Biokimia- Materi Kuliah Vitamin & Mineral PSKG

1

METABOLISME VITAMIN & MINERAL (Fen Tih,dr.,M.Kes)

Saat terjadi proses pertumbuhan dan perkembangan, tubuh memerlukan nutrisi dalam jumlah yang besar. Seperti halnya bagian tubuh yang lain, pada proses pertumbuhan dan perkembangannya gigi dan mulut juga memerlukan nutrisi agar diperoleh bentuk dan fungsi yang normal. Pada pertumbuhan dan perkembangan gigi dan mulut, vitamin dan mineral tertentu memegang peranan penting, diantaranya vitamin A, B, C, serta vitamin D. Sedangkan mineral yang penting bagi perkembangan gigi dan mulut adalah Ca, P, F, Zn, Mg, dan Mn. Kalsium, fosfor, dan vitamin D penting untuk proses kalsifikasi matriks enamel secara normal. Bila kekurangan ketiga unsur tersebut akan menyebabkan hipokalsifikasi pada enamel menyebabkan gigi lebih peka terhadap karies.

VITAMIN Vitamin adalah nutrisi organik yang dibutuhkan dalam jumlah kecil untuk berbagai fungsi biokimiawi tubuh. Pada umumnya vitamin tidak dapat disintesis oleh tubuh sehingga harus tercakup dalam diet. Terbagi menjadi 2 golongan, yaitu vitamin yang larut dalam lemak dan yang larut dalam air. Vitamin yang larut dalam lemak bersifat hidrofobik dan hanya dapat diserap secara efisien bila ada absorpsi lemak yang normal. Dapat disimpan dalam berbagai jaringan sebagai cadangan tubuh. Transportasinya di dalam aliran darah adalah dalam bentuk lipoprotein atau terikat pada protein spesifik. Terdiri atas vitamin A, D, E, dan K, memiliki fungsi yang bervariasi. Vitamin yang larut dalam air terdiri dari vitamin B dan C, yang fungsi utamanya adalah sebagai kofaktor enzim / koenzim. Tidak dapat disimpan sebagai cadangan dalam tubuh kecuali vitamin B12. VITAMIN YANG LARUT DALAM LEMAK VITAMIN A :  Sumber : sayuran hijau dan kuning, hati, mentega, susu,telur.  Metabolisme : - Retinoid terdiri dari retinol, retinaldehide, dan retinoic acid (preformed vitamin A dalam makanan hewani). - Carotenoid yang ditemukan pada tumbuhan terdiri dari carotene dan senyawa turunannya, adalah precursor vitamin A, yang akan dipecah menjadi retinaldehide, retinol, dan retinoic acid. α- , β-, γ- carotene serta kriptoxantin adalah carotenoid provitamin A yang paling penting.

2

β-caroten dan carotenoid provitamin A lain dipecah di mukosa intestinal oleh carotene dioksigenase, menghasilkan retinaldehide, yang kemudian direduksi menjadi retinol, diesterifikasi dan disekresikan dalam kilomikron bersama-sama ester yang dibentuk dari retinol makanan. Defisiensi vitamin A akan menimbulkan buta senja, xeropthalmia, keratinisasi kornea, akhirnya kebutaan, terganggu epitelialisasi, mudah infeksi. Sebaliknya kelebihan vitamin A dapat menyebabkan kerusakan jaringan system syaraf, hepar, tulang, dan kulit. -



VITAMIN D :  Sumber : vitamin D disintesis di kulit dalam jumlah yang mencukupi, bila paparan sinar matahari inadekuat baru diperlukan dari diet. Dari makanan didapatkan pada hati, telur, susu.  Metabolisme : o Vitamin D sebenarnya bekerja sebagai hormone, terikat pada reseptor nuclear. o Suatu senyawa intermediate dalam sintesis kolesterol, yaitu 7-dehidrokolesterol , bila terkena sinar matahari akan membentuk previtamin D, yang akan menjadi cholecalciferol (calciol, vitamin D3), kemudian masuk ke aliran darah. o Cholecalciferol mengalami hidroksilasi menjadi 2 bentuk aktif : 1,25dihidroksivitamin D atau calcitriol. Bentuk ini masuk ke aliran darah terikat pada globulin. Di dalam ginjal diinaktivasi membentuk 24-hidroksicalcidiol.  Fungsi : mengatur homeostasis kalsium, sehingga metabolisme vitamin D diatur oleh faktor-faktor yang berespon pada konsentrasi Ca dan P plasma. o Calcitriol memelihara kadar calcium plasma melalui 3 cara, yaitu :  Meningkatkan absorpsi Ca oleh mukosa usus  Mengurangi eksresi Ca dengan merangsang resorpsi di tubulus renalis distal  Mobilisasi mineral tulang  Calcitriol juga berperan dalam sekresi insulin, sintesis dan sekresi hormone paratiroid dan tiroid, inhibisi produksi interleukin oleh limfosit T dan immunoglobulin oleh sel B, diferensiasi precursor monosit, modulasi proliferasi sel.  Defisiensi : riketsia dan osteomalacia  Kelebihan : kontraksi pembuluh darah, tekanan darah tinggi, batu ginjal dan calcinosis (kalsifikasi jaringan). VITAMIN K :  Sumber : banyak jenis makanan dan disintesis oleh bakteri intestinal.  Metabolisme : o Terdapat 3 bentuk vitamin K, yaitu : Phylloquinine, Menaquinone,dan Menadione. o Bekerja sebagai kofaktor karboksilasi residu glutamate dalam modifikasi protein membentuk asam amino γ-karboksiglutamat. Protrombin , faktor pembekuan VII, IX, dan X mengandung 4-6 asam amino γ-karboksiglutamat. Molekul ini juga dapat ditemukan pada tulang, osteocalcin, dan matrix tulang.  Defisiensi : kelainan protrombin.

3

VITAMIN YANG LARUT DALAM AIR VITAMIN B1 (TIAMIN) :  Sumber : padi-padian dan gandum  Metabolisme : o Penyimpanannya dalam hepar sangat terbatas. o Tiamin adalah precursor dari tiamin pirofosfat, yang terbentuk melalui reaksi dengan ATP. o Tiamin berperan besar dalam metabolisme karbohidrat, karena itu kebutuhannya meningkat bila diet tinggi karbohidrat. o Tiamin pirofosfat bekerja sebagai koenzim dalam kompleks multi enzim yang mengkatalisis reaksi dekarboksilasi oksidatif.  Defisiensi : beriberi, Wernicke’s encephalopathy, psikosis Korsakoff. NIACIN ( VITAMIN B3) :  Sumber : Sereal, daging  Metabolisme : o Niacin dapat disintesis tubuh dalam proses katabolisme triptofan, tapi hanya mencakup 10% dari kebutuhan, sehingga harus terdapat dalam diet. o Terdapat 2 bentuk, yaitu asam nikotinat dan nikotinamid.  Fungsi : adalah sebagai cincin nikotinamid untuk koenzim NAD (Nicotinamide Adenine dinucleotide) dan NADP (Nicotinamide Adenine dinucleotide Diphosphate) dalam reaksi redoks. Niacin juga menjadi sumber ADP-ribosa untuk ADP-ribosilasi protein dalam mekanisme reparasi DNA.  Defisiensi : pellagra (dermatitis, diare, dementia). VITAMIN B12 :  Molekulnya berupa cincin corrin (corrinoid) yang mengandung cobalt, sehingga disebut sebagai cobalamin.  Sumbernya terbatas pada makanan hewani dan produk susu.  Metabolisme : o Bentuk aktifnya adalah methylcobalamin dan 5-deoksiadenosilcobalamin. o Enzim yang kerjanya tergantung pada vitamin ini adalah : metilmalonil CoA mutase (dalam katabolisme isoleusin dan valin), leucine aminomutase, metionin sintase, homosistein metiltransferase.  Defisiensi : anemia perniciosa yang biasanya karena gangguan absorpsi (kurang intrinsic factor). ASAM ASKORBAT (VITAMIN C) :  Sumber : jeruk, strawberi, sayuran mentah atau yang dimasak sebentar.  Metabolisme : terdapat 2 bentuk vitamin C, yaitu asam askorbat dan dehidroaskorbat. Dalam tubuh vitamin C tidak dimetabolisme.  Fungsi : sebagai koenzim hidroksilase yang mengandung Cu (Dopamine β-hidoksilase) dan Fe (Proline dan lisin hidroksilase), yang dibutuhkan untuk sintesis kolagen, osteocalcin, dan komplemen. Vitamin C juga dibutuhkan dalam sintesis norepinefrin dan

4

 

epinefrin, serta sebagai antioksidan. Selain itu, juga dalam pembentukan asam empedu, absorpsi besi, metabolisme mineral tulang Sangat labil. Mudah dirusak oksigen, ion metal, pH meningkat, panas, cahaya. Defisiensi : scurvy, perubahan kulit, fragilitas kapiler meningkat, hingga fraktur. Fungsi imun menurun. MINERAL

Mineral anorganik yang memiliki fungsi vital dalam tubuh manusia harus tercakup dalam diet. Bila intake kurang akan timbul gejala-gejala defisiensi, sebaliknya bila berlebih juga dapat menimbulkan keracunan. Klasifikasi mineral berdasarkan fungsinya :  Fungsi struktural : Calsium, Magnesium, Fosfat  Terkait fungsi membrane : Natrium, Kalium  Sebagai gugus prostetik enzim : Cobalt, Cuprum, Besi, Molibdenum, Selenium, Zinc  Pengatur atau bagian hormone : Calsium, Cromium, Iodine, Magnesium, Mangan, Natrium, Kalium  Esensial, tapi fungsinya belum jelas : Silikon, Vanadium, Nikel  Berpengaruh pada tubuh tapi tidak esensial : Fluor, Lithium  Bisa terdapat dalam makanan, bila berlebih toksis : Alumunium, Arsen, Antimon, Boron, Bromium, Cadmium, Plumbum, Argentum Klasifikasi mineral berdasarkan kebutuhan :  > 100 mg/hari (makromineral) : o Kalsium o Klorida o Magnesium o Mangan 

< 100 mg/hari (mikromineral / trace element) : o Kromium o Kobalt o Tembaga o Yodium o Besi o Molibdenum o Selenium o Seng

o Fosfor o Kalium o Natrium

5

KALSIUM :  Merupakan mineral yang paling banyak terdapat dalam tubuh, 1,5-2% dari berat tubuh, dan 39% dari mineral tubuh total (Sekitar 1100 gr kalsium (27,5 nmol)  Sekitar 99% kalsium tubuh terdapat dalam tulang dan gigi. Kalsium yang terdapat dalam gigi tidak dapat dimobilisasi kembali ke dalam darah karena mineral dalam gigi yang sudah erupsi tetap seumur hidup.  1% sisanya terdapat dalam darah, cairan ekstraselular, dalam sel-sel semua jaringan. Kalsium ini memiliki berbagai fungsi regulasi metabolik.  Kalsium bebas terionisasi dalam cairan tubuh diperlukan untuk , pembekuan darah, kontraksi otot dan fungsi saraf.  Sumber : produk susu, sayuran hujau, kacang, gandum   

Untuk metabolisme kalsium dan fosfor terdapat tiga hormon yang penting, yaitu : 1,25 Dihidroksikolekalsiferol. Suatu hormon steroid yang dibentuk dari vit.D. oleh dihidroksilasi berurutan dihati dan ginjal. Efek primernya adalah penyerapan kalsium dari usus. Hormon paratiroid disekresikan oleh kelenjar paratiroid, kerja utamanya adalah memobilisasi kalsium dari tulang dan menigkatkan ekskresi fosfat murni. Kalsitonin disekresikan terutama oleh sel kelenjar tiroid, menghambat resorpsi tulang. Ketiga hormon ini mungkin bekerja sama untuk mempertahankan kadar Ca++ yang normal dalam cairan tubuh. Glukokortikoid,hormone pertumbuhan,estrogen dan berbagai faktor pertumbuhan juga mempengaruhi metabolism kalsium.



Absorpsi : Absorpsi terjadi di semua bagian usus halus. Absorpsi paling cepat terjadi di duodenum dengan pH < 7,0 setelah makan. Pada bagian lain absorpsi lebih lambat karena pH alkalis, tapi jumlah kalsium yang diabsorpsi lebih banyak. Ca dalam jumlah kecil juga dapat diserap di colon. Sekitar 30% Ca dari diet diserap oleh tubuh orang dewasa. Tingkat absorpsi dapat bervariasi dari 10% sampai 60% (jarang). Penyerapan kalsium diusus oleh sistim dalam brush border sel-sel epitel yang melibatkan ATPase yang dalam proses aktif ini diatir oleh 1,25 dihidroksikolekalsiferol.disamping ada absorbsi secara difusi pasif. Penyerapan kalsium mengalami adaptasi, yaitu tinggi bila asupan kalsium rendah dan menurun bila asupan kalsium tinggi. Penyerapam kalsium menurun bila ada bahan-bahan yang membentuk garanm-garam tidak larut misalnya : fosfat dan oksalat. atau dengan suatu alkali yang menjadikan pembentukan sabun kalsium yang tidak larut. Diet tinggi protein meningkatkan penyerapan kalsium pada orang dewasa. Ca diabsorpsi melalui 2 mekanisme : (1) Transport aktif o Predominan saat konsentrasi ion Ca luminal rendah (asupan Ca di bawah kebutuhan) o Terutama di duodenum dan jejunum proksimal.

6

o Kapasitas terbatas. o Diatur melalui kerja 1,25-dihidroksivitamin D. Vitamin/hormon ini meningkatkan uptake Ca di mukosa intestinal dengan menstimulasi produksi calbindin (Ca binding protein). Fungsi calbindin adalah menyimpan sementara ion Ca setelah makan dan membawanya ke membran basolateral untuk absorpsi tahap akhir. Calbindin mengikat 2 atau lebih ion Ca per molekul protein dalam sitosol. (2) Transport pasif (Transfer paraselular) o Berlangsung bila konsentrasi ion Ca luminal tinggi. Terutama terjadi bila terdapat sejumlah besar asupan Ca dari makanan (misalnya produk susu atau suplemen) o Transport ini tidak terbatas, tidak bergantung pada vitamin D, dan terjadi di sepanjang usus halus. Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi bioavailabilitas dan absorpsi Ca dalam usus, pada prinsipnya semakin tinggi kebutuhan atau semakin sedikit asupan dari makanan, absorpsi akan semakin efisien. Kebutuhan Ca meningkat pada saat pertumbuhan, kehamilan, menyusui, keadaan kekurangan Ca, latihan yang meningkatkan densitas tulang. Kalsium diabsorpsi dalam bentuk ion sehingga penyerapan paling baik terjadi dalam media asam. HCl lambung yang disekresi selagi makan meningkatkan absorpsi Ca dengan menurunkan pH pada duodenum proksimal. Sehingga saat konsumsi suplemen Ca yang paling baik adalah waktu makan. Diet serat dapat menurunkan absorpsi Ca bila dikonsumsi dalam jumlah besar (>30 gr/hari). Absorpsi Ca tampaknya tidak dipengaruhi oleh jumlah fosfat dalam diet kecuali bila intake fosfor sangat berlebih. 

Eksresi : Sekitar 50% Ca dari diet dieksresikan ke dalam urine tiap harinya, sejumlah yang hampir sama juga dieksresikan ke dalam usus (akan bergabung dengan Ca yang tidak diabsorpsi dalam faeces). Resorpsi Ca di tubulus renalis terjadi melalui mekanisme transport seperti di usus halus. Eksresi Ca bervariasi sepanjang kehidupan, rendah saat berlangsung pertumbuhan skeletal cepat, meningkat saat menopause. Pada umumnya eksresi Ca sesuai dengan asupannya. Ca juga dieksresikan melalui keringat dan pengelupasan kulit, yaitu sekitar 15 mg/hari. Aktivitas fisik yang berat akan meningkatkan eksresi Ca dari cara ini.



Kalsium dalam tulang : o cadangan yang cepat dipertukarkan o cadangan kalsium stabil yang jauh lebih besar yang dipertukarkan secara lambat.



Kalsium dalam serum : Kalsium serum total terdiri dari 3 fraksi yang berbeda :

7

(1) Ca terionisasi (bebas) 47,6% (2) Membentuk komplek dengan anion seperti fosfat, sitrat, atau anion organik lain 6,4% (3) Terikat protein, terutama dengan albumin 46% Ca dalam bentuk ion diatur dan diseimbangkan secara cepat dengan Ca terikat protein dalam darah. Konsentrasi ion Ca dalam serum diatur terutama oleh hormon paratiroid. Selain itu diatur juga oleh hormon lain termasuk kasitonin, vitamin D, estrogen. Kadar kalsium serum dipertahankan antara 8,8-10,8 mg/dl, dengan kadar Ca bentuk ion 4,4-5,2 mg/dl. Kadar Ca serum paling tinggi saat awal kehidupan, kemudian menurun perlahan hingga kadar paling rendah pada usia lanjut. 

Regulasi kalsium dalam serum : Ca dalam tulang seimbang dengan Ca dalam darah. Bila kadar Ca dalam serum kurang dari normal, hormon paratiroid merangsang transfer Ca dari tulang ke dalam darah, meningkatkan resorpsi di tubulus renalis, dan secara tidak langsung meningkatkan absorpsi Ca dalam usus dengan meningkatkan produksi vitamin D oleh ginjal.

Hormon glukokortikoid bila berlebih akan menyebabkan pengeroposan tulang, terutama tulang trabekular akibat absorpsi Ca terganggu baik jalur pasif maupun aktif. Hormon tiroid menstimulasi resorpsi tulang. Penurunan konsentrasi estrogen serum saat menopause juga mengakibatkan resorpsi tulang. T testosteron juga dapat menghambat resorpsi tulang. Dalam sistim ini sekitar 500 nmol kalsium perhari berpindah masuk dan keluar dari cadangan yang mudah dipertukarkan. Pertukaran kalsium antara plasma dan cadangan stabil kalsium tulang hanya sekitar 7,5 nmol per hari. Sejumlah besar kalsium disaring oleh ginjal dan 98-99% akan diserap kembali. 60% reabsorpsi terjadi ditubulus proksimal dabn sisanya di pars asenden ansa henle dan tubulus distalis, Reabsorpsi di tubulus distalis diatur oleh hormone para tiroid.

8

 Fungsi : Intake Ca yang adekuat dari diet dibutuhkan untuk memperoleh massa dan densitas tulang pada fase prepubertal dan adolesens. Hal ini penting untuk perempuan karena tulang yang terakumulasi pada saat ini akan menjadi proteksi terhadap osteoporosis pada fase postmenopause. Wanita postmenopause memerlukan jumlah Ca yang cukup untuk mempertahankan kesehatan tulang dan menekan PTH. Kebutuhan Ca meningkat pada masa kehamilan, infant, kanak-kanak, dan adolesens. Kalsium berfungsi dalam transport membran sel, karena dapat mempengaruhi stabilitas membran. Kalsium juga mempengaruhi transmisi ion di sepanjang membran organel sel, pelepasan neurotransmiter pada sambungan sinaps, kerja hormon, serta pelepasan atau aktivasi enzim intraselular dan ekstraselular. Kalium juga dibutuhkan untuk transmisi syaraf dan regulasi fungsi otot jantung. Keseimbangan antara ion Ca, Na, K, Mg memelihara tonus otot skeletal dan mengatur iritabilitas syaraf. Kalsium dalam bentuk ion memulai pembentukan bekuan darah dengan merangsang pelepasan tromboplastin dari platelet, juga bekerja membantu reaksi enzimatik yang mengkonversi protrombin menjadi trombin.  Kebutuhan : Masa Infant & anak-anak usia dini Anak-anak & dewasa muda Dewasa Kehamilan Menyusui

Kebutuhan (mg/hari) 210-800, tergantung usia 1300 1000-1200, tergantung usia dan jenis kelamin 1000-1300, tergantung usia 1000-1300, tergantung usia

 Sumber makanan : Susu sapi dan produknya merupakan sumber Ca yang paling banyak. Sayuran yang berwarna hijau tua seperti brokoli, tulang-tulang kecil ikan sarden dan salmon kalengan, kerang dan tiram adalah sumber Ca yang baik. Suplemen Ca dapat berbentuk kalsium karbonat (sukar larut) atau kalsium sitrat (lebih larut).  Defisiensi : Kekurangan Ca dapat mengakibatakan osteoporosis dan osteomalacia, tekanan darah tinggi.  Toksisitas : Asupan Ca yang berlebih (> 2000 mg/hari) terutama pada orang dengan kadar vitamin D yang tinggi dapat menimbulkan hiperkalsemia. Akan terjadi kalsifikasi berlebihan pada jaringan lunak terutama di ginjal. Asupan Ca dosis tinggi jangka panjang dapat

9

meningkatkan resiko fraktur pada orang usia lanjut, mungkin karena tingkat remodeling tulang yang tinggi menyebabkan osteoblast kelelahan. Intake Ca dosis tinggi juga mempengaruhi absorpsi kation lain seperti Fe, Zn, Mn, karena itu suplemen mineral harus diberikan pada waktu yang berbeda-beda. Efek Ca dosis tinggi lainnya adalah konstipasi. Penurunan Kalsium dalam ektraseluler pada neromuskuler junction dapat menghambat transmisi impuls tapi hal ini dikalahkan oleh efek eksitasi karena kadar kalsium yang rendah pada sel saraf dan otot sehingga akan menyebabkan Tetani hipokalsemik. Yang disebabkan oleh peningkatan aktivitas serat saraf motorik. Keadaan ini ditandai oleh spasme luas otot rangka, terutama otot ektremitas dan larings. Spasme pada larings dapat menyebabkan asfiksia yang fatal. FOSFAT :  Merupakan mineral kedua terbanyak dalam tubuh  Terdapat sekitar 700 gr fosfor dalam jaringan dewasa, 85%-nya terdapat dalam skeleton dan tulang sebagai kristal kalsium fosfat. 15% sisanya aktif dalam metabolisme di semua sel tubuh dan di kompartemen cairan ekstraseluler.  50% fosfat inorganik terdapat dalam serum sebagai ion bebas (H2PO4- dan H2PO42-). Persentase lebih kecil terikat protein (~10%) atau berupa kompleks (~40%).  Kadar P inorganik dalam serum dipelihara oleh hormon paratiroid sekitar 3-4 mg/100 ml pada orang dewasa, tapi pengaturannnya tidak seketat regulasi Ca. Pada infant konsentrasinya lebih tinggi, sedangkan pada usia lanjut lebih rendah (< 2,5 mg/dl)  Kebanyakan dalam bentuk kompleks dengan oksigen sebagai PO4  Regulasi : o Hormon paratiroid memiliki efek fosfaturik o Vitamin D meningkatkan reabsorpsi P di usus halus 

Absorpsi : Fosfor dari diet atau suplemen dapat berbentuk fosfat inorganik dan organik. Kebanyakan diabsorpsi dalam bentuk inorganik. Fosfat organik dihidrolisis dalam lumen usus dan dilepaskan sebagai fosfat inorganik, terutama melalui kerja fosfatase pankreatik atau intestinal. Bioavailabilitas bergantung pada bentuk fosfat dan pH. Lingkungan asam pada duodenum proksimal penting untuk memelihara kelarutan P dan bioavailabilitasnya. Pada diet vegetarian P kebanyakan dalam bentuk fitat yang sulit dicerna oleh tubuh manusia karena tidak memiliki enzim yang dapat memecah P dari fitat, tapi terdapat bakteri usus yang memiliki enzim yang diperlukan untuk hidrolisis fosfat. Pada umumnya, efisiensi absorpsi fosfat adalah sebesar 60-70% pada orang dewasa, hampir 2 kali lipat dari absorpsi Ca dan lebih cepat (Puncak absorpsi fosfat dicapai dalam waktu 1 jam setelah ingesti, sedangkan Ca memerlukan waktu 3-4 jam) Fosfor inorganik diserap diduodenum dan usus halus oleh transport aktif dan dilusi pasif. Penyerapan fosfor inorganik setara dengan asupan makanan, dan banyak rangsangan yang menyebabkan penyerapan kalsium termasuk 1,25 dihidroksikolekalsiferol akan menyebabkan juga peningkatan penyerapan fosfor.

10



Eksresi : Jalur eksresi P terutama melalui ginjal, yang juga merupakan tempat pusat regulasi fosfat. Peningkatan eksresi fosfat terjadi bila terdapat peningkatan intake, peningkatan absorpsi, dan kadar dalam plasma tinggi. Faktor lainnya adalah hiperparatiroidisme, asidosis metabolik atau respiratorik akut, intake diuretik, ekspansi volume ekstraselular. Bila kadar hormon paratiroid tinggi, fosfat yang dieksresikan melalui urine meningkat. Hipofosfatemia dapat terjadi karena kelaparan atau kekurangan nutrisi kronis. Regulasi fosfat serum dan urine tidak seketat regulasi kalsium, tapi eksresi fosfat fecal endogen diatur dengan lebih baik dan menyediakan jalur untuk eksresi fosfat bila terjadi peningkatan kadar hormon paratiroid yang menyebabkan tingginya kadar fosfat dalam darah dan jaringan. Eksresi fosfat yang berkurang dihubungkan dengan restriksi diet, peningkatan insulin plasma, hormon tiroid, hormon pertumbuhan, glukagon, glukokortikoid, alkalosis metabolik atau respiratorik, dan kontraksi volume ekstraselular.



Fungsi : Sebagai fosfat, P terlibat dalam berbagai fungsi esensial tubuh. Fosfat merupakan bagian dari RNA dan DNA. Bentuk energi selular utama yaitu ATP mengandung ikatan fosfat tinggi energi, begitu juga kreatinin fosfat dan fosfoenolpiruvat. Ion fosfat berkombinasi dengan ion Ca membentuk hidroksiapatit, yaitu molekul inorganik utama pada tulang dan gigi. Mineral tulang (bukan mineral gigi) menyediakan ion fosfat melalui regulasi homeostatik kalsium serum oleh hormon paratiroid.



Kebutuhan : Masa Infant & anak-anak usia dini Anak-anak & dewasa muda Dewasa Kehamilan Menyusui

Kebutuhan (mg/hari) 100-500, tergantung usia 1250 700 700-1250, tergantung usia 700-1250, tergantung usia



Sumber makanan : Makanan yang mengandung banyak protein merupakan sumber P yang baik, misalnya : daging, unggas, ikan, telur, susu dan produknya, kacang-kacangan, dan sereal. Fosfor terikat pada sedikit asam amino, khususnya serin, treonin, tirosin dalam protein makanan. Asupan rata-rata perhari pada orang dewasa adalah 1000-1300 mg.



Defisiensi : Defisiensi fosfat jarang terjadi, tapi dapat terjadi pada individu yang mengkonsumsi obat yang mengikat fosfat. Defisiensi lebih sering terjadi pada orang usia lanjut. Gejala yang

11

timbul terutama karena penurunan sintesis ATP dan molekul fosfat organik yang lain, yang menimbulkan kelainan neural, muskular, skeletal, hamatologis, dan renal. 

Toksisitas : Konsentrasi tinggi hormon paratiroid yang persisten dapat terjadi karena konsumsi kronis diet rendah kalsium dan tinggi fosfat. Kondisi ini disebut sebagai hiperparatiroidisme nutrisional sekunder. Bila keadaan ini berlangsung kronis akan terjadi peningkatan resiko terhadap fraktur. Untuk mencegahnya harus terdapat asupan kalsium yang cukup dari makanan atau suplemen.

MAGNESIUM :    

 

Seperti Ca, Mg terutama berada di tulang. Selain itu mineral ini juga ditemukan di dalam sel dan diperlukan dalam sejumlah reaksi enzimatik, khususnya reaksi-reaksi yang menggunakan ATP. Sumber : sayuran hijau, kacang Kebutuhan : 300-450 mg/hari. Fungsi : o Metabolisme kalsium : sebagai kofaktor adenilat siklase serta meningkatkan sintesis dan pelepasan hormon paratiroid o Komponen tulang o Kontraksi otot o Meningkatkan impuls syaraf o Kofaktor ATP-ase Hipomagnesia : o Etiologi : alkoholisme, diuretik, obat-obatan (aminoglikosida) o Gejala : hipokalsemi dengan tetani, takikardia Hipermagnesia : o Etiologi : gagal ginjal, pengobatan eklampsi dengan Mg sulfat o Gejala : depresi neuromuskuler, bradikardia

BESI :  Sumber : daging, telur, sayuran, sereal  Fungsi : o komponen struktural heme dari hemoglobin, myoglobin, dan sistem sitokrom oksidase o kofaktor enzim, misalnya : katalase  Dalam tubuh dalam bentuk Fe2+(Ferro) di molekul heme sedangkan pengangkutannya dan penyimpanannya dalam bentuk Fe3+(Ferri). Dalam darah terikat transferin.  Dalam tubuh terdapat 3-4 gram Fe. 75% dalam hemoglobin dan myoglobin. 25% dalam jaringan seperti BM, hepar, dan RES.  Absorpsi dari diet di usus halus. Daging dan vitamin C meningkatkan absorpsi, serat sayuran menurunkan. Kebutuhan meningkat saat pertumbuhan dan kehamilan.  Defisiensi : o Etiologi : divertikulum Meckel’s, menorhagia, ulcus peptikum, polip colon

12

o Gejala : anemia mikrositik, sindrom Plummer-Vinson, kelelahan o Kelebihan karena intoksikasi Fe, penyakit kelebihan Fe (hemokromatosis, hemosiderosis, anemia sideroblastik) ZINC :  Sumber : daging, liver, telur, tiram  Saat absorpsi terikat protein metalotionin  Merupakan trace metals paling tidak toksik  Fungsi : o Kofaktor metaloenzim : superoxide dismutase, kolagenase (penyembuhan luka), alkohol dehidrogenase, alkaline fosfatase o Spermatogenesis, pertumbuhan anak  Defisiensi : o Etiologi : alkoholisme, rheumatoid artritis, diare kronik, acrodermatitis enteropathica (penyakit autosomal resesif) o Gejala : penyembuhan luka terhambat, dysgeusia, anosmia, rash perioral, hipogonadisme, retardasi pertumbuhan CUPRUM :  Sumber : daging, unggas, sereal, buah  Absorpsinya memerlukan metalotionin  Fungsi : sebagai kofaktor metaloenzim o Ferroksidase, lisil oksidase, superoxide dismutase, tirosinase, sitokrom c oksidase  Transportasi dan regulasinya melibatkan ceruloplasmin, yaitu copper-binding plasma protein  Hipokupremia : biasanya karena total parenteral nutrition. Gejalanya : anemia mikrositik, penyembuhan luka terlambat  Hiperkupremia : pada Wilson’s disease (autosom resesif) dimana tubuh tidak dapat mensekresi Cu ke dalam empedu, cirrhosis hepatis MANGAN :  Fungsi : metabolisme mukopolisakarida, koenzim arginase.  Kebutuhan : 2,5-5 mg/hari.  Gejala defisiensi : retardasi pertumbuhan, gangguan toleransi glukosa FLUORIDE :  Fluorida merupakan elemen natural yang dapat ditemukan hampir di semua air minum dan tanah dengan konsentrasi yang bervariasi di seluruh dunia.  Skeleton rata-rata mengandung 2,5 mg fluorida.  Senyawa fluorida yang larut : NaF, HF, Na2PO3F. Yang kurang larut : CaF2, MgF2, AlF3  Dalam pH < 3,5 (lambung) dalam bentuk HF. Sedangkan bila pH >3,45 (darah, saliva, cairan jaringan) dalam bentuk F-.

13

 

    

F diabsorpsi dari paru dan saluran cerna kemudian didistribusikan ke dalam plasma, sekitar 50% disimpan dalam jaringan keras seperti tulang dan gigi, sebagai komponen struktural dari calcium hidroksiapatite pada tulang dan gigi. Semakin asam lambung, semakin banyak F yang diabsorpsi karena : o F diabsorpsi sebagai HF o HF yang berupa molekul tidak bermuatan mudah melewati membran biologis o HF mendominasi pada pH rendah F dari produk dental hampir seluruhnya diabsorpsi saat tertelan. Ekskresi melalui : urine (50%), faeces, dan keringat. Defisiensi : karena intake kurang. Gejalanya : gigi berlubang Kelebihan : biasanya bila menggunakan air minum fluoridisasi. Gejalanya : fluorosis, yaitu kalsifikasi ligamen, deposit kapur di gigi, resiko fraktur meningkat. Bila terjadi keracunan fluorida akut, eksresi melalui urine harus ditingkatkan melalui peningkatan pH, misalnya dengan diet vegetarian



Fungsi : Fluorida berperan dalam mengurangi insidens karies gigi. Bila diberikan selama proses perkembangan gigi akan menggantikan gugus hidroksil (OH) dari gugus hidroksiapatit enamel menyebabkan terbentuknya fluoroapatit. Kristal fluoroapatit lebih tidak mudah larut bila terpapar asam organik yang dibentuk oleh bakteri di dalam mulut bila dibandingkan dengan kristal hidroksiapatit, sehingga menyebabkan gigi lebih tahan terhadap demineralisasi asam. Fluorida juga bekerja sebagai agen antibakterial dalam rongga mulut dengan bertindak sebagai inhibitor enzim. Prevalensi karies telah berkurang sebanyak 50% dalam dekade terakhir karena fluoridisasi air minum dan penggunaan fluorida topikal (pasta gigi, aplikasi topikal).



Kebutuhan : Masa Usia 1-8 tahun Anak-anak & dewasa muda Dewasa

Kebutuhan (mg/hari) 0,7-1 2-3 3-4



Sumber makanan : Sumber utama fluorida dari diet adalah dari air minum fluoridasi dan makanan yang telah diproses dengannya. Makanan laut juga mengandung fluorida. Rekomendasi konsentrasi F dalam air minum adalah 1 ppm. Bila intake melebih 2 mg dapat terjadi fluorosis ringan.



Defisiensi : Belum diketahui adanya fungsi metabolik dari F sehingga belum diketahui juga akibat yang timbul bila terjadi defisiensi.

14



Toksisitas : Fluorosis ringan dapat timbul bila intake 0,1 mg/kg. Gejalanya adalah diskolorasi gigi atau mottling, tapi biasanya tidak tampak dan tidak memiliki efek samping kecuali kosmetis. Tanda paling awal adalah bercak-bercak putih yang akan menjadi noda kecoklatan bila toksisitas memburuk. Mottling timbul pada fluorosis berat yang menimbulkan pitting pada permukaan enamel gigi, sehingga gigi menjadi lemah dan menjadi rentan decay. Bila intake lebih tinggi lagi dapat terjadi flaking gigi dan efek dental yang lebih serius.



Fluorida topikal : Fluorida topikal yang didapat dari pasta gigi dan cairan kumur berfluorida merupakan sumber F yang efektif. Anak-anak < 6 tahun seharusnya tidak menggunakan cairan kumur berfluorida, anak-anak yang lebih tua harus diinstruksikan untuk berkumur, bukan menelan cairan kumur. Pasta gigi yang diperlukan hanya sebesar kacang polong untuk menghindari kejadian ingesti F. Fluorida topikal juga dapat diberikan oleh dokter gigi. Fluorida paling efektif bila diberikan dari kelahiran sampai usia 12-13 tahun, yaitu periode dimana berlangsung mineralisasi gigi permanen yang belum erupsi.

REFERENSI 1. Bender, David A,PhD, Mayes, Peter A,PhD,DSc. 2006. Micronutrients : Vitamins & Minerals. Dalam : Murray, Robert K (ed), Harper’s Illustrated Biochemistry. Edisi 27. Boston : Lange : 489-505. 2. Davidson, Victor. 1999. Vitamins and Minerals. Dalam : Davidson, Victor L.,Sittman, Donald B., National Medical Series, Biochemistry. Edisi 4. Philadelphia : Lippincott : 247-257. 3. Dominiczak, MH., Broom, J. 2005. Micronutrients : Vitamins and Minerals. Dalam : Baynes, John W., Dominiczak, MH., (ed), Medical Biochemistry. Edisi 2. Philadelphia : Elsevier-Mosby : 126-142. 4. Mahan. L. K dan Sylvia. E. S.2008. Krause’s Food and Nutrition Therapy. Philadelphia : Saunders. 5. Pelley, John W,PhD., Goljan, Edward F,MD. 2003. Nutrition. Dalam : Rapid Review Series Biochemistry. St.Louis : Mosby : 49-76. 6. Wardlaw. G. M dan Anne. M. S.2006. Contemporary Nutrition. 7th ed. St. Louis : Mc Graw Hill. 7. WD Fraser. 2005. Calcium and Bone Metabolism dalam : Medical Biochemistry, edisi 2, Philadelphia : Elsevier Mosby : 345-358.