METABOLISME MINERAL DAN VITAMIN

Transkripsi

1 METABOLISME MINERAL DAN VITAMIN I NYOMAN SUARSANA LABORATORIUM BIOKIMIA VETERINER FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN Vitamin dibagi menjadi 2 golongan: Vitamin Larut AIR Vitamin C B Vitamins Thiamin Riboflavin Niacin Pantothenic Acid Biotin Vitamin B6 Folic Acid Vitamin B12 Vitamin Larut LEMAK Vitamin A Vitamin D Vitamin E Vitamin K MAKROmineral Ca P Mg K Na Cl S. MINERAL MIKROmineral Fe Cu Zn Mn Co I2 Mb Se Vitamin dan mineral nutrient organik yang dibutukan dalam jumlah kecil untuk sejumlah fungsi biokimia. Umumnya tidak dapat disintesis oleh tubuh sehingga harus dipasok dari makanan Suarsana 1

2 Pencernaan dan Penyerapan Biomolekul, (mineral, vitamin) Proses digesti Menjadi bentuk yang mudah diasimilasi Tiamin (B1): bentuk aktif Tiamin Difosfat (TD) Tiamin difosfotransferase (otak), bertanggung jawab atas konversi tiamin menjadi TD Berperan dalam reaksi metabolisme: 1. Reaksi Transketolase 2. Dekarboksilasi Oksidatif Pada defisiensi tiamin, semua reaksi (1,2) dihambat Beri-beri: gejala syaraf metabolisme Suarsana 2

3 Riboflavin (B2): bentuk aktif FMN or FAD FMN or FAD: gugus dari enzim flavoprotein (terdapat diberbagai jaringan) Fungsi metabolisme yg luas Gejala umum, stomatitis, glositis Peran Tiamin: Dekarboksilasi Oksidatif Peran Tiamin: Reaksi Transketolase Peran riboflavin: Enzim oksidase asam amino Peran Flavin: reaksi rantai respirasi di mitokondria Suarsana 3

4 Niasin (B3): bentuk aktif nikotinamida adenin dinukleotida (NAD) or NADP NAD dan NADP: gugus dari enzim oksidoreduktase (sitosol, mitokondria) Enzim kunci: Metabolisme CHO, Lipida, AA. Pelagra Asam Pantotenat (B5): bentuk aktif KoA dan ACP (protein pembawa asil) Peran dalam TCA, sitesis & oksidasi lipid Defisiensi jarang: sumber berbagai makanan Figure Niacin (nicotinic acid and nicotinamide) and nicotinamide adenine dinucleotide (NAD). * Shows the site of phosphorylation in NADP. Figure Pantothenic acid and coenzyme A. * Shows the site of acylation by fatty acids. TCA Vitamin B6 (piridoksin, piridoksal, piridoksamin): bentuk aktif Piridoksal Fosfat (PF) Sebagian besar jaringan mengandung enzim piridoksal kinase, mengkatalis reaksi fosforilasi menjadi bentuk aktif PF merupakan koenzim metabolisme asam amino, glikogenolisis Defisiensi jarang terjadi: sumber tersebar luas Suarsana 4

5 Figure Interconversion of the vitamin B6 vitamers. Figure Conversion of tyrosine to epinephrine and norepinephrine in neuronal and adrenal cells. (PLP,pyridoxal phosphate.) Vitamin B12 (kobalamin): bentuk aktif metilkobalamin dan deoksiadenosilkobalamin) Koensim bagi konversi metilmalonil-koa menjadi suksinil-koa Merupakan koenzim metabolisme asam amino, glikogenolisis. Koenzim reaksi homosistein menjadi metionin, metil tetrahidrofolat menjadi tetrahidrofolat Defisiensi: anemia Dua reaksi yang penting yang dikatalis oleh enzim bergantung koenzim B12 Suarsana 5

6 Vitamin C (asam askorbat): vitamin C aktif adalah asam askorbat itu sendiri Donor ekuivalen pereduksi Dalam banyak proses vit C tidak berpartisipasi langsung, tapi diperlukan mempertahankan kofaktor logam tetap berada dalam keadaan tereduksi Kofaktor logam mencakup CU + (En.monooksidase) dan Fe 2+ (En.dioksigenase) Peran vit C: 1. Pada sintesis kolagen 2. Penguraian tirosin 3. Sintesis epinefrin dari tirosin 4. Pembentukan asam empedu 5. Korteks adrenal mengandung vit C dlm jumlah besar 6. Penyerapan Besi 7. Sebagai antioksidan Figure Vitamin C. Figure The prolyl hydroxylase reaction. Peran vitamin C dalam penguraian tirosin Suarsana 6

7 Peran vit C dalam pembentukan asam empedu Vitamin A Pada sayuran berwujud sebagai provitamin (β-karoten) atau dikenal sebagai KAROTENOID β-karoten diserap dengan bantuan garam empedu dan oleh enzim β-karoten dioksigenase, diubah menjadi vitamin A1 (retinal) Pada mukosa usus retinal oleh enzim retinaldehid reduktase diubah menjadi vitamin A (retinol) Vitamin A diinkorporasi ke dalam kilomikron masuk aliran darah lalu ke hati Di hati vitamin A dalam bentuk ester dihidrolisis menjadi retinol dan berikatan dengan protein pengikat-aporetinol (RBP=retinol binding protein). RBP diproses di badan Golgi dan disekresikan ke dalam plasma (asam retinoat) dan berikatan dengan albumin. Asam retinoat diambil oleh jaringan melalui reseptor sel permukaan KAROTENOID β-karoten Garam empedu dioksigenase (retinal, vitamin A1) enzim retinaldehid KiloM Hati asam retinoat jaringan + RBP Β-Karoten dan pemecahanya menjadi retinol Β-karoten dioksigenase Retinaldehid reduktase (retinal, vitamin A1) NADP + NADPH O2, Garam empedu NAD FAD Bentuk vitamin A : Retinol, retinal dan asam retinoat fungssi biologis sendiri Retinol dan asam retinoat: bekerja menyerupai hormon steroid Retinal: merupakan komponen pigmen penglihatan rodopsin Defisiensi: gangguan penglihatan malam Suarsana 7

8 VITAMIN D Vitamin D berbeda dari semua vitamin lainnya dimana tubuh dapat mensintesisnya dengan bantuan sinar matahari Kolekalsiferol (Vit D3) dihasilkan dalam kulit oleh radiasi UV dari 7- dehidroksi-kolesterol (prekursor vitamin D yang disintesis oleh hati) HATI GINJAL,TULANG, PLASENTA 25-Dihidroksivitamin D3 1,25-Dihidroksivitamin D3 GINJAL,TULANG, PLASENTA, USUS Suarsana 8

9 1,25 (OH) 2 -D3: menstimulasi absorpsi Ca dan P di usus 1,25-(OH) 2 -D 3 merupakan metabolit paling aktif pada transpor Ca di usus, mobilisasi Ca di tulang, dan tranpor fosfat di usus Defisiensi Vit D (1,25 (OH) 2 -D3): pembentukan tulang baru dan proses remodeling tulang terganggu 1,25 (OH) 2 -D3 dapat menguatkan kerja hormon Paratiroid terhadap proses reabsorpsi Ca di dalam ginjal Pembentukan dan hidroksilasi vit. D3 Vitamin D3 makanan HATI Simpanan Vit D Melalui kilomikron limfe DBP Vitamin D 25-OH DBP PARATIROID Pembebasan PTH + [ rendah ] Konsentrasi Ca plasma Pengambilan Ca Vitamin E Penyerapan lemak secara aktif meningkatkan absorpsi vitamin E Vitamin E merupakan antioksidan alami DBP KULIT Kolekalsiferol (vitamin D3) panas 7-dehidroksikolesterol Sirkulasi 25-OHD 25-OHD GINJAL Empedu (ekskresi) + 1,25-diOHD (Vit Aktif) PTH Ca ++ resorbsi INTESTIN DBP DBP TULANG PTH Melarutkan Ca tulang Metabolisme dan fungsi Vit D Figure The vitamin E vitamers Suarsana 9

10 Mekanisme kerja vitamin E sebagai antioksidan Mineral Ca Dua tahap proses absorpsi kalsium: 1. Penyerapan pada permukaan mukosa 2. Transfer ke dalam serosa Absorpsi kalsium di dalam usus dipengaruhi oleh: Vitamin D Ion phytate dan oksalat Beberapa macam penyakit Beberapa macam obat Ekskresi kalsium dari dalam tubuh: Melalui urine, tergantung dari intake kalsium dan intake protein Melalui tinja (air liur, cairan pankreas, cairan empedu) PENGATURAN KALSIUM DALAM TUBUH Faktor yang mempengaruhi pengaturan kalsium: Hormon parathyroid (PTH) Keseimbangan elektrolit Hormon calcitonin Vitamin D KONSENTRASI ION FOSFAT DAN ION MAGNESIUM K = [Ca 2+ ] 3 X [PO 4 3- ] 2 kompetisi pada sistem reabsorpsi di ginjal dan usus pada hewan, defisiensi kalsium menyebabkan hiperkalsemia, hipokalsiuria, dan kalsinosis Suarsana 10

11 cooperatively I N T E S TI N E Ca 2+ BONE demineralization ON OFF high SERUM CALCIUM low CT C cells PTG PTH 1,25-(OH) 2 -D 3 KIDNEY Ca excretion Ca absorption 25-(OH)-D 3 LIVER Vitamin D Gambar 1. Mekanisme Pengaturan kalsium di dalam tubuh sel C (sel parafollicular ) Mineral Ca Glucose Glut-2 Ca 2+ Voltage sens. K+ Ca2+ Channel K+/ATP-Channel Glucokinase Glu-6P Glycolysis Depolarization ATP PLC Ca 2+ DAG + 1,4,5-Ins-P 3 Ca 2+ sensitization and release from intracellular stores Secretion PKC + Ca 2+ Exocytosis Translation Granule form. Processing Splicing Stimulus secretion coupling in the pancreatic b-cell J. Jensen Pax6 NeuroD PDX1 E2A INSULIN Transcription Suarsana 11

12 Mineral ZN Metabolisme Zn (distribusi, ekskresi, penyerapan) Mineral Fe metabolisme Fe : - makanan dengan P mengurangi absorpsi Fe -Asampitat, oksalat mengganggu absoprsi Fe - Bentuk simpanan Fe dalam tubuh: feritin dan hemosedirin (hati) Mineral Cu Sodium (Na), Potasium (K), Klorida Ion-ion elektrolit yang paling banyak dalam tubuh hewan, manusia Bertanggung jawab untuk osmolitas cairan (tekanan osmose) Ion Na, K dan Cl berada dalam sebelah menyebelah membran dengan konsentrasi berbeda Pengaturannya oleh keseimbagan antara ionion tersebut: [K+]+[Na+] [Ca 2 +]+[Mg 2 +]+[H+] Pompa Ion Na + Suarsana 12

13 : fosfor serum : kalsium serum 10,5 kontrol 4,4 Ca-serum (mg/100 ml) 10,4 10,3 10,2 10,1 kontrol Diet ber P tinggi 4,2 4,0 3,8 3,6 Fosfor -serum (mg/100 ml) 10,0 Diet ber Ca tinggi 3, Waktu setelah makan (jam) Pengaruh diet berfortifikasi P tinggi terhadap Ca dan P serum Suarsana 13