Berdasarkan kebutuhannya di dalam tubuh, mineral dapat digolongkan menjadi 2

kelompok utama yaitu mineral makro dan mineral mikro. Mineral makro adalah mineral yang

menyusun hampir 1% dari total berat badan manusia dan dibutuhkan dengan jumlah lebih dari

1000 mg/hari, sedangkan mineral mikro (trace) merupakan mineral yang dibutuhkan dengan

jumlah kurang dari 100 mg /hari dan menyusun lebih kurang dari 0.01% dari total berat badan. 1

(polton) Mineral makro diperlukan untuk membentuk komponen organ di dalam tubuh. Mineral

mikro yaitu mineral yang diperlukan dalam jumlah sangat sedikit dan umumnya terdapat dalam

jaringan dengan konsentrasi sangat kecil. 2 (zainal arifin)

Senyawa anorganik yang terdapat dalam tubuh manusia dapat berupa berbagai jenis

unsur logam dalam jumlah yang sangat kecil atau sering disebut sebagai unsur runutan (trace

element). Di dalam biomedik tidak ada definisi yang pasti dari unsur runutan. Sebutan tersebut

muncul setelah ditemukan jumlah yang sangat kecil dari beberapa unsur dalam sistem biologi

yaitu dalam orde-pikogram sampai mikrogram per gram berat basah jaringan. Seiring dengan

perkembangan dalam teknik analisis unsur, muncul berbagai sebutan lain untuk trace element

seperti mikro nutrien, trace mineral, dan trace constituent, tetapi pada akhirnya trace element

atau unsur runutan tetap lebih dikenal. Mungkin dengan alasan tertentu pula Fe dan I sekalipun

konsentrasinya relatif tinggi digolongkan dalam unsur runutan. 3 (Rochestri )

Di antara 60 unsur yang terdapat dalam tubuh manusia, 11 unsur yaitu C, H, O, N, S, P,

Ca, K, Na, Cl, dan Mg merupakan unsur utama, sedang sebanyak 15 unsur yang lain dinyatakan

sebagai unsur runutan yang esensial yaitu F, Si, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Se, Mo, Sn, I,

dan As. Dikatakan esensial karena defisiensi dari unsur tersebut dapat menimbulkan sindrom

yang mengakibatkan gangguan kesehatan. Selain unsur runutan esensial, terdapat juga unsur

yang mungkin esensial, belum pasti betul diperlukan atau tidak di dalam struktur atau fisiologi

tubuh, seperti Cr, Mo, Ni, Sn, Va dan Si. Ada pula beberapa digolongkan dalam unsur runutan

non esensial yaitu Al, B, Pb, Hg, Ag, Br, Cd. Dikatakan non esensial unsur ini tidak diperlukan

dalam tubuh atau peranannya dalam tubuh makhluk hidup belum diketahui dan kandungannya

dalam jaringan sangat kecil. Jenis ini terdapat didalam tubuh karena terbawa tidak sengaja

bersama bahan makanan, jadi sebagai kontaminan (pencemaran). 2 (zainal arifin) Hingga saat ini

tidak ada satu bukti yang memastikan bahwa Al dan Br sebagai unsur runutan esensial dalam

tubuh manusia. Akan tetapi apabila konsentrasinya dalam tubuh manusia melampaui nilai batas

ambang dapat membahayakan kesehatan. Sebaliknya beberapa unsur lain seperti Cd, Hg dan Pb

merupakan unsur yang toksik karena mempunyai efek yang membahayakan kesehatan sekalipun

terdapat dalam konsentrasi yang relatif kecil. 3

Kadar unsur runutan dan perilaku metabolismenya pada tubuh manusia merupakan hal

yang sangat penting dalam penelitian biomedik. Sekalipun unsur tersebut terdapat dalam jumlah

yang sangat kecil, akan tetapi merupakan kunci penentu kehidupan. Perlu diingat bahwa baik

aktivitas hidup normal maupun timbulnya penyakit dan perkembangan dalam penyembuhan,

tidak satupun yang berlangsung tanpa bantuan unsur runutan. 3(Rochestri)

Fungsi Unsur Runutan

Secara garis besar, mineral esensial dapat dikelompokkan menurut fungsi metaboliknya

atau fungsinya dalam proses metabolism zat makanan. Dalam tubuh, mineral ada yang

bergabung dengan zat organik, ada pula yang berbentuk ion-ion bebas. Tiap unsur esensial

mempunyai fungsi yang berbeda-beda, bergantung pada bentuk atau senyawa kimia serta

tempatnya dalam cairan dan jaringan tubuh. 2(zainal arifin)

Ditinjau dari fungsinya unsur runutan esensial pada umumnya merupakan bagian dari

sistem enzim, yaitu berupa metaloenzim dan kompleks logam-enzim. Pada metaloenzim unsur

logam terdapat dalam jumlah tertentu dan merupakan bagian integral dari molekul enzim. Unsur

Zn merupakan logam yang pertama kali teridentifikasi masuk dalam kategori ini yaitu dalam

karbonik-anhidrase. Perkembangan selanjutnya membuktikan bahwa metaloenzim-Zn berperan

sangat luas dalam proses metabolisme karbohidrat, lipid, protein dan asam nukleat, yaitu

metaloenzim alkohol- dehidrogenase, laktat-dehidrogenase, karboksi-peptidase A dan B, serta

alkali-fosfatase. Unsur Zn juga merupakan bagian yang vital dari DNA dan RNA-polimerase.

Metaloenzim lain yang mulai jelas fungsinya dalam fisiologi dan patologi tubuh manusia adalah

metaloenzim-Mn (piruvat-karboksilase); metaloenzim-Cu (sitokromoksidase, lisin-oksidase,

tirosinase); metaloenzim–Se (glutation-peroksidase); serta metaloenzim-Mo (xantinoksidase,

sulfit-oksidase). Kompleks logam-enzim merupakan golongan yang relatif luas. 3

Berbeda dengan metaloenzim, dalam kompleks logam-enzim ikatan antara enzim

dengan unsur logam lebih renggang. Dalam hal ini logam bertindak sebagai pembentuk ikatan

sementara antara enzim dengan substrat selama reaksi berlangsung. Selain bertindak sebagai

penstabil kompleks enzim-substrat, logam juga dapat menstabilkan produk reaksi, jadi

memfasilitasi reaksi yaitu sebagai kofaktor enzim. Sejauh ini unsur runutan yang telah

teridentifikasi sebagai kofaktor enzim meliputi Mn, Co, Ni, Cu, dan Zn. Selain berperan dalam

katalisis secara enzimatis, unsur runutan juga tergabung dalam reaksi oksidasi-reduksi, proses

transpor pada membran sel, konduksi syaraf dan kontraksi otot. Sebagai contoh, unsur Na, K,

Mg, dan Ca berperan pada eksitasi syaraf dan otot, unsur Fe berperan dalam keseimbangan

asam-basa dan transfer oksigen dari paru-paru ke jaringan, unsur Zn berperan pada multiplikasi

sel, serta unsur Ca dan F berperan pada pertumbuhan tulang dan gigi, serta unsur Ca juga

berperan pada permeabilitas biomembran. 3

Selain itu unsur runutan berperan pula dalam sintesis dan penstabil struktur biomolekul,

contoh nyata adalah Co yang menunjang fungsi biologi sebagai komponen nutrien spesifik, yaitu

satu atom Co terdapat di pusat molekul vitamin B12. Terakhir diduga bahwa unsur tertentu

mempunyai peranan penting dalam mekanisme pertahanan tubuh. Kekurangan Zn erat

hubungannya dengan gangguan imunitas tubuh misalnya pada penyakit acrodermatitis

enterophatica. Walaupun demikian semua unsur runutan baik yang esensial maupun yang non

esensial apabila limit keamanannya dilampaui dapat menjadi toksik. Seperti misalnya intake

yang berlebih dari Cu dan Zn dapat memberikan reaksi yang berlawanan, sehingga unsur logam

dapat bertindak sebagai inhibitor enzim, mengubah permeabilitas membran, mengganggu

sintesis protein, atau merusak struktur asam nukleat. Pada umumnya sindrom klinis dapat

didefinisikan secara jelas seperti gangguan syaraf karena kelebihan Mn, cardiomyopathy karena

kelebihan Co, anemia dan neuropathy karena kelebihan Sn, serta alzheimer karena kelebihan Al.3

Teknik Analisis

Perkembangan yang pesat dalam teknik analisis yang diikuti dengan kecanggihan dalam

instrumentasi nuklir telah memunculkan suatu kelompok teknik analisis yang disebut sebagai

teknik analisis radiometri, yaitu teknik analisis yang berdasarkan pada pengukuran radiasi. Di

antara teknik analisis radiometri yang paling sesuai untuk penelitian biomedik adalah PIXE

(proton induced X-ray emmission) dan NAA (neutron activation analysis). Setelah munculnya

teknik analisis yang mampu menentukan unsur runutan dengan presisi yang sangat tinggi dan

batas deteksi yang relatif sangat kecil (orde mg/g – ng/g), sains biomedik dari unsur runutan

mengalami kemajuan yang sangat pesat. Penelitian fisiologi anatomi dalam fungsi makro dari

organ, jaringan, cairan tubuh dan sistem syaraf berkembang ke penelitian fungsi mikrokomponen

dan mekanismenya. Jadi dengan munculnya teknik nuklir untuk analisis unsur, dapat diperoleh

pengertian yang lebih mendalam tentang hubungan antara defisiensi unsur runutan dengan

beberapa penyakit, seperti myocardial infarction, liver cirrhosis, renal insufficiency, cerebellum

atropy, dan kanker. Bahkan perkembangan selama penyembuhan pascaterapi dapat diikuti secara

objektif. 4

Proton Induced X-ray Emission (PIXE)

PIXE merupakan teknik tidak merusak yang telah banyak diaplikasikan dalam berbagai disiplin

ilmu termasuk bidang kesehatan. Berkas proton dengan energi sekitar 2 MeV yang bersumber

dari akselerator Van de Graf mampu menembus suatu bahan sampai setebal 80 mm tanpa banyak

kehilangan energi. Apabila berkas proton tersebut ditembakkan pada permukaan sampel, maka

dapat mengeksitasi atom/unsur yang terkandung di dalamnya. Atom yang tereksitasi akan

mengalami deeksitasi diikuti dengan memancarkan sinar X yang karakteristiknya sesuai dengan

jenis unsur yang terdapat dalam sampel. Selanjutnya analisis secara kualitatif dilakukan dengan

jalan membandingkan spektrum yang diperoleh dengan tabel standar sinar X yang sudah

tersedia, sedang analisis secara kuantitatif dilakukan dengan membuat cuplikan standar yang

telah diketahui komposisi dan konsentrasinya untuk kemudian dibandingkan. 5

Dewasa ini PIXE merupakan teknik analisis untuk penggunaan rutin dengan ketelitian

dan sensitivitas yang sangat tinggi. Teknik PIXE sangat cepat, sekitar sepuluh kali lebih cepat

dari XRF dengan limit deteksi antara 0,1–1 mg/g. Ditinjau dari sensitivitasnya sangat cocok

untuk penentuan unsur dengan nomor atom antara 26 – 80 (Fe–Hg). Keunikannya adalah

sensitivitasnya sangat tinggi, dan sampel yang diperlukan sangat sedikit yaitu sekitar 1mg. PIXE

telah dimanfaatkan secara luas oleh para peneliti yang menentukan unsur runutan pada cairan

tubuh termasuk plasma dan serum darah. Preparasi sampel cukup sederhana yaitu dengan cara

liofilisasi atau pengabuan, kemudian serbuk yang diperoleh diletakkan pada foil plastik dan

ditutup dengan foil aluminium jenis khusus dengan nama perdagangan Mylar. PIXE telah

menjadi andalan untuk menentukan unsur Cu, Co, Mo, Sn, Zn, Se dan unsur lain pada serum

darah manusia, kecuali Al, V, Cr, dan Mn. 6

Neutron Activation Analysis (NAA)

NAA atau dalam bahasa Indonesia analisis aktivasi neutron (AAN) mempunyai

keunggulan dapat menentukan unsur secara simultan dengan kepekaan tinggi dan batas

deteksinya sampai orde submikrogram, sehingga jumlah cuplikan yang diperlukan juga sangat

sedikit. Pada dasarnya PIXE dengan AAN dapat saling melengkapi karena beberapa unsur di luar

jangkauan PIXE bisa ditentukan dengan AAN. 7

Berbeda dengan PIXE yang memerlukan akselerator sebagai sumber proton, pada AAN

diperlukan reaktor nuklir sebagai fasilitas sumber neutron. Pertama-tama sampel diiradiasi

dengan flux neutron thermal, sehingga terjadi aktivasi dan beberapa unsur menjadi isotop

radioaktif. Setelah proses iradiasi karakteristik maka energi radiasi yang dipancarkan isotop

radioaktif dan laju peluruhannya dapat dideteksi dengan perangkat alat cacah. Karakteristik jenis

serta energi radiasi melambangkan jenis isotop unsur, sedang laju cacahan atau aktivitasnya

sebanding dengan kadar unsur. Dengan demikian AAN dapat digunakan untuk penentuan jenis

(kualitatif) dan kadar atau konsentrasi (kuantitatif) unsure dalam suatu cuplikan. Penentuan

secara kuantitatif dapat dilakukan dengan mengiradiasi standar acuan (standard reference

materials, SRM) yang diperlakukan secara simultan dengan sampel. 7

Setelah iradiasi, cuplikan dapat langsung dianalisis secara Instrumental NAA (INAA)

atau setelah dilakukan pemisahan radiochemical NAA (RNAA-). Cara INAA dapat memberikan

informasi secara langsung tentang jenis dan jumlah unsur dalam cuplikan. Unsur-unsur utama

dalam cuplikan biologi seperti hidrogen, karbon, oksigen, nitrogen, fosfor maupun sulfur tidak

atau hanya sedikit teraktivasi membentuk radioisotop yang berumur pendek sehingga tidak

mengganggu dalam analisis unsur. Akan tetapi cara INAA ini sangat diganggu oleh adanya

aktivasi matriks cuplikan terutama 24Na, 38Cl, dan 82Br sehingga kemampuan INAA terbatas

untuk unsur dengan radioisotop yang berumur relative panjang (T1/2 > 2 minggu) seperti Fe, Co,

Zn, Se, Rb, dan Cs. Unsur-unsur tersebut pada kadar sekitar ng/ml dapat ditentukan pada tingkat

presisi yang baik dengan INAA. Untuk radioisotop yang berumur pendek (T1/2 < 1 minggu)

ataupun untuk penentuan radioisotop yang kadarnya sangat rendah dilakukan secara RNAA.

Pada cara ini cuplikan dilarutkan dan ditambah unsur pengemban non radioaktif (carrier-non

radioactive element) yang selanjutnya diikuti dengan perlakuan pemisahan kimia biasa (classical

separation procedure) untuk pemisahan unsur secara individu atau golongan kelompok unsur.

Hasil pemisahan kemudian dicacah untuk analisis radioisotop. Dengan cara ini unsur V, Cr, Mn,

As, Mo, Cd dan lainnya yang terdapat dalam serum dalam jumlah nanogram atau lebih kecil

dapat ditentukan dengan mudah. Pada Tabel 1 ditampilkan daftar unsur yang dapat ditentukan

secara RNAA dan INAA dalam plasma atau serum darah. Hal lain yang menguntungkan pada

penggunaan INAA dan RNAA untuk analisis unsur adalah kemungkinan kontaminasi sangat

kecil dibandingkan dengan teknik analisis yang lain karena pemisahan maupun manipulasi kimia

lainnya dilakukan setelah iradiasi, sehingga penambahan pereaksi yang nonradioaktif tidak

mengganggu pengukuran radiometri. Hal ini pada analisis nonradiometri dapat menimbulkan

masalah kontaminasi. 8

Unsur INAA RNAA Unsur INAA RNAA

Cr   x Rb x  

Mn   x Mo   x

V   x Ag   x

Co x   Sn   x

Cu   x Sb x  

Zn x x Cd   x

As   x Cs x  

Se x x Hg   x

Br x        

Tabel 1. Unsur-unsur Runuan yang dapat Ditentukan Secara INAA dan RNAA,

dalam Sampel atau Serum Darah.12

Radioaktivitas yang diukur dapat berupa partikel α, β atau sinar γ. Penentuan sinar γ

dengan resolusi tinggi banyak digunakan yaitu dengan alat spektrometer γ multisaluran yang

dilengkapi dengan detektor germanium murni. Dengan cara tersebut AAN benar-benar

merupakan teknik analisis multielemen yang handal. Apalagi akhir-akhir ini pengembangan

AAN telah mengarah pada metode absolute yang dikenal dengan metode standardisasi Ko. Pada

metode ini tidak lagi menggunakan pembanding multielemen sehingga harus melakukan

preparasi dari berbagai standar acuan, melainkan menggunakan metode absolut dengan cara

memasukkan beberapa parameter yang berhubungan dengan karakteristik reaktor, detektor dan

sampel. Metode standardisasi Ko sedang banyak dikembangkan karena dari segi biaya dan waktu

lebih efisien. 9

Unsur Mineral Runutan Essensial

1. Besi ( Fe )

Besi adalah sebuah nutrien esensial yang diperlukan oleh setiap sel manusia. Sebagai

logam transisi dengan nomor atom 26 dan berat atom 55,85, besi dapat berperan sebagai

pembawa oksigen dan elektron serta sebagai katalisator untuk oksigenisasi, hidroksilasi dan

proses metabolik lainnya, melalui kemampuannya berubah bentuk antara fero (Fe2+)dan fase

oksidasi Fe3+. Besi ditransportasi dan disimpan bukan sebagai kation bebas tapi dalam bentuk Fe

yang terikat. Besi ionik dapat berpartisipas alam berbagai reaksi yang menghasilkan radikal

bebas yang selanjutnya dapat merusak sel. Adanya penurunan atau peningkatan besi dalam tubuh

mungkin menghasilkan efek yang signifikan secara klinis. Jika terlalu sedikit besi yang ada

(defisiensi besi) akan terjadi pembatasan sintesis komponen yang mengandung besi aktif

sehingga secara normal mungkin berbahaya. Demikian pula jika terlalu banyak besi terakumulasi

(kelebihan besi) dan melebihi kapasitas tubuh untuk mentransport dan menyimpannya akan

menimbulkan toksisitas besi yang selanjutnya memicu terjadinya kerusakan dan kematian organ

yang luas. 10

Besi merupakan mineral mikro yang paling banyak terdapat didalam tubuh manusia

dewasa.dan hewan yaitu sebanyak 3-5 gr didalam tubuh manusia dewasa. Besi di alam berasal

dari sumber hewani dan nabati. Kualitas atau bioavailibilitas besi yang dihasilkan dari kedua

sumber zat besi tersebut juga berbeda oleh karena kemampuan tubuh manusia untuk menyerap

besi ikut dipengaruhi. Bagaimana besi di alam dapat diserap oleh tubuh manusia, dialirkan,

disimpan serta digunakan, kemudian di ekskresikan. 10

Sumber :

Sumber baik besi adalah makanan hewani ,seperti daging,ayam dan ikan .Sumber baik

lainnya adalah telur ,serealia tumbuk ,kacang kacangan, sayuran hijau dan bebebrapa jenis buah.

Pada umumnya besi didalam daging, ayam dan ikan mempunyai ketersediaan biologic tinggi,

besi didalam serealia dan kacang kacangan mempunyai ketersediaan biologic sedang dan besi

didalam sebagian besar sayuran ,terutama yang mengandung asam oksalat tinggi seperti bayam

mempunyai ketersediaan biologic rendah. 10

Tabel : Nilai besi berbagai bahan makanan ( mg/100gram)

Bahan makanan Nilai Fe Bahan makanan Nilai Fe

Tempe kacang kedelai murni 10,0 Biscuit 2,7

Kacang kedelai kering 8,0 Jagung kuning ,pipil lama 2,4

Kacang hijau 6,7 Roti putih 1,5

Kacang merah 5,0 Beras setengah giling 1,2

Kelapa tua,daging 2,0 Daun  kacang panjang 6,2

Udang besar 8,0 Bayam 3,9

Hati sapi 6,6 Sawi 2,9

Daging sapi 2,8 Daun katuk 2,7

Telur bebek 2,8 Kangkung 2,5

Telur ayam 2,7 Daun singkong 2,0

Ikan segar 2,0 Pisang ambon 0,5

Ayam 1,5 keju 1,5

FUNGSI

Besi berperan dalam proses respirasi sel,yaitu sebagai kofaktor bagi enzim – enzim yang

terlibat didalam reaksi oksidasi reduksi. Metabolisme energy ,didalam tiap sel ,besi bekerja sama

dengan rantai protein pengangkut elektron ,yang berperan dalam langkah-langkah akhir

metabolism energi. Sebanyak lebih dari 80 % besi yang ada dalam tubuh berada dalam

hemoglobin. Menurunnya produktivitas kerja pada kekerangan besi disebabkan oleh dua hal

yaitu : 10

Berkurangnya enzim – enzim mengandung besi dan besi sebagai kofaktor enzim – enzim

yang terlibat dalam metabolism tinggi,

Menurunnya hemoglobin darah.akibatnya metabolisme energy didalam otot terganggu

dan terjadi penumpukan asam laktat yang akan menyebabkan rasa lelah.

Kemampuan belajar,ada perbedaan antara keberhasilan belajar anak anak yang menderita

anemia gizi besi dan anak-anak sehat, defisiensi besi berpengaruh negatif terhadap fungsi

otak,terutama fungsi neurotransmitter ( kepekaan saraf ). Sistem kekebalan ,respon kekebalan sel

oleh limfosit T terganggu karena berkurangnya pembentukan sel –sel tersebut,yang

kemungkinan disebabakan oleh berkuranggnya sintesisi DNA.Berkurangnya sisntesis DNA ini

disebabkan oleh gangguan enzim reduktalase ribonukleotida yang membutuhkan besi untuk

dapat berfungsi. Pelarut obat obatan , obat obatan tidaka larut air oleh enzim mengandung besi

dapat dilarutkan sehingga dapat dikeluarkan dari tubuh. 10

ANGKA KECUKUPAN BESI YANG DIANJURKAN

Widya karya pangan dan gizi tahun 1998 menetapkan AKG besi untuk Indonesia sbb:

Bayi : 3-5 mg

Anak, balita : 8-9 mg

Anak sekolah : 10 mg

Remaja laki – laki : 14 – 17 mg

Remaja perempuan : 14 – 25 mg

Dewasa laki – laki : 13 mg

Dewasa perempuan : 14 – 26 mg

Ibu hamil : +20 mg

Ibu menyusui : + 2 mg

Manula perempuan : 14 mg

Manula laki – laki : 13 mg

DAMPAK

1. KELEBIHAN

Kelebihan besi jarang terjadi karena makanan ,tetapi dapat disebabkan oleh suplemen

besi ,gejalanya adalah rasa nek,muntah .diare,denyut jantung meningkat,sakit kepala ,mengigau

dan pingsan.

2. KEKURANGAN

Menurunnya kemampuan kerja,kekurangan energy pada umumnya menyebaabkan pucat,

rasa lemah, letih pusing, kurang nafsu makan, menurunnya kebugaran kekebalan dan gangguan

penyembuhan luka.kemampuan mengatur suhu tubuh menurun.

METABOLISME :

Besi dalam tubuh manusia terbagi dalam 3 bagian yaitu senyawa besi fungsional, besi

cadangan dan besi transport. Besi fungsional yaitu besi yang membentuk senyawa yang

berfungsi dalam tubuh terdiri dari hemoglobin, mioglobin dan berbagai jenis ensim. Bagian

kedua adalah besi transportasi yaitu transferin, besi yang berikatan dengan protein tertentu untuk

mengangkut besi dari satu bagian ke bagian lainya. Bagian ketiga adalah besi cadangan yaitu

feritin dan hemosiderin, senyawa besi ini dipersiapkan bila masukan besi diet berkurang. Untuk

dapat berfungsi bagi tubuh manusia, besi membutuhkan protein transferin, reseptor transferin

dan feritin yang berperan sebagai penyedia dan penyimpan besi dalam tubuh dan iron regulatory

proteins (IRPs) untuk mengatur suplai besi. 11

Transferin merupakan protein pembawa yang mengangkut besi plasma dan cairan

ekstraseluler untuk memenuhi kebutuhan tubuh (Hoffman, 2000). Reseptor transferin adalah

suatu glycoprotein yang terletak pada membrane sel, berperan mengikat transferin-besi komplek

dan selanjutnya diinternalisasi ke dalam vesikel untuk melepaskan besi ke intraseluler. Kompleks

transferin-reseptor transferin selanjutnya kembali ke dinding sel, dan apotransferin dibebaskan

ke dalam plasma. Feritin sebagai protein penyimpan besi yang bersifat nontoksik akan

dimobilisasi saat dibutuhkan. Iron regulatory proteins (IRP-1 dan IRP-2 yang dikenal sebagai

iron responsive element-binding proteins [IRE-BPs], iron regulatory factors [IRFs], ferritin-

repressor proteins [FRPs] dan p90) merupakan messenger ribonucleic acid (mRNA) yang

mengkoordinasikan ekspresi intraseluler dari reseptor transferin, feritin dan protein penting

lainnya yang berperan dalam metabolisme besi, seperti terlihat pada gambar 1. 11

Gambar 1. Struktur protein transport. 11

Bagian A adalah struktur apotransferin. Secara skematik struktur apotransferin terdiri atas

cincin polipeptid yang terbagi dalam dua lobus, masing-masing berbentuk elip dan mengandung

single iron-binding site yang ditampilkan dengan sebuah tanda titik. Setiap lobus disusun dengan

dua domain yang berbeda, diberi label I dan II. Selain itu dikenal juga adanya dua lobus yaitu

lobus N-terminal dan C-terminal. Bagian B adalah reseptor transferin. Skema di atas

menampilkan reseptor transferin di atas permukaan sel. Transferin reseptor merupakan dimer

glikoprotein transmembran terdiri atas dua subunit yang identik dihubungkan dengan ikatan

disulfide. Transferin reseptor bersifat ampipatik dengan ekor sitoplasmik hidrofilik yang kecil

dan domain ekstraseluler hidropilik yang luas. Reseptor dapat mengikat dua molekul transferin.11

(Beutler at al, 2000).

Mekanisme Molekuler dari Ambilan Besi Seluler

Ambilan besi sel melalui transferrintransferrin reseptor terjadi melalui proses endositosis.

Jalur utama peran transferin, reseptor transferin dan feritin dalam penyimpanan dan penyediaan

besi seluler ditunjukkan secara sistematik pada gambar 2. Gambar 2 menunjukkan distribusi besi

ke sel secara skematik yang dimulai dengan terikatnya satu atau dua molekul transferin mono

atau diferik pada reseptor transferin dan proses ini tergantung energi dan suhu serta selesai dalam

waktu 2-3 menit. Pada pH plasma netral, kompleks transferin-besi jauh lebih stabil dengan

mengikatkan transferin pada reseptor transferin baik untuk transferin monoferik maupun diferik.

Efisiensi dari distribusi besi ke sel tergantung pada jumlah transferin plasma mono dan diferik

yang ada. Pada keadaan erytropoesis normal dan saturasi transferin normal yaitu sekitar 33%,

afinitas tertinggi dari reseptor untuk transferin diferik menghasilkan aliran besi yang banyak ke

sel, dengan dilengkapi empat atom besi pada tiap siklusnya. Saat saturasi tranferin sekitar 19%,

besi dalam jumlah sama dihantarkan melalui transferin mono atau diferik, sementara pada

saturasi yang rendah, kebanyakan besi dihantarkan dari bentuk monoferik. 10 (Beutler at al,

2000).

Peranan Reseptor Tranferin dalam Melepaskan Besi dari Transferin di dalam Endosome

Reseptor transferin memainkan peran penting dalam pelepasan besi dari kedua transferrin pada

saat endosom berada dalam pH asam. Pada saat pH 5,6, besi akan terlepas dari sisi N-terminal

transferin. Hal ini berbeda dengan yang terjadi pada sel eritroid, dimana besi terlepas dari kedua

sisi transferin dalam waktu 2-3 menit. Tampaknya interaksi antara reseptor transferin dengan

transferin mempengaruhi pelepasan besi. Pada pH 5,6, besi dilepaskan dari transferrin monoferik

dan bentuk N-terminal (FeNTf) 3 kali lebih cepat daripada C-terminal (FeCTf). Ikatan dengan

reseptor transferin sedikit mempengaruhi pelepasan FeN Tf namun terjadi peningkatan pada sisi

C-terminal. Ikatan reseptor transferin pada pH 5,6 mengubah kedua sisi transferin yang mengikat

besi dimana besi pada lobus N-terminal bersifat stabil, tidak pada sisi C-terminal. Reseptor

transferin yang terikat transferin dalam endosomal mempengaruhi jumlah besi yang dilepaskan

dari transferin dalam sel eritroid, selain itu juga meminimalkan perbedaan antara sisi C-terminal

dan N-terminal. 10

Transport Besi Melewati Membran Endosom melalui Nramp2

Setelah dilepaskan besi harus ditransportasikan melewati membran endosomal.

Pergerakan besi keluar endosom dan absorsinya di usus, diperantarai oleh Nramp2 (Natural

resistance-assosiated macrophage protein 2) yaitu protein pengangkut besi transmembran. 12

(Beutler at al, 2000; Hoffman, 2000).

Mekanisme Kembalinya Komplek Reseptor transferin-Transferin ke Permukaan

Sel.

Keasaman dalam endosom meningkatkan afinitas apotransferrin terhadap reseptor

transferin sehingga menghasilkan kompleks apotransferinreseptor transferin dan selanjutnya di

hantarkan ke permukaan sel endosom. Paparan dengan pH plasma menyebabkan apotransferin

kehilangan afinitasnya terhadap reseptor transferin sehingga terlepas dari membran endosom.

Hal ini memungkinkan apotransferin dan reseptor transferin bisa digunakan kembali. 12 (Beutler

at al, 2000; Hoffman, 2000).

Pengaturan, Penyimpanan dan Ambilan Besi Seluler

Di dalam sel, IRP-1 dan IRP-2 tersedia untuk mengatur penyimpanan dan ambilan besi

melalui pengontrolan translasi untuk sintesis reseptor transferin dan feritin. Sintesis reseptor

transferin disesuaikan dengan jumlah citoplasmic transferin reseptor mRNA. Regio 3’ yang tidak

ditranslasikan (3’ UTR) dari reseptor transferin mRNA mengandung 5 IRE. Ikatan IRP dengan

IRE pada 3’ UTR memperlambat degradasi dan meningkatkan konsentrasi cytoplasmic

transferring receptor mRNA serta jumlah sintesis reseptor transferin. Dengan meningkatnya

jumlah reseptor sel, ambilan besi meningkat. Sintesis ferritin dikontrol (tanpa mengubah jumlah

ferritin yang ada) dengan menekan translasi ferritin mRNA. Regio 5’ yang tidak ditranslasikan

(5’ UTR) dari ferritin mRNA mengandung IRE tunggal. Ikatan antara IRP-IRE menghentikan

translasi ferritin mRNA sehingga sedikit ferritin yang diproduksi dan sekuester besi dikurangi.

Pengaturan besi intrasel dilakukan oleh IRP sehingga menghasilkan efek yang berlawanan

terhadap sintesis reseptor. transferin dan ferritin. Penurunan besi intraseluler menyebabkan

peningkatan proporsi tingginya afinitas IRP. Peningkatan IRP-IRE meningkatkan produksi

reseptor transferin tapi menurunkan feritin. Meningkatnya besi intrasel menyebabkan

terangkainya 4Fe-4S dengan kehilangan aktivitas binding IRP-1 dan untuk IRP-2 akan

menyebabkan proteolisis yang spesifik. Sedikit IRP yang terikat IRE akan menurunkan produksi

reseptor transferin dan meningkatkan produksi ferritin. Keseimbangan dan efek berlawanan ini

mengubah ambilan besi dan penyimpanannya oleh IRP dalam rangka mempertahankan

homeostasis besi intraseluler tetap konstan dan dapat merespon pada oksidatif stres serta

inflamasi. IRP juga terikat pada Functional IRE pada 5’ UTR dari mRNA yang ada pada sintesis

erytroidspecifik-d-amino levolinic acid (eALAS) dan mitokondrial aconitase serta menghambat

sintesisnya dibawah kondisi kekurangan besi, berkaitan dengan penggunaan besi dan energi sel

untuk mengatur homeostasis besi. 12 (Beutler at al, 2000; Hoffman, 2000).

Siklus Besi dalam Tubuh

Konsentrasi besi tubuh normal adalah 40-50 mg Fe/Kg BB dimana laki-laki lebih besar

dari perempuan. Kebanyakan besi yang ada berupa senyawa dengan berikatan pada protein

tertentu, bukan dalam bentuk logam bebas. Besi ditransport dalam bentuk ikatan dengan

transferin plasma dan transferin cairan ekstrasel. Jumlah besi sekitar 5-6 mg Fe/Kg pada wanita,

10-12 mg Fe/Kg pada laki-laki disimpan dalam bentuk ferritin dan hemosiderin, dalam hepatosit,

makrofag dihati, sumsum tulang, limpa dan otot sebagai persiapan saat kehilangan darah. 13

(Bakta, 2000).

Besi diet yang diserap usus kemudian diikat oleh transferin plasma. Pada laki-laki dewasa

dengan berat badan 70 kg, jumlah besi-transferin dalam plasma sekitar 3 mg, meskipun besi

harian yang ditransport melalui cara ini lebih dari 30 mg. Sebagian besar besi ± 24 mg/hari

berada di prekursor erythroid sumsum tulang, dan sebagian besar dari jumlah ini yaitu sekitar 17

mg/hari menjadi hemoglobin di dalam erithrosit disirkulasi yang nantinya akan dikatabollisme

oleh makrofag dalam sumsum tulang, limpa dan hati. Besi kemudian dilepaskan dari hemoglobin

dan kembali ke transferin plasma. Beberapa dari besi dalam erythroid sumsum tulang sekitar 7

mg Fe/hari dikatabolisme langsung oleh makrofag karena fagositosis pada prekursor erythroid

yang terganggu atau perpindahan dari feritin erytrosit menyebabkan makrofag mengembalikan

besi ke transferin plasma ± 22 mg Fe/hari. Besi dalam erytron yang mengalami pergantian

berasal dari beberapa besi yang baru diabsorpsi dari GI tract dan dari fraksi minor sekitar 2 mg

Fe/hari besi Hb yang masuk ke plasma melalui enukleasi normoblas atau hemolisis intravaskuler.

Selanjutnya akan terikat dengan haptoglobin/hemopexin dan dihantarkan ke hepatosit. 14

(Andrew, 1999).

Keseimbangan Besi dalam Tubuh

Keseimbangan besi ditentukan oleh perbedaan antara asupan besi dan keluaran besi dari

tubuh. Jika persediaan besi tubuh menurun maka absorpsinya meningkat, sebaliknya absorbsi

akan meningkat jika persediaan besi tubuh menurun. Besi yang diserap usus atau dikeluarkan

setiap hari berkisar antara 1-2 mg. Besi heme dan nonheme diabsorpsi melalui brush border pada

usus kecil bagian atas. Absorpsi besi yang terkandung dalam diet, ditentukan oleh jumlah dan

bentuk besi, komposisi diet dan faktor gastro intestinal (GI tract). Besi heme biasanya

terkandung sedikit dalam diet namun absorpsinya sekitar 20-30%. Kebanyakan besi yang

terkandung dalam diet berupa besi non heme yaitu sekitar 90% dan absorpsinya dipengaruhi

oleh keseimbangan antara inhibitor seperti phytate, tanat, fosfat dan ditingkatkan oleh asam

amino dan asam askorbat. Biasanya kurang dari 5% besi non heme yang terabsorpsi.

Ketersediaan besi juga dipengaruhi oleh faktor gastrointestinal seperti sekresi gaster, gerakan

usus dan akibat dari operasi atau penyakit usus. 14

Gambar 3. Keseimbangan besi tubuh. 14 (Andrew, 1999)

Absorpsi besi diatur oleh sel mukosa usus kecil bagian proksimal. Regulasi mokusal dari

absorpsi besi mungkin terjadi melalui satu atau lebih langkah berikut ini yaitu: (1) mukosa

mengambil besi yang melewati vili dan membran, (2) retensi besi dalam mukosa, (3)

pemindahan besi dari sel mukosa ke plasma. Secara umum mekanisme absorpsi besi melalui sel

mukosa ini mampu memenuhi kebutuhan cadangan besi dan tingkat eritropoesis dimana absorpsi

meningkat jika cadangan besi menurun dan aktivitas eritropoesis meningkat. Sekitar 3,5mg

Fe/hari diabsorpsi dari diet dengan bioavalaibilitas yang cukup dan pada fase defisiensi besi

Gambar 3. Keseimbangan besi tubuh terdapat faktor yang meningkatkan absorpsi besi. 14

(Andrew, 1999).

Absorbsi Besi

Besi diet yang berasal dari makanan diserap dalam usus. Proses absorbsi besi dalam usus

terdiri atas 3 fase yaitu fase luminal, fase mucosal dan fase sistemik atau korporeal (Bakta,

2000). Pada fase luminal ikatan besi dari bahan makanan dilepaskan atau dirubah menjadi bentuk

terlarut dan terionisasi. Kemudian besi dalam bentuk feri (Fe3+) direduksi menjadi bentuk fero

(Fe2+) sehingga siap diserap usus. Dalam proses ini getah lambung dan asam lambung memegang

peranan penting. Absorbsi paling baik terjadi pada duodenum dan jejenum proksimal. Hal ini

dihubungkan dengan jumlah reseptor pada permukaan usus dan pH usus. Di dalam usus, besi

akan dibedakan menjadi besi non haem dan besi haem. Kedua jenis besi ini mempunyai sifat

sangat berbeda. Besi haem diserap secara langsung, tidak dipengaruhi oleh bahan penghambat

atau pemacu dan presentase absorbsinya besar yaitu 4 kali dari besi non haem. Sedangkan

absorbsi besi non haem sangat dipengaruhi oleh zat pengikat (ligand) yang dapat menghambat

ataupun memacu absorbsi. Senyawa besi haem terdapat dalam daging, ikan dan hati. Besi haem

ini diserap secara utuh dan setelah berada dalam epitel usus (enterosit) akan dilepaskan dari

rantai porfirin oleh ensim haemoxygenase, kemudian ditransfer ke dalam plasma atau disimpan

dalam ferritin. Persentase besi yang diserap sangat tinggi yaitu 10-25%. Penyerapan besi non

haem sangat dipengaruhi oleh adanya zat-zat yang mempertahankan besi tetap dalam keadaan

terlarut. Bahan ini disebut zat pemacu atau promoter atau enhancer. Sedangkan zat penghambat

atau inhibitor adalah zat yang membentuk kompleks yang mengalami presipitasi sehingga besi

sulit diserap. Bahanbahan yang bekerja sebagai pemacu utama ialah. daging, ikan dan hati, asam

askorbat atau vitamin C. 10

Beberapa bahan yang terdapat dalam daging yang dikenal sebagai meat factor seperti

asam amino, cysteine dan glutathion dapat meningkatkan absorbsi besi melalui pembentukan

soluble chelate yang mencegah polimerisasi dan presipitasi besi. Asam askorbat merupakan

bahan pemacu absorbsi yang sangat kuat yang berfungsi sebagai reduktor yang dapat mengubah

feri menjadi fero, mempertahankan pH usus tetap rendah sehingga mencegah presipitasi feri dan

bersifat sebagai monomeric chelator yang membentuk iron-ascorbate chelate yang lebih mudah

diserap. Zat penghambat absorbs besi sebagian besar terdapat dalam makanan yang berasal dari

tumbuh-tumbuhan. Penghambat paling kuat ialah senyawa polifenol seperti tanin dalam teh. Teh

dapat menurunkan absorbsi sampai 80 % sebagai akibat terbentukknya kompleks besi-tanat.

Kopi juga mengandung polipenol tetapi dalam jumlah yang lebih sedikit dibandingkan dengan

teh. Bahan penghambat lain ialah phytate, bekatul, kalsium, posfat, oksalat dan serat (fibre) yang

dapat membentuk kompleks polemer besar. 10

Fase absorbsi yang ke dua adalah fase mukosal. Pada fase mukosal besi diserap secara

aktif melalui reseptor. Jika dosis terlalu besar besi akan masuk secara difusi pasif. Dalam sel

enterosit besi akan diikat oleh suatu karier protein spesifik dan ditransfer melalui sel ke kapiler

atau disimpan dalam bentuk feritin dalam enterosit kemudian dibuang bersamaan dengan

deskuamasi epitel usus. Susunan karier protein ini belum diketahui dengan pasti. Ada yang

menduga sebagai suatu transferin like protein. Pada fase sistemik (korporeal) besi yang masuk

ke plasma diikat oleh apotransferin menjadi transferin dan diedarkan ke seluruh tubuh, terutama

ke sel eritroblast dalam sumsum tulang. Semua sel mempunyai reseptor transferin pada

permukaannya. Transferin ditangkap oleh reseptor ini dan kemudian melalui proses pinositosis

(endositosis) masuk dalam vesikel (endosome) dalam sel. Akibat penurunan pH, besi, transferin

dan reseptor akan terlepas dari ikatannya. Besi akan dipakai oleh sel sedangkan reseptor dan

transferin dikeluarkan dan dipakai ulang. Besar kecilnya penyerapan besi oleh usus ditentukan

oleh faktor intraluminal dan faktor regulasi eksternal. Faktor intraluminal ditentukan oleh jumlah

besi dalam makanan, kualitas besi (besi haem atau non haem), perbandingan jumlah pemacu dan

penghambat dalam makanan. Faktor regulasi luar ditentukan oleh cadangan besi tubuh dan

kecepatan eritropoesis. 10

Gangguan Metabolisme Besi

Anemia diakibatkan oleh karena berkurangnya penyediaan besi atau gangguan utilisasi

besi dalam susmsum tulang. Anemia hipokromik mikrositer dengan gangguan metabolisme besi

merupakan penyebab anemia paling sering dijumpai baik dalam praktek klinik maupun di

lapangan (Bakta, 2000). Salah satu anemia yang termasuk dalam anemia ini adalah anemia

defisiensi besi. Patogenesis anemia defisiensi besi diawali dengan adanya perdarahan menahun.

Perdarahan menahun menyebabkan kehilangan besi sehingga cadangan besi makin menurun.

Jika cadangan kosong maka keadaan ini disebut iron depleted state. Apabila kekurangan besi

berlanjut terus maka penyediaan besi untuk eritropoesis berkurang sehingga menimbulkan

gangguan pada bentuk eritrosit tetapi anemia secara klinis belum terjadi atau sering disebut iron

deficient erythropoiesis. Selanjutnya muncul anemia hipokromik mikrositer yang disebut iron

deficiency anemia. 13 (Bakta, 2000).

2. SENG (Zn)

Seng merupakan komponen penting pada struktur dan fungsi membran sel, sebagai

antioksidan, dan melindungi tubuh dari serangan lipid peroksidase. Seng berperan dalam sintesis

dan transkripsi protein, yaitu dalam regulasi gen. Pada suhu tinggi, hewan banyak mengeluarkan

keringat dan seng dapat hilang bersama keringat sehingga perlu penambahan (Richards 1989;

Ahmed et al. 2002). Ikatan enzim seng yang merupakan katalis reaksi hidrolitik melibatkan

enzim pada bagian aktif yang bertindak ”super efisien”. Enzim karbonik anhidrase mengkatalisis

CO2 dalam darah, enzim karboksi peptidase mengkatalisis protein dalam prankreas, enzim

alkalin fosfatase meng hindrolisis fosfat dalam beberapa jaringan, dan enzim amino peptidase

menghidrolisis peptida dalam ginjal. Seng juga berperan dalam menstabilkan struktur protein,

seperti insulin, alkohol dehidrogenase hati, alkalin fosfat, dan superoksida dismutase. 15 (Fraker

et al. 1986; Brown et al. 2002).

FUNGSI Zn

Zn memegang peranan esensial dalam banyak fungsi tubuh, yaitu : 15

Zn Sebagai bagian dari enzim atau sebagai kofaktor pads kegiatan lebih dari 200 enzim.

Zn berperan dalam berbagai aspek metabolisme seperti reaksi yang berkaitan dengan

sintesis dan degradasi karbohidrat, protein, lipida, dan asam nukleat.

Zn berperan dalam pemeliharaan keseimbangan asam basa.

Zn sebagai bagian integral enzim DNA polymerase dan RNA polymerase yang

diperlukan dalam sintesis DNA dan RNA.

Zn berperan dalam pembentukan kulit, metabolisme jaringan ikat dan penyembuhan luka.

Zn berperan dalam pengembangan fungsi reproduksi laki-laki dan pembentukan sperma.

Zn berperan dalam kekebalan yaitu, dalam sel T dan pembentukan antibody oleh sel B.

SUMBER Zn

Sumber paling baik adalah sumber protein hewani, terutama daging, hati, kerang, biji-

bijian(lengkap), sserelia, leguminosa dan telur.serelia tumbuk dan kacang-kacangan merupakan

sumber yang terbaik namun mempunyai ketersediaan biologic yang rendah. 15

ANGKA KECUKUPAN Zn YANG DIANJURKAN

Angka kecukupan seng pada tingkat :

1. Bayi                               : 3-5 mg

2. Anak-anak                     : 8-10 mg

3. Remaja dan dewasa     : 15 mg(baik pria maupun wanita)

4. Ibu hamil                      : + 5 mg

5. Ibu menyusui                : + 10 mg

DAMPAK

KEKURANGAN SENG (Zn)

1. Akibat kekurangan seng pertumbuhan badan tidak sempurna(kerdil).

2. Gangguan dan keterlambatan pertumbuhan kematangan seksual misalnya pencernaan

terganggu, gangguan fungsi pangkreas, gangguan pembentukan kilomikron dan

kerusakan permukaan saluran cerna.

3. Kekurangan Zn menganggu pusat system saraf dan ungsi otak.

4. Kekurangan Zn menganggu metabolisme dalam hal kekurangan vitamin A, gangguan

kelenjar tiroid, gangguan nafsu makan serta memperlambat penyembuhan luka.

KELEBIHAN SENG(Zn)

1. Kelebihan Zn hinggga 2 sampai 3 kali menurunkan absorpsi tembaga.

2. Kelebihan sampai 10 kali mempengaruhi metabolism kolesterol, mengubah nilai

lipoprotein dan tampaknya dapat mempercepat timbulnya aterosklerosis.

3. Kelebihan sampai sebanyak 2 gram atau lebih dapat menyebabkan muntah, diare,

demam, kelelahan, anemia, dan gangguan reproduksi.

PENCERNAAN DAN PENYERAPAN

Enzim yang sama berperan dalam pengeluaran amoniak dan didalam produksi

hidroklorida yang diperlukan untuk pencernaan sebagai bagian dari enzim peptidase karbosil

yang terdapat didalam cairan pangkreas, dan dalam pencernaan protein. Zn juga dihubungkan

dengan hormone insulin yang dibentuk dida;lam pangkreas walaupun tidak berperan langsung

terhadap kegiatan insulin. 15

Seperti halya besi, zink diabsorpsi relatif sedikit. Dari konsumsi zink 4-14 mg/hari, hanya

10-40 %-nya yang diabsorpsi. Absorpsi menurun dengan adanya agen pengikat atau kelat

sehingga mineral tersebut tidak terserap. Zink berikatan dengan ligan yang mengandung sulfur,

nitrogen atau oksigen. Zink membentuk kompleks dengan fosfat (PO4), klorida (Cl-) dan

karbonat (HCO3). Buffer N-2-hydroxyethyl-pysera-zine-N′-2-ethanesulfonic acid (HEPES)

berefek kecil terhadap ikatan zink dengan ligan tersebut. Zink dapat berikatan dengan ligan

tersebut dan diekskresikan melalui feces. Orang yang menderita geophagic dan/atau yang

mengkonsumsi makanan tinggi fitat (khususnya produk sereal) berresiko defisiensi zink.

Oberleas (1993) diacu dalam Berdanier (1998) telah memperhitungkan bahwa diet dengan rasio

fitat dan zink lebih besar daripada 10, menyebabkan defisiensi zink, tanpa memperhatikan

jumlah total zink dalam diet tersebut. Pada sistem pencernaan, mineral dicerna di usus halus. 16

Tingkat penyerapannya sedikit banyaknya ada hubungan dengan status Zn lebih besar

dari normal dalam defesiensi Zn. daya guna Zn makanan juga merupakan faktor dalam

menentukan penyerapan, walaupun ini tidak banyak variasinya atau tidak sekritis Fe. Pitat dan

serat yang banyak dalam biji-bijian merupakan faktor-faktor utama yang menurunkan nilai

gunanya pada waktu bersamaan tingkat konsumsinya, keseimbangan Zn sedikit kurang pada

orang yang dengan diet berserat tinggi. Penyerapan Zn sedikit banyak berkompetisi dengan ion-

ion metal transisi, terutama Fe2+ , Fe3+, dan Cu2+. Penyerapan Zn memerlukan energy dan

tingkatan oleh sitrat.dalam air susu manusia banyak Zn terikat dalam sitrat dan daya gunanya

lebih tinggi dari Zn yang terikat oleh protein. Setelah penyerapan dan pemindahan Zn dalam

plasma, Zn terikat dalam 3 komponen yang satu dengan yang lainnya.sebagian diikat oleh

albumin, walauoun cukup besar yang terikat pada antiprotease, α-makroglobulin. 16

METABOLISME

Didalam pangkres seng digunkan untuk membuat enzim pencernaan, yang pada waktu

makan dikeluarkan ke dalam saluran cerna. Dengan demikaian saluran cerna menerima seng dari

dua sumbar, yaitu dri makanan dan dari cairan pencernan yang kembali ke pankreas dinamakan

sikrulasi entropangkreatik. Bila di komsumsi seng tinggi, di dalam sel dinding saluran cerna

sebagian diubah menjadi metalotionein sebagai simpanan, sehingga absobrsi berkurang. Seperti

halnya dengan besi, bentuk simpanan ini akan dibuang bersama sel-sel dinding usus halus yang

umurnya adalah 2-5 hari. Metalotionien did lam hati mengikat seng hingga di butuhkn oleh

tubuh. Metalotionien di duga mempunyai peranan dalam mengtur kandungan seng didalam

cairan intarseluler. 2

3. TEMBAGA (Cu)

Tembaga (Cu) merupakan mineral mikro karena keberadaannya dalam tubuh sangat

sedikit namun diperlukan dalam proses fisiologis. Di alam, Cu ditemukan dalam bentuk senyawa

sulfida (CuS). Walaupun dibutuhkan tubuh dalam jumlah sedikit, bila kelebihan dapat

mengganggu kesehatan atau mengakibatkan keracunan. Namun bila terjadi kekurangan Cu

dalam darah dapat menyebabkan anemia yang merupakan gejala umum, pertumbuhan terhambat,

kerusakan tulang, depigmentasi rambut dan bulu, pertumbuhan bulu abnormal, dan gangguan

gastrointestinal. 17(Davis dan Mertz 1987; Baker et al. 1991; Clark et al. 1993).

FUNGSI TEMBAGA (Cu)

1. Fungsi utama enzim di dalam adalah sebagai bagian dari enzim. Enzim-enzim

mengandung tembaga mempunyai berbagai macam peranan yang berkaitan dengan

reaksi yang menggunakan oksigen atau radikal oksigen.

2. Tembaga berpernan dalam mencegah anemia dengan cara membanu absorbs besi,

merangsang sisntesis hemoglobin , melepas simpanan besi dari feritin dalam hati dan

sebagai bagian dari enzim seruloplasmin.

3. Tembaga berperan dalam oksidasi besi bentk fero menjadi feri.

4. Tembaga berperan dalam perubahan asam amino tirosin menjadi melanin, yaitu

pigmen dan kulit.

5. Tembaga juga berperanan dlam pngikatan silanh kolagen yang diperluka untuk

menjaga kekuatannya.

SUMBER TEMBAGA 2

Tembaga terdapat luas didalam makanan. Sumber utama tembaga adalah tiram, kerang,

hati, ginjal, kacang-kacangan, unggas, biji-bijian , serelia, dan cokelat. Air juga mengandung

tembaga dan jumlahnya bergantung pada jenis pipa di gunakan sebagai sumber air.

ANGKA KECUKUPAN TEMBAGA (Cu) YANG DIANJURKAN

Kekurangan tembaga karena makanan jarang terjadi, oleh karena itu, AKG untuk tembaga

diindonesia belum ditentukan. Amerika serikat menetapkan jumlah tembaga yang aman untuk

dikonsumsi adalah sebanyak 1,5-3,0 mg sehari.

DAMPAK TEMBAGA 17

1. KEKURANGAN TEMBAGA

Kekeurangan tembaga dapat menganggu pertumbuhan dan metabolism, disamping itu

terjadi demineralisasi tulang-tulang. Bayi gagal tumbuh kembang edema dengan serum albumin

rendah. Gangguan fungsi kekebalan.

2.KELEBIHAN TEMBAGA

Menyebabkan nekrosis hati atau serosis hati. Konsumsi sebanyak 10 -15 mg tembaga 

sehari dapat menimbulkan  muntah – muntah dan diare.Berbagai tahap perdarahan intravascular

dapat terjadi ,begitupun nekrosis sel –sel hati dan ginjal. Konsumsi dosis tinggi dapat

menyebabakan kematian.

PENCERNAAN DAN PENYERAPAN

Absorsi sedikit terjadi didalam lambung dan sebagian besar di bagian atas usus halus

secara aktif dan pasif.absorsi terjadi dengan alat angkut protein pengikat tembaga metalotionin

yang juga berfungsi dalam absorbsi seng dan kadmium.Tembaga diangkut keseluruh tubuh oleh

seruloplasminin dan transkuprein.Tembaga juga dikeluarkan dari hati ,sebagai bagian dari

empedu.Didalam saluran cerna tembaga dapat diabsorsi kembali  atau dikeluarkan dari tubuh 

bergantung kebutuhan tubuh.Pengeluaran melalui empedu meningkat bila terdapat kelebihan

tembaga dalam tubuh. 17

METABOLISME

Dalam plasma darah ,tembaga mula – mula diikat pada albumin dan suatu protein baru

dam dibawa kehati dimana kan mendapat proses: 17

Diinkorporasikan ke dalam seruloplasmin dan protein / enzim hati yang spesifik

Hilang melalui empedu ,seruloplasmin disekresi kedalam plasma disamping

kemungkinan fungsi enzimatiknya ,juga mengangkut tembaga kedalam sel seluruh tubuh

Sebagian kecil cu diangkut melalui transkuprein dan albumin ; rendahnya berat molekul

dari pool –cu dalam plsma mungkin tidak merupakan sumber Cu seluler yang nyata.

Hanya sedikit tembaga yang disimpan didalam jaringan tubuh ,keuali untuk fets ; kadar

tembaga sangat konstan kecuali kalau sakit tau defisiensi cu.Tembaga disimpan dalam  / melekat

pada metalotionin intraseluler.,protein 6700 dalton .1/3 bagian sistein ,yang juga mengikat

zn ,cd, hg dan beberapa ion metal lainnya

3. MANGAN

Mangan berkaitan dengan jumlah enzimdalm beberapa proses metabolism ,termasuk

piruvatanya  dan karboksilse asetil CoA dan dehidrogenase isositrat dalam siklus krebs dan

mitokondria; bentuk mitokondria ;dismutase super oksida yang menolong melindungi membrane

mitokondria Yang lebih menarik adalah hubungannya dengan enzim  mukopolisakarida,

glikoprotein dan produksi lipopolisakarida, termasuk trasferase galaktose dan trasferse glikosil

lain yang terikat dalam membran. 2

SUMBER : Beras giling. Pisang & sayuran hijau

FUNGSI :

Dalam tubuh, Mn berperan sebagai katalisator dari beberapa reaksi metabolik yang

penting pada protein, karbohidrat, dan lemak. Pada metabolisme protein, Mn mengaktifkan

interkonversi asam amino dengan enzim spesifik seperti arginase, prolinase, dipeptidase. Pada

metabolism karbohidrat, Mn berperan aktif dalam beberapa reaksi konversi pada oksidasiglukosa

dan sintesis oligosakharida. Pada metabolisme lemak, Mn berperan sebagai kofaktor dalam

sintesis asam lemak rantai panjang dan kolesterol. metabolisme energi & sintesis lemak. 2

AKG :  3- 4 gr/hari

DAMPAK 2

KELEBIHAN :

Keracunan krena kelebihan mangan dapat terjadi bila lingkungan terkontaminasi oleh

mangan. Pekerja tambang yang mengisap manga yang ada pada debu tambang untuk jangka

waktu lama, menunjukkn gejal-gejala kelainan otak disertai penampilan dan tingkah laku

abnormal, yang menyerupai penyakit parkinson.

KEKURANGAN :

Kekurangan mangan pernah terlihat pada manusia. Kebutuhan mangan kecil, sedangkan

mangan banyak terdapat dalam makanan nabati. Kekurangan mangan menyebabkan steril pada

hewan jantan dan betina. Keturunan dari induk yang menderita kekurangan mangan,

menunjukkan kelainan kerangka dan gangguan kerangka otot. Penggunaan suplementasi besi dan

kalsium perlu diperhatikan karena kedua zat gizi ini menghambat absorbsi mngan.kekurngan

mangan sering terjadi bersamaan dengan kekurangan besi. Malkanan tinggi protein dapat

melindungi tubuh dari kekurangan mangan.

Kobalt (Co)

Kobalt (Co) paling banyak terdapat dalam ginjal, kelenjar adrenal, limpa, dan pankreas.

Kobalt terdapat pula dalam jumlah cukup banyak dalam limfoglandula, sumsum tulang, dan

empeduKobalt (Co) merupakan unsur mineral esensial untuk pertumbuhan hewan, dan

merupakan bagian dari molekul vitamin B12. Konversi Co dari dalam tanah menjadi vitamin

B12 pada makanan hingga dicerna hewan nonruminansia kadang-kadang disebut sebagai siklus

kobalt. Ternak ruminansia (sapi, domba, dan kambing) memakan hijauan pakan, di mana

tanaman menyerap kobalt dari dalam tanah dan bakteri-bakteri yang ada di dalam lambung

(rumen) menggunakan kobalt dalam penyusunan vitamin B12. Hewan menyerap vitamin B12

dan mendistribusikannya ke seluruh jaringan tubuh. Semua bangsa hewan membutuhkan

vitamin sehingga secara tidak langsung memerlukan kobalt. Ternak babi dan unggas tidak

mempunyai mikroflora dalam saluran pencernaan untuk mengubah kobalt dalam ransum

sehingga harus mendapat vitamin B12 yang cukup dalam ransum. 18 (Lee et al. 1999).

SUMBER:

Mikroorganisme dapat membentuk vitamin B12 hewan memamah biak memperoleh

kobalmin melalui hubungan simbiosis dengan mikrorganise dalam saluran cerna. Manusia tidak

dapat melakukan simbiosis ini, sehingga  harus memperoleh kobalamin dari makanan hewani

seperti hati, ginjal, dan daging. Makanan nabati mengandung sedikit kobal, bergantung pada

kandungan tanah tempat tumbuhnya. Pengikut vegetarian (hanya makan makanan nabati) perlu

berhati-nati terhadap kemungkinana kekuranagan vitamin B12. 19

FUNGSI :

Kobal merupakan vitamin B12 (kobalmin). Vitamin ini diperlukan untuk mematangkan sel

darah merah dan menormalkan fungsi semua sel. Kobal mungkin juga  berperan dalam fungsi

berbagai enzim

AKG:

Sebagian besar kobalt dalam tubuh terikat dalam vitamin B12 plasma darah mengandung

kurang lebih 1 µg kobal/100

PENCERNAAN DAN PENYERAPAN :

Absorbsi terjadi pada bgain atas usus halus mengkuti mekanisme absorbsi besi. Absorbsi

mningkat bila konsumsi besi rendah. Sebanyak 85% ekskresi kobal dilakukan melalui urin,

selebihnya fses dan keringat.

Iodium

Iodium ditemukan pada tahun 1811 oleh Courtois. Iodium merupakan sebuah anion

monovalen. Keadaannya dalam tubuh mamalia hanya sebagai hormon tiroid.  Hormon-hormon

ini sangat penting selama pembentukan embrio dan untuk mengatur kecepatan metabolis dan

produksi kalori atau energi  disemua kehidupan. Jumlah iodium yang terdapat dalam makanan 

sebanyak jumlah ioda dan untuk sebagian kecil secara kovalen mengikat asam amino.  Iodium

diserap sangat cepat oleh usus dan oleh kelenjar tiroid digunakan untuk memproduksi hormon

thyroid.  Saluran ekskresi utama iodium adalah melalui saluran kencing (urin) dan cara ini

merupakan indikator utama pengukuran jumlah pemasukan dan status iodium.  Tingkat ekskresi

(status iodium) yang rendah (25 – 20  g I/g  creatin) menunjukan risiko kekurangan iodium dan

bahkan tingkatan yang lebih rendah menunjukan risiko yang lebih berbahaya. 20(Brody, 1999).

Dalam saluran pencernaan, iodium dalam bahan makanan dikonversikan menjadi Iodida

yang mudah diserap dan ikut bergabung dengan pool-iodida intra/ekstraseluler.  Iodium tersebut

kemudian memasuki kelenjar tiroid untuk disimpan.  Setelah mengalami peroksidasi akan

melekat dengan residu tirosin dari tiroglobulin.   Struktur cincin hidrofenil dari residu tirosin

adalah iodinate ortho pada grup hidroksil dan berbentuk hormon dari kelenjar tiroid yang dapat

dibebaskan (T3 dan T4) (Linder, 1992).   Iodium adalah suatu bagian integral dari hormon

tridothyronine tiroid (T3) dan thyroxin (T4).  Hormon tiroid kebanyakan menggunakan, jika tidak

semua, efeknya melalui pengendalian sintesis protein.  Efek-efek tersebut adalah efek

kalorigenik, kardiovaskular, metabolisme dan efek inhibitor pada pengeluaran thyrotropin oleh

pituitary. 21 (Sauberlich, 1999).

Kebanyakan Thyroxine (T4) dan Triidothyronine (T3) diangkut dalam bentuk terikat-

plasma dengan protein pembawa.  Thyroxine-terikat protein merupakan pembawa hormon tiroid

utama yang beberapa di antaranya juga terikat dengan thyroxin-terikat prealbumin. Berikut

adalah gambar bagan metabolisme hormon tiroid. 21

Gambar 1. Metabolisme hormon tiroid 21

            Tingkat bebasnya hormon-hormon tersebut dalam plasma dimonitor oleh hipotalamus

yang kemudian mengontrol tingkat pemecahan proteolitis T3 dan T4 dari tiroglobulin dan

membebaskannya ke dalam plasma darah, melalui tiroid stimulating hormon (TSH).  Kadar T4

plasma jauh lebih besar dari pada T3,  tetapi T3 lebih potensial dan “turn overnya” lebih cepat. 

Beberapa T3 plasma dibuat  dari T4 dengan jalan deiodinasi dalam jaringan non-tiroid.  Sebagian

besar  dari kedua bentuk terikat pada protein plasma, terutama thyroid-binding-globulin (TBG),

tetapi hormon yang bebas aktivitasnya pada sel-sel target.  Dalam sel-sel target dalam hati,

banyak dari hormon tersebut didegradasi dan iodidat dikonversikan untuk digunakan kembali

kalau memang dibutuhkan. 21(Linder, 1992).

Menurut Ganong (1989) apabila mengkonsumsi iodium 500 mg/hari, hanya sebagian

iodium (120 mg) yang masuk ke dalam kelenjar tiroid, dan dari kelenjar tiroid disekresikan

sekitar  80 mg yang terdapat dalam T3 dan T4, yang merupakan hormon tiroid.  Selanjutya T3 dan

T4  mengalami metabolisme dalam hepar dan dalam jaringan lainnya.  Sehingga dari hepar

dikeluarkan sekitar 60 mg ke dalam cairan empedu, kemudian dikeluarkan ke dalam lumen usus

dan sebagian mengalami sirkulasi yang lepas dari reabsorbsi akan diekskresikan bersama feses

dan urin. 22

Dengan mengkonsumsi pangan yang kaya iodium dapat menekan atau bahkan

mengurangi besarnya prevalensi gondok. Rata-rata kandungan iodium dalam bahan makanan 

antara lain : Ikan Tawar  30  g; Ikan Laut   832 g; Kerang 798 g; Daging 50 g; Susu 47 g;

Telur 93 g; Gandum 47 g; Buah-buahan 18 g; Kacang-kacangan  30 g dan Sayuran 29 g.

Konsumsi pangan merupakan faktor utama  untuk memenuhi kebutuhan gizi   seseorang. 

Dengan demikian diharapkan  untuk mengkonsumsi pangan yang beraneka ragam sehingga

dapat memenuhi kebutuhan gizi yang dibutuhkan oleh kerja tubuh. 23 (Harper, Deaton and

Driskel, 1985)

Dalam keadaan normal intake harian untuk orang dewasa berkisar 100 – 150 g perhari. 

Iodium diekskresikan melalui urin dan dinyatakan dalam g I/g kreatinin.  Pada tingkat ekskresi

lebih kecil dari 50 g/g kreatinin sudah menjadi indikator kekurangan intake.  Konsumsi iodium

sangat bervariasi antar berbagai wilayah di dunia, diperkirakan sekitar 500 g per hari di USA

(sekitar 5 kali RDA).  Adapun kecukupan iodium yang dianjurkan untuk orang Indonesia antara

lain :  1) umur 0 sampai 9 tahun kebutuhannya sebesar  50 – 120 g ; 2) umur  10 – 59 dan > 60

tahun sebesar 150 g (Pria) ; 3) umur 10 – 59 dan > 60 tahun sebesar 150 g ; 4) Wanita Hamil 

mendapat tambahan + 25 g ; wanita  laktasi 0 – 12 bulan sebesar + 50 g. 24 (Muhilal, dkk.

1998).

Gangguan Akibat Kekurangan Iodium (GAKI) adalah sekumpulan  gejala atau kelainan

yang ditimbulkan karena tubuh menderita kekurangan iodium secara terus – menerus dalam

waktu yang lama yang berdampak pada pertumbuhan dan perkembangan makhluk hidup

(manusia dan hewan) Makin banyak tingkat kekurangan iodium yang dialami makin banyak

komplikasi atau kelainan yang ditimbulkannya, meliputi pembesaran kelenjar tiroid dan berbagai

stadium  sampai timbul bisu-tuli dan gangguan mental akibat kretinisme. 25 (DepKes RI, 1996). 

SUMBER :

1. Irawan MA. 2007. Cairan Tubuh, Elektrolit & Mineral. Sports Science Brief. 1 (1): pp. 1-5.

2. Arifin, Zainal. 2008. Beberapa Unsur Mineral Esensial Mikro dalam Sistem Biologi dan Metode

Analisisnya. Jurnal Litbang Pertanian. 27 (3): pp. 99-105.

3. Sofyan, Rochestri. 2007. Variabilitas Biologi pada Penentuan Unsur Runutan dalam Sains Biomedik. Maj

Kedokt Indon. 57 (1): pp. 15-25.

4. Hernandez-Caraballo EA. 2005. Evaluation of Chemometric Techniques and Artificial Neural Network for

Cancer Screening Using Cu, Fe, Se and Zn Concentration in Blood Serum. Analytica Chemica Acta,

533:161–8.

5. Ma Xin Pei, Wang Jun Ke. 1991. PIXE Analysis of Cerebrospinal Fluid Before and After Brain

Transplantation. Proceeding of the International Conference on Evolution in Beam Applications, JAERI,

Takasaki, Japan. 579-82.

6. Sofyan, Rochestri. 1998. Aplikasi PIXE dalam Penelitian Biomedik Otak. Buletin BATAN. 1: pp. 27-35.

7. Ehmann WD, Vance DE. 1991. Radiochemistry and Nuclear methods of analysis. New York: John Wiley

& Sons Inc. pp. 56-78.

8. Cornelis R. 1998. Radiochemical Methods, Especially Neutron Activation Analysis. In: Mc Kenzie HA,

Smythe LE, editor. Quantitative Trace Analysis of Biological Materials. Amsterdam: Elsevier/North

Holland Biochemical Press. 90-8.

9. Muhayatun. 2005. Analisis Iradiasi Pendek Sampel Partikulat Udara Menggunakan Metode Analisis

Aktivasi Neutron K0. Prosiding Seminar Sains dan Teknik Nuklir, Pusat Penelitian dan Pengembangan

Teknik Nuklir-BATAN. 100-13.

10. Luh Seri Ani. 2011. Metabolisme Zat Besi pada Tubuh Manusia. Widya Biologi. ISSN 2086-5783. 2 (1).

pp. 1-9.

11. Thomas H, Bothwell, 2000. Iron Requirement in Pregnancy and Strategies to Meet Them. Am J Clin Nutr

72(1): 257S-264S.

12. Hoffman, 2000. Iron metabolism, Basic Principle and Practice 3 rd ed, Churchill Livingstone, Inc: pp. 399-

45.

13. Bakta IM, 2000. Hematologi klinik ringkas. Percetakan Universitas Udayana Denpasar.

14. Andrews NC, 1999. Disorders of Iron metabolism. N Engl J Med. 341: 1986-90

15. Brown, K.H., J.M. Peerson, J. Rivera, and L.H. Allen. 2002. Effect of Supplemental Zinc on the Growth

and Serum Zinc Concentrations of Prepubertal Children: A Meta-Analysis of Randomized Controlled

Trials. Am. J. Clin. Nutr. 75: pp. 1.0621.071.

16. Adam, Moh. Awaludin. 2011. Metabolisme mineral. Fakultas perikanan dan ilmu Kelautan Universitas

Brawijaya.

17. Davis, G.K. and W. Mertz. 1987. Copper. Trace Elements in Human and Animal Nutrition. In W. Mertz

(Ed.). Academic Press, Inc. San Diego, CA. pp. 301− 364.

18. Lee, J., D.G. Master, C.L. White, N.D. Grace, and G.J. Judson. 1999. Current issues in trace element

nutrition of grazing livestock in Australia and New Zealand. Aust. J. Agric. Res. 50(8): pp. 1.341−1.354.

19. Parakkasi, A. 1999. Ilmu Nutrisi dan Makanan Ternak Ruminansia. Universitas Indonesia Press, Jakarta.

20. Hetzel, B.S. 1989. An Overview of the Prevention and Control of Iodine Deficiency Disorder. in Hetzel,

J.T. Dunn and J.B. Stanbury (ed) Hal. 7-29. Elvsevier Science Plubbisher. New York.

21. Sauberlich, H.E. 1999. Assessment of Nutritional Status.  Second Edition. CRC Press. Boca Raton London

New York Washington, DC.

22. Ganong, W.F. 1989. Review of medical Physiology, 14th Ed. A Lange Medical Book. Prentice Hall

International Inc. 

23. Harper, L.J., Deaton and J.A. Driskel. 1985. Pangan, Gizi dan Pertanian. UI Press, Jakarta.

24. Muhilal, Jalal & Hardinsyah. 1998. Angka Kecukupan Gizi Rata-Rata yang Dianjurkan. Widyakarya

Pangan dan Gizi Nasional VI. LIPI. Jakarta.

25. DepKes RI. 1996. Gangguan Akibat Kekurangan Iodium dan Garam Beriodium. Pusat Penyuluhan

Kesehatan Masyarakat. Jakarta.