mengalami metamorfosis

Telur         imago (dewasa)

Contoh: Lepisma (kutu buku)

b)      Klasifikasi / Sistematika

Kelas Insecta dibagi menjadi 2 subkelas sebagai berikut:

1)      Subkelas Apterygota yang memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

• Tubuh berwarna perak dan tidak memiliki sayap
• Tidak mengalami metamorfosis
• Thoraks dan abdomen tidak memiliki batas yang jelas.

1. Klasifikasi Apterygota

Subkelas kelas Apterygota dibagi menjadi 2 ordo sebagai berikut:

v  Thysaruna, yaitu Apterygota yang memiliki antena panjang.

Contoh:

• Lepisma Saccharina(kutu buku)
  • Mempunyai kemampuan merusak buku dan pakaian yang dikanji
  • Menghasilkan enzim selulosa yang berguna untuk mengubah selulosa menjadi gula sederhana.

v  Collembola

• Hidup di tanah terutama di hutan yang lembab
• Antenanya berbuku-buku
• Abdomen belakang berbentuk seperti garpu dan berfungsi untuk meloncat.

2)      Subkelas Pterygota

Pterygota dibedakan antara Exopterygota dan Endopterygota.

v Exopterygota, memiliki sayap yang merupakan tonjolan luar dari dinding tubuh dan metamorfosisnya tidak sempurna.

v Endopterygota, sayapnya berkembang dari penonjolan ke dalam dari dalam dinding dan metamorfosisnya tidak sempurna.

Subkelas Pterygota dibagi menjadi 10 ordo sebagai berikut:

v  Ordo Archiptera atau Isoptera (bersayap asli)

•    Termasuk Exopterygota
•    Mempunyai dua pasang sayap yang tipis dan berukuran sama
•    Metamorfosisnya tidak sempurna
•    Mempunyai alat mulut menggigit.

Contoh:

• Aeshna (capung) dan Reticulitermis(anai-anai)
  • Rayap membentuk susunan masyarakat (polimorfisme), yaitu raja, ratu, prajurit (tentara), dan pekerja (tidak bersayap)
  • Rayap prajurit dan pekerja mandul
  • Di dalam usus rayap terdapat flagellata yang mencerna selulosa.

v  Ordo Neuroptera (bersayap jala)

•   Termasuk Endopterygota
•   Mempunyai dua pasang sayap tipis seperti selaput dan pembuluh serupa jalan
•   Metamorfosisnya sempurna
•   Mempunyai alat mulut menggigit.

Contoh:  Myrmeleon frontalis (undur-undur)

v  Ordo Orthoptera (bersayap lurus)

•   Termasuk Exopterygota
•   Mempunyai bagian sayap yang bagian depannya tebal dan bagian belakangnya tipis
•   Metamorfosisnya tidak sempurna
•   Mempunyai alat mulut menggigit

Contoh:

•   Blatta orientalis (kecoak)
•   Manthis religiosa (belalang sembah)
•   Gyrlius domestica (jangkrik)
•   Gyrllotalpa hirsute (anjing tanah)
•   Branchytrupes (gangsir)

v  Ordo Rinchota

Ordo Rinchota dibagi menjadi dua familia sebagai berikut:

Hemiptera

• Termasuk Exopterygota
• Memiliki dua pasang sayap, sayap depannya seperti kulit dan sayap belakangnya seperti selaput tipis
• Mempunyai mulut menusuk dan mengisap
• Metamorfosisnya tidak sempurna

Contoh:

• Podops vermiculata (walang colelat)
• Leptopcorisa acuta (wlang sangit)
• Cymex rotundatus (kutu busuk)

Homoptera

•  Termasuk Expterygota
• Memiliki dua pasang sayap yang keduanya merupakan selaput
• Pada waktu istirahat sayap dilipat
• Metamorfosisnya tidak sempurna

Contoh:

• Nilaparvata lugegens (wereng)
• Pediculus capitis (kutu kepala)
• Aphis medicaginis (kutu daun)
• Coccidae (kutu perisai)

v  Ordo Coleoptera

• Termasuk Endopterygota
• Mempunyai dua pasang sayap, sayap depan disebut elytra yang tebal dan mengilap karena zat tanduk
• Sayap belakangnya tipis berupa selaput

Contoh:

•   Chrysochrosa fulminans (samber lilen)
•   Coccinella sp. (kepik emas)
•   Orhyctes rhinoceros (kumbang tanduk)
•   Hydrous picicornis (kepik)
•   Xylotropes gideon (kumbang kelapa)
•   Calandra oryzae (kumbang beras)
•   Lampryris (kunang-kunang)

v  Ordo Hymenoptera (bersayap selaput)

•   Termasuk Endopterygota
•   Mempunyai dua pasang sayap yang tidak sama
•   Mempunyai alat mulut menggigit dan menjilat

Contoh:

•   Apis indica (lebah madu)

Ada yang hidup menyendiri dan ada yang hidup berkelompok serta susunan masyakat lebah , yaitu:

Lebah pekerja yang bertugas membuat sarang, mengumpulkan madu, serat mengurus telur dan larva.

Lebah tentara

Lebah jantan

Lebah ratu

•   Oechophylla smaragdina (semut rangrang)
•   Delichoderus bituberculatus (semut hitam)

v  Ordo Diptera (bersayap dua)

•   Termasuk Endopterygota
•   Mempunyai dua pasang sayap tipis
•   Metamorfosisnya sempurna

Contoh:

•   Culex sp.
•   Aedes aegepty
•   Anopheles dudlowi
•   Glossina morsitans (lalat tse-tse)
•   Drosophila melanogaster (lalat buah)
•   Anopheles sundaicus (vector penyakit malaria)
•   Musca domestica (lalat rumah)
•   Mansonia sp.

v  Ordo Siphonoptera

•   Termasuk Endopterygota
•   Tidak bersayap dan bermata tunggal
•   Metamorfosisnya sempurna
•   Mempunyai alat mulut menusuk dan mengisap

Contoh:

•   Ctenocephalus cannis (kutu anjing)
•   Ctenocephalus felis (kutu kucing)
•   Pulex irritan (pinjal manusia)
•   Xenopsylla cheopsis (kutu tikus)

v  Ordo Lepidoptera

•   Termasuk Endopterygota
•   Mempunyai alat mulut mengisap
•   Metamorfosisnya sempurna
•   Mempunyai dua pasang sayap tipis beraneka ragam warna

Contoh:

•   Acharonitra lachesis (kupu-kupu tengkorak)
•   Bombyx mori (ngengat sutera)
•   Attacus atlas (kupu-kupu gajah)
•   Cricula trifenestrata (kupu-kupu kenari)
•   Hyblaea puera (kupu-kupu ulat jati)

 

 

 

c)      System Organ Insecta

v    System pernapasan pada serangga disebut system trakea. Pernapasan sistem trakea terdiri atas pembuluh-pembuluh yang bercabang-cabang ke seluruh tubuh dan bermuara pada stigma atau spirakel. Udara pernapasan keluar dan masuk ke dalam tubuh Insecta melalui stigma. Stigma merupakan lubang yang terdapat di sepanjang sisi kiri dan kanan tubuh.

v    System pencernaannya dimulai dari mulut yang terdiri atas bibir atas dan bawah, rahang serta gigi. Dari mulut makanan masuk ke kerongkongan lalu ke tembolok. Dari tembolok makanan yang telah disimpan beberapa waktu masuk ke empedal yang berdinding gigi kitin. Selanjutnya makanan masuk ke lambung. Pada lambung terdapat enam pasang kelenjar pencernaan yang menghasilkan enzim. Makanan yang telah dicerna menjadi sari-sari makanan diserap oleh usus dan diedarkan keseluruh tubuh oleh hemolimfa. Sisa pencernaan sementara disimpan di rectum berupa feses. Selanjutnya, dikeluarkan melalui anus.

v    System reproduksinya, kadang-kadang mengalami parthenogenesis maupun paedogenesis. Partenogenesis adalah perkembangan embrio tanpa dibuahi oleh spermatozoid, misalnya lebah. Sedangkan paedogenesis adalah parthenogenesis yang berlangsung di tubuh larva.

d)     Habitat

Hewan ini sebagian besar hidup di darat dan sebagian kecil saja yang hidup di air tawar. Namun, jarang sekali hewan ini yang hidup di air laut.

e)      Peranan Insecta Bagi Kehidupan Manusia

Beberapa peranan Insecta yang menguntungkan, antara lain:

v    Untuk dimakan, misalnya laron, gangsir, dan larva lebah (tempayak = gana); serangga ini dapat diperoleh secara musiman.

v    Untuk obat-obatan tradisional, misalnya madu (Apis dorsata, Apis indica, Apis melifera)

v    Untuk bahan pakaian sutera, misalnya kepompong Bombyx mori

v    Membantu proses penyerbukan berbagai macam tumbuhan (kupu-kupu, kumbang dan lebah)

v    Di bidang Ekologi, Insecta merupakan rantai makanan yang sangat penting dari berbagai konsumen

v    Berbagai Insecta tanah berperan sebagai “traktor alami”.

 

 

Beberapa peranan Insecta yang merugikan antara lain:

v   Sebagai penular berbagai macam penyakit sepeti tifus, kolera dan disentri yang disebabkan oleh lalat dan kecoa

v   Hama putih pada berbagai tanaman, misalnya oleh Pseudococcus cintri, Aspidiotus perniciosus (dari ordo Rhynchota)

v   Parasit pada manusia (mengisap darah), misalnya nyamuk, kutu kepala dan kutu busuk

v   Hama padi misalnya wereng dan walang sangit

v   Merusak tanaman budidaya, misalnya belalang, kumbang kelapa, sexava, dan berbagai jenis ulat

v   Merusak bahan makanan yang disimpan (tepung, kedelai) oleh berbagai Coloeoptera, misalnya kepik.

1. C.    Myriapoda atau Kelabang

a)      Ciri-ciri Myriopoda

1)   Tubuh terdiri atas kepala (chepalo) dan perut (abdomen) tanpa dada (thoraks)

2)   Dibagian kepala terdapat satu pasang antena sebagai alat peraba dan sepasang mata tunggal (ocellus)

3)   Penambahan jumlah segmen terjadi pada setiap pergantian kulit

4)   Alat gerak pada kelompok hewan chilopoda adalah satu pasang kaki di setiap segmen perut kaki, sedangkan pada Diplopoda terdapat dua pasang kaki pada tiap segmen perut, kecuali segmen terakhirnya.

b)      Klasifikasi / Sistematika

Myriapoda terdiri atas 2 subkelas, yaitu:

1)   Subkelas Chilopoda yang memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

• Ø Mencakup berbagai macam lipan (kelabang) yang memiliki panjang hingga 26 cm
• Ø Chilopoda memangsa hewan kecil dengan cara melumpuhkannya dengan gigi yang beracun.

2)   Subkelas Diplopoda yang memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

• Ø Mencakup berbagai macam lengkibang (luing)
• Ø Diplopoda hidup di tempat-tempat lembab dan gelap
• Ø Makanan hewan ini berupa sayur-mayur, vegetasi yang sudah mati atau lumut.

 

c)      Habitat

Hewan ini banyak dijumpai di daerah tropis dengan habitat di darat. Terutama di tempat yang banyak mengandung sampah, misalnya di kebun dan di bawah batu-batuan.

d)     System Organ Myriapoda

v  System pernapasannya berupa satu pasang trakea berspirakel yang terletak di kanan kiri setiap ruas, kecuali pada Diplopoda terdapat dua pasang di tiap ruasnya.

v  System pencernaan, saluran pencernaanya lengkap dan mempunyai kelenjar ludah. Chilopoda bersifat karnivor dengan gigi beracun pada segmen I, sedangkan Diplopoda bersifat herbivor, pemakan sampah atau daun-daunan.

v  System reproduksi secara seksual, yaitu dengan pertemuan ovum dan sperma (fertilasi internal). Myriapoda ada yang vivipar dan ada yang ovipar.

e)      Peranan Myriapoda Bagi Kehidupan Manusia

Myriapoda dapat dikatakan tidak memberi keuntungan bagi kehidupan manusia. Bahkan ada beberapa yang dianggap mengganggu meski tidak membahayakan. Namun, Myriapoda ternyata mempunyai andil dalam memecah bahan-bahan organik atau serasah untuk membentuk humus.

 

1. D.    Arachnida atau Labah-labah

a)      Ciri-ciri Arachnida

1)   Pada umumnya hidup di darat, tetapi ada juga yang hidup dalam air

2)   Ukuran tubuhnya mikroskopis sampai beberapa sentimeter panjangnya

3)   Tubuhnya terdiri atas chepalothoraks dan abdomen serta tidak mempunyai antena

4)   Jumlah matanya bervariasi dan biasanya mempunyai delapan mata sederhana

5)   Pada bagian depan chepalothoraksnya terdapat mulut yang mempunyai enam pasang alat tambahan, yaitu:

• Sepasang pedipalpus (seperti kaki yang berakhir pada cakar) untuk memegang mangsanya
• Sepasang kelisera (berupa gunting dan capit) untuk melumpuhkan musuhnya
• Empat pasang kaki untuk berjalan.

6)   Bernafas dengan paru-paru buku atau trakea atau dengan kedua-duanya

7)   Ada beberapa Arachnida yang tidak memiliki alat penapasan khusus.

b)      Klasifikasi / Sistematika

Arachnida terdiri atas 3 ordo, yaitu:

1)    Scorpionida

• Ø Mencakup segala macam kala, seperti kalajengking, kala buku dan kala labah-labah
• Ø Pedipalpusnya berbentuk seperti capit besar, sedangkan kelisera-keliseranya kecil.

2)      Arachnoida

• Ø Mencakup segala macam labah-labah
• Ø Setiap labah-labah paling tidak membuat tiga macam benang untuk fungsi yang berlainan.

3)      Acarina

• Ø Tubuhnya tidak berbuku-buku
• Ø Mencakup caplak dan tungau

c)      Habitat

Pada umumnya Arachnida hidup di darat. Namun, ada juga yang hidup dalam air.

d)     System Organ Arachnida

v  System pernapasan berupa paru-paru yang terletak di daerah perut depan.

v  Sistem pencernaan dimulai dari mulut, perut, usus halus, usus besar, kantung, feses dan anus. Alat pencernaan dilengkapi dengan lima pasang usus buntu yang terletak di bagian depan dan hati di bagian abdomen.

v  System reproduksi, terjadi secara seksual, yaitu dengan persatuan ovum dan sperma yang terjadi di dalam tubuh betinanya (fertilasi internal). Hewan jantan dan hewan betina terpisah (diesis). Ada ovipar, ovovivipar, dan vivipar.

 

e)      Peranan Arachnida Bagi Kehidupan Manusia

Arachnida bermanfaat untuk pengendalian populasi serangga, terutama serangga hama. Namun, hewan-hewan Arachnida lebih banyak merugikan manusia, terutama hewan-hewan Acarina, yaitu:

v  Sarcoptes scabei, menyebabkan gatal atau kudis pada manusia

v  Prosoptes equi, menyebabkan kudis pada ternak domba, kelinci, dan kuda

v  Otodectes cynotis, (tungau kudis telinga) menyerang anjing dan kucing

v  Dermacentor variabilis sebagai vektor demam Rocky Mountain.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Hadisusanto, Suwarno. 2005. Biologi Kelas X. Jilid Ib SMA. Jakarta: Sunda Kelapa Pustaka.

Maryati, Sri. 2004. Buku Penuntun Biologi SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga.

SISTEM EKSKRESI PADA HEWAN INVERTEBRATA DAN VERTEBRATA

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Pengertian Sistem Ekresi

Ekskresi merupakan proses pengeluaran zat sisa metabolisme tubuh, seperti CO2, H2O, NH3, zat warna empedu dan asam urat, selain itu ekskresi juga dapat diartikan sebagai proses pembuangan sisa metabolisme dan benda tidak berguna lainnya. Ekskresi merupakan proses yang ada pada semua bentuk kehidupan. Pada organisme bersel satu, produk buangan dikeluarkan secara langsung melalui permukaan sel. Sisa metabolisme yang mengandung nitrogen ialah amonia (NH3), urea dan asam urat. Bahan tersebut berasal dari hasil perombakan protein, purin, dan pirimidin. Amonia dihasilkan dari proses deaminiasi asam amino. Amonia merupakan bahan yan sangat racun dan merusak sel. Hewan- hewan yang mengekskresikan amonia disebut amonotelik.
Bagi hewan yang hidup di darat amonia menjadi masalah untuk kelangsungan hidupnya jika di timbun dalam tubuhnya. Karena itu pada hewan yang hidup di darat amonia segera di rubah di dalam hati menjadi persenyawaan yang kurang berbahaya bagi tubuhnya yaitu dalam bentuk urea dan asam urat. Kebanyakan mamalia, amphibi dan ikan mengekskresikan urea dan hewan-hewan tersebut dapat disebut ureotelik. Urea mudah larut dalam air dan diekskresikan dalam cairan yang disebut urine. Pada burung, reptil, keong darat, dan serangga asam urat yang diekskresikan berbentuk padat bersama kotoran. Air dalam urine pada hewan-hewaan tersebut diabsorbsi oleh tubuh untuk penghematan. Meskipun cara hidup dan habitat mempunyai oeran penting pada ekskresi sisa metabolisme yang mengandung nitrogen.
Organisme multiselular memiliki proses ekskresi yang lebih kompleks. Alat ekskresi pada manusia dan vertebrata lainnya berupa ginjal, paru-paru, kulit, dan hati, sedangkan alat pengeluaran pada hewan invertebrata berupa nefridium, sel api, atau buluh Malphigi. Sistem ekskresi membantu memelihara homeostasis dengan tiga cara, yaitu melakukan osmoregulasi, mengeluarkan sisa metabolisme, dan mengatur konsentrasi sebagian besar penyusun cairan tubuh. Zat sisa metabolisme adalah hasil pembongkaran zat makanan yang bermolekul kompleks. Zat sisa ini sudah tidak berguna lagi bagi tubuh. Sisa metabolisme antara lain, CO2, H20, NHS, zat warna empedu, dan asam urat.
Karbon dioksida dan air merupakan sisa oksidasi atau sisa pembakaran zat makanan yang berasal dari karbohidrat, lemak dan protein. Kedua senyawa tersebut tidak berbahaya bila kadarnya tidak berlebihan. Walaupun CO2 berupa zat sisa namun sebagian masih dapat dipakai sebagai dapar (penjaga kestabilan PH) dalam darah. Demikian juga H2O dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan, misalnya sebagai pelarut. Amonia (NH3), hasil pembongkaran/pemecahan protein, merupakan zat yang beracun bagi sel.
Oleh karena itu, zat ini harus dikeluarkan dari tubuh. Namun demikian, jika untuk sementara disimpan dalam tubuh zat tersebut akan dirombak menjadi zat yang kurang beracun, yaitu dalam bentuk urea. Zat warna empedu adalah sisa hasil perombakan sel darah merah yang dilaksanakan oleh hati dan disimpan pada kantong empedu. Zat inilah yang akan dioksidasi jadi urobilinogen yang berguna memberi warna pada tinja dan urin. Asam urat merupakan sisa metabolisme yang mengandung nitrogen (sama dengan amonia) dan mempunyai daya racun lebih rendah dibandingkan amonia, karena daya larutnya di dalam air rendah. Tugas pokok alat ekskresi ialah membuang sisa metabolisme tersebut di atas walaupun alat pengeluarannya berbeda-beda.
Fungsi sistem ekskresi, antara lain:
1. Membuang limbah yang tidak berguna dan beracun dari dalam tubuh
2. Mengatur konsentrasi dan volume cairan tubuh (osmoregulasi)
3. Mempertahankan temperatur tubuh dalam kisaran normal (termoregulasi)
4. Homeostasis

BAB II
PEMBAHASAN

2.1 Sistem Ekskresi Pada Hewan Invertebrata
Sistem ekskresi pada hewan rendah biasanya sesuai dengan habitatnya. Berbagai habitat tempat hidup hewan seperti laut, air tawar dan daratan. Berbagai alat ekskresi telah berkembang untuk mengeluarkan sampah metabolisme, untuk mengatur keseimbangan air tubuh dan keseimbangan ion. Hewan tingkat rendah belum memiliki ginjal yang berstruktur sempurna seperti pada vertebrata. Pada umumnya, hewan tingkat rendah memiliki sistem ekskresi yang sangat sederhana, dan sistem ini berbeda antara invertebrata satu dengan invertebrata lainnya. Alat ekskresinya ada yang berupa saluran Malphigi, nefridium, dan sel api. Nefridium adalah tipe yang umum dari struktur ekskresi khusus pada invertebrata. Berikut ini akan dibahas sistem ekskresi pada cacing pipih (Planaria), cacing gilig (Annellida), dan belalang.

2.1.1 Ekskresi Pada Amuba
Amuba dan banyak organisme bersel tunggal lainnya hidup dalam lingkungan berair dan membuang limbah metaboliknya secara difusi sama seperti yang dilakukan tumbuhan air. Bagi kebanyakan, produk akhir yang utama metabolisme protein adalah amonia, zat ini mudah terdifusi keluar dari selnya sebelum selesai dari konsentrasi yang membahayakan. Akan tetapi, dengan cara tersebut organisme tidak dapat melakukan apa-apa terhadap berlebih, karena tidak dilengkapi dengan sel dinding yang kaku, binatang ini tidak dapat melawan masuknya air secara terus menerus. Masalah ini dapat teratasi dengan vakoula kontraktil (rongga berdenyut) yang berfungsi untuk mengatur kadar airt dalam sel sehingga nilai osmosis isi sel tetap terpelihara. Energi digunakan untuk memaksa air untuk keluar lagi dari selnya dan kedalam air disekitarnya. Bolehjadi vakuola kontratil tidak memainkan peranan yang penting dalam ekskresi substansi lain-lain.

2.1.2 Sistem Ekskresi Pada Cacing Pipih

Gambar: Sistem eksresi cacing pipih

Platyhelminthes adalah cacing daun yang umumnya bertubuh pipih. Platyhelminthes memiliki tubuh, lunak, dan epidermis bersilia. Cacing pipih merupakan hewan tripoblastik yang tidak mempunyai rongga tubuh (acoelomata). Hidup biasanya di air tawar, air laut, dan tanah lembab. Ada pula yang hidup sebagai parasit pada hewan dan manusia. Cacing parasit ini mempunyai lapisan kutikula dan silia yang hilang setelah dewasa. Hewan ini mempunyai alat pengisap yang mungkin disertai dengan kait untuk menempel. Cacing pipih belum mempunyai sistem peredaran darah dan sistem pernafasan. Sedangkan sistem pencernaannya tidak sempurna, tanpa anus. Platyhelminthes terbagi dalam 3 kelas, yaitu Kelas Turbellaria, Kelas Trematoda dan kelas Cestoda.
Pada cacing pipih (Platyhelmintes) alat eksresi berupa protonefridium yang mempunyai sel api (flame cel) berflagel. Flagel berfungsi menggerakan air ke sel api pada sepanjang saluran ekskresi. Air dan zat sisa masuk ke dalam sel api yang selanjutnya dikeluarkan melalui lobang nefridiofor. Sebagian sisa nitrogen tidak masuk ke saluran ekskresi tetapi masuk ke sistem pencernaan yang selanjutnya diekskresikan melalui mulut. Cacing pipih juga mempunyai organ nefridium yang disebut sebagai protonefridium. Protonefridium tersusun dari tabung dengan ujung membesar mengandung silia. Di dalam protonefridium terdapat sel api yang dilengkapi dengan silia. Tiap sel api mempunyai beberapa flagela yang gerakannya seperti gerakan api lilin. Air dan beberapa zat sisa ditarik ke dalam sel api. Gerakan flagela juga berfungsi mengatur arus dan menggerakan air ke sel api pada sepanjang saluran ekskresi.
Pada tempat tertentu, saluran bercabang menjadi pembuluh ekskresi yang terbuka sebagai lubang di permukaan tubuh (nefridiofora). Air dikeluarkan lewat lubang nefridiofora ini. Sebagian besar sisa nitrogen tidak masuk dalam saluran ekskresi. Sisa nitrogen lewat dari sel ke sistem pencernaan dan diekskresikan lewat mulut. Beberapa zat sisa berdifusi secara langsung dari sel ke air.

Gambar: Struktur alat ekskresi pada casing pipih

2.1.1 Sistem Ekskresi pada Anelida dan Molluska
Alat ekskresi pada annelida ialah nefridium. Ada beberapa macam nefridia misalnya protonefridia yang memepunyai solonosit (sel api) yang serupa dengan alat ekskresi pada cacing pipih. Macam nefridia yang lain terdapat pada annelida yang hidup di darat yang disebut metanefridia. Pada cacing tanah yang merupakan anggota anelida, setiap segmen dalam tubuhnya mengandung sepasang metanefridium, kecuali pada tiga segmen pertama dan terakhir. Metanefridium terdapat sepasang pada tiap segmen kecuali segmen terakhir. Metanefridium memiliki dua lobang saluran yaitu nefrostom di anterior dan nefrostom di posterior. Cairan tubuh mengalir melalui nefridium, zat yang diperlukan tubuh seperti air, zat makanan dan ion-ion diserap dan diedarkan ke seluruh tubuh melalui sistem peredaran dan zat sisa (sampah nitrogen ) diekskresikan melalui nefridioifor.

Gambar: Sistem ekskresi pada anelida
Nefrostom ada di dalam rongga tubuh, yang penuh dengan cairan yang terutama merupakan sistem limfa tersaring dari sistem peredaran tertutup. Rongga tubuh ini berfungsi sebagai sistem pencernaan. Corong (nefrostom) akan berlanjut pada saluran yang berliku-liku pada segmen berikutnya. Bagian akhir dari saluran yang berliku-liku ini akan membesar seperti gelembung. Kemudian gelembung ini akan bermuara ke bagian luar tubuh melalui pori yang merupakan lubang (corong) yang kedua, disebut nefridiofor. Cairan tubuh ditarik ke corong nefrostom masuk ke nefridium oleh gerakan silia dan otot. Saat cairan tubuh mengalir lewat celah panjang nefridium, bahan-bahan yang berguna seperti air, molekul makanan, dan ion akan diambil oleh sel-sel tertentu dari tabung. Bahan-bahan ini lalu menembus sekitar kapiler dan disirkulasikan lagi. Sampah nitrogen dan sedikit air tersisa di nefridium dan kadang diekskresikan keluar.
Metanefridium berlaku seperti penyaring yang menggerakkan sampah dan mengembalikan substansi yang berguna ke sistem sirkulasi. Cairan dalam rongga tubuh cacing tanah mengandung substansi dan zat sisa. Zat sisa ada dua bentuk, yaitu amonia dan zat lain yang kurang toksik, yaitu ureum. Oleh karena cacing tanah hidup di dalam tanah dalam lingkungan yang lembab, anelida mendifusikan sisa amonianya di dalam tanah tetapi ureum diekskresikan lewat sistem ekskresi.
Pada mollusca alat ekskresinya disebut ginjal yang merupakan kumpulan dari nefridia. Ginjal berhubungan dengan coulum dan kaya akan pembuluh darah. Terjadi filtrasi sisa-sisa metabolisme dari darah melalui pembuluh kapiler ke saluran nefridia.
2.1.2 Alat Ekskresi pada Belalang

Gambar: Sistem Ekskresi pada belalang
Pada belalang alat ekskresinya adalah pembuluh Malpighi, yaitu alat pengeluaran yang berfungsi seperti ginjal pada vertebrata. Pembuluh Malphigi merupakan pembuluh-pembuluh buntu yang bermuara pada sistem pencernaan makanan antara saluran pencernaan tengah atau lambung dengan usus. Hampir semua serangga mempunyai pembuluh Malpighi. Jumlah pembuluh antara 2-250 buah. Pembuluh Malphigi mengasorbsi sisa metabolisme darah pada rongga tubuh. Di samping pembuluh Malphigi, serangga juga memiliki sistem trakea untuk mengeluarkan zat sisa hasil oksidasi yang berupa CO2. Sistem trakea ini berfungsi seperti paru-paru pada vertebrata. Belalang tidak dapat mengekskresikan amonia dan harus memelihara konsentrasi air di dalam tubuhnya.

Gambar: Pembuluh Malpighi pada belalang
Amonia yang diproduksinya diubah menjadi bahan yang kurang toksik yang disebut asam urat. Asam urat berbentuk kristal yang tidak larut. Pembuluh Malpighi terletak di antara usus tengah dan usus belakang. Darah mengalir lewat pembuluh Malpighi. Saat cairan bergerak lewat bagian proksimal pembuluh Malpighi, bahan yang mengandung nitrogen diendapkan sebagai asam urat, sedangkan air dan berbagai garam diserap kembali biasanya secara osmosis dan transpor aktif. Asam urat dan sisa air masuk ke usus halus, dan sisa air akan diserap lagi. Kristal asam urat dapat diekskresikan lewat anus bersama dengan feses.

2.2 Sistem Ekskresi Pada Hewan Vertebtara
Sistem ekskresi pada manusia dan vertebrata lainnya melibatkan organ paru-paru, kulit, ginjal, dan hati. Namun yang terpenting dari keempat organ tersebut adalah ginjal.
2.2.1 Ginjal
Dunia kedokteran biasa menyebutnya ‘ren’ (renal/kidney). Bentuknya seperti kacang merah, berjumlah sepasang dan terletak di daerah pinggang. Ukurannya kira-kira 11x 6x 3 cm. Beratnya antara 120-170 gram. Struktur ginjal terdiri dari: kulit ginjal (korteks), sumsum ginjal (medula) dan rongga ginjal (pelvis). Pada bagian kulit ginjal terdapat jutaan nefron yang berfungsi sebagai penyaring darah. Setiap nefron tersusun dari Badan Malpighi dan saluran panjang (Tubula) yang bergelung. Badan Malpighi tersusun oleh Simpai Bowman (Kapsula Bowman) yang didalamnya terdapat Glomerolus. Ginjal vertebrata mengalami perkembangan baik secara evolusi atau sejalan dengan perkembangan embrio. Fungsi utama ginjal adalah mengekskresikan zat-zat sisa metabolisme yang mengandung nitrogen misalnya amonia. Amonia adalah hasil pemecahan protein dan bermacam-macam garam, melalui proses deaminasi atau proses pembusukan mikroba dalam usus. Selain itu, ginjal juga berfungsi mengeksresikan zat yang jumlahnya berlebihan, misalnya vitamin yang larut dalam air mempertahankan cairan ekstraselular dengan jalan mengeluarkan air bila berlebihan serta mempertahankan keseimbangan asam dan basa. Sekresi dari ginjal berupa urin.
Struktur Ginjal
Bentuk ginjal seperti kacang merah, jumlahnya sepasang dan terletak di dorsal kiri dan kanan tulang belakang di daerah pinggang. Berat ginjal diperkirakan 0,5% dari berat badan, dan panjangnya ± 10 cm. Setiap menit 20-25% darah dipompa oleh jantung yang mengalir menuju ginjal.
Ginjal terdiri dari tiga bagian utama yaitu:
a. korteks (bagian luar)
b. medulla (sumsum ginjal)
c. pelvis renalis (rongga ginjal).
Bagian korteks ginjal mengandung banyak sekali nefron ± 100 juta sehingga permukaan kapiler ginjal menjadi luas, akibatnya perembesan zat buangan menjadi banyak. Setiap nefron terdiri atas badan Malphigi dan tubulus (saluran) yang panjang. Pada badan Malphigi terdapat kapsul Bowman yang bentuknya seperti mangkuk atau piala yang berupa selaput sel pipih. Kapsul Bowman membungkus glomerulus. Glomerulus berbentuk jalinan kapiler arterial. Tubulus pada badan Malphigi adalah tubulus proksimal yang bergulung dekat kapsul Bowman yang pada dinding sel terdapat banyak sekali mitokondria. Tubulus yang kedua adalah tubulus distal. Pada rongga ginjal bermuara pembuluh pengumpul. Rongga ginjal dihubungkan oleh ureter (berupa saluran) ke kandung kencing (vesika urinaria) yang berfungsi sebagai tempat penampungan sementara urin sebelum keluar tubuh. Dari kandung kencing menuju luar tubuh urin melewati saluran yang disebut uretra.
Proses-proses di dalam Ginjal. Di dalam ginjal terjadi rangkaian prows filtrasi, reabsorbsi, dan augmentasi.
Penyaringan (filtrasi)
Filtrasi terjadi pada kapiler glomerulus pada kapsul Bowman. Pada glomerulus terdapat sel-sel endotelium kapiler yang berpori (podosit) sehingga mempermudah proses penyaringan. Beberapa faktor yang mempermudah proses penyaringan adalah tekanan hidrolik dan permeabilitias yang tinggi pada glomerulus. Selain penyaringan, di glomelurus terjadi pula pengikatan kembali sel-sel darah, keping darah, dan sebagian besar protein plasma. Bahan-bahan kecil terlarut dalam plasma, seperti glukosa, asam amino, natrium, kalium, klorida, bikarbonat, garam lain, dan urea melewati saringan dan menjadi bagian dari endapan.
Hasil penyaringan di glomerulus berupa filtrat glomerulus (urin primer) yang komposisinya serupa dengan darah tetapi tidak mengandung protein. Pada filtrat glomerulus masih dapat ditemukan asam amino, glukosa, natrium, kalium, dan garamgaram lainnya.

Penyerapan kembali (Reabsorbsi)
Volume urin manusia hanya 1% dari filtrat glomerulus. Oleh karena itu, 99% filtrat glomerulus akan direabsorbsi secara aktif pada tubulus kontortus proksimal dan terjadi penambahan zat-zat sisa serta urea pada tubulus kontortus distal.
Substansi yang masih berguna seperti glukosa dan asam amino dikembalikan ke darah. Sisa sampah kelebihan garam, dan bahan lain pada filtrat dikeluarkan dalam urin. Tiap hari tabung ginjal mereabsorbsi lebih dari 178 liter air, 1200 g garam, dan 150 g glukosa. Sebagian besar dari zat-zat ini direabsorbsi beberapa kali. Setelah terjadi reabsorbsi maka tubulus akan menghasilkan urin sekunder yang komposisinya sangat berbeda dengan urin primer. Pada urin sekunder, zat-zat yang masi.
2.2.2 Kulit
Merupakan lapisan terluar dari tubuh kita, yang tediri dari 2 lapisan yaitu lapisan epidermis (luar) dan dermis (dalam).
Epidermis,terdiri :
– stratum korneum, merupakan lapisan zat tanduk, mati dan selalu mengelupas.
– stratum lusidium, merupakan lapisan zat tanduk
– stratum granulosum, mengandung pigmen
– stratum germonativum, selalu membentuk sel-sel baru ke arah luar
Dermis (korium), terdiri :
– akar rambut
– pembuluh darah
– syaraf
– kelenjar minyak (glandula sebasea)
– kelenjar keringat (glandula sudorifera)
– lapisan lemak, terdapat di bawah dermis yang berfungsi melindungi tubuh dari pengaruh suhu luar

2.2.3 Paru-paru (pulmo)
Penguraian karbohidrat (glukosa) dan lemak kecuali menghasilkan energi akan menghasilkan zat sisa berupa CO2 dan H2O yang akan dikeluarkan lewat paru-paru.
Seseorang yang berada dalam daerah dingin waktu ekspirasi akan tampak menghembuskan uap. Uap tersebut sebenarnya merupakan carbondioksisa dan uap air yang dikeluarkan saat terjadi pernafasan.

2.2.4 Hati (hepar)
Hati merupakan kelenjar terbesar dalam tubuh, terdapat di rongga perut sebelah kanan atas, berwarna kecoklatan. Hati mendapat suplai darah dari pembuluh nadi (arteri hepatica) dan pembuluh gerbang (vena porta) dari usus. Hati dibungkus oleh selaput hati (capsula hepatica). Hati terdapat pembuluh darah dan empedu yang dipersatukan selaput jaringan ikat (capsula glison). Hati juga terdapat sel-sel perombak sel darah merah yan gtelah tua disebut histiosit.
Sebagai alat eksresi hati menghasilkan empedu yang merupakan cairan jernih kehijauan, di dalamnya mengandung zat warna empedu (bilirubin), garam empedu, kolesterol dan juga bacteri serta obat-obatan. Zatr warna empedu terbentuk dari rombakan eritrosit yang telah tua atau rusak akan ditangkap histiosit selanjutnya dirombak dan haeglobinnya dilepas.
Fungsi hati :
– menyimpan kelebihan gula dalam bentuk glikogen (gula otot)
– merombak kelebihan asam amino (deaminasi)
– menawarkan racun
– membentuk protombin dan fibrinogen
– membentuk albumin dan globulin
– mengubah provitamin A menjadi vitamin A
– tempat pembentukan urea
– menghasilkan empedu
– tempat pembentukan dan penghancuran eritrosit yang telah tua
 Sistem ekskresi pada mamalia
Sistem Ekskresi pada mamalia hampir sama dengan manusia tetapi sedikit berbeda karena mamalia dipengaruhi/disebabkan oleh lingkungan tempat tinggalnya. Paru-paru mamalia mempunyai permukaan ber spon (spongy texture) dan dipenuhi liang epitelium dengan itu mempunyai luas permukaan per isipadu yang lebih luas berbanding luas permukaan paru-paru. Paru-paru manusia adalah contoh biasa bagi paru-paru jenis ini.
Paru-paru terletak di dalam rongga dada (thoracic cavity), dilindungi oleh struktur bertulang tulang selangka dan diselaputi karung dua dinding dikenali sebagai pleura. Lapisan karung dalam melekat pada permukaan luar paru-paru dan lapisan karung luar melekat pada dinding rongga dada. Kedua lapisan ini dipisahkan oleh lapisan udara yang dikenali sebagai rongga pleural yang berisi cecair pleural ini membenarkan lapisan luar dan dalam berselisih sesama sendiri, dan menghalang ia daripada terpisah dengan mudah.
Bernafas kebanyakannya dilakukan oleh diafragma di bawah, otot yang mengucup menyebabkan rongga di mana paru-paru berada mengembang. Sangkar selangka juga boleh mengembang dan mengucup sedikit. Ini menyebabkan udara tetarik ke dalam dan keluar dari paru-paru melalui trakea dan salur bronkus (bronkhial tubes) yang bercabang dan mempunyai alveolus di ujung yaitu karung kecil dikelilingi oleh kapilari yang dipenuhi darah. Di sini oksigen meresap masuk ke dalam darah, di mana oksigen akan d angkut melalui hemoglobin. Darah tanpa oksigen dari jantung memasuki paru-paru melalui pembuluh pulmonari dan lepas dioksigenkan, kembali ke jantung melalui salur pulmonari.

 Sistem Ekskresi Pada Ikan
Ikan air tawar, sebagaimana hewan air tawar . Ikan mempunyai system ekskresi berupa ginjal dan suatu lubang pengeluaran yang disebut urogenital.Lubang urogenital ialah lubang tempat bermuaranya saluran ginjal dan saluran kelamin yang berada tepat dibelakang anus.
Ginjal pada umumnya terletak antara columna vertebralis dan gas bladder. Ginjal terdiri dari dua bagian yaitu caput renalis anterior yang tersusun atas jaringan hemapoeitik, limfoid dan endokrin serta trunkus renalis posterior yang tersusun atas nefron-nefron dikelilingi jaringan limfoid interstitial. Sisi kanan dan kiri dari trunkus renalis berfusi dan membentuk lengkungan yang mengisi ruangan diantara kedua gas bladder. Di bagian posterior dari lengkungan ini trunkus renalis menipis menyesuaikan lekukan pada gas bladder. Caput renalis terpisah atas bagian kana dan kiri, terletak di anterior dari lengkungan tersebut memasuki daerah cranium.
Cairan tubuh dari ikan air tawar memiliki konsentrasi ion yang lebih tinggi dibanding dengan lingkungan sekitarnya, kondisi ini disebut dengan hiperosmotik. Untuk mempertahankan gradient konsentrasi tersebut dibutuhkan system pembuangan dan konserbasi dari ion-ion disamping adanya proses ekskresi air yang telah difiltrasi oleh ginjal. Proses filtrasi ini dilakukan ginjal yaitu pada bagian nefron glomerulus yang terdiri dari corpus renalis dan tubulus renalis. Corpus renalis terdiri atas glomerulus-glomerulus yang diselubungi oleh capsula Bowman. Epitelia parietalis dan visceralis membentuk “Bowman’s space” yang memisahkan glomerulus dengan bagian-bagian lain dari ginjal. Glomeruli berukuran kecil dan avasculer dengan tubuli renalis yang mempunyai 6 regio sitologis yang berbeda.
1. N yang mengisolasi glomerulus. Neck region memiliki lumen yang dikelillingi oleh sel-sel epitel kuboid bersilia sampai kolumner pendek. Sitoplas,a dari sel-sel ini tercat basofilik tipis.
2. Tubulus proximalis primer diselubungi oleh epitel-epitel kolumner tinggi dengan nuclei basalis dan sitoplasma yang tercat eosinofilic tipis. Microvilli dengan puncak berbentuk tepi sikat menjulur kelumen.
3. Tubulus proximalis sekunder masih tersusun atas sel-sel epitel kolumner tinggi dengan nuclei yang terletak lebih central dan tepi-tepi sikat yang berkembang lebih baik. Adanya bangunan mitokondria dalam jumlah yang besar menyebabkan sitoplasma tercat eosinofilik.
4. Tubulus intermedius memiliki lumen yang sempit dikelilingi oleh sel-sel epitel kuboid sampai kolumner pendek dengan tepi-tepi sikat yang tidak jelas.Sel-sel ini tercat eosinofilik kuat.
5. Tubulus distalis tersusun atas sel-sel epitel kolumner yang besar. Nucleus terletak di tengah sedangkan tepi-tepi sikat mereduksi atau tidak ada.
6. Tubulus conectivus berukuran lebih besar daripada tubulus distalis. Sel-sel epitel kolumner tercat eosinofilik lemah dengan nucleus terletak di basal dan tidak adanya tepi-tepi sikat. Tubulus ini terus membesar sampai muaranya dengan adanya perubahan sel-sel epitel dari kolumner menjadi epitel pseudostratified yang mempunyai sel-sel goblet. Tubulus-tubulus yang lebih besar bergabung dengan lapisan otot polos dan jaringan pengikat. Rodlet cells dan intercalated cells (leukosit) biasa dijumpai pada epithelium ductus colectivus. eck region merupakan lanjutan dari epitelia parietalis dan visceralis dari capsula Bowman.
Ginjal pada ikan yang hidup di air tawar dilengkapi sejumlah glomelurus yang jumlahnya lebih banyak. Sedangkan ikan yang hidup di air laut memiliki sedikit glomelurus sehingga penyaringan sisa hasil metabolisme berjalan lambat.

 Sistem Ekskresi Pada Amfibi
Ginjal amphibi sama denga ginjal ikan air tawar yaitu berfungsi untuk mengeluarkan air yang berlebvih. Karea kulit katak permeable terhadap air, maka pada saat ia berada di air, banyak iar masuk ke tubuh katak secara osmosis. Pada saat ia berada di darat harus melakukan konservasi air dan tidak membuangnya. Katak menyesuaikan dirinya terhadap kandungan air sesuai dengan lingkungannya dengan cara mengatur laju filtrasi yang dilakukan oleh glomerulus, sistem portal renal berfungsi untuk membuang bahan – bahan yang diserap kembali oleh tubuh selama masa aliran darah melalui glomerulus dibatasi. Katak juga menggunkan kantung kemih untuk konserfadsi air. Apabila sedang berada dia air, kantung kemih terisi urin ynag encer. Pada saat berada di daarat air diserap kembali ke dalam darah menggantikan air yang hilang melalui evaporasi kulit. Hormon yang mengendalikan adalah hormon yang sama dengan ADH.
Saluran ekskresi pada katak yaitu ginjal, paru-paru,dan kulit. Saluran ekskresi pada katak jantan & betina memiliki perbedaan, pada katak jantan saluran kelamin & saluran urin bersatu dengan ginjal, sedangkan pada katak betina kedua saluran itu terpisah. Walaupun begitu alat lainnya bermuara pada satu saluran dan lubang pengeluaran yang disebut kloaka.

 Sistem Ekskresi Pada Reptil
Sistem ekskresi pada reptil berupa ginjal, paru-paru,kulit dan kloaka. Kloaka merupakan satu-satunya lubang untuk mengeluarkan zat-zat hasil metabolisme.Reptil yang hidup di darat sisa hasil metabolismenya berupa asam urat yang dikeluarkan dalam bentuk bahan setengah padat berwarna putih

.
2.3 Sistem Ekresi pada Manusia

Gambar: Sistem ekresi pada manusia
Manusia memiliki organ atau alat-alat ekskresi yang berfungsi membuang zat sisa hasil metabolisme. Zat sisa hasil metabolisme merupakan sisa pembongkaran zat makanan, misalnya: karbondioksida (CO2), air (H20), amonia (NH3), urea dan zat warna empedu.
Zat sisa metabolisme tersebut sudah tidak berguna lagi bagi tubuh dan harus dikeluarkan karena bersifat racun dan dapat menimbulkan penyakit.

Gambar: Alat-alat ekskresi pada manusia yang berupa ginjal, kulit, paru-paru, dan kelenjarkeringat
Organ atau alat-alat ekskresi pada manusia terdiri dari:
1. Paru-paru,
2. Hati,
3. Kulit, dan
4. Ginjal

2.3.1 Paru-paru

Gambar: Paru-paru manusia
Paru-paru berada di dalam rongga dada manusia sebelah kanan dan kiri yang dilindungi oleh tulang-tulang rusuk. Paru-paru terdiri dari dua bagian, yaitu paru-paru kanan yang memiliki tiga gelambir dan paru-paru kiri memiliki dua gelambir. Paru-paru sebenarnya merupakan kumpulan gelembung alveolus yang terbungkus oleh selaput yang disebut selaput pleura.
Paru-paru merupakan organ yang sangat vital bagi kehidupan manusia karena tanpa paru-paru manusia tidak dapat hidup. Dalam Sistem Ekskresi, paru-paru berfungsi untuk mengeluarkan KARBONDIOKSIDA (CO2) dan UAP AIR (H2O). Didalam paru-paru terjadi proses pertukaran antara gas oksigen dan karbondioksida. Setelah membebaskan oksigen, sel-sel darah merah menangkap karbondioksida sebagai hasil metabolisme tubuh yang akan dibawa ke paru-paru. Di paru-paru karbondioksida dan uap air dilepaskan dan dikeluarkan dari paru-paru melalui hidung
Kelainan-kelainan pada paru-paru, diantaranya adalah:
1. Asma atau sesak nafas, yaitu kelainan yang disebabkan oleh penyumbatan saluran pernafasan yang diantaranya disebabkan oleh alergi terhadap rambut, bulu, debu atau tekanan psikologis.
2. Kanker Paru-Paru, yaitu gangguan paru-paru yang disebabkan oleh kebiasaan merokok. Penyebab lain adalah terlalu banyak menghirup debu asbes, kromium, produk petroleum dan radiasi ionisasi. Kelainan ini mempengaruhi pertukaran gas di paru-paru.
3. Emphysema, adalah penyakit pembengkakan paru-paru karena pembuluh darahnya terisi udara.
Upaya menghindari dan mengatasi kelainan-kelainan pada paru-paru adalah dengan menjalankan pola hidup sehat, diantaranya:
1. Mengatur pola makan dengan mengkonsumsi makanan yang sehat dan bergizi secara teratur
2. Berolah raga dengan teratur
3. Istirahat minimal 6 jam per hari
4. Mengindari konsumsi rokok, minum minuman beralkohol dan narkoba
5. Hindari Stress

2.3.2 Hati (Hepar)

Gambar: Hati manusia
Hati merupakan “kelenjar” terbesar yang terdapat dalam tubuh manusia. Letaknya di dalam rongga perut sebelah kanan. Berwarna merah tua dengan berat mencapai 2 kilogram pada orang dewasa. Hati terbagi menjadi dua lobus, kanan dan kiri. Zat racun yang masuk ke dalam tubuh akan disaring terlebih dahulu di hati sebelum beredar ke seluruh tubuh. Hati menyerap zat racun seperti obat-obatan dan alkohol dari sistem peredaran darah. Hati mengeluarkan zat racun tersebut bersama dengan getah empedu.

Gambar: Struktur Hati manusia
Hati merupakan organ yang sangat penting, berfungsi untuk:
1. Menghasilkan empedu yang berasal dari perombakan sel darah merah
2. Menetralkan racun yang masuk ke dalam tubuh dan membunuh bibit penyakit
3. Mengubah zat gula menjadi glikogen dan menyimpanya sebagai cadangan gula
4. Membentuk protein tertentu dan merombaknya
5. Tempat untuk mengubah pro vitamin A menjadi vitamin
6. Tempat pembentukan protrombin yang berperan dalam pembekuan darah
Zat warna empedu hasil perombakan sel darah merah yang telah rusak tidak langsung dikeluarkan oleh hati, tetapi dikeluarkan melalui alat pengeluaran lainnya. Misalnya, akan dibawa oleh darah ke ginjal dan dikeluarkan bersama-sama di dalam urin.
Gangguan pada hati yang umumnya dijumpai di masyarakat saat ini adalah hepatitis ataupenyakit kuning. Disebut demikian karena tubuh penderita menjadi kekuningan, disebabkan zat warna empedu beredar ke seluruh tubuh. Penyakit ini disebabkan oleh serangan virus yang dapat menular melalui makanan, minuman, jarum suntik dan transfusi darah.
Hepatitis adalah peradangan pada sel-sel hati. Penyebab penyakit hepatitis yang utama adalah virus. Virus hepatitis yang sudah ditemukan sudah cukup banyak dan digolongkan menjadi virus hepatitis A, B, C, D, E, G, dan TT.
Beberapa jenis hepatitis yang saat ini harus diwaspadai adalah:
1. Hepatitis A yang disebabkan oleh Virus Hepatitis A (VHA)
2. Hepatitis B yang disebabkan oleh Virus Hepatitis B (VHB)
3. Hepatitis C yang disebabkan oleh Virus Hepatitis C (VHC)

Cara mengatasi kelainan-kelainan pada hati diantaranya adalah dengan:
1. Pemberian vaksinasi
2. Makan makanan yang sehat
3. Menghindari penggunaan obat-obatan terlarang
4. Berolahraga dengan teratur
5. Sterilisasi penggunaan jarum suntik
6. Menghindari pergaulan bebas (berganti-ganti pasangan)

2.3.3 Kulit

Gambar: Kulit
Seluruh permukaan tubuh kita terbungkus oleh lapisan tipis yang sering kita sebut kulit. Kulit merupakan benteng pertahanan tubuh kita yang utama karena berada di lapisan anggota tubuh yang paling luar dan berhubungan langsung dengan lingkungan sekitar.
Fungsi kulit antara lain sebagai berikut:
– mengeluarkan keringat
– pelindung tubuh
– menyimpan kelebihan lemak
– mengatur suhu tubuh, dan
– tempat pembuatan vitamin D dari pro vitamin D dengan bantuan sinar matahari yang mengandung ultraviolet

• Proses pembentukan keringat
Bila suhu tubuh kita meningkat atau suhu udara di lingkungan kita tinggi, pembuluh-pembuluh darah di kulit akan melebar. Hal ini mengakibatkan banyak darah yang mengalir ke daerah tersebut. Karena pangkal kelenjar keringat berhubungan dengan pembuluh darah maka terjadilah penyerapan air, garam dan sedikit urea oleh kelenjar keringat. Kemudian air bersama larutannya keluar melalui pori-pori yang merupakan ujung dari kelenjar keringat. Keringat yang keluar membawa panas tubuh, sehingga sangat penting untuk menjaga agar suhu tubuh tetap normal.
Kelainan pada kulit yang banyak dialami oleh para remaja adalah jerawat. Ada tiga tipe jerawat, yaitu:
1. Komedo
2. Jerawat biasa
3. Cystic Acne (Jerawat Batu/Jerawat Jagung)
Banyak jenis obat dan perawatan yang ditawarkan untuk menghilangkan jerawat. Namun, sesungguhnya alam sudah menyediakan aneka tanaman yang mampu menghilangkan jerawat. Tanaman-tanaman itu antara lain tomat, jeruk nipis, belimbing wuluh, mentimun, dan temulawak.

• Mengatasi kelainan pada kulit
Kulit perlu mendapat perawatan yang tepat agar senantiasa sehat. Berikut 4 langkah perawatan kulit yang sangat mendasar:
1. Makan Makanan Yang Mengandung Nutrisi
Kulit seperti juga organ tubuh lain, terdiri atas sel-sel yang berkembang dan membutuhkan berbagai nutrisi. Nutrisi pada kulit digunakan untuk mengaktifkan sirkulasi darah ke kulit, menjaga kelenturan dan kekencangan kulit serta mencegah oksidasi lemak yang menyebabkan kulit menjadi kering.
2. Minum Air Putih Minimal 8 Gelas Setiap Hari
Air berfungsi sebagai media untuk mengangkut dan membuang zat-zat yang tidak dibutuhkan tubuh dan mencegah kekeringan. Selain 8 gelas air segar setiap hari, asupan cairan yang baik bagi kulit bisa didapatkan dari buah dan sayuran.
3. Berolahraga Dengan Teratur
Olahraga teratur 3 kali seminggu akan membantu kelancaran sirkulasi darah, sehingga asupan nutrisi kulit terpenuhi.
4. Mandi Untuk Membersihkan Badan
Mandi secara teratur menggunakan sabun, bermanfaat menghilangkan lemak dan kotoran pada permukaan kulit. Namun kita perlu berhati-hati dalam memilih sabun, karena detergen yang terkandung di dalamnya cenderung meningkatkan pH kulit sehingga dapat menyebabkan kekeringan pada kulit.

2.3.4 Ginal

Gambar: Ginjal manusia
Dunia kedokteran biasa menyebutnya ‘ren’ (renal/kidney). Bentuknya seperti kacangmerah, berjumlah sepasang dan terletak di daerah pinggang. Ukurannya kira-kira 11x 6x 3 cm. Beratnya antara 120-170 gram. Struktur ginjal terdiri dari: kulit ginjal (korteks), sumsum ginjal (medula) dan rongga ginjal (pelvis). Pada bagian kulit ginjal terdapat jutaan nefron yang berfungsi sebagai penyaring darah. Setiap nefron tersusun dari Badan Malpighi dan saluran panjang (Tubula) yang bergelung. Badan Malpighi tersusun oleh Simpai Bowman (Kapsula Bowman) yang didalamnya terdapat Glomerolus.
Fungsi ginjal
1. Menyaring dan membersihkan darah dari zat-zat sisa metabolisme tubuh
2. Mengeksresikan zat yang jumlahnya berlebihan
3. Reabsorbsi (penyerapan kembali) elektrolit tertentu yang dilakukan oleh bagian tubulus ginjal
4. Menjaga keseimbanganan asam basa dalam tubuh manusia
5. Menghasilkan zat hormon yang berperan membentuk dan mematangkan sel-sel darah merah (SDM) di sumsum tulang
Ginjal berperan dalam proses pembentukan urin yang terjadi melalui serangkaian proses, yaitu: penyaringan, penyerapan kembali dan augmentasi.

Gambar: Proses filtrasi dan reabsorpsi

• Penyaringan (filtrasi)
Proses pembentukan urin diawali dengan penyaringan darah yang terjadi di kapiler glomerulus. Sel-sel kapiler glomerulus yang berpori (podosit), tekanan dan permeabilitas yang tinggi pada glomerulus mempermudah proses penyaringan. Selain penyaringan, di glomelurus juga terjadi penyerapan kembali sel-sel darah, keping darah, dan sebagian besar protein plasma. Bahan-bahan kecil yang terlarut di dalam plasma darah, seperti glukosa, asam amino, natrium, kalium, klorida, bikarbonat dan urea dapat melewati saringan dan menjadi bagian dari endapan. Hasil penyaringan di glomerulus disebut filtrat glomerolus atau urin primer, mengandung asam amino, glukosa, natrium, kalium, dan garam-garam lainnya.

• Penyerapan kembali (reabsorbsi)
Bahan-bahan yang masih diperlukan di dalam urin pimer akan diserap kembali di tubulus kontortus proksimal, sedangkan di tubulus kontortus distal terjadi penambahan zat-zat sisa dan urea. Meresapnya zat pada tubulus ini melalui dua cara. Gula dan asam amino meresap melalui peristiwa difusi, sedangkan air melalui peristiwa osmosis. Penyerapan air terjadi pada tubulus proksimal dan tubulus distal.
Substansi yang masih diperlukan seperti glukosa dan asam amino dikembalikan ke darah. Zat amonia, obat-obatan seperti penisilin, kelebihan garam dan bahan lain pada filtrat dikeluarkan bersama urin. Setelah terjadi reabsorbsi maka tubulus akan menghasilkan urin sekunder, zat-zat yang masih diperlukan tidak akan ditemukan lagi. Sebaliknya, konsentrasi zat-zat sisa metabolisme yang bersifat racun bertambah, misalnya urea.

• Augmentasi
Augmentasi adalah proses penambahan zat sisa dan urea yang mulai terjadi di tubulus kontortus distal. Dari tubulus-tububulus ginjal, urin akan menuju rongga ginjal, selanjutnya menuju kantong kemih melalui saluran ginjal. Jika kantong kemih telah penuh terisi urin, dinding kantong kemih akan tertekan sehingga timbul rasa ingin buang air kecil. Urin akan keluar melalui uretra. Komposisi urin yang dikeluarkan melalui uretra adalah air, garam, urea dan sisa substansi lain, misalnya pigmen empedu yang berfungsi memberi warna dan bau pada urin.
Kelainan-kelainan pada ginjal diantaranya adalah gagal ginjal dan batu ginjal. Gagal ginjal merupakan kelainan pada ginjal dimana ginjal sudah tidak dapat berfungsi sebagaimana mestinya yaitu menyaring dan membersihkan darah dari zat-zat sisa metabolisme.
Penyebab terjadinya gagal ginjal antara lain disebabkan oleh:
1). Makan makanan berlemak
2). Kolesterol dalam darah yang tinggi
3). Kurang berolahraga
4). Merokok, dan
5). Minum minuman beralkohol.
1. Mengatasi Gagal Ginjal
Kemajuan ilmu pengetahuan, memungkinkan fungsi ginjal digantikan. Penggantian fungsi tersebut dikenal dengan Renal Replacement Therapy (RRT) atau Terapi Pengganti Ginjal (TPG). Ada dua cara TPG, yakni transplantasi/cangkok ginjal dan dialisis/cuci darah . Dialisis/cuci darah dibedakan menjadi:
– HD (Hemodialisis), dialisis dengan bantuan mesin
– PD (Peritoneal Dialisis), dialisis melalui rongga perut
2. Batu Ginjal
Urine banyak mengandung mineral dan berbagai bahan kimiawi. Urin belum tentu dapat melarutkan semua itu. Apabila kita kurang minum atau sering menahan kencing, mineral-mineral tersebut dapat mengendap dan membentuk batu ginjal.
Batu ginjal merupakan kristal yang terlihat seperti batu yang terbentuk di ginjal. Kristal-kristal tersebut akan berkumpul dan saling berlekatan untuk membentuk formasi “batu”. Apabila batu tersebut menyumbat saluran kemih antara ginjal dan kandung kemih, saluran kemih manusia yang mirip selang akan teregang kuat karena menahan air seni yang tidak bisa keluar. Hal itu tentu menimbulkan rasa sakit yang hebat.

2.4 Kelainan-keainan pada Sistem Ekskresi
Kelainan dan penyakit yang menyerang sistem ekskresi dapat disebabkan oleh banyak hal. Misalnya virus, bakteri, jamur. Efek samping obat atau pola makan yang tidak sehat. Beberapa penyakit pada sistem ekskresi antara lain sebagai berikut.

1. Albuminuria
Albuminuria adalah penyakit pada sistem ekskresi yang ditandai dengan urine penderita mengandung albumin. Albumin merupakan protein yang bermanfaat bagi manusia karena berfungsi untuk mencegah agar cairan tidak terlalu banyak keluar dari darah. Penyakit ini rnenyebabkan terlalu banyak albumin yang lolos dari saringan ginjal dan terbuang bersama urine. Penyakit ini antara lain disebabkan oleh kekurangan protein. penyakit ginjal. dan penyakit hati
2. Hematuria
Hematuria (kencing darah) adalah penyakit pada sistem ekskresi yang ditandai dengan urine penderita mengandung darah. Penyakit ini antara lain disebabkan oleh peradangan gnjal, batu ginjal, dan kanker kandung kemih.
3. Nefrolitiasis
Nefrolitiasis (batu ginjal) adalah penyakit pada sistem ekskresi yang ditandai dengan adanya batu pada ginjal. saluran ginjal, atau kandung kemih. Batu ginjal pada umumnya mengandung garam kalsium ( zat kapur) antara lain kalsium oksalat, kalsium fosfat, atau campurannya. Batu ginjal terbentuk karena konsentrasi unsur-unsur tersebut dalam urine tinggi. yang dipercepat dengan infeksi dan penyumbatan pada ureter. Penyakit ini diobati dengan cara mengeluarkan batu ginjal. Apabila batu ginjal masih berukuran kecil, dapat dihancurkan dengan obat-obatan. Apabila batu ginjal sudah berukuran besar, harus dikeluarkan dengan tindakan operasi. Dengan kemajuan ilmu dan teknologi, batu ginjal dapat dihancurkan dengan gelombang suara yang berintensitas tinggi tanpa perlu tindakan operasi.
4. Nefritis
Nefritis adalah penyakit pada sistem ekskresi yang ditandai dengan peradangan ginjal. khususnya nefron. Proses peradangan biasanya berasal dari glomerulus, kemudian menyebar ke jaringan sekitarnya. Penyakit ini harus segera ditangani dokter. Gangguan berupa radang ginjal yang dapat menimbulkan kerusakan jaringan ginjal.
5. Gagal Ginjal
Gagal ginjal adalah ketidakmampuan, ginjal menjalankan fungsinya, akibatnya zat-zat yang seharusnya dapat dikeluarkan rnelalui ginjal menjadi tertumpuk di dalam darah. Salah satu contohnya adalah timbulnya uremia, yaitu peningkatan kadar urea di dalam darah. Kadar urea darah yang tinggi dapat menimbulkan keracunan dan mengakibatkan kematian. Gagal ginjal antara lain disebabkan oleh nefritis. Penyakit ini dapat diatasi dengan dua alternatif. Pertama melakukan dialisis ginjal (cuci darah) yang diIakukan secara rutin. Kedua dengan transplantasi (cangkok) ginjal dari donor. Cangkok ginjal dapat dilakukan jika ada kecocokan antara organ donor dan jaringan penderita sehingga tidak terjadi penolakan.
6. Diabetes Insipidus
Diabetes insipidus adalah penyakit pada sistem ekskresi yang ditandai dengan meningkatnya jumlah urine sampai 20-30 kali lipat karena kekurangan hormon antidiuretika (ADFI). Penyakit ini dapat diatasi dengan pemberian ADH sintetik.
7. Diabetes Melitus
Diabetes melitus (kencing manis) adalah penyakit pada sistem ekskresi yang ditandai dengan kadar glukosa darah melebihi normal karena kekurangean hormon insulin. Kelebihan glukosa darah akan dikeluarkan bersama urine. Diabetes melitus pada anak diatasi dengan penyuntikan insulin secara rutin. Diabetes melitus pada orang dewasa dapat diatasi dengan mengatur diet, olahlaga. dan pemberian obat-obatan penurun kadar glukosa darah.
8. Hepatitis
Hepatitis adalah radang hati yang umumnya disebabkan oleh virus. Penyakit ini dapat dicegah dengan vaksin hepatitis, menjaga kebersihan lingkungan. menghindari kontak langsung dengan penderita hepatitis dan tidak menggunakan jarum suntik untuk pemakaian lebih baik satu kali. Beberapa hepatitis. antara lain hepatitis A dan B. Penderita hepatitis mengalami perubahan warna kulit dan putih mata menjadi berwarna kuning. Urine penderita pun berwarna kuning. bahkan kecokelatan seperti teh.
9. Sirosis Hati
Sirosis hati adalah kelainan pada hati yang ditandai dengan timbulnya jaringan parut dan kerusakan sel-sel normal hati. Sirosis hati sering terjadi pada peminum alkohol, keracunan obat-obatan, infeksi bakteri. atau komplikasi hepatitis. Karena hati merupakan organ yang mempunyai banyak fungsi vital, sirosis hati akan menimbulkan beberapa akibat, antara lain gangguan kesadaran, koma, dan kematian. Pengobatan sirosis hati ditujukan pada penyebab utamanya, pemulihan fungsi hati. sampai transplantasi hati.
10. Gangren
Gangren adalah kematian jaringan lunak yang disebabkan oleh gangguan pengaliran darah ke jaringan tersebut. Gangren sering terjadi di tangan dan kaki karena gangguan aliran darah. Ganggren banyak terjadi pada penderita diabetes melitus dan aterosklerosis yang sudah lanjut. Jaringan yang terkena mula-mula menjadi kebiruan dan terasa dingin jika disentuh. kemudian menghitam dan berbau busuk. Untuk mengatasi infeksi diperlukan antibiotik. Pada keadaan yang tidak tertolong bagian tubuh yang terkena gangren harus diamputasi.
11. Kencing Batu
Kencing batu disebabkan pembentukan endapan zat kapur (kalium) dalam ginjal. Endapan ini dapat terjadi pada rongga ginjal atau dalam kantong kemih. Jika endapan terbentuk di dalam rongga ginjal disebut batu ginjal. Jika terbentuk di dalam kantong kemih disebut kencing batu.

BAB III
PENUTUP

KESIMPULAN
 Ekskresi merupakan proses pengeluaran zat sisa metabolisme tubuh, seperti CO2, H2O, NH3, zat warna empedu dan asam urat, selain itu ekskresi juga dapat diartikan sebagai proses pembuangan sisa metabolisme dan benda tidak berguna lainnya.
 Fungsi sistem ekskresi diantaranya adalah membuang limbah yang tidak berguna dan beracun dari dalam tubuh, mengatur konsentrasi dan volume cairan tubuh (osmoregulasi) mempertahankan temperatur tubuh dalam kisaran normal (termoregulasi).
 Sistem ekskresi invertebrata berbeda dengan sistem ekskresi pada vertebrata. Invertebrata belum memiliki ginjal yang berstruktur sempurna seperti pada vertebrata.
 Cacing pipih mempunyai organ nefridium yang disebut sebagai protonefridium. Protonefridium tersusun dari tabung dengan ujung membesar mengandung silia.
 Alat ekskresi pada belalang adalah pembuluh Malpighi, yaitu alat pengeluaran yang berfungsi seperti ginjal pada vertebrata.
 Sistem Ekskresi pada mamalia hampir sama dengan manusia tetapi sedikit berbeda karena mamalia dipengaruhi/disebabkan oleh lingkungan tempat tinggalnya.
 Ikan mempunyai system ekskresi berupa ginjal dan suatu lubang pengeluaran yang disebut urogenital.Lubang urogenital ialah lubang tempat bermuaranya saluran ginjal dan saluran kelamin yang berada tepat dibelakang anus.
 Saluran ekskresi pada katak yaitu ginjal, paru-paru,dan kulit. Saluran ekskresi pada katak jantan & betina memiliki perbedaan, pada katak jantan saluran kelamin & saluran urin bersatu dengan ginjal
 Sistem ekskresi pada reptil berupa ginjal, paru-paru,kulit dan kloaka.
 Manusia memiliki organ atau alat-alat ekskresi yang berfungsi membuang zat sisa hasil metabolisme. Zat sisa hasil metabolisme merupakan sisa pembongkaran zat makanan, misalnya: karbondioksida (CO2), air (H20), amonia (NH3), urea dan zat warna empedu.
 Alat-alat ekskresi pada manusia terdiri dari paru-paru, hati, kulit, dan ginjal
 Kelainan-keainan pada sistem ekskresi diantaranya albuminuria, hematuria, nefrolitiasis, nefritis, gagal ginjal, diabetes insipidus, diabetes melitus, hepatitis, sirosis hati, gangren, dan kencing batu.

DAFTAR PUSTAKA

Anonymoous,2009 . Sistem ekskresi pada hewan vertebrata.http / free.vlsm.praweda/biologi.diakses tanggal 14 maret 2009.

Anonymoous,2009.”http://www.crayonpedia.org/mw/Sistem_Ekskresi_Pada_Manusia_Dan_Hubungannya_Dengan_Kesehatan_9.1″Kategori: IPA 9.1

Febrian , hendra, 2009. System ekskresi pada hewan . http/ http://www.free.vslm.praweda/biologi.diakses tanggal 14 maret 2009.

Kimball, John W,1994. Biologi Edisi Kelima. Erlangga. Jakarta.

Wahyu, Guntur, 2009. System ekskresi pada hewan invertebrate. http/www.wikipedia.com.diakses tanggal 14 maret 2009.

METABOLISME HEWAN

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Metabolisme sel adalah proses-proses pengubahan biokamis yang terjadi di dalam sel dan dapat di bedakan menjadi anabolisme atau penyusunan dan katabolisme atau penguraian. Penyusunan pada sel-sel hewan tidak seperti yang dalam sel tumbuhan, akan tetapi katabolismenya mempunyai kesamaan dengan sel tumbuhan meliputi peristiwa respirasi, yaitu pembokaran zat-zat makanan menjadi energi.
Tanaman dan binatang mengambil makanan yang terdiri atas protoplasma yang dibuat dari bahan protein, karbohidrat, dan lemak bersama-sama vitamin-vitamin, garam-garam dan air. Air dan garam anorganik diserap dari saluran pncernaan tanpa perubahan tetapi material protoplasmatis harus diubah sebelum dipergunakan. Sistim pencernaan ini merupakan suatu laboratorium.
Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. Metabolism total merupakan semua proses biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup.
Tiap hari kita membutuhkan paling sedikit 5000-6000 kalori yang diperinci sebagai berikut: 8 jam tidur membutuhkan 568 kal, 8 jam bangun membutuhkan 736 kkal, 8 jam badan aktif membutuhkan 1568 kkal (minimum). Kebanyakan hanya 15% energi yang diambil dai makanan yang dipakai sebagai sumber energi mekanik. Kebutuhan kalori tergantung dari umur, sex, pekerjaan, akifitasnya.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat diambil rumusan masalah sebagai berikut:
 Apa sajakah jenis-jenis metabolism yang ada pada hewan?
 Bagaimanakah cara kerja dari tiap metabolism untuk membantu kehidupan hewan?

1.3 Tujuan Penulisan
Penulisan ini bertujuan untuk mengetahui apa sajakah jenis-jenis metabolism yang ada pada hewan dan bagaimanakah cara kerja dari tiap metabolism untuk membantu kehidupan hewan.

1.4 Manfaat Penulisan
Penulisan ini memberikan beberapa manfaat terutama dalam aspek akademis dimana masyarakat dapat mengetahui apa sajakah jenis-jenis metabolism yang ada pada hewan dan bagaimanakah cara kerja dari tiap metabolism untuk membantu kehidupan hewan.

BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pembagian Metabolisme

2.1.1 Katabolisme
Katabolisme adalah serangkaian reaksi yang merupakan proses pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dengan membebaskan energi, yang dapat digunakan organisme untuk melakukan aktivitasnya. Termasuk didalamnya reaksi pemecahan dan oksidasi molekul makanan seperti reaksi yang menangkap energi dari cahaya matahari. Fungsi reaksi katabolisme adalah untuk menyediakan energi dan komponen yang dibutuhkan oleh reaksi anabolisme.
Sifat dasar yang pasti dari reaksi katabolisme berbeda pada setiap organisme, dimana molekul organik digunakan sebagai sumber energi pada organotrof, sementara litotrof menggunakan substrat anorganik dan fototrof menangkap cahaya matahari sebagai energi kimia. Tetapi, bentuk reaksi katabolisme yang berbeda-beda ini tergantung dari reaksi redoks yang meliputi transfer elektron dari donor tereduksi seperti molekul organik, air, amonia, hidrogen sulfida, atau ion besi ke molekul akseptor seperti oksigen, nitrat, atau sulfat. Pada hewan reaksi katabolisme meliputi molekul organik kompleks yang dipecah menjadi molekul yang lebih sederhana, seperti karbon dioksida dan air. Pada organisme fotosintetik seperti tumbuhan dan sianobakteria, reaksi transfer elektron ini tidak menghasilkan energi, tetapi digunakan sebagai tempat menyimpan energi yang diserap dari cahaya matahari.
Urutan yang paling umum dari reaksi katabolik pada hewan dapat dibedakan menjadi tiga tahapan utama. Pertama, molekul organik besar seperti protein, polisakarida, atau lemak dicerna menjadi molekul yang lebih kecil di luar sel. Kemudian, molekul-molekul yang lebih kecil ini diambil oleh sel-sel dan masih diubah menjadi molekul yang lebih kecil, biasanya asetil koenzim A (Asetil KoA), yang melepaskan energi. Akhirnya, kelompok asetil pada KoA dioksidasi menjadi air dan karbon dioksida pada siklus asam sitrat dan rantai transpor elektron, dan melepaskan energi yang disimpan dengan cara mereduksi koenzim Nikotinamid Adenin Dinukleotida (NAD+) menjadi NADH.
Pada setiap organisme, untuk menghasilkan energi tersebut dapat dibagi dalam dua cara, yaitu sebagai berikut.
1. Respirasi seluler atau respirasi aerob, yaitu reaksi yang menggunakan oksigen sebagai bahan bakar organik. Secara umum keseluruhan proses pada respirasi seluler berlangsung sebagai berikut:
Senyawa organik + Oksigen —> Karbon dioksida + Air + Energi
Termasuk ke dalam reaksi seluler adalah reaksi glikolisis, siklus Krebs, dan transpor elektron, dimana diantara glikolisis dan siklus Krebs terdapat sebuah reaksi antara yang disebut dekarboksilasi oksidatif.
2. Fermentasi, atau respirasi anaerob, yaitu proses pemecahan molekul yang berlangsung tanpa bantuan oksigen. Termasuk ke dalam fermentasi adalah fermentasi asam laktat, fermentasi alkohol, dan fermentasi asam cuka.
Pada hakikatnya, respirasi adalah pemanfaatan energi bebas dalam makanan menjadi energi bebas yang ditimbun dalam bentuk ATP. Dalam sel, ATP digunakan sebagai sumber energi bagi seluruh aktivitas hidup yang memerlukan energi. Aktivitas hidup yang memerlukan energi, antara lain sebagai berikut.
1. Kerja mekanis:
Salah satu bentuk kerja mekanis adalah lokomosi. Kerja mekanis selalu terjadi jika sel otot berkontraksi.
2. Transpor Aktif:
Dalam transpor aktif, sel-sel harus mengeluarkan energi untuk mengangkut molekul zat atau ion yang melawan gradien konsentrasi zat.
3. Produksi Panas
Energi panas penting bagi tubuh burung dan hewan menyusui. Energi panas ini, umumnya timbul sebagai hasil sampingan transformasi energi dalam sel. Misalnya, pada proses kontraksi otot, terjadi pemecahan ATP. Disamping timbul energi mekanik, timbul juga energi panas.
Contoh katabolisme adalah proses pernapasan sel atau respirasi.
Respirasi merupakan oksidasi senyawa organik secara terkendali untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan makhluk hidup.
Berdasarkan kebutuhan terhadap tersedianya oksigen bebas, dibedakan atas :
A. Respirasi Aerob, yaitu respirasi yang membutuhkan oksigen bebas, jadi oksigen merupakan senyawa penerima hidrogen terakhir.
B. Respirasi Anaerob, yaitu respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas. Jadi sebagai penerima hidrogen terakhir bukan oksigen tetapi senyawa-senyawa tertentu seperti asam piruvat, asetaldehid.
A. Respirasi Aerob
Respirasi sel secara Aerob berlangsung melalui empat tahap, yaitu :
1. Glikolisis
 Berlangsung di Sitoplasma
 Berlangsung secara anaerob
 Mengubah satu molekul glukosa (senyawa berkarbon 6) menjadi dua molekul asam piruvat (senyawa berkarbon 3)
 Dihasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk tiap molekul glukosa.
2. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat.
• Berlangsung pada matriks mitokondria.
• Mengubah Asam Piruvat (senyawa berkarbon 3) menjadi Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2).
• Dihasilkan 1 NADH dan CO2, untuk tiap molekul Asam Piruvat menjadi Asetil-KoA.
3. Daur Krebs
 Berlangsung pada metriks motokondria
 Mengubah Asetil-KoA (senyawa berkarbon 2) menjadi CO2 (senyawa berkarbon 1).
 Untuk tiap molekul senyawa Asetil-KoA dihasilkan IATP, 1 FADH dan3 NADH.
4. Rantai Pengangkutan Elektron
NADH dan FADH merupakan senyawa pereduksi yang menghasilkan ion hidrogen. Satu molekul NADH akan melepaskan / menghasilkan 3 ATP, sedangkan satu molekul FADH akan melepaskan / menghasilkan 2 ATP.
Tabel Jumlah ATP Yang Dihasilkan Selama Respirasi Sel :
Proses Jenis ekseptor Jumlah ATP yang dihasilkan
Glikolisis
Glukosa–> 2 asam piruvat
2 NADH
2 ATP
Reaksi antara
2 asam piruvat–>2 asetil KoA + 2 CO2
2 NADH
Siklus Krebs
2 asetil KoA–> 4 CO2
6 NADH
2 FADH2
2 ATP
Transfer elektron
10 NADH + 5 O2 –>10 NAD + H O
2 FADH + O2 –>2 FAD + 2 H2O
30 ATP
4 ATP
Pada proses glikolisis digunakan 2 molekul ATP sehingga hasil bersih ATP = 38-2 = 36.
B. Respirasi Anaerob
Pada respirasi Anaerob jalur yang ditempuh meliputi :
1. Glikolisis
2. Pembentukan alkohol (fermentasi alkohol) atau pembentukan asam laktat (fermentasi asam laktat).
Fermentasi Alkohol :
Aseptornya : Aseltadehid, hasilnya etanol, terjadi pada sel tumbuhan
Reaksi : C6 H 12O6 2 C2 H5 OH + 2 CO2 + 2 ATP
Glukosa Etanol
Fermentasi Laktat
Aseptornya : Asam Piruvat, hasilnya Asam Laktat, terjadi pada sel hewan.
Reaksi : C6 H 12O6 C3 H6 O3 + 2 ATP
Glukosa As, Laktat
Katabolisme Lemak dan Protein
Katabolisme lemak dimulai dengan pemecahan lemak menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol yang merupakan senyawa dengan 3 atom C dapat dirubah menjadi gliseral dehid 3-fosfat. Selanjutnya gliseral dehid 3-fosfat mengikuti jalur glikolisis sehingga terbentuk piruvat. Sedangkan asam lemak dapat dipecah menjadi molekul-molekul dengan 2 atom C. Molekul dengan 2 atom C ini kemudian diubah menjadi asetil koenzim A. Kalian dapat menghitung satu.
Asam amino dihasilkan dari proses hidrolisis protein. Setelah gugus amino dari asam amino dilepas, beberapa asam amino diubah menjadi asam piruvat dan ada juga diubah menjadi asetil koenzim A. Gugus amino yang dilepas dari asam amino dibawa ke hati untuk diubah menjadi amoniak (NH3) dan dibuang lewat urine, 1 gram protein menghasilkan energi yang sama dengan 1 gram karbohirat.
2.2 Jalur Umum Metabolisme
2.2.1 Metabolisme Karbohidrat
Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Dalam bentuk glukosalah massa karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah, atau ke dalam bentuk glukosalah karbohidrat dikonversi di dalam hati, serta dari glukosalah semua bentuk karbohidrat lain dalam tubuh dapat dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi jaringan mamalia (kecuali hewan pemamah biak) dan bahan bakar universal bagi janin. Unsur ini diubah menjadi karbohidrat lain dengan fungsi sangat spesifik, misalnya glikogen untuk simpanan, ribose dalam bentuk asam nukleat, galaktosa dalam laktosa susu, dalam senyawa lipid kompleks tertentu dan dalam bentuk gabungan dengan protein, yaitu glikoprotein serta proteoglikan. Peristiwa yang dialami unsur-unsur makanan setelah dicerna dan diserap adalah METABOLISME INTERMEDIAT. Jadi metabolisme intermediat mencakup suatu bidang luas yang berupaya memahami bukan saja lintasan metabolik yang dialami oleh masing-masing molekul, tetapi juga interelasi dan mekanisme yang mengatur arus metabolit melewati lintasan tersebut.
Lintasan metabolisme dapat digolongkan menjadi 3 kategori:
1. Lintasan anabolik (penyatuan/pembentukan)
Ini merupakan lintasan yang digunakan pada sintesis senyawa pembentuk struktur dan mesin tubuh. Salah satu contoh dari kategori ini adalah sintesis protein.
2. Lintasan katabolik (pemecahan)
Lintasan ini meliputi berbagai proses oksidasi yang melepaskan energi bebas, biasanya dalam bentuk fosfat energi tinggi atau unsur ekuivalen pereduksi, seperti rantai respirasi dan fosforilasi oksidatif.
3. Lintasan amfibolik (persimpangan)
Lintasan ini memiliki lebih dari satu fungsi dan terdapat pada persimpangan metabolisme sehingga bekerja sebagai penghubung antara lintasan anabolik dan lintasan katabolik. Contoh dari lintasan ini adalah siklus asam sitrat.

Siklus asam sitrat sebagai lintasan amfibolik dalam metabolisme (perhatikan jalur persimpangan jalur katabolisme dan anabolisme) (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)
Sifat diet atau makanan menentukan pola dasar metabolisme di dalam tubuh. Mamalia, termasuk manusia harus memproses hasil penyerapan produk-produk pencernaan karbohidrat, lipid dan protein dari makanan. Secara berurutan, produk-produk ini terutama adalah glukosa, asam lemak serta gliserol dan asam amino. Semua produk hasil pencernaan diproses melalui lintasan metaboliknya masing-masing menjadi suatu produk umum yaitu Asetil KoA, yang kemudian akan dioksidasi secara sempurna melalui siklus asam sitrat.

Ilustrasi skematis dari lintasan metabolik dasar

Terdapat beberapa jalur metabolisme karbohidrat baik yang tergolong sebagai katabolisme maupun anabolisme, yaitu glikolisis, oksidasi piruvat, siklus asam sitrat, glikogenesis, glikogenolisis serta glukoneogenesis.
Secara ringkas, jalur-jalur metabolisme karbohidrat dijelaskan sebagai berikut:
1. Glukosa sebagai bahan bakar utama akan mengalami glikolisis (dipecah) menjadi 2 piruvat jika tersedia oksigen. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.
2. Selanjutnya masing-masing piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.
3. Asetil KoA akan masuk ke jalur persimpangan yaitu siklus asam sitrat. Dalam tahap ini dihasilkan energi berupa ATP.
4. Jika sumber glukosa berlebihan, melebihi kebutuhan energi kita maka glukosa tidak dipecah, melainkan akan dirangkai menjadi polimer glukosa (disebut glikogen). Glikogen ini disimpan di hati dan otot sebagai cadangan energi jangka pendek. Jika kapasitas penyimpanan glikogen sudah penuh, maka karbohidrat harus dikonversi menjadi jaringan lipid sebagai cadangan energi jangka panjang.
5. Jika terjadi kekurangan glukosa dari diet sebagai sumber energi, maka glikogen dipecah menjadi glukosa. Selanjutnya glukosa mengalami glikolisis, diikuti dengan oksidasi piruvat sampai dengan siklus asam sitrat.
6. Jika glukosa dari diet tak tersedia dan cadangan glikogenpun juga habis, maka sumber energi non karbohidrat yaitu lipid dan protein harus digunakan. Jalur ini dinamakan glukoneogenesis (pembentukan glukosa baru) karena dianggap lipid dan protein harus diubah menjadi glukosa baru yang selanjutnya mengalami katabolisme untuk memperoleh energi.

Beberapa jalur metabolisme karbohidrat
Glikolisis
Glikolisis berlangsung di dalam sitosol semua sel. Lintasan katabolisme ini adalah proses pemecahan glukosa menjadi:
1. asam piruvat, pada suasana aerob (tersedia oksigen)
2. asam laktat, pada suasana anaerob (tidak tersedia oksigen)
Glikolisis merupakan jalur utama metabolisme glukosa agar terbentuk asam piruvat, dan selanjutnya asetil-KoA untuk dioksidasi dalam siklus asam sitrat (Siklus Kreb’s). Selain itu glikolisis juga menjadi lintasan utama metabolisme fruktosa dan galaktosa.
Keseluruhan persamaan reaksi untuk glikolisis yang menghasilkan laktat adalah:
Glukosa + 2ADP +2Pi  2L(+)-Laktat +2ATP +2H2O
Secara rinci, tahap-tahap dalam lintasan glikolisis adalah sebagai berikut (pada setiap tahap, lihat dan hubungkan dengan Gambar Lintasan detail metabolisme karbohidrat):
1. Glukosa masuk lintasan glikolisis melalui fosforilasi menjadi glukosa-6 fosfat dengan dikatalisir oleh enzim heksokinase atau glukokinase pada sel parenkim hati dan sel Pulau Langerhans pancreas. Proses ini memerlukan ATP sebagai donor fosfat. ATP bereaksi sebagai kompleks Mg-ATP. Terminal fosfat berenergi tinggi pada ATP digunakan, sehingga hasilnya adalah ADP. (-1P)
Reaksi ini disertai kehilangan energi bebas dalam jumlah besar berupa kalor, sehingga dalam kondisi fisiologis dianggap irrevesibel. Heksokinase dihambat secara alosterik oleh produk reaksi glukosa 6-fosfat.
Mg2+
Glukosa + ATP  glukosa 6-fosfat + ADP

2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi Fruktosa 6-fosfat dengan bantuan enzim fosfoheksosa isomerase dalam suatu reaksi isomerasi aldosa-ketosa. Enzim ini hanya bekerja pada anomer -glukosa 6-fosfat.

-D-glukosa 6-fosfat  -D-fruktosa 6-fosfat
3. Fruktosa 6-fosfat diubah menjadi Fruktosa 1,6-bifosfat dengan bantuan enzim fosfofruktokinase. Fosfofruktokinase merupakan enzim yang bersifat alosterik sekaligus bisa diinduksi, sehingga berperan penting dalam laju glikolisis. Dalam kondisi fisiologis tahap ini bisa dianggap irreversible. Reaksi ini memerlukan ATP sebagai donor fosfat, sehingga hasilnya adalah ADP.(-1P)

-D-fruktosa 6-fosfat + ATP  D-fruktosa 1,6-bifosfat

4. Fruktosa 1,6-bifosfat dipecah menjadi 2 senyawa triosa fosfat yaitu gliserahdehid 3-fosfat dan dihidroksi aseton fosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim aldolase (fruktosa 1,6-bifosfat aldolase).
D-fruktosa 1,6-bifosfat D-gliseraldehid 3-fosfat + dihidroksiaseton fosfat

5. Gliseraldehid 3-fosfat dapat berubah menjadi dihidroksi aseton fosfat dan sebaliknya (reaksi interkonversi). Reaksi bolak-balik ini mendapatkan katalisator enzim fosfotriosa isomerase.

D-gliseraldehid 3-fosfat  dihidroksiaseton fosfat
6. Glikolisis berlangsung melalui oksidasi Gliseraldehid 3-fosfat menjadi 1,3-bifosfogliserat, dan karena aktivitas enzim fosfotriosa isomerase, senyawa dihidroksi aseton fosfat juga dioksidasi menjadi 1,3-bifosfogliserat melewati gliseraldehid 3-fosfat.

D-gliseraldehid 3-fosfat + NAD+ + Pi 1,3-bifosfogliserat + NADH + H+

Enzim yang bertanggung jawab terhadap oksidasi di atas adalah gliseraldehid 3-fosfat dehidrogenase, suatu enzim yang bergantung kepada NAD.
Atom-atom hydrogen yang dikeluarkan dari proses oksidasi ini dipindahkan kepada NAD+ yang terikat pada enzim. Pada rantai respirasi mitokondria akan dihasilkan tiga fosfat berenergi tinggi. (+3P)
Catatan:
Karena fruktosa 1,6-bifosfat yang memiliki 6 atom C dipecah menjadi Gliseraldehid 3-fosfat dan dihidroksi aseton fosfat yang masing-masing memiliki 3 atom C, dengan demikian terbentuk 2 molekul gula yang masing-masing beratom C tiga (triosa). Jika molekul dihidroksiaseton fosfat juga berubah menjadi 1,3-bifosfogliserat, maka dari 1 molekul glukosa pada bagian awal, sampai dengan tahap ini akan menghasilkan 2 x 3P = 6P. (+6P)
7. Energi yang dihasilkan dalam proses oksidasi disimpan melalui pembentukan ikatan sulfur berenergi tinggi, setelah fosforolisis, sebuah gugus fosfat berenergi tinggi dalam posisi 1 senyawa 1,3 bifosfogliserat. Fosfat berenergi tinggi ini ditangkap menjadi ATP dalam reaksi lebih lanjut dengan ADP, yang dikatalisir oleh enzim fosfogliserat kinase. Senyawa sisa yang dihasilkan adalah 3-fosfogliserat.

1,3-bifosfogliserat + ADP  3-fosfogliserat + ATP
Catatan:
Karena ada dua molekul 1,3-bifosfogliserat, maka energi yang dihasilkan adalah 2 x 1P = 2P. (+2P)

8. 3-fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat dengan dikatalisir oleh enzim fosfogliserat mutase. Senyawa 2,3-bifosfogliserat (difosfogliserat, DPG) merupakan intermediate dalam reaksi ini.
3-fosfogliserat  2-fosfogliserat

9. 2-fosfogliserat diubah menjadi fosfoenol piruvat (PEP) dengan bantuan enzim enolase. Reaksi ini melibatkan dehidrasi serta pendistribusian kembali energi di dalam molekul, menaikkan valensi fosfat dari posisi 2 ke status berenergi tinggi.
Enolase dihambat oleh fluoride, suatu unsure yang dapat digunakan jika glikolisis di dalam darah perlu dicegah sebelum kadar glukosa darah diperiksa. Enzim ini bergantung pada keberadaan Mg2+ atau Mn2+.
2-fosfogliserat  fosfoenol piruvat + H2O
10. Fosfat berenergi tinggi PEP dipindahkan pada ADP oleh enzim piruvat kinase sehingga menghasilkan ATP. Enol piruvat yang terbentuk dalam reaksi ini mengalami konversi spontan menjadi keto piruvat. Reaksi ini disertai kehilangan energi bebas dalam jumlah besar sebagai panas dan secara fisiologis adalah irreversible.
Fosfoenol piruvat + ADP  piruvat + ATP
Catatan:
Karena ada 2 molekul PEP maka terbentuk 2 molekul enol piruvat sehingga total hasil energi pada tahap ini adalah 2 x 1P = 2P. (+2P)
11. Jika keadaan bersifat anaerob (tak tersedia oksigen), reoksidasi NADH melalui pemindahan sejumlah unsure ekuivalen pereduksi akan dicegah. Piruvat akan direduksi oleh NADH menjadi laktat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim laktat dehidrogenase.

Piruvat + NADH + H+  L(+)-Laktat + NAD+
Dalam keadaan aerob, piruvat diambil oleh mitokondria, dan setelah konversi menjadi asetil-KoA, akan dioksidasi menjadi CO2 melalui siklus asam sitrat (Siklus Kreb’s). Ekuivalen pereduksi dari reaksi NADH + H+ yang terbentuk dalam glikolisis akan diambil oleh mitokondria untuk oksidasi melalui salah satu dari reaksi ulang alik (shuttle).
Kesimpulan:
Pada glikolisis aerob, energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut:
– hasil tingkat substrat :+ 4P
– hasil oksidasi respirasi :+ 6P
– jumlah :+10P
– dikurangi untuk aktifasi glukosa dan fruktosa 6P : – 2P
+ 8P

Pada glikolisis anaerob, energi yang dihasilkan terinci sebagai berikut:
– hasil tingkat substrat :+ 4P
– hasil oksidasi respirasi :+ 0P
– jumlah :+ 4P
– dikurangi untuk aktifasi glukosa dan fruktosa 6P : – 2P
+ 2P

Oksidasi Piruvat
Dalam jalur ini, piruvat dioksidasi (dekarboksilasi oksidatif) menjadi Asetil-KoA, yang terjadi di dalam mitokondria sel. Reaksi ini dikatalisir oleh berbagai enzim yang berbeda yang bekerja secara berurutan di dalam suatu kompleks multienzim yang berkaitan dengan membran interna mitokondria. Secara kolektif, enzim tersebut diberi nama kompleks piruvat dehidrogenase dan analog dengan kompleks -keto glutarat dehidrogenase pada siklus asam sitrat.
Jalur ini merupakan penghubung antara glikolisis dengan siklus Kreb’s. Jalur ini juga merupakan konversi glukosa menjadi asam lemak dan lemak dan sebaliknya dari senyawa non karbohidrat menjadi karbohidrat.
Rangkaian reaksi kimia yang terjadi dalam lintasan oksidasi piruvat adalah sebagai berikut:
1. Dengan adanya TDP (thiamine diphosphate), piruvat didekarboksilasi menjadi derivate hidroksietil tiamin difosfat terikat enzim oleh komponen kompleks enzim piruvat dehidrogenase. Produk sisa yang dihasilkan adalah CO2.
2. Hidroksietil tiamin difosfat akan bertemu dengan lipoamid teroksidasi, suatu kelompok prostetik dihidroksilipoil transasetilase untuk membentuk asetil lipoamid, selanjutnya TDP lepas.
3. Selanjutnya dengan adanya KoA-SH, asetil lipoamid akan diubah menjadi asetil KoA, dengan hasil sampingan berupa lipoamid tereduksi.
4. Siklus ini selesai jika lipoamid tereduksi direoksidasi oleh flavoprotein, yang mengandung FAD, pada kehadiran dihidrolipoil dehidrogenase. Akhirnya flavoprotein tereduksi ini dioksidasi oleh NAD+, yang akhirnya memindahkan ekuivalen pereduksi kepada rantai respirasi.
Piruvat + NAD+ + KoA  Asetil KoA + NADH + H+ + CO2

Siklus Asam Sitrat
Siklus ini juga sering disebut sebagai siklus Kreb’s dan siklus asam trikarboksilat dan berlangsung di dalam mitokondria. Siklus asam sitrat merupakan jalur bersama oksidasi karbohidrat, lipid dan protein.
Siklus asam sitrat merupakan rangkaian reaksi yang menyebabkan katabolisme asetil KoA, dengan membebaskan sejumlah ekuivalen hidrogen yang pada oksidasi menyebabkan pelepasan dan penangkapan sebagaian besar energi yang tersedia dari bahan baker jaringan, dalam bentuk ATP. Residu asetil ini berada dalam bentuk asetil-KoA (CH3-COKoA, asetat aktif), suatu ester koenzim A. Ko-A mengandung vitamin asam pantotenat.
Fungsi utama siklus asam sitrat adalah sebagai lintasan akhir bersama untuk oksidasi karbohidrat, lipid dan protein. Hal ini terjadi karena glukosa, asam lemak dan banyak asam amino dimetabolisir menjadi asetil KoA atau intermediat yang ada dalam siklus tersebut.

Siklus asam sitrat sebagai jalur bersama metabolisme karbohidrat, lipid dan protein
(dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)

Selama proses oksidasi asetil KoA di dalam siklus, akan terbentuk ekuivalen pereduksi dalam bentuk hidrogen atau elektron sebagai hasil kegiatan enzim dehidrogenase spesifik. Unsur ekuivalen pereduksi ini kemudian memasuki rantai respirasi tempat sejumlah besar ATP dihasilkan dalam proses fosforilasi oksidatif. Pada keadaan tanpa oksigen (anoksia) atau kekurangan oksigen (hipoksia) terjadi hambatan total pada siklus tersebut.
Enzim-enzim siklus asam sitrat terletak di dalam matriks mitokondria, baik dalam bentuk bebas ataupun melekat pada permukaan dalam membran interna mitokondria sehingga memfasilitasi pemindahan unsur ekuivalen pereduksi ke enzim terdekat pada rantai respirasi, yang bertempat di dalam membran interna mitokondria.

Lintasan detail Siklus Kreb’s (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)
Reaksi-reaksi pada siklus asam sitrat diuraikan sebagai berikut:
1. Kondensasi awal asetil KoA dengan oksaloasetat membentuk sitrat, dikatalisir oleh enzim sitrat sintase menyebabkan sintesis ikatan karbon ke karbon di antara atom karbon metil pada asetil KoA dengan atom karbon karbonil pada oksaloasetat. Reaksi kondensasi, yang membentuk sitril KoA, diikuti oleh hidrolisis ikatan tioester KoA yang disertai dengan hilangnya energi bebas dalam bentuk panas dalam jumlah besar, memastikan reaksi tersebut selesai dengan sempurna.
Asetil KoA + Oksaloasetat + H2O  Sitrat + KoA
2. Sitrat dikonversi menjadi isositrat oleh enzim akonitase (akonitat hidratase) yang mengandung besi Fe2+ dalam bentuk protein besi-sulfur (Fe:S). Konversi ini berlangsung dalam 2 tahap, yaitu: dehidrasi menjadi sis-akonitat, yang sebagian di antaranya terikat pada enzim dan rehidrasi menjadi isositrat.

Reaksi tersebut dihambat oleh fluoroasetat yang dalam bentuk fluoroasetil KoA mengadakan kondensasi dengan oksaloasetat untuk membentuk fluorositrat. Senyawa terakhir ini menghambat akonitase sehingga menimbulkan penumpukan sitrat.
3. Isositrat mengalami dehidrogenasi membentuk oksalosuksinat dengan adanya enzim isositrat dehidrogenase. Di antara enzim ini ada yang spesifik NAD+, hanya ditemukan di dalam mitokondria. Dua enzim lainnya bersifat spesifik NADP+ dan masing-masing secara berurutan dijumpai di dalam mitokondria serta sitosol. Oksidasi terkait rantai respirasi terhadap isositrat berlangsung hampir sempurna melalui enzim yang bergantung NAD+.

Isositrat + NAD+  Oksalosuksinat  –ketoglutarat + CO2 + NADH + H+
(terikat enzim)
Kemudian terjadi dekarboksilasi menjadi –ketoglutarat yang juga dikatalisir oleh enzim isositrat dehidrogenase. Mn2+ atau Mg2+ merupakan komponen penting reaksi dekarboksilasi. Oksalosuksinat tampaknya akan tetap terikat pada enzim sebagai intermediate dalam keseluruhan reaksi.
4. Selanjutnya –ketoglutarat mengalami dekarboksilasi oksidatif melalui cara yang sama dengan dekarboksilasi oksidatif piruvat, dengan kedua substrat berupa asam –keto.

–ketoglutarat + NAD+ + KoA  Suksinil KoA + CO2 + NADH + H+
Reaksi tersebut yang dikatalisir oleh kompleks –ketoglutarat dehidrogenase, juga memerlukan kofaktor yang idenstik dengan kompleks piruvat dehidrogenase, contohnya TDP, lipoat, NAD+, FAD serta KoA, dan menghasilkan pembentukan suksinil KoA (tioester berenergi tinggi). Arsenit menghambat reaksi di atas sehingga menyebabkan penumpukan –ketoglutarat.
5. Tahap selanjutnya terjadi perubahan suksinil KoA menjadi suksinat dengan adanya peran enzim suksinat tiokinase (suksinil KoA sintetase).

Suksinil KoA + Pi + ADP  Suksinat + ATP + KoA
Dalam siklus asam sitrat, reaksi ini adalah satu-satunya contoh pembentukan fosfat berenergi tinggi pada tingkatan substrat dan terjadi karena pelepasan energi bebas dari dekarboksilasi oksidatif –ketoglutarat cukup memadai untuk menghasilkan ikatan berenergi tinggi disamping pembentukan NADH (setara dengan 3P.
6. Suksinat dimetabolisir lebih lanjut melalui reaksi dehidrogenasi yang diikuti oleh penambahan air dan kemudian oleh dehidrogenasi lebih lanjut yang menghasilkan kembali oksaloasetat.
Suksinat + FAD  Fumarat + FADH2
Reaksi dehidrogenasi pertama dikatalisir oleh enzim suksinat dehidrogenase yang terikat pada permukaan dalam membrane interna mitokondria, berbeda dengan enzim-enzim lain yang ditemukan pada matriks. Reaksi ini adalah satu-satunya reaksi dehidrogenasi dalam siklus asam sitrat yang melibatkan pemindahan langsung atom hydrogen dari substrat kepada flavoprotein tanpa peran NAD+. Enzim ini mengandung FAD dan protein besi-sulfur (Fe:S). Fumarat terbentuk sebagai hasil dehidrogenasi. Fumarase (fumarat hidratase) mengkatalisir penambahan air pada fumarat untuk menghasilkan malat.
Fumarat + H2O  L-malat
Enzim fumarase juga mengkatalisir penambahan unsure-unsur air kepada ikatan rangkap fumarat dalam konfigurasi trans.
Malat dikonversikan menjadi oksaloasetat dengan katalisator berupa enzim malat dehidrogenase, suatu reaksi yang memerlukan NAD+.
L-Malat + NAD+  oksaloasetat + NADH + H+
Enzim-enzim dalam siklus asam sitrat, kecuali alfa ketoglutarat dan suksinat dehidrogenase juga ditemukan di luar mitokondria. Meskipun dapat mengkatalisir reaksi serupa, sebagian enzim tersebut, misalnya malat dehidrogenase pada kenyataannya mungkin bukan merupakan protein yang sama seperti enzim mitokondria yang mempunyai nama sama (dengan kata lain enzim tersebut merupakan isoenzim).
Energi Yang Dihasilkan Dalam Siklus Asam Sitrat
Pada proses oksidasi yang dikatalisir enzim dehidrogenase, 3 molekul NADH dan 1 FADH2 akan dihasilkan untuk setiap molekul asetil-KoA yang dikatabolisir dalam siklus asam sitrat. Dalam hal ini sejumlah ekuivalen pereduksi akan dipindahkan ke rantai respirasi dalam membrane interna mitokondria (lihat kembali gambar tentang siklus ini).
Selama melintasi rantai respirasi tersebut, ekuivalen pereduksi NADH menghasilkan 3 ikatan fosfat berenergi tinggi melalui esterifikasi ADP menjadi ATP dalam proses fosforilasi oksidatif. Namun demikian FADH2 hanya menghasilkan 2 ikatan fosfat berenergi tinggi. Fosfat berenergi tinggi selanjutnya akan dihasilkan pada tingkat siklus itu sendiri (pada tingkat substrat) pada saat suksinil KoA diubah menjadi suksinat.

Dengan demikian rincian energi yang dihasilkan dalam siklus asam sitrat adalah:
1. Tiga molekul NADH, menghasilkan : 3 X 3P = 9P
2. Satu molekul FADH2, menghasilkan : 1 x 2P = 2P
3. Pada tingkat substrat = 1P
Jumlah = 12P

Satu siklus Kreb’s akan menghasilkan energi 3P + 3P + 1P + 2P + 3P = 12P.

Kalau kita hubungkan jalur glikolisis, oksidasi piruvat dan siklus Kreb’s, akan dapat kita hitung bahwa 1 mol glukosa jika dibakar sempurna (aerob) akan menghasilkan energi dengan rincian sebagai berikut:
1. Glikolisis : 8P
2. Oksidasi piruvat (2 x 3P) : 6P
3. Siklus Kreb’s (2 x 12P) : 24P
Jumlah : 38P

Glikogenesis
Tahap pertama metabolisme karbohidrat adalah pemecahan glukosa (glikolisis) menjadi piruvat. Selanjutnya piruvat dioksidasi menjadi asetil KoA. Akhirnya asetil KoA masuk ke dalam rangkaian siklus asam sitrat untuk dikatabolisir menjadi energi.
Proses di atas terjadi jika kita membutuhkan energi untuk aktifitas, misalnya berpikir, mencerna makanan, bekerja dan sebagainya. Jika kita memiliki glukosa melampaui kebutuhan energi, maka kelebihan glukosa yang ada akan disimpan dalam bentuk glikogen. Proses anabolisme ini dinamakan glikogenesis.
Glikogen merupakan bentuk simpanan karbohidrat yang utama di dalam tubuh dan analog dengan amilum pada tumbuhan. Unsur ini terutama terdapat didalam hati (sampai 6%), otot jarang melampaui jumlah 1%. Akan tetapi karena massa otot jauh lebih besar daripada hati, maka besarnya simpanan glikogen di otot bisa mencapai tiga sampai empat kali lebih banyak. Seperti amilum, glikogen merupakan polimer -D-Glukosa yang bercabang.
Glikogen otot berfungsi sebagai sumber heksosa yang tersedia dengan mudah untuk proses glikolisis di dalam otot itu sendiri. Sedangkan glikogen hati sangat berhubungan dengan simpanan dan pengiriman heksosa keluar untuk mempertahankan kadar glukosa darah, khususnya pada saat di antara waktu makan. Setelah 12-18 jam puasa, hampir semua simpanan glikogen hati terkuras habis. Tetapi glikogen otot hanya terkuras secara bermakna setelah seseorang melakukan olahraga yang berat dan lama.
Rangkaian proses terjadinya glikogenesis digambarkan sebagai berikut:
1. Glukosa mengalami fosforilasi menjadi glukosa 6-fosfat (reaksi yang lazim terjadi juga pada lintasan glikolisis). Di otot reaksi ini dikatalisir oleh heksokinase sedangkan di hati oleh glukokinase.

2. Glukosa 6-fosfat diubah menjadi glukosa 1-fosfat dalam reaksi dengan bantuan katalisator enzim fosfoglukomutase. Enzim itu sendiri akan mengalami fosforilasi dan gugus fosfo akan mengambil bagian di dalam reaksi reversible yang intermediatnya adalah glukosa 1,6-bifosfat.

Enz-P + Glukosa 6-fosfat Enz + Glukosa 1,6-bifosfat  Enz-P + Glukosa 1-fosfat

3. Selanjutnya glukosa 1-fosfat bereaksi dengan uridin trifosfat (UTP) untuk membentuk uridin difosfat glukosa (UDPGlc). Reaksi ini dikatalisir oleh enzim UDPGlc pirofosforilase.
UTP + Glukosa 1-fosfat  UDPGlc + PPi

Uridin difosfat glukosa (UDPGlc) (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)

4. Hidrolisis pirofosfat inorganic berikutnya oleh enzim pirofosfatase inorganik akan menarik reaksi kea rah kanan persamaan reaksi

5. Atom C1 pada glukosa yang diaktifkan oleh UDPGlc membentuk ikatan glikosidik dengan atom C4 pada residu glukosa terminal glikogen, sehingga membebaskan uridin difosfat. Reaksi ini dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Molekul glikogen yang sudah ada sebelumnya (disebut glikogen primer) harus ada untuk memulai reaksi ini. Glikogen primer selanjutnya dapat terbentuk pada primer protein yang dikenal sebagai glikogenin.

UDPGlc + (C6)n  UDP + (C6)n+1
Glikogen Glikogen

Residu glukosa yang lebih lanjut melekat pada posisi 14 untuk membentuk rantai pendek yang diaktifkan oleh glikogen sintase. Pada otot rangka glikogenin tetap melekat pada pusat molekul glikogen, sedangkan di hati terdapat jumlah molekul glikogen yang melebihi jumlah molekul glikogenin.
6. Setelah rantai dari glikogen primer diperpanjang dengan penambahan glukosa tersebut hingga mencapai minimal 11 residu glukosa, maka enzim pembentuk cabang memindahkan bagian dari rantai 14 (panjang minimal 6 residu glukosa) pada rantai yang berdekatan untuk membentuk rangkaian 16 sehingga membuat titik cabang pada molekul tersebut. Cabang-cabang ini akan tumbuh dengan penambahan lebih lanjut 1glukosil dan pembentukan cabang selanjutnya. Setelah jumlah residu terminal yang non reduktif bertambah, jumlah total tapak reaktif dalam molekul akan meningkat sehingga akan mempercepat glikogenesis maupun glikogenolisis.

Tahap-tahap perangkaian glukosa demi glukosa digambarkan pada bagan berikut :

Biosintesis glikogen (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)
Tampak bahwa setiap penambahan 1 glukosa pada glikogen dikatalisir oleh enzim glikogen sintase. Sekelompok glukosa dalam rangkaian linier dapat putus dari glikogen induknya dan berpindah tempat untuk membentuk cabang. Enzim yang berperan dalam tahap ini adalah enzim pembentuk cabang (branching enzyme).
Glikogenolisis
Jika glukosa dari diet tidak dapat mencukupi kebutuhan, maka glikogen harus dipecah untuk mendapatkan glukosa sebagai sumber energi. Proses ini dinamakan glikogenolisis. Glikogenolisis seakan-akan kebalikan dari glikogenesis, akan tetapi sebenarnya tidak demikian. Untuk memutuskan ikatan glukosa satu demi satu dari glikogen diperlukan enzim fosforilase. Enzim ini spesifik untuk proses fosforolisis rangkaian 14 glikogen untuk menghasilkan glukosa 1-fosfat. Residu glukosil terminal pada rantai paling luar molekul glikogen dibuang secara berurutan sampai kurang lebih ada 4 buah residu glukosa yang tersisa pada tiap sisi cabang 16.

(C6)n + Pi  (C6)n-1 + Glukosa 1-fosfat
Glikogen Glikogen

Glukan transferase dibutuhkan sebagai katalisator pemindahan unit trisakarida dari satu cabang ke cabang lainnya sehingga membuat titik cabang 16 terpajan. Hidrolisis ikatan 16 memerlukan kerja enzim enzim pemutus cabang (debranching enzyme) yang spesifik. Dengan pemutusan cabang tersebut, maka kerja enzim fosforilase selanjutnya dapat berlangsung.

Tahap-tahap glikogenolisis (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)
Glukoneogenesis
Glukoneogenesis terjadi jika sumber energi dari karbohidrat tidak tersedia lagi. Maka tubuh adalah menggunakan lemak sebagai sumber energi. Jika lemak juga tak tersedia, barulah memecah protein untuk energi yang sesungguhnya protein berperan pokok sebagai pembangun tubuh.
Jadi bisa disimpulkan bahwa glukoneogenesis adalah proses pembentukan glukosa dari senyawa-senyawa non karbohidrat, bisa dari lipid maupun protein.
Secara ringkas, jalur glukoneogenesis dari bahan lipid maupun protein dijelaskan sebagai berikut:
1. Lipid terpecah menjadi komponen penyusunnya yaitu asam lemak dan gliserol. Asam lemak dapat dioksidasi menjadi asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA masuk dalam siklus Kreb’s. Sementara itu gliserol masuk dalam jalur glikolisis.
2. Untuk protein, asam-asam amino penyusunnya akan masuk ke dalam siklus Kreb’s.

Ringkasan jalur glukoneogenesis (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)

Lintasan metabolisme karbohidrat, lipid dan protein. Perhatikan jalur glukoneogenesis yaitu masuknya lipid dan asam amino ke dalam lintasan (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)

Glukoneogenesis dari bahan protein. Dalam hal ini protein telah dipecah menjadi berbagai macam asam amino (dipetik dari: Murray dkk. Biokimia Harper)

2.1.2 Metabolisme Asam Amino
Kira-kira 75% asam amino digunakan untuk sintesis protein. Asam-asam amino dapat diperoleh dari protein yang kita makan atau dari hasil degradasi protein di dalam tubuh kita. Degradasi ini merupakan proses kontinu. Karena protein di dalam tubuh secara terus menerus diganti (protein turnover). Contoh dari protein turnover, tercantum pada tabel berikut.
Contoh protein turnover.
Protein Turnover rate (waktu paruh)
Enzim
Di dalam hati
Di dalam plasma
Hemoglobin
Otot
Kolagen
7-10 menit
10 hari
10 hari
120 hari
180 hari
1000 hari

Asam-asam amino juga menyediakan kebutuhan nitrogen untuk:
– Struktur basa nitrogen DNA dan RNA
– Heme dan struktur lain yang serupa seperti mioglobin, hemoglobin, sitokrom, enzim dll.
– Asetilkolin dan neurotransmitter lainnya.
– Hormon dan fosfolipid
Selain menyediakan kebutuhan nitrogen, asam-asam amino dapat juga digunakan sebagai sumber energi jika nitrogen dilepas.

Jalur Metabolik Utama Dari Asam Amino
Jalur metabolik utama dari asam-asam amino terdiri atas pertama, produksi asam amino dari pembongkaran protein tubuh, digesti protein diet serta sintesis asam amino di hati. Kedua, pengambilan nitrogen dari asam amino. Sedangkan ketiga adalah katabolisme asam amino menjadi energi melalui siklus asam serta siklus urea sebagai proses pengolahan hasil sampingan pemecahan asam amino. Keempat adalah sintesis protein dari asam-asam amino.

Jalur-jalur metabolik utama asam amino

Katabolisme Asam Amino

Asam-asam amino tidak dapat disimpan oleh tubuh. Jika jumlah asam amino berlebihan atau terjadi kekurangan sumber energi lain (karbohidrat dan protein), tubuh akan menggunakan asam amino sebagai sumber energi. Tidak seperti karbohidrat dan lipid, asam amino memerlukan pelepasan gugus amin. Gugus amin ini kemudian dibuang karena bersifat toksik bagi tubuh.
Ada 2 tahap pelepasan gugus amin dari asam amino, yaitu:
1. Transaminasi
Enzim aminotransferase memindahkan amin kepada α-ketoglutarat menghasilkan glutamat atau kepada oksaloasetat menghasilkan aspartat
2. Deaminasi oksidatif
Pelepasan amin dari glutamat menghasilkan ion amonium

Contoh reaksi transaminasi. Perhatikan alanin mengalami transaminasi menjadi glutamat. Pada reaksi ini dibutuhkan enzim alanin aminotransferase.

Glutamat juga dapat memindahkan amin ke rantai karbon lainnya, menghasilkan asam amino baru.

Contoh reaksi deaminasi oksidatif. Perhatikan glutamat mengalami deaminasi menghasilkan amonium (NH4+). Selanjutnya ion amonium masuk ke dalam siklus urea.

Ringkasan skematik mengenai reaksi transaminasi dan deaminasi oksidatif

Setelah mengalami pelepasan gugus amin, asam-asam amino dapat memasuki siklus asam sitrat melalui jalur yang beraneka ragam.

Tempat-tempat masuknya asam amino ke dalam siklus asam sitrat untuk produksi energi

Gugus-gugus amin dilepaskan menjadi ion amonium (NH4+) yang selanjutnya masuk ke dalam siklus urea di hati. Dalam siklus ini dihasilkan urea yang selanjutnya dibuang melalui ginjal berupa urin. Proses yang terjadi di dalam siklus urea digambarkan terdiri atas beberapa tahap yaitu:
1. Dengan peran enzim karbamoil fosfat sintase I, ion amonium bereaksi dengan CO2 menghasilkan karbamoil fosfat. Dalam raksi ini diperlukan energi dari ATP
2. Dengan peran enzim ornitin transkarbamoilase, karbamoil fosfat bereaksi dengan L-ornitin menghasilkan L-sitrulin dan gugus fosfat dilepaskan
3. Dengan peran enzim argininosuksinat sintase, L-sitrulin bereaksi dengan L-aspartat menghasilkan L-argininosuksinat. Reaksi ini membutuhkan energi dari ATP
4. Dengan peran enzim argininosuksinat liase, L-argininosuksinat dipecah menjadi fumarat dan L-arginin
5. Dengan peran enzim arginase, penambahan H2O terhadap L-arginin akan menghasilkan L-ornitin dan urea.

Tahapan-tahapan proses yang terjadi di dalam siklus urea
Sintesis Asam Amino
Semua jaringan memiliki kemampuan untuk men-sintesis asam amino non esensial, melakukan remodeling asam amino, serta mengubah rangka karbon non asam amino menjadi asam amino dan turunan lain yang mengandung nitrogen. Tetapi, hati merupakan tempat utama metabolisme nitrogen. Dalam kondisi surplus diet, nitrogen toksik potensial dari asam amino dikeluarkan melalui transaminasi, deaminasi dan pembentukan urea. Rangka karbon umumnya diubah menjadi karbohidrat melalui jalur glukoneogenesis, atau menjadi asam lemak melalui jalur sintesis asam lemak. Berkaitan dengan hal ini, asam amino dikelompokkan menjadi 3 kategori yaitu asam amino glukogenik, ketogenik serta glukogenik dan ketogenik.
Asam amino glukogenik adalah asam-asam amino yang dapat masuk ke jalur produksi piruvat atau intermediat siklus asam sitrat seperti α-ketoglutarat atau oksaloasetat. Semua asam amino ini merupakan prekursor untuk glukosa melalui jalur glukoneogenesis. Semua asam amino kecuali lisin dan leusin mengandung sifat glukogenik. Lisin dan leusin adalah asam amino yang semata-mata ketogenik, yang hanya dapat masuk ke intermediat asetil KoA atau asetoasetil KoA
Sekelompok kecil asam amino yaitu isoleusin, fenilalanin, threonin, triptofan, dan tirosin bersifat glukogenik dan ketogenik. Akhirnya, seharusnya kita kenal bahwa ada 3 kemungkinan penggunaan asam amino. Selama keadaan kelaparan pengurangan rangka karbon digunakan untuk menghasilkan energi, dengan proses oksidasi menjadi CO2 dan H2O.
Dari 20 jenis asam amino, ada yang tidak dapat disintesis oleh tubuh kita sehingga harus ada di dalam makanan yang kita makan. Asam amino ini dinamakan asam amino esensial. Selebihnya adalah asam amino yang dapat disintesis dari asam amino lain. Asam amino ini dinamakan asam amino non-esensial.
Asam amino non-esensial Alanine, Asparagine, Aspartate, Cysteine, Glutamate, Glutamine, Glycine, Proline, Serine, Tyrosine
Asam amino esensial Arginine*, Histidine, Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine*, Phenylalanine*, Threonine, Tyrptophan, Valine

Biosintesis Glutamat dan Aspartat
Glutamat dan aspartat disintesis dari asam α-keto dengan reaksi tranaminasi sederhana. Katalisator reaksi ini adalah enzim glutamat dehidrogenase dan selanjutnya oleh aspartat aminotransferase, AST.

Reaksi biosintesis glutamat
Aspartat juga diturunkan dari asparagin dengan bantuan asparaginase. Peran penting glutamat adalah sebagai donor amino intraseluler utama untuk reaksi transaminasi. Sedangkan aspartat adalah sebagai prekursor ornitin untuk siklus urea.

Biosintesis Alanin
Alanin dipindahkan ke sirkulasi oleh berbagai jaringan, tetapi umumnya oleh otot. Alanin dibentuk dari piruvat. Hati mengakumulasi alanin plasma, kebalikan transaminasi yang terjadi di otot dan secara proporsional meningkatkan produksi urea. Alanin dipindahkan dari otot ke hati bersamaan dengan transportasi glukosa dari hati kembali ke otot. Proses ini dinamakan siklus glukosa-alanin. Fitur kunci dari siklus ini adalah bahwa dalam 1 molekul, alanin, jaringan perifer mengekspor piruvat dan amonia ke hati, di mana rangka karbon didaur ulang dan mayoritas nitrogen dieliminir.
Ada 2 jalur utama untuk memproduksi alanin otot yaitu:
1. Secara langsung melalui degradasi protein
2. Melalui transaminasi piruvat dengan bantuan enzim alanin transaminase, ALT (juga dikenal sebagai serum glutamat-piruvat transaminase, SGPT).
Glutamat + piruvat α-ketoglutarat + alanin

Siklus glukosa-alanin

Biosintesis Sistein
Sulfur untuk sintesis sistein berasal dari metionin. Kondensasi dari ATP dan metionin dikatalisis oleh enzim metionin adenosiltransfrease menghasilkan S-adenosilmetionin (SAM).

Biosintesis S-adenosilmetionin (SAM)
SAM merupakan precursor untuk sejumlah reaksi transfer metil (misalnya konversi norepinefrin menjadi epinefrin). Akibat dari tranfer metil adalah perubahan SAM menjadi S-adenosilhomosistein. S-adenosilhomosistein selanjutnya berubah menjadi homosistein dan adenosin dengan bantuan enzim adenosilhomosisteinase. Homosistein dapat diubah kembali menjadi metionin oleh metionin sintase.
Reaksi transmetilasi melibatkan SAM sangatlah penting, tetapi dalam kasus ini peran S-adenosilmetionin dalam transmetilasi adalah sekunder untuk produksi homosistein (secara esensial oleh produk dari aktivitas transmetilase). Dalam produksi SAM, semua fosfat dari ATP hilang: 1 sebagai Pi dan 2 sebagai Ppi. Adenosin diubah menjadi metionin bukan AMP.
Dalam sintesis sistein, homosistein berkondensasi dengan serin menghasilkan sistationin dengan bantuan enzim sistationase. Selanjutnya dengan bantuan enzim sistationin liase sistationin diubah menjadi sistein dan α-ketobutirat. Gabungan dari 2 reaksi terakhir ini dikenal sebagai trans-sulfurasi.

Peran metionin dalam sintesis sistein

Biosintesis Tirosin
Tirosin diproduksi di dalam sel dengan hidroksilasi fenilalanin. Setengah dari fenilalanin dibutuhkan untuk memproduksi tirosin. Jika diet kita kaya tirosin, hal ini akan mengurangi kebutuhan fenilalanin sampai dengan 50%.
Fenilalanin hidroksilase adalah campuran fungsi oksigenase: 1 atom oksigen digabungkan ke air dan lainnya ke gugus hidroksil dari tirosin. Reduktan yang dihasilkan adalah tetrahidrofolat kofaktor tetrahidrobiopterin, yang dipertahankan dalam status tereduksi oleh NADH-dependent enzyme dihydropteridine reductase (DHPR).

Biosintesis tirosin dari fenilalanin

Biosintesis Ornitin dan Prolin
Glutamat adalah prekursor ornitin dan prolin. Dengan glutamat semialdehid menjadi intermediat titik cabang menjadi satu dari 2 produk atau lainnya. Ornitin bukan salah satu dari 20 asam amino yang digunakan untuk sintesis protein. Ornitin memainkan peran signifikan sebagai akseptor karbamoil fosfat dalam siklus urea. Ornitin memiliki peran penting tambahan sebagai prekursor untuk sintesis poliamin. Produksi ornitin dari glutamat penting ketika diet arginin sebagai sumber lain untuk ornitin terbatas.
Penggunaan glutamat semialdehid tergantung kepada kondisi seluler. Produksi ornitin dari semialdehid melalui reaksi glutamat-dependen transaminasi. ketika konsentrasi arginin meningkat, ornitin didapatkan dari siklus urea ditambah dari glutamat semialdehid yang menghambat reaksi aminotransferase. Hasilnya adalah akumulasi semialdehid. Semialdehid didaur secara spontan menjadi Δ1pyrroline-5-carboxylate yang kemudian direduksi menjadi prolin oleh NADPH-dependent reductase.

Biosintesis Serin
Jalur utama untuk serin dimulai dari intermediat glikolitik 3-fosfogliserat. NADH-linked dehidrogenase mengubah 3-fosfogliserat menjadi sebuah asam keto yaitu 3-fosfopiruvat, sesuai untuk transaminasi subsekuen. Aktivitas aminotransferase dengan glutamat sebagai donor menghasilkan 3-fosfoserin, yang diubah menjadi serin oleh fosfoserin fosfatase.
Biosintesis Glisin
Jalur utama untuk glisin adalah 1 tahap reaksi yang dikatalisis oleh serin hidroksimetiltransferase. Reaksi ini melibatkan transfer gugus hidroksimetil dari serin untuk kofaktor tetrahidrofolat (THF), menghasilkan glisin dan N5, N10-metilen-THF.
Biosintesis Aspartat, Asparagin, Glutamat dan Glutamin
Glutamat disintesis dengan aminasi reduktif α-ketoglutarat yang dikatalisis oleh glutamat dehidrogenase yang merupakan reaksi nitrogen-fixing. Glutamat juga dihasilkan oleh reaksi aminotranferase, yang dalam hal ini nitrogen amino diberikan oleh sejumlah asam amino lain. Sehingga, glutamat merupakan kolektor umum nitrogen amino.
Aspartat dibentuk dalam reaksi transaminasi yang dikatalisis oleh aspartat transaminase, AST. Reaksi ini menggunakan analog asam α-keto aspartat, oksaloasetat, dan glutamat sebagai donor amino. Aspartat juga dapat dibentuk dengan deaminasi asparagin yang dikatalisis oleh asparaginase.
Asparagin sintetase dan glutamin sintetase mengkatalisis produksi asparagin dan glutamin dari asam α-amino yang sesuai. Glutamin dihasilkan dari glutamat dengan inkorporasi langsung amonia dan ini merupakan reaksi fixing nitrogen lain. Tetapi asparagin terbentuk oleh reaksi amidotransferase.

BAB III
KESIMPULAN
1) Metabolisme sel adalah proses-proses pengubahan biokamis yang terjadi di dalam sel dan dapat di bedakan menjadi anabolisme atau penyusunan dan katabolisme atau penguraian. Penyusunan pada sel-sel hewan tidak seperti yang dalam sel tumbuhan, akan tetapi katabolismenya mempunyai kesamaan dengan sel tumbuhan meliputi peristiwa respirasi, yaitu pembokaran zat-zat makanan menjadi energi.
2) Katabolisme adalah serangkaian reaksi yang merupakan proses pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dengan membebaskan energi, yang dapat digunakan organisme untuk melakukan aktivitasnya.
3) Jalur Umum Metabolisme
a) Metabolisme Karbohidrat
Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Dalam bentuk glukosalah massa karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah, atau ke dalam bentuk glukosalah karbohidrat dikonversi di dalam hati, serta dari glukosalah semua bentuk karbohidrat lain dalam tubuh dapat dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi jaringan mamalia (kecuali hewan pemamah biak) dan bahan bakar universal bagi janin.

b) Metabolisme Asam Amino
Kira-kira 75% asam amino digunakan untuk sintesis protein. Asam-asam amino dapat diperoleh dari protein yang kita makan atau dari hasil degradasi protein di dalam tubuh kita. Degradasi ini merupakan proses kontinu. Karena protein di dalam tubuh secara terus menerus diganti (protein turnover)

DAFTAR PUSTAKA
Anonymous. 2009.Health Vitamin-Vitamin. http://blog.its.ac.id/dyah03tc. Diakses tanggal 10 Maret 2009.
Anonymous. 2009.Metabolisme Karbohidrat.http://shilaw.blogsome.com/ . Diakses tanggal 10 Maret 2009
Anonymous. 2009. Siklus Krebs.http://verafun.multiply.com/ . Diakses tanggal 10 Maret 2009
Anonymous.2009. Peran Adiponektin dalam Gangguan Metabolisme Lemak.http://multiply.com/ . Diakses tanggal 10 Maret 2009
Anonymous.2009.Anabolisme.http://bebas.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/Biologi/Biologi%203.htm. Diakses tanggal 10 Maret 2009
Hendrotomo, Muhardi. 2009. Pemberian Nutrisi Parenteral pada Penderita Gangguan Pencernaan.http://search.yahoo.com/search?fr=ytff-acd&p=&ei=UTF-8 . Diakses tanggal 10 Maret 2009

Misbah Djalinz .2009. Pemberian Dini Makanan lewat Pipa pada Pasien Postoperasi
http://search.alot.com/web?q=&pr=tbar&src_id=11125&client_id=9878683f1c9898a8a42cacb8&camp_id=-1&install_time=2009-03- . Diakses tanggal 10 Maret 2009