Nutrien Mikro (Vitamin dan Mineral)
Wiryatun lestariana Bagian Biokimia Fak. Kedokteran UGM
Nutrien Mikro Nutrien mikro memp. peran penting dlm. metabolisme krn. hampir terlibat dalam semua jalur reaksi biokimia manusia Dibagi menjadi 2 kelompok: vitamin dan mineral Vitamin mrpk. senyawa organik, molekul kecil, tidak dpt. disintesis oleh tubuh, atau kalau mungkin disintesis jumlahnya tidak mencukupi kebutuhan tubuh Mineral: memp. peran penting struktural dan katalitik Dibagi menjadi 2 kelompok: 1. Makromineral: Ca, P, Mg, Na, K, Cl 2. Mikromineral: Fe, Zn, Cu, Co, Yod, Mn, Se dll.
Vitamin Vitamin harus tersedia cukup dalam diet Beberapa vitamin dalam tubuh diubah menjadi koenzim yang berperan dlm. berbagai reaksi enzimatis, dan memp. struktur kimia yang berbeda satu dengan yang lain Berdasarkan sifat kelarutannya dibagi menjadi 2 kelompok: 1. vitamin larut dalam air; anggota vit B kompleks (B1, B2, B3, B5, B6, B10, B11, B12) dan vit C 2. vitamin larut dalam lemak: vit A, D, E, dan K
Vitamin larut dalam air • Tidak dapat disimpan dalam tubuh kecuali vit. B12 dan vit. C (disimpan didalam hati dalam jumlah yang cukup) harus ada dalam diet sehari-hari • Kekurangan vitamin larut dalam air sering dijumpai dan biasanya mrpk. kombinasi kekurangan berbagai macam vitamin • Vitamin B kompleks yang penting untuk manusia: vit B1 (tiamin = HCl aneurin), Vit. B2 (riboflavin = laktoflavin), vit. B3 (niasin = as. nikotinat), vit. B5 (as pantotenat), vit. B6 (piridoksin), vit. B10 (Biotin), vit. B11 (as folat), vit. B12 (kobalamin)
Tiamin • Dalam bentuk aktifnya atau bentuk koenzimnya: TPP (tiamin pirofosfat) atau DPP (tiamin difosfat) • Tiamin TPP (DPP) tiamin pirofosfat kinase/ tiaminpirofosfotransferase, ATP
• •
Enzim tiamin pirofsfat terdapat dalam otak dan hepar Koenzim TPP ini diperlukan 1. sistem dekarboksilasi oksidatif asam piruvat dlm. sistem enzim piruvat dehidrogenase (DH) kompleks dan sistem dekarboksilasi oksidatif dalam sistem enzim ketoglutrat DH kompleks 2. metabolisme asam amino rantai bercabang 3. reaksi transketolasipada oksidasi glukose mll. alur pentosa fosfat
Lanjutan tiamin
Kekurangan tiamin berpengaruh pada: - sistem syaraf, - alat pencernaan dan sistem kardiovaskuler, - kekurangan lanjut dapat menyebabkan beri-beri - kekurangan akut pada sistem syaraf ada hubungannya dengan TPP yang ikut bekerja dlm. perubahan piruvat menjadi asetil-KoA penimbunan laktat berakibat kelelahan, nafas pendek dll.
Riboflavin Bentuk aktifnya ada 2 1. riboflavin mononukleotida (FMN) 2. flavin adenin dinukleotida (FAD) kedua enzim bekerja dalam proses oksidasi reduksi (bentuk teroksidasinya: FMN dan FAD sedang bentuk terduksinya: FMNH dan FADH) Kekurangan: gejala lesi pd bibir, fisura sudut mulut, infeksi lidah (glositis), dermatitis lokal pd kulit muka, gangguan organik dan fungsional mata
Niasin dan Niasinamid Bentuk aktifnya: nikotinamid adenin dinokleotida (NAD = Koenzim-I = Ko-I) dan dinokleotid adenin dinukleotid fosfat (NADP = Koenzim-II = Ko-II) Kedua enzim tsb. bekerja pada reaksi oksidasi reduksi Kekurangan trias D (dermatitis, diare, demensia) yang sering disebut pellagra Tubuh kekurangan niasin dapat krn. kekurangan niasin, tau triptofan atau piridoksal fosfat Triptofan dapat diubah menjadi niasin dengan bantuan bentuk aktif piridoksin yaitu piridoksal-fosfat
Asam pantotenat • Ikut membentuk koenzim A (KoA-SH) • Koenzim A membawa ggs. Asil dalam reaksi enzimatis pd. oksidasi as. lemak, sintesis as. lemak, oksidasi as. piruvat dan asetilasi biologis • Kekurangan pd. manusia adanya gejala-gejala gastroenteritas seperti gastritis, enteritis, diare dan gejala pd. kulit seperti kornifikasi, depigmentasi, dan alopesia, serta kelainan glandula suprarenalis berupa pendarahan dan nekrosis korteks glandula suprarenalis
piridoksin Terdiri atas 3 senyawa derivat piridin: piridoksin, piridoksal dan piridoksamin Bentuk aktifnya: piridoksal-fosfat dan pridoksaminfosfat Merupakan koenzim untuk beberapa reaksi tertentu. - dekarboksilasi: as. amino tertentu (tirosin, arginin dll.) - deaminasi: serin dan treonin - transaninasi: piridoksal fosfat piridoksamin fosfat - trans-sulfurasi: berfungsi pd. pemindahan ggs S - desulfurasi : pemindahan gugus S dai sitein - kinurenisasi: pemindahan asam amino kedalam sel
lanjutan
• Kekurangan piridoksin pd. manusia anemia mikrositik-hipokromik dengan kadar besi (Fe) dalam serum tinggi bisa pulih kembali disebabkan sintesis heme agak lamban dg. keadaan kurang piridoksin • Pada anak-anak kekurangan piridoksin timbul gejala seperti epilepsi • Piridoksin erat hubungannya dg. met susunan syaraf tepi kekurangan piridoksin akan mengakibatkan demielinisasi syaraf • Mengakibatkan sintesis asam amino dari asam amino lain terganggu • Proses dekarboksilasi juga terganggu
Lanjutan piridoksin • Defisiensi piridoksin dpt. terjadi pada penyandang penyakit TBC yang diterapi dengan INH (Isonicotinic acid hydrazide) sebab isinoniazid membentuk suatu kompleks hidrazon dengan piridoksal yang cepat diekskresikan • Dalam tubuh dapat disintesi oleh flora usus • Kebituhan piridoksin berhubungan dengan protein diet makin tinggi protein diet kebutuhan piridoksin meningkat • Sumber: yeast, biji-biji tertentu, gandum, jagung, hati
biotin • Sbg. koenzim terikat dengan protein enzim (apoenzim) • Dikenal sbg. “anti egg white injury factor” sebab di dalam putihnya telur mentah tdp. protein avidin yg berikatan dg. biotin tak dpt. diabsorbsi dlm. usus berlangsung lama kekurangan biotin • Biotin sbg. koenzim untuk reaksi-reaksi karboksilasi, dekarboksilasi, dehidrogenasi dan deaminasi • Diperlukan dlm. pembentukan atom C no 6 (C6) inti purin
Sianokobalamin • Struktur kimianya mgd. 4 cincin pirol dan atom kobalt (Co) yang mengikat gugus CN • Pada manusia, kobalamin ikut dalam 2 reaksi enzimatis: 1. metilasi homosistein metionin 2. isomerisasi L-metil malonil-KoA suksinil KoA • Kekurangan pd. manusia mengakibatkan anemia makrositer (pernisiosa) dan kerusakan syaraf (demielinisasi) berakibat kehilangan kesadaran dan keseimbangan
Asam folat • Tersusun dari pteridin, PABA, dan asam glutamat • Koenzim asam folat dipakai untuk pemindahan dan penggunaan fragmen “1-C” • Berbagai macam bentuk aktifnya: - metil-FH4 bersama koenzim vit. B12 diperlukan untuk metilasi homosistein mjd. metionin - 5,10-metilen-tetrahidrofolat diperlukan untuk mengubah urasil mjd. timin - 10-formiltetrahidrofolat untuk membentuk kerangka C nomor 2 inti purin - 5,1o-metenil-tetrahidrofolat untuk atom C no 8 inti purin • Oleh krn itu koenzim asam folat ikut serta dalam reaksi sintesis purin, timin, pirimidin dari DNA maka as. folat berperan dalam pertumbuhan dan reproduksi sel-sel
Vitamin C • Strukturnya menyerupai monosakarida • Mudah teroksidasi menjadi bentuk dehidro ttp. kedua bentuk dlm. cairan tubuh sama fisiologis aktif • Bersifat antioksidan • Tubuh manusia tdk. dpt. mensintesis vit C meskipun memp. senyawa dasarnya krn. tidak mempunyai enzim gulonase • Hidroksilasi prolin dlm. sintesis kolagen membutuhkan vit. C • Kekurangan menyebabkan pendarahan, gigi goyah dan mudah lepas, juga mengakibatkan skorbut yang meliputi perubahan kulit, fragilitas kapiler darah • Vitamin C meningkatkan absorbsi Fe krn vit. C mengubah ferri mjd ferro
Vitamin larut dalam lemak • Absorbsi nya bersama absorbsinya lemak normal • Sesudah diabsorbsi , vit A, D, dan K dpt. disimpan dlm. hepar • Vitamin E disimpan di jaringan adiposa (lemak) • Khusus vit. A dan D dapat terjadi toksisitas bila masukan banyak
Viamin A • Vitamin A: semua senyawa bukan karotenoid yang memp. aktivitas vitamin A: retinol, retinal, asam retinoat • Vitamin A –alami bersama analog sintetiknya disebut retinoid • Vitamin A dalam hati dapat disintesis dari provitamin A (karoten) • Ada berbagai macam karoten: alfa (α), beta (β) dan gamma (γ)-karoten. • Beta (β)-karoten memp. aktivitas vit A yang paling tinggi krn. dari 1 mol-nya dapat dibentuk 2 mol. vit.A • Fungsi retinol untuk pertumbuhan dan kesehatan pada umumnya, retinal trtm. untuk penglihatan dan asam retinoat untuk sintesis protein dll.
Vitamin D
Murupakan senyawa sterol Ada 2 macam vit. D yang penting 1. vit. D2 (ergosterol yg telah diaktifkan), dikenal ergokalsiferol Ergosterol (provit. D) tdp. dalam tumbuh-tumbuhan 2. vit. D3 (7-dehidrokolesterol yg telah diaktifkan) dikenal kolekalsiferol 7-dehidrokolesterol (provit. D3) dapat disintesis dalam tubuh Fungsi fisiologis - menaikkan absorbsi kalsium - berpengaruh langsung pada proses kalsifikasi tulang dan gigi - berpengaruh pada pengelolaan fosfat oleh ren Kekurangan mengakibatkan kelainan biokimiawi yaitu hipokalsemia dan hipofosfatemia Masukan vitamin D yang berasal dari bukan alami berbahaya: kalsifikasi jaringan lunak (paru, ginjal, dll.)
Vitamin E • Termasuk senyawa tokoferol • Di alam tdpt. berbagai tokoferol, yang memp. aktivitas biologis paling tinggi: α-tokoferol • Fungsi: - sbg. antioksidan mrpk. penghalang utama terhadap peroksidasi fosfolipid dlm. membran subsel - vit. E dan vit. C berfungsi sbg. antioksidan penting dlm. menghambat kerusakan jaringan paru - ikut serta dalam metabolisme selenium (Se) • Kekurangan dpt menimbulkan distrofia otot dan kerusakan eritrosit (anemia hemolitika)
Vitamin K Ada 3 macam 1. Vit. K1 (mefiton), terdapat dalam tumbuhan 2. Vik. K2 (menaquinon = farnoquinon) tdpt . sbg. hasil met. bakteri usus maupun jaringan hewan 3. Vit. K3 (menadion) mrp. senyawa vit. K sintetik sodium menadion difosfat (sinkavit) dan menadion-sodium bisulfit (hikinon) mrpk . senyawa vit. K sintetik yg larut dlm air Fungsi - vit. K terkenal sbg. katalisator sintetis protrombin dlm. hati. Juga dibutuhkan dlm. mempertahankan jumlah normal faktorfaktor penjendalan darah: faktor II, VII, IX, X. - vit. K sbg. kofaktor yang diperlukan dlm. fosforilasi oksidatif Kekurangan: hipoprotrombinemia waktu penjendalan darah diperpanjang
Mineral • Ada 2 kelas mineral berdasarkan fungsi: 1. mineral esensial (makromineral) Ca, P, Mg, Na, K, Cl 2. mikromineral (trace elemen) Fe, Zn, Co, Mn, Cu, Se, dll
Makromineral
Kalsium (Ca) - mineral terbanyak dlm. tubuh berada dlm. tulang dan gigi (99%) - di luar tulang dan gigi berperan penting: aktivitas enzim, mengantarkan respon hormon, membantu proses penjendalan darah, kontraktabilitas otot, irrabilitas normal neuro muskuler. - kadar yang rendah memacu pembentukan 1,25dihidroksikolekalsiferol meningkatkan absorbsi kalsium
Fosfor (P) • Penyusun universal sel hidup • Dlm. bentuk fosfatnya memp. peran penting dlm. struktur dan fungsi semua sel hidup • Dlm sel fosfat dlm. bentuk ion bebas maupun dlm. bentuk sbg. komponen tak terpisahkan: asam nukleat, nukleotida, fosfolipid dan beberapa protein • Diluar sel sbg. ion bebas dan tdp. Sbg. hidroksiapatit yg. Mrpk. komponen sel utama • Bila kadar fosfat dalam darah dapat rendah karena penyerapannya dari usus kurang atau pengeluarannya lewat ginjal meningkat
Magnesium (Mg) • Banyak dijumpai dlm. Jar. hidup dan banyak diperlukan untuk aktivitas enzim serta untuk pengantaran neuromuskuler • Dalam sel , penting untuk semua reaksi yang menggunakan ATP sbg. substrat: sintesis protein, asam nukleat, nukleotida, lipid, karbohidrat, dan aktivitas kontraksi otot • Kekurangan dpt terjadi pd alkoholism, penggunaan diuretika ttt, dan asidosis metabolik • Gejala: kelemahan, gemetar, denyut jantung tak teratur
Natrium (Na), Kalium (K) dan Klorida (Cl) • Na mrpk. kation utama cairan luar sel dan dlm. bentuk NaCl memilik 2 fungsi utama: 1. mempertahankan keseimbangan asam basa tubuh 2. bertanggung jawab mempertahankan tekanan osmose cairan luar tubuh • Kalium merupakan kation utama cairan dalam sel • Bila masukan K kurang K dalam serum menurun K dlm sel juga turun
Mikro elemen Besi (Fe) Dalam tubuh besi memp banyak peran penting: - sbg komponen hemoglobin dan mioglobin untuk pengangkutan O2 dan CO2 - sbg komponen sitokrom untuk fosforilasi oksidatif - sbg komponen enzim lisosoma, katalase, dll. kekurangan anemia mikrositik hipokromik, penurunan jmunokompetensi
jodium Jodium diet diserap diangkut ke kelenjar tiroid disimpan dan digunakan untuk sintesis hormon tiroid triiodotironin dan tiroksin mengatur laju metabolik dasar, pertumbuhan dan perkembangan anak
Seng (Zn) Komponen enzim anhidrasekarbonat, dehidrogenase laktat, dismutase superoksida dsb. Kekurangan dpt . mengurangi ketajaman indera pengecap, lambatnya penyembuhan luka, lambatnya pertumbuhan dan gangguan pertumbuhan seksual
Tembaga (Cu) • logam penting dalam proses metabolisme • Komonen penting enzim: sitokrom oksidase, superoksid dismutase dll. • Kekurangan: leukopeni, demineralisasi tulang, anemia, SELENIUM (Se)
komponen enzim glutation peroksidase Bersama-sama dg vit. E mengatasi adanya peroksida dalam sel
Mangan (Mn), Molibdinum (Mo) dam Kobalt (Co) • Mangan: komponen piruvat karboksilase dan enzim lain • Molibdinum: komponen enzim xantin oksidase, aldehida oksidase, sulfit oksidase • Kobalt : komponen vitamin B12 (kobalamin)
Waspadalah Selalu
