Apa itu nutrisi seluler?
Nutrisi seluler adalah proses di mana sel-sel kecil yang membentuk tubuh kita dan semua makhluk hidup, mengambil bahan kimia dari lingkungan dan mengubahnya menjadi materi dan energi yang mereka gunakan untuk hidup.
Sel seperti pabrik kecil yang membutuhkan input untuk menghasilkan zat dari mana mereka dibuat. Masukan ini (yang seringkali merupakan zat kompleks) adalah apa yang kita rujuk ketika kita berbicara tentang “materi” atau bagian material dari nutrisi seluler.
Di sisi lain, pabrik-pabrik kecil ini memiliki mesin seluler yang kompleks yang bekerja 24 jam sehari, setiap hari sepanjang tahun dan itu juga membutuhkan energi. Seperti yang akan kita lihat sebentar lagi, energi ini terkait erat dengan bahan mentah yang digunakan sel untuk pertumbuhan dan reproduksinya.
Hubungan antara materi dan energi
Apa yang dibutuhkan mobil untuk bekerja? Selain mesin, transmisi, empat roda, dan rangka serta bodi untuk menyatukan semuanya, ia juga membutuhkan bahan bakar.
Hal yang sama terjadi dengan sel. Mereka membutuhkan bahan bakar dari mana mereka dapat memperoleh energi yang diperlukan untuk menjaga semua proses kehidupan tetap berjalan.
Dalam kasus mobil bensin, bahan bakarnya terdiri dari kelas kimia yang disebut hidrokarbon, tetapi dalam kasus sel, energinya berasal dari karbohidrat dan zat organik lainnya.
Dan bagaimana energi itu dilepaskan? Memutus ikatan kimia yang menyatukan atom-atom berbeda yang membentuk molekul.
Bagaimana energi yang terkandung dalam nutrisi diukur?
Energi yang terkandung dalam makanan diukur dalam kalori. Sebuah kalori adalah jumlah energi dalam bentuk panas yang dibutuhkan untuk memanaskan atau meningkatkan suhu satu gram air dengan satu derajat celsius.
Cara Anda menentukan berapa banyak energi dalam makanan adalah dengan membakarnya dan kemudian mengukur seberapa banyak sampel air dipanaskan oleh panas yang dilepaskan.
Misalnya, jika kita membakar 1 gram tepung terigu, 3.640 kalori yang dilepaskan. Panas ini cukup untuk memanaskan 3.640 g air (sedikit di atas 3,5 liter) dari 25 ° C menjadi 26 ° C. Kita juga dapat melihatnya sebagai jumlah panas yang diperlukan untuk memanaskan 60 gram air dari 20 ° C hingga 80 ° C.
Catatan: Saat kita membaca kalori makanan pada label, harus berhati-hati, karena ada dua jenis kalori. Kalori huruf kecil (diwakili sebagai kapur) adalah kalori normal. Namun, banyak label yang menunjukkan kalori dengan huruf kapital (Cal) yang sebenarnya sama dengan 1.000 kalori atau 1 kilokalori.
Bagaimana sel menggunakan energi ini?
Sel tidak menggunakan energi yang dilepaskan dari pengolahan makanan secara langsung dalam bentuk panas. Sebaliknya, mereka menyimpan semua energi ini dalam bentuk molekul khusus yang disebut adenosin trifosfat atau ATP.
ATP ini adalah bahan bakar aktual yang digunakan oleh semua sel untuk sebagian besar reaksi kimia yang membuat mereka tetap hidup. Seolah-olah karbohidrat yang kita makan adalah minyak mentah yang dimurnikan sel untuk menghasilkan bensin beroktan tinggi (ATP) yang kemudian digunakan sel yang sama untuk menghidupkan mesin mereka. Mereka melakukan ini di pabrik kecil yang disebut mitokondria.
Dari mana materi berasal?
Karbohidrat hanya mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen, tetapi sel terdiri dari lebih banyak unsur. Sisa bahan bangunan untuk membuat berbagai bagian sel berasal dari protein, lipid, asam nukleat, dan bahan kimia lain yang diproses sel kita. Zat-zat ini dapat berasal dari salah satu dari dua sumber:
- Mereka berasal dari lingkungan (misalnya, kita memakannya dalam makanan kita) dan kemudian diserap oleh sel.
- Mereka terdiri dari organel dan bagian lain dari sel yang sama yang didaur ulang untuk menghemat tenaga dan energi.
Nutrisi autotrofik dan nutrisi heterotrofik
Bergantung pada jenis zat yang dapat digunakan sel Anda sebagai sumber materi dan energi, kita dapat membedakan dua kelas makhluk hidup yang berbeda: Autotrof dan heterotrof.
Autotrof adalah makhluk hidup yang dapat menyerap zat anorganik dari lingkungan dan mengubahnya menjadi makanan organik untuk sel. tanaman adalah contoh khas autotrof.
Kita, di sisi lain, adalah heterotrof, yaitu makhluk hidup yang tidak dapat mensintesis makanan kita sendiri. Untuk alasan ini kita harus mengkonsumsi makhluk hidup lain untuk dapat menggunakan zat gizi dari mana mereka dibuat.
Namun, terlepas dari apakah itu nutrisi autotrofik atau heterotrofik, kedua proses nutrisi seluler memiliki beberapa tahapan yang sama.
Proses nutrisi seluler
Makan makanan
Nutrisi seluler dimulai dengan asupan makanan. Bagi kita, ini berarti makan. Makanan kita mengandung semua jenis senyawa kompleks yang terdiri dari molekul yang sangat besar yang tidak muat dalam sel, jadi pencernaan kita bertanggung jawab untuk memecahnya dan memotongnya menjadi potongan-potongan kecil sehingga sel dapat menyerapnya.
Dalam kasus tanaman, mereka langsung menyerap nutrisi anorganik melalui akar dan daunnya.
Penggabungan zat ke dalam sel
Setelah pencernaan, potongan-potongan yang lebih kecil diserap dan didistribusikan melalui darah ke seluruh tubuh di mana sel-sel menyerapnya dengan mekanisme yang berbeda.
Pencernaan seluler zat
Begitu berada di dalam sel, zat-zat ini diserang dengan serangkaian enzim yang pada dasarnya membongkar protein, karbohidrat, DNA , RNA, dan trigliserida untuk meninggalkan semua blok bangunan kecil yang siap untuk langkah berikutnya.
Metabolisme
Setelah makanan “dibongkar”, makanan dapat diproses dengan salah satu dari dua cara:
Katabolisme
Katabolisme, juga disebut metabolisme destruktif, terus memecah molekul yang lebih besar menjadi molekul yang lebih kecil, sehingga melepaskan energi yang terkandung dalam ikatannya. Pada manusia, proses ini mengoksidasi glukosa dan karbohidrat lain dengan bantuan oksigen di udara untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan ATP.
Anabolisme
Ini adalah bagian dari metabolisme di mana sel menggunakan blok bangunan kecil seperti asam amino dan nukleotida untuk membangun protein dan DNA, di antara molekul besar lainnya yang kemudian menjadi bagian dari sel.
Ekskresi limbah
Proses nutrisi juga mencakup pembuangan semua limbah beracun dari dalam sel dan kemudian di dalam tubuh. Proses terakhir ini menutup siklus nutrisi seluler dan bersama-sama mereka menjaga sistem yang lengkap dalam operasi yang konstan.
