Makanan yang kita makan sehari-hari kebanyakan merupakan campuran berbagai bahan makanan yang telah diolah. Setiap bahan makanan, kecuali gula dan minyak, merupakan campuran antara berbagai zat gizi dengan bahan bukan zat gizi. Bahan yang termasuk zat gizi adalah karbohidrat, lemak, protein, vitamin, mineral, dan air. Oksigen dari udara, yang dihirup oleh paru-paru masuk ke dalam pembuluh kapiler paru, diikat oleh haemoglobin (Hb) dalam butir darah merah lalu beredar ke seluruh tubuh, masuk ke dalam sel jaringan untuk digunakan.
Di dalam tubuh, makanan yang kita makan berturut-turut mengalami proses: 1. pencernaan (disgestion) di dalam saluran pencernaan, dimana terjadi pembebasan zat-zat gizi dari makanan, 2. penyerapan (absorption) yaitu masuknya zat gizi dari dalam usus ke dalam aliran darah melewati dinding usu halus, 3. pengangkutan (transportation) oleh aliran darah dari dinding usus ke seluruh jaringan yang memerlukannya, dan 4. penggunaan (utilization) oleh sel menjadi struktur sel, substansi pengatur, dan untuk membentuk energi. Zat sisa yang tidak dibutuhkan sel akan kembali ke dalam darah, diangkut oleh aliran darah ke organ-organ pengeluaran yaitu ginjal, paru-paru, kulit, dan lain-lain untuk dibuang ke luar tubuh (excretion).
Fisiologi Pencernaan
Di dalam saluran pencernaan, secara berturut-turut makanan akan mengalami proses pencernaan, penyerapaan zat gizi, dan pembentukan faeses dari sisa makanan yang tidak diserap
Proses pencernaan dimulai di dalam rongga mulut, dimana makanan dipotong-potong, digiling oleh gigi geligi, dan dicampur dengan ludah yang mengandung enzim pencerna, lalu ditelan dan masuk ke dalam lambung untuk dicampur dengan getah lambung. Oleh gerakan peristaltik, makanan akan didorong masuk ke dalam usus 12 jari (duodenum) untuk dicerna lebih lanjut. Lama tinggal makanan di dalam lambung tergantung pada komposisi dan kepekatan zat gizi makanan tersebut. Makanan cair dan makanan lembek akan tinggal di dalam lambung selama 15-30 menit, sedangkan makanan padat akan tinggal di dalam lambung antara 3-5 jam. Di dalam lambung, protein akan tinggal lebih lama daripada karbihidrat sedangkan lemak akan tinggal lebih lama daripada protein.
Di dalam duodenum, makanan bercampur dengan berbagai getah pencernaan yang berasal dari hati, kandung empedu, pankreas, dan dinding duodenum sendiri. Di sini proses pencernaan berakhir. Dengan proses pencernaan, yang dimulai di mulut dan berakhir di duodenum, molekul-molekul makanan secara mekanis dan kimia diubah menjadi molekul-molekul yang lebih kecil dan sederhana sehingga siap untuk diserap darah pada dinding usus halus yaitu pada jejunum dan ileum. Molekul-molekul kecil basil pencernaan berupa:
1. monosakarida yaitu glukosa, fruktosa, dan galaktosa yang berasal dari molekul besar karbohidrat yaitu polisakarida;
2. asam lemak dan gliserol yang berasal dari lemak;
3. asam-asam amino yang berasal dari protein dan;
4. vitamin dan mineral bebas yang tadinya mungkin berikatan dengan molekul lain.
Oleh gerakan peristaltik, makanan akan didorong dari usus halus ke dalam usus besar. Makanan padat akan tiba di ujung hilir usus halus dalam waktu 4,5 jam, lalu memasuki usus besar dalam waktu 5,5 jam setelah makanan ditelan.
Di dalam usus besar terjadi penyerapan air dan elektrolit sehingga ampas makanan akan menjadi pekat membentuk faeses di ujung hilir usus besar lalu dibuang ke luar melalui anus, 12-24 jam setelah makanan tersebut dimakan.
Penyerapan dan Transportasi Zat Gizi
Zat gizi yang sudah siap-serap di dalam usus halus akan memasuki sel dinding usus halus baik secara aktif maupun secara pasif. Di dalam sel dinding usus halus sebagian zat gizi akan berasimilasi dan selanjutnya zat gizi baik yang sudah berasimilasi maupun yang masih utuh mengikuti aliran darah dan getah bening menuju ke hati.
Di dalam hati, zat gizi memasuki sel hati dan mengalami berbagai proses baik pembentukan maupun penguraian. Bagi hati, zat gizi merupakan bahan baku untuk pembentukan berbagai keperluan seperti: perbaikan struktur sel yang rusak, pembentukan hormon, enzim, dan albumin, sintesis cadangan energi berupa glikogen dan lemak. Selain itu, di dalam hati terjadi juga sintesis dan resintesis zat gizi untuk dikirimkan ke seluruh sel jaringan tubuh melalui aliran darah.
Penggunaan Zat Gizi oleh Jaringan Tubuh
Di dalam sel jaringan, zat gizi digunakan untuk berbagai keperluan yaitu: penggantian struktur sel yang rusak, pembentukan zat pengatur dan pemelihara proses dalam tubuh yaitu protein, hormon, dan enzim; pembentukan zat gizi cadangan dan pembentukan energi. Dengan demikian di dalam tubuh makanan mengalami rangkaian proses yang dimulai dengan proses pencernaan dimana zat gizi dibebaskan dari makanan sampai zat gizi itu dirubah dan digunakan untuk berbagai keperluan sel, termasuk menjadi bagian sel itu sendiri. Dengan kata lain, makanan itulah yang membentuk tubuh kita. Rangkaian proses untuk merubah makanan menjadi zat-zat yang dapat digunakan tubuh disebut metabolisme. Tercakup dalam proses metabolisme tersebut adalah proses pembentukan (anabolisme) dan proses penguraian (katabolisme). Proses anabolisme bersifat membentuk molekul-molekul yang lebih besar dan kompleks dari molekul-molekul yang kecil dan sederhana. Sedangkan proses katabolisme bersifat menguraikan molekul yang lebih besar menjadi molekul yang lebih kecil dan sederhana. Proses katabolisme dan anabolisme juga terjadi dalam sel. Melalui proses anabolisme di dalam sel, zat gizi digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan struktur sel, zat gizi cadangan, enzim hormon, dan lain-lain. Struktur sel terbuat dari zat gizi karbohidrat, lemak, protein, mineral, dan air. Cadangan zat gizi terbentuk dari kelebihan zat gizi. Cadangan karbohidrat berupa glikogen yang disimpan terutama di dalam sel hati dan otot. Cadangan lemak adalah trigliserida yang berada di dalam dan di antara sel, terutama pada jaringan adiposa. Lemak dan glikogen merupakan sumber cadangan energi endogen. Hormon dan enzim terbuat dari protein, vitamin, dan mineral. Pada umumnya proses anabolisme memerlukan energi. Pada proses katabolisme dihasilkan molekul lebih kecil dan sederhana yang dapat digunakan untuk bahan baku proses anabolisme atau bila tidak diperlukan hasil metabolisme itu akan dibuang keluar tubuh melalui organ-organ ekskresi.
Pada katabolisme zat gizi penghasil energi yaitu karbohidrat, lemak, dan protein terjadi pembebasan energi dalam bentuk energi kimia. Energi yang dibebaskan ini dirubah menjadi energi kimia dalam bentuk lain yaitu substansi dengan ikatan phosphat berenergi tinggi misalnya adenosine triphosphat (ATP), dimana ATP dibentuk dari Adenosin diphosphat (ADP). Energi kimia dalam bentuk ATP ini dapat diubah menjadi energi dalam bentuk lain, seperti energi mekanis pada kontraksi otot, energi listrik seperti pada penghantaran rangsang syaraf dan energi panas untuk memelihara suhu tubuh.
Dalam proses katabolisme dikenal 2 macam proses yaitu:
1. Proses anaerob dimana proses katabolisme terjadi tanpa penggunaan oksigen. Pada proses ini pembentukan energi terjadi dalam waktu yang singkat tetapi jumlahnya sedikit.
2. Proses katabolisme aerob dimana proses katabolisme terjadi dengan menggunakan oksigen. Pada proses ini, pembentukan energi terjadi secara lambat namun jumlahnya banyak
Dari uraian di atas jelas bahwa proses anabolisme dan katabolisme adalah 2 proses yang berkesinambungan, saling mengisi satu sama lain. Energi yang dibebaskan pada proses katabolisme akan digunakan untuk proses anabolisme dan pada gilirannya produk anabolisme akan digunakan sebagai bahan baku nagi proses katabolisme.
Baik proses katabolisme maupun proses anabolisme merupakan rangkaian reaksi biokimia yang panjang dan berlangsungnya reaksi tersebut dipercepat oleh katalisator yaitu enzim. Tanpa enzim, reaksi berlangsung lambat. Enzim tersusun dari apoenzim dan koenzim. Apoenzim adalah suatu protein yang disintesis dalam kelenjar-kelenjar tubuh. Koenzim dapat terbentuk dari organik, umumnya vitamin atau zat anorganik mineral.
Terjadinya kegiatan anabolisme atau katabolisme di dalam sel tergantung pada kegiatan hormon yang mengaturnya, yaitu protein yang disintesis di dalam kelenjar buntu. Proses anabolik dirangsang oleh kerja hormon anabolik, misalnya insulin dan hormon anabolik steroid. Sedangkan hormon adrenalin, noradrenalin, kortisol, dan glukagon adalah hormon yang merangsang terjadinya proses katabolik.