Sistem Transpor pada Metabolisme
Karbohidrat, Lemak, Protein, Vitamin, Mineral
Oleh :
1. Agung Wibawa Mahatva Yodha
2. Alwahab
3. Muhammad Aswan
4. Dwi Prayogo Wibowo
5. Herdianto
Dosen Pengajar:
Dr. Prima Endang S, M.SI
Program Studi Kimia
Program Pasca Sarjana
Universitas Halu Oleo
2016
1. Karbohidrat
Absorpsi
monosokarida dilakukan di dalam jejunum ke dalam darah sistem vena porta,
terutama untuk heksosa (glukosa, galaktosa, manosa, dan fruktosa) dan sebagai
gula pentosa (ribosa). Mekanisme absorpsi monosakarida yaitu transpor aktif
untuk glukosa dan galaktosa serta difusi fasilitasi untuk fruktosa yang
absorpsinya lebih lambat dari glukosa dan galaktosa. Difusi fasilitasi ini
menggunakan bantuan dari transporter fasilitatif bergantung natrium (GLUT 5).
Transporter ini juga dapat digunakan oleh glukosa dan galaktosa jika gradien
konsentrasi mendukung. Normalnya, di dalam darah hanya terdapat sedikit
fruktosa di luar fruktosa yang berasal dari diet.
Mekanisme
transport aktif: brush border enterosit mengandung sistem transporter.
Sebuah
transporter glukosa bergantung-natrium (SGLT 1) mengikat glukosa sekaligus Na+
pada tapak-tapak terpisah, dan mengangkut keduanya melalui membran plasma sel
usus. Glukosa beserta Na+ dilepas ke dalam sitosol sehingga memungkinkan
transporter tersebut membawa lebih banyak lagi “kargo”. Ion Na+ diangkut
menuruni gradien konsentrasinya dan pada saat yang sama menyebabkan transporter
mengangkut glukosa melawan gradien konsentrasinya. Energi bebas yang diperlukan
bagi transport aktif ini diperoleh dari hidrolisis ATP yang terhubung dengan
sebuah pompa natrium yang melepas Na+ dari sel, bertukar dengan K+. Transport
aktif glukosa dihambat oleh ouabain (preparat glikosida jantung), suatu
inhibitor pompa natrium, dan oleh florhizin, suatu inhibitor yang diketahui menghambat
reabsorspi glukosa di tubulus ginjal. Di samping itu, terdapat transporter
glukosa yang tidak bergantung-natrium, GLUT 2, yang memfasilitasi transpor gula
keluar sel menuju darah kapiler (kontralumen/tunika serosa). GLUT 2 digunakan
untuk glukosa, galakatosa, dan fruktosa yang selanjutnya diteruskan ke vena
porta menuju hati dan sirkulasi sistemik. Berikut gambar mekanisme transpor
glukosa, fruktosa, dan galaktosa.
Absopsi
untuk monosakarida tidak akan terjadi jika polisakarida atau disakarida tidak mengalami
pencernaan dan akhirnya akan mengalami fermentasi oleh bakteri usus di usus
besar yang dapat menghasilkan berbagai jenis gas, seperti CO2, metana,
hidrogen, nitrogen, dan hidrogen sulfida (H2S) serta asam lemak rantai pendek
(asam asetat, laktat, propionat, dan butirat). Dalam usus besar juga terjadi
retensi air dan peningkatan peristaltik usus yang bisa menyebabkan diare, yang
salah satu penyebabnya bisa karena defisiensi disakaridase.
Defek
enzim disakaridase pencernaan karbohidrat bisa karena genetik, usia, atau
kerusakan mukosa usus yang dapat mengenai lebih dari satu enzim. Defisiensi
yang paling sering ialah defisiensi laktase mengakibatkan intoleransi laktosa.
Intoleransi laktosa (gula susu) tidak sama dengan intoleransi susu yang terjadi
akibat kepekaan seseorang terhadap protein susu, biasanya terhadap
β-laktoglobulin. Tanda dan gejala intoleransi laktosa juga sama, tanpa
mempedulikan penyebabnya: kram perut, diare, dan flatulensi. Tanda dan gejala
ini diakibatkan adanya penumpukan laktosa yang tidak tercerna dan akibat kerja
fermentasi bakteri usus yang menghasilkan gas (metana dan hidrogen), asam
laktat, serta produk-produk lain yang bersifat iritan bagi usus. Produk
tersebut dapat bersifat osmotik pada usus yang berakibat perut kembung dan
buang gas (flatus) serta terjadi retensi air dan peningkatan peristaltik dan
kemudian terjadilah diare. Terdapat tiga tipe defisiensi laktase
(hipolaktasia):
•
Defisiensi laktase herediter: sindrom ini jarang terjadi, diterapkan diet bebas
laktosa dan konsumsi yogurt membantu untuk menyediakan enzim laktase
(β-galaktosidase) serta energi dan kalsium sebagai pengganti susu.
•
Aktivitas laktase rendah primer: sindrom yang relatif sering ditemukan,
terutama di kulit orang berwarna. Mengingat intoleransi laktosa bukanlah
merupakan tampilan pada masa awal kehidupan orang dewasa penderita gangguan
tersebut, intoleransi laktosa dianggap merupakan representasi dari suatu
penurunan aktivitas laktase berangsur-angsur pada individu yang rentan, akibat
reduksi ekspresi enzim tersebut. Meskipun demikian, keadaan ini bukan karena
kurangnya laktase mRNA, tetapi karena kegagalan translasi enzim ini.
•
Aktivitas laktase rendah sekunder: penurunan laktase karena mengalami penyakit
usus, contohnya penyakit sprue tropis atau nontropis (seliak), kwashiorkor,
kolitis, dan gastroenteritis.
2. Lemak
Metabolisme lipid meliputi oksidasi asam lemak, sintesis asam
lemak, sintesis kolesterol, dan transportasi lipid.
Oksidasi Beta Asam Lemak berlangsung
di mitokondria, menghasilkan banyak ATP. Sebelum dioksidasi, di sitosol, asam
lemak diaktifkan dulu menjadi asil-KoA yaitu asam lemak + KoA + ATP menjadi
asil-KoA + AMP + PPi. Kemudian asil-KoA ditransport masuk ke matriks
mitokondria dalam bentuk berikatan dengankarnitin
(asil-karnitin). Di dalam matriks karnitin dilepaskan dan terbentuk
asil-KoA lagi. Pada oksidasi, tiap kali 2 atom C dibebaskan dalam bentuk asetil-KoA, dimulai dari ujung karboksil
dihasilkan NADH & FADH2. Oksidasi terjadi pada C-
beta (atom C ke-3 dari ujung karboksil) sehingga disebut oksidasi beta. Dari proses oksidasi Beta
Asam Lemak dihasilkan: asetil-KoA, FADH dan NADH.Selanjutnya
asetil-KoA dioksidasi menjadi CO2 di TCA menghasilkan ATP serta NADH dan FADH2
yang lebih banyak.
Sintesis Asam Lemak, reaksi utama yang paling berperan adalah
transasetilasi terdiri dari proses kondensasi, reduksi, dehidrasi, dan
direduksi kembali. Regulasi sintesis asam lemak, diregulasi secara Allosterik
yakni: distimulasi oleh sitrat, diinhibisi oleh palmitoil KoA, tingginya proses
beta oksidasi atau esterifikasi membatasi jumlah TG. Sintesis asam lemak
diinduksi oleh insulin dan direpresi glukagon.
Insulin dalam proses sintesis ini berfungsi: (1) merangsang LPL
dengan meningkatkan uptake asam lemak dari kilomikron dan VLDL; (2) merangsang
glikolisis dengan meningkatkan sintesis gliserol fosfat; (3) meningkatkan
proses esterifikasi; (4) menginduksi HSL fosfatase untuk menginaktifkan HSL;
(5) penyimpanan TG (net effect). Pada saat kelaparan atau beraktivitas, hormon
glukagon dan epinefrin mengaktivasi adenilil siklase untuk meningkatkan cAMP,
mengaktivasi protein kinase A, aktivasi HSL sehingga terjadi mobilisasi TG (net
affect) dan asam lemak yang meningkat. Sintesis badan keton di lemak terjadi
pada saat kelaparan dan aktivitas yang berat karena makin tingginya produksi
asam lemak, aktivitas HSL yang tinggi. Tingginya asam lemak yang diproduksi di
hati dijadikan energy KB dari oksidasi asam lemak 7 kcal/g.
Lipid tidak larut dalam darah sehingga perlu dibentuk transport
khusus. Asam lemak bebas ditransport dalam bentuk berikatan dengan albumin.
TAG, PL dan kolesterol ditransport dalam bentuk partikel bersama dengan protein
yang disebutlipoprotein. Dalam bentuk lipoprotein, kolesterol, dan lipid
lainnya ditransport ke jaringan. Lipid digunakan yaitu dioksidasi, disimpan,
atau untuk proses sintesis. Terdapat 4 jalur transport lipid, yaitu: (1) asam
lemak dari jaringan adiposa ke jaringan lain (dengan albumin); (2) lipid dari
makanan dari usus ke jaringan lain (kilomikron); (3) lipid yang disintesis
dalam tubuh (endogen) dari hati ke jaringan lain (VLDL, LDL); (4) reverse transport kolesterol dari jaringan
ekstrahepatik ke hati untuk diekskresikan melalui empedu (HDL).
Struktur lipoprotein terdiri dari TAG dan kolesterol ester yang
bagian tengah/ intinya hidrofobik yang luarnya dilapisi oleh fosfolipid dan
kolesterol bebas bersama protein (disebut apolipoprotein, apoprotein). Semakin banyak
kandungan protein, semakin besar densitas lipoprotein tersebut, berdasarkan
densitasnya dibagi menjadi: HDL, (IDL), LDL, VLDL, dan kilomikron. Destruksi
lipoprotein diawali dengan pengikatannya pada reseptor di permukaan sel
(endositosis), dilanjutkan hidrolisis oleh lisosom menjadi
komponen-komponennya. Kilomikron mengangkut lipid yang diabsorbsi dari usus. VLDL
(pre- beta lipoprotein) mengangkut TAG keluar dari hati. LDL (beta lipoprotein)
berasal dari katabolisme VLDL. HDL (alfa lipoprotein) untuk transport
kolesterol ke jaringan ekstrahepatik ke hati. TAG merupakan lipid utama dalam
kilomikron dan VLDL, sedangkan kolesterol dan fosfolipid dalam LDL dan HDL.
Kilomikron merupakan lipoprotein terbesar dan paling ringan karena
kaya akan TAG. Kilomikron disintesis dalam sel epitel usus halus, mengangkut
lipid dalam makanan yang diabsorpsi dari usus ke pembuluh limfe, selanjutnya ke
sirkulasi darah. 80-90% TAG dalam kilomikron diambil jaringan dengan bantuan
enzimlipoprotein lipase (LPL) di sel endotel
kapiler jaringan. Setelah kehilangan TAG kilomikron menjadi kilomikron remnant yang kaya kolesterol
kemudian mengikat pada reseptor di
hati mengadakan endositosis, degradasi oleh lisosom menjadi komponen –
komponennya.
VLDL dibentuk di hati, mengangkut TAG dan kolesterol hasil
sintesis di hati (endogen) ke jaringan lain (otot, adiposa). Komponen TAG
terutama disintesis dari karbohidrat dalam makanan, juga dari asupan lemak yang
berlebih. Selanjutnya TAG dikemas sebagai VLDL bersama dengan kolesterol,
fosfolipid dan protein menuju sirkulasi.
Seperti kilomikron, VLDL dimetabolisme oleh LPL di endotel
kapiler. TAG dihidrolisis oleh LPL. Asam lemak bebas diambil jaringan (otot,
adiposa) kemudian dioksidasi untuk energi/ diesterifikasi kembali untuk
disimpan. Pada keadaan sesudah makan, asam lemak yang berlebih diambil jaringan
adiposa untuk disimpan sebagai TAG. Setelah kehilangan TAG, VLDL berubah
menjadi VLDL remnant. 50% diambil hati dengan cara endositosis melalui pengikatan dengan reseptor.
Sisanya menjadi IDL setelah kehilangan lebih banyak TAG dan fosfolipid,
sehingga LDL yang kaya akan kolesterol bebas dan ester: 60% diambil hati dengan
cara endositosis, 40% diambil jaringan ekstrahepatik dengan cara yang sama
kemudian didegradasi oleh enzim lisosom sehingga kolesterol dilepaskan sebagai
kolesterol bebas untuk inkoporasi ke membran, sintesis hormon steroid atau vitamin
D, atau diesterifikasi untuk disimpan. LDL merupakan sumber kolesterol untuk jaringan
ekstrahepatik. Bila
LDL sangat berlebih, sistem ambilan LDL akan jenuh sehingga LDL yang berlebih
dapat diambil oleh makrofag karena makrofag memiliki reseptor lipoprotein yang
disebut scavenger receptor.
HDL, fungsi utamanya mengangkut kelebihan kolesterol dari jaringan
perifer ke hati untuk proses disebut reverse cholesterol transport. Kolesterol
bebas yang diperoleh dari jaringan perifer/ lipoprotein lain diubah menjadi
kolesterol ester (enzim lesitin-kolesterol asil transferase, LCAT) kemudian ditransport ke
hati dan diekskresikan ke empedu dalam bentuk kolesterol maupun sebagai asam/
garam empedu. Kadar HDL yang tinggi dalam darah merupakan vaskuloprotektif.
Kolesterol tergolong lipid, mempunyai inti
siklopentanohidrofenantren. Kolesterol terdapat dalam jaringan, antara lain
sebagai komponen struktural membran. Dalam plasma
sebagai lipoprotein, dalam bentuk bebas atau
diberikan dengan asam lemak (kolesterol ester).
Kolesterol berfungsi sebagai komponen membran sel dan prekursor hormon steroid (kortikosteroid, hormon
seks dll), asam/ garam empedu, vitamin D. Kolesterol
berperan pada patogenesis aterosklerosis arteri menyebabkan penyakit
serebrovaskuler, koroner dan pembuluh perifer. Kolesterol dalam tubuh dapat
berasal dari makanan atau disintesis dari asetil- KoA.
Sintesis kolesterol terutama
di hati dan di
usus. Semua atom C-nya (27) berasal dari asetil-KoA yang
dapat berasal dari oksidasi karbohidrat, lipid, dan asam amino. Proses ini
berasal dari oksidasi karbohidrat, lipid dan asam amino. Sintesis kolesterol
berlangsung di sitosol dalam 4 tahap, dengan enzim HMG-KoA reduktase sebagai (enzim
regulator). (1) Sintesis mevalonat, dari asetil-KoA: 2 mol asetil-KoA berkondensasi
menjadi asetoasetil-KoA kemudian kondensasi dengan asetil-KoA ketiga membentuk
beta-OH-beta metilglutaril- KoA (HMG – KoA)
dengan enzim HMG – KoA sintase, tereduksi menjadi mevalonat, enzim HMG – KoA reduktase (enzim regulator). (2)
Konversi mevalonat menjadi 2 isopren aktif (5 atom C). (3) Kondensasi 6
isoprene aktif menjadi skualen (30 atom C). (4) Perubahan skualen, lanosterol,
inti steroid yang mengandung 4 cincin segi enam.
Transport kolesterol dalam bentuk lipoprotein, Kilomikron mengangkut
kolesterol dari usus (berasal dari makanan) ke hati. VLDL, LDL, mengangkut kolesterol dari hati
ke jaringan. Kolesterol diekskresikan ke dalam empedu dalam bentuk kolesterol
atau asam/ garam empedu menjadi feses. Sebagian asam/ garam empedu mengalami sirkulasi enterohepatik. Sel jaringan
mendapat kolesterol dengan mensintesis sendiri (endogen) atau dari LDL
(eksogen). Hiperkolesterolemia (peningkatan kolesterol LDL) merupakan faktor
resiko terjadi aterosklerosis dan komplikasinya yaitu penyakit jantung koroner
(CHD), infark miokard akut, stroke, dll. Aterosklerosis koroner berkaitan
dengan rasio kolesterol LDL: HDL plasma yang tinggi.
3. Protein
Protein merupakan rangkaian asam amino dengan ikatan peptide. ¾ zat padat tubuh
terdiri dari protein (otot, enzim, protein plasma, antibodi, hormon). Banyak
protein terdiri ikatan komplek dengan fibril atau disebut protein fibrosa.
Macam protein fibrosa: kolagen (tendon, kartilago, tulang); elastin (arteri);
keratin (rambut, kuku); dan aktin-miosin.
1. Penguraian
Protein Dalam Tubuh
Asam amino yang dibuat dalam hati, maupun yang dihasilkan dari proses
katabolisme protein dalam hati, dibawa oleh darah kedalam jaringan untuk
digunakan.proses anabolik maupun katabolik juga terjadi dalam jaringan diluar
hati.asam amino yang terdapat dalam darah berasal dari tiga sumber, yaitu
absorbsi melalui dinding usus, hasil penguraian protein dalam sel dan hasil
sintesis asam amino dalam sel. Banyaknya asam amino dalam darah tergantung
keseimbangan antara pembentukan asam amino dan penggunaannya. Hati berfungsi
sebagai pengatur konsentrasi asam amino dalam darah.
Dalam tubuh kita, protein mengalami perubahan – perubahan tertentu dengan
kecepatan yang berbeda untuk tiap protein. Protein dalam dara, hati dan organ
tubuh lain mempunyai waktu paruh antara 2,5 sampai 10 hari. Protein yang
terdapat pada jaringan otot mempunyai waktu paruh 120 hari. Rata-rata tiap hari
1,2 gram protein per kilogram berat badan diubah menjadi senyawa lain.
Ada tiga kemungkinan mekanisme perubahan protein, yaitu :
1)
Sel-sel mati, lalu komponennya mengalami proses penguraian atau katabolisme dan
dibentuk sel – sel baru.
2)
Masing-masing protein mengalami proses penguraian dan terjadi sintesis protein
baru, tanpa ada sel yang mati.
3)
Protein dikeluarkan dari dalam sel diganti dengan sintesis protein baru.
Protein dalam makanan diperlukan untuk menyediakan asam amino yang akan
digunakan untuk memproduksi senyawa nitrogen yang lain, untuk mengganti protein
dalam jaringan yang mengalami proses penguraian dan untuk mengganti nitrogen
yang telah dikeluarkan dari tubuh dalam bentuk urea. Ada beberapa asam amino
yang dibutuhkan oleh tubuh, tetapi tidak dapat diproduksi oleh tubuh dalam
jumlah yang memadai. Oleh karena itu asam amino tersebut,yang dinamakan asam
essensial yang dibutuhkan oleh manusia.
Kebutuhan akan asam amino esensial tersebut bagi anak-anak relatiflebih besar
daripada orang dewasa. Kebutuhan protein yang disarankan ialah 1 sampai 1,5
gram per kilogram berat badan per hari.
2. Asam
Amino Dalam Darah
Jumlah asam amino dalam darah tergantung dari jumlah yang diterima dan jumlah
yang digunakan. Pada proses pencernaan makanan, protein diubah menjadi asam
amino oleh beberapa reaksi hidrolisis serta enzim – enzim yang bersangkutan.
Enzim-enzim yang bekerja pada proses hidrolisis protein antara lain ialah
pepsin, tripsin, kimotripsin, karboksi peptidase, amino peptidase, tripeptidase
dan dipeptidase.
Setelah protein diubah menjadi asam-asam amino, maka dengan proses absorpsi
melalui dinding usus, asam amino tersebut sampai kedalam pembuluh darah. Proses
absorpsi ini ialah proses transpor aktif yang memerlukan energi. Asam-asam
amino dikarboksilat atau asam diamino diabsorbsi lebih lambat daripada asam
amino netral.
Dalam keadaan berpuasa, konsentrasi asam amino dalam darah biasanya sekitar 3,5
sampai 5 mg per 100 ml darah. Segera setelah makan makanan sumber protein,
konsentrasi asam amino dalam darah akan meningkat sekitar 5 mg sampai 10 mg per
100 mg darah. Perpindahan asam amino dari dalam darah kedalam sel-sel
jaringan juga proses tranpor aktif yang membutuhkan energi.
3. Reaksi
Metabolisme Asam Amino
Tahap awal pembentukan metabolisme asam amino, melibatkan pelepasan gugus
amino, kemudian baru perubahan kerangka karbon pada molekul asam amino. Dua
proses utama pelepasan gugus amino yaitu, transaminasi dan deaminasi.
Transaminasi
Transaminasi ialah proses katabolisme asam amino yang melibatkan pemindahan
gugus amino dari satu asam amino kepada asam amino lain. Dalam reaksi
transaminasi ini gugus amino dari suatu asam amino dipindahkan kepada salah
satu dari tiga senyawa keto, yaitu asam piruvat, a ketoglutarat atau
oksaloasetat, sehingga senyawa keto ini diubah menjadi asam amino, sedangkan
asam amino semula diubah menjadi asam keto. Ada dua enzim penting dalam reaksi
transaminasi yaitu alanin transaminase dan glutamat transaminase yang bekerja
sebagai katalis dalamreaksi
Pada reaksi ini tidak ada gugus amino yang hilang, karena gugus amino yang
dilepaskan oleh asam amino diterima oleh asam keto. Alanin transaminase
merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap asam piruvat-alanin. Glutamat
transaminase merupakan enzim yang mempunyai kekhasan terhadap
glutamat-ketoglutarat sebagai satu pasang substrak .
Reaksi transaminasi terjadi didalam mitokondria maupun dalam cairan sitoplasma.
Semua enzim transaminase tersebut dibantu oleh piridoksalfosfat sebagai
koenzim. Telah diterangkan bahwa piridoksalfosfat tidak hanya merupakan koenzim
pada reaksi transaminasi, tetapi juga pada reaksi-reaksi metabolisme yang lain.
Deaminasi
Deaminasi adalah proses pembuangan gugus amino dari asam amino. Reaksinya
adalah sebagai berikut:
asam amino + NAD+
→ asam keto + NH3
NH3 merupakan racun bagi tubuh, tetapi tidak dapat dibuang oleh ginjal
sehingga harus diubah dahulu jadi urea (di hati) agar dapat dibuang oleh
ginjal. Jika hati ada kelainan (sakit) menyebabkan proses perubahan NH3 menjadi
urea terganggu sehingga terjadi penumpukan NH3 dalam darah hal ini dapat
mengakibatkan uremia. NH3 bersifat racun dan dapat meracuni otak, hal ini
disebut coma. Karena hati yang rusak maka disebut Koma hepatikum
Deaminasi maupun
transaminasi merupakan proses perubahan protein menjadi zat yang dapat masuk
kedalam siklus Krebs. Zat hasil deaminasi / transaminasi yang dapat masuk
siklus Krebs adalah: alfa ketoglutarat, suksinil ko-A, fumarat, oksaloasetat,
sitrat
Pembongkaran
protein menjadi asam amino memerlukan bantuan dari enzim-enzim protease dan air
untuk mengadakan proses hidrolisis pada ikatan-ikatan peptida. Hidrolisis ini
juga dapat terjadi, jika protein dipanasi, diberi basa, atau diberi asam.
Dengan cara demikian, kita dapat mengenal macam-macam asam amino yang tersusun
di dalam suatu protein.
Namun, kita tidak
dapat mengetahui urut-urutan susunannya ketika masih berbentuk molekul protein
yang utuh. Di samping itu, asam amino dapat dikelompokkan menjadi asam amino
esensial dan asam amino nonesensial.
Asam amino esensial
Asam amino esensial
atau asam amino utama adalah asam amino yang sangat diperlukan oleh tubuh dan
harus didatangkan dari luar tubuh manusia karena sel-sel tubuh manusia tidak
dapat mensintesis sendiri. Asam amino esensial hanya dapat disintesis oleh
sel-sel tumbuhan. Contoh asam amino esensial, yaitu leusin, lisin, histidin,
arginin, valin, treonin, fenilalanin, triptofan, isoleusin, dan metionin.
Asam amino nonesensial
Asam amino
nonesensial adalah asam amino yang dapat disintesis sendiri oleh tubuh
manusia. Contohnya: tirosin, glisin, alanin, dan prolin.
4. Pembentukan
Asetil Koenzim A
Asetil koenzim A merupakan senyawa penghubung antara metabolisme asam amino
dengan siklus asam sitrat. ada dua jalur metabolic yang menuju kepada
pembentukan asetil koenzim A, yaitu melalui asam piruvat dan melalui asam
asetoasetat
Asam-asam amino yang menjalani jalur metabolic melalui asam piruvat ialah
alanin, sistein, serin dan treonin. alanin menghasilkan asam piruvat dengan
langsung pada reaksi transaminasi dengan asam a ketoglutarat. Treonin diubah
menjadi gllisin dan asetaldehida oleh enzim treonin aldolase. glisin kemudian
diubah menjadi asetil koenzim A melalui pembentukan serin dengan jalan
penambahan satu atom karbon, seperti metal, hidroksi metal dan formil. koenzim
yang bekerja disini ialah tetrahidrofolat.
5. Siklus
Urea
Hans Krebs dan Kurt Heneseleit pada tahun 1932 mengemukakan serangkaian reaksi
kimia tentang pembentukan urea. Mereka berpendapat bahwa urea terbentuk dari
ammonia dan karbondioksidamelalui serangkaian reaksi kimia yang berupa siklus,
yang mereka namakan siklus urea. Pembentukan urea ini terutama berlangsung
didalam hati. Urea adalah suatu senyawa yang mudah larut dalam air, bersifat
netral, terdapat dalam urine yang dikeluarkan dari dalam tubuh.
Dalam reaksi pembentukan karbamil fosfat ini, satu mol ammonia bereaksi
dengan satu mol karbondioksida dengan bantuan enzim karbamilfosfat sintetase.
Reaksi ini membutuhkan energi, karenanya reaksi ini melibatkan dua mol ATP yang
diubah menjadi ADP. Disamping itu sebagai kofaktor dibutuhkan mg++ dan
N-asetil-glutamat.
Karbamil fosfat yang terbentuk bereaksi dengan ornitin membentuk sitrulin.
Dalam reaksi ini bagian karbomil bergabung dengan ornitin dan memisahkan gugus
fosfat. Sebagai katalis pada pembentukan sitrulin adalah ornitin
transkarbamilase yang terdapat pada bagian mitokondria sel hati.
Selanjutnya sitrulin bereaksi dengan asam aspartat membentuk asam
argininosuksinat. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinat
sintetase. Dalam reaksi tersebut ATP merupakan sumber energi dengan jalan
melepaskan gugus fosfat dan berubah menjadi AMP.
Dalam reaksi ini asam argininosuksinat diuraikan menjadi arginin dan asam
fumarat. Reaksi ini berlangsung dengan bantuan enzim argininosuksinase, suatu
enzim yang terdapat dalam hati dan ginjal. Reaksi terakhir ini melengkapi tahap
reaksi pada siklus urea. Dalam reaksi ini arginin diuraikan menjadi urea dan
ornitin. Enzim yang bekerja sebagai katalis dalam reaksi penguraian ini ialah
arginase yang terdapat dalam hati. Ornitin yang terbentuk dalam reaksi
hidrolisis ini bereaksi dengan karbamilfosfat untuk membentuk sitrulin.
6. Biosintesis
Protein
Biosintesis protein yang terjadi dalam sel merupakan reaksi kimia yang
kompleks dan melibatkan beberapa senyawa penting, terutama DNA dan RNA.molekuk
DNA merupakan rantai polinukleutida yang mempunyai beberapa jenis basapurin dan
piramidin, dan berbentuk heliks ganda.
Dengan demikian akan terjadi heliks gandayang baru dan proses terbentunya
molekul DNA baru ini disebut replikasi, urutan basa purin dan piramidin pada
molekul DNA menentukan urutan asam amino dalam pembentukan protein. Peran
dari DNA itu sendri sebagai pembawa informasi genetic atau sifat-sifat
keturunan pada seseorang . dua tahap pembentukan protein:
1)
Tahap pertama disebut transkripsi, yaitu pembentukan molekul RNA sesuai pesan
yang diberikan oleh DNA.
2)
Tahap kedua disebut translasi, yaitu molekul RNA menerjemahkan informasi genetika
kedalam proses pembentukan protein.
Biosintesis protein terjadi dalam ribososm, yaitu suatu partikel yang terdapat
dalam sitoplasma r RNA bersama dengan protein merupakan komponen yang membentuk
ribosom dalam sel, perananya dalam dalam sintesis protein yang berlangsung
dalam ribosom belum diketahui.
m RNA diproduksi dalam inti sel dan merupakan RNA yang paling sedikit
jumlahnya. kode genetika yang berupa urutan basa pada rantai nukleutida dalam
molekul DNA. tiap tiga buah basa yang berurutan disebut kodon, sebagai contoh
AUG adalah kodon yang terbentuk dalam dari kombinasi adenin-urasil-guanin, GUG
adalah kodon yang terbentuk dari kombinasi guanin-urasil-guanin. kodon yang
menunjuk asam amino yang sama disebut sinonim, misalnya CAU dan CAC adalah
sinonim untuk histidin. perbedaan antara sinonim tersebut pada umumnya adalah
basa pada kedudukanketiga misalnya GUU,GUA,GUC,GUG..
bagian molekut t RNA yang penting dalam biosintesis protein ialah lengan asam
amino yang mempunyai fungsi mengikat molekul asam amino tertentu dalam lipatan
anti kodon. lipatan anti kodon mempunyai fungsi menemukan kodon yang menjadi
pasangannya dalam m RNA yang tedapat dalam ribosom. pada prosese biosintesis
protein, tiap molekuln t RNA membawa satu molekul asam amino masuk kedalam
ribosom. pembentukkan ikatan asam amino dengan t Rna ini berlangsung dengan
bantuan enzim amino asli t RNA sintetase dan ATP melalui dua tahap reaksi:
Asam aminon dengan
enzim dan AMP membentuk kompleks aminosil-AMP-enzim.
reaksi antara kompleks
aminoasil-AMP-enzim dengan t RNA
proses biosintesis
akan berhenti apabila pada m RNA terdapat kodon UAA,UAG,UGA. karena dalam sel
normal tidak terdapat t RNA yang mempunyai antikodon komplementer.
Degradasi asam
amino berlanjut dengan pelepasan gugus amino yang kemudian akan diekskresikan.
§ Di dalam mitokondria terjadi reaksi
deaminasi oxidative yang dikatalisis oleh L-glutamate dehydrogenase (enzim
terdapat dalam matrik mitokondria)
§ Reaksi kombinasi dari aminotransferase
dan glutamate Dehidrogenase disebut dengan trandeaminasi
§ Glutamat Dehidrogenase menjadi enzim
allosterik komplek.
v Positive modulator à ADP
v Negative modulator à GTP à TCA
Transport Ammonia Ke Hati
v Ammonia bersifat toksik bagi jaringan
hewan.
v Pengubahan ammonia menjadi urea terjadi
di dalam hati
v Ammonia menjadi menjadi glutamin dan
akan di transport ke hati
v Glutamin
tidak toksik,
bersifat netral dan dapat lewat melalui sel membran secara langsung.
merupakan bentuk
utama untuk transpor ammonia sehingga terdapat di dalam darah lebih tinggi dari
asam amino yang lain
juga berfungsi
untuk sumber gugus amino pada berbagai reaksi biosintesis.
c. Biosintesis asam amino
d. Biosintesis protein
Penyusunan protein yang merupakan bagian dari protoplasma berbentuk suatu
rantai panjang, sedangkan molekul protein-protein yang lain mirip bola.
Sintesis protein adalah proses pembentukan protein dari monomer peptida yang
diatur susunannya oleh kode genetik. Sintesis protein dimulai dari anak inti
sel, sitoplasma dan ribosom. Sintesis protein terdiri dari 3 tahapan besar
yaitu:
a)
Transkripsi.
DNA membuka menjadi 2 rantai terpisah. Karena mRNA berantai tunggal, maka salah
satu rantai DNA ditranskripsi (dicopy). Rantai yang ditranskripsi dinamakan DNA
sense atau template dan kode genetik yang dikode disebut kodogen. Sedangkan
yang tidak ditranskripsi disebut DNA antisense/komplementer. RNA Polimerase
membuka pilinan rantai DNA dan memasukkan nukleotida-nukleotida untuk
berpasangan dengan DNA sense sehingga terbentuklah rantai mRNA.
b)
Translasi
Translasi adalah proses penerjemahan urutan nukleotida atau kodon yang ada
pada molekul mRNA menjadi rangkaian asam-asam amino yang menyusun
suatu polipeptida atau protein. Transkripsi dan translasi merupakan
dua proses utama yang menghubungkan gen ke protein. Translasi hanya terjadi
pada molekul mRNA, sedangkan rRNA dan tRNA tidak ditranslasi. Molekul
mRNA yang merupakan salinan urutan DNA menyusun suatu gen dalam bentuk
kerangka baca terbuka. mRNA membawa informasi urutan asam amino.
Tempat translasi
ini ialah ribosom, partikel kompleks yang memfasilitasi perangkaian secara
teratur asam amino menjadi rantai polipeptida. Asam amino yang akan
dirangkaikan dengan asam amino lainnya dibawa oleh tRNA. Setiap asam amino akan
dibawa oleh tRNA yang spesifik ke dalam kompleks mRNA-ribosom
Proses translasi berupa penerjemahan kodon atau urutan nukleotida
yang terdiri atas tiga nukleotida berurutan yang menyandi suatu asam amino
tertentu. Kodon pada mRNA akan berpasangan dengan antikodon yang ada pada
tRNA. Setiap tRNA mempunyai antikodon yang spesifik. Tiga nukleotida di anti
kodon tRNA saling berpasangan dengan tiga nukleotida dalam kodon mRNA menyandi
asam amino tertentu. Translasi menjadi tiga tahap (sama seperti pada
transkripsi) yaitu inisiasi, elongasi,dan terminasi. Semua tahapan ini memerlukan faktor-faktor
protein yang membantu mRNA, tRNA, dan ribosom selama proses translasi. Inisiasi
dan elongasi rantai polipeptida juga membutuhkan sejumlah energi. Energi ini
disediakan oleh GTP (guanosin triphosphat), suatu
molekul yang mirip dengan ATP.
1. Inisiasi
Tahap inisiasi dari translasi terjadi dengan adanya mRNA, sebuah tRNA yang
memuat asam amino pertama dari polipeptida, dan dua sub unit ribosom. Dalam
kompleks inisisasi, ribosom “membaca” kodon pada mRNA. Pembacaan dilakukan
untuk setiap 3 urutan basa hingga selesai seluruhnya. Sebagai catatan ribosom
yang datang untuk membaca kodon biasanya tidak hanya satu, melainkan beberapa
ribosom yang dikenal sebagai polisom membentuk rangkaian mirip tusuk sate, di
mana tusuknya adalah “mRNA” dan daging adalah “ribosomnya”. Dengan demikian,
proses pembacaan kodon dapat berlangsung secara berurutan. Ketika kodon I
terbaca ribosom (misal kodonnya AUG), tRNA yang membawa antikodon UAC dan asam
amino metionin datang. tRNA masuk ke celah ribosom.
Ribosom di sini
berfungsi untuk memudahkan perlekatan yang spesifik antara antikodon tRNA
dengan kodon mRNA selama sintesis protein. Sub unit ribosom dibangun oleh
protein-protein dan molekul-molekul RNA ribosomal.
2. Elongasi
tahap elongasi dari translasi, asam amino-asam amino ditambahkan satu per
satu diawali dari asam amino pertama (metionin). Ribosom akan terus bergerak
dan membaca kodon-kodon di sepanjang mRNA. Masing-masing kodon akan
diterjemahkan oleh tRNA yang membawa asam amino yang dikode oleh pasangan
komplemen antikodon tRNA tersebut. Di dalam ribosom, metionin yang pertama kali
masuk dirangkaikan dengan asam amino yang di sampingnya membentuk dipeptida.
Ribosom terus bergeser, membaca kodon berikutnya. Asam amino berikutnya
dirangkaikan dengan dipeptida yang telah terbentuk sehingga membentuk
tripeptida. Demikian seterusnya proses pembacaan kode genetika itu berlangsung
di dalam ribobom, yang diterjemahkan ke dalam bentuk asam amino guna dirangkai
menjadi polipeptida.
Kodon mRNA pada
ribosom membentuk ikatan hidrogen dengan antikodon molekul tRNA yang baru masuk
yang membawa asam amino yang tepat. Molekul mRNA yang telah melepaskan asam
amino akan kembali ke sitoplasma untuk mengulangi kembali pengangkutan asam
amino. Molekul rRNA dari sub unit ribosom besar berfungsi sebagai enzim, yaitu
mengkatalisis pembentukan ikatan peptida yang menggabungkan polipeptida yang
memanjang ke asam amino yang baru tiba.
3. Terminasi
Tahap akhir translasi adalah terminasi. Elongasi berlanjut hingga ribosom
mencapai kodon stop. Triplet basa kodon stop adalah UAA, UAG, dan UGA. Kodon
stop tidak mengkode suatu asam amino melainkan bertindak sebagai sinyal
untuk menghentikan translasi. Polipeptida yang dibentuk kemudian “diproses”
menjadi protein.
4. Vitamin
Vitamin adalah sekelompok senyawa organik berbobot molekul kecil
yang memiliki fungsi vital dalam metabolisme organisme. Dipandang dari sisi enzimologi (ilmu tentang enzim), vitamin adalah kofaktor dalam reaksi kimiayang dikatalisasi oleh
enzim. Istilah "vitamin" sebenarnya sudah tidak tepat untuk dipakai
dalam pengertian biokimia karena tidak memiliki kesamaan struktur tetapi
akhirnya dipertahankan dalam konteks ilmu kesehatan dan gizi. Nama ini berasal
dari gabungan kata bahasa Latin vita yang artinya
"hidup" danamina (amine) yang mengacu pada suatu gugus organik yang
memiliki atomnitrogen (N), karena pada awalnya vitamin dianggap
demikian. Kelak diketahui bahwa banyak vitamin sama sekali tidak memiliki atom
N.
Vitamin-vitamin tidak dapat dibuat oleh tubuh manusia dalam
jumlah yang sangat cukup, oleh karena itu harus diperoleh dari bahan panganan
yang dikonsumsi.
A. Klasifikasi Vitamin
1) Vitamin
larut lemak
Setiap vitamin larut lemak A, D, E, dan K mempunyai peranan
faali tertentu dalam tubuh. Sebagian vitamin lipida larut lemak diabsorsi
bersama lipida lain. Absorsi membutuhkan cairan empedu dan pankreas. Vitamin
larut lemak diangkut ke hati melalui sistem limfe sebagai bagian dari
lipoprotein, disimpan di berbagai jaringan tubuh dan biasanya tidak dikeluarkan
melalui urin.
a)Vitamin A
Vitamin A adalah vitamin larut lemak yang pertama ditemukan.
Secara luas, vitamin A merupakan nama genetik yang menyatakan semua retinoiddan
prekursor atau provitamin A atau karotenoid yang mempunyai aktivitas bilogik
sebagai retinol. Vitamin A esensial untuk pemeliharaan kesehatan dan
kelangsungan hidup. Disamping itu kekurangan vitamin A meningkatkanresiko anak terhadap
penyakit infeksi seperti penyakit saluran pernafasan dan diare, meningkatkan
angka kematian karena campak, serta menyebabkan keterlambatan pertumbuhan.
Ø Absorsi,
transportasi, dan metabolisme
Vitamin A dalam makanan sebagian besar terdapat dalam bentuk
eter esensial retinil, bersama karotenoid bersama lipida lain dalam lambung.
Dalam sel-sel mukosa usus halus, ester retinil dihiddrolisis oleh enzim-enzim
pankreas esterase menjadi retinol yang lebih efesien diabsorsi daripada ester
retinil. Sebagian karetonoid, terutama beta karoten di dalam sitoplasma sel
mukosa usus halus dipecah menjadi retinol.
Dalam usus halus retinol bereaksi dengan asam lemak dan
membentuk ester dan dengan bantuan cairan empedu menyebrangi sel-sel vili
dinding usus halus untuk kemudian diangkut oleh kilomikron melalui sistem limfe
ke dalam aliran darah menuju hati. Hati merupakan tempat penyimpanan terbesar
vitamin A dalam tubuh.
Bila tubuh memerlukan, vitamin A dimobilasi dari hati dalam
bentuk retinol yang diangkut oleh Retinol Binding-Protein (RBD) yang disentesis
oleh hati. Pengambilan retinol oleh berbagai sel tubuh bergantung pada resepton
permukaan membran yang spesifik oleh RBP. Retinol kemudian diangkut melalui
membran sel untuk kemudian diikatkan pada Celluler Retinol Binding-Protein
(CRBD) dan RBP kemudian dilepaskan. Di dalam sel mata retinol berfungsi sebagai
retinal dan dalam sel epitel sebagai asam retinoat.
b) Vitamin D
Vitamin
D adalah nama generik dari dau molekul, yaitu ergokalsiferol (vitamin D2)
dan kolekalsiferol (vitamin D3). Vitamin D mencegahdan
menyembuhkan riketsia, yaitu dimana penyaklit penyakit tulang tidak mampu
melakukan klasifikasi. Vitamin D dapat dibentuk tubuh dengan bantuan sinar
matahari. Bila tubuh cukup mendapat matahari konsumsi makanan tidak dibutuhkan.
Karena dapat disintesis dalam tubuh, vitamin D dapat dikatakan bukan vitamin,
tapi suatu prohormon. Bila tubuh tidak tidak cukup mendapat sinar matahari,
vitamin perlu dipenuhi melalui makanan.
Ø Absorsi,
transportasi, dan penyimpanan
Vitamin D diabsorsi dalam usus halus bersama lipidadenagn
bantuan cairan empedu. Vitamin D dari bagian atas usus halus diangkut oleh
D-plasma binding protein (DBP) ke tempat-tempat penyimpanan di hati, kulit,
otak, tulang, dan jaringan lain. Absorsi vitamin D dan pada orang tua kurang
efesien bila kandungan kalsium makanan rendah. Kemungkinana hal ini disebabkan
oleh gangguan ginjal dalam metabolisme vitamin D.
Ø Metabolisme
Vitamin D3 (kolekalsiferof) dibentuk didalam
kulit sinar ultraviolet dari 7-dehidrokolesterol. Vitamin D3 didalam hati diubah menjadi bentuk aktif 25-hidroksi
kolikasiferol {25(OH)D3} yang lima kali lebih aktif dari pada
vitamin D3. Bentuk {25(OH)D3} adalah bentuk vitamin D yang banyak di
dalam darah dan banyaknya bergantung konsumsi dan penyingkapan tubuh
terhadap matahari. Bentuk paling aktif adalah kolsitriol atau
1,25-dihidroksi kolekalsiferol {1,25(OH)2D3} yang 10
kali lebih aktif dari vitamin D3. Bentuk aktif ini dibuat oleh
gnjal. Kalsitriol pada usus halus meningkatkan absorpsi kalsium dan fosfor dan
pada tulang meningkatkan mobilisasinya.
Sisntesis
kalsitriol diatur oleh taraf kalsium dan fosfor didalam serum. Hormon
paratiroid (PTH) yang dikeluarkan bila kalsium dalam serum rendah, tampaknya
merupakan perantara yang merangsang produksi {1,25(OH)2D3}
oleh ginjal. Jadi tarf konsumsi kalsium yang rendah tercermin dalam taraf kalsium
serum yang rendah. Hal ini akan mempengaruhi sekresi PTH dan peningkatan
sintesis kalsitriol oleh gnjal. Taraf fosfat dari makanan mempunyai pengaruh
yang sama, tetapi tidak membutuhkan PTH.
c) Vitamin E
Pada tahun 1922, diketemukan suatu zat larut lemak yang dapat
menegah keguguran dan sterilitas pada tikus. Vitsmin E kemudian pada tahun 1936
dapat diisolasi dari minyak gndum dan dinamakan tokoferol. Semarang dikenal
beberapa bentuk tokoferol dan vitamin E biasa digunakan untuk menyatakan setiap
campuran tokoerol yang aktif secara biologik.
Fungís vitamin E:
1. Sebagai antioksidan yang
larut dalam lemak dan larut dalam hidrogen dari gugus hidroksil
2. Melindungi asdama lemak
jennuh ganda komponen membran sel lain dari oksidasi radikal bebas
Ø Absorsi, transportasi, dan metabolisme
Sebanyak 20-80 % tokoferol diabsorsi di bagian atas usus halus
dalam bentuk misel. Absorsi tokoferol dibantu trigliserida rantai sedang dan
dihambat asam lemak rantai panjang tidak jenuh ganda. Transprortasi dari mukosa
usus halus kedalam sistem limfe dilakukan oleh kilo micrón untuk dibawa ke
hati. Dari hati bentuk alfa-tokofeol diangkut oleh very
low-density lipoprotein/VLDL masuk kedalam plasma, sedangkan sebagian besar
gama-tokoferol dikeluarkan melalui empedu. Tokoferol di dalam plasma kemudian
diterima oleh reseptor sel-sel perifer low-density lipoprotein/LDL
dan masuk ke membran sel. Tokoferol menumpuk di bagian-bagian sel dimana
produksi radikal bebas paling banyak terbentuk, yaitu di mitokondria dan
retikulum endoplasma.
d) Vitamin K
Vitamin K ialah 2-methyl, 1,4-naphthoquinone. Semarang
terdapat sejumlah derivat yang semuanya mempunyai bioaktivitas vitamin K.
Bentuk induk dari vitamin K disebut Menadion oleh IUPAC dan Menaquion oleh
IUNS. Vitamin K cukup tahan terhadap panastetapi tidak tahan terhadap alcali
dan cahaya.
Ø Absorsi dan
transportasi
Vitamin K tidak dapat disintesa oleh tubuh, tetapi suplai vitamin
K bagi tubuh berasal dari bahan makanan dan dari sintesa oleh mikroflora usus
yang menghasilkan menaquinone. Untuk penyerapan vitamin K
diperlukan garam empedu dan lemak didalam hidangan. Garam empedu dan lemak
dicerna membentuk misel (misell) yang berfungsi sebagai transport carrier bagi
vitamin K tersebut.
2) Vitamin larut air
Vitamin larut air dikelompokkan menjadi vitamin C dan vitamin B
kompleks. Vitamin B kompleks terdiri atas 10 faktor yang saling
berkaitanfungsinya dalam tubuh dan terdapat dalam van makanan yang hampir sama.
a) Vitamin C
Vitamin C adalah cristal putih yang mudah larut dalam air. Dalam
keadaan kering vitamin C cukup stabil tetapi dalam keadaan larut, vitamin C
mudah rusak karena bersentuhan denagn udara terutama bila terkena panas.
Ø Metabolisme
Vitamin C mudah diabsorsi secara aktif dan mungkin pula secara
difusi pada bagian atas usus halus lalu masuk ke peredaran darah melalui vena
porta. Rata-rata absorsi adalah 90% untuk konsumsi diantara 20 dan 129 mg
sehari. Konsumsi tinggi sampai 12 gram pada absorsi sebanyak 16% . Vitamin C
kemudian dibawa ke semua jaringan. Konsentrasi tertinggi adalah dalam jeringan
adrenal, pituitari, dan retina.
1) Vitamin B1 (Tiamin)
Vitamin B1 merupakan anggota pertama dari suatu kelompok
vitamin-vitamin yang disebut B-kompleks. Vitamin B1 larut dalam air, tidak
larut dalam minyak dan dalam zat-zat pelarut lemak, stabil terhadap pemanasan
pH asam, tetapi terurai pada suasana biasa atau netral.
Ø Metabolisme
Tiamin mudah larut dalam air, sehingga didalam usus
halus mudah diserap kedalam mukosa. Didalam sel epitel mukosa usus thiamin diphosphorylasikan
dengan pertolongan ATP dan sebagai TPP dialirkan oleh vena portae kehati.
Thiamin dieskresikan didalam urine pada keadaan normal, eskresi ini parallel
terhadap tingkat konsumsi, tetapi pada kondisi defisien hubungan parallel ini
tidak lagi berlaku.
2) Vitamin B2 (Riboflavin)
Vitamin ini tidak larut dalam minyak atau zat-zat pelarut lemak,
stabil dalam pemanasan dalam larutan asam mineral dan tahan terhadap pengaruh
oksidasi, tetapi sensitif terhadap larutan alkali, dimana ia terurai
irreversibel oleh sinar ultraviolet maupun oleh cahaya biasaVitamin ini
diketemukan sebagai pigmen kuning kehijauan yang bersifat fluoresen (mengeluarkan
cahaya) dalam susu. Dalam bentuk murni adalah kristal kuning, larut air, tahan
panas, oksidasi dan asam tetapi tidak tahan dengan alkali dan cahaya terutama
sinar ultraviolet.
Ø Metabolisme
Riboflavin bebas terdapat didalam bahan makanan dan
larut didalam air, sehingga mudah diserap dari rongga usus kedalam mukosa.
Didalam sel epithel mukosa usus, riboflavin bebas mengalami
phosphorylasi dengan pertolongan ATP dan sebagai FMN dialirkan melalui vena
portale kehati.
3) Vitamin B6 (Piridoksin,
Piridoksal, dan Piridoksamin)
Piridoksin hidroklorida adalah bentuk sintetik yang digunakan
sebagai obat.Fungsi vitamin B6:
1.
Sebagai koenzim terutama dalam transaminasi
2. Dekarboksilasi
3.
Reaksi lain yang berkaitan dengan metabolosme protein
4. PLP
mengatur sintesis pengantar syaraf asam gama-amino butirat
(gamma-amino-butiric-acid/GABA).
Akibat kekurangan Vitamin B6:
1. Kecanduan alkhohol
2. Kelainan kongenital
3. Penyakit kronik tertentu
4. Gangguan absorpsi
Kekurangan vitamin B6 menimbulkan gejala-gejala
yang berkaitan dengan gangguan metabolisme protein, seperti lemah, mudah
tersinggung dan sukar tidur. Jika lebih lanjut mengakibatkan
kejang, anamia, penurunan pembentukan antibodi, peradangan lidah, serta luka
pada bibir, sudut-sudut mulut dan kulit dan dapat mengakibatkan kerysakan sitem
syaraf. Sedangkan jika kelebihan akan mengakibatkan kesemutan.
4. Vitamin B12 (Kobalamin)
Vitamin B12 merupakan satu-satunya vitamin yang
belum sanggup dibuat secara syntetis total, tetapi selalu di ekstrasi dari
media tempat tumbuh mikroba , sebagai hasil fermentasi. Struktur
vitamin B12 adalah yang sangat kompleks dari struktur semua
vitamin yang diketahui sampai sekarang
Anemia Persiosa adalah penyakit gangguan gizi yang dapat
disembuhkan dengan pemberian makanan yang mengandung 100-200 gram hati sapi.
Bentuk utama vitamin ini dalam makanan adalah 5-doeksiadenolsilkobalamin,
metilkobalamin, dan hidroksobalamin. Sianokobalamin adalah bentuk paling stabil
dan karena itu diproduksi secara komersial dari fermentasi bakteri.
Ø Absorsi
Absorpsi vitamin B12 mempunyai mekanisme sangat rumit dan unik.
Didalamsekresi gaster terdapat enzim transferase yang disebut Faktor Intrinsik
(FI). Faktor Intrinsik mengikat vitamin B12 yang membuat vitamin ini resistan
terhadap serangan mikroba yang menghuni rongga usus. Pada manusia,
Fi dihasilkan oleh sel-sel cardia ventriculi.
5. Mineral
Mineral adalah senyawa alami yang terbentuk melalui proses geologis. Istilah mineral termasuk tidak
hanya bahan komposisi kimia tetapi juga struktur mineral. Mineral termasuk dalam
komposisi unsur murni dan garam sederhana sampai silikat yang sangat kompleks dengan ribuan bentuk yang
diketahui (senyawaan organik biasanya tidak termasuk). Mineral merupakan bagian
dari tubuh yang memegang peranan penting dalam pemeliharaan fungsi tubuh, baik
pada tingkat sel, jaringan, organ maupun fungsi tubuh secara keseluruhan.
Kalsium, fosfor, dan magnesium adalah bagian dari tulang, besi dari hemoglobin
dalam sel darah merah, dan iodium dari hormon tiroksin. Di samping itu mineral
berperan dalam berbagai tahap metabolisme, terutama sebagai kofaktor dalam
aktivitas enzim-enzim. Keseimbangan ion-ion mineral di dalam cairan tubuh
diperlukan untuk pengaturan pekerjaan enzim-enzim, pemeliharaan keseimbangan
asam basa, membantu transfer ikatan-ikatan penting melalui membran sel dan
pemeliharaan kepekaan otot dan saraf terhadap rangsangan.
1. Interaksi Mineral
Interaksi mineral ada berbagai jenisnya, yaitu :
a) Interaksi
Mineral dengan Mineral
Mineral yang mempunyai berat molekul dan jumlah muatan (valensi)
yang sama bersaing satu sama lain untuk diabsorpsi, dengan demikian dalam
ketersediaan biologinya. Contohnya magnesium, kalsium, besi, dan tembaga yang
mempunyai valensi +2. Kalsium yang dimakan terlalu banyak akan menghambat
absorpsi besi. Demikian pula kebanyakan makan seng akan menghambat absorpsi
tembaga.
b) Interaksi
Vitamin dengan Mineral
Vitamin C meningkatkan absorpsi besi bila dimakan pada waktu.
Vitamin D kalsiterol meningkatkan absorpsi kalsium. Banyak vitamin membutuhkan
mineral untuk melakukan peranannya dalam metabolisme. Misalnya, koenzim tiamin
membutuhkan magnesium untuk berfungsi secara efisien.
c) Interaksi
Serat dengan Mineral
Ketersediaan biologi mineral banyak dipengaruhi oleh bahan-bahan
nonmineral di dalam makanan. Asam fitat dalam serat kacang-kacangan dan serelia
serta asam oksalat dalam bayam mengikat mineral-mineral tertentu sehingga tidak
dapat diabsorpsi. Makanan tinggi serat (lebih dari 35 gram sehari) menghambat
absorpsi kalsium, zat besi, seng, dan magnesium.
2. Sumber Mineral
Sumber paling baik mineral adalah makanan hewani, kecuali
magnesium yang lebih banyak terdapat di dalam makanan nabati. Hewan memperoleh
mineral dari tumbuh-tumbuhan dan menumpuknya di dalam jaringan tubuhnya. Di
samping itu, mineral berasal dari makanan nabati. Makanan hewani mengandung lebih
sedikit bahan pengikat mineral makanan nabati.
3. Klasifikasi Mineral
Berdasarkan kebutuhannya di dalam tubuh, mineral dapat
digolongkan menjadi 2 kelompok utama yaitu mineral makro dan mineral mikro.
A. Mineral Makro
Mineral makro adalah mineral yang menyusun hampir 1% dari total
berat badan manusia dan dibutuhkan dengan jumlah lebih dari 1000 mg/hari,
sedangkan mineral mikro (Trace ) merupakan mineral yang dibutuhkan
dengan jumlah kurang dari 100 mg /hari dan menyusun lebih kurang dari 0.01%
dari total berat badan.
Mineral yang termasuk di dalam kategori mineral makro utama
adalah kalsium (Ca), fosfor (P), magnesium (Mg), sulfur (S), kalium (K),
klorida (Cl), dan natrium (Na).
1) Natrium (Na)
Natrium adalah kation utama dalam cairan ekstra seluler. 35
sampai 40% natrium berada di dalam kerangka tubuh cairan saluran cerna, sama
seperti cairan empedu dan pankreas mengandung banyak natrium. Sumber utama
natrium adalah garam dapur atau NaCl. Garam dapur di dalam makanan sehari-hari
berperan sebagai bumbu dan sebagai bahan pengawet. Baru pada tahun 1937
peranannya sebagai zat gizi esensial diketahui secara past
a) Absorpsi dan Metabolisme
Natrium
Hampir seluruh natrium yang dikonsumsi (3 hingga 7 gram sehari)
diabsorpsi, terutama di dalam usus halus. Natrium yang diabsorpsi secara aktif
(membutuhkan energi). Natrium yang diabsorpsi dibawa oleh aliran darah ke
ginjal. Di sini natrium disaring dan dikembalikan ke lairan darah dalam jumlah
yang cukup mempertahankan taraf natrium dalam darah. Kelebihan natrium yang
jumlahnya mencapai 90-99% dari yang dikonsumsi, dikeluarkan melalui urine.
Pengeluaran natrium ini diatur oleh hormon aldosteron, yang dikeluarkan
kelenjar adrenal bila kadar natrium darah menurun. Aldosteron merangsang gunjal
untuk mengabsorpsi kembali natrium. Dalam keadaan normal, natrium yang
dikeluarkan melalui urine sejajar dengan jumlah natrium yang dikonsumsi. Jumlah
natrium dalam urine tinggi bila konsumsi tinggi dan rendah bila konsumsi
rendah.
Hampir semua natrium yang terdapat di dalam tubuh akan tersimpan
di dalam soft body tissue dan cairan tubuh. Ion natrium (Na+)
merupakan kation utama di dalam cairan ekstrasellular (ECF) dengan konsentrasi
berkisar antara 135-145 mmol/L. Ion natrium juga akan berada pada cairan
intrasellular (ICF) namun dengan konsentrasi yang lebih kecil yaitu ± 3 mmol/L.
b) Fungsi Natrium
Sebagai kation utama dalam cairan ekstrasellular, natrium akan
berfungsi untuk menjaga keseimbangan cairan di dalam tubuh, menjaga aktivitas
saraf , kontraksi otot dan juga akan berperan dalam proses absorpsi glukosa.
Pada keadaan normal, natrium (Na+ ) bersama dengan pasangan
(terutama klorida, Cl- ) akan memberikan kontribusi lebih dari
90% terhadap efektif osmolalitas di dalam cairan ekstrasellular.
Natrium menjaga keseimbangan asam basa di dalam tubuh dengan
mengimbangi zat-zat yang membentuk asam. Natrium berperan dalam transmisi saraf
dan kontraksi otot. Natrium berperan pula dalam absorpsi glukosa dan sebagai
alat angkut zat-zat gizi lain melalui membran, terutama melalui dinding usus
sebagai pompa natrium.
c) Sumber Natrium
Sumber vitamin adalah garam dapur, mono sodium glutamat (MSG),
kecap dan makanan yang diawetkan dengan garam dapur. Di antara makanan yang
belum diolah, sayuran dan buah mengandung paling sedikit natriun
Tabel Natrium beberapa bahan Makanan (mg/100 gram)
Bahan Makanan
|
Mg
|
Bahan Makanan
|
mg
|
Daging sapi
|
93
|
Margarin
|
950
|
Hati sapi
|
110
|
Susu kacang kedelei
|
15
|
Ginjal sapi
|
200
|
Roti cokelat
|
500
|
Telur bebek
|
191
|
Roti putih
|
530
|
Telur Ayam
|
158
|
Kacang merah
|
19
|
Ikan ekor kuning
|
59
|
Kacang mende
|
26
|
Sardin
|
131
|
Jambu monyet, biji
|
26
|
Udang segar
|
185
|
Selada
|
14
|
Teri kering
|
885
|
Pisang
|
18
|
Susu sapi
|
36
|
The
|
50
|
Yogurt
|
40
|
Cokelat manis
|
33
|
Mentega
|
780
|
Ragi
|
610
|
Sumber : Food Composotion Table For Use in East asia, FAO, 1972.
d) Akibat Kekurangan &
Kelebihan Natrium
Kehilangan natrium yang berlebihan karena muntah-muntah, diare
dan berkeringat. Akibat dari deplesi natrium sangat erat berhubungan dengan
status keseimbangan air. Bila kehilangan air, maka akan tampak gejala-gejala
deplesi cairan ekstraselular: volume darah tinggi, tinggi hematokrit, tekanan
darah rendah dan otot kram.
Kelebihan natrium dapat menimbulkan keracunan yang dalam keadaan
akan menyebabkan edema dan hipertensi. Hal ini dapat diatasi dengan banyak
minum. Kelebihan konsumsi natrium secara terus menerus dalam bentuk garam dapat
menimbulkan hipertensi.
2) Klor (Cl)
Klor merupakan anion utama cairan ekstraseluler. Klor merupakan
0,15% berat badan, konsentrasi klor tertinggi adalah dalam cairan serebrospinal
dalam otak dan sum-sum tulang belakang, lambung, dan pankreas. Bila beraksi
dengan natrium dan hidrogen, klor akan membentuk ion klor yang bermuatan
negatif (Cl-).
Elektrolit utama yang berada di dalam cairan ekstraselular (ECF)
adalah elektrolit bermuatan negatif yaitu klorida (Cl- ).
Jumlah ion klorida (Cl -) yang terdapat di dalam jaringan tubuh
diperkirakan sebanyak 1.1 g/Kg berat badan dengan konsentrasi antara 98-106
mmol / L. Konsentrasi ion klorida tertinggi terdapat pada cairan serebrospinal
seperti otak atau sumsum tulang belakang, lambung dan juga pankreas
a) Absorpsi & Ekskresi
Klor
Klor hampir seluruhnya diabsorpsi di dalam usus halus dan
diekskresi melalui urine dan keringat. Kehilangan klor mengikuti kehilangan natrium.
Kebanyakan keringat dihalani oleh aldosteron yang secara langsung berpengaruh
terhadap kelenjar keringat.
b) Fungsi Klor
Sebagai anion Sebagai anion utama dalam cairan ekstraselullar,
ion klorida juga akan berperan dalam menjaga keseimbangan cairan-elektrolit.
Selain itu, ion klorida juga mempunyai fungsi fisiologis penting yaitu sebagai
pengatur derajat keasaman lambung dan ikut berperan dalam menjaga keseimbangan
asam-basa tubuh. Bersama dengan ion natrium (Na +), ion klorida
juga merupakan ion dengan konsentrasi terbesar yang keluar melalui keringat.
Di dalam lambung klor merupakan bagian dari asam klorida (HCl)
yang diperlukan untuk memelihara suasana asam di dalam lambung. Suasana asam
itu diperlukan untuk bekerjanya enzim-enzim pencernaan.
c) Sumber Klor
Klor terdapat bersamaan dengan natrium di dalam garam dapur.
Sebgaian besar klor diperoleh dari makanan olahan yang diberi garam dapur.
Beberapa sayuran dan buah-buahan merupakan sumber klor.
d) Akibat Kekurangan Klor
Dalam keadaan normal kekurangan klor jarang terjadi. Kekurangan
hanya bisa terjadi oleh kesalahan manusia. ASI mengandung lebih banyak klorida
daripada susu sapi. Bila klorida tidak ditambahkan dalam pembuatan formula
bayi, akan terjadi kekurangan klor yang dapat membawa kematian. Kekurangan klor
dapat pula terjadi pada muntah-muntah, diare kronis, dan keringat berlebihan.
3) Kalium (K)
Kalium merupakan ion bermuatan positif (kation) utama yang
terdapat di dalam cairan intrasellular (ICF) dengan konsentrasi ±150 mmol/L.
Sekitar 90% dari total kalium tubuh akan berada di dalam kompartemen ini.
Sekitar 0.4% dari total kalium tubuh akan terdistribusi ke dalam ruangan vascular yang
terdapat pada cairan ekstraselular dengan konsentrasi antara 3.5-5.0 mmol /L.
Konsentrasi total kalium di dalam tubuh diperkirakan sebanyak 2g/kg berat
badan. Namun jumlah ini dapat bervariasi bergantung terhadap beberapa faktor
seperti jenis kelamin, umur dan massa otot (muscle mass). Kebutuhan
minimum kalium diperkirakan sebesar 782 mg/hari.
a) Absorpsi & Ekskresi
Kalium
Kalium diabsorpsi dengan mudah dalam usus halus. Sebanyak 80-90%
kalium yang dimakan diekskresi melalui urin, selebihnya dikeluarkan melalui
feses dan sedikit melalui keringat dan cairan lambung. Taraf kalium normal
darah dipelihara oleh ginjal melalui kemampuannya menyaring, mengabsorpsi
kembali, dan mengeluarkan kalium di bawah pengaruh aldosteron. Kalium
dikeluarkan dalam bentuk ion dengan menggantikan ion natrium melalui mekanisme
pertukaran di dalam tubuh ginjal.
b) Fungsi Kalium
Di dalam tubuh kalium akan mempunyai fungsi dalam menjaga
keseimbangan cairan-elektrolit dan keseimbangan asam basa. Selain
itu, bersama dengan kalsium (Ca ) dan natrium (Na ), kalium akan berperan dalam
transmisi saraf, pengaturan enzim dan kontraksi otot. Hampir sama dengan
natrium, kalium juga merupakan garam yang dapat secara cepat diserap oleh
tubuh. Setiap kelebihan kalium yang terdapat di dalam tubuh akan dikeluarkan
melalui urin serta keringat.
c) Sumber Kalium
Kalium terdapat di dalam semua makanan berasal dari
tumbuh-tumbuhan dan hewan. Sumber utama adalah makanan, terutama buah, sayuran,
dan kacang-kacangan.
d) Akibat Kekurangan &
kekurangan
Kekurangan kalium karena makanan jarang terjadi, sepanjang
seseorang cukup makan sayuran dan buah segar. Kekurangan kalium dapt terjadi
karena kebanyakan kehilangan melalui saluran cerna atau ginjal. Kekurangan
kalium menyebabkan lemah, lesu, kehilangan nafsu makan, kelumpuhan, mengigau,
dan konstipasi.
Kelebihan kalium akut dapat terjadi bila konsumsi melalui
saluran cerna (enteral) atau tidak melalui saluran cerna (parenteral) melebihi
12,0 g/m2 permukaan tubuh sehari (18 gram untuk orang dewasa)
tanpa diimbangi oleh kenaikan ekskresi. Hiperkalemia akut dapat menyebabkan
gagal jantung yang berakibta kematian. Kelebihan kalium juga dapat terjadi bila
ada gangguan fungsi ginjal.
4) Kalsium (Ca)
Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat di dalam
tubuh, yaitu 1,5 sampai 2% dari berat badan orang dewasa atau kurang lebih sebanyak
1 kg. Dari jumlah ini, 99% berada di dalam jaringan keras yaitu tulang dan gigi
terutama dalam bentuk hidroksiapatin. Kalsium tulang berada dalam keadaan
setimbang dengan kalsium plasma pada konsentrasi kurang lebih 2,25 sampai 2,60
mmol/liter.
a) Absorpsi & Ekskresi
Kalsium
Dalam keadaan normal sebanyak 30-50% kalsium yang
dikonsumsi diabsorpsi tubuh. Kemampuan absorpsi lebih tinggi pada masa
pertumbuhan dan menurun pada prses menua. Kemampuan absorpsi pada laki-laki
lebih tinggi daripada perempuan pada semua golongan usia. Absorpsi kalsium
terutama terjadi di bagian lebih tinggi atas usus halus yaitu duodenum.
Absorpsi pasif terjadi pada permukaan saluran cerna. Banyak faktor mempengaruhi
absorpsi kalsium. Kalsium hanya bisa diabsorpsi bila terdapat dalam bentuk
larut air dan tidak mengendap karena unsur lain, seperti oksalat. Kalsium yang
tidak diabsorpsi dikeluarkan melalui feses.
b) Fungsi Kalsium
Kalsium mempunyai berbagai fungsi dalam tubuh, yaitu :\
Ø Pembentukan tulang dan gigi
Ø Mengatur pembekuan darah
Ø Katalisator reaksi-reaksi biologi
Ø Kontraksi otot
c) Sumber Kalsium
Sumber kalsium utama adalah susu dan hasil susu, seperti keju.
Ikan dimakan dengan tulang, termasuk ikan kering merupakan sumber kalsium yang
baik. Serelia, kacang-kacangng-kacangan, tahu dan tempe, dan sayuran hijau
merupakan sumber kalsium yang baik jug, tetapi bahan makanan ini mengandung
banyak zat yang menghambat penyerapan kalsium seperti serat, fitat, dan
oksalat. Susu nonfat merupakan sumber terbaik kalsium.
d) Akibat Kekurangan &
Kelebihan Kalsium
Kekurangan kalsium pada masa pertumbuhan dapat menyebabkan
gangguan pertumbuhan. Tulang kurang kuat, mudah bengkok dan rapuh. Kekurangan
kalsium dapat pula menyebabkan osteomalasia, yang dinamakan juga riketsia pada
orang dewasa dan biasanya terjadi karena kekurangan vitamin D dan
ketidakseimbangan konsumsi kalsium terhadap fosfor.
Kelebihan kalsium dapat menimbulkan batu ginjal atau gangguan
ginjal. Di samping itu, dapat menyebabkan konstipasi (susah buang air besar).
Kelebihan kalsium bisa terjadi bila menggunakan suplemen berupa tablet atau
bentuk lain.
5) Fosfor (P)
Posfor merupakan mineral kedua terbanyak dalam tubuh yaitu 1%
dari berat badan. Kurang lebih 85% pofor di dalam tubuh terdapat sebagai garam
kalsium fospat yaitu bagian dari kristal hidroksiapatit di dalam tulang dan
gigi yang tidak dapat larut hidroksiapatit memberikan kekuatan dan kekakuan
pada tulang. Posfor di dalam tulang berada dalam perbandingan 1:2 dengan
kalsium.
a) Absorpsi &
Metabolisme Fosfor
Fosfor dapat diabsorpsi secara efisien sebagai fosfor bebas di
dalam usus setelah dihidrolisis dan dilepas dari makanan. Bayi dapat menyerap
85-90% fosfor yang berasal dari air susu ibu sebanyak 65-70% fosfor berasal
dari susu sapi dan 50-70% fosfor berasal dari susunan makanan normal dapat
diabsorpsi oleh anak-anak dan orang dewasa.
Fosfor dibebaskan dari makanan oleh enzim alkalin fosfatase di
dalam mukosa usus halus dan diabsorpsi secara aktif dan difusi pasif. Absorpsi
aktif dibantu oleh bentuk aktif vitamin D. sebagian besar fosfor di dalam darah
terutama terdapat sebagai fosfat anorganik atau sebagai fosfolipida. Kdar
fosfor di dalam darah diatur oleh hormon paratiroid (PTH) yang dikeluarkan oleh
kelenjar paratiroid dan oleh hormon kalsitonin. Kedua hormon tersebut
berinteraksi dengan vitamin D untuk mengontrol jumlah fosfor yang diserap,
jumlah yang ditahan oleh ginjal, serta jumlah yang dibebaskan dan disimpan di
dalam tulang.
Fosfor sebagai bagian dari asam fosfat yang terutama terdapat di
dalam serelia tidak dapat dihidrolisis, oleh karena itu tidak dapat diabsorpsi.
Faktor-faktor makanan lain yang menghalangi absorpsi fosfor adalah
Fe++, Mg++ , asam lemak tidak jenuh dan antasid yang
mengandung alumunium, karena membentuk garam yang tidak larut air.
b) Fungsi Fosfor
Fosfor mempunyai berbagai fungsi dalam tubuh yaitu:
Ø Klasifikasi gigi dan tulang
Ø Mengatur pengalihan energi
Ø Absorpsi dan transportasi zat gizi
Ø Bagian dari ikatan tubuh esensial
Ø Pengaturan keseimbangan asam basa
c) Sumber fosfor
Karena fosfor ada di semua sel makhluk hidup, fosfor terdapat di
dalam semua makanan, terutama makanan kaya protein, seperti daging, ayam, ikan,
susu, dan hasilnya kacang-kacangan dan hasilnya, serta serelia.
d) Akibat Kekurangan &
Kelebihan Fosfor
Kekurangan fosfor menyebabkan kerusakan tulang. Bayi prematur
juga dapat menderita kekurangan fosfor karena cepatnya pembentukan tulang
sehingga kebutuhan fosfor tidak bisa dipenuhi dapat menimbulkan kejang.
6) Magnesium (Mg)
Magnesium adalah kation nomor dua paling banyak setelah natrium
di dalam cairan intraseluler. Magnesium di dalam alam merupakan bagian dari
klorofil daun. Peranan magnesium dalam tumbuh-tumbuhan sama dengan peranan zat
besi dalam ikatan hemoglobin di dalam darah pada manusia yaitu untuk
pernafasan.
a) Absorpsi Magnesium
Magnesium terutama diabsorpsi di dalam usus halus, kemungkinan
dengan bantuan alat angkut aktif dan secara difusi aktif. Di dalam darah
sebagian besar magnesium terdapat dalam bentuk ion bebas, atau dalam bentuk
molekul kompleks hingga molekul kecil. Keseimbangan magnesium di dalam tubuh
terjadi melalui penyesuaian ekskresi magnesium melalui urin.
b) Fungsi Magnesium
Magnesium bertindak di dalam semua sel jaringan lunak sebagai
katalisator dalam reaksi-rekasi biologi termasuk reaksi-rekasi yang berkaitan
dengan metabolisme energi, karbohidrat, lipd, protein dan asam nukleat serta
dalam sintesis, degradasi, dan stabilitas bahan gen DNA. Sebagian besar reaksi
ini terjadi dalam mitokondria sel.
Di dalam cairan sel ekstraseluler magnesium berperan dalam
transmisi saraf, kontrak, atot, dan pembekuan darah. Dalam hal ini peranan
magnesium berlawanan dengan kalsium. Kalsium merangsang kontraksi otot,
sedangkan magnesium mancegah. Kalsium menyebabkan ketegangan saraf, sedangkan
magnesium melemaskan saraf.
c) Sumber Magnesium
Sumber utama magnesium adalah sayuran hijau, serelia tumbuk,
biji-bijian dan kacang-kacangan. Daging, susu, dan hasilnya serta cokelat juga
merupakan sumber magnesium yang baik.
d) Akibat kekurangan &
Kelebihan Magnesium
Kekurangan magnesium menyebabkan gangguan absorpsi atau
penurunan fungsi ginjal, endokrin, terlalu lama mendapat makanan tidak melalui
mulut. Kekurangan magnesium berat menyebabkan kurang nafsu makan, gangguan
dalam pertumbuhan, mdah tersinggung, gugup, kejang, gangguan sistem saraf
pusat, halusinasi, koma, dan gagal jantung.
7) Sulfur (S)
Sulfur merupakan bagian dari zat-zat gizi esensial, seperti
vitamin tiamin dan biotin, serta asam amino metionin dan sistein. Rantai
samping molekul sistein yang mengandung sulfur berkaitan satu sama lain
sehingga membentuk jembatan disulfida yang berperan dalam menstabilkan molekul
protein.
B. Mineral Mikro
Mineral makro terdapat dalam jumlah sangat kecil di dalam tubuh,
namun mempunyai peranan sesnsial utnuk kehidupan, kesehatan, dan reproduksi.
Mineral mikro terbagi menjadi beberapa macam, diantaranya yaitu sebagai
berikut:
1. Besi (Fe)
Besi merupakan mineral mikro yang paling banyak terdapat di
dalam tubuh manusia dan hewan, yaitu sebanyak 3-5 gram di dalam tubuh manusia
dewasa. Besi mempunyai beberapa fungsi esensial di dalam tubuh: sebagai alat
pengankut oksigen dari paru-paru ke jaringan tubuh, sebagai alat angkut
elektron di dalam sel, dan sebagai bagian terpadu berbagai reaksi enzim di
dalam jaringan tubuh.
a) Absorpsi Besi
Tubuh sangat efisien dalam penggunaan besi. Gambar 1
memperlihatkan alur perjalanan besi di dalam tubuh. Sebelum diabsorpsi di
lambung besi dibebaskan dari ikatan organik, seperti protein. Sebagian besar
besi dalam bentuk feri direduksi mejadi bentuk fero. Hal ini terjadi dalam
suasana asalam di lambugn dengan adanya HCl dan vitamin C yang terdapar di
dalam makanan. Absorpsi terutama terjadi di bagian atas usus halus
(duodenum) dengan bantuan alat angkut-protein khusus.
b) Fungsi Besi
Fungsi besi yaitu:
Ø Metabolisme energi
Ø Kemampuan belajar
Ø Sistem kekebalan
Ø Pelarut obat-obatan
c) Sumber Besi
Sumber baik besi adalah makanan hewani, seperti daging, ayam,
dan ikan. Sumber baik lainnya adalah telur, serelia, kacang-kacangan, sayuran
hijau dan beberapa jenis buah.
d) Akibat Kekurangan
& Kelebihan Besi
Secara klasik defisiensi besi dikaitkan dengan anemia gizi besi.
Kehilangan besi dapat terjadi karena konsumsi makanan yang kurang seimbang atau
gangguan absorpsi besi. Kekurangan besi pada umumnya menyebabkan pucat, rasa
lemah, letih pusing, kurang nafsu makan, menurunnya kebugaran tubuh,
menurunnnya kemampuan kerja, menururnnya kekebalan tubuh dan gangguan
penyembuhan luka. Di samping itu kemampuan mengatur suhu tubuh. Pada anak-anak
kekurangan besi menimbulkan apatis, mudah tersinggung, menurunnnya kemampuan
utnuk berkonsentrasi dan belajar.
Gejala kelebihan besi adalah rasa enek, muntah, diare, denyut
jantung meningkat, sakit kepala, mengigau, dan pingsan
2. Seng (Zn)
Tubuh mengandung 2 - 2,25 gram seng yang tersebar dihampir semua
sel. Sebagaian besar seng berada di dalam hati, pankreas, ginjal, otot, dan
tulang. Jaringan yang mengandung seng adalah bagian-bagian mata, kelenjar
posfat, spermatozoa, kulit, rambut dan kuku. Di dalam cairan tubuh seng
terutama merupakan ion intraseluler. Seng di dalam plasma hanya merupakan 0,1%
dari seluruh seng di dalam tubuh yang mempunyai masa pergantian yang cepat.
a) Absorpsi &
Metabolisme Seng
Absorpsi dan metabolisme seng menyerupai dan metabolisme besi.
Absorpsi memebutuhkan alat angkut dan terjadi di bagian atas usus halus
(duodenum). Seng diangkut oleh albumin dan transferin masuk ke aliran darah dan
dibawa ke hati. Kelebihan seng disimpan di dalam hati dalam bentuk
metalotionein. Lainnya dibawa ke pankreas dan jaringan tubuh lain. Di dalam
pankreas seng digunakan untuk membuat enzim pencernaan, yang pada waktu makan
dikeluarkan ke dalam saluran cerna.
Dengan demikian saluran cerna menerima seng dari dua sumber,
yaitu dari makanan dan dari cairan pencernaan yang berasal dari pankreas.
Sirkulasi seng di dalam tubuh dari pankreas ke saluran cerna dan kembali ke
pankreas dinamakan sirkulasi enteropankreatik.
Absorpsi seng diatur oleh metalotionein yang disintesis di dalam
sel dinding aaluran cerna. Bila konsumsi seng tinggi, di dalam seng dinding
saluran cerna sebagian diubah menjadi metalotionein sebagai simpanan, sehingga
absorpsi berkurang. Metalotionein di dalam hati mengikat seng hingga dibutuhkan
oleh tubuh. Metalotionein diduga mempunyai peranan mengatur kandungan seng di
dalam cairan intraseluler. Distribusi seng antara cairan ekstraseluler,
jaringan, dan organ dipengaruhi oleh keseimbangan hormon dan situasi stress.
Hati memegang peranana penting dalam redistribusi.
b) Fungsi Seng
Seng memegang peranan penting yaitu sebagai bagian integral
enzim DNA polimerase dan RNA polimerase yang diperlukan dalam sintesis DNA dan
RNA. Sebagai bagian dari enzim kolagenase, seng berperan pula dalam sintesis
dan degradasi kolagen. Dengan demikian, seng berperan dalam pembentukan kulit,
metabolisme jaringan ikat dan penyembuhan luka.
Seng juga berperan dalam pengembangan fungsi reproduksi
laki-laki dan pembentukan sperma. Seng juga berperan dalam fungsi kekebalan,
yaitu adalam fungsi sel T dan dalam pembentukan antibodi oleh sel B.
c) Sumber Seng
Sumber paling baik adalah sumber protein hewanu, terutama
hewani, hati, kerang, dan telur. Serelia tumbuk dan kacang-kacangan juga
merupakan yang baik, namun mempunyai ketersediaan biologinya yang
rendah.
d) Akibat Kekurangan &
Kelebihan
Tanda-tanda kekurangan seng adalah gangguan pertumbuhan dan
kematangan seksual. Kekurangan seng kronis mengganggu pusat sistem saraf dan
fungsi otak. Kelebihan seng hingga dua sampai tiga kali AKG
menurunkan absorpsi tembaga. Pada hewan hal ini menyebabkan degenerasi otot
jantung.
3. Iodium (I)
Iodium ada di dalam tubuh dalam jumlah yang sangat sedikit yaitu
sebanyak kurang lebih 0,00004% dari berat badan atau 15-23 mg. sekitar 75%
iodium ini ada di dalam kelenjar tiroid, yang digunakan untuk mensintesis
hormon tiroksin tetraiodotionin (T4), dan triiodotionin (T3).
a) Absorpsi dan Ekskresi
Iodium dengan mudah diabsorpsi dalam bentuk iodida. Ekskresi
dilakukan melalui ginjal, jumlahnya berkaitan dengan konsumsi. Di dalam darah,
iodium terdapat dalam bentuk bebas dan terikat protein. Manusia dewasa sehat
mengandung 15-20 mg iodium, 70-80% di antaranya berada dalam kelenjar tiroid.
Penangkapan yodida oleh kelenjar tiroid dilakukan untuk memelihara transpor
aktif yang dinamakan pompa iodium. Mekanisme ini diatur oleh hormon yang
merangsang tiroid dan hormon Tirotrofin yang dikeluarkan oleh hipotalamus yang
dikeluarkan oleh darah ke sel-sel sasaran dan hati; di dalam sel-sel sasaran
dan hati tirkosin dipecah dan bila diperlukan yodium kembali digunakan.
b) Fungsi Iodium
Iodium merupakan bagian integral dari kedua macam hormon
tiroksin triiodotironin (T3) dan tertaiodotironin (T4).
Fungsi utama hormon-hormon ini adalah mengatur pertumbuhan dan perkembangan.
c) Sumber Iodium
Laut merupakan sumber utama iodium. Oleh karena itu, makanan
laut berupa ikan, udang, kerang serta ganggang laut merupakan sumberi iodium yang
baik.
d) Akibat Kekurangan &
Kelebihan Iodium
Kekurangan iodium berupa gondok endemik merupakan salah satu
masalah gizi utama di Indonesia. Defisiensi ioddium menyebabkan pembesaran
kelenjar tiroid yang mengakibatkan pembengkakan pada bagian leher. Kekurangan
iodium yang kronis menyebabkan terjadinya kretinisme dan terganggunya
kecerdasan.
Suplemen iodium dalam dosis terlalu tinggi dapat menyebabkan
pembesaran kelenjar tiroid seperti halnya kekurangan iodium. Dalam keadaan
berat hal ini dapat menutup jalan pernapasan sehingga menimbulkan sesak napas.
4. Tembaga (Cu)
Tembaga ada dalam sebanyak 50-120 mg. sekitar 40% ada di dalam
otot, 15% di dalam hati, 10% di dalam otak, 6% di dalam darah dan selebihnya di
dalam tulang, ginjal, dan jaringan tubuh lainnya.
a) Absorpsi &
Metabolisme
Transpor tembaga ke hati terutama menggunakan alat angkut
albumin dan transkuptein. Penyimpanan sementara tembaga adalah dalam bentuk
kompleks albumin-tembaga. Simpanan dalam hati berupa metalotionein atau seruloplasmin.
Tembaga diangkut ke seleuruh tubuh oleh seruloplasmin dan transkuprein. Tembaga
juga dikeluarkan dari hati sebagai bagian dari empedu. Di dalam saluran cerna,
tembaga dapat diabsorpsi kembali atau dikeluarkan daru tubuh bergantung
kebutuhan tubuh. Pengeluaran melalui empedu meningkat bila terdapat kelebihan
tembaga dalam tubuh.
Sedikit tembaga dikeluarkan melalui urin, keringat, dan darah
ahid. Tembaga dapat diabsorpsi kembali oleh ginjal bila tubuh membutuhkan.
Tembaga yang tidak dikeluarkan melalui feses..
b) Fungsi Tembaga
Fungsi utama tembaga di dalam tubuh sebagai bagian dari enzim.
Enzim-enzim mengandung tembaga mempunyai berbagai peranan berkaitan dengan
reaksi yang menggunakan oksigen atau radikal oksigen. Tembaga memegang peranan
dalam mencegah anemia dengan cara (a). membantu absorpsi besi; (b). merangsang
sintesis hemoglobin; (c). melepas simpanan besi dan feritin dalam hati.
c) Sumber Tembaga
Tembaga tedrapat luas di dalam makanan. Sumber utama tembaga
adalah tiram ,kerang, hati, ginjal, kacang-kacangan, unggas, biji-bijian,
serelia, dan cokelat. Air juga mengandung tembaga dan jumlahnya bergantung pada
jenis pipa yang digunakan dan sumber air.
d) Akibat Kekurangan &
Kelebihan Tembaga
Kekurangan tembaga dapat mengganggu pertumbuhan dan metabolisme,
di sampign itu terjadi demineralisasi tulang.
5. Mangan (Mn)
Tubuh hanya mengandung 10-20 mg mangan, yang terutama berada di
dalam tulang dan kelenjar.
a) Absorpsi dan
Ekskresi Mangan
Seperti halnya mineral makro lainnya, faktro makanan
mempengaruhi absorpsi mangan. Mangan diangkut oleh protein transmanganin salam
plasma. Setelah diabsorpsi, mangan dalam waktu singkat terlihat dalam empedu
dan dikeluarkan dengan feses. Taraf mangan dalam jaringan diatur oleh sekresi
selektif melalui empedu. Pada penyakit hati, mangan menumpuk dalam hati.
b) Fungsi Mangan
Mangan berfungsi sebagai kofaktor berbagai enzim yang membantu
bermacam proses metabolisme. Adapun defisiensi mangan pada hewan mengganggu
metabolisme lemak, pertumbuhan, dan merusak sistem kerangka tubuh, reproduksi,
dan saraf.
c) Akibat Kekurangan & Kelebihan
Mangan
Kelebihan tembaga kronis menyebabkan penumpukan tembaga di dalam
hati yang menyebabkab nekrosis hati atau seroris hati.
Ada tiga fungsi utama mineral yaitu:
1. Sebagai kompenen utama
tubuh (structural element) atau penyusun kerangka tulang, gigi dan otot-otot.
Ca, P, Mg, Fl dan Si untuk pembentukan dan pertumbuhan gigi sedang P dan
sekolah luar biasa untuk penyusunan protein jaringan.
2. Merupakan unsur dalam
cairan tubuh atau jaringan, sebagai elektrolit yang mengatur tekanan osmosis
(Fluid balance), mengatur keseimbangan basa asam dan permeabilitas membran.
Contoh adalah Na, K, Cl, Ca dan Mg
3. Sebagai aktifator atau
terkait dalam peranan enzim dan hormon.
6. Krom (Cr)
(a) Fungsi Krom
Krom dibutuhkan dalam metabolisme karbohidrat dan liipida. Krom
bekerja sama dengan insulin dalam memudahkan masuknya glukosa ke dalam sel-sel,
dengan demikian dalam pelepasan energi. Krom diduga merupakan bagian dari
ikatan organik faktor toleransi glukosa (glukose tolerance factor) bersama
asam nikotinat dan glutation. Konsentrasi krom di dalam jaringan tubuh menurun
dengan umur, kecuali pada jaringan paru-paru yang justru meningkat.
(b) Kelebihan Krom
Kelebihan krom karena makanan belum pernah ditemukan. Pekerja
yang terkena limbah industri dan cat yang mengandung krom tinggi dikaitkan
dengan kejadian penyakit hati dan kanker paru-paru
7. Selenium
(a) Absorpsi dan Eksresi
Selenium berada dalam tubuh sebanyak 3-30 mg, bergantung pada
kandungan selenium dalam tanah dan konsumsi makanan. Konsumsi orang dewasa
berkisar antara 20-30 mg, bergantung pada kandungan tanah. Selenium merupakan
mineral mikro yang merupakan bagian essensial dari enzim glutation peroksidase.
Selenium berada dalam bentuk makanan dalam bentuk selenometionin
dan selenosistein. Absorpsi selenium terjadi pada bagian atas usus halus secara
aktif. Selenium diangkut oleh albmin dan alfa-2 globulin. Absorpsi lebih
efisien, bila tubuh dalam keadaan kekurangan selenium. Konsumsi tinggi
menyebabkan peningkatan ekskresi melalui urine.
(b) Fungsi Selenium
Enzim glutation peroksidase berperan sebagai katalisator dalam
pemechan peroksida yang terbentuk di dalam tubuh menjadi ikatan yang tidak
bersifat toksik. Peroksida dapat berubah menjadi radikal bebas yang dapat mengoksidasi
asam lemak tidak jenuh yang ada pada membran sel, sehingga merusak membaran sel
tersebut. Selenium berperan serta dalam sistem enzim yang mencegah terjadinya
radikal bebas dengan menurunkan konsentrasi peroksida dalam sel, sedang vitamin
E menghalangi bekerjanya radikal bebas setelah terbentuk. Dengan demikian
konsumsi selenium dalam jumlah cukup menghemat penggunaan vitamin E.
(c) Akibat Kekurangan dan Kelebihan
Kekurangan selenium pada manusia karena makanan yang dikonsumsi
belum banyak diketahui.
Adapun kelebihan selenium dapat menyebabkan muntah-muntah,
diare, rambut, dan kuku rntok, serta luka pada kulit dan sistem saraf.
Kecenderung menggunakan suplemen selenium untuk mencegah kanker harus dilakukan
secara hati-hati, jangan sampai terjadi dosis berlebihan.
8. Molibden
Molibden bekerja sebagai kofaktor berbagai enzim, antara lain
xantin oksidase, sulfat oksidase, dan aldehida oksidase yang mengkatalisis
reaksi-reaksi oksidasi-reduksi seperti oksidasi aldehida purin dan pirimidin.
Molibden berada dalam makanan bergantung pada lingkungan di mana makanan
tersebut di tanam. Sumber utama adalah susu, hati, serelia, utuh dan
kacang-kacangan.
9. Silikon
Silikon diabsorpsi oleh tubuh dalam bentuk asam silikat dan
diekskresi melalui urine. Silikon terdapat dalam makanan nabati terutama
biji-bijian dan serelia utuh.
10. Vanadium
Vanadium diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan tulang
serta utuh reproduksi normal. Sumber vanadium adalah serelia dan hasilnya,
daging, ikan, dan unggas yang merupakan sumber yang sedang.
11. Timah (Pb)
Timah dalam jaringan tubuh mula-mulanya hanya dianggap sebagai
kontaminasi lingkungan. Timah terbukti dapat meningkatkan pertumbuhan pada
tikus dan cenderung membentuk ikatan kovalen seperti halnya karbon. Timah
mempunyai pengaruh induksi terhadap enzim oksidase hem, yang
menyebabkan pemecahan hem dalam ginjal dan mengganggu fungsi sel yang
bergantung pada hem.
12. Nikel (Ni)
Nikel terdapat dalam DNA dan RNA. Adapun fungsi untuk
menstabilisasikan struktur asam nukleat dan protein atau sebagai kofaktor atau
komponen struktural berbagai enzim. Kekurangan nikel menyebabkan kerusakan hati
dan alat tubuh lain. Sumber nikel adalah kacang-kacangan, serelia, dan produk
serelia. Makanan hewani hanya sedikit mengandung nikel.
Tidak ada komentar:
Poskan Komentar