Vitamin dan Mineral

Rachmad Dharmawan UB 2013135050100111075@mail.ub.ac.id

Vitamin dan mineral mempunyai fungsi utama yang sangat penting dalam reaksi metabolisme yaitu kofaktor

Kofaktor adalah substansi non protein yang berperan dalam reaksi ensimatis metala. Ion-Ion metal (Mineral)b. Koenzim (Senyawa Organik / Vitamin)

Vitamin dibutuhkan untuk pertumbuhan yang normal, memelihara, dan menjaga fungsi tubuh

Merupakan senyawa organik esensial : tidak dapat dibuat oleh tubuh dan diperlukan dalam jumlah kecil

Tubuh yg kekurangan vitamin (defisiensi) : AVITAMINOSIS menimbulkan gejala macam-macam penyakit

Tubuh yg kelebihan vitamin : HIPERVITAMINOSIS : akibatnya gangguan kesehatan/dikeluarkan dari tubuh

Berdasarkan hidrofobisitasnya, vitamin dibagi menjadi 2 :› Vitamin yang larut dalam lemak (fat soluble vitamin) : A, D, E,

K› Vitamin yang larut dalam air (water soluble vitamin) : B

kompleks, C

Vitamin

VITAMIN BTerdiri dari 8 vitamin larut air yang berperan penting dalam metabolisme selStruktur kimia vitamin-vitamin B berbeda-bedaBiasa disebut vitamin B kompleks

Peran : Menunjang dan meningkatkan laju metabolismeMempertahankan kesehatan kulit dan tulangMeningkatkan sistem imun dan fungsi syarafMeningkatkan pertumbuhan dan pembelahan termasuk sel darah merah sehingga dapat mencegah anemiaMenurunkan resiko kanker pankreasSemua vitamin B larut air sehingga ekskresi yang berlebihan harus diganti

Water soluble vitamin

Vitamin B1 (Thiamin)

Di dalam otak dan hati segera diubah menjadi TPP = thiamin pyrohosphat oleh enzim thiamin difosfotransferase, reaksi membutuhkan ATP

Berperan penting sebagai koensim dekarboksilasi senyawa asam-keto Struktur thiamin merupakan gabungan antara pirimidin dan thiazole yang

dihubungkan dengan jembatan metilene Beberapa enzim yang menggunakan TPP sebagai koensim: pyruvate decarboxylase, pyruvate dehydrogenase, transketolase. Tidak stabil terhadap panas, tapi stabil selama pembekuanTidak stabil terhadap

uv, iradiasi gamma

Fungsi :Penting sebagai koensim pyruvate dan a-ketoglutarate dehydrogenase sehingga jika defisiensi : kapasitas sel dalam menghasilkan energi menjadi sangat berkurangMeningkatkan sirkulasi dan pembentukan darah Juga diperlukan untuk reaksi fermentasi glukosa menjadi etanolMemelihara sistem saraf Berperan dalam biosintesis neurotransmiter Berperan dalam produksi HCL dalam perut penting untuk pencernaan

Sumber : pada biji-bijian Jika makanan kita banyak mengandung karbohidrat dibutuhkan lebih banyak thiaminTanda-tanda defisiensi :

›Menurunnya nafsu makan›Depresi mental›Peripheral neurophaty›Lemah

Defisiensi kronis = gejala kelainan neurologis seperti kebingungan (mental), kehilangan koordinasi mataPenyakit karena defisiensi tiamin : Beri-Beri akibat makanan yang kaya akan karbohidrat tetapi rendah thiamin

Vitamin B2 (Riboflavin)Komponen dari koensim flavin FMN dan FADEnsim yang bekerja pada reaksi reduksi – oksidasi (redoks)Riboflavin rusak oleh cahaya

FungsiMemiliki fungsi sentral dalam produksi energi dan pernapasan seluler. Merupakan prekursor kofaktor :

› flavin mononukleotida (FMN)› flavin adenine dinukleotida (FAD)

Enzim yang memerlukan kofaktor tersebut flavoproteinRiboflavin + ATP = FMN FMN + ATP = FADFAD dan FMN berfungsi sebagai akseptor elektron.

Sumber : terdapat di berbagai sumber makanan = susu, keju, daging, telur dan serealKekurangan riboflavin dapat menyebabkan gejala iritasi, kulit merah dan keretakan kulit dekat dengan sudut mata dan bibir seperti halnya sensitivitas yang berlebihan terhadap sinar (photophobia)

Vitamin B3 (Niasin)

Niasin merupakan nikotinamid atau asam nikotinat Niasin juga dapat disintesis dari triptofan Niasin beersifat stabil

Fungsi Asam nicotinamida mampu menurunkan kadar kolesterol serum darah Asam nikotimida juga mampu menurunkan simpanan glikogen dan lemak

yang ada di jaringan otot di tulang dan jantung. Niasin dibutuhkan untuk sintesis vitamin B3, NAD (nicotinamida adenin

dinucleotida), dan NADP+ (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)

Sumber : Jamur, asparagus dan sayuran hijau Defisiensi niasin mengakibatkan pellagra ,ditandai dengan gejala depressi,

dermatitis dan diarrhea Niasin dalam jumlah yang besar dapat menjadi racun pada sistem syaraf,

lemak darah dan gula darah

Vitamin B5(Asam pantotenat)

berasal dari β-alanin dan asam pantoat ditemukan sebagai analog alkohol, yang panthenol provitamin, dan kalsium

pantotenat Bersifat stabil

Fungsi : sintesis coenzim A, komponen asil carier protein (ACP) pd sintesis asam lemak sintesis kofaktor

ensim fatty acid synthase

Sumber : Banyak ditemukan di kacang-kacangan, daging dan biji-bijian Co A diperlukan pada siklus kreb, sintesis dan oksidasi asam lemak, metabolisme

asam amino, sintesis kolesterol Kekurangan B5 menyebabkan muntah, sulit tidur dan kelelahan

Vitamin B6 (Pyridoxine)

berasal dari β-alanin dan asam pantoat Di dalam tubuh diubah menjadi bentuk aktif vitamin B6 yaitu piridoksal fosfat Pengubahan dari vit B6 Piridoksal fosfat ini membutuhkan ATP dengan ensim

piridoksal kinase PLP = koensim pada reaksi transaminasi, sintesis dan katabolisme asam amino,

glikogenolisis (gikogen fosforilase) Yang paling stabil adalah piridoksal yang digunakan untuk fortifikasi

Fungsi : Vitamin B6 berperan dalam metabolisme asam amino dan asam lemak. vitamin B6 membantu tubuh untuk mensintesis asam amino nonesensial. Selain itu juga berperan dalam produksi sel darah merah.

Sumber : Daging, ikan dan unggas Kelebihan dan kekurangan vitamib B6 berakibat kegagalan pertumbuhan,

kerusakan fungsi motorik dan sawan.

Vitamin B7 (Biotin) Kofaktor yang dibutuhkan dalam reaksi

karboksilasi (ex piruvat karboksilase) karier Co2 Enzymes yang mengandung biotin : acetyl

CoA carboxylase, pyruvate carboxylase, and carbamoyl phosphate synthetase II

disintesis oleh bakteri usus halus kita Biotin bersifat stabilFungsi : Biotin memainkan peranan penting dalam

metabolisme karbohidrat, lemak dan protein.

Sumber : Berbagai sumber makanan Defisiensi ditemukan pada treatmen antibiotik

dalam waktu yang lama karena mengurangi bakteri usus halus

karena konsumsi telur mentah dalam jumlah banyak di dlm putih telur , protein putih telur mencegah absorbsi biotin oleh usus halus

Vitamin B9 (Asam folat)

Molekul gabungan struktur cincin pteridin dihubungkan dengan PABA (para amino benzoic acid) asam pteroat

Asam pteroat berkonjugasi dengan glutamat asam folat Hewan tidak dapat mensintesis PABA dan glutamat harus diperoleh dari

makanan Asam folat kofaktor THF – tetrahidrofolate

Fungsi : THF penting dalam reaksi transfer / membawa 1 atom C baik dalam bentuk

metil, methilene, formimino, formil , methenil Penting dalam sintesis serin, metionin, glisin, purin. Dibutuhkan pada ibu hamil peningkatan proliferasi sel di dlm darah pada

tri semester pertama

Sumber :, daun sayuran dan hati hewan, kuning telur dan susu Kekurangan folat dapat menyebabkan kekurangan darah rasa panas pada jantung (heartburn), diare dan sering terkena infeksi

Vitamin B12 (Kobalamin)Struktur terdiri dari cincin tetrapirol membentuk komplek ,terdapat Cobaltbentuk kofaktor : metil kobalaminDisintesis secara eksklusif oleh mikroorganisme dan ditemukan dalam hati hewan dalam bentuk : terikat protein methycobalamin or 5'-deoxyadenosylcobalamin transcobalamin IIStabil pada pH 4-6 dan suhu tinggi. Kondisi alkali dan pereduksi menyebabkan tidak stabil

Fungsi :Berperan dalam metabolisme leusineMenyebabkan kelainan DNA sintesis penghambatan pada sintesis purin dan pirimidinberperan penting saat pembelahan sel yang berlangsung dengan cepat. memelihara dan melindungi serat syaraf dan mendorong pertumbuhan normalnya. berperan dalam aktifitas dan metabolisme sel-sel tulang. dibutuhkan untuk melepaskan folat, membantu pembentukan eritrosit

Sumber : susu, dan ikan, tidak pada produk tumbuhan Kekurangan vitamin B12 dapat menyebabkan kekurangan darah merah

Vitamin C (Asam Ascorbat) Berasal dari glukosa dari siklus asam uronat Glukosa asam askorbat : dikatalis oleh ensim L gulonolakton oksidase vitamin C diperoleh dari makanan Defisiensi mengakibatkan scurvy Sifat vitamin C sangat mudah teroksidasi oleh panas, cahaya, dan logam

Peran : Berfungsi sebagai agen pereduksi berbagai reaksi Vitamin C dikeluarkan dr tubuh melalui urine dalam bentuk dydroaskorbat,

ketogulonate, askorbat 2 sulfate, asam oksalat Reaksi utama yang sangat membutuhkan vit c hidroksilasi proline dalam

kolagen Sebagai kofaktor reaksi katabolisme tirosine dan sintesis epinefrin dari tirosin,

sintesis asam empedu. Vitamin C juga meningkatkan ketahanan tubuh terhadap infeksi dan membantu

tubuh menyerap zat besi.

Water soluble vitamin

Fat soluble vitamin (A,D,E,K)

Vitamin A

VITAMIN A (RETINOL) Vitamin A berasal dari sumber hewani seperti daging, kuning telur, susu,

minyak ikan & sayuran hijau (mengandung karotenoid) Vitamin A terdiri dari 3 biomolekul aktif :

retinol, retinal (retinaldehyde) retinoic acid.

Ketiga biomolekul tersebut berasal dari β carotene provitamin A

Fungsi :Retinol berperan pada metabolisme protein dalam selKekurangan karotenoid menyebabkan efek negatif pada jaringan epitelial seperti pengerasan kulit dan rabun senja

Kebutuhan : Kebutuhan harian vitamin A dipenuhi dari 75% dari retinol (sebagai ester

asam lemak, terutama retinil palmitat) dan 25% karotenoid dan karotenoid provitamin A lainnya

Absorpsi vitamin A dan penyimpanan dalam hati terjadi dalam bentuk ester asam lemak

Stabilitas : Penyebab utama pada kondisi tanpa oksigen seperti sterilisasi adalah

isomerisasi dan fragmentasi Adanya oksigen menyebabkan oksidasi menghasilkan sejumlah produk Proses oksidasi biasanya bersamaan dengan oksidasi lemak

Vitamin Dcolecalciferol

ergocalciferol

VITAMIN D (Kalsiferol)Tumbuhan steroid ergosterol (provit D), disinari uv mjd ergokalsiferol (vit D2)Hewan mengubah kolesterol 7 dehidrokolesterol (pro vit D), disinari matahari mjd kolekalsiferol (vit D3)Pengubahan dari provit D menjadi vit D melibatkan sinar uv yang berguna membuka cincin steroid strukturnya.Perbedaan vit D2 dan D3 vit D2 mempunyai ikatan ganda pd rantai sampingnya

Fungsi :Sumber vitamin D yang paling utama dalah minyak ikan terutama minyak hati ikanKebutuhan :Kebutuhan vitamin D pada manusia dipenuhi oleh 7-dehidrokalsifgerolStabilitas :Vitamin D peka terhadap cahaya dan oksigen

Vitamin E VITAMIN E

2 jenis vitamin Ea. Tokoferol: , , , b. Tokotrienol: , , ,

Vitamin E terdiri dari cincin kromanol (chromanol ring) dan rantai samping fitil (phytyl) untuk tokoferol dan farnesyl untuk tokotrienol

Fungsi : Vitamin E mempunyai aktivitas antioksidan yang dapat menghambat oksidasi

lemak Berperan menstabilkan senyawa aktif yang lain seperti vitamin A, hormon, dan

enzim terhadap oksidasi Defisiensi vitamin E menyebabkan ketidaksuburan, anemia, dan kelainan otot Mencegah penyakit kardiovaskular, kanker, katarak, dan memperbaiki sistem

imunKebutuhan : RDA (Recommended Daily Allowance) vitamin E dinyatakan dalam miligram (mg)Stabilitas : Rusak akibat autooksidasi yang intensif seperti pada pengeringan dan

penggorengan

Vitamin KVITAMIN K (naftokuinon)Kelompok vitamin K merupakan turunan dari naftokuinon (naphthoquinone) yang mempunyai rantai samping yang berbeda-bedaVitamin K1 atau phylloquinone atau phytomenadione (juga disebut phytonadione)Vitamin K2 (menawuinone) dihasilkan oleh bakteri dalam usus besarAda tiga jenis vitamin K sintetik yaitu K3, K4, dan K5 yang terutama digunakan untuk pakan hewan peliharaan (K3) dan antikapang (K5)

Fungsi :Vitamin K berperan pada proses karboksilasi residu glutamat dalam protein menjadi gamma karboksiglutamat (Gla)Residu Gla berperan pada proses pengikatan kalsium aktivitas Gla-proteinGla-protein berperan pada koagulasi darah, metabolisme tulang, dan fisiologi pembluluh darahVitamin K disimpan dalam jaringan adiposa

Stabilitas : Vitamin K rusak karena cahaya dan kondisi alkaliRelatif stabil terhadap suhu dan oksigen

Mineral Pandangan Nutrisi : bahan inorganik yang dibutuhkan untuk proses

kehidupan baik dalam bentuk ion atau elemen bebas. Diperoleh dari makanan (tubuh tidak dapat memproduksi) Berdasar jumlah yang dibutuhkan tubuh: dibagi 2 mikroelemen dan makro

elemen› Makro : potasium, klorida, magnesium, fosfor dan kalsium dll› Mikro : besi, tembaga, zinc,dan fluoride dll

Fungsi Sebagai katalist berbagai reaksi biokimawi dalam tubuh Transmisi sinyal / pesan pada sel saraf Produksi hormon Pencernaan dan penggunaan makanan Bagian dari organ vital seperti tulang, darah, gigi dll

Mineral sebagai kofaktor Banyak enzim yang mengandung ion metal = Metaloenzim Ion tersebut berfungsi mirip dengan coenzim Fungsi dari metal tersebut dalam enzim sangat bervariasi Bisa sebagai katalis : Zn Kadang utk meningkatkan efisiensi enzim = ATP-Mg

FeCuZnMnCoNiMoVSe

Zn2+

Mg2+

Ni2+

MoSeMn2+

K+

Karbonik anhidrase, karboksipeptidaseEcoRV, heksokinaseUreaseNitrat reduktaseGlutation peroksidaseSuperoksid dismutasePropionil KoA karboksilase

Magnesium (Mg) merupakan kation bivalent = cenderung berfungsi sebagai “chelator” 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 = merupakan substrat yang lebih efektif

bagi ensim – ensim yang membutuhkan ATP. Fungsi : Mg penting bagi manusia krn berperan dlm reaksi penghasilan energi Pompa Na/K yg mengatur konsentrasi elektrolit dlm sel = dikontrol oleh

ATP keseimbangan elektrolit di dalam sel tergantung pada Mg Food processing = menghilangkan Mg dalam makanan Berfungsi pula menghambat kalsium di sinapsis sel saraf = mencegah

ekskresi neurotransmitter terutama adrenalin , nor adrenalin

Kalsium (Ca) Merupakan mineral yang sulit diperoleh dari makanan kita sehari-hariFungsi :

› Kontraksi otot› Secondary messenger› Pembentukan tulang dan otot› Koagulasi darah› Pemecahan glikogen dan aktivator siklus kreb

Untuk melakukan kontraksi otot membutuhkan ATP (dlm myofibril) Tapi yang menstimulasi terjadinya kontraksi = Ca

Potasium (K) Merupakan mineral esensial dan banyak dikenal sebagai elektrolit Fungsi tubuh normal = tergantung konsentrasi K di dlm dan luar selFungsi :

› Menjaga potensial membran sel› Kofaktor ensim

Menjaga potensial membran› K – kation utama di dalam sel, N – kation utama di luar sel› K di dlm sel : 30 x lbh tinggi dibanding luar sel› Na di luar sel : 10 X lbh tinggi dibanding dlm sel› Perbedaan konsentrasi = gradien elektrokimiawi membran potensial

membran› Potensial membran penting dalam penyampaian sinyal untuk

komunikasi antar sel : sel saraf Sebagai kofaktor : contoh : pyruvat kinase (metabolisme karbohidrat)

Zat Besi (Fe) Fungsi utama bergabung dgn protein dan tembaga = membentuk hemoglobin (transport O2 dr paru2 ke jaringan yg membutuhkan)

Penting pula untuk pembentukan myoglobulin (pengangkut O2 di dlm otot)

Penting untuk penderita thyroidism Keseimbangan antara Fe, Zn & Cu penting untuk

menjaga dan mencegah thyroidism Terdapat dlm bentuk Fe (II) atau (Fe(III) di dlm

tubuh ditemukan berasosiasi dgn proteinDi dalam tubuh tersimpan dlm jumlah besar dalam protein ferritin

Dalam btuk bebas di dalam tubuh : konsentrasi sgt rendah. Karena› Ion Ferri tidak larut dalam air› Mungkin ion ferro toksik bagi sel dpt berakasi

dg hidrogen peroksida radikal hidroksilHOOH HO- + HO.

Makanan biasa mengandung Fe (III) tapi untuk mudah diserap harus dlm bentuk Fe (II)

Reduksi Fe (III) menjadi Fe (II) dgn askorbat (vit C) atau dgn suksinat

Non heme iron enzyme FunctionAconitase Siklus krebSuksinat DH Siklus kreb

NADH DH, CoQ reduktase Rantai respirasiAdrenodoksin Sintesis hormon steroid dalam kolesterol

Desaturase Sintesis asam lemak tak jenuhXathine DH Katabolisme purine ringRibonukleotida reduktase DNA sintesis

Zinc (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 karena banyaknya ensim yg membutuhkan

Zn Defisiensi Zn :

› Serious immunodeficiency› Meningkatnya persentase infeksi› Pertumbuhan terhambat› Pematangan seksual yang tertunda dll

Tembaga (copper) merupakan salah satu mineral yang banyak diperlukan dalam tubuh.

Bahan makanan yang mengandung tembaga dapat berasal dari daging, seafood, bulir utuh, kacang-kacangan, sayuran, umbi-umbian, dan buah-buahan.

Tembaga tidak dapat dihasilkan di dalam tubuh sehingga harus diperoleh dari makanan.

Fungsi : Membantu Pertumbuhan Jaringan Membantu Menghasilkan Energi Membantu Pembentukan Pigmen Membantu Produksi Sel Darah Merah Membantu Meningkatkan Kerja Otak Menjaga Kesehatan Tiroid Menangkal Radikal Bebas

Tembaga (Cu)