BAB I PENDAHULUAN A. LATAR BELAKANG Pertumbuhan adalah pertambahan ukuran, baik panjang maupun berat. Pertumbuhan dipengaruhi faktor genetik, hormon, dan lingkungan. Meskipun secara umum, faktor lingkungan yang memegang peranan sangat penting adalah zat hara dan suhu lingkungan, namun di daerah tropis zat hara lebih penting dibanding suhu lingkungan. Zat hara meliputi makanan, air, dan oksigen, menyediakan bahan mentah bagi pertumbuhan, gen mengatur pengolahan bahan tersebut dan hormon mempercepat pengolahan serta merangsang gen.
Gambar 1.1. Pertumbuhan Ikan
Tidak
semua
makanan
yang
dimakan
oleh
ikan
digunakan
untuk
pertumbuhan. Sebagian besar energi dari makanan digunakan untuk metabolisme basal (pemeliharaan), sisanya digunakan untuk aktifitas, pertumbuhan, dan reproduksi. Dalam perjalanan menuju kedewasaan, badan suatu makhluk hidup harus menghasilkan miliaran sel baru untuk jaringan, otot, dan organ tubuh yang sedang tumbuh.
B. TUJUAN Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui tentang metabolisme, penggunaan energi metabolisme, hormon pertumbuhan dan mitosis, serta efisiensi pertumbuhan.
C. KEGUNAAN Proses pertumbuhan dan faktor – faktor yang mempengaruhi pertumbuhan merupakan pengetahuan penting dalam pengembangan budidaya perikanan. Pengetahuan ini penting dalam merekacipta teknologi mempercepat pertumbuhan. Bila organisme peliharaan memiliki pertumbuhan cepat, berarti biaya produksi dapat dikurangi sehingga dapat memberikan profit yang lebih besar.
BAB II PEMBAHASAN A. METABOLISME
Gambar 2.1. Metabolisme Metabolisme adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh mahluk hidup, terdiri dari anabolisme dan katabolisme. Anabolisme adalah proses sintesis senyawa kimia kecil menjadi molekul yang lebih besar, misalnya asam amino menjadi protein. Sedangkan katabolisme adalah proses penguraian molekul besar menjadi molekul kecil, misalnya glikogen menjadi glukosa. Selain itu, proses anabolisme adalah suatu proses yang membutuhkan energi, sedangkan katabolisme melepaskan energi. Meskipun anabolisme dan katabolisme saling bertentangan, namun keduanya tidak dapat dipisahkan karena seringkali hasil dari anabolisme merupakan senyawa pemula untuk proses katabolisme. Laju metabolisme dipengaruhi oleh faktor biotik dan abiotik seperti terlihat pada tabel berikut : ABIOTIK
BIOTIK
Suhu Salinitas Oksigen Karbondioks
Aktifitas Berat Kelamin Umur
ida Amoniak pH Fotoperiode Musim tekanan
Kelompok (schooling) Gelisah/stress Puasa Ratio makan
Proses metabolisme membutuhkan energi, sedangkan penyaringan energi dari makanan membutuhkan oksigen. Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa temperatur, oksigen, dan aktifitas paling besar pengaruhnya terhadap metabolisme. Peningkatan suhu 10oC menyebabkan peningkatan metabolisme 5-3 kali. a. Peranan Adenosin Trifosfat ATP terdapat di dalam sitoplasma dan nukleoplasma semua sel untuk digunakan dalam mekanisme fisiologis dalam sel. ATP merupakan gabungan adenosin, ribosa, dan tiga radikal fosfat. Seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Gambar 2.2. Rumus Bangun ATP b. Metabolisme Karbohidrat Hasil akhir dari pencernaan adalah glukosa, fruktosa, dan galaktosa. Ketiga monosakarida ini diabsorpsi masuk kedalam darah, dan setelah melalui hati, diangkut ke seluruh tubuh oleh sistem sirkulasi dalam bentuk glukosa. Fosforilase ini dipermudah oleh enzim heksokinase yang spesifik untuk setiap jenis monosakarida; glukokinase mempermudah fosforilase glukosa, fruktokinase
mempermudah fosforilase fruktosa dan galaktokinase mempermudah fosforilase galaktosa. Fosforilase monosakarida hampir seluruhnya irreversiabel kecuali dalam sel hati, epitel tubulus ginjal,, dan sel epitel usus halus dimana terdapat fosfatase spesifik untuk reaksi sebaliknya. Pada kebanyakan jaringan tubuh, fosforilase berperan menangkap monosakarida dalam sel. Sekali berada didalam sel, monosakarida tidak dapat berdifusi kembali keluar sel kecuali sel – sel khusus yang memiliki fosfatase. Setelah diabsorpsi oleh sel, glukosa dapat segera diubah menjadi energi atau dapat disimpan dalam bentuk glikogen. Kecepatan transport glukosa ke dalam sel dipercepat oleh adanya hormon insulin. Glikogenesis merupakan proses pembentukan glikogen dan sebaliknya glikogenolisis merupakan pemecahan glikogen menjadi bentuk glukosa dalam sel. Karbohidrat dalam tubuh dapat juga dibentuk dari asam amino dan gliserol. Kira – kira 60% asam amino dalam protein tubuh dapat diubah menjadi karbohidrat. Proses glukogenesis diaktifkan oleh hormon glukokortikoid dari korteks adrenal khususnya kortisol dan tiroksin. Alur penting dalam metabolisme karbohidrat adalah piruvat dapat diubah menjadi laktat tanpa membutuhkan oksigen (glikolisis anaerob). Reaksi anaerobik ini pada akhirnya menghasilkan laktat sehingga laktat akan terakumulasi
(khususnya
dalam
jaringan
otot)
sampai
oksigen
dapat
dimanfaatkan. c. Metabolisme Lipid Lipid yakni lemak netral (trigliserida), fosfolipid, kolesterol dan beberapa senyawa lainnya yang kurang penting. Secara kimia, tigliserida dan fosfolipid keduanya adalah asam lemak, yang merupakan asam organik hidrokarbon sederhana berantai panjang. Beberapa lipid disimpan dalam depot lemak sering sebagai trigliserida untuk kemudian dipergunakan untuk menyediakan energi bagi proses metabolisme. Fosfolipid sebagai komponen penting dalam pembentukan struktur membran sel sehingga esensial dalam membentuk jaringan baru. Lipid pada ikan tidak jenuh sebagaimana terdapat pada lemak mamalia, dapat dicerna dan diasimilasi tapi biasanya tidak dapat dimanfaatkan untuk pertumbuhan atau untuk energi dan hanya terakumulasi di dalam otot dan sebagai lemak organ dalam. d. Metabolisme Protein
Sekitar tiga perempat zat pada tubuh adalah protein. Ada 21 jenis asam amino, 10 diantaranya adalah asam amino esensial yang harus terdapat didalam makanan yaitu : treonin, lisin, metionin, arginin, valin, penilalanin, triptopan, leusin, asoleusin, dan histidin. Selebihnya yaitu glisin, alanin, serin, cistein, asam aspartik, asam glutamik, hidroxylisin, cystin, tirosin, prolin, dan hidroxyprolin. Tubuh mengubah protein dalam makanan menjadi protein yang sesuai dengan kebutuhannya. Secara kimia ada dua proses dasar harus diselesaikan untuk sintesis protein, yakni sintesis asam amino dan konjugasi asam amino yang sesuai untuk membentuk masing – masing jenis protein pada setiap sel. Jaringan hati merupakan salah satu organ besar yang mempunyai sistem khusus untuk mengolah asam amino dan menyimpan protein dalam jumlah besar. Di dalam sel, organel yang berperan dalam pengolahan asam amino adalah retikulum endoplasma dan kompleks golgi. Segera setelah sintesis protein oleh ribosom, protein tersebut dilokalisasi dalam retikulum endoplasma, selanjutnya ditranspor ke aparat golgi melalui vesikel secara bertahap untuk pematangan dan disekresikan sesuai kebutuhan tubuh. Model pematangan ini juga berlaku bagi pematangan membran plasma glikoprotein. Namun demikian, sel tubuh memiliki batas tertentu dalam menimbun protein, bila telah mencapai batas maksimal, setiap penambahan asam amino dalam cairan tubuh dipecahkan dan digunakan untuk energi atau disimpan sebagai lemak. Degradasi ini hampir seluruhnya terjadi didalam hati, dan dimulai dengan proses yang dikenal sebagai deaminasi (pembuangan gugus amino dari asam amino) dan di ekskresikan sebagai amoniak (NH3) atau ion amonium (NH4). Amoniak yang dilepaskan waktu deaminasi dikeluarkan dari darah hampir seluruhnya dalam bentuk urea.
B. BIOENERGETIK Bioenergetik
mempelajari
penggunaan
energi
oleh
organisme
hidup.
Bioenergetik melibatkan beberapa sistem organ pada beberapa tingkat fungsi. Pada hewan, sumber energi adalah makanan, tetapi energi dalam makanan tidak dapat digunakan sampai makanan tersebut dicerna dan diserap oleh sistem pencernaan. Energi tersebut dilepaskan dari makanan melalui proses oksidasi, dilain pihak, aspek molekuler dari pergerakan energi secara umum berasal dari metabolisme, dimana sebagian besar berasal dari fungsi hati dan otot, juga osmoregulasi dan ekskresi produk – produk buangan dari mesin metabolik. a. Penggunaan Energi Pada keadaan cukup makanan, ikan akan mengkonsumsi makanan hingga memenuhi kebutuhan energinya. Kebutuhan energi dipengaruhi oleh stadia
dalam siklus hidupnya, musim, dan faktor lingkungan lainnya. Ikan muda yang sedang tumbuh lebih banyak menggunakan energi persatuan berat badannya dibandingkan ikan dewasa, karena energi dibutuhkan bukan hanya untuk aktifitas dan pemeliharaan, tetapi juga untuk pertumbuhan. Selain itu pematangan gonad pada ikan dewasa juga menyebabkan peningkatan kebutuhan energi. Menurut Gilbert (1988), pada beberapa organisme, suplai makanan dan oksigen tergantung pada difusi permukaan, sedangkan ratio permukaan dan volume menurun seiring dengan pertumbuhan organisme. Karena itu, jika terjadi pertambahan ukuran badan menjadi dua kali lipat, maka rasio permukaan dan volume menjadi setengahnya. Dengan demikian, penggunaan energi berkurang, yang ditandai dengan pengurangan konsumsi oksigen per mg berat badan. b. Efisiensi Energi Efisiensi energi yang digunakan diekpresikan secara umum dengan persamaan oleh Alexander (1967 dalam Smith 1982) sebagai berikut : uF = g (G + H) + R + S dengan catatan : F = jumlah makanan yang dimakan G = pertumbuhan (produksi jaringan baru) H = gamet – gamet R = metabolisme dasar S = aktivitas Faktor u merupakan jumlah makanan yang masuk dengan nilai khusus adalah (0.8, sisanya 0.2 adalah nilai makanan yang menjadi feses, urine, atau amoniak (diekskresikan oleh ginjal), diluar energi yang untuk metabolisme. Seleksi alam dapat menghasilkan perubahan yang besar dalam pertumbuhan dan reproduksi yang dibutuhkan secara relatif dalam efisiensi bioenergetik. Pertumbuhan dan reproduksi terlihat merupakan rangkuman dan integritas ikan yang merupakan kombinasi antara kapabilitasnya dengan lingkungan.
C. HORMON PERTUMBUHAN DAN MITOSIS Ada dua cara untuk meningkatkan ukuran suatu organ. Pertama, jumlah sel tetap tetapi volume sel bertambah
(Hipertrofi). Kedua, melalui mekanisme
peningkatan jumlah sel (hiperflasi). Hipertrofi sering ditemukan pada sel – sel yang tidak dapat membelah, misalnya pada jaringan adiposa. Sebaliknya, pada jaringan
dengan sel – sel yang memiliki kemampuan membelah cenderung meningkatkan ukuran dengan mitosis. Mitosis adalah pembelahan satu sel induk menjadi dua sel anak dengan susunan kromosom yang sama benar dengan sel induk. Pertumbuhan jaringan atau organ, selain dipengaruhi kualitas makanan juga dipengaruhi oleh hormon pertumbuhan. Hormon pertumbuhan meningkatkan transport asam amino melalui membran atau mempercepat proses kimia sintesis protein sehingga protein jaringan bertambah. Selain itu, hormon pertumbuhan juga bekerja pada metabolisme lemak dari depot lemak, sehingga memungkinkan lemak tersedia dalam bentuk energi. Hal ini selanjutnya mengurangi keccepatan oksidasi asam amino dan akibatnya meningkatkan jumlah asam amino jaringan yang disintesis menjadi protein. Untuk mengontrol pertumbuhan, tubuh juga menghasilkan faktor penghambat pertumbuhan. Faktor penghambat pertumbuhan ini secara umum menghambat pembelahan sel, misalnya pada sel epidermal. Pada hewan dewasa, mitosis pada bagian ini berjalan sangat lambat. Pembelahan sel hanya terjadi bila ada kerusakan spesifik pada sel, misalnya terluka. Sel yang rusak tersebut melepaskan stimulator untuk pembelahan sel, dan hanya mempengaruhi sel tetangganya.
D. EFISIENSI PERTUMBUHAN Sebagian besar siklus operasional budidaya ikan memperhitungkan jumlah pakan yang dimakan dengan pertumbuhan ikan. Pendugaan jumlah ikan dalam kolam dan mengestimasi biomassa dapat digunakan dasar untuk menentukan jumlah pakan yang diberikan dan untuk mengevaluasi kualitas pakan, ratio konversi pakan dapat diduga dengan rumus : jumlah pakan yang dimakan selama interval waktu tertentu pertambahan berat badan selam interval waktu tersebut Semakin kecil rasio konversi pakan, semakin cocok makanan tersebut menunjang pertumbuhan ikan peliharaan, sebaliknya semakin besar rasio konversi pakan menunjukkan pakan yang diberikan tidak efektif memicu pertumbuhan. Menurut
Smith
(1982),
penggunaan
ratio
konversi
pakan
dengan
menggunakan pertambahan berat basah ikan seringkali kurang tepat, karena badan ikan juga terdiri atas air. Karena itu, pada beberapa kasus ratio konversi dihitung dengan menggunakan berat kering. meskipun dalam penerapannya, metode ini
kurang praktis karena membunuh ikan, kemudian menganalisis sampel, tetapi nilai efisiensi bioenergetik yang diberikan lebih aktual. Rasio berat kering dapat digunakan untuk menghitung efisiensi pertumbuhan, yakni dengan rumus : selisih pertambahan berat kering rasio konversi pakan (berat kering)
X 100%
Pengukuran efisiensi pertumbuhan, baik dilakukan dengan menganalisis kualitas makanan, dalam hubungannya dengan jenis ikan tertentu. Setiap jenis ikan mengkin memiliki respon yang berbeda terhadap makanan yang sama.
BAB III PENUTUP KESIMPULAN Pertumbuhan
adalah
pertambahan
ukuran,
baik
panjang
maupun
berat.
Pertumbuhan dipengaruhi faktor genetik, hormon, dan zat hara. Ketiga faktor tersebut bekerja saling mempengaruhi, baik dalam arti saling menunjang maupun saling menghalangi, untuk mengendalikan urutan dan penjadwalan perkembangannya. Zat hara, yakni makanan, air, dan oksigen menyediakan bahan tersebut dan hormon mempercepat pengolahan serta merangsang gen. Makanan yang penting bagi pertumbuhan, adalah protein, karbohidrat, lipid, mineral, dan vitamin, ditambah air dan oksigen. Di antara bahan tersebut, vitamin dan mineral diperoleh dalam keadaan siap pakai. Protein, karbohidrat, dan lipid harus dihancurkan terlebih dahulu menjadi zat yang lebih sederhana di dalam saluran pencernaan sebelum dapat dipakai dan dimanfaatkan oleh masing – masing sel. Protein dipecahkan menjadi glukosa dan lipid dipecah menjadi asam lemak dan gliserol. Bahan – bahan ini kemudian diserap kedalam darah dan dibawa ke sel yang membutuhkan. Di dalam sel, asam amino, asam lemak, gliserol, serta mineral disintesis menjadi senyawa baru sesuai keperluannya. Sintesis senyawa baru dan pemecahan kembali senyawa tersebut berguna untuk menyiapkan energi dan bahan bagi proses pertumbuhan. Pertumbuhan jaringan atau organ, selain dipengaruhi kualitas makanan, juga dipengaruhi
hormon
pertumbuhan,
baik
faktor
perangsang
pertumbuhan
maupun
menghambat pertumbuhan. Kedua hormon ini memiliki peran yang saling bertentangan, faktor perangsang pertumbuhan berperan mengaktivasi pembelahan sel, sebaliknya faktor penghambat pertumbuhan, menghambat pembelahan sel.
DAFTAR PUSTAKA Brunner & Suddarth. 2002. Buku Ajar Keperawatan Medikal Bedah. Edisi 8. EGC: Jakarta Ganong, William.F. 2008. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi 20. EGC: Jakarta Sudoyo,Aru dkk. 2006. Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam. Jilid 3,Edisi 4. FKUI: Jakarta Harper, Rodwell, Mayes, 1977, Review of Physiological Chemistry Colby, 1992, Ringkasan Biokimia Harper, Alih Bahasa: Adji Dharma, Jakarta, EGC Wirahadikusumah, 1985, Metabolisme Energi, Karbohidrat dan Lipid, Bandung, ITB Harjasasmita, 1996, Ikhtisar Biokimia dasar B, Jakarta, FKUI Toha, 2001, Biokimia, Metabolisme Biomolekul, Bandung, Alfabeta Poedjiadi, Supriyanti, 2007, Dasrdasar Biokimia, Bandung, UI Press
