VITAMIN & MINERAL

TIM BIOKIMIA JURUSAN BIOLOGI UNESA

Vitamin adalah suatu kelompok senyawa organik, dibutuhkan pada diet manusia dalam jumlah miligram/mikrogram perhari tetapi sangat penting untuk beberapa fungsi tertentu tubuh untuk menjaga kelangsungan hidup serta pertumbuhan mikronutrien Vitamin bekerja sebagai katalisator yang memungkinkan transformasi kimia makronutrien yang secara bersama-sama metabolisme Bentuk aktif vitamin hanya terdapat dalam konsentrasi rendah di dalam jaringan

C. Funk vitamine nama ini digunakan bagi mikronutrien organik spesifik untuk penyakit kurang gizi (beri-beri) karena mengandung sifat-sifat amine

Terdapat di dalam sel hewan,tumbuhan dan mikroorganisme menjalankan fungsi biokimia yang sama pentingnya tidak semua spesies hewan membutuhkan semua jenis vitamin. Contoh: vitamin C manusia, kera, kelelawar (membutuhkan), tapi pada sebagia besar hewan lain tidak, karena dapat mensintesis vit.C dengan adanya glukosa sebagai prekursor. Vitamin adalah komponen esensial pada koenzim dan merupakan gugus prostetik enzim.

Vitamin dikelompokkan dalam 2 kelas: 1. Vitamin yang larut dalam air: a. Vit.B kompleks Tiamin (vit.B1) Riboflavin (vit.B2) As. Pantotenat (vit.B5) Niasin (as.nikotinat) Piridoksin (vit.B6) Biotin Kobalamin - As. Folat (as. Pterollglutamat) b. Vit.C (as.askorbat)

2. Vitamin yang larut dalam lemak - Vit.A (retinoid) - Vit.D - Vit E ( -tokoferol) - Vit.K

Vitamin yang larut dalam air Semua vitamin yang larut dalam air , kecuali vit.C berfungsi sebagai koenzim atau kofaktor dalam reaksi enzimatik Semua vit. Yang larut dalam air kecuali kobalamin dapat disintesa oleh tumbuhtumbuhan kacang-kacangan, susu, daging, biji-bijian, sayuran berdaun hijau, ragi.

Karena kelarutannya dalam air maka vit B komplek dan vit C tidak dapat disimpan lama dalam bentuk stabil selalu ada dalam diet.

TIAMIN ATAU VITAMIN B1

Terdiri dari satu pirimidin yang terikat melalui ikatan metilen pada satu substitusi tiazol

Terdapat di hampir semua tanaman dan jaringan binatang (umum untuk diet) tetapi kandungannya kecil Sumber-sumber yang kaya dengan vitamin ini butir gandum (tidak dibersihkan), daging, tepung roti, makaroni, jagung (tinggi)

Tiamin mudah diserap oleh usus Fungsi biokimia dalam bentuk tiamin pirofosfat berfungsi sbg koenzim dalam reaksi enzimatik pemindahan gugus aldehida aktif m/u/dekarboksilasi oksidatif dari asam keto(ketoglutarat dan piruvat) dan reaksi transketolase Defisiensi vit kebiasaan makan salah, alkoholisme, pada ikan mentah tdp enzim tidak tahan panas sehingga merusak tiamin. Penyakit diet vit ini ditandai anoreksia,lemah

VITAMIN B2 ATAU RIBOFLAVINTerdiri dari struktur heterosiklik yang terikat dengan orbitol, struktur cincin berkonyugasiriboflavin merupakan pigmen berwarna yang berfluoresensi RibOflavin relatif tahan terhadap panas tp sensitif terhadap penguraian yang tidak berubah pada penyinaran dgn cahaya

Riboflavin disintesis oleh semua tunbuhan dan mikroorganisme tingkat tinggi Fungsi biokimia dalam bentuk FMN dan FAD berperan sbg gugus prostetik enzim oksidasireduksi, yang dikenal sbg flavoenzim dan flavoprotein. Banyak flavoprotein yang mengandung satu atau lebih logam sbg kofaktor tambahan disebut metalloflavoprotein

Riboflavin: merupakan komponen dari enzim asam L-& D-amino oksidase mengoksidasi AA & A hidroksi menjadi A-keto Merupakan bagian dari enzim xanti oksidase mengkatalisis oksidase dari berbagai senyawa purin Kekurangan (aribiflavinosis) mata sensitif terhadap cahaya dan cepat lelah Sumber: Hasil ternak hati, ginjal, jantung Sayuran hijau, biji-bijian (sedikit)

VITAMIN B3 ATAU NIASINNiasin: as. Nikotinat derivat dari pirimidin yang merupakan komponen tidak toksik dari nikotin Tumbuhan & sebagian binatang dapat mensintesis as. Nikotinat dari as. Amino triptofan Niasin tahan terdap alkali, asam, panas, cahaya & oksidasi dan sangat mudah diserap oleh usus kecil

NIASIN

Sumber utama niasin adalah protein yang mengandung triptofan spt daging, buah-buahan, padipadian, biji-biji yang tidak dimurnikan, susu, sayuran berdaun,dsb Kekurangan pelagra, gejalagejala: sakit tenggorokan, lidah dan mulut; kulit merah, bengkak dan lunak bersisik dan luka

As. Nikotinat yg diubah menjadi bentuk amidanya nikotinamida akan berperan aktif. Nikotinamida adalah gugus aktif koenzim NAD dan NADP yg dapat berada dalam 2 status yaitu: teroksidasi (NAD+ & NADP+) dan tereduksi (NADH & NADPH). Peran nikotinamida dalam enzim adalah pembawa sementara ion hidrida yg akan dipindahkan secara enzimatik dari molekul subtrat oleh kerja dehidrogenase tertentu

PIRIDOKSIN ATAU VITAMIN B6 Terdiri dari 3 derivat pirimidin alam yg berhubungan erat yaitu piridoksin, piridoksal, dan prodoksamin. Semuanya aktif sebagai prazat sebagai koenzim piridoksal fosfat

Sumber utama terdapat pada bijibijian, padi-padian, hati, sayuran berdaun hijau, susu (sedikit) Fungsi piridoksal fosfat sebagai gugus prostetik sejumlah enzim dalam metabolisme AA. PF sebagai pembawa sementara gugus amino dari senyawa donor (asam -amino) dan dipindahkan ke senyawa aseptor gugus amino (asam -keto) m/ pada reaksi trans aminasi Kekurangan kulit rusak, syaraf motorik terganggu, kelainan pada darah, dll

ASAM PANTOTENAT ATAU VITAMIN B5 As.pantetonat adalah suatu amida dari as.pantoat dan -alanin Diisolasi dari khamir dan ekstrak hati Ditemukan pada semua jaringan tumbuhan, hewan dan mikroorganisme

ASAM PANTETONAT Merupakan bagian dari koenzim A (KoA/KoA-SH), di dalam reaksi enzimatik berperan sebagai pembawa gugus asil. Misal reaksi pembentukan asetil KoA yg dikatalisis oleh piruvat dehidrogenase (piruvat asetil KoA) dan reaksi penggunaan asetil KoA oleh sitrat sintetase (transportasi asetil KoA ke mitokondria)

Pembentukan asetil KoA Penggunaan asetil KoA Kekurangan: pada manusia jarang muntah-muntah

BIOTINBiotin adalah derivat imidazol yang banyak terdapat dalam makanan alam Biotin adalah derivat imidazol yang banyak terdapat dalam makanan alam Sebagian besar kebutuhan biotin manusia mungkin disuplai oleh bakteri khusus

BIOTIN

kuning telur, jaringan binatang, tomat dan ragi sumber biotin tinggi Merupakan koenzim dari berbagai enzim yang berpartisipasi dalam proses karboksilasi, dekarboksilasi dan deaminasi Sangat diperlukan dalam sintesis as.lemak dan dalam reaksi fiksasi CO2 pada proses perubahan piruvat oksaloasetat

Di dalam siklus krebs diperlukan untuk perubahan as.suksinat fumarat dan oksalosusinat ketoglutarat Kekurangan: pucat pada kulit, Hb rendah, kadar kolesterol tinggi

Vit.B12 merupakan prekursor koenzim B12, vit B12 mengandung mol organik kompleks dan mineral esensial yaitu kobalt Yang bisa diisolasi sianokobalamin (mengandung gugus siano yang berikatan dengan kobalt)

KOBALAMIN ATAU VITAMIN B12

VITAMIN B12

Tidak disintesis oleh tumbuhan dan hewan disintesis hanya oleh beberapa organisme Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, fungsi: dalam penyembuhan anemia pernisiosa Dapat disintesis dan diproduksi dengan murah hasil samping fermentasi produk antibiotika contoh: penisilin dan streptomisin Kekurangan; penyerapan makanan tidak sempurna

ASAM FOLAT ATAU VITAMIN B9 Prekursor koenzim as.tetrahidrofolat Terdiri dari 3 komponen utama: as.glutamat, as.paminobenzoat, pteridina

Sedikit larut dalam air, mudah dioksidasi dalam larutan asam, peka SM Tidak mempunyai aktivitas koenzim, tetapi tereduksi secara enzimatik di dalam jaringan menjadi as.tetrahidrofolat (FH4) bentuk koenzim aktif Kekurangan: anemia

ASAM ASKORBAT VITAMIN C Terbentuk sebagai as.L-askorbat dan as.Ldehidroaskorbat Mudah teroksidasi dari as.L-dehidroaskorbat as.L-diketogulonat Disintesis secara alami oleh tanaman dan hewan, dibuat secara sintesis dari gula Vit.yang paling mudah rusak mudak teroksidasi oksidasi terhambat jika vit.C dibiarkan dalam keadaan asam atau suhu rendah

STRUKTUR ASAM ASKORBAT

ASAM ASKORBAT (Vit.C) Peranan: pembentukan kolagen intraseluler Kekurangan: sariawan Sumber utama: sayuran dan buah-buahan Struktur vit.C mirip dengan struktur munosakarida tetapi mengandung gugus enediol (pembuangan hidrogen terjadi untuk menghasilkan dehidroaskorbat)

VITAMIN YANG LARUT DALAM LEMAK

Vitamin yang larut dalam lemak adalah molekul-molekul apolar hidrofobik yg semuanya merupakan derivat isopren Vitamin ini bila diserap akan ditranspor dan disimpan di hati (A, D, K) atau jaringan adiposa (E). Vitamin-vitamin ini diangkut dalam darah oleh lipoprotein atau protein pengangkut spesifik Ekskresi melalui feses Karena kemampuan tubuh menyimpan vitaminvitamin ini, maka keracunan mungkin terjadi oleh overdosis vitamin A dan D

VITAMIN A (Retinoid)

Vit.A (retinol) adalah senyawa isoprenoid yang mengandung cincin sikloheksinil Vit.A adalah nama generikyg menunjukkan semua senyawa selain karotenoid yg memperlihatkan aktivitas biologik retinol

Sumber: susu, keju, hati, ikan, ginjal Sumber provitamin a: bayam, kangkung, sawi, wortel, pepaya, tomat, jagung, dll

Terdapat 2 bentuk alamiah: - vit.A1 (retinol) dari hati ikan laut - vit. A2 hati ikan tawar Vit.A tidak terdapat pada tumbuhan tumbuhan karotenoid yg dapat dirubah secaraenzimatik vit.A (oleh hewan/manusia) penguraian karoten warna khas pada ubi jalar, dll Kelebihan dalam tubuh dapat disimpan dalam hati untuk sel parenkim -karoten dan pemecahannya retinaldehida. Red retinol oks as. retinoat

Fungsi vit.A antara lain: untuk penglihatan, reproduksi, epitelia yg berdiferensiasi, menyokong pertumbuhan dan kesehatan sekresi mukus Kekurangan: rabun senja (niktalopia) awal, sindrome lengkap defisiensi vit.A yaitu xeroderma, xeroptalmia, keratomalasia, retardasi pertumbuhan yang berat (pada sistem saraf), degenerasi kelenjar, kemandulan Stabil terhadap panas, asam, alkali mudah teroksidasi oleh udara

VITAMIN DJenis vit.D yang penting bagi manusia - vit.D2 - ester di alam - provitamin d pada ragi ergosterol - pengaruh sm UV merubah ergosterolergokalsiferol - vit.D3 - ester di alam - provitamin D pd manusia dan hewan - pengaruh sm UV merubah 7-dehidrokolesterol kholekalsiferol

FUNGSI VITAMIN D- fungsi utama menaikkan absorbsi kalsium dan fosfor di usus - memperkuat efek hormon paratinoid: 1. menaikkan ekskresi fosfat melalui ginjal, shg kadar dalam serum menurun 2. bila kadar Ca plasma naik, akan menekan aktivitas hormon paratiroid, sebaliknya Ca plasma turun hormon paratiroid aktif

- efek anti rakhitis- mobilisasi Ca tualang Ca darah naik

Kelebihan vit.D dan A: - fragilitas tulang - disimpan di hati - diduga berperan dalam transport dan deposisi Ca Defisiensi - pada anak gejala rakhitis - pada dewasa gejala osteomalasia

Gejala rakhitis - gangguan osifikasi kaki X/O - pembengkakan epifise tulang panjang - kadar Ca+P darah rendah/normal tetapi ratio Ca/P tetap - kadar enzim alkali fosfatse tinggi (gejala dini rakhitis) - erupsi gigi terlambat Gejala osteomalasia - terjadi dekalsifikasi tulang spina, pelvis, extrimitas bawah shg tlg melunak - karena pengaruh berat tubuh tulang-tulang panjang akan membengkok, columna vertebralis memndek pelvis merata (flat)

Keracunan vit.D - kebutuhan vit.D 2000 IU/hari - bila berlebih selama beberapa bulan hipervitaminosis

Penyinaran berlebihan pada provitamin D toksisterol penyebab pengapuran patologis Sumber vit.D - untuk mamalia 7-dehidrokholesterol di bawah kulit - ragi vit. D2 - hati, telur, mentega,dll

Anoreksia, lemah, muntah, diare, poliuri Pengapuran yang berlebihan pada jaringan lunak Terdapat hiperkalsemia dan hiperfosfatemia

VITAMIN E Jenis: , , - tokoferol Struktur -tokoferol

Sumber vit.E: telur, daging, hati, ikan, gandum, mayones, minyak jagung, minyak kedelai, minyak biji kapas, margarin

FUNGSI VITAMIN E - antioksidan yg baik, untuk as.lemak tak jenuh (polienoat) - penting untk respirasi sel karena sebagai kofaktor dalam transfer elektron sitokrom b dan c- fungsi reproduksi tikus - penambahan vit.E memudahkan penyembuhan gejala defisiensi vit.A - berperan dalam memelihara integritas otot, hati, dan eritrosit

Defisiensi vit.E1. Ganguan sistem reproduksi pada tikus kelainan pembuluh darah uterus, resorbsi fetus terjadi atrofi jaringan spermatogenik dan kemandulan 2. distrofi otot karena vit.E untuk mempertahankan struktur dan fungsi jaringan otot (polos, bergaris, jantung) dan jaringan vaskuler 3. pada anak kekurangan gizi gejala anemia dan pemendekan usia eritrosit karena kadar tokoferol plasma rendah

VITAMIN K Jenis; 1. vit.K1 (phytyl-menaquinone) 2. vit.K2 disintesis oleh flora usus 3. vit.K3 (menadion,menaquinone, atau 2-metil-1,4 naftaquinon)sintetis

VITAMIN K

Sumber: - tumbuhan : sayuran hijau, kol, tomat - hewan : hati, kuning telur - sintesa oleh flora usus

VITAMIN K Fungsi: - untuk sintesi enzim prokonvertin di hati pembentuk protrombin - komponen ko-enzim q rantai respirasi Defisiensi: - karena makanan jarang terjadi - pada kanker hati pembentukan protrombin terhambat proses pembekuan darah terhambat - pada bayi baru lahir usus steril hipoprotrombinemia pemberian vit.K

MINERAL Kalium - Dengan magnesium kontraksi otot - Pertukaran gas dalam plasma darah Natrium - konsentrasi tertentu + ion tertentu sel saraf - pertukaran gas dalam sel darah merah - Na dan Clor masuk dalam tubuh sebagai garam dapur - untuk pembentukan HCl lambung

Kalsium - untuk pertumbuhan tulang, gigi, dan penggumpalan darah - pembentukan matriks tulang dipengaruhi oleh vit.D dan fosfor - mempengaruhi penerimaan rangsang pada otot dan saraf - kalsium fosfat untuk mengeraskan tulang Fosfor - mempengaruhi semua proses pembentukan dan perombakan suatu zat - membentuk fosfatid, bahan penting pada plasma - untuk kontraksi otot - pembentukan tulang kalsium - diperlukan dalam pembelahan inti sel dan pemindahan sifat-sifat turunan

Besi - merupakan komponen enzim sitokrom fungsi dalam pernafasan - komponen hemoglobin fungsi mengikat oksigen dalam sel darah merah Fluor - untuk menguatkan gigi - sumber: kuning telur, susu, dan otak Iodium - dalam hormon tiroksin - kekurangan: - sebelum lahir daya pendengaran - setelah lahir radang kelenjar gondok

UNSUR-UNSUR YANG DIBUTUHKAN DALAM NUTRISI Unsur-unsur utama: kalsium klorin fosfor kalium natriumUnsur-unsur kelumit: tembaga fluor yodium besi mangan molibdenum selenium seng

Unsur-unsur pembatas lain penting untuk hewan manusia: arsen kromium nikel silikon timah vanadium

KALSIUM DAN FOSFOR- perkembangan tulang dan gigi - bersama fosfat kristal mineral kalsium hidroksipatit - Ca berperan penting dalam semua sel sebagai mol pengatur. contoh: membantu aktivitas otot rangka, jantung, dll

- sumber: keju, susu, biji serealia, kacang-kacangan, sayur-sayuran - penyerapan kalsium dari usus dipengaruhi: - pH, perbandingan kalsium dan fosfor dalam makanan - asam-asam lemak, asam-asam nabati tertentu - vitamin D- kebutuhan kalsium 800 mg/hari

- fosfor as.nukleat, koenzim nuklotida, dlm sistem pemindahan energi ATP-ADP dalam sel - tidak semua fosfor dalam nutrisi dapat diserap kalsium nutrisi vit.D

MAGNESIUM- di dalam tubuh 25 g Mg tulang, selsel mengandung Mg tinggi (5-10mM) - fungsi koenzim glikolisis dan reaksireaksi dgn ATP - 350 mg/hari - sumber: klorofil sayuran

NATRIUM DAN KALIUM

- Na dan K sangat banyak dalam nutrisi - Na+ kation ekstraseluler utama; K+ intraselPenting dalam pengaturan air dan ~ elektrolit dan asam-basa dalam tubuh - 1 g/hari (Na+) - kelebihan NaCl hipertensi - 4 g/hari (K+) hilang >> ind.diabetes, diare, urin(obat-obat diuretik) untuk hipertensi - sumber: jeruk, tomat, pisang

Besi dan tembaga sintesis protein heme- diserap dalam bentuk Fe2+

- penyerapan Fe2+ tergantung bahan pangan daging: mudah diserap; serealia: paling sulit; susu: beracun Tembaga, kobalt, mangan, seng, nikel >>> beracun!