Perubahan Energi Apa yang Terjadi di Dalam Tubuh Manusia?

tirto.id - Semua fungsi tubuh, dari berpikir hingga mengangkat beban, memerlukan energi. Dalam hal ini mencakup gerakan otot kecil yang terjadi selama istirahat, hingga aktivitas otot yang tidak terlihat oleh organ tubuh seperti jantung, paru-paru, dan saluran pencernaan.

Untuk dapat melakukan fungsi tubuh, terdapat perubahan energi dalam tubuh manusia. Perubahan energi ini melibatkan proses kompleks, di mana energi kimia dari makanan yang dikonsumsi diubah menjadi bentuk energi yang dapat digunakan oleh tubuh untuk memenuhi kebutuhan fisiologisnya.

Lantas, perubahan energi apa yang terjadi di dalam tubuh manusia dan bagaimana perubahan energi kimia pada makanan yang terjadi dalam tubuh?

Alur Perubahan Energi dalam Tubuh Manusia

Alur perubahan energi dalam tubuh manusia dimulai dengan konsumsi makanan dan minuman yang mengandung energi kimia yang disimpan.

Makanan tersebut terdiri dari karbohidrat, protein, dan lemak yang kemudian dipecah menjadi komponen-komponen yang lebih sederhana dan diserap oleh tubuh untuk digunakan sebagai bahan bakar.

Lebih lanjut dinukil dari situs Metabolics, proses itu disebut dengan metabolisme, di mana energi kimia dalam makanan diubah menjadi bentuk energi lain yang dapat digunakan oleh tubuh.

Proses metabolisme menghasilkan ATP (Adenosine Triphosphate), merupakan unit energi yang digunakan oleh sel-sel tubuh untuk melakukan berbagai proses seluler, termasuk kontraksi otot dan pembelahan sel.

Salah satu cara produksi ATP dilakukan melalui proses respirasi seluler, yang terdiri dari beberapa tahap, yaitu:

1. Glikolisis

Molekul glukosa dipecah menjadi dua molekul piruvat dalam tahap ini, menghasilkan sedikit energi dan molekul-molekul pembawa energi seperti NADH. Proses ini terjadi di sitoplasma sel.

2. Siklus asam sitrat

Piruvat memasuki mitokondria dan bergabung dengan CoA untuk membentuk asetil-CoA. Asetil-CoA kemudian masuk ke siklus asam sitrat di dalam mitokondria, di mana energi dihasilkan melalui oksidasi dan molekul-molekul pembawa energi seperti NADH dan FADH2 dihasilkan.

3. Rantai transport elektron

Molekul-molekul pembawa energi (NADH dan FADH2) dari siklus asam sitrat mentransfer elektron ke rantai transpor elektron di dalam membran mitokondria. Proses ini menghasilkan gradien elektrokimia yang digunakan untuk mensintesis ATP melalui ATP synthase.

Selain itu, tubuh juga dapat menggunakan proses lain untuk menghasilkan energi, seperti respirasi anaerobik dan lipolisis. Proses tersebut tergantung pada kebutuhan dan kondisi fisiknya.

Respirasi anaerobik terjadi tanpa adanya oksigen dan menghasilkan energi secara cepat namun kurang efisien. Sementara lipolisis menguraikan lemak menjadi asam lemak yang kemudian dioksidasi untuk menghasilkan energi.

Perubahan Energi yang Terjadi pada Manusia

Tubuh manusia seperti semua organisme hidup lainnya adalah mesin konversi energi. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi kimia yang disimpan dalam makanan diubah menjadi energi gerak, energi termal, dan/atau disimpan sebagai energi kimia dalam jaringan lemak.

Hal tersebut selaras dengan penjelasan dalam College Physics Chapter 1-17 pada situs Pressbooks, bahwa manusia memperoleh energi dari makanan yang dikonsumsi.

Makanan tersebut pada dasarnya mengandung energi kimia dari karbohidrat, protein, dan lemak yang disimpan di dalamnya.

Lalu, perubahan energi apakah yang terjadi pada tubuh kita? Energi kimia dalam makanan selanjutnya diubah menjadi beberapa bentuk energi lain, mencakup energi gerak, energi panas, dan atau untuk disimpan tetap menjadi energi kimia. Berikut ini penjelasannya.

1. Energi gerak

Sebagian besar energi kimia yang diperoleh dari makanan diubah menjadi energi gerak untuk melakukan pekerjaan manusia dalam sehari-hari.

Kegiatan manusia mulai dari berjalan, mengangkat beban, atau melakukan aktivitas fisik lainnya hanya bisa dilakukan setelah tubuh memperoleh energi kimia atau saat tubuh memiliki cadangan energi kimia untuk diubahnya menjadi energi gerak.

2. Energi panas

Energi panas atau termal merupakan hasil utama dari konversi energi dalam tubuh manusia. Energi ini memiliki peran penting dalam menjaga suhu tubuh dan mendukung berbagai fungsi tubuh yang krusial.

3. Penyimpanan energi kimia

Tidak semua energi kimia diubah menjadi energi gerak dan energi panas secara keseluruhan. Tubuh memiliki mekanisme untuk mengatur penggunaannya. Dalam hal ini, energi kimia yang tersisa dari makanan disimpan dalam jaringan lemak sebagai cadangan energi.

Bila seseorang membutuhkan lebih banyak energi daripada yang mereka konsumsi, tubuh akan menggunakan cadangan energi, seperti lemak tubuh, untuk memenuhi kebutuhan tersebut.