Bagaimana Suhu Mempengaruhi Metabolisme?

Metabolisme menggambarkan semua reaksi kimia yang terlibat dalam mempertahankan kehidupan suatu organisme. Ini adalah proses di mana manusia dan organisme lain mengubah makanan menjadi energi. Panas adalah produk sampingan dari metabolisme dan bentuk energi yang mempengaruhi kecepatan metabolisme terjadi, atau dikenal sebagai laju metabolisme.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Metabolisme adalah proses dimana makanan diubah menjadi energi. Panas dipancarkan dari organisme sebagai produk sampingan dari proses ini. Karena hewan ektotermik tidak dapat mengatur suhu tubuhnya sendiri, metabolismenya dipengaruhi oleh suhu eksternal.

Metabolisme memiliki dua jalur metabolisme. Yang pertama adalah jalur katabolik, yang memecah senyawa kompleks, seperti glukosa dan protein, menjadi senyawa sederhana. Ini membuat energi tersedia untuk kerja sel. Jalur kedua adalah jalur anabolik, yang membangun senyawa kompleks yang dibutuhkan tubuh, seperti protein untuk otot, dari senyawa sederhana ini. Karena reaksi kimia tidak dapat diprediksi - mereka mungkin tidak menghasilkan senyawa yang tepat, atau jumlah yang dibutuhkan - sel membutuhkan enzim untuk mengatur aktivitas metabolisme. Enzim menyatukan bahan kimia yang tepat dan mempercepat reaksi kimia. Oleh karena itu, enzim merupakan katalis reaksi kimia.

Hanya sejumlah kecil energi yang diperoleh dari makanan menjadi energi yang menggerakkan sel. Sisanya hilang sebagai panas, yang merupakan produk sampingan dari reaksi kimia. Panas ini keluar dari tubuh manusia dan organisme lain dan itulah yang menyebabkan ruangan yang penuh dengan orang menjadi sangat panas. Panas yang dihasilkan oleh metabolisme memainkan peran penting dalam menjaga tubuh hewan endotermik tetap hangat. Endoterm, terutama burung dan mamalia, adalah hewan yang mampu mengatur suhu tubuhnya sendiri menggunakan energi yang dihasilkan oleh metabolisme.

Sel-sel organisme tertentu mengandung berbagai jenis enzim, yang masing-masing bertanggung jawab untuk reaksi kimia tertentu. Semua enzim ini memerlukan kisaran suhu yang sama agar dapat berfungsi. Hubungan antara laju metabolisme dan suhu dapat divisualisasikan sebagai kurva berbentuk punuk. Aktivitas enzim, dan karena itu metabolisme, lambat pada ujung bawah dan atas dari kisaran suhu tertentu, dan tertinggi pada beberapa titik optimum. Suhu optimal untuk enzim manusia yang khas adalah 37 derajat Celcius (98,6 derajat Fahrenheit). Oleh karena itu, tubuh manusia mempertahankan suhu sekitar 37 derajat Celcius untuk memaksimalkan laju metabolisme. Aktivitas enzim turun tajam pada suhu di atas 98,6 derajat, dan pada suhu tinggi enzim "mendenaturasi", yang berarti mereka kehilangan strukturnya dan menjadi tidak berguna.

Suhu di lingkungan sekitar secara langsung mempengaruhi laju metabolisme hewan ektotermik, hewan yang tidak mampu mengatur suhu tubuhnya sendiri. Misalnya, tingkat metabolisme kadal rendah pada suhu dingin dan tinggi pada suhu panas. Ini berarti kadal tidak bisa terlalu aktif dalam cuaca dingin karena mereka tidak memiliki energi untuk melakukannya, sementara pada suhu tinggi mereka dapat bergerak cepat tetapi harus mengkonsumsi makanan untuk bahan bakar proses metabolisme. Para ilmuwan percaya bahwa panas meningkatkan tingkat metabolisme hewan dengan meningkatkan jumlah energi kinetik yang tersedia untuk sel. Energi kinetik adalah energi yang berhubungan dengan benda yang bergerak. Panas meningkatkan energi kinetik dalam sel dengan mempercepat molekul yang terlibat dalam reaksi kimia, menyatukan mereka lebih sering. Untuk hewan endoterm, tindakan mengatur suhu tubuh meningkatkan laju metabolisme. Tindakan yang diperlukan untuk mendinginkan, misalnya terengah-engah, atau pemanasan, misalnya menggigil, membutuhkan energi dan dengan demikian metabolisme makanan lebih cepat.