78

7 BAB 7

VITAMIN

Kata ‗Vitamin‘ berasal dari "vitamine", dibuat

oleh ahli biokimia Polandia Kazimierz Funk pada

tahun 1912. Vitamin dari kata ‗vital‘ dan ‗amina‘

yang berarti amina hidup. Kata vitamin pada saat itu

merujik pada suatu mikronutrien yang dibutuhkan

dalam jumlah kecil, kekurangan dari konsumsi

senyawa tersebut menimbulkan penyakit beri-beri.

Senyawa tersebut yang kemudian saat ini dikenal dengan tiamin. Tiamin memang

mengandung senyawa amin. Namun pada saat ini tidak semua vitamin mengandung

senyawa kimia amina. Dengan demikian, istilah vitamin tidak mutlak menyatakn

senyawa yang mengandung senyawa amina dan akibatnya definisi dari kata vitamin

bergeser sesuai perkembangan penemuan-penemuan baru oleh para ahli.

Definisi Vitamin adalah suatu senyawa organik yang diperlukan oleh tubuh

dalam jumlah kecil tetapi keberadaannya tidak dapat digantikan oleh zat lain. Sebuah

senyawa dianggap oleh suatu organisme sebagai vitamin jika organisme tersebut

tidak daptat memproduksi senayawa tersebut dalam tubuhnya. Hal ini, berarti suatu

senyawa vitamin dapat dikatakan vitamin oleh manusia, tetapi belum tentu dianggap

vitamin oleh organisme lain yang mampu memproduksi senyawa yang dimaksud

dalam tubuhnya. Beberapa orgaminanisme ada yang mampu memproduksi senyawa-

senyawa yang dianggap sebagai vitamin menurut manusia. Suatu misal senyawa

asam askorbat (vitamin C) dianggap vitamin pada manusia tetapi belum tentu

bertindak sebagai vitamin bagi organisme yang mampu memproduksi senyawa asam

askorbat. Vitamin diperlukan dalam jumlah kecil tetapi keberadaanya sangat

dibutuhkan dan diperoleh dari bahan pangan yang dikonsumsinya. Kebutuhan

vitamin diperlukan untuk kesehatan.

Vitamin secara kesehatan adalah senyawa penting untuk pertumbuhan

norrmal untuk rganisme multiseluler termasuk di dalamnya manusia. Kebutuhan

akan vitamin diawali sejak masih janin mulai berkembang saat pembuahan.

Kekurangan konsumsi vitamin dapat menimbulkan perkembangan mengalami

79

penghambatan dan bahkan menimbulkan penyakit. Lebih dari itu bahkan kekurangan

sedikit kebutuhan vitamin dapat menimbulkan kerusakan permanen pada manusia.

Saat ini dikenal sebanyak 13 jenis senyawa vitamin. Sejumlah vitamin

berfungsi hampir mirip dengan hormon atau regulator dalam metabolisme. Beberpa

vitamin lain berfungsi sebagai jaringan pertumbuhan dan berfungsi segbagai anti

okasidator. Vitamin yang dikenal hingga saat ini yakni vitamin A, vitamin B1,

vitamin B2, vitamin B3, vitamin B5, vitamin B6, vitamin B7, vitamin B9, vitamin

12, vitamin C, vitamin D, vitamin E dan vitamin K. Selian vitamin yang dikenal ada

juga senyawa-senyawa yang mirip dengan vitamin memiliki peran juga hampir mirip

dengan vitamin. Senyawa-senyawa tersebut yakni Adenin (Vitamin B 4), Asam

Adenylic (Vitamin B 8), Asam lemak esensial (Vitamin F), Riboflavin (Vitamin G),

Biotin (Vitamin H), Katekol dan Flavin (Vitamin J), Asam antranilat (Vitamin L 1),

Adenylthiomethylpentose (Vitamin L 2), Asam folat (Vitamin M), Carnitine

(Vitamin O), Flavonoid (Vitamin P), Niacin (Vitamin PP), Asam salisilat (Vitamin

S), dan S-metilmetionin (Vitamin U). Vitamin dapat dibagi menjadi dua bagian

berdasarkan kelarutannya yakni vitamin larut dalam air dan vitamin yang larut dalam

lemak.

7.1 Vitamin larut dalam lemak

Vitamin yang larut dalam lemak yakni vitamin A, vitamin D, vitamin E dan

vitamin K. Vitamin-vitamin ini idak larut dalam air.

7.1.1 Vitamin A

Vitamin A adalah sekelompok senyawa organik tak jenuh gizi yang

diantaranya yakni retinol, retinal, asam retinoat dan beberapa provitamin A seperti

karotenoid. Struktur kimia vitamin A terdiri dari alkil dan rantai cincin. Struktur

vitamin A ditampilkan pada Gambar I. Beberapa senyawa yang termasuk vitamin A

yakni retinol, retinal, asam retinoat dan beberpa provitamin A karotenoid diantaranya

beta karoten. Retinol berbentuk kristal padat berwarna kuning pucat. Retinol dalam

alam dalam bentuk berbagai isomer. Kebanyakan senyawa dalam keluarga vitamin A

yang larut dalam lemak dan penting untuk berbagai proses dalam tubuh. Ada

beberapa retinoid yang larut dalam air, yakni retinoid yang diambil dari plasma,

empedu, dan jaringan lainnya.

80

7.1.1.1 StrukturVitamin A

Struktur vitamin A merupakan senyawa berikatan rangkap dan memiliki

gugus aromatik. Struktur retinol yang unik, mengandung lima ikatan ganda

terkonjugasi dalam cincin enam (aromatik) karbon (β-ionone) dan rantai samping

tertentu yang disebut dengan retinil. α-karoten dan β-karoten memiliki retinil tunggal

yang berfungsi dalam aktivitas karakteristik vitaminnya. Vitamin A di alam terdapat

dalam bentuk bergugus alkohol, bergugus aldehid dan ada pula yang bergugus asam

karboksilat. Struktur senyawa retinol memiliki lima ikatan ganda terkonjugasi dalam

cincin aromatik memiliki aktivitas metabolit. Ikatan ganda ini berkaitan erat dengan

fungsi retinol pada metabolisme indera penglihatan. Struktur vitamin A ditampilkan

pada Gambar 7-1.

CH2OH

CHO

COOH

Gambar 7-7-1. Struktur vitamin A (a. Retinol, b. retinal/retinaldehid, c. Asam

retinoik, d. β-karoten).

Bentuk utama dari vitamin A adalah bentuk ester dalam makanan yang

berasal dari hewan yakni terutama retinilpalmitat yang dalam usus kecil dalam

pencernaan makanan diubah menjadi bentuk retinol. Vitamin A dalam makanan

ditemukan dalam dua bentuk yakni bentuk retinol dan bentuk karoten. Bentuk retinol

adalah bentuk yang tidak stabil. Bentuk retinol dalam makanan bersumber dari

hewani ditemukan dalam bentuk retinil ester. Sedangkan dalam bentuk karoten yakni

terdiri dari α-karoten, β-karoten, γ-karoten dan Xantofil-β-kriptoksantin. Empat

bentuk karoten tersebut semuanya memiliki cincin β-ionon.

7.1.1.2 Sejarah

Penemuan vitamin A berawal dari penelitian dari Francois Magendie (1816)

yang mengamati anjing kehilangan nutrisi berdampak terjadinya mengembangkan

c

c

a

b

c

d

81

ulkus kornea dan memiliki tingkat kematian yang tinggi. Tahun 1912 Frederick

Gowland Hopsin melaporkan bahwa faktor-faktor yang tidak diketahui ditemukan

dalam susu, selain dari karbohidrat, protein dan lemak yang telah diketahui. Faktor

tersebut diperlukan pada pertumbuhan tikus yang diuji cobanya. Tahun 1917, Elmer

McCollum, dan Lafayette Mendel dan Thomas Osbome Burr secara terpisah

menemukan apa yang dimaksud dengan faktor tersebut yang dalam penelitiannya

tentang peran lemak dalam makanan pada tahun 1917. Penemuan tersebut

selanjutnya pada tahunn 1920 dinyatakan sebagai vitamin A. Tahun 1931, Paul

Karrer seorang kimiawan Swiss menggambarkan struktur kimia vitamin A. Vitamin

A pertama kali disintesis pada tahun 1947 oleh dua ahli kimia Belanda yakni

Andriaanvan Dorp David dan Jozef Ferdinand Arens.

7.1.1.3 Fungsi

Vitamin A memiliki beberapa fungsi yakni penting untuk pertumbuhan dan

pengembangan, untuk pemeliharaan sistem kekebalan tubuh (sistem imun) dan

indera penglihatan (visi) yang baik. Vitamin A sangat dibutuhkan oleh retina mata

dalam bentuk retinal, yang bergabung dengan protein membentuk suatu molekul

yang menyerap cahaya dan penglihatan tampilan warna. Vitamin A (seperti asam

retinoat) juga dalam peran penting sebagai hormon seperti faktor pertumbuhan

epitel dan sel-sel lain. Vitamin A berperan dalam berbagai fungsi seluruh tubuh,

seperti: Penglihatan, Gen transkripsi, Fungsi kekebalan tubuh, Perkembangan embrio

dan reproduksi, Metabolisme tulang, Hematopieses, Kulit dan kesehatan selular serta

Aktivitas antioksidan.

Fungsi vitamin pada penglihatan (visi) yakni terkait dengan retina. Retinal

dalam bentuk cis terikat pada protein opsin membentuk rhodopsin dan iodopsin.

Ketika cahaya masuk dalam mata maka bentuk cis semua diubah menjadi bentuk

trans berdisosiasi dari retina opsin dalam serangkaian langkah-langkah. Langkah-

langkah perubahan bentuk cis ke bentuk trans dari retinal disebut photo-bleaching.

Berubahan bentuk ini merupakan perubahan bentuk isomer. Perubahan bentuk ini

menginduksi sinyal saraf sepanjang saaf optik ke visual otak. Retinal berbentuk trans

mengalami perubahan kembali menjadi bentuk cis oleh serangkaian reaksi enzimatik.

Pada kejadian ini, retinal berbentuk trans sebagian berubah menjadi bentuk

retinol. Bentuk retinol yang dihasilkan dari perubahan bentuk trans selanjutnya

diangkut oleh Interphotoreceptor Retinol Binding Protein (IRBP) ke sel-sel pigmen

82

epitel. Bentuk trans juga dapat terkonversi berubah menjadi bentuk retinil ester yang

memungkinkan menyimpan bentuk semua trans retinol dalam sel-sel pigmen epitel

untuk digunakan kembali manakala diperlukan. Tahapan akhir dari fungsi vitamin

dalan indera penglihatan (visi) yakni terjadinya perubahan bentuk ke bentuk semuala

yakni bentuk cis dan pelepasan ikatan bentuk cis retinal terhadap protein di dalam

retina. Rhodopsin berfungsi untuk melihat cahaya rendah dan cahaya di malam hari

(night vision). Skema fungsi vitamin A pada indera penglihatan (visi) ditampilkan

pada Gambar 7-2.

Gambar 7-7-2. Fungsi vitamin A pada penglihatan

Vitmin A dalam bentuk asam retinoat memainkan peran penting dalam

transkripsi gen. Diawali dari setelah retinol diambil oleh sel dioksidasi menjadi

retinal oleh enzim retinol dehidrogenase dan kemudian retinal dioksidasi menjadi

asam retinoat. Enzim yang bertindak dalam reaksi oksidasi retinal menjadi asam

retinoat yakni retinaldehid dehidrogenase. Asam retinoat mengatur transkripsi gen

dengan mengikat reseptor nuklir yang dikenal sebagai Retionic Acid Aceptor (RAR).

Retionic Acid Aceptor (RAR) terikat pada DNA sebagai heterodimer dengan

Retinoid X Receptor (RXR). RAR dan RXR membentuk heterodimer menjadi RAR-

RXR. RXR dapat membentuk homodimer sesamanya (RXR-RXR) dan membentuk

heterodimer dengan reseptor lainnya selain RAR. Heterodimer dari RXR dengan

METARHODOPSIN RHODOPSIN

OPSIN

TRANS-RETINAL 11-CIS-RETINAL

TRANS-RETINOL 11-CIS-RETINOL

OTAK

RETINAL ISOMERASE

CAHAYA

RETINOL ISOMERASE

83

yang lain selai RAR yakni dengan hormon tiroid (RXR-TR), dengan vitamin D

receptor (RXR-VDR), dan lain-lain. RAR-RXR berfungsi menerima elemen respon

asam retinoat/Retinoat Acid Elemen Respon (RAES) pada DNA sedangkan RXR-

RXR berfungsi menerima elemen respon retioid X/Retinoid X Elemen Respon

(RXER) pada DNA. Heterodimer dari RXR dengan reseptor lain selain RAR

mengikat heterodimer selain RAR mengikat berbagai elemen reseptor yang berbeda

pada DNA untuk mengontrol proses yang tidak dipengaruhi vitamin A. Setelah

mengikat asam retinoat ke komponen RAR dari heterodimer RAR-RXR, reseptor

mengalami perubahan konformasi yang menyebabkan co-represor terpisah dari

reseptor. Co-activator selanjutnya mengikat reseptor kompleks. Reseptor kompleks

yang terikat co-activator membantu melonggarkan struktur kromatin dari histon atau

dapat berinteraksi dengan mesin transkripsi. Fungsi vitamin A pada transkripsi DNA

ditampilkan pada Gambar. 7.3.

Gambar 7-7-3. Fungsi vitamin A pada transkrip DNA

Salah satu vitamin A yakni asam retinoat berfungsi untuk menjaga kesehatan

kulit normal dengan pengalihan pada gen dan membedakan keratinosit (sel kulit

dewasa) menjadi sel epidermis dewasa. Konsumsi vitamin A yang cukup dan tidak

berlebihan sangat penting bagi wanita hamil dan menyusui untuk perkembangan

janin normal dan kandungan vitamin A dalam ASI. Selanjutnya juga diketahui

peranan vitamin A sebagai antioksidan, yang membantu merangsang dan

memperkuat daya tahan tubuh dalam meningkatkan aktivitas sel pembunuh kuman

(natural killer cell), memproduksi limfosit, f agositis, dan antibodi. Bahkan kegunaan

vitamin A termasuk memperkuat kekebalan selular (sistem sel) yang menghancurkan

RETINOL SEL

RETINAL

oksidasi enzim retinol dehidrogenase

ASAM RETINOAT

enzim retinaldehid dehidrogenase

RESEPTOR NUKLIR

RAR RXR

RAR-RXR RXR-RXR

co-represor

oksidasi

RXER RAES

84

sel kanker. Selain itu vitamin A mencegah dan memperbaiki penciutan kelenjar

timus(kelenjar utama yang berperan dalam system imun) yang terjadi sebagai akibat

stress kronis. Fungsi tubuh lain yang dibantu oleh vitamin A antara lain adalah

sistem reproduksi, pembuatan dan aktivitas hormon adrenalin, pembuatan dan

aktivitas hormon tiroid, mempertahankan struktur dan fungsi sel‐sel saraf, menjaga

kekebalan tubuh pada umumnya, serta memperbarui sel jaringan tubuh. Banyak data

dari riset menunjukkan hubungan antara vitamin A (dan karoten)dengan pencegahan

insidensi terjadinya kanker jaringan epitelial C jaringan pelindung yang menjadi

lapisan terluar dari organ tubuh), yaitu kanker paruparu, saluran pencernaan, saluran

kemih, dan kulit. Vitamin A di dalam tubuh yang menjadi pelindung bagi jaringan

epitelial tersebut akan dirusak oleh enzim jaringan itu sendiri apabila terpengaruh

oleh senyawa karsinogenik, atau terkena pemaparan sinar matahari yang berlebihan,

sehingga organ tersebut menjadi rentan terhadap kanker. Suplementasi vitamin A

dalam dosis tinggi dapat membantu mencegah kerusakan dan mengembalikan fungsi

lapisan pelindung jaringan tersebut dalam mencegah kanker. Namun, suplementasi

Vitamin A dalam dosis tinggi tidak boleh digunakan dalam waktu panjang (lebih

dari satu atau dua bulan), karena vitamin A yang larut dalam lemak akan disimpan di

dalam jaringan tubuh

7.1.1.4 Defisiensi/kekurangan vitamin A

Kekurangan vitamin A dapat terjadi, baik kekurangan bersifat primer atau

kekurangan bersifat sekunder. Sebuah vitamin utama kekurangan A terjadi di

kalangan anak-anak dan orang dewasa yang tidak mengkonsumsi asupan karotenoid

provitamin A dari buah-buahan dan sayuran atau bahan awal (preformed) vitamin A

dari hewan dan produk susu. Penyapihan dini dari ASI pada anak balita juga dapat

meningkatkan risiko kekurangan vitamin A. Kekurangan konsumsi vitamin A

berdampak pada penglihatan, diawali dengan gejala rabun pada saat pencahayaan

kurang, selanjutnya berdampak pada rabun senja. Dampak yang lebih fatal yakni

terjadinya perubahan mata seperti muncul nintik bitot, erosi permukaan kornea dan

penghancuran kornea.

Perubahan lain termasuk gangguan imunitas (peningkatan risiko infeksi

telinga, infeksi saluran kemih, penyakit meningokokus), hiperkeratosis (benjolan

putih pada folikel rambut), keratosis pilaris dan metaplasia skuamosa dari epitel yang

85

melapisi saluran pernapasan atas dan kandung kemih ke epitel keratin. kekurangan

vitamin A juga menyebabkan enamel hipoplasia.

Kekrurangan vitamin A bukan saja dampak dari kekurangan konsumsi tetapi

juga bisa terjadi akibat malabsorpsi. Kekurangan vitamin A akibat malabsorpsi biasa

disebut dengan kekurangan vitamin A sekumder. Kekurangan vitamin A sekunder

lainnya adalah gangguan produksi dan pelepasan cairan empedu dan paparan oksidan

kronis. Selain dari itu kekurangan mineral zink juga ikut andil dalam malabsorpsi

vitamin A. Kekurangan zink akan mengganggu penyerapan, transportasi dan

metabolisme vitamin A.

Penyakit lain seperti penyakit paru-paru autoimun dan ISPA (Infeksi Saluran

Pernafasan Akut). Penyakit paru ini akibat kurangnya berbagai vitamin termasuk

vitamin A. Biasanya penyakit autonium pada paru-paru ini menyerang orang dewasa

yang punya kebiasaan merokok. Namun dapat juga menyerang bayi jika kekurangan

asupan vitamin A. Karena menurut tabel defisiensi vitamin, bahwa vitamin A yang

memberi pengaruh lebih besar terhadap sel T pada tubuh. Sel T inilah yang

berpengaruh pada imunitas tubuh.

Penyakit akibat kekurangan Vitamin A yakni diantaranya 1). Hemeralopia

yang timbul karena menurunnya kemampuan sel basilus pada waktu senja, 2). Bintik

bitot (kerusakan pada retina), 3). Seroftalmia (kornea mata mengering karena

terganggunya kelenjar air mata), 4). Keratomalasi (kornea mata rusak sama sekali

karena berkurangnya produksi minyak meibom), 5). Frinoderma (kulit kaki dan

tangan bersisik karena pembentukan epitel kulit terganggu), 6). Pendarahan pada

selaput usus, ginjal, dan paru-paru karena rusaknya epitel organ, 7). Proses

pertumbuhan terhenti.

7.1.1.5 Kelebihan konsumsi vitamin A dan keracunan

Kelebihan konsumsi vitamin A dapat menyebabkan rasa mual, iritabilitas,

nafsu makan berkurang, muntah, pandangan kabur, sakit kepala, rambut rontok, nyeri

otot, nyeri perut, merasa lemah, mengantuk dan bahkan perubahan status mental.

Pada gejala kronis dapat berakibat rambut rontok, kulit kering, pengeringan selaput

lendir, demam, sulit tidur, kelelahan, penurunan berat badan, patah tulang, anemia,

dan diare. Efek keracunan dampak konsumsi vitamin A berlebihan juga

mempengaruhi perkembangan janin pada ibu hamil.

86

Secara umum, toksisitas akut terjadi pada dosis 25.000 IU /kg berat badan,

dengan toksisitas kronis terjadi pada 4.000 IU / kg berat badan setiap hari selama 6-

15 bulan. Namun, toksisitas pada hati dapat terjadi pada tingkat 15.000 IU (4500

mikrogram) per hari menjadi 1,4 juta IU per hari, dengan dosis beracun harian rata-

rata 120.000 IU, terutama pada kasus orang yang konsumsi alkohol berlebihan. Pada

orang dengan gagal ginjal atau kasus terhadap fungsi ginjal , 4000 IU dapat

menyebabkan kerusakan besar. Pada anak-anak dapat mencapai tingkat beracun di

1.500 IU / kg berat badan.

7.1.1.6 Kebutuhan vitamin A

Kebutuhan vitamin sebagai salah satu komponen nutrisi harian manusia tidak

dapat digantikan dan sangat penting. Konsumsi vitamin A yang cukup dan tidak

berlebih untuk setiap orang akan berbeda tergantung dari kondisi tubuh masing-

masing. Kebutuhan vitamin A berdasarkan umur ditunjukkan pada Tabel 7-1.

Data pada Tabel 7-1 tidaklah menjamin seutuhnya. Hal ini, berkaitan dengan

keadaan berat badan, fungsi adsorpsi, fungsi tubuh yang berkaitan dan ketahanan

tubuh pada batas maksimum atau minimum konsumsi vitamin A. Pada orang-orang

yang memiliki disfungsi organ yang terkait dengan metabolisme vitamin A maka

dianjurkan disesuaikan berdasarkan pemeriksaan medis.

Tabel 7-7-1. Beberapa kebutuhan vitamin A berdasarkan umur.

Kelompok tahap kehidupan

RDA Intake yang

memadai (AI)

pg / hari

Batas atas pg / hari

Bayi: 0-6 bulan , 7-12 bulan 400, 500 600, 600

Anak: 1-3 tahun, 4-8 tahun 300, 400 600, 900

Pria 9-13, 14-18, 19 -> 70 tahun

600, 900, 900

1700, 2800, 3000

Wanita 9-13 tahun, 14-18 tahun

19 -> 70 tahun

600, 700

700

1700, 2800

3000

Kehamilan <19 tahun , 19 -> 50 tahun

750, 770

2800, 3000

Laktasi <19 tahun , 19 -> 50 tahun

1200, 1300

2800, 3000

Sumber: Diet Referensi Intakes: Vitamin

7.1.1.7 Sumber vitamin A

Retinol, bentuk aktif vitamin A, yang jarang ditemukan dalam makanan.

Sebaliknya, prekursor untuk retinol, retinyl lemak ester asam, ditemukan dalam

87

makanan manusia. Ester biasanya ditemukan dalam makanan yang berasal dari

hewan, seperti kuning telur, hati, minyak ikan, susu dan mentega. Tanaman dapat

mensintesis karotenoid, tetapi tidak dapat mengkonversikannya ke retinoid; Proses

ini terjadi dalam tubuh manusia. Karotenoid berwarna merah, kuning, dan oranye

dan substansial dalam jumlah (lebih dari 400 jenis). Diperkirakan bahwa hanya 10%

dari pigmen memiliki aktivitas vitamin A, dengan beta-karoten memiliki aktivitas

terbesar, diikuti oleh alpha dan gamma bentuk. Buah-buahan dan sayuran yang

muncul oranye terang atau kuning dalam warna biasanya tinggi karotenoid. Semua

sayuran hijau juga mengandung sejumlah besar karotenoid, tetapi warna oranye atau

kuning tertutup oleh klorofil . Berbagai macam prekursor vitamin A memungkinkan

untuk jumlah yang cukup vitamin dalam semua jenis diet.

Vitamin A dapat diperoleh dari bahan pangan hewani dan nabati. Berikut

beberapa bahan pangan yang mengandung vitamin A (Data diambil dari database

USDA www.nal.usda.gov ) yakni: cod liver oil (30000 mg), hati (8058 mg 895%),

hati (sapi, babi, ikan) (6500 mg 722%), hati (ayam) (3296 mg 366%), dandelion

hijau (5588 IU 112%), ubi jalar (961 mg 107%), wortel (835 ug 93%), brokoli daun

(800 mg 89%) , brokoli kuntum (31 mg 3%), mentega (684 mg 76%), kale (681 mg

76%), bayam (469 μg 52%), labu (400 mg 41%), collard hijau (333 mg 37%), Keju

cheddar (265 mg 29%), melon (169 mg 19%), telur (140 mg 16%), aprikot (96 mg

11%), pepaya (55 mg 6%), mangga (38 mg 4%), kacang (38 mg 4%), susu (28 mg

3%), tomat, rumput laut. Selain itu, vitamin A juga terdapat pada kacang-kacangan,

biji-bijian, daun hijau (seperti daun pepaya dan lainnya).

7.1.1.8 Metabolisme Vitamin A

7.1.1.8.1 Adsorpsi dan Bioavailabilitas Vitamin A

Tujuh puluh sampai sembilan puluh persen vitamin A dari makanan diserap

dalam usus. Efisiensi penyerapan vitamin A terus meningkat menjadi 60-80%

sebagai asupan yang terus meningkat. Lebih dari 90% dari retinol dalam tubuh dalam

bentuk ester retinil. Ester retinil ditemukan dalam bagian lipid dari kilomikron.

Penyerapan vitamin A sangat cepat setelah penyerapan maksimum 2-6 jam setelah

pencernaan. Proses dalam lumen usus, vitamin dimasukkan ke dalam misel dan

diserap ke dalam enterosit. Prekursor vitamin A (karotenoid) dikonversi ke bentuk

aktif dari vitamin A dalam enterosit. Produk baru terbentuk dan prekursor tambahan

kemudian dimasukkan ke dalam kilomikron dan disiapkan untuk transportasi di

88

seluruh tubuh. Adsorpsi dan Bioavailabilitas vitamin A secara ringkas ditampilkan

pada Gambar 7-4.

Gambar 7-4. Jalur adsorpsi dan bioavailabilitas vitamin A

7.1.1.8.2 Pengangkutan Vitamin A

Setelah meninggalkan enterosit, kilomikron yang membawa ester retinil,

karotenoid, dan retinol yang tidak teresterifikasi bersama-sama dengan trigliserida

menuju sistem limfatik dan kemudian melalui sirkulasi umum. Setelah tiba di sel

hati, kilomikron melepaskan trigliserida. Vitamin A kemudian dimasukkan ke dalam

kilomikron bebas. Kilomikron bebas kemudian perjalanan kembali ke hati, di mana

Kilomikron bebas selanjutnya dimetabolisme atau disimpan. Jika diperlukan, retinol

yang diambil dari hati dan membutuhkan pembawa untuk transportasi melalui darah.

Jalur metabolisme vitamin A ditampilkan pada Gambar 7-5.

Gambar 7-5. Metabolisme vitamin A

Protein pengikat retinol/Retinol Binding Protein (RBP) adalah pembawa

khusus yang digunakan untuk mengangkut trans-retinol dalam plasma. Isoform trans

Makanan Usus Misel

Enterosit

Prekursor vitamin A (karotenoid)

Bentuk aktif dari vitamin A Chylomicron Tubuh

2-6 jam

Vitamin A 60-80%

RETINIL PALMITAT

RETINIL STEARAT

RETINIL OLEAT

HIDROLISIS

Pemecahan

dalam tubuh

CH2OH

CH2OH

CH2OHCH2OH

CH2OH CH2OH

RBP

CH2OH

CH2OH

Plasma

RETINOL

Chylomicron

Chylomicron bebas

CHO

COOH

CH2OH

CH2OH

RBP

RETINOL

HATI

Chylomicron bebas

89

menyumbang lebih dari 90% dari semua plasma vitamin A. Pembawa khusus ini

diproduksi dan disekresikan oleh sel-sel parenkim hati. Setiap mol retinol yang

digunakan terikat (dengan ikatan lemah) dengan RBP untuk membentuk holo-RBP.

Senyawa ini kemudian mengikat dengan molekul Transthyretin (TTR). Baru

terbentuk kompleks retinol-RBP-TTR ini bebas menuju ke seluruh plasma. Jaringan

tubuh selanjutnya dapat mengambil retinol esuai yang diperlukan melalui protein

pengikat retinoid selular.

7.1.1.8.3 Tempat Penyimpanan Vitamin A

Kira-kira 50-85% dari total retinol dalam tubuh disimpan dalam hati ketika

vitamin A. Retinol kembali ke hati yang kembali diesterifikasi sebelum disimpan.

Dampak esterifikasi maka lebih dari 90% dari retinol yang disimpan dalam bentuk

ester retinil. Retinol yang disimpan dalam sel stellata hati (berbentuk bintang)

bersama dengan tetesan lipid. Ukuran besar sel stellata meningkat secara bersamaan

dengan meningkatnya retinol. Setelah sel-sel stellata hati yang jenuh dengan retinol

maka memungkinkan terjadinya hypervitaminosis. Prekursor vitamin A, beta-

karoten, dapat disimpan dalam sel adiposa dari tempat penghasil lemak di seluruh

tubuh.

7.1.1.8.4 Pengeluaran Vitamin A

Pengeluaran atau ekskresi retinol dari tubuh yakni dan jalur utama RPB yakni

ginjal. Proses tersebut melalui katabolisme ginjal dan filtrasi glomerulus.

7.1.2 Vitamin D

Vitamin D adalah sekelompok senyawa secosteroid yang larut dalam lemak.

Vitamin D berguna untuk meningkatkan penyerapan beberpa mineral dalam usus

seperti mineral kalsium, besi, magnesium fosfat dan seng. Beberapa senyawa yang

termasuk vitamin D yakni vitamin D1 atau fergokalsiferol (fergocalciferol), vitamin

D2 atau ergokalsiferol (ergocalciferol), vitamin D3 atau kolekalsiferol

(cholecalciferol), vitamin D4 atau 22-dihdroergokalsiferol (22-dihidrocalciferol) dan

vitamin D5 atau sitokalsiferol (sitocalciferol).

7.1.2.1 Struktur vitamin D

Vitamin D1 merupakan gabungan dari senyawa fergokalsiferol dengan

lumisterol. Sedangkan vitamin D2 berasal dari ergosterol. Struktur beberapa vitamin

D yakni ditampilkan pada Gambar 7-6. Beberapa senyawa yang terjadi dari

metabolisme vitamin D ditampilkan pada Tabel 7-3.

90

Gambar 7-6. Struktur kimia vitamin D

Tabel 7-2. Senyawa hasil metabolisme vitamin D

Nama Trivial

Nama yang

direkomendasikan singkatan

Vit

amin

D3 Kolekalsiferol Kalsiol

25-Hidroksikolekalsiferol Kalsidiol 25(OH)D3

1_-Hidroksikolekalsiferol 1(S)-Hidroksikalsiol 1_(OH)D3

24,25-Dihidroksikolekalsiferol 24(R)-Hidroksikalsidiol 24,25(OH)2D3

1,25-Dihydroxycholecalciferol Kalsitriol 1,25(OH)2D3

1,24,25-Trihhidoksiergokalsiferol Kalsitetrol 1,24,25(OH)3D3

Vit

amin

D2 Ergokalsiferol Erkalsiol

25-hidoksiergokalsiferol Erkalsidiol 25(OH)D2

24,25-Dihidoksiergokalsiferol 24(R)-Hidroksierkalsidiol 24,25(OH)2D2

1,25-Dihidroksiergokalsiferol Erkalsitriol 1,25(OH)2 D2

1,24,25-Trihidroksiergokalsiferol Erkalsitetrol 1,24,25(OH)3D2

Singkatan ditampilkan dalam kolom 4 tidak dianjurkan, namun yang sering digunakan dalam

literatur.

*) Nama disesuaikan dengan penulisan bahasa Indonesia.

7.1.2.2 Sejarah penemuan vitamin D

Penemuan vitamin D diawali dari peneliti Amerika Elmer McCollum dan

Marguerite Davis (1914) menemukan suatu zat dalam minyak ikan cod yang

kemudian disebut "vitamin A". Edward Mellanby meneliti anjing yang diberi makan

minyak ikan cod diperoleh fakta penyakit rakhitis tidak berkembang dan

menyimpulkan ada faktor lain yang terkait erat yang bisa mencegah penyakit.

Selanjutnya tahun 1922 Elmer McCollum menguji minyak ikan cod dimodifikasi

sehingga vitamin A yang terkandung didalamnya rusak dan diperoleh bahwa minyak

tersebut masih dapat menyembuhkan anjing yang sakit. Hasil penelitian Elmer

McCollum membuktikan bahwa faktor yang ada di minyak ikan cod adalah bukan

vitamin A tetapi ada faktor senyawa lain. Faktor senyawa lain yang ada di minyak

ikan cod disebut dengan vitamin D. Alasan penyebutan istilah vitamin D adalah

karena vitamin tersebut merupakan senyawa vitamin yang diberi nama sesuai urutan

abjad alfabet yang mengurutkan abjad D sebagai abjad ke empat. Berbeda dengan

HO

HO HO HO Ergokalsiferol Kolekalsiferol 22-hidroergokalsiferol Sitokalsiferol

91

jenis vitamin lain, vitamin D dapat disintesis oleh tubuh melalui paparan sinal ultra

violet. Pada tahun 1929, sebuah group di Nimr di Hampstead, London meneliti

struktur vitamin D yang masih belum diketahui dan serta struktur steroid.

Pada tahun 1932, Otto Rosenheim dan Harold Raja meneliti struktur sterol

dan asam empedu. Robert Benedict Bourdillon, Otto Rosenheim, Harold Raja, dan

Kenneth Callow berhasil mengisolasi dan karakterisasi vitamin D. Pada 1930,

Windaus menjelaskan lebih jauh tentang struktur kimia vitamin D. Pada tahun 1923,

Steenbock menunjukkan bahwa iradiasi sinar ultraviolet meningkatkan kandungan

vitamin D dari makanan dan bahan organik lainnya. Steenbock menyimpulkan

bahwa kekurangan vitamin D menyebabkan rakhitis. Pada 1971-1972, ditemukan

metabolisme lebih lanjut dari vitamin D.

7.1.2.3 Fungsi vitamin D

Peran fisiologis utama vitamin D dalam pemeliharaan konsentrasi plasma

kalsium. Vitamin D merupakan pengatur utama dari penyerapan kalsium. vitamin D

merupakan juga meningkatkan penyerapan fosfor untuk kekuatan tulang dan gigi,

mengatur kadar kalsium dalam darah, dan mengatur produksi hormon. Vitamin D

mengendalikan pengangkutan kalsium dan ion fosfat ke selaput sel dan bertindak

sebagai suatu pengatur untuk tingkatan ion ini di dalam darah. Tindakan vitamin D

dalam meningkatkan konsentrasi kalsium dan fosfat dalam darah melalui: (1)

pengangkutan zat kapur dan ion fosfat ke epithelium mucosa yang berhubungan

dengan usus kecil pada penyerapannya. (2) mengatur pengerahan kalsium dari dan

sampai bagian dalam jaringan. (3) penyerapan kembali kalsium dan fosfat di dalam

tubules ginjal. Calcitriol bertindak untuk meningkatkan penyerapan usus kalsium,

mengurangi ekskresi dengan meningkatkan reabsorpsi di distal tubulus ginjal

Calcitriol bertindak seperti hormon steroid, mengikat, dan mengaktifkan, inti

reseptor yang memodulasi ekspresi gen. Lebih dari 50 gen yang diketahui diatur

dengan calcitriol, tetapi unsur yang respon vitamin D hanya Kalsidiol-1-hidroksilase

dan 24-hidroksilase. Selain itu, calcitriol mempengaruhi sekresi insulin dan sintesis

dan sekresi hormon paratiroid dan tiroid. Kalsitriol juga memiliki peran dalam

regulasi proliferasi sel dan diferensiasi. 24-hidroksikalsidiol juga memiliki aktivitas

biologis dalam tulang rawan.

92

7.1.2.4 Kebutuhan vitamin D

Kebutuhan akan vitamin D dipengaruhi oleh warna kulit serta keberadaan

daerah domisili manusia, selain dari pengaruh usia, jenis kelamin kesehatan, dan

aktivitas seperti halnya pengaruh kebutuhan terhadap vitamin dan bahan pangan lain

untuk tiap manusaia. Kebutuhan vitamin D dipengruhi faktor utama yakni paparan

sinar matahari. Tidak ada referensi pasti tentang kebutuhan untuk tiap-tiap manusia.

Namun demikian secara garis besar kebutuhan akan vitamin D di Inggris, amerika,

kanada dan rekomendasi WHO ditampilkan dalam Tabel 7-4.

Tabel 7-3. Kebutuhan vitamin D.

Kategori Umur Kebutuhan vitmin D (μg/hari)

Inggris AS/Kanada FAO

Bayi/balita

0–6 Bulan 8.5 5 5

7–12 Bulan 7 5 5

1–3 Tahun 7 5 5

4–10 Tahun - 5 5

Pria

10–50 Tahun - 5 5

51–70 Tahun 10 10 10

>70 Tahun 10 15 15

Wanita

10–50 Tahun - 5 5

51–70 Tahun 10 10 10

>70 Tahun 10 15 15

Hmil 10 5 5

Menyusui 10 5 5 FAO, Food and Agriculture, Organization; WHO, World Health Organization.

Sumber:: Department of Health, 1991; Institute of Medicine, 1997; FAO/WHO, 2001.

7.1.2.5 Defisiensi vitamin D

Kekurangan vitamin D akibat kurangnya paparan sinar matahari

menyebabkan osteomalacia (atau rakitis ketika terjadi pada anak-anak) atau

pelunakan tulang. Kurangnya penyinaran matahari dapat menimbulkan kalsidiol

darah rendah (25- hidroksi-vitamin D). Beberpa dampak dari kekurangan vitamin D

termasuk.:

7.1.2.5.1 Rakhitis

Rakhitis adalah penyakit masa kanak-kanak, Penyakit rakhitis ditandai

dengan pertumbuhan terhambat dan lambat, lemah, tulang bengkok pada tulang-

tulang berbentuk panjang dan pembungkukkan akibat menopang berat badan.

Kondisi ini ditandai dengan kaki berbentuk busur akibat oleh kekurangan kalsium

atau kekurangan fosfor, serta kekurangan vitamin D. Selain dari akibat kekurangan

93

vitamin D juga terjadi akibat kelainan genetik seperti kekurangan pseudovitamin D

rakhitis.

7.1.2.5.2 Osteomalacia

Osteomalacia adalah penyakit pada orang dewasa akibat dari kekurangan

vitamin D. Karakteristik penyakit ini adalah pelunakan tulang, pelenturan tulang

belakang, pembengkokan kaki, pelemahan otot proksimal, kerapuhan tulang, dan

peningkatan risiko patah tulang. Osteomalacia mengakibatkan pengurangan

penyerapan kalsium, tetapi sebaliknya terjadi peningkatan degradasi kalsium dari

tulang sehingga meningkatkan risiko patah tulang. Osteomalacia biasanya muncul

ketika tingkat 25-hidroksivitamin D kurang dari 10 μg/mL.

7.1.2.5.3 Pengaruh pigmentasi kulit

Manusia berkulit gelap yang tinggal di daerah beriklim sedang memiliki

kadar vitamin D lebih rendah dibanding yang berkulit terang. Hal ini ungkin akibat

efesiensi sintesis vitamin D di tubuh karena melanin dalam kulit menghalangi

sintesis vitamin D. Selain itu, dampak dari implikasi hormon paratiroid. Perempuan

kulit hitam memiliki peningkatan serum hormon paratiroid dengan tingkat 25-

hidroksivitamin D rendah dibandingkan wanita kulit putih. Ketidak efisiansian

sintesis vitamin D berkaitan dengan pigmentasi kulit.

7.1.2.6 Kelebihan konsumsi vitamin D

Pada individu yang sehat, tingkat kalsidiol biasanya antara 32-70 ng/mL (80-

175 nmol/L), tetapi pada kasus-kasus keracunan vitamin D bisa mencapai 15 kali

lipat lebih besar. Menurut beberapa sumber, produksi endogen dengan paparan tubuh

oleh sinar matahari adalah sekitar 250 mg (10.000 IU) per hari. Kadar serum hormon

bioaktif vitamin D (1,25 (OH2) D) biasanya normal dalam kasus-kasus overdosis

vitamin D. Semua kasus yang diketahui toksisitas vitamin D yakni hiperkalsemia

akibat asupan lebih dari 1.000 mikrogram/hari (40.000 IU) vitamin D. Beberapa

gejala keracunan vitamin D merupakan hasil dari hiperkalsemia. Hiperkalsemia

adalah peningkatan kadar kalsium dalam darah usus.

Toksisitas vitamin D diketahui menjadi penyebab tekanan darah tinggi.

Jumlah berlebihan vitamin D dalam tubuh dapat menyebabkan kadar kalsium dalam

darah meningkat. Hal ini dapat menyebabkan kondisi yang disebut hypercalcemia

(terlalu banyak kalsium dalam darah Anda), yang dapat menyebabkan berbagai

gejala, termasuk: kelelahan, kehilangan selera makan, penurunan berat badan, haus

94

berlebihan, buang air kecil yang berlebihan, dehidrasi, sembelit, iritabilitas,

kegugupan, dering di telinga (tinnitus), kelemahan otot, mual, muntah, pusing,

kebingungan, disorientasi, tekanan darah tinggi dan aritmia jantung.

Sedangkan, komplikasi jangka panjang hypervitaminosis diobati D meliputi: batu

ginjal, kerusakan ginjal, gagal ginjal, keropos tulang berlebih, kalsifikasi

(pengerasan) atau arteri dan jaringan lunak, meningkatkan kalsium darah yang dapat

menyebabkan irama jantung abnormal.

Risiko toksisitas vitamin D jika mengambil suplemen vitamin D dan

memiliki masalah kesehatan lain yang sudah ada seperti: penyakit ginjal, penyakit

hati, TBC, hiperparatiroidisme, sarkoidosis, dan histoplasmosis.

7.1.2.7 Sumber vitamin D

Vitamin D dapat diperoleh tubuh melalui sinar matahari dan makanan. Pada

penduduk daerah tropis, perolehan vitamin D didapat dari sinar matahari pagi. Jadi,

pada bayi dan anak-anak pada daerah tersebut dianjurkan dijemur di bawah sinar

matahari pagi selama 10-15 menit setiap tiga kali hari. Sementara pada daerah

nontropik, sumber utama vitamin D adalah dari makanan. Makanan yang dikonsumsi

ini adalah makanan yang berasal dari hewan dan tumbuh-tumbuhan.

Vitamin D dihasilkan dari provitamin ergosterol dan 7- dehidrokolesterol.

Ergosterol terdapat dalam tanaman dan 7–dehidrokolesterol dalam tubuh hewan.

Ergokalsiferol (vitamin D2) terbentuk dalam tanaman, sedangkan di dalama tubuh

hewan akan terbentuk kolekalsiferol (vitamin D3) pada kulit yang terpapar

cahaya.Kedua bentuk vitamin tersebut mempunyai potensi yang sama ,yaitu

masingmasing dapat menghasilkan kalsitriol D2 dan D3.

Sumber makanan hewani yang mengandung vitamin D antara lain: minyak

seperti minyak hati ikan kod, telur, hati, berbagai jenis ikan, susu, mentega, dan lain

sebagainya. Pada bayi, sumber vitamin D yang paling tepat adalah ASI. Maka dari

itu, untuk mendukung pemenuhan vitamin D pada bayi, ASI penting diberikan

maksimal 6 bulan.

Sementara vitamin D yang berasal dari makanan nabati, biasanya terdapat

pada minyak sayur, ubi, dan kentang. Kandungan vitamin D pada makanan nabati ini

sangat rendah. Oleh karena itu, orang yang vegetarian memerlukan tambahan

suplemen vitamin D untuk melengkapi kadar vitamin dalam tubuhnya.

95

Sumber vitamin D hewani yakni minyak ikan seperti minyak ikan cod, 450

IU (100 IU/g), jenis ikan berlemak, seperti: Salmon 444 IU (5,2 IU/g), Makarel, 390

IU (4,6 IU/g), Tuna 269 IU (2,7 IU/g), Sarden 193 IU (1,9 IU/g), kuning telur 44 IU

(0,7 IU/g), Hati Sapi 42 IU (0,5 IU/g).

7.1.2.8 Metabolisme vitamin D

Vitamin D dari makanan diserap pada bagian proksimal usus halus. Baik

anak-anak maupun orang dewasa dapat menyerap sampai 80% dari jumlah vitamin D

yang dikonsumsi, tergantung faktor-faktor yang membantu atau menghambat

penyerapan. Setelah diserap, vitamin D digabungkan dengan kilomikron dan

diangkut dalam sistem limfatik. Dari sistem limfatik, vitamin D dilepaskan, dari

kilomikron dan masuk ke saluran darah. Di dalam plasma darah, vitamin D diikat

oleh suatu protein pentransport, yaitu vitamin D-binding protein (DBP) atau

globulin. Melalui saluran darah tersebut, vitamin D ditransportasikan ke hati dan oleh

mikrosom/mitokondria hati, vitamin D3 dihidroksilasi pada posisi ke-25, menjadi

kalsidiol (kalsidiol, atau 25-hidroksi-kolekalsiferol/ 25-hidroksi vitamin D3 ) dengan

bantuan enzim 25-D3-hidroksilase. Selanjutnya 25-hidroksi vitamin D3 memasuki

sirkulasi menuju ginjal.

Bila kadar kalsium darah rendah, kelenjar paratiroid mengeluarkan hormon

parathormon yang akan merubah kalsidiol menjadi kalsitriol. Proses ini terjadi di

mitokondria tubulus proksimalis ginjal, dimana 25-hidroksi vitamin D3 mengalami

hidroksilasi pada posisi ke-1 menjadi 1α- 25-dihidroksi vitamin D3, dengan bantuan

enzim 1α-hidroksilase. Senyawa 1α-25-dihidroksi vitamin D3 inilah yang merupakan

metabolit vitamin D3 yang paling kuat dan berperan dalam meningkatkan absorbsi

kalsium dalam usus dan reabsorbsi kalsium dalam ginjal. Bila kadar kalsium darah

tinggi, kelenjar gondok (tiroid) mengeluarkan hormon kalsitonin (calcitonin) yang

akan mengubah kalsidiol menjadi 24,25-dihidroksi vitamin D3 dengan adanya peran

enzim 24-hidroksilase yang menghidrolisis 25-hidroksi vitamin D3 pada posisi 24.

Metabolit 24,25-dihidroksi vitamin D3 ini adalah bentuk vitamin D inaktif,

berkepentingan dalam peningkatan absorbsi kalsium dari usus, tetapi menurunkan

kalsium dan fosfor serum untuk meningkatkan mineralisasi tulang.

Pembentukan vitamin D dari paparan sinar matahari di kulit yakni terjadinya

pembentukan kolekalsiferol tanpa peran enzim di kulit dengan adanya radiasi UV

dari 7-dehidrokskolesterol. 7-dehidrokskolesterol adalah senyawa intermediate dalam

96

sintesis kolesterol yang terakumulasi di kulit. 7-dehidrokskolesterol disintesis dalam

kelenjar sebaceous, disekresikan ke permukaan kulit, dan kemudian diserap ke dalam

epidermis. Jalur pembentukan vitamin D di kulit ditampilkan pada Gambar 7-7.

Gambar 7-7. Pembentukan vitamin D di kulit.

Akibat paparan sinar UV maka 7-dehidrokolesterol mengalami fotolisis,

dengan pembelahan dari cincin-B dan inversi cincin-A menghasilkan prekalsiferol

(previtamin D atau takalsiol). Panjang gelombang puncak untuk fotolisis ini 296,5

nm. Kisaran panjang gelombang radiasi matahari rentang UV-B yang berguna

adalah antara 290 nm dan 320 nm. Hasil dari precalciferol hanya 1% pada panjang

gelombang 296,5 nm. Precalciferol mengalami isomerisasi termal menjadi

kolekalsiferol. Sinar matahari tidak sepenuhnya penting untuk sintesis cholecalciferol

dari kulit, karena awan mengurangi intensitas UV-B sekitar 50%. Intensitas UV-B

yang rendah bersifat iradiasi dan tidak mengakibatkan fotolisis signifikan dari 7-

dehidrokolesterol menjadi previtamin D seluruh tubuh.

7.1.3 Vitamin E

Vitamin E secara garis besar mengarah pada senyawa tokoferol dan

tokotrienol. Vitamin E terdiri dari 10 bentuk yakni lima diantara merupakan jenis

tokoferol dan lima jenis lainnya adalah bentuk tokotrienol. Masing-masing

dilambangkan dengan abjad α (alpha), β (beta), γ (gamma), δ (delta) dan ε (epsilon).

Vitamin E jenis tokotrienol sampai hingga kini masih sangat sedikit diteliti sehingga

HO

OH

OH

HO 7-dehydrocholesterol

Previtamin D

Takisterol

kolekalsiferol

UV-B UV-B

Isomerisasi panas rendah

97

sumber-sumber publikasi belum banyak mempublikasikan hasil penelitian tentang

tokotrienol.

7.1.3.1 StrukturVitamin E

Struktur setiap jenis vitamin E dibedakan dari rantai cabang yang terikat pada

gugus bensen. Rantai cabang yang dimaksud adalah metil. Namun demikian secara

garis besar struktur umum adalah sama yakni seperti digambarkan pada Gambar 7-8.

Sedangkan klasifikasi rantai cabang metil untuk masing-masung jenis yakni

ditampilkan pada Tabel 7-5.

Gambar 7-8. Struktur umum vitamin E

Tabel 7-4. Rantai cabang pada struktur vitamin E

TOKOPHEROL TOKOL R1 R2 R3

α- tokopherol 5,7,8-trimetil CH3 CH3 CH3

β- tokopherol 5,8-dimetil CH3 H CH3

γ- tokopherol 7,8-dimetil H CH3 CH3

δ- tokopherol 8-metil H H CH3

ε- tokopherol tokol H H H

7.1.3.2 Sejarah Vitamin E

Vitamin E ditemukan pada tahun 1922 oleh Herbert McLean Evans dan

Katharine Scott Uskup dan pertama kali diisolasi dalam bentuk murni oleh Gladys

Anderson Emerson pada tahun 1935 di University of California, Berkeley. Struktur

vitamin diungkap pertama kali oleh Erhard pada tahun 1938. Pada tahun yang sama

Paul Karrer berhasil mensintesis vitamin E.

Vitamin E pertama kali digunakan sebagai agen terapi dilakukan pada tahun

1938 oleh Wiedenbauer. Pada tahun 1945, Drs. Evan V. Shute dan Wilfred E. Shute,

mengungkap dampak dosis tinggi vitamin E dapat memperlambat dan bahkan

membalikkan perkembangan aterosklerosis. Pada tahun 1946 diperoleh hasil

penelitian yang menyatakan bahwa α-tokoferol berlebih berdampak gangguan

O

HO

R1

R3

R2

98

permeabilitas kapiler dan jumlah trombosit eksperimental rendah dan

thrombocytopenic purpura klinis.

7.1.3.3 Fungsi Vitamin E

Vitamin E memiliki banyak fungsi biologis. Fungsi yang paling penting dan

paling familiar vitamin E yakni antioksidan. Fungsi vitamin E lainnya yakni aktivitas

enzimatik, ekspresi gen, dan fungsi neurologis.

7.1.3.3.1 Fungsi antioksidan

Fungsi antioksidan dari vitamin E yaitu vitamin E bertindak sebagai

scavenger radikal peroxyl mencegah penyebaran radikal bebas dalam jaringan.

Proses pencegahan penyebaran radikal bebas yaitu dengan cara bereaksi dengan

radikal bebas membentuk tokoferil radikal. Tokoferil radikal selanjutnya akan

direduksi oleh adanya dengan donor hidrogen. Hasil reduksi akan masuk ke dalam

membran sel. Hal ini karena tokoferil tereduksi larut pada lemak. Masuknya tokoferil

tereduksi kedalam membrak sel menjegah tokoferil teroksidasi.

7.1.3.3.2 Fungsi regulator aktivitas enzimatik

Fungsi regulator aktivitas enzimatik misalnya, α-tokoferol dapat menghambat

pertumbuhan otot polos akibat protein kinase C (PKC). α-Tokoferol memiliki efek

stimulasi pada enzim defosforilasi, protein-2A-fosfatase, dan memecahkan kelompok

fosfat dari PKC, menyebabkan deaktivasi seterusnya pertumbuhan otot polos jadi

berhenti.

7.1.3.3.3 Fungsi ekspresi gen

Vitamin E juga memiliki efek pada ekspresi gen. Makrofag yang banyak

mengandung kolesterol ditemukan pada jaringan atherogenetic.

7.1.3.3.4 Fungsi syaraf

Vitamin E juga berperan dalam fungsi neurologis dan menghambat agregasi

platelet.

7.1.3.3.5 Fungsi pelindung lipid

Vitamin E juga melindungi lipid dan mencegah oksidasi asam lemak tak

jenuh ikatan ganda.

7.1.3.4 Defisiensi/kekurangan vitamin E

Kekurangan vitamin E dapat menyebabkan: spinocerebellar ataxia, miopati,

neuropati perifer, ataksia, miopati skeletal, retinopati, penurunan respon imun,

penghancuran sel darah merah.

99

7.1.3.5 Kelebihan konsumsi vitamin E dan keracunan

Konsumsi berlebihan vitamin E dapat mengakibatkan kontraktif terhadap

vitamin K yang akan menyebabkan kekurangan vitamin K. Vitamin E yang

dikonsumsi berlebihan bersamaan atau dikombinasikan dengan obat-obatan lain

seperti aspirin dapat mengakibatkan kematian. Konsumsi vitamin over dosis juga

berdampak pada pendarahan akibat vitamin E dapat bertindak sebagai antikoagulan.

meningkatkan risiko masalah pendarahan. Toleransi tingkat asupan atas (UL) pada

1.000 mg (1.500 IU) per hari.

7.1.3.6 Kebutuhan vitamin E

Aturan konsumsi Sehari-Hari yang direkomendasikan adalah 10 mg α-

tokoferol. Selama masa menyusui anak dan kehamilan maka direkomendasikan

tingkat konsumsi ditingkat 2 mg hingga 4 mg. Asupan harian yang

direkomendasikan lebih rinci yakni ditampilkan pada Tabel 7-6.

Tabel 7-5. Rincian konsumsi vitamin E yang direkomendasikan

KONSUMEN UMUR mg/hari

bayi 0-6 bulan 4

7-12 bulan 5

anak-anak 1-3 tahun 6

4-8 tahun 7

9-13 tahun 11

dewasa 14 tahu ke atas 15

Sumber: IOM US National Academy of Sciences

Satu IU vitamin E = 0,67 mg bentuk alami = 0,45 bentuk sintesis.

7.1.3.7 Sumber vitamin E

Sumber vitamin E untuk manusia adalah minyak nabati seperti minyak bunga

matahari, minyak jagung, minyak cottonseed, dan minyak zaitun. Selain itu sayur-

mayur hijau. Vitamin E paling berlimpah di bibit minyak gandum. Sumber vitamin E

hewani adalah di dalam jaringan adipose /tisu, mentega dan kuning telur. Beberpa

sumber vitamin secara rinci yakni ditampilkan pada Tabel 7-7.

100

Tabel 7-6. Sumber vitamin E

mg/(100 g) Sumber mg/(100 g) Sumber

150 Minyak bibit gandum 1.4 Minyak wijen

41 Minyak bunga matahari 1.1-1.5 Asparagus

95 Minyak kenari 1.5 Buah kiwi

34 Minyak safflower 0.78-1.5 Brokoli

15-26 Minyak kacang-kacangan 0.8-1 Labu-labuan

15 Minyak kelapa 0.26-0.94 Kentang

14 Minyak zaitun 0.9 mangga

12.2 Krokot 0.54-0.56 Tomat

1.5-3.4 bayam, lobak cina 0.36-0.44 Rockfish

2 Buah advokat 0.3 Pepaya

0.13-0.22 Sayuran hijau

7.1.3.8 Metabolisme Vitamin E

Penyerapan vitamin E adalah relatif rendah yakni sekitar 20% sampai 40%

oleh usus kecil. Penyerapan vitamin E ini dihambat oleh asam lemak tak jenuh.

Penghambatan penyerapan vitamin E karena interaksi kimia antara tokoferol dan

asam lemak tak jenuh dalam lumen usus. Dalam sel mukosa usus, semua vitamin E

yang dimasukkan ke dalam kilomikron. Jaringan mengambil sebagian vitamin E dari

kilomikron. Sebagian besar sisa-sisa vitamin E dari kilomikron masuk hati. Protein

yang mengikat α-tokoferol mentransfer α-tokoferol dalam hati, kemudian diekspor

dalam bentuk VLDL (very low density lippoprotein) untuk diserap oleh jaringan.

Hasil dari metabolisme VLDL dalam sirkulasi selanjutnya diubah dalam bentuk LDL

(low-density lipoprotein) dan HDL (high-density lipoprotein). Vitamin E lainnya

yang tidak terikat protein tidak dimasukkan ke dalam VLDL, tetapi dimetabolisme di

hati dan diekskresikan. Karena vitamin E diangkut dalam lipoprotein yang

disekresikan oleh hati maka konsentrasi plasma tergantung pada sebagian besar

plasma lipid. Lipoprotein lipase melepaskan vitamin dengan menghidrolisis

triasilgliserol yang di kilomikron dan VLDL, sedangkan vitamin E yang terikat pada

LDL secara terpisah dimediasi reseptor penyerapan lainnya. Jalur Metabolisme

vitamin E ditampilkan pada Gambar 7-9.

101

Gambar 7-9. Metabolisme vitamin E

Tokoferol dapat mengalami oksidasi reversibel ke epoksida, diikuti oleh

pembelahan cincin menghasilkan kuinon, yang direduksi menjadi hidroquinone dan

terkonjugasi oleh asam glukuronat. Hidroquinone yang telah terkonjugasi oleh asam

glukuronat diekskresi dalam empedu. Proses tersebut, merupakan rute utama

ekskresi. Rantai sisi kuinon dan hidrokuinon dapat teroksidasi oleh β-oksidasi.

Produk oksidasi hidrokuinon oleh β-oksidasi dan konjugatnya diekskresikan dalam

urin. Produk oksidasi hidrokuinon oleh β-oksidasi dan konjugatnya diekskresikan

dalam urin merupakan sekitar 1% dari metabolisme diekskresikan dalam urin.

Sedangkan sebagian besar vitamin E yang dieksresikan dalam bentuk urin

merupakan bentuk oksidasi vitamin E lainnya.

7.1.4 Vitamin K

Vitamin K secara alami berbentuk vitamin K1 bersumber dari sayuran dan

vitamin K2 yang diproduksi oleh bakteri dalam usus. Sedangkan vitamin K3 adalah

Vitamin E

α-tokoferol

Kilomikron Jaringan tubuh

HATI

Protein

VLDL + Vit E

HDL + Vit

E

Non protein

Tokoferol

Lipoprotein lipase

Oksidasi

Kuinon

Reduksi

Hidroquinone

Asam glukuronat

Empedu

β-oksidasi

Urin

USUS HALUS

102

hasil sisntesis dari menadione. Vitamin K merupakan senyawa-senyawa

naptoquinon.

7.1.4.1 Struktur Vitamin K

Struktur vitamin K merupakan persenyawaan dari molekul quinone dengan

molekul rantai samping isoprenoid. Senyawa induk vitamin K adalah cincin 2-metil-

1,4-naptoquinon, yang pada karbon 3 diganti dengan rantai cabang. Dua bentuk

vitamin K1 alami yakni bentuk pertama adalah (phylloquinone) yang mengandung

rantai samping phityl cincin fungsional naphthoquinone dan rantai samping alifatik.

Phylloquinone berasal dari tumbuhan. Sedangkan bentuk kedua adalah

menaquinones yang diproduksi oleh bakteri dalam usus. Menaquinon memiliki rantai

samping berupa polyisoprenil. Rantai samping isoprenil dapat mencapai 15 unit

tetapi pada umumnya 6 hingga 10 unit saja. vitamin K1 adalah Phylloquinone.

vitamin adalah K2 menaquinones, dan vitamin K3 adalah campuran sintesis

menadione dan menadiol. Struktur jenis-jenis vitamin K di tampilkan pada Gambar

7-10.

Gambar 7-10. Struktur jenis-jenis vitamin K

7.1.4.2 Sejarah Vitamin K

Sejarah penemuan vitamin K diawali dari penelitian yang dilakukan oleh

Henrik Dam pada tahun 1929 yang menyelidiki peran kolesterol pada ayam. Hasil

penelitian menunjukkan adanya senyawa yang mirip dengan kolesterol yang

bertindak sebagai kougulator. Selanjutnya senyawa tersebut disebut dengan

*

O

O

3

O

O

n OH

OH

Phylloquinone Menaquinon Menadiol

O

O

*

6

O

O

*

3

Menaquinon-7(MK-7) Menaquinon-4 (MK-4)

103

koagutionvitamin. Istilah kaogulationvitamin inilah yang selanjutnya senyawa

tersebut diberi nama vitamin K. Edward Adelbert Doisy dari Saint Louis University

penelitiannya banyak yang mengarah pada penemuan struktur dan sifat kimia dari

vitamin K. Vitamin K mulai disintesis secara laboratorium pada tahun 1939.

7.1.4.3 Fungsi Vitamin K

Fungsi vitamin K antara lain memelihara kadar normal faktor-faktor pembeku

darah. Vitamin K, yang dikenal juga sebagai phytonadione, bisa membantu

mengontrol aliran darah. Vitamin K juga berperan penting dalam pembentukan

tulang dan pemeliharaan ginjal. Vitamin K1, dapat mengurangi risiko resistensi

insulin sehingga membantu mencegah. Selain itu, vitamin K membantu

metabolisme di dalam tubuh yang terkait dengan resistensi senyawa insulin.

Vvitamin K juga dapat menekan proses pendarahan di hati yang seringkali muncul

akibat pemakaian senyawa aspirin atau antibiotik dengan dosis berlebihan. Vitamin

K dapat memperlambat proses pembentukan sel kanker di hati dan paru-paru.

Vitamin K juga dapat meningkatkan kepadatan tulang sehingga terbentuk struktur

rangka tubuh yang kuat. Khususnya pada wanita, vitamin K juga dapat menurunkan

risiko terkena osteoporosis. Vitamin K akan membantu senyawa osteokalsin yang

berperan dalam penyerapan mineral untuk membentuk stuktur tulang yang kuat di

dalam tulang.

7.1.4.4 Defisiensi/kekurangan vitamin K

Jika vitamin K tidak terdapat dalam tubuh, darah tidak dapat membeku. Hal

ini dapat meyebabkan pendarahan atau hemoragik. Bagaimanapun, kekurangan

vitamin K jarang terjadi karena hampir semua orang memperolehnya dari bakteri

dalam usus dan dari makanan. Namun kekurangan bisa terjadi pada bayi karena

sistem pencernaan mereka masih steril dan tidak mengandung bakteri yang dapat

mensintesis vitamin K, sedangkan air susu ibu mengandung hanya sejumlah kecil

vitamin K. Untuk itu bayi diberi sejumlah vitamin K saat lahir.

Pada orang dewasa, kekurangan dapat terjadi karena minimnya konsumsi

sayuran atau mengonsumsi antobiotik terlalu lama. Antibiotik dapat membunuh

bakteri menguntungkan dalam usus yang memproduksi vitamin K. Terkadang

kekurangan vitamin K disebabkan oleh penyakit liver atau masalah pencernaan dan

kurangnya garam empedu. Diagnosa adanya defisiensi vitamin K adalah timbulnya

gejala-gejala, antara lain hipoprotrombinemia, yaitu suatu keadaan adanya defisiensi

104

protrombin dalam darah. Selain itu, terlihat pula perdarahan subkutan dan

intramuskuler.

7.1.4.5 Kelebihan konsumsi vitamin K dan keracunan

Keracunan vitamin K bisa terjadi, misalnya pada orang yang menerima

pengganti vitamin K larut air. Gejala-gejalanya adalah hemolisis (penghancuran sel

darah merah), penyakit kuning dan kerusakan otak. Penggunaan jangka panjang

antibiotik menyebabkan gangguan pembekuan darah. Menadione dan turunannya

yang larut dalam air yang berpotensi lebih beracun dan menyebabkan anemia

hemolitik, hiperbilirubinemia, toksisitas sistem saraf pusat, dan Methemoglobinemia

pada bayi baru lahir.

7.1.4.6 Kebutuhan vitamin K

Penentuan kebutuhan vitamin K hasil sintesis bakteri menaquinones usus dan

sejauh mana ini diserap dan dimanfaatkan masih belum jelas. Total keseluruhan

vitamin K dalam tubuh adalah 150 sampai 200 nmol (70 sampai 100 mg) dengan

waktu paruh keaktifan vitamin K selama 17 jam. Hal ini, menunjukkan kebutuhan

untuk penggantian 50 sampai 70 mg per hari. Kebutuhan harian vitamin K sebanyak

0,4 μg per kg berat badan dan berdasarkan jumlah rekomendasi harian yakni 0,56 μg

per kg berat badan. Kebanyakan konsumsi referensi menyarankan 0,5-1 mg vitamin

K per kg berat badan (lihat Tabel 7-8). Namun, di AS dan Kanada adalah 120 μg

untuk pria dan 90 mg untuk wanita.

Tabel 7-7. Kebutuhan vitamin K setiap hari

Kategori Umur Kebutuhan Vitamin K berdasarkan

Amerika Serikat/

Kanada 2001 (μg/hari)

FAO 2001 (μg/hari)

bayi/balita 0–6 bulan 2 5

7–12 bulan 2.5 10

1–3 tahun 30 15

4–16 tahun 55 20

7–8 tahun 55 25

Pria

9–10 tahun 60 25

11–13 tahun 60 35–55

14–18 tahun 75 35–55

>19 tahun 120 65

Wanita

9–10 tahun 60 25

11–13 tahun 60 35–55

14–18 tahun 75 35–55

>19 tahun 90 55

Hamil 90 55

Menyusui 90 55

FAO, Food and Agriculture Organization; WHO, World Health Organization.

Sumber: Institute of Medicine, 2001; FAO/WHO, 2001.

105

7.1.4.7 Sumber vitamin K

Bakteri kolon mensintesis sebagian besar kebutuhan vitamin K manusia.

Vitamin K1 ditemukan terutama dalam sayuran berdaun hijau seperti hijau dandelion

yang mengandung 778,4 mg per 100 g, bayam, selada, kubis, kembang kol, dan

brokoli. Vitamin K juga ada dalam beberapa buah-buahan, seperti alpukat, buah kiwi

dan anggur, juga tinggi. Beberapa minyak nabati, terutama kedelai, mengandung

vitamin K.

Makanan sumber vitamin K2 adalah keju, telur, daging dan lemak ayam,

daging dan lemak sapi, hati, dan organ, dan sayuran yang difermentasi. Vitamin K2

(menaquinone-4) disintesis oleh jaringan hewan dan ditemukan dalam daging, telur,

dan produk susu. Vitamin K2 yang disintesis oleh bakteri selama fermentasi dalam

kedelai yang difermentasi (natto), dan dalam fermentasi keju. Beberapa kandungan

vitamin K1 dalam beberapa bahan makanan ditampilkan pada Tabel 7-9 dan 7-10.

Tabel 7-8. Kandungan vitamin K1 dalam beberapa bahan makanan

Makanan (mentah) Takaran Vitamin K 1 (μg)

Peterseli 1/4 cangkir 246

Bayam 1 cangkir 145

Sawi 1 cangkir 279

Lobak 1 cangkir 138

Brokoli 1 cangkir 89

Daun selada hijau 1 cangkir 71

Tabel 7-9. Kandungan vitamin K2 dalam beberapa bahan makanan

Makanan

(100 gram)

Mikrogram

(μg)

Makanan

(100 gram)

Mikrogram

(μg)

Natto , dimasak 1,103.4 Hot dog 5.7

Keju keras mentah 76,3 Daging babi asap 5.6

Keju lunak 56,5 Asinan kubis 4.8

Keju cheddar 10.2 Susu 1.0

Kaki angsa 31.0 Ikan Salmon (mentah)) 0,5

Kuning telur 15,5 Putih telur 0,4

Mentega 15.0 Kuning telur 32.1

Hati ayam (mentah) 14.1 daging 9.8

Dada ayam 8.9 Daging sapi 8.1

Kaki Ayam 8.5

106

7.1.4.8 Metabolisme Vitamin K

Phylloquinone diserap dalam proksimal usus kecil dan dipengaruhi oleh

mekanisme energi. Phylloquinone diserap dalam proksimal usus kecil selanjutnya

dimasukkan ke dalam kilomikron. Jaringan ekstrahepatik mengambil phylloquinone

dari kilomikron dan VLDL (very low-density lipoprotein) dan mensintesis

menaquinone-4. Beberapa menaquinone-4 juga diserap ke dalam sistem portal dari

usus besar.

Gambar 7-11. Metabolisme vitamin K.

Menaquinones diserap dari ileum ke dalam pembuluh darah portal. Sedikit

dari menaquinones dibentuk oleh bakteri kolon dapat diserap, karena menaquinones

terikat erat membran sel bakteri. Kandungan vitamin K di hati 90% adalah

menaquinones 7 sampai 13. Sirkulasi phylloquinone ternyata jauh lebih cepat

Vitamin K

Proksimal usus kecil

Kilomikron

VLDL

Menaquinone-4

Pembuluh darah portal

Sistem limfatik

Menadione Phylloquinone

Alkilasi

Geranyl-geranyl pirofosfat

Mikrosomal

Menaquinone-2

Menaquinone-3

Geranyl pirofosfat

Farnesyl pirofosfat

Empedu

Urin

Fases

Ekstrahepatik

Keterangan:

Jalur Phylloquinone

Jalur Menaquinone

107

dibandingkan dengan menaquinones. Enam puluh persen sampai 70% dari asupan

harian phylloquinone diekskresikan.

Sekitar 10% dari Total vitamin K di hati biasanya merupakan epoksida.

Epoksida yang dibentuk oleh vitamin K-dependent karboksilase dan biasanya

berkurang kembali menjadi vitamin aktif.

Menadione terutama diserap oleh sistem portal, meskipun beberapa juga

diserap ke dalam sistem limfatik. Dalam hati, menadione teralkilasi menjadi

menaquinone-4 dengan penambahan geranil-geranil pirofosfat. menadione teralkilasi

merupakan pembentukan bertahap dari rantai samping polyisoprenyl. Mikrosomal

hati akan mengkatalisis pembentukan menaquinone-2 (dari geranil pirofosfat),

menaquinone-3 (dari farnesyl pirofosfat) dan menaquinone-4. Proses katalisis

tergantung pada isoprenyl pirofosfat yang tersedia. Warfarin merupakan zat

antagonis vitamin K menghambat alkilasi menadione. Menadione yang tidak

dialkilasi dengan cepat dimetabolisme, terutama oleh penurunan menjadi menadiol.

Penurunan menjadi menadiol metabolisme menadione diikuti dengan pembentukan

glukuronida yang diekskresikan dalam empedu. Sedangkan menadione yang beredar

dalam aliran darah akan diekskresikan dalam empedu dan urin. Metabolisme

menadione cepat, sehingga hanya sebagian kecil dikonversi ke menaquinone-4.

Sekitar 20% dari dosis oral phylloquinone diekskresikan dalam feses. Hal ini,

menunjukkan bahwa 80% phylloquinone diserap.

Sekitar 75% dari konjugat diekskresikan dalam empedu dan sisanya dalam

urin. Dalam lumen usus, glucuronides sebagian besar dihidrolisis oleh bakteri

glucuronidase. Gugus karboksil glucuronides yang bisa diesterifikasi oleh enzim

bakteri, sehingga metabolit tinja lebih lipofilik daripada awalnya diekskresikan

dalam empedu.