BIO SAINS I METABOLISME VITAMIN

METABOLISME VITAMIN

Pada tahun 1912, Funk adalah sarjana Biokimia bangsa Polandia yang bekerja di London untuk pertama kali memperkenalkam istilah vitamin ( amine yang vital) yang kemudian  terkenal dengan nama vitamin (dari bahasa latin, vital yang artinya hidup), untuk menandakan kelompok dari senyawa-senyawa organic tersebut.

Dipandang dari sisi enzimologi (ilmu tentang enzim), vitamin adalah kofaktor dalam reaksi kimia yang dikatalisasi oleh enzim. Pada dasarnya, senyawa vitamin  ini  digunakan  tubuh  untuk  dapat  bertumbuh  dan  berkembang  secara normal. 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,  dan  folat).Walau  memiliki  peranan  yang  sangat  penting,  tubuh hanya dapat memproduksi vitamin D dan vitamin K dalam bentuk provitamin yang tidak aktif.Oleh karena itu, tubuh memerlukan asupan vitamin yang berasal dari makananyang kita konsumsi.Buah-buahan dan sayuran terkenal memiliki kandungan  vitamin  yang  tinggi  dan  hal  tersebut  sangatlah  baik  untuk  tubuh, asupan vitamin lain dapat diperoleh melalui suplemen makanan.

1.   Klasifikasi Vitamin

Secara klasik, berdasarkan kelarutanya, vitamin digolongkan dalam dua kelompok yaitu (1) vitamin yang larut dalam lemak (2) vitamin yang larut dalam air, karena   yang pertama dapat diekstrasi dari bahan makanan dengan pelarut lemak  dan yang terakhir dengan air. Beberapa vitamin larut lemak adalah vitamin A, D, E, dan K,  yang hanya  mengandung unsur-unsur karbon, hydrogen dan oksigen. Vitamin yang larut dalam air   terdiri atas asam askorbat (C) dan B- komplek (B1 sampai B12), yang selain mengandung unsure-unsur karbon, hydrogen, oksigen, juga mengandung nitrogen, sulfur atau kobalt. Beberapa vitamin berfungsi langsung dalam metabolisme penghasilan energy, Jalur metabolisme yang menghasilkan energi untuk mendukung kerja sel   adalah glikolisis, siklus kreb, transport elektron, dan βoksidasi. (Lie, 2004).

2.   Metabolisme Umum Vitamin

Vitamin yang larut lemak atau minyak, jika berlebihan tidak dikeluarkan oleh tubuh, melainkan akan disimpan. Sebaliknya,   vitamin yang larut dalam, yaitu vitamin B kompleks dan C,   tidak disimpan melainkan akan dikeluarkan oleh system pembuangan tubuh. Akibatmya, selalu dibutuhkan asupan vitamin tersebut tiap hari. Vitamin yang alami bisa didapat dari sayur, buah dan produk hewani, seringkali vitamin yang terkandung dalam makanan atau minuman tidakl berada dalan keadaan bebas, melainkan terikat, baik secara fisik maupun kimia. Proses pencernaan   makanan,   baik didalam lambung maupun usus halus akan membantu melepaskan vitamin dari makanan agar bias diserap oleh usus. Vitamin larut lemak diserap didalam usus bersama dengan lemak atau minyak   yang dikonsumsi.

Vitamin diserap oleh usus dengan proses dan mekanisme yang berbeda. Terdapat perbedaab prinsip proses penyerapan antara vitamin larut dan vitamin larut air. Vitamin larut lemak akan diserap secara difusi pasif dan kemudian didalam   dinding   usus   digabungkan   dengan   kilomikron   (lipoprotein)   yang kemudian diserap system limfak, kemudian bergabung dengan saluran dara untuk ditransportasikan kehati. Sedangakan vitamin larut air langsung diserap  melalui saluran darah  dan ditransportasikan ke hati.

a)   Vitamin A

Vitamin A terdiri dari 3 biomolekul aktif  yang terdiri dari retinol, retinal

(retinaldehyde)  dan  retinoic  acid.  Ketiga  biomolekul  tersebut  berasal  dari  β

carotene   provitamin A, terdapat pada tanaman berwarna hijau tua, oranye dan merah.  Transport  di  dalam  tubuh  berupa  chylomikron,  Vitamin  A  di  simpan dalam  sel  stealate  pada  hati  dalam  bentuk  retinyl  ester  (retinol  diesterifikasi dengan suatu molekul asam lemak), pada saat dimobilisasi dlm tubu  diubah mjd retinol dan dilepas ke peredaran darah dengan berikatan dan protein RBP. RBP hanya akan dilepas ke dalam darah apabila mengandung retinol. Berbagai macam sel mempunyai reseptor RBP yang terikat pada membran.

Vitamin A dan β-karoten diserap dari usus halus dan sebagian besar disimpan di dalam hati. Bentuk karoten dalam tumbuhan selain  β, adalah α, γ- karoten serta kriptosantin. Setelah dilepaskan dari bahan pangan dalam proses pencernaan, senyawa tersebut diserap oleh usus halus dengan bantuan  asam empedu (pembentukan micelle).

Vitamin A dan karoten diserap oleh usus dari micelle secara difusi pasif, kemudian digabungkan dengan kilomikron dan diserap melalui saluran limfatik, kemudian bergabung dengan saluran darah dan ditransportasikan ke hati. Di hati, vitamin A digabungkan dengan asam palmitat dan disimpan dalam bentuk retinil- palmitat. Bila diperlukan oleh sel-sel tubuh, retinil palmitat diikat oleh protein pengikat retinol (PPR) atau retinol-binding protein (RBP), yang disintesis dalam hati. Selanjutnya ditransfer ke protein lain, yaitu “transthyretin” untuk diangkut ke sel-sel jaringan.

Vitamin A yang tidak digunakan oleh sel-sel tubuh diikat oleh protein pengikat retinol seluler (celluler retinol binding protein), sebagian diangkut ke hati dan bergabung

dengan  asam  empedu,  yang  selanjutnya  diekskresikan  ke  usus  halus,  kemudian dikeluarkan dari tubuh melalui feses. Sebagian lagi diangkut ke ginjal dan diekskresikan melalui urine dalam bentuk asam retinoat. (Lie, 2004)

b)   Asam ascorbat ( vitamin C)

 Asam ascorbat lebih dikenal  sebagai vitamin C, berasal dari glukosa dari siklus asam uronat, glukosa pada asam askorbat dikatalis oleh enzim L gulonolakton oksidase Enzim ini tdk ada pada primate vitamin C diperoleh dari makanan berfungsi sebagai   agen pereduksi berbagai reaksi , Vitamin C dikeluarkan dari tubuh melalui urine dalm bentuk dydroaskorbat, ketogulonate, askorbat 2 sulfate, asam oksalat.Reaksi utama yang sangat membutuhkan vitamin C hidroksilasi proline dalam kolagen, sebagai kofaktor reaksi katabolisme tirosine dan sintesis epinefrin dari tirosin, sintesis asam empedu.

c)  Vitamin D

Vitamin         D         adalah         grup         vitamin         yang         larut dalam lemak prohormon. Vitamin D dikenal juga dengan nama kalsiferol. Bagian

tubuh yang paling banyak dipengaruhi oleh vitamin ini adalah tulang. Vitamin D ini dapat membantu metabolisme kalsium dan mineralisasi tulang. Sel kulit akan segera memproduksi vitamin D saat terkena cahaya matahari (sinar ultraviolet). Bila kadar vitamin D rendah maka tubuh akan mengalami pertumbuhan kaki yang tidak normal, dimana betis kaki akan membentuk huruf O dan X.

Untuk  penyerapan  vitamin  D  yang  baik  diperlukan  adanya  garam empedu. Mengenai transport, katabolisme dan ekskresi vitamin D belum banyak diketahui, sehingga masih memerlukan banyak penelitian lebih lanjut.

d)   Thiamin (Vitamin B1)

Struktur thiamin merupakan gabungan antara pirimidin dan thiazole yang dihubungkan dengan jembatan metilene  Di dalam otak dan hati diubah menjadi TPP = thiamin pyrohosphat oleh enzim thiamin difosfotransferase, reaksi membutuhkan ATP Berperan penting sebagai koensim dekarboksilasi senyawa asam-keto Beberapa enzim yang menggunakan TPP sbg koensim   pyruvate decarboxylase, pyruvate dehydrogenase, transketolase.

 Penting sebagai koensim pyruvate and a-ketoglutarate dehydrogenase sehingga jika defisiensi  kapasitas sel dalam menghasilkan energi menjadi sangat berkurang, Juga diperlukan untuk reaksi fermentasi glukosa menjadi etanol, di dalam yeast.

e) Riboflavin (vitamin B2)

 Komponen dari koenzim flavin   adalah FMN dan FAD. Enzim yang bekerja pada reaksi reduksi – oksidasi (redoks), memiliki fungsi sentral dalam produksi energi dan pernapasan seluleryangmerupakan prekursor kofaktor flavin

mononukleotida   (FMN)   flavin   adenine   dinukleotida   (FAD)   Enzim   yang

memerlukan kofaktor tersebut  adalah flavoprotein

- Riboflavin + ATP = FMN

- FMN + ATP = FAD

 

FAD dan FMN berfungsi sebagai akseptor electron, penambahan 2 elektron pada FAD menghasilkan FADH2 dan Penambahan 2 elektron pada FMN menghasilkan    FMNH2, perubahan riboflavin ke FMN dihambat oleh hipothyroidsm elektron yang diterima langsung disumbangkan sehingga kembali

pada  bentuk  yang  teroksidasi  penuh,  riboflavin  terdapat  di  berbagai  sumber makanan seperti susu, keju, daging, telur dan sereal .

f) Niasin (vitamin B3)

 Niasin dapat merupakan nikotinamid atau asam nikotinat. Nikotinamid dan asam nikotinat sebagai sumber vitamin B3. Niasin dibutuhkan untuk sintesis vitamin B3, NAD (nicotinamida adenin dinucleotida), dan NADP+ (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) NAD dan NADP adalah kofaktor pada enzim dehidrogenase, yang berfungsi dalam reaksi redoks yaitu donor dan akseptor electron, NAD banyak digunakan pada glycolisis, oksidasi asam lemak, metabolisme badan keton dan cenderung berperan sebagai akseptor elektron pada reaksi katabolisme. NADP adalah sintesa asam lemak dan PPP, Contoh laktat atau malat dehidrogenase.

g) Asam pantotenat (vitamin B5)

 Asam pantotenat ( vitamin B5) berasal dari β-alanin dan asam pantoat diperlukan untuk sintesis coenzim A, komponen asil carier protein (ACP) pada sintesis asam lemak   kofaktor ensim fatty acid synthase. Sekitar 70 enzim membutuhkan CoA atau derivat ACP untuk melakukan fungsinya. Vitamin B5 banyak ditemukan di kacang-kacangan, daging dan biji-bijian. CoA diperlukan pada siklus kreb, sintesis dan oksidasi asam lemak, metabolisme asam amino, sintesis kolesterol .

h) Vitamin B6

Di dalam tubuh diubah menjadi bentuk aktif vitamin B6 menjadi PLP (piridoksal fosfat ).

Pengubahan  dari  vitamin  B6,  Piridoksal  fosfat  ini  membutuhkan  ATP dengan ensim piridoksal kinase, PLP adalah koenzim pada reaksi transaminasi, sintesis dan katabolisme asam amino, glikogenolisis (gikogen fosforilase). 

i) Vitamin E

Vitamin E berperan dalam menjaga kesehatan berbagai jaringan di dalam

tubuh, mulai dari jaringan kulit, mata, sel darah merah hingga hati. Selain itu, vitamin ini juga dapat melindungi paru-paru manusia dari polusi udara. Nilai kesehatan ini terkait dengan kerja vitamin E di dalam tubuh sebagai senyawa antioksidan alami.


Sumber: 
Kamiensky  M,  Keogh  J.,  2006.  Vitamins  and  Minerals.In:  Pharmacology