Vitamin Dan Mineral.pdf

VITAMIN DAN MINERAL

Kebutuhan 1. Vitamin  dan  mineral  essensial  diperlukan  untuk  pertumbuhan,  perkembangan normal dan pemeliharaan kesehatan.  2. Beberapa  vitamin  tidak  dapat  disintesis  oleh  jaringan  manusia  tetapi  harus mendapatkan asupan dari makanan. 3. Bila  asupan  dalam  makanan  dibawah  kadar  yang  diperlukan,  gejala  defisiensi  akan timbul. Mula timbul tergantung dari besarnya dan aliran  harian dari cadangan tubuh. 

Sumber

1. Semua vitamin dan mineral essensial dapat disediakan  oleh makanan, tidak ada makanan tunggal yang kaya  dalam semua vitamin 2. Beberapa vitamin juga dapat disintesis oleh  mikroorganisme dalam usus tetapi mikroorganisme ini  tidak dapat memberi kebutuhan pada total manusia

Klasifikasi Vitamin  Larut Air

Vitamin Larut Lemak

Vitamin  Vitamin  Vitamin  Vitamin  Vitamin  Vitamin  B C A D E K

Kofaktor enzim

• Vitamin dan derivatnya sering bekerja sebagai kofaktor untuk enzim. Kofaktor vitamin dinyatakan sebagai koenzim • Untuk aktivasi, beberapa enzim bergantung pada konjugasinya dari bagian protein enzim (yaitu apoenzim) dengan suatu kofaktor sebagai berikut : • Kofaktor yang tetap terikat erat pada enzim dan tidak terdisosiasi disebut gugus prostetik • Mineral terutama logam transisi (misalnya seng, besi , tembaga dapat juga bekerja sebagai kofaktor. Mereka memberi enzim suatu sifat yang tidak dimiliki oleh enzim. • Logam-logam ini dapat : • Memainkan suatu peran langsung dalam katalisis • Bekerja sebagai suatu pereaksi redoks • Membentuk kompleks dengan substrat

Penyebab defisiensi

1. Pemasukan dari makanan yang kurang cukup 2. Absorbsi kurang cukup • Penyumbatan saluran empedu • Penyakit atau kelainan usus • Anemia pernisiosa karena kekurangan faktor intrinsik 3. Penggunaan tidak cukup • Kurang protein pengangkut protein tertentu dalam serum • Kegagalan untuk mengubah suatu vitamin menjadi bentuk aktif (koenzim) 4. Kebutuhan yang meningkat Terjadi peningkatan kebutuhan vitamin seperti : • Pertumbuhan • Kehamilan • Laktasi • Penyembuhan luka dan pemulihan penyakit • Peningkatan ekskresi • Defisiensi yang diinduksi oleh obat • Tidak ada sintesis vitamin oleh mikroba dalam usus karena terapi antibiotik • Alkoholisme dapat meningkatkan kebutuhan vitamin tertentu • Interaksi obat-nutrisi yang dapat meningkatkan kebutuhan vitamin tertentu

Tiamin (vitamin B1) Metabolisme Tiamin merupakan prekursor dari tiamin pirophospat (TPP) yang terbentuk  oleh reaksi dengan adenosin triphospat (ATP). Fungsi TPP adalah suatu koenzim yang terlibat dalam kompleks enzim yang  melakukan dekarboksilasi asam-asam α-keto dan juga merupakan koenzim  untuk transketolase.

Riboflavin (vitamin B2) Metabolisme

Riboflavin diubah menjadi Flavin mononukleotida (FMN) dalam sel mukosa usus dan kemudian menjadi flavin adenin dinukleotida (FAD) dalam hati.

Fungsi

Koenzim FAD dan FMN diperlukan oleh beberapa enzim oksidatif

Riboflavin + ATP = FMN  FMN + ATP = FAD

Piridoksin (Vitamin B6) Metabolisme

Piridoksin dan senyawa terkait dekat (yaitu piridoksamin, piridoksal) dapat berfungsi sebagai vitamin B6. Namun senyawa-senyawa ini harus diubah menjadi fosforilasi menjadi kofaktor aktif secara biologik, piridoksal fosfat (PLP)

Fungsi

PLP bekerja sebagai koenzim untuk banyak enzim yang menggunakan asam amino sebagai substrat. Enzim PLP membentuk senyawa antara dengan ikatan kovalen basa-schiff antara bagian aldehida dari PLP dan gugus amino α dari asam amino.

Asam pantotenat Metabolisme dan fungsi

Asam pantotenat merupakan prekursor dalam biosintesis koenzim A yang diperlukan dalam metabolisme asam lemak dan siklus asam sitrat

Niasin Niasin dapat berupa nikotinamid atau asam nikotinat

Metabolisme dan fungsi

Niasin adalah prekursor untuk biosintesis nikotinamida adenin dinuklotida (NAD⁺) dan fosfatnya (NADP⁺) yang merupakan koenzim essensial terkait dalam berbagai jenis reaksi oksidasi-reduksi biologi.

• •

NAD digunakan pada glikolisis, oksidasi asam lemak, metabolisme badan keton dan cenderung berperan sbg akseptor elektron pd reaksi katabolisme NADP diperlukan pada sintesa asam lemak dan Pentosoa Phospat Pathway (PPP)

Asam Folat

Metabolisme Asam folat terdiri dari bagian-bagian berikut yang tergabung : satu cincin pteridin, p-aminobenzoat dan asam glutamat Fungsi Koenzim folat yaitu tetrahidrofolat bekerja sebagai pembawa dari fragmen satu karbon pada proses oksidasi Folat diperlukan untuk proses sintesis nukleotida purin dan DNA

Kobalamin (vitamin B12) Struktur kobalamin terdiri sebagian dari cincin korin dengan satu atom kobal terdapat ditempat aktifnya. Kofaktor aktifnya • metilkobalamin dan • 5-deoksiadenosilkobalamin

• Disintesis secara eksklusif oleh mikroorganisme dan ditemukan dalam hati hewan dalam bentuk terikat protein. • Untuk menjadi aktif harus dihidrolisis terlebih dahulu di dalam perut oleh asam lambung atau oleh trypsin setelah konsumsi daging hewan. • Membentuk kompleks dengan faktor intrinsik (glikoprotein yang terbentuk dalam mukosa usus) kemudian dibawa ke usus halus dan di absorbsi. • Vitamin diangkut dalam serum terikat pada globulin dan diubah menjadi metilkobalamin dan 5-deoksiadenosilkobalamin dalam hati, sel sumsum tulang dan retikulosit

Fungsi B12

hanya dua enzim manusia yang memerlukan kobalamin • Metilmalonilkoenzim A (metilmalonil KoA) mutase, yang terkait dalam katabolisme asam amino dari isoleusin dan valin dan dalam penggunaan propionil KoA memerlukan 5-deoksiadenosilkobalamin sebagai koenzimnya • Homosistein metiltransferase yang mengkatalisis metilasi dari homosistein menjadi metionin memerlukan metilkobalamin sebagai kofaktornya. Fungsi vitamin B12 berhubungan dengan metabolisme folat, kekurangan metilkobalamin menyebabkan defisiensi dalam pool koenzim folat

Biotin

Fungsi • Biotin bekerja sebagai koenzim dalam reaksi karboksilasi yang merupakan

pembawa karbondioksida. Empat enzim karboksilase dalam tubuh memerlukan biotin

Metabolisme • Biotin tidak dimodifikasi tetapi harus secara kovalen terikat ke enzim yang

menggunakanya sebagai gugus prostetik • Biotin halokarboksilase sintetase secara kovalen mengikat gugus karboksil bebas dari biotin ke residu lisin spesifik dari enzim • Biotinidase mengkatalisis penyingkiran biotin dari enzim selama turnover protein yang memungkinkan biotin untuk didaur ulang dalam tubuh

Asam Askorbat (vitamin C) Fungsi Vit C adalah • Vitamin C diperlukan untuk hidroksilasi residu prolin dan lisin

selama biosintesis kolagen dalam fibroblas • Vitamin C diperlukan untuk sintesis epinefein dan norefinefrin • Vitamin c adalah antioksidan yang melindungi sel terhadap kerusakan oleh radikal bebas • Vitamin C membantu absorbsi lemak

Retinol (Vitamin A) Vitamin A terdiri dari 3 biomolekul aktif : • retinol, • retinal (retinaldehyde) • retinoic acid.

Ketiga biomolekul tersebut berasal dari β carotene  provitamin A Metabolisme • Karetinoid (misalnya β-karoten) adalah provitamin yang dikonversikan menjadi retinal dan retinol yang merupakan bentuk yang digunakan oleh tubuh • Karetinoid dapat secara langsung diabsorbsi tetapi sebagian besar dipotong menjadi retinal dan kemudian diubah menjadi retinol yang diabsorbsi. • Ester retinal dihidrolisis dan retinol diabsorbsi dalam usus bagian atas • Dalam sel mukosa usus, retinol diesterifikasi ulang dengan asam palmitat dan diangkut ke hati, dimana 90% dari vitamin A tubuh itu disimpan

Fungsi Peran pada penglihatan • Pada waktu memasuki retina, retinol mengalami esterifikasi menjadi asam lemak,  • • • • •

dengan maksud untuk memadatkan retinol di dalam sel Ester asam lemak dihidrolisis dan retinol mengalami oksidasi menjadi retinal oleh  suatu dehidrogenase terkait NAD⁺ yang  spesifik Retinal membentuk kerucut kompleks dengan protein yang disebut opsin dalam  sel batang dan sel kerucut mata yang disebut rhodopsin Rhodopsin berfungsi menangkap cahaya yang rendah (remang-remang) Opsin lebih terikat ke retinal isomer cis-11 daripada all-trans Ketika rhodopin menyerap cahaya terjadi perubahan konformasi  dari retinal  isomer cis-11 ke bentuk all trans yang hanya terikat lemah pada opsin. Jika  diperlukan dalam untuk proses penglihatan maka konformasi all trans kembali  akan diubah menjad cis-11 dan kembali berikatan dengan protein opsin

Vitamin ini juga diperlukan untuk pertumbuhan dari jaringan epitel, reproduksi dan  pertumbuhan tulang

Kolekalsiferol (Vitamin D) • Pada tumbuhan mempunyai struktur berupa steroid ergosterol (provitamin D) yang jika disinari uv akan berubah menjadi ergokalsiferol (vit D2) • Pada hewan kolesterol diubah menjadi 7 dehidrokolesterol (pro vit D) yang apabila disinari sinar UV akan berubah menjadi kolekalsiferol (vit D3) • Pengubahan dari provit D mjd vit D melibatkan sinar uv yang berguna membuka cincin steroid strukturnya. • Perbedaan vit D2 dan D3 vit D2 mempunyai ikatan ganda pd rantai sampingnya • 7-dehidrokolesterol adalah prekursor dari hormon 1,25 dihidroksikolekalsiferol yang merupakan suatu regulator dari metabolisme kalsium.  

Tokoferol •

4 macam tocopherol ditemukan dinamai alpha, beta, gamma dan delta (α, β, γ, δ)  tocopherol

•

Alfa tokoferol (α tocopherol) adalah bentuk vitamin E yg paling aktif pada manusia. Juga merupakan antioksidan yang kuat.

Metabolisme

Vitamin E tidak mengalami metabolisme dalam tubuh

Fungsi

Berperan sebagai suatu pembersih dari radikal bebas yang secara potensial merusak dan mencegah oksidasi dan peroksidasi dari asam lemak tidak jenuh jamak, sehingga mencegah disfungsi membran dan mengubah metabolisme protein. Berperan menstabilkan senyawa aktif yang lain seperti vitamin A, hormon, dan enzim terhadap oksidasi Defisiensi vitamin E menyebabkan ketidaksuburan, anemia, dan kelainan otot

Vitamin K Vitamin K ada 3 macam, yaitu: • Vitamin K1 (phylloquinone) dihasilkan oleh tumbuhan. • Vitamin K2 (menaquinone) dihasilkan dari bakteri yang terdapat dalam organ pencernaan). • Vitamin K3 (menadione) merupakan vitamin buatan untuk membantu seseorang yang memiliki masalah dengan organ pencernaan dalam menyerap makanan.

Fungsi

Vitamin K memainkan peran dalam regulasi darah. Beberapa faktor enzim yang terlibat dalam proses pembekuan darah menjadi aktif dengan mengikat ion kalsium. Vitamin K bekerja sebagai suatu kofaktor dalam reaksi-reaksi karboksilasi.

Urutan proses pembekuan darah dan Fungsi Vitamin K

1. Bila terjadi luka, trombosit akan pecah mengeluarkan trombokinase atau  tromboplastin.  2. Trombokinase akan mengubah protrombin menjadi  trombin.  3. Protrombin adalah senyawa globulin yang larut dan dihasilkan di hati  dengan bantuan vitamin K (perubahan protrombin yang belum aktif  menjadi trombin yang aktif dipercepat oleh ion kalsium (Ca)) 4. Trombin mengubah fibrinogen menjadi fibrin yang berbentuk benang-benang  yang menjerat sel darah merah dan membentuk gumpalan  sehingga darah  membeku. 5. Fibrinogen  adalah protein yang larut dalam plasma darah.

MINERAL

Mineral dapat digolongkan berdasarkan jumlah kebutuhan yang diperlukan oleh tubuh. Makromolekul yang diperlukan dalam jumlah lebih besar dari 100 mg per hari • Kalsium • Klorida • Magnesium • Mangan • Fosfor • Kalium • Natrium Mikromolekul (trace elemen) diperlukan dalam jumlah kurang dari 100 mg per hari • Kromium • Kobalt • Tembaga • Iodium • Besi • Molibdenum • Selenium • Zink

Kalsium

99 % terdapat di tulang dan gigi, 1 % didalam cairan dan jaringan tubuh yang lain Fungsi : 1. Penyusun tulang, gigi, kulit telur, air susu & pertumbuhan 2. Proses Pembekuan darah 3. Pengatur detak jantung dan otot 4. Menjaga intabilitas sistim syaraf 5. Mengatur kesimbangan asam basa 6. Menjaga permeabilitas membran sel

Klorida 1. 2. 3. 4.

Memelihara pH cairan tubuh Mengatur tekanan osmotik cairan tubuh Aktivator enzim amilase Penyusun getah lambung

Magnesium

Lebih banyak ditemukan di intraseluler sel daripada di serum darah. Mineral penting, selain Ca dan fosfor Di intraseluler sel sering ditemukan berikatan dengan ATP = berperan sebagai kofaktor ATP yang berikatan dengan Mg menjadi substrat yang lebih efektif bagi enzim – enzim yang membutuhkan ATP. Fungsi : • Komponen esensial tulang & gigi • Ion Mg mengatifkan bbrp enzim • Kontrol rangsangan sistim syaraf otot

Mangan

Fungsi : 1. Mengaktifkan beberapa enzim : arginase, thiaminase 2. Berfungsi pada metabolisme asam amino 3. Berpengaruh pada proses kalsifikasi tulang 4. Mengaktifkan sintesa asam lemak 5. Sintesis mukopolisakarida

Fosfor

Berinteraksi dengan protein dan lemak, 10 % didalam cairan dan jaringan tubuh yang lain. Dikenal dengan Twin Metabolic dari kalsium Fungsi : • Penyusun tulang dan gigi • Bahan utama penghasil ATP • Proses metabolisme karbohidrat • Penyusun fosfoprotein, fosfolipida & asam nukleat • Berperan dalam keseimbangan asam

Kalium Fungsi • Memelihara keseimbangan asam basa cairan tubuh • Memelihara tekanan osmotic • Transmisi impuls syaraf • Relaksasi denyut jantung • Mengaktifkan beberapa enzim (Sebagai kofaktor : contoh : piruvat kinase (metabolisme karbohidrat) • Ion kalium metabolisme prot & KH

Natrium (Na)

Fungsi : • Memelihara pH cairan tubuh • Mengatur volume cairan tubuh • Mengambil bagian aktif dlm transmisi impuls syaraf & kontraksi otot • Permebilitas sel

Kromium (Cr)

Fungsi : • membantu metabolisme karbohidrat • memonitor kadar gula darah, dan membantu menstabilkan gula darah.

Kobalt (Co) Komponen vit B12

Tembaga (Cu) • • • •

Komponen protein: seruplasmin, eritrokuprein Komponen enzim: tirosinase, sitokrom oksidase Membantu absorsi Fe Berperan dalam proses pigmentasi

Iodium

Fungsi : • Kontrol kecepatan metabolisme energi • Pertumbuhan fisik & mental • Berpengaruh pada fungsi neuromuscular • Pertumbuhan rambut & kuku • Metabolisme zat makanan

Besi (Fe)

Fungsi : 1. Pembentuk protein (hemoglobin, mio globin, transferin, dll) 2. Pembentuk enzim (sitokrom oksidase, sitokrom C, peroksidase & katalase) 3. Pembentukan melanin

Zink (Zn)

• Element essensial dalam makanan baik (tumbuhan, hewan dan manusia) • Dibutuhkan untuk pembentukan substansi genetik dlm sel dan untuk reproduksi biologis • Diperlukan dalam sintesis DNA dan RNA • Merupakan bagian dari ± 200 metaloensim • Kekurangan Zn : tidak spesifik krn banyaknya enzim yg membutuhkan Zn