Vitamin dan Mineral

VITAMIN

Vitamin adalah senyawa organik yang diperlukan tubuh dalam jumlah sedikit,tetapi penting untuk mempertahankan tubuh normal.

Vitamin adalah kofaktor (substansi non protein yang diperlukan enzim dalam melakukan fungsinya)

Vitamin bukan merupakan sumber kalori tubuh Vitamin dalam tubuh diperlukan dalam jmlh sedikit

mikronutrien Biasanya tdk disintesis dalam tubuh (bila dpt disintesis tdk mencukupi keb tubuh: diperoleh

dr makanan/ diet)

Vitamin dibagi menjadi 2 yaitu (berdasarkan hidrofobisitasnya):

•Vitamin larut dalam air : vitamin C dan vitamin B kompleks

•Vitamin larut dalam lemak : vitamin A, D, E, K

Kategori

Fat-solubleFat-soluble

Dissolve in fatDissolve in fat

Can be storedCan be stored

Water-solubleWater-soluble

Dissolve in waterDissolve in water

Carried in Carried in bloodstream, not bloodstream, not storedstored

A, D, E, KA, D, E, K C and B-complex C and B-complex vitaminsvitamins

A and D excess can A and D excess can be harmfulbe harmful

E and K usually notE and K usually not

Excess amounts Excess amounts may cause extra may cause extra work on kidneyswork on kidneys

Thiamin (Vitamin B1)

Struktur thiamin merupakan gabungan antara pirimidin dan thiazole yang dihubungkan

dengan jembatan metilene

• Di dalam otak dan hati segera diubah menjadi TPP = thiamin pyrohosphat (bentuk yg aktif dlm metabolisme) oleh enzim thiamin difosfotransferase

• Berperan penting sebagai koensim dekarboksilasi senyawa asam-keto (perubahan pirufat) menjadi asetil KoA

• Beberapa enzim yang menggunakan TPP sbg koensim: pyruvate decarboxylase, pyruvate dehydrogenase, transketolase.

Thiamine ( B-1 )• Fungsi: Thiamine berfungsi dalam semua sel, berperan sebagai

coenzyme cocarboxylase, thiamine pyrophosphate, dalam oxidative decarboxylation dari pyruvic acid menjadi acetate melalui tricarboxylic acid (TCA) cycle.

• Defisiensi: Menurunnya nafsu makan, atrophy otot, depresi mental, hilangnya keseimbangan, pertumbuhan terhambat.

• Defisiensi kronis: gejala kelainan neurologis spt kebingungan (mental), kehilangan koordinasi mata

• Penyakit karena defisiensi thiamin: BERI-BERI (kaya karbohidrat tetapi rendah thiamin)

• Sumber: kacang-kacangan, bekatul -cereal, daging, dan ragi• Suplementasi thiamine : Thiamine hydrochloride & thiamine

mononitrate• Kebutuhan: 1,0 – 1,5 mg/hari = orang dewasa

Toxicity??? Problems at 100X dose

Riboflavin (vitamin B2)• Komponen dr koensim flavin

FMN dan FAD• Ensim yang bekerja pada

reaksi reduksi – oksidasi (redoks)

• Memiliki fungsi sentral dlm produksi energi dan pernapasan seluler.

• Merupakan prekursor kofaktor :– flavin mononukleotida

(FMN)– flavin adenine

dinukleotida (FAD)• Ensim yang memerlukan

kofaktor tersebut flavoprotein

• Riboflavin + ATP = FMN • FMN + ATP = FAD

Riboflavin (B2)• Fungsi:penglihatan, metabolisme protein dan fungsi enzyme,

penting untuk pertumbuhan normal, mengubah triptofan menjadi niasin

• Defisiensi: photophobia, kekeruhan pada lensa, penglihatan suram, abnormalitas pewarnaan iris, pigmentasi menjadi gelap, menurunnya nafsu makan,anemia dan pertumbuhan kurang baik

• Sumber : susu, keju, daging, telur dan sereal• Penyimpanan : harus terlindung dari cahaya

Niasin (vitamin B3)

• Niasin dapat merupakan nikotinamid atau asam nikotinat

• Nikotinamid dan asam nikotinat = sebagai sumber vitamin B3

• Niasin dibutuhkan untuk sintesis vitamin B3, NAD (nicotinamida adenin dinucleotida), dan NADP+ (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate)

• NAD dan NADP = kofaktor pada enzim dehidrogenase, yang berfungsi dalam reaksi redoks donor dan akseptor elektron

• NAD – byk digunakan pd glycolisis, oksidasi asam lemak,

metabolisme badan keton – Cenderung berperan sbg akseptor elektron pd reaksi

katabolisme• NADP sintesa asam lemak dan PPP• Contoh laktat atau malat dehidrogenase

Nicotinic Acid (Nicotinamide, niacin, B3)Nicotinic Acid (Nicotinamide, niacin, B3)

• Fungsi: berperan penting dalam metabolisme lipid, protein dan metabolisme asam amino, untuk proses pencernaan yang baik.

• Defisiensi: pellagra ditandai dengan gejala depressi, dermatitis dan diarrhea

• Asam nicotinamida = diberikan pada dosis 2 - 4 g/hari = mampu menurunkan kadar kolesterol serum darah

• Fungsi ini karena asam lemak yang diambil dari jaringan lemak direduksi oleh asam nicotinamida.

Pantothenic Acid (B5)Pantothenic Acid (B5)• Fungsi: - sintesis coenzim A,

- komponen asil carier protein (ACP) pd sintesis asam lemak sintesis kofaktor ensim fatty acid synthase

• Defisiensi: - pertumbuhan buruk, hilangnya nafsu makan, perdarahan kulit

• Sumber: bekatul-cereal bran, yeast, hati, ginjal, limpa dan jantung, daging ikan

Vitamin B6Vitamin B6

•Di dalam tubuh diubah menjadi bentuk aktif vitamin B6 = PLP = piridoksal fosfat

Pyroxidine, Pyridoxal, Pyridoxamine, (B6)Pyroxidine, Pyridoxal, Pyridoxamine, (B6)

• Fungsi: membantu tubuh membentuk asam amino non esensial, membantu mengubah triptofan menjadi niasin dan serotonin

• Defisiensi: - gangguan saraf, hilangnya nafsu makan, pertumbuhan buruk, napas cepat, kehilangan keseimbangan

• Sumber: yeast, cereals, kuning telur, hati dan kacang-kacangan, alpokat

• Supplement : Phosphorylated pyridoxal dan Pyridoxine hydrochloride.

Biotin (H)• Fungsi: - system enzyme, synthesis purine dan lipid,

oksidasi lipid and karbohidrat• Defisiensi: - kehilangan nafsu makan, gangguan

pertumbuhan, mengurangi pembentukan sel darah dan menyebabkan anemia, lesi di kulit dan atrophy otot

• Sumber: putih telur

Cyanocobalamin (B12)

• Fungsi: - system enzyme, metabolisme cholesterol • Defisiensi: - berkurangnya nafsu makan,

pertumbuhan terhambat, anemia dan pigmentasi gelap

• Vitamin ini mengandung mineral cobalt (Co),mudah mengalami destruksi.

• Vitamin ini sebaiknya disimpan di tempat dingin dan kering.

• Sumber utama : produk-produk yang berasal dari hewani

Asam folat

• Terdiri atas residu asam glutamat, asam p-aminobenzoat dan susunan cincin heterosiklik pteridin

• Sumber: daging dan sayuran yg berwarna hijau

• Defisiensi: anemia

Asam folat

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

Ascorbic Acid, Dehydroascorbic acid, (C) • Fungsi: - Penting dalam formasi procollagen, biosythesis

collagen dan kartilago (tulang rawan ), kalsifikasi tulang dan gigi system enzyme pembentukan dan perbaikan jaringan. Penting dalam konversi hydroxyproline menjadi proline dan metabolisme tyrosine serta penyembuhan, antioksidan

• Defisiensi: - perdarahan kulit, ginjal, hati, usus dan jaringan otot, lesi-lesi di mata dan scoliosis tulang belakang, scurvy

• Banyak burung dan mammalia dapat mensintesis vit C, tetapi banyak ikan tidak dapat mensintesisnya.

• Vitamin ini tidak stabil pada panas, kelembaban, oksidasi.• Sumber : buah-buahan dan sayuran

• Glukosa asam askorbat : dikatalis oleh ensim L gulonolakton oksidase

• Ensim ini tdk ada pada primata vitamin C diperoleh dari makanan

• Berfungsi sbg = agen pereduksi berbagai reaksi

• Vitamin C dikeluarkan dr tubuh mll urine dlm bentuk dydroaskorbat, ketogulonate, askorbat 2 sulfate, asam oksalat

• Reaksi utama yg sgt membutuhkan vit c Reaksi utama yg sgt membutuhkan vit c hidroksilasi proline dalam kolagenhidroksilasi proline dalam kolagen

• Sebagai kofaktor reaksi katabolisme tirosine dan Sebagai kofaktor reaksi katabolisme tirosine dan sintesis epinefrin dari tirosin, sintesis asam sintesis epinefrin dari tirosin, sintesis asam empedu. empedu.

• Defisiensi Defisiensi scurvy scurvy

Scurvy

Vitamin A

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

• Ketiga biomolekul tersebut berasal dari β carotene provitamin A• Terdapat pd tanaman berwarna hijau tua, oranye dan merah

Vitamin D

colecalciferol

ergocalciferol

• Tumbuhan steroid ergosterol (provit D), disinari uv mjd ergokalsiferol (vit D2)

• Hewan mengubah kolesterol 7 dehidrokolesterol (pro vit D), disinari mthr mjd kolekalsiferol (vit D3)

• Pengubahan dari provit D mjd vit D melibatkan sinar uv yang berguna membuka cincin steroid strukturnya.

• Fungsi: meningkatkan absorpsi kalsium dan pospor, mengatur pertumbuhan sel, imunitas

Vitamin E

Penting sebagai antioksidan = menangkap radikal bebas

TuGAS: cari cara kerja antioksidan pada vitamin E dan C

Vitamin K

Vit K1 = sayur2 an hijau filokuinon

Vit K2 = bakteri usus halus menakuinon

Sumber: tubuh dpt memproduksi sendiri (dari bakteri di usus halus)

Penting utk sintesis protein yang terlibat dlm pembekuan darah, dan membantu tubuh membuat beberapa protein lain

Mineral

• Pandangan Nutrisi : bahan inorganik yang dibutuhkan untuk proses kehidupan baik dalam bentuk ion atau elemen bebas.

• Diperoleh dari makanan (tubuh tidak dpt memproduksi

• Berdasar jumlah yang dibutuhkan tubuh: dibagi 2 mikroelemen dan makro elemen– Makro : sodium, potasium, klorida, magnesium,

fosfor dan kalsium– Mikro : besi, tembaga, zinc, yod, dan fluoride

36

Minerals

• Percent of Body weight– Calcium 2%– Phosphorus 1%– Potassium 0.3%– Sulfur 0.2%– Sodium 0.1%– Chloride 0.1%– Magnesium 0.05%– Iron 0.04%

Fungsi

• Sebagai katalist berbagai reaksi biokimawi dlm tubuh

• Transmisi sinyal / pesan pd sel saraf• Produksi hormon• Pencernaan dan penggunaan makanan• Bagian dari organ vital spt tulang, darah, gigi• tidak dapat dirusak karena faktor panas

Mineral sbg 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

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.

• 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-hari• Berfungsi :– 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 byk dikenal sbg elektrolit• Fungsi tubuh normal = tergantung konsentrasi K di dlm

dan luar sel• Berfungsi sebagai

– 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

• Sbg kofaktor : contoh : pyruvat kinase (metabolisme karbohidrat)

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

• Dlm 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 hidroksil

HOOH 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

Fe2+ Fe3+

Non heme iron enzyme function

Aconitase Siklus kreb

Suksinat DH Siklus kreb

NADH DH, CoQ reduktase Rantai respirasi

Adrenodoksin Sintesis hormon steroid dlm kolesterol

Desaturase Sintesis asam lemak tak jenuh

Xathine DH Katabolisme purine ring

Ribonukleotida 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 dlm sintesis DNA dan RNA• Merupakan bagian dari ± 200 metaloensim• Kekurangan Zn : tidak spesifik krn banyaknya

ensim yg membutuhkan Zn