KLASIFIKASI, FUNGSI DAN METABOLISME VITAMIN Oleh Drh. Imbang Dwi Rahayu, M.Kes. Jurusan Peternakan Fakultas Pertanian Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang Sebelum abad ke dua puluh, karbohidrat, lemak, protein, dan beberapa zat mineral telah dianggap sebagai zat zat makanan yang dibutuhkan untuk fungsi tubuh normal. Akan tetapi berabad abad sebelumnya, berbagai pengamatan menduga bahwa senyawasenyawa organik lainnya adalah esensial untuk menjaga kesehatan. Sebagai misal telah diketahui selama 300 tahun, bahwa dengan makan buah buahan dan sayur sayuran segar ternyata berguna untuk pencegahan atau pengobatan scorbut (sariawan). Juga telah diakui, bahwa rakhitis dapat disembuhkan dengan minum minyak ikan. Pengamatanpengamatan tersebut menimbulkan dugaan, bahwa ada senyawa senyawa zat makanan lain diperlukan untuk menjaga kesehatan di samping karbohidrat, lemak atau protein. Pada tahun 1912, Funk, seorang sarjana biokimia bangsa Polandia yang bekerja di London untuk pertama kali memperkenalkan istilah vitamin (amine yang vital) yang kemudian terkenal dengan nama vitamin (dari bahasa Latin, vital yang berarti hidup), untuk menandakan kelompok dari senyawa senyawa organik tersebut. Pengertian Umum Vitamin Vitamin adalah molekul organik yang di dalam tubuh mempunyai fungsi yang sangat bervariasi. Fungsi vitamin dalam metabolisme yang paling utama adalah sebagai kofaktor. Di dalam tubuh diperlukan dalam jumlah sedikit (micronutrient). Biasanya tidak disintesis di dalam tubuh, jika dapat disintesis jumlahnya tidak mencukupi kebutuhan tubuh, sehingga harus diperoleh dari makanan atau diet. Vitamin dalam arti luas adalah senyawa organik, bukan karbohidrat, lemak maupun protein, yang memiliki peranan vital uutuk berjalannya fungsi tubuh yang normal, meskipun dibutuhkan dalam jumlah kecil. Vitamin adalah zat gisi yang sangat dibutuhkan oleh tubuh, karena berperan mambantu proses metabolisme tubuh yang normal. Beberapa vitamin tidak dapat dibuat tubuh dalam jumlah cukup, sehingga harus dilengkapi dari bahan pangan, kecuali vitamin D. Defisiensi vitamin tertentu akan menyebabkan berkembangnya suatu sindrome yang spesifik untuk tiap tiap vitamin. Beberapa vitamin tidak diperlukan dalam diet, dikarenakan vitamin vitamin tersebut dapat disintesis sendiri dengan bantuan mikroflora usus.
Adanya vitamin dalam bahan makanan belum merupakan suatu jaminan bahwa suatu defisiensi dari vitamin tersebut tidak timbul, karena mungkin ada faktor faktor lain yang terdapat dalam diet yang menghalangi pemanfaatannya oleh tubuh, misalnya proses absorbsinya di dalam usus. Telah diketahui bahwa pengobatan secara terus menerus dengan parafin cair dapat menghalangi penyerapan karoten, karena parafin melarutkan senyawa karoten dan membentuk suatu larutan yang tidak dapat diserap oleh mukosa usus, maka akan timbul gejala defisiensi vitamin A. Merupakan fakta yang jelas juga bahwa terlalu banyak minyak ikan dalam diet akan menimbulkan defisiensi vitamin E dalam waktu singkat dengan akibat degenerasi otot. Infeksi usus ada hubungannya dengan penyerapan vitamin A dan penggunaannya. Gangguan hidrolisis lemak dan penyerapannya secara otomatis mempengaruhi penyerapan semua vitamin yang larut dalam lemak. Di bidang peternakan, dewasa ini sebagian vitamin dapat dihasilkan secara sintetik dan penggunaan penentuan secara kimiawi makin meningkat. Vitamin vitamin sintetik tersebut sama efektifnya seperti dari sumber sumber alam dan lebih disukai karena kualitas standarnya, garansi potensinya, dan stabilitasnya. Vitamin vitamin sintetik memungkinkan formulasi ransum yang fleksibel, sesuai dengan kebutuhan setempat dan penggunaan ekonomisnya. Bentuk bentuk stabilitas vitamin A, D, dan E dapat diperoleh di pasaran. Vitamin dapat diberikan terdiri dalam konsentrasi tinggi atau sebagai premiks yang berpotensi rendah dalam kombinasi dengan zat zat makanan aktif lainnya, seperti zat zat mineral, antibiotika dan lain lain. Bila hanya tersedia sumber sumber vitamin alami, maka perlu diperhatikan bahwa konsentrasi vitamin vitamin tersebut dalam bahan makanan dapat bervariasi luas dengan musim, panenan dan kondisi penyimpanan. Nilai hayati vitamin dapat berkurang atau hilang akibat terdapatnya zat zat antagonis dalam sumber sumber vitamin alam tersebut. Vitamin A, D 3, E, riboflavin, dan B 12 perlu mendapat perhatian khusus. Akan tetapi jumlah kholin, asam nikotinat dan kadangkala asam pantothenat yang tidak mencukupi dapat dijumpai dalam berbagai ransum, terutama pada ransum ransum yang tidak mengandung protein hewan. Pada ternak, daun hijau leguminosa dan rumput diketahui merupakan sumber vitamin yang baik, terutama karoten. Pada manusia, vitamin yang alami bisa didapat dari sayur, buah dan produk hewani. Pada umumnya, vitamin vitamin ditemukan berkaitan dengan adanya pengaruh biologis yang menarik bagi seorang peneliti, sedangkan sifat sifat kimianya dipelajari kemudian. Pembedaan nama vitamin yang satu dengan lainnya didasarkan dengan huruf, yang kadang kadang disertai dengan nomor nomor subskrip. Pada beberapa hal, untuk beberapa vitamin, sistem ini tetap dipakai, walaupun sifat sifat kimianya telah ditemukan kemudian, di lain pihak, nama umum tersebut segera dirubah karena terminologi vitamin tidak lagi diterima dengan baik. Oleh karena itu, di dalam praktek, nama vitamin dan nama kimianya tetap dipakai, walaupun untuk beberapa seri, terminologi kimianya dibuang, diganti dengan nama lain. Dalam tentative rules (1970), tentang pemberian nama vitamin dan zat zat yang berhubungan dengannya dinyatakan bahwa nama umum vitamin penting, terutama untuk membawahi suatu grup zat zat organik yang essensial.
Pemberian nama dengan huruf masih penting, sekurang kurangnya untuk para ahli nutrisi. Jenis dan jumlah vitamin dalam masing masing bahan pangan sangat bervariasi. Secara umum dapat dikatakan bahwa bahan pangan dari hewan, seperti daging, telur, susu dan hati, mengandung hampir semua jenis vitamin yang telah diketahui dan jumlahnya relatif tinggi, sedangkan pada biji bijian, misalnya jagung dan umbi umbian, misalnya ubi kayu, mengandung hanya sedikit sampai cukup saja. Klasifikasi Vitamin Secara klasik, berdasarkan kelarutannya, vitamin digolongkan dalam dua kelompok, yaitu (1) vitamin yang larut dalam lemak dan (2) vitamin yang larut dalam air, karena yang pertama dapat diekstraksi dari bahan makanan dengan pelarut lemak dan yang terakhir dengan air. Beberapa vitamin larut lemak adalah vitamin A, D, E, dan K, yang hanya mengandung unsur unsur karbon, hidrogen dan oksigen. Vitamin yang larut dalam air terdiri atas asam askorbat (C) dan B komplek (B 1 sampai B 12 ), yang selain mengandung unsur unsur karbon, hidrogen, oksigen, juga mengandung nitrogen, sulfur atau kobalt. Vitamin yang larut dalam lemak, yaitu A, D, E dan K, memiliki sifat sifat umum, antara lain (1) tidak terdapat di semua jaringan; (2) terdiri dari unsur unsur karbon, hidrogen dan oksigen; (3) memiliki bentuk prekusor atau provitamin; (4) menyusun struktur jaringan tubuh; (5) diserap bersama lemak; (6) disimpan bersama lemak dalam tubuh; (7) diekskresi melalui feses; (8) kurang stabil jika dibandingkan vitamin B, dapat dipengaruhi oleh cahaya, oksidasi dan lain sebagainya. Vitamin yang larut dalam air memiliki sifat sifat umum, antara lain : (1) tidak hanya tersusun atas unsur unsur karbon, hidrogen dan oksigen; (2) tidak memiliki provitamin; (3) terdapat di semua jaringan; (4) sebagai prekusor enzim enzim; (5) diserap dengan proses difusi biasa; (6) tidak disimpan secara khusus dalam tubuh; (7) diekskresi melalui urin; (8) relatif lebih stabil, namun pada temperatur berlebihan menimbulkan kelabilan. Fungsi Vitamin Beberapa vitamin berfungsi langsung dalam metabolisme penghasilan energi Jalur metabolisme yang menghasilkan energi untuk mendukung kerja sel diantaranya adalah glikolisis, siklus kreb, transport elektron, dan β oksidasi. Metabolisme Umum Vitamin Vitamin yang larut lemak atau minyak, jika berlebihan tidak dikeluarkan oleh, tubuh, melainkan akan disimpan. Sebaliknya, vitamin yang larut dalam air, yaitu vitamin B kompleks dan C, tidak disimpan, melainkan akan dikeluarkan oleh sistem pembuangan tubuh. Akibatnya, selalu dibutuhkan asupan vitamin tersebut setiap hari. Vitamin yang
alami bisa didapat dari sayur, buah dan produk hewani. Seringkali vitamin yang terkandung dalam makanan atau minuman tidak berada dalam keadaan bebas, melainkan terikat, baik secara fisik maupun kimia. Proses pencernaan makanan, baik di dalam lambung maupun usus halus akan membantu melepaskan vitamin dari makanan agar bisa diserap oleh usus. Vitamin larut lemak diserap di dalam usus bersama dengan lemak atau minyak yang dikonsumsi. Vitamin diserap oleh usus dengan proses dan mekanisme yang berbeda. Terdapat perbedaan prinsip proses penyerapan antara vitamin larut lemak dengan vitamin larut air. Vitamin larut lemak akan diserap secara difusi pasif dan kemudian di dalam dinding usus digabungkan dengan kilomikron (lipoprotein) yang kemudian diserap sistem limfatik, baru kemudian bergabung dengan saluran darah untuk ditransportasikan ke hati. Sedangkan vitamin larut air langsung diserap melalui saluran darah dan ditransportasikan ke hati. Proses dan mekanisme penyerapan vitamin dalam usus halus diperlihatkan pada Tabel 1. Tabel 1. Proses dan Mekanisme Penyerapan Vitamin dalam Usus Halus Jenis Vitamin Mekanisme Penyerapan Vitamin A, D, E, K dan Dari micelle, secara difusi pasif, digabungkan beta karoten dengan kilomikron, diserap melalui saluran limfatik. Vitamin C Difusi pasif (lambat) atau menggunakan Na + (cepat) Vitamin B 1 (Tiamin) Difusi pasif (apabila jumlahnya dalam lumen usus sedikit), dengan bantuan Na + (bila jumlahnya dalam lumen usus banyak). Vitamin B 2 (Riboflavin) Difusi pasif Niasin Difusi pasif (menggunakan Na + ) Vitamin B 6 (Piridoksin) Difusi pasif Folasin (Asam Folat) Menggunakan Na + Vitamin B 12 Sumber : Muchtadi, 2009 VITAMIN A Menggunakan bantuan faktor intrinsik (IF) dari lambung. Sebelum ditemukan vitamin yang larut dalam lemak, orang menduga bahwa lemak hanya berfungsi sebagai sumber energi. Vitamin yang larut dalam lemak biasanya ditimbun dalam tubuh dan karenanya tidak perlu disediakan setiap hari dalam makanan. Absorbsi vitamin larut lemak yang normal ditentukan oleh absorbsi normal dari lemak. Gangguan absorbsi lemak yang disebabkan oleh gangguan sistim empedu akan menyababkan gangguan absorbsi vitamin vitamin yang larut lemak. Setelah diabsorbsi,
vitamin ini dibawa ke hepar dalam bentuk kilomikron dan disimpan di hepar atau dalam jaringan lemak. Di dalam darah, vitamin larut lemak diangkut oleh lipoprotein atau protein pengikat spesifik (Spesific Binding Protein), dan karena tidal larut dalam air, maka ekskresinya lewat empedu, yang dikeluarkan bersama sama feses. Provitamin A Vitamin A dalam tumbuhan terdapat dalam bentuk prekusor (provitamin). Provitamin A terdiri dari α, β, dan γ karoten. β karoten merupakan pigmen kuning dan salah satu jenis antioksidan yang memegang peran penting dalam mengurangi reaksi berantai radikal bebas dalam jaringan. Struktur Kimia Vitamin A Vitamin A terdiri dari 3 biomolekul aktif, yaitu retinol, retinal (retinaldehyde) dan retinoic acid. Sifat sifat Vitamin A Tumbuh tumbuhan tidak mensintesis vitamin A, akan tetapi manusia dan hewan mempunyai enzim di dalam mukosa usus yang sanggup merubah karotenoid provitamin A menjadi vitamin A. Dikenal bentuk bentuk vitamin A, yaitu bentuk alkohol, dikenal sebagai retinol, bentuk aldehid disebut retinal, dan berbentuk asam, yaitu asam retinoat. Retinol dan retinal mudah dirusak oleh oksidasi terutama dalam keadaan panas dan lembab dan bila berhubungan dengan mineral mikro atau dengan lemak/minyak yang tengik. Retinol tidak akan berubah dalam gelap, sehingga bisa disimpan dalam bentuk ampul, di tempat gelap, pada suhu di bawah nol. Retinol juga sukar berubah, jika disimpan dalam tempat tertutup rapat, apalagi disediakan antioksidan yang cocok. Vitamin dalam bentuk ester asetat atau palmitat bersifat lebih stabil dibanding bentuk alkohol maupun aldehid. Secara kimia, penambahan vitamin E dan antioksidan alami dari tanaman bisa melindungi vitamin A dalam bahan makanan. Leguminosa tertentu, terutama kacang kedele dan alfafa, mengandung enzim lipoksigenase yang bisa merusak karoten, xantofil, bahkan vitamin A, melalui tahapan tahapan oksidasi dengan asam lemak tidak jenuh. Melalui pemanasan yang sempurna pada kacang kedele dan pengeringan pada alfafa akan merusak enzim tersebut. Di dalam praktek, terutama dalam penyimpanan, vitamin A bersifat tidak stabil. Guna menciptakan kestabilannya, maka dapat diambil langkah langkah, yaitu secara kimia, dengan penambahan antioksidan dan secara mekanis dengan melapisi tetesantetesan vitamin A dengan lemak stabil, gelatin atau lilin, sehingga merupakan butiranbutiran kecil. Melalui teknik tersebut, maka sebagian besar vitamin A bisa dilindungi dari kontak langsung dengan oksigen.
Manfaat Vitamin A Vitamin A essensial untuk pertumbuhan, karena merupakan senyawa penting yang menciptakan tubuh tahan terhadap infeksi dan memelihara jaringan epithel berfungsi normal. Jaringan epithel yang dimaksud adalah terutama pada mata, alat pernapasan, alat pencernaan, alat reproduksi, syaraf dan sistem pembuangan urine. Hubungan antara vitamin A dengan fungsi mata yang normal, perlu mendapat perhatian khusus. Vitamin A berperan dalam sintesis stereoisomer dari retinal yang disebut retinen, yang berkombinasi dengan protein membentuk grup prostetik yang disebut visual purple, yang lebih dikenal dengan istilah rodopsin. Jadi vitamin A diperlukan untuk mensintesis rodopsin, yang selalu pecah atau dirusak oleh proses fotokimiawi sebagai salah satu proses fisiologis dalam sistem melihat. Apabila vitamin A pada suatu saat kurang dalam tubuh, maka sintesis visual purple akan terganggu, sehingga terjadi kelainan kelainan melihat. Vitamin A berperan dalam berbagai proses tubuh, antara lain, stereoisomer dari retinal yang disebut retinen, memainkan peranan penting dalam penglihatan. Vitamin A diperlukan juga dalam pencegahan ataxia, pertumbuhan dan perkembangan sel, pemeliharaan kesempurnaan selaput lendir (mukosa), reproduksi, pertumbuhan tulang rawan yang baik dan cairan serebrospinal yang norma, mampu meningkatkan sistem imun, berperan penting dalam menjaga kesehatan kulit dan terbukti bisa melawan ketuaan. Secara metabolik, vitamin A berperan dalam memacu sintesis kortikosteroid, yaitu pada proses hidroksilasi pregnenolon menjadi progesteron, memacu perubahan mevalonat menjadi squalen, yang selanjutnya dirubah menjadi kolesterol dan sebagai pengemban (carrier) pada sintesis glikoprotein membran. Sumber Vitamin A Vitamin A banyak terkandung dalam minyak ikan. Vitamin A 1 (retinal), terutama banyak terkandung dalam hati ikan laut. Vitamin A 2 (retinol) atau 3 dehidro retinol, terutama terkandung dalam hati ikan tawar. Vitamin A yang berasal dari minyak ikan, sebagian besar ada dalam bentuk ester. Vitamin A juga terkandung dalam bahan pangan, seperti mentega (lemak susu), kuning telur, keju, hati, hijauan dan wortel. Warna hijau tumbuh tumbuhan merupakan petunjuk yang baik tingginya kadar karoten. Buah buahan berwarna merah dan kuning, seperti cabe merah, wortel, pisang, pepaya, banyak mengandung provitamin A, ß karoten. Untuk makanan, biasanya vitamin A terdapat dalam makanan yang sudah difortifikasi (ditambahkan nilai gizinya). Metabolisme Vitamin A
Vitamin A dan β karoten diserap dari usus halus dan sebagian besar disimpan di dalam hati. Bentuk karoten dalam tumbuhan selain β, adalah α, γ karoten serta kriptosantin. Setelah dilepaskan dari bahan pangan dalam proses pencernaan, senyawa tersebut diserap oleh usus halus dengan bantuan asam empedu (pembentukan micelle). Vitamin A dan karoten diserap oleh usus dari micelle secara difusi pasif, kemudian digabungkan dengan kilomikron dan diserap melalui saluran limfatik, kemudian bergabung dengan saluran darah dan ditransportasikan ke hati. Di hati, vitamin A digabungkan dengan asam palmitat dan disimpan dalam bentuk retinil palmitat. Bila diperlukan oleh sel sel tubuh, retinil palmitat diikat oleh protein pengikat retinol (PPR) atau retinol binding protein (RBP), yang disintesis dalam hati. Selanjutnya ditransfer ke protein lain, yaitu transthyretin untuk diangkut ke sel sel jaringan. Vitamin A yang tidak digunakan oleh sel sel tubuh diikat oleh protein pengikat retinol seluler (celluler retinol binding protein), sebagian diangkut ke hati dan bergabung dengan asam empedu, yang selanjutnya diekskresikan ke usus halus, kemudian dikeluarkan dari tubuh melalui feses. Sebagian lagi diangkut ke ginjal dan diekskresikan melalui urine dalam bentuk asam retinoat. Karoten diserap oleh usus seperti halnya vitamin A, sebagian dikonversi menjadi retinol dan metabolismenya seperti di atas. Sebagian kecil karoten disimpan dalam jaringan adiposa dan yang tidak digunakan oleh tubuh diekskresikan bersama asam empedu melalui feses. Pada diet nabati, di lumen usus, oleh enzim β karoten 15,15 deoksigenase, β karoten tersebut dipecah menjadi retinal (retinaldehid), yang kemudian direduksi menjadi retinol oleh enzim retinaldehid reduktase. Pada diet hewani, retinol ester dihidrolisis oleh esterase dari pankreas, selanjutnya diabsorbsi dalam bentuk retinol, sehingga diperlukan garam empedu. Proses di atas sangat terkontrol, sehingga tidak dimungkinkan produksi vitamin A dari karoten secara berlebihan. Tidak seluruh karoten dapat dikonversi menjadi vitamin A, sebagian diserap utuh dan masuk ke dalam sirkulasi, hal ini akan digunakan tubuh sebagai antioksidan. Beberapa hal yang menyebabkan karoten gagal dikonversi menjadi vitamin A, antara lain (1) penyerapan tidak sempurna ; (2) konversi tidak 100%, salah satu sebab adalah diantara karoten lolos ke saluran limfe, dan (3) pemecahan yang kurang efisien. Defisiensi Vitamin A Penyakit yang ditimbulkan akibat kekurangan vitamin A, antara lain rabun senja (night blindness)), katarak, infeksi saluran pernapasan, menurunnya daya tahan tubuh, keratinisasi (sel epithel kering), kulit yang tidak sehat, bersisik dan mengelupas. Hipervitaminosis A
Terutama pada anak anak, kelebihan vitamin A ditandai dengan kemunculan gejala gejala, antara lain hilangnya napsu makan, mual, berat badan menurun, pusing, luka di sudut mulut, bibir pecah pecah, rambut rontok dan nyeri tulang.