17-wl-vitamin dan mineral

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