Pada topik ini kita melihat bagaimana sistem pencernaan memproses zat-zat makanan dengan bantuan enzim-enzim yang akan dijadikan bahan-bahan baku untuk kelangsungan tubuh kita ini.

Pada umumnya sistem pencernaan berfungsi untuk:

1. Menerima zat makanan dan nutrisi.
2. Mengurai dan memecah makanan menjadi zat-zat gizi.
3. Menyerap zat-zat gizi tersebut ke dalam genre darah.
4. Membuang bagian dari makanan nan tak dapat dicerna oleh tubuh.

Mulut

Manusia memasukkan makanan ke dalam tubuh dengan cara ditelan (ingesti).  Di dalam rongga mulut, makanan mengalami pencernaan secara mekanik dan kimiawi. Mengunyah adalah proses mekanik dimana reaksi enzim amilase dengan makanan adalah proses kimiawi.

Gigi

Kita mengunyah dengan gigi sehingga makanan menjadi halus agar enzim-enzim pencernaan mencerna makanan lebih cepat dan efisien.

Bayi menumbuhkan 20 gigi susu sesudah berusia 6 bulan, pada umur 6-14 akan ada 32 gigi tetap yang mengganti gigi susu.

1. 8 gigi seri (incisor), untuk memotong makanan
2. 4 gigi taring (canine), untuk merobek makanan
3. 8 gigi geraham depan (premolar) untuk mengunyak makanan
4. 12 gigi geraham belakang (molar) pada gigi tetap

Sumber: http://coordstudenti.blogspot.com/2016/09/mouth-teeth-diagram-with-label.html

Lidah

Lidah adalah organ berotot yang berfungsi untuk mengaduk dan menelan makanan di dalam rongga mulut serta sebagai alat pengecap yang dapat merasakan manis, asin, pahit, dan asam.

Permukaan lidah dilapisi dengan lapisan epitelium yang mengandung kelenjar lendir, dan reseptor pengecap berupa tunas pengecap. Tunas pengecap terdiri atas sekelompok sel sensori yang mempunyai tonjolan seperti rambut yang disebut papila.

Dahulu para ilmuwan telah membuat peta lidah yang mengusulkan kaitannya rasa-rasa dengan berbagai daerah di lidah, namun hal ini sudah dibuktikan sebagai tidak benar.****

1. Asin        —–>  lidah bagian tepi depan
2. Manis     —–>  lidah bagian ujung
3. Asam      —–>  lidah bagian samping
4. Pahit       —–>  lidah bagian belakang

Kelenjar saliva (ludah)

Saliva digunakan untuk memudahkan penelanan makanan, serta melindungi selaput mulut terhadap suhu dan keasaman.

Saliva juga mengandung enzim ptialin (amilase) dan lipase yang mencerna pati (starch) dan lemak. Ptialin merupakan enzim yang sama jenis dengan amilase, hanya saja ptialin terdapat di mulut dan amilase dibuat khusus di pankreas.

Dalam rongga mulut manusia terdapat 3 pasang kelenjar saliva yaitu:

• Glandula parotis - menghasilkan saliva
• Glandula sublingualis - menghasilkan air dan lendir
• Glandula submandibularis - menghasilkan air dan lendir

Sumber: http://www.webmd.boots.com/oral-health/guide/salivary-gland-problems

Esofagus (kerongkongan)

Esofagus adalah saluran penghubung antara rongga mulut dengan lambung yang berfungsi sebagai jalan bagi makanan yang telah dikunyah dari mulut. Tidak ada proses pencernaan di esofagus.

Peristalsis terjadi di dalam esofagus, ini adalah gerak kontraksi yang mendorong makanan masuk ke dalam lambung. Makanan berada di dalam esofagus hanya sekitar enam detik.

Sumber: http://www.medfriendly.com/peristalsis.html

Lambung

Lambung adalah sebuah kantung besar yang terletak di sebelah kiri rongga perut yang terdiri dari tiga bagian: bagian atas dekat esofagus (kardiak), bagian tengah yang membulat (fundus), dan bagian bawah dekat duodenum (pilorus).

Dalam dinding lambung terdapat kelenjar lambung yang menghasilkan lendir, getah lambung, dan hormon gastrin.

Lendir Lambung - dihasilkan sel penghasil lendir

Getah lambung - mengandung:

1. HCl (asam klorida) - membunuh kuman dan mengaktifkan pepsinogen menjadi pepsin
2. Pepsin - protease yang memecah protein menjadi pepton dan proteosa
3. Renin - menggumpal protein susu (kasein)
4. Lipase - memecah lemak (lipid) menjadi asam lemak dan gliserol; terakumulasi di lambung tetapi dihasilkan oleh kelenjar saliva

Hormon gastrin - merangsang tripsinogen menyekresikan tripsin

Sumber: http://www.dreams.metroeve.com/

Usus halus

Usus halus terdiri atas usus 12-jari (duodenum), jejenum, dan ileum. Usus duodenum berhubungan dengan saluran pankreas dan empedu, dimana zat-zat yang dibutuhkan untuk pencernaan dihasilkan.

Pada usus halus terjadi pencernaan kimiawi serta absorpsi zat-zat hasil katabolisme ke dalam tubuh lewat dinding usus halus.

Enzim-enzim dari pankreas:

1.  Amilopsin (amilase pankreas) - mengubah zat pati (amilum) menjadi maltosa
2. Steapsin (lipase pankreas) - mengubah lemak menjadi asam lemak dan gliserol
3. Tripsinogen - diaktifkan menjadi tripsin yang mengubah protein dan pepton menjadi dipeptida dan asam amino yang siap diserap oleh usus halus

Enzim-enzim dari dinding usus halus:

1. Maltase - mengubah maltosa menjadi glukosa
2. Laktase - mengubah laktosa menjadi glukosa dan galaktosa
3. Sukrase - mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa
4. Tripsin - mengubah pepton menjadi asam amino
5. Enterokinase - mengaktifkan tripsinogen menjadi tripsin

Garam empedu (bile salt) dihasilkan di hati dan ditampung di kantung empedu. Empedu berfungsi untuk membantu lipase dengan mengemulsikan lipid.

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Small_intestine

Usus besar (kolon)

Terletak diantara ileum dan anus, kolon adalah tempat penyerapan air dan mineral (garam).

Kolon dibagi menjadi tiga: bagian yang naik (asenden), melintang (trasenden), dan turun (desenden); dan berakhir di rektum.

Bakteri Escherichia coli membantu dalam proses pembusukkan sisa makanan menjadi feses (poop). Selain membusukkan sisa makanan, bakteri E. coli juga menghasilkan vitamin K. Gas metana adalah hasil dari fermentasi bakteri E. coli, itulah kenapa poop kita bau.

Perjalanan makanan sampai di usus besar dapat mencapai antara 4-5 jam. Namun, di usus besar makanan dapat disimpan sampai 24 jam. Feses di dorong secara teratur dan lambat oleh gerakan peristalsis menuju ke rektum. Makanan yang tidak dicerna (seperti selulosa) akan dibawa ke rektum.

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Large_intestine

Rektum & anus

Rektum adalah tempat penampungan feses. Saat feses sudah siap dibuang maka otot spinkter rectum mengatur pembukaan dan penutupan anus. Ini dikenal dengan proses defekasi.

Sumber: https://wandylee.wordpress.com/

****Sumber mengenai peta lidah

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Tongue_map
2. https://www.livescience.com/7113-tongue-map-tasteless-myth-debunked.html
3. http://www.huffingtonpost.com/2015/07/13/map-tastes-tongue-no-scientific-basis_n_7765152.html
4. http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2828561/The-tongue-taste-map-WRONG-Flavours-actually-perceived-neurons-brain-scientists-reveal.html

Fungsi makanan

1. Sumber energi - melalui respirasi
2. Bahan penyusun komponen tubuh - tubuh manusia tersusun atas karbohidrat, lemak, protein, dan asam nukleat sebagai penyusun komponen seluler tubuh
3. Pelindung terhadap lingkungan buruk - lemak terhadap suhu dingin, antioksidan terhadap radikal bebas, mineral menjaga tekanan osmosis sel

Karbohidrat

Senyawa yang bisa larut di air. Terdiri atas C, H, dan O dengan perbandingan H dan O = 2 : 1 dan dinyatakan dengan rumus umum C_m(H₂O)_n.

Karbohidrat dibedakan berdasarkan jumlah rantai penyusunnya menjadi:

• Monosakarida (CnH2nOn) - tersusun atas satu unit molekul gula (glukosa, galaktosa, fruktosa)
• Disakarida (C₁₂H₂₂O₁₁) - tersusun atas dua unit molekul gula (sukrosa, maltosa, laktosa)
• Polisakarida - tersusun atas banyak rantai monosakarida (amilum, insulin, glikogen, selulosa)

Tiga karbohidrat yang sangat penting adalah sukrosa (gula tebu yang rasanya manis), amilum/pati (zat tepung yang terdapat pada makanan pokok), dan selulosa (serat kasar yang merupakan komponen dinding sel tumbuhan).

Glukosa (C₆H₁₂O₆) adalah monosakarida yang dipakai untuk respirasi, sangat penting untuk mendapatkan energi.

Sumber: http://www.precisionnutrition.com/all-about-carbohydrates

Fungsi

1. Sumber energi utama tubuh melalui respirasi (4,2 kalori/gram; 1 kalori = 4.2 kJ)
2. Bahan baku penyusun senyawa lain (seperti lemak, protein)
3. Bahan baku struktur sel (asam nukleat berupa DNA/RNA di nukleus, glikoprotein di membran sel)
4. Membantu penyerapan kalsium
5. Penyimpanan energi (lewat insulin/glikogen)

Sumber

1. Glukosa (pati atau starch di industri) bisa didapat di buah-buahan seperti anggur
2. Pati (amilum) ditemukan pada semua jenis biji-bijian (jagung, padi, dan gandum), kentang, singkong, ketela rambat
3. Fruktosa (gula buah) adalah gula yang paling sering didapati di buah, juga terdapat di madu
4. Sukrosa adalah gula pasir, ditemukan di tebu
5. Laktosa ditemukan di susu (tidak semua orang bisa mencerna laktosa; lactose-intolerant)
6. Maltosa terdapat di biji yang berkecambah (germinating seeds), terbentuk dalam proses pembuatan bir
7. Selulosa adalah komponen dinding sel tumbuhan dan dikenal sebagai serat (fiber); tidak dapat dicerna, tetapi membantu pencernaan; banyak di biji-bijian, sayuran, sereal

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Bread

Lemak

Senyawa organik yang tidak dapat larut di dalam air. Berdasarkan komponen penyusunnya, lemak dapat dibedakan menjadi trigliserida (lemak sederhana), fosfolipid, lipoprotein, dan steroid.

Lemak jenuh tidak memiliki ikatan rangkap pada rantai karbon asam lemaknya, sedangkan lemak tak jenuh memiliki ikatan rangkap pada rantai karbon asam lemaknya.

Sumber: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Common_lipids_lmaps.png

Fungsi

1. Cadangan energi (1 gram lemak = 9,3 kalori) dimana glukosa tidak bisa dipakai untuk respirasi
2. Penyusun membran sel (fosfolipid)
3. Pelarut vitamin A, D, E, dan K agar dapat diserap tubuh
4. Melindungi tubuh dari hawa dingin
5. Melindungi organ-organ vital
6. Memberi rasa kenyang lebih lama

Sumber

1. Lemak jenuh didapati dari hewan dan produk dairy
2. Lemak tidak jenuh didapati dari tumbuhan (zaitun, kelapa sawit, jagung); minyak nabati

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Baked_beans

Protein

Protein adalah biomolekul yang paling besar dan rumit strukturnya. Berdasarkan sumbernya, protein dapat dibedakan menjadi protein hewani dan protein nabati.

Protein terdiri atas rantai-rantai panjang asam amino yang terikat satu sama lain dalam ikatan peptida. Asam amino tersusun dari atom karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan sebuah kelompok fungsional (R).

Sumber: http://www.nutrientsreview.com/proteins/amino-acids

Ada 20 jenis asam amino: 9 esensial dan 11 tidak esensial, dimana asam amino esensial tidak dapat dibuat oleh tubuh.

Fungsi:

1. Sumber energi (4,1 kalori/gram)
2. Sebagai biokatalis (enzim)
3. Sintesis zat-zat tubuh (ribosom)
4. Molekul transporter/pengangkut (seperti hemoglobin)
5. Penyusun komponen sel
6. Alat imunitas (antibodi)
7. Pengatur fungsi fisiologis (hormon)
8. Cadangan nutrisi
9. Sebagai buffer menyeimbangkan pH

Sumber:

1. Daging merah seperti sapi, kambing, domba
2. Ikan, unggas (burung/ayam), dan dairy products
3. Kacang-kacangan dan hasil olahannya (tahu, tempe)
4. Sereal, walau kadar proteinnya tidak seberapa yang diatas

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Sausage

Gastritis

Peradangan akut atau kronis pada lapisan lendir (mucus) dinding lambung; disebabkan oleh makanan yang mengandung kuman penyakit atau karena kadar asam klorida terlalu tinggi.

Sariawan

Bibir dan lidah seperti luka dan terasa perih; disebabkan oleh luka pada rongga mulut dan lidah karena kekurangan vitamin C atau daya tahan lemah.

Diare

Mengalami buang air besar bercampur air (encer) berkali-kali. Penyebab diare adalah peradangan usus oleh penyakit lain seperti kolera dan disentri; atau oleh virus, bakteri, dan alergi.

Konstipasi (sembelit)

Gejala feses mengeras sehingga susah dikeluarkan. Disebabkan oleh adanya penyerapan air pada sisa makanan mengakibatkan fases kekurangan air dan menjadi keras.

Biasanya disebabkan karena kebiasaan buruk yang menunda-nunda buang besar. Selain itu, juga karena kurangnya penderita dalam mengkonsumsi makanan berserat, kurang minum, stres, dan lain-lain.

Maag

Lambung atau duodenum diserang bakteri Helicobakter pylori. Gejalanya antara lain pegal-pegal di punggung satu sampai dua jam setelah makan atau jika perut kosong. Gejala yang terkenal dari penyakit maag adalah mual, kembung, dan muntah-muntah serta kurang nafsu makan dan berat turun.

Cacingan

Disebabkan oleh kurangnya menjaga kebersihan sehingga memungkinkan telur-telur cacing akan masuk ke dalam mulut dan hidup di dalam usus manusia.

Demam tifoid

Bakteri tifoid menyebabkan penderitanya demam, lemah, dan bahkan kematian. Gejalanya ialah demam, khususnya pada malam hari, sakit kepala, sakit perut, lidah pahit sehingga tidak ada nafsu makan. Gejala pertama muncul satu hingga tiga pekan setelah mengkonsumsi air atau makanan yang tercemar bakteri demam tifoid.

Penyakit ini disebabkan oleh bakteri yang disebut Salmonella typhi. Bakteri ini ditularkan terutama melalui air atau makanan yang tercemar.

Sakit gigi

Pada gigi ada yang namanya pulpa gigi yang terdiri dari pembuluh darah, jaringan, serta saraf-saraf yang sensitif. Sakit gigi terjadi ketika pulpa mengalami radang.

Ini karena adanya tumpukan nanah di bagian dasar gigi akibat infeksi bakteri, gigi retak, penyusutan gusi, kerusakan gigi yang mengakibatkan lubang, rusaknya tambalan, serta gigi yang terjepit di antara gigi lainnya ketika tumbuh.

Enzim adalah biokatalis - zat protein yang mempercepat laju reaksi tetapi tidak habis dipakai setelahnya. Mereka berfungsi untuk memecah-belah makromolekul, baik di sistem pencernaan dan juga di dalam sel.

Secara umum enzim menyediakan luas permukaan bagi substrat (makromolekul) untuk dipecahkan. Tempat dimana substrat dan enzim bertemu dipanggil situs aktif.

Mekanisme

Ada dua teori mengenai mekanisme enzim,

1. Lock-and-key dimana luas permukaan tersebut mempunyai bentuk yang sama dengan substrat, dan enzim bekerja seperti kunci
2. Induced fit dimana luas permukaan tersebut berubah bentuk untuk menyerupai substrat

Intinya dari teori ini adalah enzim bekerja dengan spesifik terhadap substratnya; contohnya amilase hanya bisa memecah amilum, amilase tidak dapat memecah selulosa.

Lock-and-key

Induced fit

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Active_site

Efek pH dan temperatur

Berbeda-beda enzim bekerja pada pH dan temperatur tertentu, temperatur dan pH yang optimal.

Jika suhu terlalu tinggi, enzim akan berubah bentuk dan kehilangan fungsinya (denaturasi); jika terlalu rendah, enzim tidak akan aktif.

Enzim pada manusia optimalnya bekerja pada temperatur tubuh, 37 derajat Celsius.

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Denaturation_(biochemistry)

Analogi denaturasi protein (albumin) pada telur menggunakan paperclips dimana foto kiri menunjukkan suhu normal dan foto kanan suhu tinggi.

Penggunaan enzim dalam kehidupan sehari-hari

1. Deterjen
2. Pembuatan keju
3. Sabun cuci piring
4. Pelunak daging agar lebih mudah dikunyah