Mikronutrien:Vitamin dan Mineral

Viamin adalah kelompok nutrien organik yang dibutuhkan dalam jumlah kecil untuk berbagai funngsi biokimia dan umumnya tidak dapat disintesis oleh tubuh sehingga harus dipasok  dari makanan.

Vitamin larut lipid  adalah senyawa hidrofobik yang dapat diserap secara efisien hanya jika penyerapan lemak berlangsung normal. Seperti lipid llain, bvitamin ini diangkut dalam darah dalam bentuk lipoprotein atau melekat pada protein pengikat spesifik. Vitamin kelompok ini memiliki beragam fungsi, misalnya vitamin A untuki penglihatan dan diferensiasi sel, vitamin D untuk metabolisme kalsium dan fosfat serta diferensiasi sel, vitamin E untuk antioksidan, dan vitamin K untuk pembekuan darah. Selain diet yang tidak adekuat, penyakit yang mempengaruhi pencernaan dan penyerapan vitamin larut air, misalnya  steatore dan penyakit sistem empedu, dapat menyebabkan sindrom defisiensi vitamin, termasuk buta senja dan xeroftalmia (vitamin A), rakitis pada anak dan osteomalasia  pada dewasa (vitamin D),gangguan neurologis dan anemia hemolitik pada neonatus(vitamin E), dan pendarahan pada neonatus (Vitamin K).

Elemen mineral organik yang memilki fungsi di dalam tubuh harus tersedia  dalam makanan. Jika asupan kurang memadai, dapat muncul tanda-tanda defisiensi, seperti anemia (besi), kretinisme dan gondok (iodium). Sebaliknya jika berlebihan akan menunjukkan gejala toksisitas.

Penentuan Kebutuhan Mirkonutrien bergantung pada Kriteria Kecukupan yang Dipilih

Untuk setiap zat gizi, terdapat kisaran asupan antara hal yang jelas inadekuat yang menyebabkan keadaan defisiensi klinis, dan hal yang jauh melebihi kapasitas metabolik tubuh sehingga timbul gejala—gejala toksisitas. Di antara kedua keadaan ekstrim ini terdapat tingkat asupan yang cukup untuk kesehatan normal dan untuk mempertahankan integritas metabolik. Kebutuhan akan nutrien tidak sama walaupun dihitung berdasarkan ukuran tubuh danm pengeluarna energi. Rentang kebutuhan individual berkisar hingga 25% dari angka rata-rata. Oleh karena itu, untuk menilai kecukupan diet, perlu dibuat suatu tingkat asupan yang cukup tinggi untuk memastikan bahwa tidak terjadi defisiensi atau risiko toksisitas. Jika dianggap kebutuhan individual secara statistik berdistribusi normal di sekitar kebutuhan rerata yang diamati, kisaran kurang lebih 2 × simppang baku (standard deviation, SD) di sekitar rerata akan mencakup 95% kebutuhan populasi.

Vitamin adalah Sekelompok Senyawa Heterogen dengan Berbagai  Fungsi Metabolik

Suatu vitamin didefinisikan sebagai senyawa organik yang harus ada pada diet dalam jumlah kecil untuk mempertahankan integritas metabolik  normal. Defisiensi vitamin menyebabkan penyakit spesifik yang dapat disembuhkan  atau dicegah hanya dengan memperbaiki kandungan vitamin yang bersangkutan dalam diet. Namun vitamin D yang dibentuk oleh kulit setelah pajanan sinar matahari dan niasin yang dibentuk  oleh asam amino triptofan  tidak memenuhi definisi tersebut.

VITAMIN LARUT LIPID

 Dua Kelompok Senyawa Memilki Aktivitas Vitamin A

Retinoid terdiri dari retinol, retinal dehid dan asam retinoat (vitamin A jadi hany ditemukan dalam makanan yang berasal dari hewani); karotenoid yan g terdapat pada tumbuhan terdiridari karoten dan senyawa terkait , banyak yang merupakan prekursor vitamin A karena  senyawa-senyawa ini dapat diuraikan untuk menghasilkan retinaldehida, kemudian retinol dan asam retinoat. α-,β,γ- karoten seharusnya menghasilkan dua retinol, namun dalam praktiknya tidak demikian, 6 µg β-karoten setara dengan 1 µg retinol jadi. Oleh karena itu, jumlahtotal vitamin A dalam makanan dinyatakan sebagai mikrogram ekuivalen retinol. β-karoten dan karotenodi provitamin A lainnya diuraikan di mukosa usus oleh karoten dioksigenase, mengahasilkan retinaldehida yang direduksi menjadi retinol, diesterifikasi dan disekresikan dalam kilomikron bersama dengan ester-ester yang dibentuk dari retinol makanan. Aktivitas kariten dioksigenase di usus rendah sehingga dalam sirkulasi dapat muncul β-karoten dalam jummlah yang relatif besar. Sementara bagian utama yang diserang  oleh karoten dioksigenase juga terjadi, menghasilkan pembentukan 8’-,10’-, dan 12’-apo-karotenal, yang dioksidasi menjadi asam retinoat, tetapi tidak dapat digunakan sebagai sumber retinol atau retinaldehida.

Vitamin A Memiliki Fungsi dalam Penglihatan

Di retina, retinaldehida berfungsi sebagai gugus prostetik protein opsin peka sinar, yang membentuk rodopsin (pada sel batang) dan iodopsin (pada sel kerucut). Semua sel kerucut mengandung hanya satu tipe opsin, dan hanya peka terhadap satu warna. Ddi epitel pigmen retina, all-trans-retinol mengalami isomerisasi menjadi 11-cis-retinol dan dioksidasi menjadi 11-cis-retinaldehida. Senyawa ini bereaksi  dengan residu lisin di opsin, membentuk holoprotein rodopsin. Penyerapan siinar oleh rodopsin menyebabkan isomerisasi retinaldehida dari 11-cis menjadi all-trans, dan perubahan bentuk opsin. Hal ini menyebabkan pembebasan  retinaldehida dari protein, dan impuls saraf. Penyusunan bentuk awal rodopsin yang tereksitasi, yaitu batorodpsin terjadi dalam proses iluminasi selama prikodetik. Kemudian terjadi serangkaian perubahan struktur yang menyebabkan  terbentuknya metarodopsin II, yang memicu suatu kaskade penguatan nukleotida guann dan kemudian impuls saraf. Tahap terakhir adalah hidrolisis untuk membebaskan all-transretinaldehida dan opsin. Kunci dalam inisiasi siklus penglihatan adalah ketersediaan 11-cis-retinaldehida dan begitupula dengan vitamin A. Pada keadaan defisiensi, baik waktu untuk beradaptasi ke keadaan gelap maupun kemampuan untuk melihat di cahaya menjadi temaram terganggu.

Asam Retinoat Berperan dalam Regulasi Ekspresi Gen dan Diferensiasi Jaringan

Peran besar vitamin A adalah mengontrol diferensiasi dan penggantian sel. Asam all-trans-retinoat dan asam 9-cis-retinoat mengatur pertumbuhan, perkembangan, dan diferensiasi jaringan; keduanya memiliki efek yang berbeda di jaringan yang berbeda. Seperti hormon tiroid dan steroid serta vitamin D, asam retinoat berikatan dengan reseptor DNA dan mengatur transkripsi gen spesifik. Terdapat dua famili reseptor retinoid nukleus; reseptor asam retinoat mengikat asam all-trans-retinoat atau asam 9-cis-retinoat, dan reseptor retinoid X mengikat asam 9-cis-retinoat. Reseptor retinoid X juga membentuk dimer aktif dengan berbagai reseptor hormon di nukleus.

Defisiensi Vitamin A

Defisiensi vitamin A merupakan penyebab kebutaan terpenting yang dapat dicegah. Tanda paling awal defisensi ini adalah kurangnya kepekaan terhadap sinyal hijau yang diikuti dengan gangguan beradaptasi dengan cahaya temaram, dan diikuti dengan buta  senja.  Defisiensi yang berkepanjangan akan menyebabkan xeroftalmia,  keratinasi kornea dan kebutaan. Vitamin A juga berperan penting dalam diferensiasi sistem imun, dan bahkan defisiensi ringan menyebakan peninkatan kerentanan terhadap infeksi. Sintesis protein pengikat retinol juga berkurang sebagai respon terhadap infeksi (protein ini adalah suatu protein fase akut negatif), yang mengurangi konsentrasi vitamin dalam sirkulasi  dan semakin memperlemah respon imun.

Kelebihan Vitamin A Bersifat Toksik

Kapasitas tubuh untuk memetabolisme vitamin A hanya terbatas, dan asupan syang berlebihan dapat menyebabkan penimbunan yang melebihi kapasitas protein pengikat sehingga vitamin A dalam bentuk tidak terikat merusak jaringan. Gejala  toksisitas berpengaruh pada susunan saraf pusat (nyeri kepala, mual, ataksia dan anoreksia, semuanya berkaitan dengan peningkatan tekanan serebrospinal), hati(hepatomegali disertai perubahan histologis dan hiperlipidemia); homeostasis kalsium (penebalan tulang panjang, hiperkalsemia, dan kalsifikasi jaringan lunak), dan kulit (kekeringan berlebihan, deskuamasi dan alopesia).

Vitamin D adalah Suatu Hormon

Vitamin D bukan hanya vitamin karena senyawa ini dapat disintesis di kulit, dan paa kebanyakan kondisi hal tersebut merupakan sumber utama vitamin D. Sumber dari makanan hanya diperlukan jika pajanan terthadap matahari kurang memadai. Fungsi utama vitamin D adalah pengatur penyerapan kalsium dan homeostasis, sebagian kerja vitamin ini diperantarai oleh reseptor nukleus yang mengatur ekspresi gen. Defisiensi, yang menyebabkan rakitis pada anak dan osteomalasia pada dewasa, terus menjadi masalah kesehatan di belahan bumi utara, di mana pajanan matahari kurang memadai.

Vitamin D Disintesis Di Kulit

7-Dehidrokolesterol (suatu zat perantara dalam sintesis kolesterol yang menumpuk  di kulit) mengalami reaksi nonenzimatik jika terpajan oleh sinar ultraviolet, yang menghasilkan vitamin D. Pravitamin D menjalani reaksi lebih lanjut dalam waktu beberapa jam untuk membentuk kolekalsiferol yang diserap dalam aliran  darah.di daerah yang beriklim sedang, konsentrasi vitamin D plasma paling tinggi pada akhir musim panas dan paling rendah pada akhir musim dingin.

Vitamin D Dimetabolisme Menjadi Metabolit Aktif, Kalsitriol, di Hati dan Ginjal

Kolekalsiferol, baik yang disintesis dikulit maupun dari makanan, mengalami dua kali hidroksilasi untuk menghasilkan metabolit aktif, 1,25-dihidroksivitamin D atau kalsitriol. Ergokalsiferol dari makanan yang diperkaya mengalami hidroksilasi serupa untuk menghasilkan erkalsitriol. Di hati, kolekasiferol dihidroksilasi menjadi bentuk turunan 25-hidroksi, yaitu kalsidiol. Senyawa ini dibebaskan ke sirkulasi dalam keadaan terikat pada globulin pengikat vitamin D yang merupakan bentuk simpanan utama vitamin ini. Di ginjal, kalsidiol mengalami 1-hidroksilasi untuk menghasilkan metabolit aktif 1,25-dihidroksi-vitamin D (kalsitriol), atau 24-hidroksilasi  untuk menghasilkan metabolit yang mungkin inaktif, 24,25-dihidroksivitamin D (24-hidroksikalsidiol)

Metabolisme Vitamin D Mengatur dan Diatur oleh Homeostasis Kalsium

Fungsi utama vitamin D adalah mengontrol homeostasis kalsium, dan selanjutnya, metabolisme vitamin D diatur oleh faktor-faktor yang berespon terhadap konsentrasi kalsium dan fosfat plasma. Kalsitriol bekerja untuk mengurangi sintesis dirinya sendiri dengan menginduksi 24-hidroksilase dan menekan 1-hidroksilase di ginjal. Fungsi utama vitamin D adalah mempertahankan konsentrasi kalsium plasma. Kalsitriol mencapai hal ini melalui tiga cara: senyawa ini meningkatkan penyerapan kalsium diusus, senyawa ini mengurangi ekskresi kalsium dan senyawa ini memobilisasi mineral tulang. Selain itu, kalsitriol  berperan dalam sekresi insulin, sintesis dan sekresi hormon paratiroid dan tiroid, inhibisi pembentukan interleukin oleh limfosit T aktif dan imunoglubulin oleh limfosit T aktif dan imunoglubulin oleh limfosit B aktif, diferensiasi sel prekursor monosit, dan modulasi proliferasi sel. Pada kebanyakan efek ini, vitamin D berfungsi  layaknya suatu hormon steroid, berikatan dengan reseptor di nukleus dan mmeningkatkan ekspresi gen meskipun senyawa ini juga memiliki efek cepat pada mengangkut kalsium di mukosa usus.

Defisiensi Vitamin D Mengenai Anak dan Dewasa

Pada penyakit defisiensi Vitamin D rakitis, tulang anak kekurangan mineral akibat buruknya penyerapan kalsium. Masalah serupa timbul akibat defisiensi waktu lonjakan pertumbuhan di masa remaja. Osteomalasia pada orang dewasa terjadi akibat demineralisasi  tulang, terutama pada wanita yang jarang terkena sinar matahari, sering terjadi setelah beberapa kali hamil. Meskipun vitamin D esensial bagi pencegahan dan pengobatan osteomalasia pada usia lanjut, namun tidak banyak bukti yang menunjukkan bahwa vitamin ini bermanfaat untuk mengobati osteoporosis.

Kelebihan Vitamin D Bersifat Toksik

Sebagian bayi peka terhadap asupan vitamin D serendah 50 µg/hari sehingga terjadi  peningkatan konsentrasi kalsium di plasma. Keadaan ini dapat menyebabkan kontraksi pembuluh darah, peningkatan tekanan darah, dan kalsinosis –kalsifikasi jaringan lunak. Meskipun asupan berlebihan vitamin D bersifat toksik, pajanan berlebihan terhadapa sinar matahari tidak mennyebabkan keracunan vitamin D karena terbatasnya kapasitas  untuk membentuk prekursor vitamin  tersebut, 7-dehidrokolesterol, dan pajanan berkepanjangan pravitamin D oleh sinar matahari menyebabkan  terbentuknya senyawa-senyawa inaktif.

Vitamin E

Belum ada fungsi khas vitamin E yang disepakati secarategas. Vitamin berfungsi sebagai antioksidan larut lipid di membran sel, tempat dari banyak fungsinya dapat dilakukan oleh antioksidan sintetik, dan penting dalam menjaga fluiditas membran sel. Senyawa  ini juga memiliki dalam pembentukan sinyal sel. Vitamin E adalah nama generik untuk dua famili senyawa, tokoferol dan tokotrienol. Berbagai vitamer berbeda memilki potensi biologis berbeda, dan yan g paling aktif adalah D-α-tokoferol. DL-α-tokoferol sintetik tidak memiliki potensi biologis yang sama dengan senyawa alami.

Vitamin E adalah Antioksidan Larut Lipid Utama di Membran Sel dan Lipoprotein Plasma

Fungsi utama vitamin E adalah sebagai antioksidan pemutus rantai yang menangkap radikal bebas di memran sel dan lipoprotein plasma dengan bereaksi dengan radikal peroksida  lipid yang dibentuk oleh peroksida asam lemak tak jenuh ganda. Produk radikal tokoferoksil relatif tidak reaktif, dan akhirnya membentuk senyawa non radikal. Umumnya, radikal tokoferoksil direduksi kembali menjadi tokoferol oleh reaksi dengan vitamin C dari plasma. Radikal monodehidroaskorbat yang terbentuk kemudian mengalami reaksi enzimatik atau nonezimatik untuk menghasilkan askorbat dan dehidroaskorbat yang keduanya bukan merupakan radikal.

Stabilitasn radikal bebas tokoferoksil memilki arti bahwa senyawa ini dapat terus masuk kedalam sel dan berpotensi memicu suatu reaksi berantai. Oleh karena itu, vitamin E juga dapat, seperti antioksidan lain, memiliki efek prooksidan, terutama pada konsentrasi tinggi. Hal ini dapat menjelaskan mengapa, meskipun studi-studi membuktikan adanya keterkaitan antara konsentrasi vitamin E dalam darah dan penurunan insiden aterosklerosis, ujiuji klinis dengan vitamin E dosis tinggi tidak memberikan hasil yang memuaskan.

Defisiensi Vitamin E

Pada hewan percobaan, defisiensi vitamin E menyebabkan resorpsi janin dan atrofi testis. Defisiensi vitamin E dalam makanan pada manusia tidak diketahui meskipun pasien dengan malabsorbsi lemak berat, fibrosis kistik, dan beberapa bentuk penyakit hati kronik mengidap  defisiensi karena mereka tidak mampu menyerap vitamin atau mengankutnya, yang memperlihatkan kerusakan saraf dan membran otot. Bayi prematur lahir dengan cadangan vitamin yang kurang memadai. Membran eritrosit sangat rapuh akibat peroksidasi sehingga terjadi anemia.

Vitamin k Dibuituhkan Untuk Membentuk Berbagai Protein Pembekuan Darah

Vitamin K ditemukan sebagai hasil penelitian  terhadap penyebab gangguan perdarahan, penyakit perdarahan padam hewan ternak dan ayam yang diberi makan diet bebas lemak. Faktor yang hilang dalam makanan ayam tersebut adalah vitamin K, sementara makanan ternak tersebut mengandung dikumarol, suatu antagonis vitamin tersebut. Antagonis vitamin K digunakan untuk mengurangi koagulasi darah pada pasien yang beresiko mengalami trombosis, antagonis yang paling sering digunakan  adalah warfarin.

Tiga senyawa yang memiliki aktivitasbiologis vitamin K: Kuinolon, yang terdapat normal dalam sumber makanan, sayuran hijau; menakuinon, yang disintesis oleh bakteri usus, dengan pnjang rantai sampingyang berbeda-beda;serta menadion dan menadiol diasetat, senyawa buatan yang dapat dimetabolisme menjadi filokuinolon. Menakuinon diserap  dalam jumlah manakuinon yang aktivitas biologisnya dapat menginduksi tanda-tanda defisiensi vitamin K dengan hanya pemberian diet rendah-filokuinolon tanpa menghambat kerja bakteri usus.

vitaminK adalah Koenzim untuk Karboksilasi Glutamat dalam Modifikasi Pascasintesis Protein Pengikat Kalsium

Vitamin K adalah kofaktor untuk karboksilasi residu glutamat pada modifikasi pascasintesis protein untuk membentuk asam amino tak lazim γ-karboksiglutamat. Pada awalnya, vitamin K hidrokuinon dioksidasi menjadi epoksida, yang menghasilkan sebuah residu glutamat  di di substrat protein menjadi sebuah karbanion, yang bereaksi secara nonenzimatis dengan karbondioksida untuk memebentuk γ-karboksiglutamat. Vitamin K epoksida direduksi menjadi kuinon oleh reduktase yang peka warfarin,, dan kuinon direduksi  menjadi hidrokuinon aktif oleh reduktase peka warfarin yang sama atau suatu reduktase kuinon yang tidak peka warfarin. Dengan adanya warfarin, vitamin epoksida tidak dapat direduksi, tetap menumpuk dan diekskresikan. Jika vitamin K (sebagai kuinon) terdapat dalam diet dengan jumlahyang cukup, vitamin K ini dapat direduksi menjadi hidrokuinon aktif oleh enzim yang insentif warfarin, dan karboksilasi dapat berlanjut, dengan pemakaian stoikiometrik vitamin K dan ekskresi epoksida. Vitamin K dosis tinggi adalah antidotum untuk keracunan warfarin.

Protrombin dan beberapa protein lain pada sistem pembekuan darah (faktor VII, IX, dan X, dan protein S dan C) masing-masing mengandung 4-6 residu γ—karboksiglutamat. -karboksiglutamat mengikat ion kalsium sehingga protein –protein pembekuan darah dapat berikatan dengan membran. Pada defisiensi vitamin K, atau dengan adanya warfarin, suatu prekursor abnormal pretrombin yang tidak atau sedikit mengandung γ-karboksiglutamat, dan tidak dapat mengikat kalsium, akan dilepaskan dalam sirkulasi.

Vitamin K Juga Penting dalam Sintesis Protein Pengikat Kalsium Tulang

Terapi warfarin pada wanita hamil dapat menyebabkan kelainan tulang dan janin. Di tulang terdapat dua protein yang mengandung gama karboksiglutamat, osteokalsin, dan matriks tulang Gla. Osteokalsin juga mengandung hidroksiprolin sehingga pembentukannya bergantung pada vitamin K dan C; selain itu sintesisnya juga diinduksi oleh vitamin D. Pembebasan osteokalsin ke dalam sirkulasi menunjukkan indeks status vitamin D.

VITAMIN LARUT  AIR

Vitamin B1 (tiamin) Berperan Penting dalam Metabolisme Karbohidrat

Tiamin memiliki peran sentral dalam metabolisme karbohidrat. Tiamin difosfat adalah koenzim untuk tiga kompleks enzim yang mengatalisis reaksi karboksilasi oksidatif; piruvat dehidrogenase dalam metabolisme karbohidrat, alfaketoglutarat dehidrogenase dalam siklus asam sitrat, dan asam ketodehidrogenase rantai bercabang pada metabolisme leusin, isoleusin dan valin. Pada masing-masing kasus, tiamin difosfat menyediakan menyediakan sebuah karbon reaktif pada gugus tiazol yang membentuk suatu karbanion, yang kemudian menambah gugus karboknil. Senyawa tambahan kemudian mengalami dekarboksilasi dan mengeluarkan CO₂. Tiamin trifosfat juga merupakan koenzim untuk transketolase, pada jalur pentosa fosfat.

Tiamin difosfat memliki peran dalam hantaran saraf; senyawa ini memfosforilasi kanal klorida di membran saraf.

Defisiensi Tiamin Memperngaruhi Sistem Saraf dan Jantung

Defisiensi vitamin dapat menyebabkan tiga sindrom tersendiri: suatu neuritis perifer kronik, beri-beri, yang dapatberkaitan atau tidak dengan gagal jantung dan edema; beriberi pernisiosa akut  dengan gejala yang perdominan berupa gagal jantung dan kelainan metabolik tanapa neuritis perifer; dan enselopati Wernicke disertai psikosis korsakoff, yang terutama berkaitan dengan penyalahgunaan alkohol dan narkotik. Peran tiamin difosfat dalam piruvat dehidrogenase memiliki arti bahwa pada defisiensi terjadi gangguan perubahan priruvat menjadi asetil KoA. Pada orang dengan diet karbohidrat yang relatif tinggi, hal ini menyebabkan peningkatan kadar laktat dan piruvat plasma, yang menyebabkan assidosis laktat yang mengancam jiwa.

Status Nutrisi Tiamin dapat Dinilai dari Pengaktivan Transketolase Eritrosit

Pengaktivan apo-transketolase yang terdapat pada produk hasil lisis eritrosit oleh penambahan tiamin difosfat secara invitro telah dijadikan indeks status nutrisional tiamin.

Vitamin B2 (Riboflavin) Berperan Penting dalam Metabolisme Penghasil Energi

Riboflavin menyediakan gugus-gugus reaktif koenzim flavin mononukleotida (FMN) dan flavin adenin dinukleotida (FAD). FMN dibentuk oleh fosforilasi riboflavin dependen ATP, sementara FAD disintesis oleh reaksi lebih lanjut dengan ATP dengan gugus AMP yang dipindahkan ke FMN. Sumber utama riboflavin dalam makanan adalah susu dan produk susu. Selain itu, karena warnanya yang kuning terang, riboflavin sering digunakan sebagai zat aditif makanan.

Koenzim Flavin adalah Pembawa Elektron dalam Reaksi Oksireduksi

Reaksi-reaksi ini mencakup rantai respiratorik mitokondria, enzim-enzim kunci dalam oksidasi asam lemak dan asam amino, dan siklus asam sitrat. Reoksidasi flavin tereduksi dalam oksigenase dan oksidase fungsi campuran berlangsung melalui pembentukan radikal flavin dan flavin hidroperoksida, disertai pembentukan intermediat radikal superoksida dan perhidroksil serta hidrogen peroksida. Oleh karena itu, flavin oksidase berperan signifikan dalam stres oksidan total di tubuh.

Defisiensi Riboflavin Banyak Dijumpai, tetapi Tidak Mematikan

Meskipun riboflavin berperan sentral dalam metabolisme lipid dan karbohidrat, dan defisiensi riboflavin di banyak negara, namun defisiensi ini tidak mematikan karena penghematan riboflavin di jaringan sangat efisien. Defisiensi riboflavin ditandai oleh keilosis, deskuamasi peradangan lidah, dandermatitis seborik. Status gizi riboflavin dinilai dengan mengukur pengaktivan glutation reduktase eritrosit oleh FAD yang ditambahkan in vitro.

Niasin

Niasin ditemukan sebagai nutrien sewaktu penelitian tentang pelagra dilakukan. Niasin bukan suatu vitamin sejati karena dapat disintesis dalam tubuh dari asam amino esensial triptofan,. Dua senyawa, asam nikotinat dan nikotinamida, memiliki aktivitas biologis niasin, fungsimetaboliknya adalah sebagai cincin nikotinamida pada koenzim NAD dan NADP dalam reaksi oksidasi atau reduksi. Sekitar 60mg triptofan setara dengan 1mg niasin dalam makanan.

NAD adalah Sumber ADP-Ribosa

Selain perannya sebagai koenzim, NAD adalah sumber ADP ribosa untuk ADP-ribolisasi protein dan poliADP ribolisasi nukleoprotein yang berperann dalam mekanisme perbaikan DNA.

Pelagra Disebabkan oleh Defisiensi Triptofan dan Niasin

Pelagra ditandai oleh dermatitis fotosensitif. Seiring dengan perkembangan penyakit, timbul demensia dan mungkin diare. Pelagra yang tidak diobati menyebabkan kematian. Meskipun etiologi nutrisional pelagra telah dipastikan, dan triptofan atau niasin mencegah atau menyembuhkan penyakit ini, namun faktor tambahan, termasuk defisiensi riboflavin atau vitamin B6 dapat berperan penting. Pada sebagian besar ledakan kasus pelagra, wanita dua kali lebih banyak dibandingkan dengan pria, yang mungkin diakibatkan inhibisi triptofan olehmetabolit-metabolit estrogen.

Niasin Bersifat Toksik Jika Berlebihan

Asam nikotinat digunakan untuk mengobati hiperlipidemia dan jika digunakan dalam kisaran 1-6 g/hari dapat menyebabkan dilatasi pembuluh darah dan flushing serta iritasi kulit. Asupan asam nikotinat dan nikotiamida yang melebihi 500 mg/hari juga menyebabkan kerusakan hati.

Vitamin B6 Penting dalam Metabolisme Asam Amino dan Glikogen, juga dalam Kerja Hormon Steroid

Terdapat enam senyawa yang memiliki aktivitas vitamin B6:piridoksin, piridoksal, piridoksamin, dan turunan 5-fosfatnya. Koenzim aktif adalah piridoksal 5 fosfat. Sekitar 80% vitamin B6 total dalam tubuh adalah piridoksal fosfat diotot, sebagian besar berkaitan dengan glikogen fosforilase. Bentuk ini tidak dapat digunakan pada keadaan defisiensi, tetapi dibebaskan jika terjadi kelaparan, saat cadangan glikogen terkuras, dan kemudian dapat digunakan, terutama di hati dan ginjal untuk memenuhi peningkatan kebutuhan glukoneogenesis dari asam amino.

Vitamin B6 Memiliki Beberapa Peran dalam Metabolisme

Piridoksal fosfat adalah suatu koenzim bagi banyak enzim yang terlibat dalam metabolisme asam amino, khususnya transaminasi dan dekarboksilasi. Vitamin ini juga  merupakan kofaktor glikogen fosforilase, dan gugus fosfat penting untuk katalisis. Selain itu, B6 penting bagi kerja hormon steroid. Piridoksal fosfat mengeluarkan kompleks hormon-reseptor dari ikatan dengan DNA dan menghentikan kerja hormon. Pada defisiensi vitamin B6, terjadi peningkatan kepekaan terhadap kerja estrogen, androgen, kortisol, dan vitamin D konsentrase rendah.

Defisiensi Vitamin B6 jarang Dijumpai

Meskipun gejala klinis  defisiensi jarang dijumpai, namun terdapat bukti bahwa cukup banyak orang yang status vitamin B6-nya original. Defisiensi tingkat sedang menyebabkan kelainan metabolisme triptofan dan metionin. Peningkatan kepekaan terhadap kerja hormon steroid mungkin ppenting  dalam pembentukan kanker dependen hormon pada payudara, uterus, dan prostat, dan status vitamin B6 mungkin mempengaruhi prognosis.

Vitamin B12

Istilah vitamin B12 digubakan  sebagai penjelasan umum bagi golongan kobalamin yaitu golongan korinoid dengan aktivitas biologis vitamin. Sebagai  korinoid yang merupakan faktor pertumbuhan bagi  mikroorganisme tidak hanya memiliki aktivitasvitamin B12, tetapi mungkin juga bersifat antimetabolit terhadap vitamin. Walaupun disintesis secara eksklusif oleh mikroorganisme, pada kenyataannya vitamin B12 hanya ditemukan dalam makanan yang berasal dari hewani dan tidak ada tumbuhan yang merupakan sumber vitamin ini. Hal ini berarti  bahwa vegetarian ketat beresiko defisiensi vitamin B12. Sejumlah kecil vitamin yang dibentuk oleh bakteri di permukaan buah mungkin memadai untuk memenuhi kebutuhan, tetapi preparat vitamin B12 yang dibuat melalui fermentasi bakteri sudah tersedia.

Penyerapan Vitamin B12 Memerlukan Dua Protein Pengikat

Vitamin B12 diserap dalam keadaan terikat pada faktor intrisik, suatu glikoprotein kecil yang disekresikan oleh sel parietal mukosa lambung. Asam lambung dan pepsin membebaskan vitamin dari ikatan dengan protein dalam makanan dan menyebabkan vitamin dapat berikatan dengan kobalofilin, suatu protein pengikat yang disekresikan di air liur. Di duodenum, kobalofilin mengalami hidrolisis sehingga vitamin dibebaskan untuk berikatan dengan faktor intrisik. Oleh karena itu, insufisiensi pankreas dapat menjadi faktor dalam timbulnya defisiensi viramin B12, yang menyebabkan ekskresi vitamin B12 yang terikat pada kobalofilin. Faktor intrisik hanya mengikat vitamer vitamin B12  aktif dan bbukan korinodi lain. Vitamin B12 diserap dari sepertiga distal  ileum melalui reseptor yang mengikat kompleks faktor intrisik vitamin B12, tetapi tidak mengikat  faktor intrisik atau vitamin dalam bentuk bebas.

Terdapat Tiga Enzim dependen Vitamin B12

Metilmalonil KoA mutase, leusin aminomutase dan metionin sintase adalah enzim dependen pada vitamin B12. Metilmalonil KoA dibentuk sebagai zat perantara dalam katabolisme valin dan oleh karboksilasi proprionil KoA  yang berasal dari ketabolisme isoleusin, kolesterol,dan asam lemak dengan jumlah atom karbon ganjil. Senyawa ini juga terbentuk secara langsung dari propironat, produk utama fermentasi mikorba dalam hewan pemamah biak. Metilnalonil KoAmengalami penyusunan kembali yang dependen vitamin B12 menjadi  suksinil KoA, yang dikatalisis oleh metilmalonil KoA mutase. Aktivitas enzim ini sangat berkurang pada defisiensi  Vitamin B12, yang menyebabkan akumulasi metilmalonil KoA dan ekskresi asam metilmalonat dalam urine, yang menjadi  alat untuk menilai status nutrisional vitamin B12

Defisiensi Vitamin B12 Menyebabkan Anemia Pernisiosa

Anemia pernisiosa terjadi jika defisiensi vitamin B12 mengganggu metabolisme asam folat yang menyebabkan defisiensi fungsional. Hal ini mengganggu eritropoiesis sehinggam prekursor imatur eritetrosit  dibebaskan kedalam sirkulasi (anemia megaloblastik). Penyebab tersering anemia pernisiosa adalah kegegalan penyerapan vitamin B12 dibandingkan dengan defisiensi dari makanan. Hal ini dapat terjadi akibat gangguan sekresi faktor intrisik akibat penakit autoimun yang menyerang sel parietal atau karena terbentuknya antibodi antifaktor intrisik.

Terdapat Banyak Bentuk Folat dalam Makanan

Bentuk aktif asam folat (pteroil glutamat) adalah tetrahidrofolat. Folat dalam makanan dapat memiliki hingga tujuh residu glutamat tambahan yang dihubungkan oleh ikatan γ-peptida. Tingkat penyerapan berbagai bentuk folat ini bervariasi, dan asupan folat dihitung sebagai ekivalen folat dalam makanan jumlah  µg folat makanan + 1,7×µg asam folat.

Tetrahidrofolat Adalah  Pembawa Unit kerbon

Tetrahidrofolat dapat membawa fragmen-fragmen satu kerbon yang melekat pada N-5 (gugus formil atau metil), N-10 (formil), atau jembatan N-5, N-10 (gugus metilen atau metenil). 5-formil-folatetrahidrofolat lebihstabil dari pada folat sehingga digunakan dalam farmasi (dikenal dengan asam folinat) atau senyawa sintetik/rasemat (leukovorin). Titik masuk utama untuk  fragmen satu karbon ke dalam folat adalah metilen-tetrahidrofolat yang dibentuk oleh reaksi glisin, serin, dan kolin dengan tetrahidrofolat. Serin adalah sumber terpenting folat subtitusi untuk reaksi biosintetik, dan aktivitas serinn hidroksimetiltransferase diatur oleh status subtitusi folat dan ketersediaan folat. Reaksi ini bersifat reversibel, dan di hati dapat membentuk serin dari glisin sebagai substrat untuk glukoneogenesis. Metilen-,metenil-, dan 10-formil-tetrahidrolat dapat saling dikonversi. Jika folat satu karbon tidak diperlukan, terjadi  oksidasi tetrahidrofolat untuk menghasilkan karbondioksida yang berfungsi mempertahankan kompartemen folat bebas.

Inhibitor Metabolisme Folat Digunakan Sebagai Obat Antibakteri, Antimalaria, dan Kemoterapi Kanker

Metilasi deoksiuridin monofosfat (dUMP) menjadi timidin monofosfat (TMP), yang dikatalisis oleh timidilat sintase, esensial untuk membentuk DNA. Fragmen satu kerbon metilen-tetrahidroffolat direduksi menjadi gugus metil disertai pembebasan dihidrofolat yang kemudian direduksi kembali menjadi tetrahidrofolat oleh dihidrofolat reduktase. Timidilat sintase dan dihidrofolat reduktase terutama aktif di jaringan yang laju pembelahan selnya tinggi. Metroteksat, suatu analog 10-metil-tetrahidrofolat, mengahambat dihidrofolat reduktase dan digunakan sebagai obat antikanker. Dihidrofolat reduktase  pada sebagian bakteri dan parasit berbeda dari enzim yang terapat pada manusia, inhibitor enzim-enzim ini dapat digunakan sebagai obat antibakteri dan obat antimalaria.

Defisiensi Vitamin B12 Menyebabkan Defisiensi Folat Fungsional

Jika berfungsi sebagai donor metil, S-adenosil metionin membentuk hemosistein, yang dapat mengalami remetilasi oleh metil—tetrahidrofolat dan dikatalisis oleh metionin sintase, suatu enzim dependen vitamin B12. Karena reduksi metilen tetrahidrifolat menjadi  metil tetrahidrofolat bersifat ireversibel da sumber utama tetrahidrofolat untuk jaringan adalah metil tetrahidrofolat, oeran metionin sintase menjadi vital, dan merupakan penghubung antara fungsi folat dan vitamin B12. Gangguan metionin sintase pada defisiensi vitamin B12 menyebabkan penimbunan metil tetrahidrofolat. Oleh karena itu, terdapat defisiensi  folat sebagai efek sekunder dari defisiensi vitamin B12.

Defisiensi Folat Menuyebabkan Anemia Megaloblastik

Defisiensi asam folat itu sendiri atau defisiensi vitamin B12, yang menyebabkan defisiensi fungsional asam folat, mempengaruhi sel yang cepat membelah karena sel ini sangat membutuhkan timidin untuk membentuk DNA. Secara klinis, defisiensi ini mempenggaruhi sumsum tulang, menyebabkan anemia megaloblastik.

Suplemen Asam Folat

Suplemen folat 400µg/hari yang dimulai sebelum konsepsi menyebabkan penurunan bermakna insiden spina bifida dan cacattuba neuralis lainnya. Peningkatan homosistein darah adalah faktor penting untuk aterosklerosis, trombosis dan hipertensi. Keadaan ini terjadi akibat gangguan pembentukan metil tetrahidrofolat oleh metilen tetrahidrofolat reduktase sehingga terjadi defisiensi funsional folat yang menyebabkan kegagalan remetilasi homosistein menjadi metionin. Orang dengan varian metilen-tetrahidrofolat reduktase abnormal tidak mengalami hiperhomosisteinemia jika asupan folatnya relatif tinggi, tetapi belum diketahui apakah hal ini  mempengaruhi insiden penyakit kardiovasular.

Penambahan Folat ke Dalam Makanan Menimbulkan Risiko Bagi Sebagian Orang

Seplemen asam folat akan memperbaiki anemia megaloblastik akibat defisiensi virtamin B12, namun mempercepat terjadinya kerusakan saraf  yang ditemukan pada defisiensi vitamin B12. Terdapat juga antagonisme antara asam folat dan obat antikovulsan yang digunakan dalam pengobatan epilepsi.

Defisiensi Biotin dalam Makanan Tertentu

Biotin tersebar luas di banyak makanan sebagai biositin , yang dibebaskan pada proteolisis. Senyawa ini disintesis oleh flora usus melebihi kebuituhan. Defisiensi belum ditemukan, kecuali pada orang yang mendapat nutrisi parenteral total selama berbulan-bulan, dan sejumlah kecil orang yang memakan putih telur mentah dalam jumlah banyak. Putih telur mengandung avidin, suatu protein yang mengikat biotin dan menyebabkan biotin tidak diserap.

Biotin Adalah Koenzim dari Enzim Karboksilase

Biotin berfungsi memindahkan karbondioksida dalam jumlah kecil reaksi karboksilasi (asetil KoA, piruvat, proprionil-KoA dan metilkrotonil KoA karboksilase). Holokarboksilase sintetase mengatalisis pemindahan biotin menjadi residu lisin dari apo-enzim untuk membentuk residu biositin dari holoenzim. Zat antara reaktif adalah  1-N-karboksi-biotin, yang dibentuk dari bikarbonat dalam sebuah reaksi dependen ATP. Kelomok karboksi kemudian diubah menjadi substrat untuk karboksilasi.

Biotin juga memiliki peran dalam mengatur siklus sel, yang bekerja dengan melakukan biotinilasi pada intiprotein utama.

Asam Pantotenat sebagai Bagian dari KoA dan ACP Berfungsi sebagai Pembawa Radikal Asil

Asam pantotenat memilki peran utama dalam metabolisme kelompok asil saat berbentuk sebagai gugus fungsional pantetein dari koenzim A atau protein pembawa asil (ACP). Gugus pantetein dibentuk setelah penggabungan pantotenat dan sistein, yang menyediakan gugus prostetik –SH dari KoA dan ACP. KoA ikut serta dalam reaksi siklus asam sitrat, oksidasi asam lema, asetilasi dan sintesisi kolesterol. ACP berperan serta dalam sintesis asam lemak. Vitamin didistribusikan secara luas pada semua bahan makanan, dan defisiensi vitamin pada manusia belum pernah dilaporkan secara jelas selain dalam penelitian yang menjelaskan deplesi secara khusus.

Asam Askorbat

Vitamin C adalah suatu  vitamin bagi manusia dan primata lain, marmut, kelelawar, burung dari orde passerine, sebagian besar ikan dan invertebrata; binatang lain mensintesis vitamin C sebagai zat antara dalamm jalur asam uronat pada metabolisme glukosa. Pada spesies yang menganggapnya sebagai suatu vitamin, terdapat penghalang pada jalur karena ketiadaan adanya glukonolakton oksidase. Asam askorbat dan dehidroaskorbat memiliki aktivitas sebagai vitamin.

Vitamin C adalah Koenzim untuk Dua Kelompok Hidroksilase

asam askorbat memiliki peranan khusus dalam hidroksilase yang mengandung tembaga dan hidiroksilase yang mengandung besi terkait alfaketoglutarat. Asam ini juga menigkatkan aktivitas beberapa enzim lain secara in vitro, walaupun shal ini merupakan aktivitas pengurangan yang tidak spesifik. Selai itu, asam ini memiliki beberpa efek nonenzim akibat aktivitasnya sebagai agen spereduksi dan pemadam radikal oksigen.

Dopamin beta-hidroksilase merupakan enzim yang mengandung tembaga yang terlibat dalamm sintesis katekolamin, norepinefrin dari tirosin pada molekul adrenal dan sistem saraf pusat. Selama hidroksilasi, Cu+ dioksidasi menjadi CU2+; Proses reduksi kembali menjadi Cu+, khususnya memerlukan askorbat yang dioksidasi  menjadi monodehidroaskorbat.

Sejumlah hormon peptida memiliki amida termianal karboksi yang berasal dari terminal rtesidu glisin.  Glisin ini dihidroksilasi  pada alfa karbon oleh enzim mengandung tembaga, peptidilglisin hidroksilase yang sekali lagi memerlukan askorbat untuk mereduksi Cu2+.

Sejumlah hideoksilase yang mengandung besi  dan memerlukan askorbat memiliki mekanisme reaksi yang umum, yaitu  hidroksilasi substrat dihubungkan dengan dekarboksilasi alfa ketoglutarat. Banyak dari enzim-enzim inio terlibat dari  modifikasi prekursor protein. Prolin dan lisin hidroksilase dibutuhkan untuk modifikasi pascasintesis dari prokolagen menjadi kolagen, dan prolin hidroksilase juga dibutuhkan  untuk modifikasi pascasintesis dari prokolagen menjadi kolagen, dan prolin hidroksilase juga dibutuhkan untuk pembentukan osteokalsin dan komponen C1q dari komplemen. Aspartat beta-hidroksilase dibutuhakan untuk modifikasi pascasintesis prekursor protein  C, protease dependen vitamin K yang menghidrolisis faktor V pada jalur pembekuan darah. Trimetilisin dan gama butirobetain hidroksilase dibutuhkan untuk pembentukan sintesis karnitin.

Defisiensi Vitamin C Menyebabkan Skorbut

Tanda-tanda defisiensi vitamin C adalah perubahan kulit, kerapuhan kapiler darah, perlunakan gusi, gigi tanggal, dan fraktur tulang. Banyak gejala tersebut dapat disebabkan oleh berkurangnya sintesis kolagen.

Asupan Vitamin C yang Lebih Tinggi Mungkin Bermanfaat

Pada  asupan di atas 100mg/ hari, kapasitas tubuh untuk memetabolisme vitaminC mengalami kejenuhan, dan asupan yang lebih tinggi akan diekskresi dalam urin. Walaupun demikian, tambahan aturan lain menyatakan bahwa vitamin C meningkatkan absorbsi besi, dan hal ini bergantung pada adanya vitamin dalam usus. Oleh karena itu, peningkatan asupan vitamin C mungkin memberikan manfaat. Terdapat sedikit bukti baik yang menyatakan bahwa vitamin C dosis tinggi dapat mencegah common cold meskipun vitamin dapat mengurangi durasi dan beratnya gejala.

Mineral Dibutuhkan Untuk  Fungsi Biokimia dan Fisiologis

Benyak mineral esensial yang didistribusikan secara luas dalam makanan, dan kebanyakan orang mengonsumsi makanan yang telah dicampur mungkin untuk mendapatkan asupan yang memadai. Jumlah yang dibutuhkan perhari bervariasi, mulai dari beberapa gram untuk natrium, kalsium, beberapa miligram perhari (untuk  besi, seng dll), sampai beberapa mikrogram perhari untuk beberapa trace elements. Secara umum, defisiensi mineral terjadi jika makanan yang dikonsumsi berasal dari tanah yang mungkin kurang memiliki beberapa mineral, jika makanan berasal dari beberapa daerah, defisiensi mungkin jarang terjadi. Meskipun  demikian, defisiensi besi merupakan masalah umum karena jika besi yang hilang dari tubuh yang relatif tinggi, akan sulit mencapai asupan yang memadai untuk menggantikan besi yang hilang. Makanan yang tumbuh pada tanah dengan selenium yang tinggi menyebabkan keracinan, dan asupan natrium yang berlebihan menyebabkan hipertensi pada orang yang rentan.