ion-ion anorganik yang berhubungan dengan metabolisme tubuh

ION-ION ANORGANIK YANG BERHUBUNGAN DENGAN METABOLISME TUBUH
Dr. ARMAN SAIBI
Bagian Kimia Fakultas Kedokteran
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Metabolisme adalah pengubahan zat-zat makanan menjadi enersi di dalam
tubuh. Pada proses metabolisme ini di samping enzim-enzim sebagai pemegang
peran utama, juga ion-ion anorganik sangat memainkan peranan penting. Setiap ion
anorganik mempunyai fungsi metabolik sendiri-sendiri di samping ianya turut pula
dimetabolisir.
Ion-ion anorganik yang ada dalam tubuh berasal dari senyawa ektrolit yang
terdapat dalam makanan. Senyawa elektrolit ini larut dalam cairan tubuh
(intraseluler dan ekstraseluler) dalam bentuk ion positid (kation) dan ion negatip
(anion).
Dari penyelidikan tentang komposisi tubuh ternyata menunjukkan bahwa
hampir semua unsur kimia yang dikenal, terdapat dalam tubuh manusia. Timbul
pertanyaan, apakah semua unsur (khususnya on-ion anorganik) itu penting bagi
proses metabolisme tubuh?
Pada tulisan ini diperlihatkan beberapa dari ion-ion anorganik tersebut yang
menurut penelitian memang penting bagi tubuh manusia agar proses metabolisme
berjalan sempurna.
MAYOR PHISIOLOGICAL DAN TRACE IONS
Di dalam kimia anorganik telah dikenal lebih dari seratus unsur (ion). Tetapi
dari hasil penelitian, hanya beberapa ion saja yang ada hubungannya dengan
metabolisme tubuh.
Ion-ion yang terdapat dalam tubuh dibagi atas dua golongan. Golongan
pertama disebut dengan "mayor phisiological ions", yaitu ion-ion yang terdapat
dalam tubuh dalam jumlah yang banyak. Termasuk ke dalam golongan ini adalah
ion-ion khlorida, fosfat, karbonat, K, Na, Ca dan Mg. Golongan kedua disebut dengan
"trace ions", yaitu ion-ion yang terdapat dalam tubuh dalam jumlah yang sedikit.
Termasuk ke dalam golongan ini adalah ion-ion Fe, In, Yodium, Cu, Co, Mn, Cr, Se, F
dan sulfat. Ion-ion yang termasuk dua golongan inilah yang "esensial" bagi tubuh
Disebut demikian karena ion-ion inilah yang dijumpai mempunyai fungsi metabolik
yang jelas di dalam tubuh.
Di samping itu ada lagi beberapa ion yang termasuk trace ions yang terdapat
dalam tubuh tetapi tidak esensiel bagi tubuh. Ini disebabkan fungsi metaboliknya
tidak jelas dan terdapatnya di dalam tubuh pun dalam keadaan isidentil. Termasuk di
dalam ini antara lain ion-ion Cd, Li, Ni, V, Ag, Au, Al, As, Sr, Pb, Rb, Si, Ti dan B.
ABSORPSI ION-ION ANORGANIK
Kebanyakan ion-ion anorganik (kecuali Natrium dan Kalium) membentuk
garam-garam dan senyawa-senyawa lain yang relatif sukar larut, sehingga sukar
diabsorpsi. Sebagian besar ion-ion itu yang dimakan akan diekskresi dalam feses
Absorpsi ion-ion anorganik sering memerlukan yang disebut protein pengemban
spesifik (Spesifik Carrier Protein). Sintesis protein ini berperan sebagai mekanisme
penting untuk mengatur kadar ion-ion tersebut dalam tubuh Transportasi dan
penyimpanan ion-ion ini juga membutuhkan pengikatan spesifik pada protein
pengemban (protein carrier). Ekskresi sebagian besar ion-ion anorganik ini dilakukan
© 2003 Digitized by USU digital library
1
oleh ginjal, tetapi banyak ion-ion ini juga diekskresi ke dalam getah pencernaan dan
empedu dan hilang dalam feses.
FUNGSI METABOLIK DAN MANIFESTASI KLINIS AKIBAT DEFISIENSI
Dari sekian banyak ion-ion anorganik tubuh hanya yang termasuk "mayor
phisiological ions" dan 'trace ions" esensiel saja yang sudah diketahui fungsinya pada
metabolisme tubuh. Beberapa ion-ion ini mempunyai lebih dari satu fungsi
metabolik. Sebenarnya fungsi metabolik suatu jenis ion belumlah diketahui dengan
sempurna, tetapi dalam hal ini peneliti-peneliti mengambil genealisasi tertentu yang
diterapkan pada hampir semua ion yang esensiel.
Kekurangan (defisiensi) jumlah yang diterima (intake) dari semua ion-ion
anorganik yang esensiel akhirnya menimbulkan manifestasi klinis yang jelas. Karena
konsentrasi ion-ion ini dalam tubuh diatur pada tingkat absorpsi, maka kadar yang
bersirkulasi dalam darah tidaklah menggambarkan intake. Sebaliknya, mereka
menunjukkan keseimbangan antara jumlah yang diabsorpsi, digunakan, disimpan,
dan diekskresi. Oleh karena itu harus diingat, tes laboratorium dari kadar ion-ion ini
dalam serum atau dalam urine yang sering kita kerjakan secara rutin, tidaklah selalu
menjadi indikator yang tepat untuk intake.
Manifestasi klinis akibat defisiensi ini biasanya terjadi pada masyarakat
dengan makanan yang bergizi rendah. Sindroma defisiensi ion-ion anorganik ini
jarang terjadi pada orang yang mendapat makanan berbagai macam makanan yang
cukup. Walaupun terjadi defisiensi, biasanya sekunder misalnya malabsorpsi,
pendarahan berlebihan, penyakit ginjal dan masalah-masalah klinis lainnya.
Suatu hal yang harus diingat, kelebihan intake dari hampir semua ion-ion
anorganik ini menyebabkan gejala toksik.
SUMBER DAN KEBUTUHAN SEHARI-HARI
Ion-ion anorganik yang esensiel ini ditemukan dalam hampir sebagian besar
makanan, terutama biji-bijian, buah-buahan, sayur-sayuran, susu, produk susu,
daging ikan dan sebagainya. Tetapi ion-ion ini biasanya terdapat dalam makanan itu
dalam jumlah sedikit. Oleh karena itu, untuk memenuhi kebutuhan nutrisi, kita perlu
memakan dalam jumlah yang cukup yang dapat dilakukan dengan memakan
makanan yang bervariasi jenisnya. Di bawah ini diperlihatkan ion-ion yang esensiel
bagi tubuh, sumber, fungsi metabolik dan manifestasi klinis akibat defisiensi.
Dibawah ini diperlihatkan ion-ion yang esensiel bagi tubuh, sumber, fungsi metabolik
dan manifestasi klinis akibat defisiensi.
© 2003 Digitized by USU digital library
2
Unsur
(Ion)
dan
jumlah
total dalam
tubuh
Natrium
1,8
(Na+)
gr/kg
Kalium (K+)
2,6 gr/kg
Kalsium
(C++)
gr/kg
22
Sumber
Kebutuhan
perhari
yang
dianjurkan
Fungsi metabolik
Manifestasi
klinis
akibat
efisiensi
Garam dapur
,
makanan
bergaram,
daging,susu,
baking
powder,
beberapa
jenis sayuran
Sayuran
buahbuahan,
susu, daging,
padi-padian,
kacangkacangan
(jenis kacang
polong)
Susu, produk
susu, tulang
ikan
3 – 5 gr
Konstituen
buffer,
kesetimbangan air,
tekanan
osmotik,
transportasi
CO2,
permiabilitas
dinding sel, daya
rangsangan otot
Dehidrasi
asidosis,
jaringan,
kelebiha:
oedema,
hipertensi
Konstituen
buffer
kesetimbangan
asam-asam,
kesetimbangan air,
transportasi
CO2,
transportasi melalui
selaput,
daya
rangsang
otot/syarat
Pembentukan
tulang
dan
gigi,
pembekuan darah,
permiabilitas
dinding sel, daya
rangsang
otot/syaraf
Konstituen
tulang
dan gigi, konstituen
ATP/NAD/FAD,
konstituen dari hasil
metabolisme
nukleoprotein,
fosfolipida,
fosfoprotein
Kofaktor untuk PO4
transfering
enzimes, konstituen
tulang
dan
gigi,
mengurangi
daya
rangsang
otot/syaraf
Konstituen
dari
hemoglobin,
mioglobin, katalase,
sitokhrom,
transportasi
elektron
kofaktor
enzim
Asidosis,
kerusakan ginjal
1,5 – 4,5 gr
0,8 gr
Fosfor
(PO43+)
22 gr/kg
Susu, produk
susu, kuning
telur, daging,
padi-padian,
kacangkacangan
0,8 gr
Magnesium
(Mg++)
0,05 gr/kg
Khlorofil,
kacang
tanah, padipadian,
kacangkacangan
350 gr
Ferrum
(Fe++)
mgr/kg
Hati, daging,
kuning telur,
sayuran yang
daunnya
hijau,
padipadian,
roti
dan tepung,
makanan
10 – 16 mg
75
© 2003 Digitized by USU digital library
atropi
Penyakit Rickets
pada
anak,
pertumbuhan
yang
kurang,
osteoporosis
(dewasa),
hipereksaitibilitas
Osteomalasia
(jarang)
renal
rickets,
aritmia
jantung.
Tremor
otot
gerak
khorea,
kebingungan,
vasodilatasi,
hiperirratabiliti
Anemia
hipokronik
dibutuhkan pada
kehamilan,
kelebihan:
hemokhromatosis
3
Jodium (J-)
Zinkum
(Zn++)
28 mgr/kg
Cuprum
(Cu++)
2 mgr/kg
Cobalt
(Co++)
Mangan
(Mn++)
mgr
20
Molybdium
(Mo++)
Salenium
(Se)
Khlor
(Cl-)
50 mEq/kg
bayi
yang
ditambah zat
besi
Garam
berjodium,
sea food
100 – 140
mikrogram
Konstituen
thyroksin,
triyodothyronine,
regulator
dari
oksidasi sel
Konstituen
dari
insulin, karbonikAnhidrase,
karboksipeptisidase,
Dehidrogenase
alkohol,
alkali,
fosfatase
Hati,
pankreas
sisik
ikan,
tersebar
di
jaringan
hewan
dan
tumbuhtumbuhan
Hati, ginjal,
kuning telur,
padi-padian
10 - 15 mgr
Hati,
pankreas,
jamur
1 – 2 mgr
Hati, ginjal,
benih
gandum,
kenari,
kacang
polong
Hati, ginjal,
padi-padian,
kacang
polong
Hati, ginjal,
jantung
trace
Kofaktor dari enzim
arginase
karboksilase, kinase
dll
trace
Konstituen
oksidase,
oksidase
trace
Konstituen faktor 3,
bekerjasama
dgn
vit
E
mencegah
nekronase hati dan
distropi otot pada
hewan,
menghalangi
peroksida lemak
Elektrolit,
kesetimbangan
osmotis,
HCl
lambung,
kesetimbangan
Garam dapur,
daging
hewan
2 - 3 mgr
5 – 10 gr
© 2003 Digitized by USU digital library
Pembentukan
hemoglobin,
konstituen
enzimenzim
oksidase
(tyrosinase,
cytochrom oxidase,
askorbic
acid
oxidase
Konstituen dari vit.
B 12
dari
aldehid
Endemic
goiter
(hypothyroidism)
kretinisme
Anemia,
pertumbuhan
kerdil,
hypogonadism
pada laki-laki
Anemia,
hipokhromik byk
terdapat di hati
pada
penyakit
Wilson
Defisiensi
vit.
B12,
anemia
perniosa,
kelebihan;
polisitemia
Pada
manusia
belum diketahui
pada
hewan
mengurangi
toleransi glukosa,
ataksia
Tidak diketahui
Tidak diketahui
Hypochloremic
alkalosis
4
Fluor ( F-)
Sulfur
(SO42-)
Seafood,
beberapa
jenis
minuman
Protein
hewan
dan
tumbuhtumbuhan
sebagai
Cysteini dan
methionine
1
mg
1
ppm dalam
air minum
2 – 3 gr
asam basa
Konstituen
gigi
enamel
Konstituen
dari
protein,
mukopolisakarida,
heparin, thiamine,
biotin, asam lipoat,
detoksikasi
Karies
gigi
osteoporosis,
kelebihan:
mottledteeth
Cystinuria,
cystine
renall
calculi
Pada tabel di atas dapat dilihat jenis makanan yang banyak mengandung ionion yang esensiel tersebut beserta kebutuhan per-harinya yang dianjurkan. Angka
tersebut diambil dari "Recommended Dietary Allowance" (RDA) per hari yang
dikeluarkan oleh "Food and Nutrition Board National Research Council" USA 1968.
Angka ini berlaku untuk laki-laki normal umur 22 tahun. Manifestasi klinis yang
timbul bila terjadi defisiensi ada yang sudah diketahui dengan jelas, ada pula yang
belum, tetapi pada hewan dapat ditunjukkan. Ada pula dicantumkan manifestasi
klinis yang terjadi bila ada kelebihan dari beberapa ion tersebut.
KESIMPULAN
Dalam tubuh manusia terdapat dua golongan ion anorganik yaitu "Mayor
Phisiological Ions" dan "Trace Ions", dimana beberapa dari ion ini sangat esensial
bagi tubuh.
Pada proses metabolisme tubuh ion-ion yang esensial ini mempunyai satu
atau lebih fungsi metabolik. Tubuh manusia membutuhkan ion-ion tersebut dalam
jumlah yang tertentu per harinya agar tidak terjadi manifestasi klinis yang tidak
diinginkan akibat defisiensinya.
KEPUSTAKAAN
Block, Roche, et al: Inorganic medicinal and pharmaceutical chemistry, Philadelphia,
Lea Febiger, 1971: 170 -244
Orten, JM and Neuhaus OW: Biochemistry, 8 th ed. St Louis CV Mosby, 1970 : 436 439
Martin, David W Jr et al: Biokimia David W. Martin Jr et al. Alih bahasa, Iyan
Darmawan. Ed 20, Jakarta, EGC, 1978 : 719 - 732 .
Tietz N.W: Fundamentals of clinical chemistry, Philadelphia WB Saunders, 1970 : 612
-698
West ED and Todd WR: Textbook of biochemistry 2 nd ed. New York, The Macmillan
Company, 1975 : 1185-1215
© 2003 Digitized by USU digital library
5