DINAMIKA FISIOLOGI DAN METABOLISME PADA AKTIVITAS TERNAK KERJA

 Pengertian Metabolisme

Metabolisme adalah istilah untuk menunjukan perubahan-perubahan kimiawi yang terjadi di dalam tubuh untuk pelaksanaan berbagai fungsi vitalnya.  Setiap sel terdiri atas protoplasma yang memiliki kemampuan memunggut oksigen dan bahan keperluan lainnya, dan untuk menyisihkan bahan tertentu lainnya sebagai barang buangan, termasuk karbon dioksida.

Metabolisme selanjutnya dibagi menjadi dua tipe perubahan kimia. Yang pertama dikenal sebagai katabolisme, yaitu senyawa kompleks mengalami degradasi menjadi senyawa yang lebih ssderhana. Kedua dikenal sebagai anabolisme, yaitu senyawa kompleks akan disintesa dari senyawa yang lebih sederhana. Selama proses katabolisme dan anabolisme, sejumlah metabolit sisa yang dihasilkan akan ditransformasi, didetoksikasi (jika toksik) dan diekskresi. Proses metabolik di dalam tubuh akan melepaskan energi untuk kerja fisik dan sintesis komponen tubuh, karbohidrat, protein dan lipida. Dalam proses metabolisme, hati dan jaringan darah memainkan peranan yang sangat penting.

            Zat-zat makanan mengalami proses metabolisme dalam tubuh ternak dan produk akhirnya akan dimanfaatkan bagi kebutuhan ternak. Metabolisme zat makanan pada ternak ruminansia dan non-ruminansia serta unggas memiliki keunikan tersendiri. Oleh karena itu diperlukan secara khusus memahaminya sehingga akan bermanfaat dalam upaya menyediakan pakan bagi setiap ternak dimaksud.

Proses Fisiogi dan Metabolisme Pada Aktivitas Tubuh Ternak Kerja

Gerakan mekanik pada ternak , diawali dengan system nervorum (saraf) bekerja lebih dahulu untuk menyampaikan perintah otak (kehendak) ke system perototan (muscular) untuk melakukan gerakan kontraksi-relaksasi (terutama pada daerah kaki).

Terdapat dua kontraksi otot yakni:

1.        Kontraksi isotonic yang disertai dengan gerakan mekanik, sehingga ternak dapat berjalan.

2.        Kontraksi isometric yang tidak disertai gerakan mekanik. Kontraksi isometric dimaksudkan agar posisi tubuh tetap tegak (ternak tidak tergelincir) atau dalam posisi menahan beban (tubuhnya sendiri atau beban yang diangkat).

Kedua macam kontraksi tersebut membutuhkan suplai energi baik dari nutrisi maupun dari hasil metabolisme. Gerakan mekanik dapat terjadi dalam waktu yang lama dan didukung stamina yang baik, apabila suplai nutrisi (energi) yang berasal dari sirkulasi darah sesuai dengan kebutuhan. Pada ternak yang melakukan gerakan mekanik ringan (misalnya berjalan tanpa beban) membutuhkan suplai energi yang relativ sedikit, sehingga aktivitas sirkulasi darah tidak perlu direspon dengan peningkatan yang agresif dari pulsus (frekuensi denyut jantung) dan suplai oksigen melalui frekuensi pernapasan (respirasi). Pada ternak yang bekerja berat (misalnya membajak di lahan persawahan) gerakan mekanik membutuhkan energy yang relative besar, sehingga harus direspon dengan peningkatan yang progresif dari pulsus dan respirasi yang merupakan respon ternak untuk mensupali kebutuhan energy dan oksigen ke jaringan otot.

Sumber energy utama untuk aktivitas gerakan mekanik adalah karbohidrat (glukosa) walaupun demikian protein dan lemak dapat juga digunakan sebagai sumber energi karena zat intermediernya dapat dikonversi menjadi glukosa melalui proses glukoneogenesis.

            Di samping karbohidrat, ada substansi lain dari glukosa yang dihasilkan dalam tubuh. Proses ini dikenal sebagai glukoneogenesis. Substansi glukoneogenik yang penting adalah asam amino, asam lemak, asam propionat, dan lain-lain.

            Dalam pemanfaatan glukosa, insulin (hormone dari pankreas) dibutuhkan oleh banyak jaringan untuk memanfaatkan glukosa. Produksi insulin dari pankreas dirangsang oleh level glukosa darah yang tinggi. Masuknya glukosa ke dalam hati dan otak sangat bergantung pada keberadaan insulin. Jika level glukosa darah turun, pankreas akan melepaskan glukogen, yang akan merangsang pemecahan glikogen hati dan melepaskan glukosa ke dalam darah. Hati memiliki glukosa-6-phosphat sedangkan urat daging tidak memilikinya tetapi menyimpan glikogen. Glukosa dimetabolisme menjadi asam laktat dalam urat daging kemudian asam laktat dirubah menjadi glukosa melalui glukoneogenesis dalam hati. Penyimpanan sementara dari glikogen setelah terjadinya penyerapan karbohidrat adalah untuk menjaga terjadinya hyperglycemia, yaitu suatu kondisi dimana kadar gula darah melebihi kadar normal. Pelepasan glikogen sebagai glukosa untuk mengimbangi pengambilan gula dari darah oleh jaringan – jaringan untuk menjaga agar tidak terjadi hypoglysemia. Fungsi glikogenelitik dari hati tersebut dipengaruhi oleh aktivitas berbagai hormone. Hormon adrenalin dan diabetogenik berfungsi dalam mempertinggi kadar gula darah. Sementara hormon insulin mempunyai pengaruh merendahkan gula darah. Hormon-hormon ini bila tidak berfungsi normal maka dapat terjadi hyperglysemia maupun hypoglysemia.

            Karbohidrat yang masuk ke dalam tubuh ternak jika melebihi dari kebutuhan, karbohidrat tersebut akan diubah menjadi lemak. Hal ini terjadi karena hati tidak sanggup untuk menampung karbohidrat (glukosa) dalam jumlah berlebihan, ada batas kemampuannya. Sebagai contoh, pada ternak-ternak yang digemukkan dengan memberikan pakan sumber karbohidrat yang tinggi, maka akan terjadi penimbunan lemak sebagai akibat dari perubahan karbohidrat menjadi lemak. Jadi walaupun seekor ternak, contohnya ternak babi, diberikan pakan yang mengandung sedikit kadar lemaknya, setelah ternak tersebut dipotong dapat terjadi kandungan lemak dalam tubuhnya lebih tinggi dari lemak yang terdapat dalam ransum yang dimakannya.

Proses Pembentukan Energi dari Karbohidrat

Fungsi penting dari karbohidrat dalam tubuh ternak adalah menyediakan energi. Energi tersebut tersedia apabila mengalami pembakaran menjadi air dan karbondioksida (H₂O dan CO₂). Contohnya, satu gram berat molekul hexosa (180 gram) akan menghasilkan 686 kkal panas saat dibakar menjadi karbondioksida dan air :

                     C₆H₁₂O₆ + 6 O₆  -----►6 CO₂ + 6 H₂O + 686 kkal

Jumlah yang sama dari energi yang dilepaskan dalam sel, tetapi terbanyak energi yang dilepaskan dari oksidasi dalam sel disimpan dalam bentuk ikatan energi yang tinggi, khususnya ditemukan dalam Adenosin Triphosphat (ATP). Monosakarida yang berasal dari pencernaan karbohidrat dihasilkan terutama di dalam usus halus. Glukosa dan gula hexosa lainnya diserap di usus halus dan kemudian di bawa ke hati dan seterusnya  diubah menjadi glikogen. Glikogen kemudian secara bertahap diubah kembali menjadi glukosa. Pembentukan glikogen dari glukosa adalah suatu reaksi ensim yang membutuhkan energi dalam bentuk ATP. 

            Karbohidrat diabsorbsi sebagai monosakarida dan kemudian diangkut melalui darah ke hati, urat daging dan jaringan lain untuk dimetabolisme dan dimanfaatkan. Degradasi atau sintesis karbohidrat dalam sel dilakukan oleh sejumlah ensim yang sangat spesifik. Ada sejumlah jalur dalam proses metabolisme tetapi hanya tiga rangkaian yang diuraikan karena lebih menonjol pada mamalia, yaitu 1) glikolisis, 2) siklus asam sitrat dan 3) jalur pentosa phosphat.

Glikolisis

Pada proses ini, glikogen, glukosa atau monosakarida lainnya dipecah menjadi asam piruvat dan asam laktat tanpa kehadiran molekul oksigen (anaerobik). Dalam proses glikolisis, dua mol ATP digunakan dalam phosporilasi glukosa dan fruktosa-6-phosphat. Empat mol ATP dihasilkan pada sisa rangkaian. Jadi hasil akhir dalam rangkaian glikolisis di bawah kondisi anaerobik hanya 2 mol ATP per mol glukosa. Dalam glikolisis aerobik 10 mol ATP dihasilkan dari 1 mol glukosa. Karena ada 2 mol ATP yang digunakan maka produksi akhir ATP dari ADP adalah 8 mol.

Fungsi Metabolisme Glukosa pada Ruminansia.

1.      Sumber utama energi di jaringan syaraf terutama di otak dan sel-sel darah merah. 

2.      Untuk metabolisme otot dan produksi glikogen (persendian energi di otot dan di hati). 

3.  Pada ternak yang sedang laktasi digunakan untuk prekursor utama dari pembentukan laktosa dan gliserol (komponen lemak susu) dan suplai
nutrisi untuk janin. Kebutuhan glukosa ini meningkat pada akhir
kebuntingan. 

4.     Untuk pembentukan NADPH   diperlukan untuk sintesis Asam lemak rantai panjang NADPH dari oksidasi glukosa via jalur pentosa-fosfat.