METABOLISME MINERAL DAN VITAMIN

(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

(2)

Pencernaan dan Penyerapan

Biomolekul, (mineral, vitamin) Proses digesti Menjadi bentuk yang mudah diasimilasi metabolisme

• 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

(3)

Peran

PeranTiaminTiamin: :

Reaksi

ReaksiTransketolaseTransketolase Peran

PeranTiaminTiamin: : Dekarboksilasi

DekarboksilasiOksidatifOksidatif

• 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 riboflavin: Enzim oksidase asam amino

(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

Figure 45–11. Niacin (nicotinic acid and nicotinamide) and nicotinamide adenine dinucleotide (NAD). * Shows the site of phosphorylation in NADP.

• Asam Pantotenat (B5): bentuk aktif KoA dan ACP (protein pembawa asil)

• Peran dalam TCA, sitesis & oksidasi lipid

• Defisiensi jarang: sumber berbagai makanan

Figure 45–18. 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

(5)

Figure 45–12.

Interconversion of the vitamin B6

vitamers. Figure 31–5. _{tyrosine to epinephrine}Conversion of 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

(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}

Fe2+_{(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 45–19. Vitamin C.

(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

(retinal, vitamin A1)

KiloM Hati Garam empedu enzim enzim retinaldehid retinaldehid + RBP + RBP asam

asamretinoatretinoat

jaringan jaringan β β--karotenkaroten dioksigenase dioksigenase

O2, Garam empedu Β-karoten

dioksigenase

(retinal, vitamin A1) Retinaldehid reduktase NADPH NADP+ NAD FAD Β-Karoten dan pemecahanya

menjadi retinol • 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

(8)

Kolekalsiferol (Vit D3) dihasilkan dalam kulit oleh radiasi UV dari

7-dehidroksi-kolesterol (prekursor vitamin D yang disintesis oleh hati) Vitamin D berbeda

dari semua vitamin lainnya dimana tubuh dapat mensintesisnya dengan bantuan sinar matahari

VITAMIN D

HATI GINJAL,TULANG, PLASENTA 1,25-Dihidroksivitamin D3 25-Dihidroksivitamin D3 GINJAL,TULANG, PLASENTA, USUS

(9)

Pembentukan dan hidroksilasi vit. D3

• 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 HATI Simpanan Vit D Kolekalsiferol (vitamin D3) 7-dehidroksikolesterol panas KULIT 25-OHD 1,25-diOHD (Vit Aktif) PTH Ca++ _resorbsi PARATIROID Pembebasan PTH TULANG DBP Melarutkan Ca tulang PTH INTESTIN DBP Pengambilan Ca Konsentrasi Ca plasma [ rendah ] Vitamin D 25-OH DBP Sirkulasi 25-OHD + + Vitamin D3 makanan Melalui kilomikron limfe DBP GINJAL DBP

Metabolisme dan fungsi Vit D

Empedu (ekskresi)

Vitamin E

• Penyerapan lemak secara aktif meningkatkan absorpsi vitamin E

• Vitamin E merupakan antioksidan alami

(10)

Mekanisme kerja vitamin E sebagai antioksidan

Dua tahap proses absorpsi kalsium: 1. Penyerapan pada permukaan mukosa

2. Transfer ke dalam serosa

Absorpsi kalsium di dalam usus dipengaruhi oleh: ¾ Vitamin D

¾ Ion phytate dan oksalat ¾ Beberapa macam penyakit ¾ 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)

Mineral Ca

PENGATURAN KALSIUM DALAM TUBUH

Faktor yang mempengaruhi pengaturan kalsium:

9Hormon parathyroid (PTH) 9Keseimbangan elektrolit 9Hormon calcitonin 9Vitamin D

KONSENTRASI ION FOSFAT DAN ION MAGNESIUM

• K = [Ca2+_]3_{X [PO} 43-]2

• kompetisi pada sistem reabsorpsi di ginjal dan usus

• pada hewan, defisiensi kalsium menyebabkan hiperkalsemia, hipokalsiuria, dan kalsinosis

(11)

Gambar 1. Mekanisme Pengaturan kalsium di dalam tubuh BONE demineralization ON OFF cooperatively high SERUM CALCIUM low Ca2+ I N T E S TI N E “C” cells Ca excretion ↑ KIDNEY Ca absorption ↑ LIVER Vitamin D 25-(OH)-D3 CT PTG PTH 1,25-(OH)2-D3 sel

sel““CC””((selsel““parafollicularparafollicular””))

Mineral

Ca

Translation INSULIN PDX1 NeuroD Pax6 E2A Transcription Splicing Processing Granule form. Secretion Glut-2 Glucose Glu-6P Glycolysis DAG + 1,4,5-Ins-P3 Depolarization K+ ATP Ca2+_{sensitization}

and release from intracellular stores Exocytosis Glucokinase Ca2+ Voltage sens. Ca2+ Channel K+/ATP-Channel PLC PKC + Ca2+ Ca2+ Stimulus–secretion coupling in the pancreatic b-cell J. Jensen

(12)

• Metabolisme Zn (distribusi, ekskresi, penyerapan)

Mineral

ZN

• metabolisme Fe : - makanan dengan P↑↑ mengurangi absorpsi Fe - Asam pitat, oksalat mengganggu absoprsi Fe - Bentuk simpanan Fe dalam tubuh: feritin dan hemosedirin (hati)

Mineral

Fe

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 ion-ion tersebut:

[K+]+[Na+]

[Ca

2

_+]+[Mg

2

_+]+[H+]

(13)

Waktu setelah makan (jam)

: fosfor serum : kalsium serum

10,2 3 Ca-serum (m g/100 ml) 10,0 10,1 10,3 10,4 10,5 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4 Fosf or -s er um (mg/1 00 ml) kontrol kontrol

Diet ber P tinggi

Diet ber Ca tinggi

1 2