BIOKIMIAWI DALAM PROSES PENCERNAAN MANUSIA

Proses pencernaan adalah penguraian secara mekanik oleh gigi dan kimiawi dari makanan oleh enzim – enzim yang disekresi oleh kelenjar di dalam mulut, sel cjief dalam lambung, sel endokrin pankreas, enzim – enzim di membran brush border dan sel – sel mukosa sitoplasma usus halus menjadi bentuk yang dapat diasimilasi tubuh yaitu monosakarida, monoasilgliserol, asam lemak, asam – asam amino, vitamin, mineral dan air.

Tubuh manusia dalam dalam aktivitas kehidupannya memerlukan lebih dari 50 macam zat makanan yang berbeda – beda. Zat – zat makanan tersebut ada yang dibutuhkan dalam jumlah banyak (makronutrien), ada pula yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit (mikronutrien). Zat makanan yang dibutuhkan dalam julah banyak yaitu karbohidrat, protein, dan lemak. Zat makanan yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit yaitu vitamin dan mineral.

Karbohidrat

Di alam karbohidrat merupakan hasil sintesis CO2 dan H2O dengan bantuan sinar

matahari dan zat hijau dun (klorofil) melalui fotosintesis. Karbohidrat digunakan sebagai

sumber energi bagi tubuh kita. Setiap satu gram karbohidrat dapat menghasilkan energi sekitar 4

kilokalori. Kalau kita konversikan I kalori = 4,2 joule, maka 1 gram karbohidrat menghasilkan

energi sebesar 16,8 kilojoule.

Selama proses pencernaan, karbohidrat akan dipecah menjadi molekul gula sederhana

seperti glukosa. Bentuk gula sederhana inilah yang diserap oleh tubuh. Jika manusia

mengonsumsi karbohidrat melebihi kebutuhan energi, maka karbohidrat akan disimpan dalam

bentuk glikogen dan lemak. Glikogen akan disimpan di hati dan otot. Lemak akan disimpan

disekitar perut, ginjal, dan bawah kulit. Kekurangan karbohidrat akan menyebabkan badan lemah,

kurus, semangat kerja atau belajar menurun, dan daya tahan terhadap penyakit berkurang.

Pada proses pencernaan makanan, karbohidrat mengalami metabolisme berupa proses

hidrolisis (penguraian dengan menggunakan molekul air) di dalm mulut, lambung, maupun usus.

Proses pencernaan karbohidrat terjadi dengan menguraikan polisakarida menjadi monosakarida.

Ketika makanan dikunyah, makanan akan bercampur dengan air liur yang mengandung

enzim ptialin. Enzim ini menghidrolisis pati (suatu polisakarida) menjadi maltosa dan gugus

glukosa kecil yang terdiri dari tiga sampai sembilan molekul glukosa. Makanan berada di mulut

hanya dalam waktu yang singkat dan mungkin tidak lebih dari 3 - 5 % dari pati telah dihidrolisis

pada saat makanan ditelan.

Sekalipun makanan tidak berada cukup lama dalam mulut untuk dipecah oleh ptialin

menjadi maltosa, tetapi kerja ptialin dapat berlangsung terus selama satu jam setelah makanan

memasuki lambung, yaitu sampai isi lambung bercmpur dengan zat yang disekresikan oleh

lambung. Selanjutnya aktivitas ptialin dari ait liur dihambat oleh zat asam yang disekresikan

lambung. Hal ini dikarenakan ptialin merupakan enzim amilase yang tidak aktif saat pH medium

turun di bawah 4,0.

Setelah makanan dikosongkan dari lambung dan masuk ke duodenum (usus dua belas

jari), makanan kemudian bercampur dengan getah pankreas. Pati yang belum dipecah akan

dicerna oleh amilase yang diperoleh dari sekresi pankreas. Sekresi pankreas ini mengandung alfa-

amilase yang fungsinya sama dengan alfa-amilase pada air liur, yaitu memecah pati menjadi

maltosa dan polimer glukosa kecil lainnya. Namun, pati pada umumnya hampir sepenuhnya

diubah menjadi maltosa dan polimer glukosa kecil lainnya sebelum melewati lambung.

Skema proses pencernaan karbohidrat

Pati (polisakarida)

Ptialin (20 – 40%)

Amilase pankreas (50 – 80%)

Maltosa dan 3 – 9 polimer glukosa

Maltase dan alfa-dekstrinasi (usus)

Laktosa sukrosa

glukosa

laktase (usus) sukrase (usus)

galaktosa fruktosa

Hasil akhir proses pencernaan adalah glukosa, fruktosa, galaktosa, maltosa dn

monosakarida lainnya. Senyawa – senyawa tersebut kemudian diabsorpsi melalui dinding

usus halus dan dibawa ke hati oleh darah.

Di dalam sel – sel tubuh, pati akan mengalami berbagai proses biokimia. Glukosa

sebagai salah satu monosakarida hasil pemecahan pati, akan mengalami dua proses di dalam

hati. Pertama, glukosa akan beredar bersama aliran darah untuk memenuhi kebutuhan energi

sel – sel tubuh. Kedua, jika di dalam hati terdapat kelebihan glukosa (gula darah), bantuan

glukosa akan diubah menjadi glikogen (gula otot) dengan bantuan hormon insulin dan secara

otomatis akan menjaga keseimbangan gula darah. Glikogen disimpan di dalam hati. Jika

sewaktu – waktu dubuthkan, glikogen diubah kembali menjadi glukosa dengan bantuan

hormon adrenalin.

Lemak

Molekul lemak terdiri dari empat bagian, yaitu satu molekuk gliserol dan tiga molekul

asam lemak. Asam lemak terdiri dari rantai hidrokarbon (CH) dan gugus karboksil (-COOH).

Molekul gliserol memiliki tiga gugus hidroksil (-OH) dan tiap gugus hidroksil berinteraksi

dengan gugus karboksil asam lemak.

Sumber lemak dapat berasal dari hewan dan disebut dengan lemak hewani, misalnya

lemak daging, mentega, susu, ikan basah, telur dan minyak ikan. Sumber lemak yang bersal dari

tumbuhan disebut lemak nabati. Contohnya adalah kelapa, kemiri, kacang-kacangan, dan alpukat.

Lemak berfungsi sebagai cadangan energi dan pelarut vitamin A, D, E, dan K. Lemak disimpan

dalam jaringan bawah kulit. Setiap satu gram lemak dapat menghasilkan energi sekitar 9

kilokalori atau 38 kilojoule.

Pencernaan lemak

Pencernaan lemak tidak terjadi di dalam mulut dan lambung karena di tempat tersebut tidak

terdapat enzim lipase yang dapat menghidrolisis atau memecah lemak. Pencernaan lemak terjadi

di dalam usus karena usus mengandung lipase.

Lemak yang keluar dari lambung masuk ke dalam usus sehingga merangsang pengeluaran

hormon kolesistokinin. Hormon kolesistokinin menyebabkan kantung empedu berkontraksi

sehingga mengeluarkan cairan empedu ke dalam duodenum. Empedu mengandung garam

empedu yang memegang perana penting dalam mengemulsikan lemak. Emulsi lemak merupakan

pemecahan lemak yang berukuran besar menjadi butiran lemak yang berukuran lebih kecil.

Skema proses pencernaan lemak

Lemak empedu lemak emulsi

Lemak emulsi lipase pankreas - Asam lemak dan 2 – monogliserida

- Gliserol

- Gliserida (60%)

Ukuran lemak yang lebih kecil (trigliserida) yang teremulsi akan memudahkan hidrolisis

lemak oleh lipase yang dihasilkan oleh pankreas. Lipase pankreas akan menghidrolisis lemak

teremulsi menjadi campuran asam lemak dan monogliserida (gliserida tunggal). Pengeluaran

cairan pankreas dirangsang oleh hormon sekretin yang berperan dalam meningkatkan jumlah

elektrolit (senyawa penghantar listrik) dan cairan pankreas, serta pankreoenzim yang berperan

untuk merangsang pengeluaran enzim – enzim dalam cairan pankreas.

Absorpsi hasil pencernaan lemak sebagian besar (70%) terjadi di usus halus. Pada waktu

asam lemak dn monogliserida diabsorpsi melalui sel – sel mukosa pada dinding usus, keduanya

diubah kembali menjadi lemak (trigliserida) dengan bentuk partikel – partikel kecil (jaringan

lemak). Saat dibutuhkan , tombunan lemak tersebut akan diangkut menuju hati.

Protein

Protein merupakan makromolekul. Protein terdiri dari satu atau lebih polimer. Setiap

polimer tersusun atas monomer yang disebut asam amino. Masing – masing asam amino

mengandung satu asam karbon (C) yang mengikat stu atom hidrogen (H), satu gugus amin

(NH2), satu gugus karboksil (-COOH), dan lain – lain (gugus R).

Sumber protein dapat berasal dari hewan dan disebut protein hewani, misalnya lemak,

daging, susu, ikan, telur dan keju. Sumber protein yang berasal dari tumbuhan disebut protein

nabati. Contohnya adalah kedelai, kacang tanah, dan kacang hijau.

Protein berfungsi sebagai komponen struktural dan fungsional. Fungsi structural berhubungan

dengan fungsi pembangun tubuh dan pengganti sel-sel yang rusak. Fungsi fungsional

berkaitan dengan fungsinya sebagai komponen proses-proses biokimia sel seperti hormon dan

enzim.

Pencernaan protein

Protein dalam makanan hampir sebagian besar berasal dari daging dan sayur –

sayuran. Protein dicerna di lambung oleh enzim pepsin, yang aktif pada pH 2 -3 (suasana

asam).

Pepsin mampu mencerna semua jenis protein yang berada dalam makanan. Salah satu

hal terpenting dari pencernaan pepsin adalah kemampuannya untuk mencerna kolagen.

Kolagen merupakan bahan dasar utama dari jaringan ikat pada kulit dan tulang rawan.

Pepsin memulai proses pencernaan protein. Proses pencernaan protein yang dilakukan

oleh pepsin meliputi 10 - 30% dari pencernaan protein total. Pemecahan protein ini

merupakan proses hidrolisis yang terjadi pada rantai polipeptida.

Sebagian besar pencernaan protein terutama terjadi di usus. Ketika protein

meninggalkan lambung, biasanya protein dalam bentuk proteosa, pepton dan polipeptida

bsar. Setelah memasuki usus, produk – produk yang telah dipecah sebagian akan bercampur

dengan enzim pankreas di bawah pengaruh enzim proteolitik, seperti tripsin, kimotripsin, dan

paptidase. Baik tripsin maupun kemotripsin dapat memecah molekul protein menjadi

polipeptida kecil. Peptidase kemudian akan melepaskan asam – asam amino.

Skema proses pencernaan protein

Protein pepsin proteosa

Pepton

Polipeptida

Tripsin dan kimotripsin

Polipeptida kecil peptidase asam – asam amino

Asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu penyerapan

melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel, dan hasil sintesis asam amino dalam

sel. Asam amino yang disintesis dalam sel maupun yang dihasilkan dari proses penguraian

protein dalam hati dibawa oleh darah untuk digunakan di dalam jaringan. Dalam hal ini, hati

berfungsi sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah.

Kelebihan protein tidak disimpan di dalam tubuh, melainkan akan dirombak di dalam

hati menjadi senyawa yang mengandung unsur N, seperti NH3 (amonia) dan NH4OH

(amonium hidroksida), serta senyawa yang tidak mengandun unsur N. Senyawa yang

mengandung unsur N akan disintesis menjadi urea. Pembentukan urea berlangsung

berlangsung di dalam hati karena hanya sel – sel hati yang dapt menghasilkan enzim

arginase. Urea yang dihasilkan tidak dibutuhkan oleh tubuh, sehingga diangkut bersama zat –

zat sisa lainnya menuju ginjal untuk dikeluarkan dari tubuh melalui urin. Sebaliknya senyawa

yang tidak mengandung unsur N akan disintesis kembali menjadi bahan baku karbohidrat dan

lemak, sehingga dapat dioksidasi di dalam tubuh untuk menghasilkan energi.

Vitamin

Vitamin berfungsi sebagai kompenen organic enzim yang disebut sebagai co-enzim.

Terdapat dua kelompok vitamin yang larut dalam air dan lemak. Vitamin larut dalam lemak

mempunyai sifat dapat disimpan lama. Bila jumlah yang tersedia lebih banyak dari yang

diperlukan tubuh, akan disimpan di dalam lemak dalam waktu yang cukup lama. Berbeda

halnya dengan vitamin yang larut dalam air, bila jumlahnya melebihi yang diperlukan oleh

tubuh, kelebihan akan dibuang ke luar tubuh melalui urin. Kekurangan vitamin akan

menyebabkan penyakit avitaminosis.

Garam mineral

Garam mineral dibutruhkan secara sendiri-sendiri maupun kelompok. Masing-masing

mempunyai peranan tertentu dalam tubuh. Sebagai contoh, kalsium, sumbernya berasal dari

susu, keju, daging, sayur-sayuran. Berfungsi pembentukan darah, kontraksi otot,

pembentukan tulang, dan gigi, dsb.

SISTEM PENCERNAAN MANUSIA

Sistem pencernaan manusia terdiri atas saluran dan kelenjar pencernaan. Saluran

pencernaan merupakan saluran yang dilalui bahan makanan. Kelenjar pencernaan adalah

bagian yang mengeluarkan enzim untuk membantu mencerna makanan. Saluran pencernaan

antara lain sebagai berikut.

1. Mulut

Di dalam rongga mulut, terdapat gigi, lidah, dan kelenjar air liur (saliva). Gigi

terbentuk dari tulang gigi yang disebut dentin. Struktur gigi terdiri atas mahkota gigi yang

terletak diatas gusi, leher yang dikelilingi oleh gusi, dan akar gigi yang tertanam dalam

kekuatan-kekuatan rahang. Mahkota gigi dilapisi email yang berwarna putih. Kalsium,

fluoride, dan fosfat merupakan bagian penyusun email. Untuk perkembangan dan

pemeliharaan gigi yang bai, zat-zat tersebut harus ada di dalam makanan dalam jumlah yang

cukup. Akar dilapisi semen yang melekatkan akar pada gusi.

Ada tiga macam gigi manusia, yaitu gigi seri (insisor) yang berguna untuk memotong

makanan, gigi taring (caninus) untuk mengoyak makanan, dan gigi geraham (molar) untuk

mengunyah makanan. Dan terdapat pula tiga buahkelenjar saliva pada mulut, yaitu kelenjar

parotis, sublingualis, dan submandibularis. Kelenjar saliva mengeluarkan air liur yang

mengandung enzim ptialin atau amilase, berguna untuk mengubah amilum menjadi maltosa.

Pencernaan yang dibantu oleh enzim disebut pencernaan kimiawi. Di dalam rongga mulut,

lidah menempatkan makanan di antara gigi sehingga mudah dikunyah dan bercampur dengan

air liur. Makanan ini kemudian dibentuk menjadi lembek dan bulat yang disebut bolus.

Kemudian bolus dengan bantuan lidah, didorong menuju faring.

2. faring dan esofagus

Setelah melalui rongga mulut, makanan yang berbentuk bolus akan masuk kedalam

tekak )faring). Faring adalah saluran yang memanjang dari bagian belakang rongga mulut

sampai ke permukaan kerongkongan (esophagus). Pada pangkal faring terdapat katup

pernapasan yang disebut epiglottis. Epiglotis berfungsi untuk menutup ujung saluran

pernapasan (laring) agar makanan tidak masuk ke saluran pernapasan. Setelah melalui faring,

bolus menuju ke esophagus; suatu organ berbentuk tabung lurus, berotot lurik, dan

berdidnding tebal. Otot kerongkongan berkontraksi sehingga menimbulkan gerakan meremas

yang mendorong bolus ke dalam lambung. Gerakan otot kerongkongan ini disebut gerakan

peristaltik.

3. lambung

Otot lambung berkontraksi mengaduk-aduk bolus, memecahnya secara mekanis, dan

mencampurnya dengan getah lambung. Getah lambung mengandung HCl, enzim pepsin, dan

renin. HCl berfungsi untuk membunuh kuman-kuman yang masuk berasama bolus akan

mengaktifkan enzim pepsin. Pepsin berfungsi untuk mengubah protein menjadi peptone.

Renin berfungsi untuk menggumpalkan protein susu. Setelah melalui pencernaan kimiawi di

dalam lambung, bolus menjadi bahan kekuningan yang disebut kimus (bubur usus). Kimus

akan masuk sedikit demi sedikit ke dalam usus halus.

4. usus halus

Usus halus memiliki tiga bagian yaitu, usus dua belas jari (duodenum), usus tengah

(jejunum), dan usus penyerapan (ileum). Suatu lubang pada dinding duodenum

menghubungkan usus 12 jari dengan saluran getah pancreas dan saluran empedu. Pankreas

menghasilkan enzim tripsin, amilase, dan lipase yang disalurkan menuju duodenum. Tripsin

berfungsi merombak protein menjadi asam amino. Amilase mengubah amilum menjadi

maltosa. Lipase mengubah lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Getah empedu dihasilkan

oleh hati dan ditampung dalam kantung empedu. Getah empedu disalurkan ke duodenum.

Getah empedu berfungsi untuk menguraikan lemak menjadi asam lemak dan gliserol.

Selanjutnya pencernaan makanan dilanjutkan di jejunum. Pada bagian ini terjadi

pencernaan terakhir sebelum zat-zat makanan diserap. Zat-zat makanan setelah melalui

jejunum menjadi bentuk yang siap diserap. Penyerapan zat-zat makanan terjadi di ileum.

Glukosa, vitamin yang larut dalam air, asam amino, dan mineral setelah diserap oleh vili usus

halus; akan dibawa oleh pembuluh darah dan diedarkan ke seluruh tubuh. Asam lemak,

gliserol, dan vitamin yang larut dalam lemak setelah diserap oleh vili usus halus; akan dibawa

oleh pembuluh getah bening dan akhirnya masuk ke dalam pembuluh darah.

5. usus besar

Bahan makanan yang sudah melalui usus halus akhirnya masuk ke dalam usus besar.

Usus besar terdiri atas usus buntu (appendiks), bagian yang menaik (ascending colon), bagian

yang mendatar (transverse colon), bagian yang menurun (descending colon), dan berakhir

pada anus. Bahan makanan yang sampai pada usus besar dapat dikatakan sebagai bahan sisa.

Sisa tersebut terdiri atas sejumlah besar air dan bahan makanan yang tidak dpat tercerna,

misalnya selulosa.

Usus besar berfungsi mengatur kadar air pada sisa makanan. Bil kadar iar pada sisa

makanan terlalu banyak, maka dinding usus besar akan menyerap kelebihan air tersebut.

Sebaliknya bila sisa makanan kekurangan air, maka dinding usus besar akan mengeluarkan

air dan mengirimnya ke sisa makanan. Di dalam usus besar terdapat banyak sekali

mikroorganisme yang membantu membusukkan sisa-sisa makanan tersebut. Sisa makanan

yang tidak terpakai oleh tubuh beserta gas-gas yang berbau disebut tinja (feses) dan

dikeluarkan melalui anus.