Mekanisme Vitamin

VITAMIN Vitamin adalah senyawa organik yang diperlukan tubuh dalam jumlah sangat sedikit dan harus disuplai disuplai dari makanan karena tubuh tidak dapat mensintesisnya. mensintesisnya. Suatu vitamin minimal menunjukkan satu fungsi metabolik khusus.

Istilah “Vitamine” digunakan oleh

Casimir Funk pada tahun 1912 yang meneliti tentang penyakit beri- beri. beri- beri. “Vita” menunjukkan senyawa yang diperlukan oleh tubuh sedangkan “amine” berarti mengandung nitrogen. Ternyata bahwa tidak semua vitamin mengandung nitrogen. Maka kemudian istilah “amine” diganti dengan “amin”, sehingga sekarang dikenal istilah “Vitamin”. Vitamin dibagi menjadi dua golongan besar berdasarkan kelarutannya, yaitu: (1) vitamin larut air (grup vitamin B dan vitamin C), dan (2) vitamin larut lemak yaitu vitamin A, D, E dan K. Vitamin memiliki peranan spesifik di dalam tubuh dan dapat pula memberikan manfaat kesehatan. Bila kadar senyawa ini tidak mencukupi, tubuh dapat mengalami suatu penyakit. Tubuh hanya memerlukan vitamin dalam jumlah sedikit, tetapi jika kebutuhan ini diabaikan maka metabolisme di dalam tubuh kita akan terganggu karena fungsinya tidak dapat digantikan oleh senyawa lain. Gangguan kesehatan ini dikenal dengan istilah avitaminosis. Contohnya adalah bila kita kekurangan vitamin kekurangan  vitamin A maka kita akan mengalami kerabunan. Di samping itu, asupan vitamin juga tidak boleh berlebihan karena dapat menyebabkan gangguan metabolisme pada tubuh Terdapat 13 jenis vitamin yang dibutuhkan oleh tubuh untuk dapat bertumbuh dan  berkembang dengan baik. Vitamin tersebut antara lain vitamin A, C, D, E, K, dan B (tiamin, riboflavin, niasin, asam pantotenat,  biotin, vitamin B6, vitamin B12,  B12,  dan folat). folat). Walau memiliki peranan yang sangat penting, tubuh hanya dapat memproduksi vitamin D dan vitamin K dalam bentuk  provitamin yang tidak aktif. Sumber berbagai vitamin ini dapat  berasal dari makanan, dari makanan, seperti  seperti buah-buahan,  buah-buahan, sayuran,  sayuran, dan  dan suplemen  suplemen makanan.

A.

Vitamin A (Provitamin A)

Vitamin A atau retinal merupakan senyawa poliisoprenoid yang mengandung cincin sikloheksenil. Vitamin A merupakan istilah generik untuk semua senyawa dari sumber hewani yang memperlihatkan aktivitas biologik vitamin A. Senyawa-senyawa tersebut adalah retinal, asam retinoat dan retinal. Hanya retinol yang memiliki aktivitas penuh vitamin A, yang lainnya hanya mempunyai sebagian fungsi vitamin A.

Vitamin A mempunyai provitamin yaitu karoten. Karotenoid adalah pigmen merah, oranye dan kuning yang disintesisi pada kloroplas dan kromoplas makhluk hidup yang mengalami fotosintesis seperti tanaman, bakteri dan fungi. Fungsi karotenoid pada tanaman,  bakteri dan fungi adalah untuk menyerap energi cahaya untuk keperluan fotosintesis dan mencegah kerusakan akibat cahaya pada klorofil. Manusia dan hewan tidak dapat memproduksi sendiri karotenoid sehingga mendapatkannya dari makanan yang mengandung karotenoid. Beberapa hewan mengandung karotenoid seperti crustacea dan ikan bersirip mengandung karotenoid astasantin sehingga memiliki warna pink pada beberapa bagian tubuhnya. Struktur kimia karotenoid terdiri atas 40 atom karbon dan 8 isoprena . Sampai saat ini sekitar 700 jenis karotenoid telah ditemukan dan 563 diantaranya telah diketahui strukturnya. Dari segi struktur, karotenoid bisa dibagi menjadi dua yaitu yang mengandung oksigen disebut santofil dan yang tidak mengandung oksigen disebut karoten.  Karotenoid ada yang  berperan sebagai provitamin A dan ada yang bukan provitamin A. Alpha- karoten,  betakaroten, dan beta-kriptosantin bisa dikonversi menjadi retinol (vitamin A) sedangkan Lutein, zeasantin, and lycopene tidak bisa. Pada mata manusia, dua karotenoid lainnya (yaitu lutein dan zeaxantin) berperan langsung sebagai penyerap cahaya biru dan cahaya di sekitar sinar ultraviolet. Ikatan ganda dan tunggal yang panjang pada karotenoid memungkinkan mereka untuk menyerap cahaya. Fitur ini memiliki relevansi khusus untuk mata, di mana lutein dan zeasantin efisien menyerap cahaya biru. Mengurangi jumlah cahaya biru yang mencapai struktur visual yang kritis mata dapat melindungi mata dari kerusakan oksidatif yang disebabkan cahaya. Age-Related Macular Degeneration (AMD) adalah kebutaan pada orang dewasa akhir. Degenerasi pusat retina mata atau makula adalah penyebab utama. Tidak seperti katarak, di mana lensa yang sakit bisa diganti, tidak ada obat untuk yang berkaitan dengan AMD. Oleh karena itu, upaya-upaya yang ditujukan untuk pencegahan penyakit atau menunda  perkembangan AMD yaitu dengan memberikan asupan antioksidan. Di sisi lain, sinar ultraviolet dan oksidan dapat merusak protein di lensa mata, menyebabkan perubahan struktural yang mengakibatkan pembentukan kekeruhan dikenal sebagai katarak. Seiring bertambahnya usia, kerusakan kumulatif terhadap protein lensa sering mengakibatkan katarak yang cukup besar yang mengganggu penglihatan. Satu-satunya karotenoid yang ditemukan di retina adalah lutein dan zeasantin. Lutein dan zeasantin terdapat dalam konsentrasi tinggi di makula berfungsi meredam cahaya biru.

Dengan mencegah sejumlah besar cahaya biru masuk ke mata dan mencapai struktur dasar yang terlibat dalam pengelihatan, lutein dan zeaxanthin dapat melindungi terhadap kerusakan oksidatif yang disebabkan cahaya, yang diduga berperan dalam patologi degenerasi makula terkait usia atau AMD. Sampai saat ini, bukti-bukti ilmiah yang menunjukkan bahwa konsumsi lutein dan zeasantin setidaknya 6 mg/ hari dari buah-buahan dan sayuran dapat menurunkan risiko yang berkaitan dengan degenerasi makula terkait usia.

B.

Vitamin B Kompleks

Vitamin B kompleks yang termasuk adalah tiamin (vitamin B1), Riboflavin (vitamin B2), Niasin (vitamin B3), Asam pantotenat (vitamin B5), Piridoksin (vitamin B6), Biotin (Vitamin B7), Asam Folat (vitamin B9), dan Sianokobalamin (vitamin B12). 1.

Tiamin

Tiamin tersusun dari pirimidin tersubsitusi yang dihubungkan oleh jembatan metilen dengan tiazol tersubsitusi. Bentuk aktif dari tiamin adalah tiamin difosfat. Reaksi konversi tiamin menjadi tiamin difosfat tergantung oleh enzim tiamin difosfotransferase dan ATP yang terdapat di dalam otak dan hati. Tiamin difosfat berfungsi sebagai koenzim dalam sejumlah reaksi enzimatik dengan mengalihkan unit aldehid yang telah diaktifkan yaitu pada reaksi : a.

Dekarboksilasi oksidatif asam-asam α - keto ( misalnya α- ketoglutarat, piruvat, dan analog α - keto dari leusin isoleusin serta valin).

 b.

Reaksi transketolase (misalnya dalam lintasan pentosa fosfat). Semua reaksi ini dihambat pada defisiensi tiamin. Dalam setiap keadaan tiamin, difosfat

menghasilkan karbon reaktif pada tiazol yang membentuk karbanion, yang kemudian ditambahkan dengan bebas kepada gugus karbonil, misalnya piruvat. Senyawa adisi kemudian mengalami dekarboksilasi dengan membebaskan CO 2. Reaksi ini terjadi dalam suatu kompleks multienzim yang dikenal sebagai kompleks piruvat dehidrogenase. Dekarboksilasi oksidatif α-ketoglutarat menjadi suksinil ko-A dan CO 2 dikatalisis oleh suatu kompleks enzim yang strukturnya sangat serupa dengan struktur kompleks piruvat dehidrogenase. Pada manusia yang mengalami defisiensi tiamin mengakibatkan reaksi yang tergantung  pada tiamin difosfat akan dicegah atau sangat dibatasi, sehingga menimbulkan penumpukan substrat untuk reaksi tersebut, misalnya piruvat, gula pento dan derivat α- ketoglutarat dari asam amino rantai bercabang leusin, isoleusin serta valin. Tiamin didapati hampir pada semua tanaman dan jaringan tubuh hewan yang lazim digunakan sebagai makanan, tetapi kandungannya biasanya kecil. Biji-bijian yang tidak digiling sempurna dan daging

merupakan sumber tiamin yang baik. Penyakit beri-beri disebabkan oleh diet kaya karbohidrat rendah tiamin, misalnya beras giling atau makanan yang sangat dimurnikan seperti gula pasir dan tepung terigu berwarna putih yang digunakan sebagai sumber makanan  pokok. 2.

Riboflavin

Riboflavin terdiri atas sebuah cincin isoaloksazin heterosiklik yang terikat dengan gula alcohol,ribitol.Je nis vitamin ini berupa pigmen fluoresen berwarna yang relatif stabil terhadap panas tetapi terurai dengan cahaya yang visible. Bentuk aktif riboflavin adalah flavin mononukleatida (FMN) dan flavin adenin dinukleotida (FAD). FMN dibentuk oleh reaksi fosforilasi riboflavin yang tergantung pada ATP sedangkan FAD disintesis oleh reaksi selanjutnya dengan ATP dimana bagian AMP dalam ATP dialihkan kepada FMN. FMN dan FAD berfungsi sebagai gugus prostetik enzim oksidoreduktase, di mana gugus prostetiknya terikat erat tetapi nonkovalen dengan apoproteinnya. Enzim-enzim ini dikenal sebagai flavoprotein. Banyak enzim flavoprotein mengandung satu atau lebih unsur metal seperti molibneum serta besi sebagai kofaktor esensial dan dikenal sebagai metaloflavoprotein. Enzim-enzim

flavoprotein

tersebar

luas

dan

diwakili

oleh

beberapa

enzim

oksidoreduktase yang penting dalam metabolisma mamalia, misalnya oksidase asam α-amino dalam reaksi deaminasi asam amino, santin oksidase dalam penguraian purin, aldehid dehidrogenase, gliserol 3-fosfat dehidrogenase mitokondria dalam proses pengangkutan sejumlah ekuivalen pereduksi dari sitosol ke dalam mitokondria, suksinat dehidrogenase dalam siklus asam sitrat, Asil ko A dehidrogenase, serta flavoprotein pengalih electron dalam oksidsi asam lemak dan dihidrolipoil dehidrogenase dalam reaksi dekarboksilasi oksidatif  piruvat serta α- ketoglutarat, NADH dehidrogenase merupakan komponen utama rantai respiratorikdalam mitokondria. Semua system enzim ini akan terganggu pada defisiensi riboflavin. Dalam peranannya sebagai koenzim, flavoprotein mengalami reduksi reversible cincin isoaloksazin hingga menghasilkan bentuk FMNH2 dan FADH2. Bila ditinjau dari fungsi metaboliknya yang luas, kita heran melihat defisiensi riboflavin tidak menimbulkan keadaan yang bisa membawa kematian. Namun demikian kalau terjadi defisiensi ribovlavin, berbagai gejala seperti stomatitis angularis, keilosis,glositis,sebore dan fotofobia. Riboflavin disintesis dalam tanaman dan mikroorganisme, namun tidak dibuat dalam tubuh mamalia. Ragi, hati dan ginjal merupakan sumber riboflavin yang baik dan vitamin ini

diabsorbsi dalam intestinum lewat rangkaian reaksifosforilasi  –   defosforilasi di dalam mukosa . Berbagai hormon (misalnya hormon tiroid dan ACTH), obat-obatan (misalnya klorpromazin, suatu inhihibitor kompetitif) dan faktor-faktor nutrisi mempengaruhi konversi riboflavin menjadi bentuk-bentuk kofaktornya . Karena sensitivitasnya terhadap cahaya, defisiensi riboflavin dapat terjadi pada bayi yang baru lahir dengan hiperbilirubinemiayang mendapat fototerapi. 3.

Niasin

 Niasin merupakan nama generik untuk asam nikotinat dan nikotinamida yang berfungsi sebagai sumber vitamin tersebut dalam makanan. Asam nikotinat merupakan derivat asam monokarboksilat dari piridin. Bentuk aktif sari niasin adalah Nikotinamida Adenin Dinukleotida (NAD+) dan Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat ( NADP +).  Nikotinat merupakan bentuk niasin yang diperlukan untuk sintesis NAD + dan NADP+ oleh enzim-enzim yang terdapat pada sitosol sebagian besar sel. Oleh sebab itu, setiap nikotinamida dalam makanan, mula-mula mengalami deamidasi menjadi nikotinat. Dalam sitosol nikotinat diubah menjadidesamido NAD +  melalui reaksi yang mula-mula dengan 5fosforibosil  – 1-pirofosfat adenilasi dengan ATP. Gugus amido pada glutamin akan turut membentuk koenzim NAD +. Koenzim ini bisa mengalami fosforilasi lebih lanjut sehingga terbentuk NADP+.  Nukleotida nikotinmida mempunyai peranan yang luas sebagai koenzim pada banyak enzim dehidrogenase yang terdapat di dalam sitosol ataupun mitokondria. Dengan demikian vitamin niasin merupakan komponen kunci pada banyak lintasan metabolik yang mengenai metabolisme karbohidrat, lipid serta asam amino.  NAD+  dan NADP +  merupakan koenzim pada banyak enzim oksidorduktase. Enzimenzim dehidrogenase yang terikat dengan NAD mengkatalisis reaksi oksidoreduksi dalam lintasan oksidatif misalnya siklus asam sitrat, sedangkan enzim-enzim dehidrogenase yang terikat dengan NADP ditemukan dalam lintasan yang berhubungan dengan sintesis reduktif misalnya lintasan pentosa fosfat. Kekurangan niasin menimbulkan sindroma defisiensi pellagra, gejalanya mencakup  penurunan BB, berbagai kelainan pencernaan, dermatitis, depresi dan demensia. Niasin ditemukan secara luas dalam sebagian besar makanan hewani dan nabati. Asam amino essensial triptofan dapat diubah menjadi niasin (NAD +) dimana setiap 60 mg triptofan dapat dihasilkan 1 mg niasin.

4.

Asam Pantotenat

Asam pantotenat dibentuk melalui penggabungan asam pantoat dengan alanin. Asam  pantoneat aktif adalah Koenzim A (Ko-A) dan Protein Pembawa Asil (ACP). Asam  pantoneat dapat diabsorbsi dengan mudah dalam intestinum dan selanjutnya mengalami fosforilasi oleh ATP hingga terbentuk 4'-fosfopantoneat. Penambahan sistein dan  pengeluaran gugus karboksilnya mengakibatkan penambahan netto tiotanolamina sehingga menghasilkan 4' – fosfopantein, yakni gugus prostetik pada Ko-A dan ACP. Ko-A mengandung nukleotida adenin. Dengan demikian 4' – fosfopantein akan mengalami adenilasi oleh ATP hingga terbentuk difosfo ko-A. Fosforilasi akhir terjadi pada ATP dengan menambahkan gugus fosfat pada gugus 3 – hidroksil dalam moitas ribose untuk menghasilkan ko A. Kekurangan asam pantoneat jarang terjadi karena asam pantoneat terdapat secara luas dalam makanan, khususnya dalam jumlah yang berlimpah dalam jaringan hewan, sereal utuh dan kacang-kacangan. 5.

Piridoksin

Vitamin B6 terdiri atas derivat piridin yang berhubungan erat yaitu piridoksin,  piridoksal serta piridoksamin dan derivat fosfatnya yang bersesuaian. Bentuk aktif dari vitamin B6 adalah piridoksal fosfat, di mana semua bentuk vitamin B6 diabsorbsi dari dalam intestinum, tetapi hidrolisis tertentu senyawa-senyawa ester fosfat terjadi selama proses  pencernaan. Piridoksal fosfat merupakan bentuk utama yang diangkut dalam plasma. Sebagian besar jaringan mengandung piridoksal kinase yang dapat mengkatalisis reaksi fosforilasi oleh ATP terhadap bentuk vitamin yang belum terfosforilasi menjadi masingmasing derivat ester fosfatnya. Piridoksal fosfat merupakan koenzim pada beberapa enzim dalam metabolisme asam amino pada proses transaminasi, dekarboksilasi atau aktivitas aldolase. Piridoksal fosfat juga terlibat dalam proses glikogenolisis yaitu pada enzim yang memperantarai proses pemecahan glikogen. Fungsi piridoksin lainnya adalah: telibat dalam sintesis niasin dari triptofan, dan dalam  produksi precursor asam nukleat, dalam sintesis heme (untuk produksi hemoglobin) yang diperlukan untuk berfungsinya sistem syaraf pusat. Kekurangan vitamin B6 jarang terjadi dan setiap defisiensi yang terjadi merupakan bagian dari defisiensi menyeluruh vitamin B kompleks. Namun defisiensi vitamin B6 dapat terjadi selama masa laktasi , pada alkoholik dan juga selama terapi isoniazid.

6.

Asam Folat

 Nama generiknya adalah folasin. Asam folat ini terdiri dari basa pteridin yang terikat dengan satu molekul masing-masing asam P- aminobenzoat acid (PABA) dan asam glutamat. Tetrahidrofolat merupakan bentuk asam folat yang aktif. Makanan yang mengandung asam folat akan dipecah oleh enzim-enzim usus spesifik menjadi monoglutamil folat agar bisa diabsorbsi . kemudian oleh adanya enzim folat reduktase sebagian besar derivat folat akan direduksi menjadi tetrahidrofolat dala sel intestinal yang menggunakan NADPH sebagai donor ekuivalen pereduksi. Tetrahidrofolat ini merupakan pembawa unit-unit satu karbon yang aktif dalam  berbagai reaksi oksidasi yaitu metil, metilen, metenil, formil dan formimino.Semuanya bisa dikonversikan. Serin merupakan sumber utama unit satu karbon dalam bentuk gugus metilen yang secara reversible beralih kepada tetrahidrofolat hingga terbentuk glisin dan N 5, N10 –  metilen – H4 folat yang mempunyai peranan sentral dalam metabolisme unit satu karbon. Senyawa di atas dapat direduksi menjadi N5 –   metil –  H4folat yang memiliki peranan penting dalam metilasi homosistein menjadi metionin dengan melibatkan metilkobalamin sebagai kofaktor. Defisiensi atau kekurangan asam folat dapat menyebabkan anemia megaloblastik karena terganggunya sintesis DNA dan pembentukan eritrosit. 7.

Kobalamin

Vitamin B12 (kobalamin) mempunyai struktur cincin yang kompleks (cincin corrin) dan serupa dengan cincin porfirin, yang pada cincin ini ditambahkan ion kobalt di bagian tengahnya. Vitamin B12 disintesis secara eksklusif oleh mikroorganisme. Dengan demikian, vitamin B12 tidak terdapat dalam tanaman kecuali bila tanaman tersebut terkontaminasi vitamin B12 tetapi tersimpan pada binatang di dalam hati temapat vitamin B12 ditemukan dalam bentuk metilkobalamin, adenosilkobalamin, dan hidroksikobalamin. Absorbsi intestinal vitamin B12 terjadi dengan perantaraan tempat-tempat reseptor dalam ileum yang memerlukan pengikatan vitamin B12, suatu glikoprotein yang sangat spesifik yaitu faktor intrinsik yang disekresi sel-sel parietal pada mukosa lambung.. Setelah diserap vitamin B12 terikat dengan protein plasma, transkobalamin II untuk pengangkutan ke dalam jaringan. Vitamin B12 disimpan dalam hati terikat dengan transkobalamin I. Koenzim vitamin B12 yang aktif adalah metilkobalamin dan deoksiadenosilkobalamin. Metilkobalamin merupakan koenzim dalam konversi Homosistein menjadi metionin dan juga konversi

Metiltetrahidrofolat menjadi tetrafidrofolat. Deoksi-adenosil-kobalamin adalah koenzim untuk konversi metilmalonil Ko A menjadi suksinil Ko A. Kekurangan atau defisiensi vitamin B12 menyebabkan anemia megaloblastik. Karena defisiensi vitamin B12 akan mengganggu reaksi metionin sintase. Aanemia terjadi akibat terganggunya sintesis DNA yang mempengaruhi pembentukan nukleus pada ertrosit yang  baru. Keadaan ini disebabkan oleh gangguan sintesis purin dan pirimidin yang terjadi akibat defisiensi tetrahidrofolat. Homosistinuria dan metilmalonat asiduria juga terjadi. Kelainan neurologik yang berhubungan dengan defisiensi vitamin B12 dapat terjadi sekunder akibat defisiensi relatif metionin.

C.

Vitamin C

Vitamin C dikenal sebagai antioksidan yang membantu menetralisir radikal bebas. Vitamin C sebagai antioksidan karena kemampuannya dalam mereduksi beberapa reaksi kimia, salah satunya vitamin C mampu mereduksi spesies oksigen reaktif (SOR). Vitamin C  juga mempunyai peran sebagai donor elektron. Kemampuan vitamin C sebagai donor elektron membuat vitamin C menjadi sangat efektif sebagai antioksidan karena vitamin C dapat dengan cepat memutus rantai reaksi SOR (Spesies Oksigen Reaktif) dan SNR (Spesies  Nitrogen Reaktif). Peran vitamin C di dalam sistem imun terkait erat dengan peran vitamin C sebagai antioksidan. Oleh karena vitamin C mudah mendonorkan elektronnya ke radikal bebas maka sel-sel termasuk sel imun terlindung dari kerusakan yang disebabkan oleh radikal bebas. Vitamin C dapat langsung bereaksi dengan anion superoksida, radikal hidroksil, oksigen singlet dan lipid peroksida. Sebagai reduktor, vitamin C akan mendonorkan satu elektron membentuk semi-dehidroaskorbat yang tidak bersifat reaktif dan selanjutnya mengalami reaksi

disproporsionasi

membentuk

dehidroaskorbat

yang

bersifat

tidak

Dehidroaskorbat akan terdegradasi membentuk asam oksalat dan asam treonat.

 No.1 menunjukkan reaksi asam askorbat dengan superoksida  No.2 menunjukkan reaksi dengan hidrogen peroksida dikatalisis oleh enzim askorbat  peroksidase

stabil.

Askorbat dapat langsung menangkap radikal bebas oksigen, baik dengan atau tanpa katalisator enzim. Secara tidak langsung askorbta dapat meredam aktivitas dengan mengubah tokoferol tereduksi. Winarsi (2007), melaporkan bahwa vitamin C meningkatkan fungsi imun dengan menstimulasi produksi interferon (protein yang melindungi sel dari serangan virus). Interferon adalah salah satu sitokin yang dihasilkan karena adanya komunikasi sel yang baik dan untuk menjaga komunikasi tersebut tetap baik maka diperlukan sel imun yang sehat dengan membran sel yang utuh. Vitamin C juga mempunyai peran dalam sintesa kolagen untuk menjaga kesehatan kulit. Kulit adalah salah satu jaringan tubuh yang berperan di dalam imunitas non spesifk. Kulit yang utuh dan sehat dapat menjaga masuknya unsur patogen ke dalam tubuh. Kulit merupakan barier pertama yang menjaga masuknya benda asing sehingga mencegah terjadinya infeksi. Kekurangan vitamin C dapat menimbulkan tanda-tanda klinis seperti perdarahan dan  bengkak di gusi, rasa nyeri pada persendian akibat konsentrasi vitamin C di plasma darah dan leukosit yang sangat rendah. Kekurangan Vitamin C akut menyebabkan  scorbut dan seseorang dengan kondisi kekurangan vitamin C dapat menurunkan kekebalan selulernya.

D.

Vitamin D

Vitamin D adalah grup vitamin yang larut dalam lemak  prohormon.[1] Vitamin D dikenal juga dengan nama kalsiferol. Penamaan ini berdasarkan International Union of Pure and Applied Chemist  (IUPAC). Di dalam tubuh, vitamin ini banyak berperan dalam  pembentukkan struktur   tulang dan gigi yang baik. Vitamin ini banyak ditemukan pada  jeruk, stroberi, tomat, brokoli, dan sayuran hijau lainnya. Vitamin D merupakan satu-satunya jenis vitamin yang diproduksi tubuh. Saat terpapar cahaya matahari, senyawa prekursor 7-dehidrokolesterol akan diubah menjadi senyawa kolekalsiferol.  Induksi ini terutama disebabkan oleh sinar ultraviolet B (UVB). Pada tahap selanjutnya, senyawa kolekalsiferol ini akan diubah menjadi senyawa kalsitrol yang merupakan bentuk aktif dari vitamin D di dalam tubuh. Kalsitrol sendiri diproduksi di  ginjal yang kemudian akan diedarkan ke bagian-bagian tubuh yang membutuhkan, terutama di organ tulang dan gigi. Molekul aktif dari vitamin D, yaitu kalsitriol,  merupakan pemeran utama dalam metabolisme

absorpsi

kalsium

ke

dalam

tulang,  fungsi

otot,

sekaligus

sebagai

immunomodulator yang berpengaruh terhadap sistem kekebalan untuk melawan beberapa

 penyakit, termasuk   diabetes dan kanker. Sumber utama vitamin D adalah kulit yang terpapar radiasi ultraviolet. Di dalam tubuh, vitamin D diserap di usus dengan bantuan senyawa garam empedu. Setelah diserap, vitamin ini kemudian akan disimpan di jaringan lemak (adiposa)  dalam  bentuk yang tidak aktif. Apabila terjadi defisiensi vitamin D, tubuh akan mengalami berbagai gangguan penyakit, antara lain osteoporosis, osteopenia, diabetes, hipertensi, dan berbagai  penyakit jantung, kanker payudara, dan kanker endometrium

E.

Vitamin E

Vitamin E adalah nama umum untuk semua metil-tokol, jadi istilah tokoferol bekan sinonim dari dari vitamin E, namun pada praktek sehari-hari, kedua istilah tersebut disinonimkan. Terdapat enam jenis tokoferol, α (alfa), ß (beta), γ (gama), δ (delta), ρ (eta), λ (zeta), yang memiliki aktivitas bervariasi, sehingga nilai vitamin E dari suatu bahan pangan didasarkan pada jumlah dari aktivitas-aktivitas tersebut. Tokoferol yang terbesar aktivitasnya adalah tokoferol alfa. Vitamin E terdiri atas 2 kelas substansi aktif biologis yaitu tokoferol dan tokotrienol, dimana yang terpenting adalah α-tokoferol. Struktur kimia vitamin E terdiri atas rantai samping gugus merupakan nukleus methylated 6-chromanol (3,4-dihydro-2H-1-benzopyran6-ol), kemudian 3 unit isoprenoid, dan ikatan ester atau hidroksil bebas pada C-6 dari nukleus chromanol. Seperti vitamin larut lemak yang lain, vitamin E diabsorbsi di usus halus secara difusi, absorbsinya tergantung adanya lemak dalam diet, fungsi kelenjar biliar dan pankreas yang baik. Vitamin E tidak mempunyai protein pembawa yang spesifik dalam plasma, vitamin E yang terabsorbsi bergabung ke dalam kilomikron, yang secara cepat berpindah ke lipoprotein plasma dimana dia terikat tidak spesifik. Vitamin E ditangkap oleh hepar dan bergabung dengan Very-Low-Density Lipoprotein (VLDL), lebih banyak dalam bentuk α-tokoferol dibanding bentuk yang lain, untuk kemudian disekresikan kembali. Sebagian besar sisa VLDL kaya trigliserida akan kembali ke hepar, sebagian lagi berubah oleh lipoprotein lipase menjadi  Low-Density Lipoprotein (LDL). Selama proses ini vitamin E juga secara spontan berpindah ke lipoprotein densitas tinggi ( High-Density Lipoprotein/HDL). Tokoferol plasma lebih banyak didistribusikan oleh LDL dan HDL. Transpor vitamin E oleh  polyunsaturated lipids menjamin perlindungan lipid tersebut terhadap radikal bebas, kadar tokoferol yang bersirkulasi cenderung sesuai dengan kadar total lipid dan kolesterol.

Masuknya vitamin E ke dalam sel dapat terjadi melalui proses mediasi reseptor (LDL membawa vitamin ini ke dalam sel) atau melalui proses yang dibantu oleh lipoprotein lipase dimana vitamin E dilepaskan dari kilomikron dan VLDL. Di dalam sel, transpor intraseluler dari tokoferol membutuhkan protein pengikat tokoferol intraseluler. Vitamin E pada sebagian  besar sel-sel non adipose terdapat pada membran sel dimana dapat dimobilisasi. Vitamin E merupakan antioksidan larut lemak dalam sel. Berada pada bagian lemak dalam membran sel, melindungi fosfolipid unsaturated dalam membran dari degradasi oksidatif terhadap oksigen reaktif spesies yang tinggi dan radikal bebas yang lain. Vitamin E mempunyai kemampuan untuk mengurangi radikal bebas menjadi metabolit yang tidak  berbahaya dengan memberikan gugus hidrogennya. Vitamin E dikenal sebagai komponen penting dari sistem pertahanan antioksidan seluler, yang melibatkan enzim-enzim yang lain seperti superoksida dismutase (SODs), glutation peroksidase (GPXs), glutation reduktase (GR), katalase, tioredoksin reduktase (TR), dan faktor-faktor non enzim (misalnya glutation, asam urat), yang mana banyak tergantung  pada zat gizi esensial yang lain. Dalam fungsinya sebagai antioksidan vitamin E mengalami oksidasi primer menjadi tocopherylquinone, prosesnya melalui radikal tocopheroxyl semi stabil. Oksidasi monovalen tokoferol menjadi radikal tocopheroxyl adalah reaksi yang dapat kembali, tetapi proses oksidasi selanjutnya satu arah. Tocopherylquinone tidak mempunyai aktivitas vitamin E,  produksinya menggambarkan tocopherylquinone

dapat

katabolisme

tereduksi

dan

menjadi

hilangnya

vitamin

dari

α-tocopherylhydroquinone,

sistem. yang

α-

dapat

terkonjugasi dengan asam glukoronat disekresikan dalam empedu, dan kemudian diekskresikan dalam feses, ini merupakan jalur eliminasi dari vitamin E. Keadaan asupan vitamin E normal, kurang dari 1% vitamin E yang diabsorbsi dikeluarkan melalui urin.53,57 Vitamin E dapat didaur ulang dengan reduksi radikal tocopheroxyl kembali menjadi tokoferol. Beberapa mekanisme dikemukakan untuk reduksi in vivo tocopheroxyl oleh beberapa reduktan intraselular. Penelitian in vitro menunjukkan  bahwa proses ini dapat terjadi dalam liposom oleh asam askorbat (vitamin C), dalam mikrosom oleh NAD(P)H, dan dalam mitokondria oleh NADH dan suksinat, dengan dua sistem terakhir menunjukkan sinergisme dengan glutation tereduksi (GSH). Vitamin E berperan sebagai antioksidan biologis dengan fungsi pentingnya memelihara integritas membran semua sel dalam tubuh. Fungsi antioksidan ini meliputi reduksi radikal  bebas, perlindungan terhadap reaksi-reaksi yang berpotensial merusak seperti SOR. Vitamin E

mempunyai

kemampuan

antioksidan

dalam

memutus

reaksi

rantai

di

antara

 Polyunsaturated fatty acids (PUFAs) dalam membran dimana dia berada, hal ini karena reaktifitas dari phenolic hydrogen  pada kelompok C-6 hidroksil dan kemampuan dari system cincin chromanol untuk menstabilkan elektron yang tidak berpasangan. Kemampuan ini, yang disebut ”penyapu” radikal bebas, melibatkan donasi   hidrogen  phenol ke radikal bebas dari asam lemak (atau O2-) untuk melindungi serangan senyawa tersebut pada PUFAs yang lain. Dalam menjalankan fungsinya sebagai antioksidan, vitamin E berubah bentuk dari  bentuk alkoholnya menjadi suatu bentuk antara radikal semistabil, radikal tocopheroxyl (atau chromanoxyl ). Tidak seperti radikal bebas yang dibentuk dari PUFAs, radikal tocopheroxyl relatif tidak reaktif sehingga dapat menghentikan proses penyebarluasan perusakan oleh  peroksidase lipid. Tocopheroxyl cukup stabil bereaksi dengan suatu radikal peroksil yang kedua untuk membentuk senyawa inaktif, produk nonradikal termasuk tocopherylquinone. Karena α-tokoferol dapat bersaing dengan radikal peroksil lebih cepat dibanding PUFAs, sejumlah kecil vitamin mampu untuk memberikan efek proteksi antioksidan dalam jumlah  besar.

Gambar 8. Siklus vitamin E. Sebagaimana vitamin E sebagai proteksi membran, kadar tokoferol plasma  berhubungan berkebalikan terhadap kerentanan terhadap hemolisis oksidatif. Hubungan ini membuat kadar alfa-tokoferol berguna sebagai parameter status vitamin E. Kadar ≥ 0,5 mg/dL pada orang sehat berhubungan dengan perlindungan terhadap hemolisis dan dipakai sebagai indikasi kecukupan nutrisi. Vitamin E efektif sebagai terapi pada beberapa kelainan  pada manusia. Seperti pada anemia hemolisis pada bayi prematur, klaudikasio intermitten, dan hemolisis kronik pada pasien dengan defisiensi  glucose-6-phosphate dehydrogenase, melindungi bayi terhadap retinopathy of prematurity.

F.

Vitamin K

Vitamin K dari “Koagulations-Vitamin” dalam Bahasa Jerman dan Bahasa Denmark merujuk pada sebuah kelompok lipophilic, vitamin hydrophobic yang dibutuhkan untuk modifikasi pasca-terjemah dari berbagai macam protein, terutama banyak dibutuhkan untuk  proses pembekuan darah. Secara kimia vitamin ini terdiri dari turunan 2-methyl-1,4naphthoquinone. Vitamin K2 (menaquinone, menatetrenone) secara normal diproduksi oleh bakteri dalam saluran pencernaan, dan defisiensi gizi akibat diet yang sangat jarang kecuali saluran  pencernaan mengalami kerusakan yang sangat parah sehingga t idak dapat menyerap molekul. Vitamin K merupakan salah satu dari faktor pembeku darah. Vitamin K sangat penting untuk  pembentukan protrombin yang memungkinkan darah membeku, dan ternyata kadarnya dianggap “ rendah” pada bayi baru lahir. Kadar vitamin K “rendah” adalah normal, dan secara fisiologis diharapkan pada bayi baru lahir. Pada beberapa hari dan beberapa minggu awal setelah kelahiran bayi akan membentuk pasokan vitamin K dari makanan. Vitamin K diperlukan untuk pembentukan tulang pada janin dan faktor  – faktor  pembekuan II, VII, IX, X. Faktor   – faktor anti pembekuan protein C dan S dalam hati. Vitamin K berguna untuk meninggkatkan biosintesis faktor pembeku darah yaitu protrombin, factor VII/prokonvertin, factor IX, factor X hingga membantu proses pembekuan darah dan mencegah terjadinya perdarahan bila mengalami luka Bila darah diambil dan dibiarkan membeku (membentuk clot), suatu cairan jernih (disebut serum) akan keluar dari bekuan darah. Sedangkan plasma dapat di pisahkan dari selsel darah merah hanya apabila darah dicegah dari pembekuan, dan kemudian dilakukan sentrifusi. Bekuan darah (clot) dibentuk oleh suatu protein (fibrinogen) yang terdapat larut dalam plasma, yang kemudian ditransformasi menjadi suatu bahan jala berserat yang tidak larut (yang disebut dengan Fibrin, yaitu senyawa bekuan darah), dengan mekanisme  pembekuan darah (clotting).