Pernapasan Respirasi aerobik adalah proses respirasi yang dilakukan untuk mengubah glukosa dan senyawa organik lainnya menjadi energi dalam bentuk adenosine triphosphate (ATP) dengan bantuan oksigen sebagai katalisator atau akseptor elektron. Pernapasan aerobik mencakup proses pernafasan. Jika pada tingkat organisme itu terjadi di paru-paru, pada tingkat sel terjadi di mitokondria. Pernapasan aerob sendiri terjadi melalui serangkaian tahapan atau proses yang panjang. Nah, dalam kesempatan artikel ini kita akan membahas tentang proses tahap respirasi aerobik yang lengkap dengan skema tersebut.
Tahapan Pernapasan Respirasi Aerobik
Dalam proses respirasi aerobik, semua senyawa organik, apakah karbohidrat, protein, dan lemak teroksidasi membentuk karbon dioksida, air, dan energi sebagai berikut formula: C6H12O6 + 6O2 ---> 6H2O + 6CO2 + energi. Nah, hasil respirasi ini sebagian digunakan untuk sumber energi (aktivitas) dan sebagian dibuang sebagai bahan residu. Pada manusia, karbon dioksida dan air dibuang melalui sistem pernapasan, urin, dan keringat.
 |
Seperti dalam proses mengubah senyawa organik menjadi energi ada beberapa tahapan yang melewati metabolisme sel. Tahap respirasi aerobik adalah glikolisis, siklus krebs, dan transfer elektron. Ketiga tahapan ini akan dijelaskan kepada pengertian dan prosesnya sebagai berikut:
1. Tahap Glikolisis
Tahap pertama respirasi aerobik dimulai dengan proses glikolisis. Glikolisis adalah reaksi anaerobik (oksigen-induced) yang terjadi pada sitosol sel. Proses glikolisis adalah reaksi pemecahan glukosa menjadi 2 ATP dan 2 NADH yang akan digunakan dalam proses respirasi aerobik pada siklus Krebs.
Dalam proses itu sendiri, glycosylysis dimulai dengan langkah-langkah berikut:
- Dengan bantuan enzim heksokinase, ada penambahan gugus fosfat dari ATP dalam molekul glukosa sehingga glukosa 6-fosfat terbentuk.
- Dengan enzim fosfoglukoisomerasease glukosa 6-fosfat kemudian diubah menjadi isomer fruktosa 6-fosfat.
- Dengan bantuan enzim fosfofruktokinase, kelompok fosfat ATP dipindahkan ke glukosa 6-fosfat dan menghasilkan fruktosa 1,6 bisfosfat.
- Dengan bantuan enzim Aldolase, fruktosa 1,6 bifosfat dipecah menjadi 2 molekul gula yang berbeda yaitu, gliseraldehida-3-fosfat (PGAL) dan dihidroksiasina.
- Pada tahap ini, PGAL akan memisahkan ke substrat glikolisis berikutnya, sedangkan dihidroksyaeton.
- Dengan bantuan enzim Triosafosfat dehidrogenase, elektron dan H + dipindahkan dari substrat fosfat gliseraldehida ke NAD + kemudian membentuk 2 NADH dan 1,3-bifosfogliserat.
- Dengan bantuan enzim fosfogliserinase, gugus fosfat 1,3-bifosfogliserat dipindahkan ke ADP. Pada tahap ini, 1 molekul glukosa menghasilkan 2 molekul ATP dan senyawa 3-fosfogliserat.
- Dengan bantuan enzim fosfogliseromutase, gugus fosfat 3-fosfogliserat diubah menjadi 2-fosfogliserat.
- Dengan bantuan enzim enzim, 2-phosphoglycerate kemudian melepaskan molekul air (H2O) untuk membentuk phosphoenol pyruvate kinase (PEP).
- Dengan bantuan enzim Pyruvat kinase, phosphoenol piruvat kinase memindahkan gugus fosfat dan menghasilkan asam piruvat dan 2 ATP lagi yang digunakan untuk siklus glikolisis berikutnya.
2. Tahap Siklus Krebs
Setelah melalui glikolisis, saat ini ada 3 bahan material yang terbentuk, yaitu 2 molekul asam piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP. Ketiga bahan tersebut digunakan dalam tahap respirasi aerobik berikutnya, yaitu siklus Krebs.
 |
Untuk asam piruvat, mereka akan dikirim dari sitoplasma ke mitokondria. Asam piruvat di mitokondria diubah menjadi asetil koenzim A melalui reaksi dekarboksilasi oksidatif. Koenzim aseteil A memasuki siklus asam sitrat mitokondria yang kemudian masing-masing 1 molekul koenzim Aseteil A menghasilkan 4 NADH, 1 GTP (setara dengan 2 ATP), 1 FADH, CO2, dan H2O. CO2 dan H2O dikeluarkan melalui mekanisme ekskresi sementara zat lainnya memasuki tahap respirasi aerobik berikutnya, tahap transfer elektron.
3. Tahap Transfer Elektron
Pemindahan elektron terjadi di ruang intermembran mitokondria. Pada tahap pernapasan aerobik oksigen ini sebenarnya digunakan dalam menghasilkan lebih banyak ATP.
Dari siklus glikolisis dan krebs, saat ini ada 4 ATP yang dihasilkan dari 1 molekul glukosa, yaitu 2 dari glikolisis dan 2 dari GTP dalam siklus Krebs. Selain ATP, ada juga 2 FADH dan 10 NADH yang dihasilkan dari 2 glikolisis NADH, 2 reaksi oksidatif dekarboksilasi oksida NAD (transisi), dan 6 siklus krebs yang berakhir 6 NADH. Semua zat ini akan terlibat dalam tahap transfer elektron yang menghasilkan lebih banyak ATP.
Reaksi pertama, NADH akan memindahkan sepasang elektron ke molekul FP atau Flapoprotein. Flaporotein menjadi berkurang, sementara NADH teroksidasi dan menjadi NAD +.
Elektron dari flapoprotein akan bergerak menuju 6 akseptor elektron, yaitu 6 akseptor protein dan 2 sampai sitokrom A dan sitokrom A3. Dua sitokrom terakhir ini adalah oksigen.
Elektron berenergi tinggi dari NADH dan FADH2 memasuki sistem reaksi. Dalam perjalanan, energi elektron menurunkan energi yang digunakan untuk proses fosforilasi ADP ke ATP sehingga satu molekul NADH setara dengan 3 ATP dan satu molekul FADH2 setara dengan 2 ATP. Jadi setelah melalui proses respirasi dan tahap aerobik yang panjang, dapat disimpulkan bahwa satu molekul glukosa tunggal dapat menghasilkan total 34 molekul ATP.
Nah, itulah 3 tahap respirasi aerobik yang terjadi dalam proses pembentukan energi menggunakan bantuan oksigen. Dengan skema dan pembahasan masing-masing proses, semoga penjelasan ini bisa mudah dipahami. Semoga bermanfaat
