Suarsana 1

METABOLISME MINERAL DAN VITAMIN

I NYOMAN SUARSANA

LABORATORIUM BIOKIMIA VETERINERFAKULTAS 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 LarutLEMAK

• 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 untuksejumlah fungsi biokimia.

• Umumnya tidak dapat disintesis olehtubuh sehingga harus dipasok darimakanan

Suarsana 2

Pencernaan dan Penyerapan

Biomolekul, (mineral, vitamin)

Proses digesti

Menjadi bentukyang mudahdiasimilasi

metabolisme

• Tiamin (B1): bentuk aktif Tiamin Difosfat (TD)• Tiamin difosfotransferase (otak), bertanggung

jawab atas konversi tiamin menjadi TD• Berperan dalam reaksi metabolisme:

1. Reaksi Transketolase2. Dekarboksilasi Oksidatif

• Pada defisiensi tiamin, semua reaksi (1,2) dihambat

• Beri-beri: gejala syaraf

Suarsana 3

PeranPeran TiaminTiamin: : ReaksiReaksi TransketolaseTransketolase

PeranPeran TiaminTiamin: : DekarboksilasiDekarboksilasi OksidatifOksidatif

• 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 aminoPeran Flavin: reaksi rantai respirasi di mitokondria

Suarsana 4

• Niasin (B3): bentuk aktif nikotinamida adenindinukleotida (NAD) or NADP

• NAD dan NADP: gugus dari enzimoksidoreduktase (sitosol, mitokondria)

• Enzim kunci: Metabolisme CHO, Lipida, AA.• Pelagra

Figure 45–11. Niacin (nicotinic acid and nicotinamide)and nicotinamideadenine 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 enzimpiridoksal kinase, mengkatalis reaksi fosforilasimenjadi bentuk aktif

• PF merupakan koenzim metabolisme asamamino, glikogenolisis

• Defisiensi jarang terjadi: sumber tersebar luas

Suarsana 5

Figure 45–12. Interconversion of the vitamin B6vitamers. Figure 31–5. Conversion of

tyrosine to epinephrineand norepinephrine in neuronal and adrenal cells. (PLP,pyridoxal phosphate.)

• Vitamin B12 (kobalamin): bentuk aktifmetilkobalamin dan deoksiadenosilkobalamin)

• Koensim bagi konversi metilmalonil-KoA menjadisuksinil-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 enzimbergantung koenzim B12

Suarsana 6

• Vitamin C (asam askorbat): vitamin C aktif adalah asamaskorbat itu sendiri

• Donor ekuivalen pereduksi• Dalam banyak proses vit C tidak berpartisipasi langsung,

tapi diperlukan mempertahankan kofaktor logam tetapberada dalam keadaan tereduksi

• Kofaktor logam mencakup CU+ (En.monooksidase) danFe2+ (En.dioksigenase)

• Peran vit C:1. Pada sintesis kolagen2. Penguraian tirosin3. Sintesis epinefrin dari tirosin4. Pembentukan asam empedu5. Korteks adrenal mengandung vit C dlm jumlah besar6. Penyerapan Besi7. Sebagai antioksidan

Figure 45–19. Vitamin C.

Figure 28–11. The prolyl hydroxylase reaction. Peran vitamin C dalam penguraian tirosin

Suarsana 7

Peran vit C dalampembentukanasam empedu

Vitamin A• Pada sayuran berwujud sebagai provitamin

(β-karoten) atau dikenal sebagaiKAROTENOID

• β-karoten diserap dengan bantuan garamempedu dan oleh enzim β-karotendioksigenase, diubah menjadi vitamin A1 (retinal)

• Pada mukosa usus retinal oleh enzimretinaldehid reduktase diubah menjadivitamin A (retinol)

• Vitamin A diinkorporasi ke dalam kilomikronmasuk aliran darah lalu ke hati

• Di hati vitamin A dalam bentuk ester dihidrolisis menjadi retinol dan berikatandengan protein pengikat-aporetinol(RBP=retinol binding protein).

• RBP diproses di badan Golgi dandisekresikan ke dalam plasma (asamretinoat) dan berikatan dengan albumin.

• Asam retinoat diambil oleh jaringan melaluireseptor sel permukaan

KAROTENOIDKAROTENOID

(retinal, vitamin A1)

KiloM

Hati

Garam empedu

enzimenzimretinaldehidretinaldehid

+ RBP+ RBP

asamasam retinoatretinoat

jaringanjaringan

ββ--karotenkarotendioksigenasedioksigenase

O2, Garam empeduΒ-karotendioksigenase

(retinal, vitamin A1)

Retinaldehidreduktase NADPH

NADP+

NADFAD

Β-Karoten danpemecahanyamenjadi 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• Defisiensi: gangguan penglihatan malam

Suarsana 8

Kolekalsiferol (Vit D3) dihasilkan dalam kulit olehradiasi UV dari 7-dehidroksi-kolesterol (prekursor vitamin D yang disintesis oleh hati)

Vitamin D berbedadari semua vitamin lainnya dimana tubuhdapat mensintesisnyadengan bantuansinar matahari

VITAMIN DVITAMIN D

HATI GINJAL,TULANG,PLASENTA

1,25-Dihidroksivitamin D325-Dihidroksivitamin D3

GINJAL,TULANG,PLASENTA, USUS

Suarsana 9

Pembentukan dan hidroksilasi vit. D3

• 1,25 (OH)2-D3: menstimulasi absorpsi Ca danP di usus

• 1,25-(OH)2-D3 merupakan metabolit paling aktif pada transpor Ca di usus, mobilisasiCa di tulang, dan tranpor fosfat di usus

• Defisiensi Vit D (1,25 (OH)2-D3): pembentukantulang baru dan proses remodeling tulangterganggu

• 1,25 (OH)2-D3 dapat menguatkan kerjahormon Paratiroid terhadap proses reabsorpsiCa di dalam ginjal

HATI

Simpanan Vit D

Kolekalsiferol(vitamin D3)

7-dehidroksikolesterol

panasKULIT

25-OHD 1,25-diOHD(Vit Aktif)

PTH

Ca++ resorbsi

PARATIROID

Pembebasan PTH

TULANGDBP

Melarutkan Ca tulang

PTH

INTESTIN

DBP

Pengambilan Ca

KonsentrasiCa plasma

[ rendah ]

Vitamin D25-OH

DBP

Sirkulasi25-OHD

+

+Vitamin D3makanan

Melaluikilomikronlimfe

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

Figure 45–5. The vitamin E vitamers

Suarsana 10

Mekanisme kerja vitamin E sebagai antioksidan

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

2. Transfer ke dalam serosaAbsorpsi kalsium di dalam usus dipengaruhi oleh:

Vitamin D

Ion phytate dan oksalat

Beberapa macam penyakit

Beberapa macam obatEkskresi kalsium dari dalam tubuh:

Melalui urine, tergantung dari intake kalsium dan intake protein

Melalui tinja (air liur, cairan pankreas, cairan empedu)

Mineral CaMineral Ca PENGATURAN KALSIUM DALAM TUBUHFaktor yang mempengaruhi pengaturan kalsium:

Hormon parathyroid (PTH)

Keseimbangan elektrolit

Hormon calcitonin

Vitamin D

KONSENTRASI ION FOSFAT DAN ION MAGNESIUM

• K = [Ca2+]3 X [PO43-]2

• kompetisi pada sistem reabsorpsi di ginjal dan usus

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

Suarsana 11

Gambar 1. Mekanisme Pengaturan kalsium di dalam tubuh

BONEdemineralization

ON OFFcooperatively

highSERUM CALCIUM

lowCa2+

INTESTINE

“C” cells

Ca excretion ↑KIDNEY

Ca absorption ↑

LIVER Vitamin D

25-(OH)-D3

CT

PTG

PTH

1,25-(OH)2-D3

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

Mineral Mineral CaCa

Translation

INSULINPDX1

NeuroDPax6E2A Transcription

Splicing

Processing

Granule form.

Secretion

Glut-2

Glucose

Glu-6P

Glycolysis

DAG +1,4,5-Ins-P3

Depolarization

K+

ATP

Ca2+ sensitizationand release from intracellular stores

ExocytosisGlucokinase

Ca2+

Voltage sens.Ca2+ Channel

K+/ATP-Channel PLC

PKC + Ca2+Ca2+

Stimulus–secretion coupling in the pancreatic b-cellJ. Jensen

Suarsana 12

• MetabolismeZn (distribusi, ekskresi, penyerapan)

Mineral Mineral ZNZN

• metabolisme Fe :- makanan dengan

P↑↑ mengurangiabsorpsi Fe

- Asam pitat, oksalatmenggangguabsoprsi Fe

- Bentuk simpananFe dalam tubuh: feritin danhemosedirin(hati)

MineralFe

MineralCu

Sodium (Na), Potasium (K), Klorida

• Ion-ion elektrolit yang paling banyak dalamtubuh hewan, manusia

• Bertanggung jawab untuk osmolitas cairan(tekanan osmose)

• Ion Na, K dan Cl berada dalam sebelahmenyebelah membran dengan konsentrasiberbeda

• Pengaturannya oleh keseimbagan antara ion-ion tersebut: [K+]+[Na+]

[Ca2+]+[Mg2+]+[H+] • Pompa Ion Na+

Suarsana 13

Waktu setelah makan (jam)

: fosfor serum : kalsium serum

10,2

3

Ca-s

erum

(m

g/10

0 m

l)

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

erum

(m

g/10

0 m

l)

kontrol

kontrol

Diet ber P tinggi

Diet ber Ca tinggi

1 2

Pengaruh diet berfortifikasi P tinggi terhadap Ca dan P serum