Transcript Vitamin B1, B2, B3 dan B5 - GIZI DAN MAKANAN FUNGSIONAL

L/O/G/O
Gizi Mikro
Vitamin B1, B2, B3 dan B5
Arya Ulilalbab, S.TP/ 101214153002
Cucuk Suprihartini, S.TP/ 101214153006
Public Health Nutrition
Airlangga University
VITAMIN B1 (THIAMIN)
• Vitamin B1 (Thiamin) adalah senyawa yang
mengandung thio (S) dan amin.
• Berdasar fungsinya dikenal dengan nama lain yaitu
Anerine, Antineuritic Factor dan antiberiberi factor.
• Thiamin pirofosfat (TPP) adalah ko-enzim dalam
system enzim kompleks
• Thiamin (TDP) adalah ko-enzim yang diperlukan
dalam reaksi transketolasi.
• Thiamin (vitamin B1) diperlukan fungsi system
syaraf (terdapat dalam jaringan syaraf), yaitu
transmisi impuls syaraf.
Sifat-sifat Tiamin
• larut dalam alkohol 70 % dan air,
• dapat rusak oleh panas, terutama dengan adanya
alkali.
• Pada kondisi kering, tiamin stabil pada suhu100o C
selama beberapa jam.
• Kelembaban akan mempercepat kerusakannya.
Metabolisme Tiamin
• Tiamin dari makanan setelah dicerna, diserap
langsung oleh usus dan masuk ke dalam saluran
darah.
• Penyerapan maksimum terjadi pada konsumsi 2,5 – 5
mg tiamin per hari.
• Pada jumlah kecil, tiamin diserap melalui proses yang
memerlukan energi dan bantuan natrium, sedangkan
dalam jumlah besar, tiamin diserap secara difusi pasif.
• Kelebihan tiamin dfikeluarkan lewat urine.
• Metabolit tiamin adalah 2-metil-4-amino-5-pirimidin
dan asam 4-metil-tiazol-5-asetat.
Peran thiamin dlm transketolase
Peran thiamin dlm PDH dan α-KGDH
• Tubuh manusia dewasa mampu menyimpan tiamin
sekitar 30 -70 mg, dan sekitar 80%-nya terdapat
sebagai TPP (tiamin pirofosfat).
• Separuh dari tiamin yang terdapat dalam tubuh
terkonsentrasi di otot.
Fungsi Tiamin
• Fungsi metabolik tiamin antara lain pada
– reaksi oksidasi piruvat - Asetil- KoA,
– reaksi oksidasi α- keto glutarat dan
– reaksi transketolasi – HMP (Heksosa Monofosfat).
• Di dalam otak dan hati, segera diubah menjadi TPP
(thiamin pyrohosphat) oleh enzim thiamin
difosfotransferase,
• TPP sbg koensim adalah pyruvate decarboxylase,
pyruvate dehydrogenase, dan transketolase.
Makanan Sumber Intake
• Sereal, gandum utuh*)
• kacang*)
• daging lainnya
• ikan
• sayuran hijau
• buah-buahan
• susu.
*) Sumber utama/kaya, semakin ke bawah smakin menurun
Kekurangan (Defisiensi) Thiamin
Manusia
•
Sindrom klasik ,Beri-beri, konsumsi makanan pokok
beras yang dipoles.
• Mempengaruhi, sistem kardiovaskular otot, saraf, dan
pencernaan
• Beberapa makanan ini mengandung senyawa
antithiamin (mkn fermentasi, teh, kacang betal)
(Butterworth, 2001).
•
•
•
•
Terjadi pada pecandu alkohol kronis,
orang tua,
orang yang terinfeksi dengan HIV-AIDS,
dan individu dengan kondisi gagal ginjal kronis (
akibat dari pembatasan diet dan kehilangan thiamin
selama dialisis)
Penelitian-penelitian terkait Defisiensi
Thiamin
1.kekurangan thiamin marjinal dapat dikaitkan dengan
berbagai fitur klinis termasuk anoreksia, penurunan
berat badan, kelelahan, gangguan tidur, dan depresi.
Smidt et al., (1991) mempelajari pengaruh
penambahan thiamin pada kedua umum kesehatan dan
kesejahteraan penduduk Irlandia tua dengan
kekurangan thiamin marjinal.
mencatat bahwa suplemen thiamin selama 6 minggu, ada
kemajuan yang signifikan dalam:
• nafsu makan, kelelahan, dan kesejahteraan umum (r =
-0,71)
• kelelahan (r = 0,78)
• perubahan asupan energi (r = -0,91 ),
• selera makan (melalui penilaian subjektif) (r = -0,93),
• dan berat badan (r = -0,89).
Penelitian-penelitian
Defisiensi Thiamin
terkait
2. Penurunan aktivitas enzim yang tergantung pada
thiamin, terutama α-ketoglutarate dehidrogenase,
telah diamati di otak pasien dengan penyakit
Alzheimer dan penyakit Parkinson.
Pengaruh Asupan Tinggi Thiamin
• Tidak ada dampak buruk dari asupan yang berlebihan
thiamin
VITAMIN B2 (RIBOFLAVIN)
• Nama “riboflavin” berasal dari “ribosa”,
asam
ribonukleat (RNA) yang terkait dengan asam
deoksiribonukleat, seperti yang ditemukan dalam DNA
(dasar transkripsi genetik), dan “flavin” (yang berarti
kuning).
• Struktur riboflavin terdiri atas cincin isoaloksazin
dengan rantai samping ribitil, flavin adenin difosfat
(FAD) dibentuk bila FMN pada rantai sampingnya
dikaitkan dengan adenin monofosfat
Sifat-sifat Riboflavin
• Dalam bentuk murni, ribiflavin alkali kristal kuning.
• Riboflavin larut air, tahan panas, oksidasi dan asam,
tetapi tidak tahan alkali dan cahaya terutama sinar
ultraviolet.
• Dalam proses pemasakan tidak banyak yang rusak.
Fungsi Riboflavin
• Membantu proses energi
• Berperan
metabolisme lemak, karbohidrat, dan
protein
• Mengatur pertumbuhan dan reproduksi
• vitamin B2 juga menjamin kesehatan kulit, kuku dan
pertumbuhan rambut.
• Mengatur aktifitas kelenjar tiroid
• Meningkatkan kekebalan tubuh
Metabolisme Riboflavin
• Riboflavin di bebaskan dari ikatan-ikatan protein
sebagai FAD dan FMN di dalam lambung yang
bersuasana asam.
• FAD dan FMN kemudian di dalam usus halus
dihidrolisis oleh enzimpirosfosfatase dan fosfatase
menjadi riboflavin bebas.
• Riboflavin di absorpsi dibagian atas usus halus secara
aktif oleh proses yang membutuhkan natrium untuk
kemudian mengalami fosforilasi hingga menjadi FMN
di dalam mukosa usus.
Struktur kimia FAD dan FMN
• Riboflavin dan FMN dalam aliran darah sebagian
besar terikat pada albumin dan sebagian kecil pada
imonoglobulin G.
• Riboflavin dan metabolitnya disimpan didalam hati,
jantung dan ginjal, dalam bentuk FAD yang mewakili
70-90% vitamin tersebut. Konsentrasinya lima kali
FMN dan lima puluh kali riboflavin.
• Sebanyak 200 µg riboflavin dan metabolitnya
dikeluarkan melalui urin tiap hari tergantung pada
konsumsi dan kebutuhan jaringan
Sumber Intake Vitamin B2
• berbagai produk olahan susu, ragi, dan hati.
• tiram, daging tanpa lemak,jamur, brokoli,alpukat,
salmon
• ikan berminyak seperti mackerel, belut, dan hering
• telur, kerang,biji bunga matahari, dan kacangkacangan
AKG Riboflavin
•
•
•
•
•
•
Bagi wanita >23 th
Pria > 23 h
Wanita menyusui
Wanita hamil
Bayi
Anak sp 10 th
1,2 mg/hari
1,6 mg/hari
1,7 mg/hari
1,5 mg/hari
0,6 mg/hari
1,2 mg/hari
Kekurangan (Defisiensi) vitamin B2
• Tanda-tanda kekurangan baru akan terlihat setelah
beberapa bulan kekurangan konsumsi riboflavin.
• Tanda-tanda awal kekurangan riboflavin antara lain
mata panas dan gatal, tidak tahan cahaya,kehilangan
ketajaman mata, bibir, mulut serta lidah sakit dan
panas., yang disebut ariboflavinosis
Penelitian-penelitian terkait
Defisiensi Riboflavin
1. Beberapa bukti menunjukkan bahwa defisiensi
riboflavin
berhubungan
dengan
penanganan
gangguan dari besi, mungkin dengan efek pada
absorpsi atau mobilisasi besi plasma rendah tingkat
pyridoxal-5'-fosfat dikoreksi (Madigan et al, 1998).
2. Dalam studi dari Irlandia tua, 49% memiliki status
riboflavin suboptimal, 39% memiliki status vitamin
B6 suboptimal, dan 21% telah riboflavin bersamaan
dan vitamin B6 defisiensi. Setelah suplementasi
dengan riboflavin saja, baik kekurangan riboflavin
dan plasma rendah tingkat pyridoxal-5'-fosfat
dikoreksi
(Madigan
et
al,
1998).
3. Kekurangan riboflavin telah digambarkan pada
populasi kurang gizi di beberapa negara-negara
berpenghasilan rendah, khususnya di kalangan
perempuan dan anak-anak di Gambia (Bates et al,
1981, 1994),
4. Beberapa orang tua di Guatemala (Boivert et al,
1993),
5. Bayi dari ibu dengan status riboflavin yang rendah
selama kehamilan juga mungkin lahir kekurangan
riboflavin (Bates et al, 1982).
Kelebihan intake vitamin B2
•
•
•
•
tekanan darah menjadi rendah,
mengalami kelelahan,
anemia atau kurang darah,
mengalami mual dan muntah.
Vitamin B3 - asam nikotinat (niasin)
dan nikotinamida (niasinamida)
Fungsi
1. Akseptor elektron (NAD+/ NADP+) dan donor elektron (NADH/ NADPH + H+)
antara untuk reaksi redoks. NAD+ dan NADP+ mengaktivasi lebih dari 200
dehidrogenase yang penting untuk transpor elektron dan reaksi pernapasan seluler
lainnya.
2. Dehidrogenase yang bergantung-NAD+ (mitokondria) : NAD+ berfungsi sebagai
pembawa elektron untuk pernapasan intraseluler (rantai pernapasan) dan juga
kofaktor untuk enzim yang terlibat dalam degradasi lemak, protein, dan
karbohidrat untuk menghasilkan energi (produksi ATP)
3. Dehidrogenase yang bergantung pada NADP+ (sitosol) : NADP+ berfungsi
sebagai donor hidrogen dalam biosintesis reduktif, seperti sintesis asam lemak,
kolesterol, dan hormon steroid.
4. Proteksi sel antioksidatif, regenerasi glutation teroksidasi (GSSG → GSH)
5. Metabolisme lipid dan kolesterol (niasin) : peningkatan HDL, penurunan Lp(a),
penurunan LDL dan trigliserida (melalui reseptor tergabung-protein G dalam sel
lemak)
6. Replikasi dan perbaikan DNA, diferensiasi sel : (Poli-) ADP-ribosilasi protein
dan nukleoprotein (PARP : Poli-ADP-ribosa polimerase)
7. Pengaturan gula darah, homeostasis kalsium
Peningkatan Resiko Defisiensi : kehamilan, menyusui, olahragawan, olahragawati
Tanda dan Gejala Defisiensi
Umum : Kehilangan nafsu makan, depresi, pusing, lelah, sakit kepala, gangguan
ingatan insomnia, mudah tersinggung, psikosis.
Mulut/ membran mukus : radang, lidah bengkak menyakitkan, stomatitis, radang
pada esofagus dan mukosa lambung, fisura pada bibir, enteritis, diare
Kulit : memerah, pecah-pecah, kulit bersisik (terutama area yang terpajan sinar
matahari, seperti lengan, lutut, belakang leher dan tangan)
Pelagra (“kulit kasar”) : dermatitis, diare, dan demensia (= penyakit 3D)
Sistem imun : penurunan imunitas
Tabel 1. Kebutuhan vitamin B3 : niasin (asam nikotinat), niasinamida (nikotinamida) dalam
kondisi khusus
Rekomendasi Vitamin B3 : Niasin (asam
nikotinat), niasinamida (nikotinamida)
Terapi hiperlipidemia
Rentang dosis
1.500 mg nikotinat/ hari
Pemberian
po
200-3.000 mg/ hari (misalnya
Kanker
Gangguan tidur
3 x 500 mg/ hari)
100-500 mg niasinamida
po
po
Tabel 2. Kandungan vitamin B3 pada bahan pangan
Sumber : www.ndb.nal.usda.gov/ndb
Bahan pangan
Dedak padi (bekatul)
Nasi
Kandungan vitamin B3 (mg/ 100 g)
33,995
0,29
Kacang tanah
12,066
Daging sapi
2,456
Dedak gandum
13,578
Tuna
8,65
Ginjal sapi
8,030
Niasina (mg/
Tahap
kehidupan
Bayi
Anak-anak
Pria
Wanita
Kehamilan
Menyusui
Kelompok
hari)
0-6 bulan
2*
7-12 bulan
4*
1-3 tahun
6
4-8 tahun
8
9-13 tahun
12
14-18 tahun
16
19-30 tahun
16
31-50 tahun
16
51-70 tahun
16
> 70 tahun
16
9-13 tahun
12
14-18 tahun
14
19-30 tahun
14
menampilkan Angka Kecukupan Gizi (recommended dietary
31-50 tahun
14
allowances, RDA) dengan huruf tebal dan Kecukupan Gizi
51-70 tahun
14
(Adequate Intake, AI) dengan jenis huruf biasa yang diikiuti
> 70 tahun
14
dengan tanda bintang (*).
14-18 tahun
18
19-30 tahun
18
31-50 tahun
18
14-18 tahun
17
19-30 tahun
17
31-50 tahun
17
Tabel 3. Rekomendasi asupan vitamin B3 (niasin) untuk individual
a Sebagai
ekuivalen niasin (niacin equivalent, NE). 1 mg niasin =
60 mg triptofan
Tabel ini (diambil dari laporan DRI, lihat www.nap.edu)
Produksi
niasin
Tryptophan
Fe2+
60 mg tryptophan = 1 mg niacin
Kynurenine
NADPH
NADP
Quinolinic acid
Nicotinic acid
mononucleotide (NMN)
Nicotinamide adenine
dinucleotide (NAD)
Nicotinamide (niacin)
Gambar 2. Produksi niasin dari tryptophan (Gallagher, M., 2004)
Pellagra
Gambar 3. Pellagra (Nogueira, et all., 2009)
Metabolisme
Gambar 4. Niasin membantu produksi energi dari protein,
lemak, dan karbohidrat (Blake, 2008)
Penyerapan nicotinamide atau asam nikotinat berlangsung cepat dalam lambung
dan usus kecil. Pada asupan yang rendah, penyerapan terdiri dari komponen
transportasi jenuh, yang tergantung pada natrium, energi, dan PH, tetapi asupan yang
lebih tinggi, difusi pasif lebih dominan. Asam amino tryptophan dikonversi sebagian
oleh koenzim nicotinamide, terutama di hati
Niacin digunakan dalam dua bentuk koenzim, yaitu nicotinamide adenine
dinucleotide (NAD) dan nicotinamide adenine dinucleotide Fosfat (NADP). Ratusan
enzim memerlukan koenzim niacin, NAD dan NADP. Enzim ini terutama digunakan
untuk menerima atau menyumbangkan elektron untuk menghasilkan energi atau
membangun suatu molekul. NAD sering berfungsi dalam suatu reaksi yang
melibatkan pelepasan energi yang berasal dari karbohidrat, lemak, protein, dan
alkohol. Perlu dicatat bahwa NAD digunakan dalam banyak reaksi yang melibatkan
produksi energi. Fungsi NADP lebih sering berada dalam proses biosintesis, seperti
dalam sintesis asam lemak dan kolesterol (Blake, 2008).
Penyimpanan : tidak ada
Ekskresi : metabolit utama : 5’-methylnicotinamide, rata-rata sebanyak 3 mg/ hari
melalui urin
Toksisitas
Secara umum, toksisitas niasin rendah. Meskipun begitu, dosis tinggi 1-2 gr 3x sehari,
telah digunakan untuk menurunkan konsentrasi kolesterol darah, dan hal tersebut
dapat memberikan efek samping. Efek samping utama yaitu pelepasan histamin yang
mungkin dapat berbahaya bagi seseorang yang menderita asma ataupun yang
mempunyai penyakit radang dinding lambung. Niasin dosis tinggi juga beracun untuk
hati dan resikonya menjadi lebih besar apabila dilepaskan dalam bentuk vitamin
(Reimund and Ramos, 1994). Penggunaan megavitamin seharusnya diawasi dengan
hati-hati karena dosis tinggi bekerja seperti obat-obatan, bukan suplemen gizi.
Vitamin B5 - pantotenat
dan pantetin
Fungsi
1. Koenzim A (bentuk aktif asam pantotenat) : pembawa gugus asil universal dalam
metabolisme antara
2. Produksi energi : koenzim A (KoA) diperlukan untuk pembentukan energi dalam
bentuk ATP dari lemak, karbohidrat, dan protein
3. Biosintesis dan biodegradasi karbohidrat, asam lemak, dan asam amino
4. Sintesis steroid dan isoprenoid : kolesterol, asam empedu, provitamin D, hormon
adrenokortikal, hormon seks, ubikuinon (koenzim Q10)
5. Sintesis vitamin A, asetilkolin, melatonin, dan taurin
6. Sintesis heme (protein heme, seperti hemoglobin, mioglobin, sitokrom rantai
pernapasan mitokondria, dan detoksifikasi xenobiotik)
7. Peningkatan epitelialisasi (→ menstimulasi epitelialisasi luka)
8. Pantetin (dimer disulfida pantetin) : modulasi metabolisme lipid (menurunkan
TG, LDL, dan TC serta meningkatkan HDL)
Peningkatan Risiko Defisiensi : kehamilan, menyusui, stress
Tanda dan gejala defisiensi
Umum : apati, kelelahan, imunodefisiensi, mudah tersinggung, sakit kepala, lemah
Darah : anemia
Rambut : warna rambut berubah
Kulit/ membran mukus : peradangan (saluran gastrointestinal, saluran pernapasan,
mulut, hidung), dermatitis, gangguan penyembuhan luka
Gangguan gastrointestinal : kram abdominal, muntah, mual
Adrenal : atrofi, insufisiensi adrenokortikal
Gangguan otot/ neurologis : kram otot, kesemutan pada kaki dan tangan
Tabel 4. Kebutuhan vitamin B5 (asam pantotenat)
dalam kondisi khusus
Kebutuhan vitamin B5 (asam pantotenat)
Rentang dosis
Pemberian
Terapi penyembuhan luka
500 mg/ hari
po
Rambut rontok dan kuku yang rapuh
100-1.000 mg
po
Infeksi HIV dan AIDS
50-500 mg
po
Stres
100-500 mg
po
Tabel 5. Kandungan vitamin B5 pada bahan pangan
Sumber : www.ndb.nal.usda.gov/ndb
Bahan pangan
Kandungan vitamin B5 (mg/ 100 g)
Alpukat
1,389
Dedak padi (bekatul)
7,39
Dedak gandum
2,181
Jamur shitake
1,5
Brokoli
0,573
Ginjal sapi
3,97
Kacang tanah
1,767
Tahap
kehidupan
Bayi
Anak-anak
Pria
Wanita
Kehamilan
Menyusui
Asam pantotenat
Kelompok
(mg/ hari)
0-6 bulan
1,7
7-12 bulan
1,8
1-3 tahun
2
4-8 tahun
3
9-13 tahun
4
14-18 tahun
5
19-30 tahun
5
31-50 tahun
5
51-70 tahun
5
> 70 tahun
5
9-13 tahun
4
14-18 tahun
5
Tabel ini (diambil dari laporan DRI, lihat
19-30 tahun
5
www.nap.edu) menampilkan Kecukupan Gizi
31-50 tahun
5
(Adequate Intake, AI).
51-70 tahun
5
> 70 tahun
5
14-18 tahun
6
19-30 tahun
6
31-50 tahun
6
14-18 tahun
7
19-30 tahun
7
31-50 tahun
7
Tabel 6. Rekomendasi asupan vitamin B5
(asam pantotenat) untuk individual
Metabolisme
Gambar 6. Asam pantotenat ada di posisi pusat dalam hal
produksi energi (Blake, 2008)
Asam pantotenat merupakan bagian besar dari molekul koenzim A. Koenzim A
penting untuk reaksi kimia yang menghasilkan energi dari karbohidrat, lemak, dan
protein. Asam pantotenat dalam bentuk koenzim A diperlukan untuk sintesis
kolesterol dan sintesis hormon steroid seperti melatonin. Koenzim A juga diperlukan
untuk sintesis asetilkolin, neurotransmiter. Heme, komponen dari hemoglobin, tidak
dapat disintesis tanpa koenzim A. Selain itu, hati membutuhkan koenzim A untuk
metabolisme sejumlah obat dan racun.
Asam pantotenat dalam bentuk koenzim A sangat diperlukan untuk sintesis
lemak yang dimanfaatkan oleh selubung mielin sel saraf, dan juga mensintesis
fosfolipid di membran sel. Asam pantotenat juga dibuat oleh bakteri normal yang
hidup di usus besar. Penyerapan asam pantotenat dari usus telah dapat dibuktikan
(Blake, 2008).
Penyimpanan : tidak ada
Ekskresi : keluar melalui urin sebagai pantotenat; ekskresi kurang dari 1 mg/ hari
menunjukkan defisiensi
Toksisitas
Toksisitas asam pantotenat bisa dikesampingkan, tidak ada efek buruk setelah
menelan dalam dosis tinggi pada berbagai spesies. Dosis besar (contohnya 10 gr/
hari) yang diberikan kepada manusia telah menyebabkan gangguan ringan pada usus
dan diare
Bahan makanan tinggi kandungan vitamin B3 dan B5
Gambar 4. Anatomi biji padi (Ensiklopedia Britannica, Inc., 1996)
Gambar 5. Nilai gizi dedak padi/ bekatul (USDA, 2013)
Hasil penelitian niasin dan asam pantotenat
Niasin
Efek Kombinasi Niasin dan Kromium Terhadap Pengobatan Vaskular Disfungsi
Endotel pada Tikus Hiperlipidemia (Niu, 2008)
Temuan ini menunjukkan bahwa pengobatan dengan kombinasi niacin dan kromium
memiliki perlindungan terapi yang potensial untuk fungsi endotel
Pengobatan Kombinasi Niacin dan Kromium Menyebabkan Efek Perlindungan pada
Jaringan Usus Kecil pada Tikus Hiperlipidemia (Oztay, 2007)
Niacin dan kromium memiliki efek perlindungan pada usus dibandingkan dengan
kondisi tikus hiperlipidemia serta memiliki efek untuk mengurangi lemak.
Efek
Menguntungkan
dari
Pengobatan
Kombinasi
Niacin
dan
Chromium
pada Hati Tikus dengan Kondisi Hiperlipidemia (Bolkent, 2004)
Penelitian ini mengungkapkan bahwa kombinasi perlakuan ini merupakan obat
khusus yang lebih baik untuk hyperlipemia.
Asam
pantotenat
Respon Metabolik Diet Kekurangan Asam Pantotenat pada Manusia (Fry, 1976)
Rata-rata ekskresi asam pantotenat pada urin setiap hari menurun dari 3,05 ke 0,79
mg pada subyek pria dewasa yang diberi diet kekurangan asam pantotenat dan
meningkat dari 3,95 ke 5,84 mg pada 4 subyek yang diberi diet suplemen 10 mg dari
awal sampai akhir penelitian selama 63 hari. Sementara secara umum, kadar asam
pantotenat darah menurun dalam subyek yang tidak diberi suplementasi dan tetap
konstan pada subyek yang diberi suplementasi, asam pantotenat darah sulit
menanggapi untuk asupan daripada asam pantotenat retensi urin. Retensi nitrogen
cenderung lebih tinggi pada subyek yang diberi suplementasi dibandingkan yang diet
tanpa asam pantotenat.
L/O/G/O
Thank You!