Jumat, 23 Desember 2011

Biokimia fe dan Zn


ZAT BESI (fe)
            Zat besi merupakan unsur kelumit (trace element) terpenting bagi manusia.
Besi dengan konsentrasi tinggi terdapat dalam sel darah merah, yaitu sebagai bagian
dari molekul hemoglobin yang mengangkut oksigen dari paru–paru. Hemoglobin
akan mengangkut oksigen ke sel–sel yang membutuhkannya untuk metabolisme
glukosa, lemak dan protein menjadi energi (ATP). Besi juga merupakan bagian dari
sistem enzim dan mioglobin, yaitu molekul yang mirip Hemoglobin yang terdapat di
dalam sel–sel otot. Mioglobin akan berkaitan dengan oksigen dan mengangkutnya
melalui darah ke sel–sel otot. Mioglobin yang berkaitan dengan oksigen inilah
menyebabkan daging dan otot–otot menjadi berwarna merah. Di samping sebagai
komponen hemoglobin dan mioglobin, besi juga merupakan komponen dari enzim
oksidase pemindah energi, yaitu : sitokrom paksidase, xanthine oksidase, suksinat
dan dehidrogenase, katalase dan peroksidase.
            Semua sel-sel tubuh membutuh fe. Fe sangat penting untuk mengangkut oksigen, produksi energi dan pertumbuhan sel serta poliferasi. Di dalam tubuh manusia rata-rata terdiri dari 3,5 gram fe (laki-laki 4 gram dan perempuan 3 gram). Tetapi, hanya sekitar 10 %yang diserap oleh tubuh dari makanan.
A.      ZAT BESI DALAM TUBUH

Zat besi dalam tubuh terdiri dari dua bagian, yaitu yang fungsional dan yang
reserve (simpanan). Zat besi yang fungsional sebagian besar dalam bentuk
Hemoglobin (Hb), sebagian kecil dalam bentuk myoglobin, dan jumlah yang sangat
kecil tetapi vital adalah hem enzim dan non hem enzim. Zat besi yang ada dalam bentuk reserve tidak mempunyai fungsi fisiologi selain daripada sebagai buffer yaitu menyediakan zat besi kalau dibutuhkan untuk kompartmen fungsional. Apabila zat besi cukup dalam bentuk simpanan, maka kebutuhan eritropoiesis (pembentukan sel darah merah) dalam sumsum tulang akan selalu terpenuhi. Dalam keadaan normal, jumlah zat besi dalam bentuk reserve ini adalah kurang lebih seperempat dari total zat besi yang ada dalam tubuh. Zat
besi yang disimpan sebagai reserve ini, berbentuk feritin dan hemosiderin, terdapat
dalam hati, limpa, dan sumsum tulang.
Pada keadaan tubuh memerlukan zat besi dalam jumlah banyak,misalnya pada anak yang sedang tumbuh (balita), wanita menstruasi dan wanita hamil, jumlah reserve biasanya rendah. Pada bayi, anak dan remaja yang mengalami masa pertumbuhan, maka kebutuhan zat besi untuk pertumbuhan perlu ditambahkan kepada jumlah zat besi yang dikeluarkan lewat basal. Dalam memenuhi kebutuhan akan zat gizi, dikenal dua istilah kecukupan (allowance) dan kebutuhan gizi (requirement). Kecukupan menunjukkan kecukupan rata – rata zat gizi setiap hari bagi hampir semua orang menurut golongan umur, jenis kelamin, ukuran tubuh dan aktifitas untuk mencapai derajat kesehatan yang optimal. Sedangkan kebutuhan gizi menunjukkan banyaknya zat gizi minimal yang diperlukan masing – masing individu untuk hidup sehat. Dalam kecukupan sudah dihitung faktor variasi kebutuhan antar individu, sehingga kecukupan kecuali energi, setingkat dengan kebutuhan ditambah dua kali simpangan baku. Dengan demikian kecukupan sudah mencakup lebih dari 97,5% populasi (Muhilal et al, 1993).
Pada bayi, anak dan remaja yang mengalami masa pertumbuhan perlu ditambahkan kepada jumlah zat besi yang dikeluarkan lewat basal. Kebutuhan zat besi relatif lebih tinggi pada bayi dan anak daripada orang dewasa apabila dihitung berdasarkan per kg berat badan. Bayi yang berumur dibawah 1 tahun, dan anak berumur 6 – 16 tahun membutuhkan jumlah zat besi sama banyaknya dengan laki – laki dewasa. Tetapi berat badannya dan kebutuhan energi lebih rendah daripada laki– laki dewasa. Untuk dapat memenuhi jumlah zat besi yang dibutuhkan ini, maka bayi dan remaja harus dapat mengabsorbsi zat besi yang lebih banyak per 1000 kcal yang dikonsumsi.

B.       ZAT BESI DALAM MAKANAN

            Dalam makanan terdapat 2 macam zat besi yaitu besi heme dan besi non hem. Besi non hem merupakan sumber utama zat besi dalam makanannya. Terdapat dalam semua jenis sayuran misalnya sayuran hijau, kacang – kacangan, kentang dan sebagian dalam makanan hewani. Sedangkan besi hem hampir semua terdapat dalam makanan hewani antara lain daging, ikan, ayam, hati dan organ – organ lain.

C.       METABOLISME ZAT BESI

          Untuk menjaga badan supaya tidak anemia, maka keseimbangan zat besi di dalam badan perlu dipertahankan. Keseimbangan disini diartikan bahwa jumlah zat besi yang dikeluarkan dari badan sama dengan jumlah besi yang diperoleh badan dari makanan. Suatu skema proses metabolisme zat besi untuk mempertahankan keseimbangan zat besi di dalam badan, dapat dilihat pada skema di bawah ini :
https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEihRdGKV0R9sl_3K3V1mDPCwHdrdNcItgIDhXeYXug6UVWgUwvuTWqiWiIcnjrrj6bFPx73l_LWUcL4-bzXtbw2uoVUG5yT2qvBP_fQ3LEK90BE6JHHp0uEggYliu71F387eiAV2NLYczGi/s1600/ssssfffggg.JPG

setiap hari turn over zat besi ini berjumlah 35 mg, tetapi tidak semuanya harus didapatkan dari makanan. Sebagian besar yaitu sebanyak 34 mg didapat dari penghancuran sel – sel darah merah tua, yang kemudian disaring oleh tubuh untuk dapat dipergunakan lagi oleh sumsum tulang untuk pembentukan sel – sel darah merah baru. Hanya 1 mg zat besi dari penghancuran sel – sel darah merah tua yang dikeluarkan oleh tubuh melalui kulit, saluran pencernaan dan air kencing. Jumlah zat besi yang hilang lewat jalur ini disebut sebagai kehilangan basal (iron basal losses).

D.  PENYERAPAN ZAT BESI

Absorbsi zat besi dipengaruhi oleh banyak faktor yaitu :
·      Kebutuhan tubuh akan besi, tubuh akan menyerap sebanyak yang dibutuhkan. Bila besi simpanan berkurang, maka penyerapan besi akan meningkat.
·      Rendahnya asam klorida pada lambung (kondisi basa) dapat menurunkan penyerapan Asam klorida akan mereduksi Fe3+ menjadi Fe2+ yang lebih mudah diserap oleh mukosa usus.
·      Adanya vitamin C gugus SH (sulfidril) dan asam amino sulfur dapat meningkatkan absorbsi karena dapat mereduksi besi dalam bentuk ferri menjadi ferro. Vitamin C dapat meningkatkan absorbsi besi dari makanan melalui pembentukan kompleks ferro askorbat. Kombinasi 200 mg asam askorbat dengan garam besi dapat meningkatkan penyerapan besi sebesar 25 – 50 persen.
·      Kelebihan fosfat di dalam usus dapat menyebabkan terbentukny kompleks besi fosfat yang tidak dapat diserap.
·      Adanya fitat juga akan menurunkan ketersediaan Fe
·      Protein hewani dapat meningkatkan penyerapan Fe
·      Fungsi usus yang terganggu, misalnya diare dapat menurunkan penyerapan Fe.
·      Penyakit infeksi juga dapat menurunkan penyerapan Fe. Zat besi diserap di dalam duodenum dan jejunum bagian atas melalui proses yang kompleks. Proses ini meliputi tahap – tahap utama sebagai berikut :
a.    Besi yang terdapat di dalam bahan pangan, baik dalam bentuk Fe3+ atau Fe2+ mula – mula mengalami proses pencernaan.
b.    Di dalam lambung Fe3+ larut dalam asam lambung, kemudian diikat oleh gastroferin dan direduksi menjadi Fe2+.
c.    Di dalam usus Fe2+ dioksidasi menjadi FE3+. Fe3+ selanjutnya berikatan dengan apoferitin yang kemudian ditransformasi menjadi feritin, membebaskan Fe2+ ke dalam plasma darah.
d.   Di dalam plasma, Fe2+ dioksidasi menjadi Fe3+ dan berikatan dengan transferitin. Transferitin mengangkut Fe2+ ke dalam sumsum tulang untuk bergabung membentuk hemoglobin. Besi dalam plasma ada dalam keseimbangan.
e.    Transferrin mengangkut Fe2+ ke dalam tempat penyimpanan besi di dalam tubuh (hati, sumsum tulang, limpa, sistem retikuloendotelial), kemudian dioksidasi menjadi Fe3+. Fe3+ ini bergabung dengan apoferritin membentuk ferritin yang kemudian disimpan, besi yang terdapat pada plasma seimbang dengan bentuk yang disimpan.


E.     Pengangkutan dan Penyimpanan Besi
Ketika besi diabsorbsi dari usus halus menuju ke plasma darah, besi tersebut bergabung dengan apotransferin membentuk transferin, yang selanjutnya diangkut dalam plasma darah. Besi dan apotransferin berikatan secara longgar, sehingga memungkinkan untuk melepaskan partikel besi ke sel jaringan dalam tubuh yang membutuhkan. Absorbsi besi diatur melalui besarnya cadangan besi dalam tubuh. Absorbsi besi rendah jika cadangan besi tinggi, sebaliknya jika cadangan besi rendah absorbsi besi ditingkatkan.
http://ayojadidokter.files.wordpress.com/2011/11/metabolisme-besi.jpg?w=510&h=265
Setelah itu, besi dalam tranferin di plasma darah masuk ke dalam sumsum tulang untuk pembentukan eritrosit dan hemoglobin. Besi yang berlebih akan  bergabung dengan protein apoferritin, membentuk ferritin dan disimpan dalam sistem retikuloendotelial (RE). Oleh karena apoferritin mempunyai berat molekul besar, 460.000, ferritin bisa mengikat sejumlah besar besi. Besi yang disimpan sebagai ferritin disebut besi cadangan. Ditempat penyimpanan, terdapat besi yang disimpan dalam jumlah yang sedikit dan bersifat tidak larut, yang disebut hemosiderin.
Bila jumlah besi dalam plasma sangat rendah, besi yang terdapat dipenyimpanan ferritin dilepaskan dengan mudah ke dalam plasma, dan diangkut dalam bentuk transferin dan kembali ke sumsum tulang untuk dibentuk eritrosit.
Bila umur eritrosit sudah habis dan sel dihancurkan, maka hemoglobin yang dilepaskan dari sel akan dicerna oleh sistem makrofag-monosit. Disini terjadi pelepasan besi bebas, dan disimpan terutama di tempat penyimpanan  ferritin yang akan digunakan untuk kebutuhan pembentukan hemoglobin baru.
F.      Akibat Defesiensi Besi

Unsur besi merupakan komponen utama dari hemoglobin (Hb), sehingga kekurangan besi dalam pakan akan mempengaruhi pembentukan Hb. Sel darah merah muda (korpuskula) mengandung Hb yang diproduksi dalam sumsum tulang untuk mengganti sel darah merah yang rusak. Dari sel darah merah yang rusak ini besi dibebaskan dan digunakan lagi dalam pembentukan sel darah merah muda (Cook et al. 1992; Puls 1994; Inoue et al. 2002; Brown et al. 2004).
Menurunnya kemampuan kerja, kekurangan energy pada umumnya menyebabkan pucat, rasa lemah, letih pusing, kurang nafsu makan, menurunnya kebugaran, kekebalan dan gangguan penyembuhan luka, serta kemampuan mengatur suhu tubuh menurun, serta kesulitan bernafas (nafas terengah-engah), jantung yang berdetak lebih cepat, kelelahan, kesulitan memusatkan perhatian, tidur yang tidak pulas, sakit saat menstruasi, ujung bibir yang pecah-pecah, iritasi mata, dan bahkan kerontokan rambut.

















ZINK (SENG)
Zinc (Zn) yang biasanya juga disebut dengan Seng merupakan zat gizi yang esensial dan telah mendapat perhatian yang cukup besar akhir-akhir ini. Zinc berperan di dalam bekerjanya lebih dari 10 macam enzim. Berperan di dalam sintesa Dinukleosida Adenosin (DNA) dan Ribonukleosida Adenosin (RNA), dan protein. Maka bila terjadi defisiensi zinc dapat menghambat pembelahan sel, pertumbuhan dan perbaikan jaringan (Shanker dan Prasad, 1998).
Zinc umumnya ada di dalam otak, dimana zinc mengikat protein. Kekurangan zinc akan berakibat fatal terutama pada pembentukan struktur otak, fungsi otak dan mengganggu respon tingkah laku dan emosi (Black, 1998).  Menurut Eschlemen (1996), zinc adalah suatu komponen dari beberapa sistem enzim, yang berfungsi di dalam sintesa protein, transport karbon dioksida dan di dalam proses penggunaan vitamin A.
Kebutuhan zink untuk masing-masing individu tergantung kepada berat badan, usia, serta kecepatan pertumbuhan. Selain itu, keberadaan zink dalam tubuh dapat bervariasi tergantung dari asupan makanan. Jumlah zink yang terabsorbsi antara 20% sampai 60% dari yang dikonsumsi. Secara umum, daging dan ikan merupakan sumber zink yang paling dikenal, dan zink yang berasal dari protein hewani diabsorbsi lebih baik oleh tubuh dibandingkan zink yang berasal dari tumbuhan. Sejumlah zink dapat hilang selama proses pengolahan makanan secara bermakna, seperti saat penggilingan dan penghalusan makanan. Roti putih, gula halus, sayur (kecuali kacang-kacangan), dan buah, memiliki kandungan zink yang relatif kecil.
Zinc terdapat pada berbagai jenis bahan pangan. Tiram mengandung zinc dalam jumlah terbesar per takaran sajinya. Namun, dalam kehidupan sehari-hari, daging dan unggas memenuhi mayoritas kebutuhan zinc karena lebih sering dikonsumsi. Sumber-sumber zinc lain yang dapat dikonsumsi adalah biji-bijian, kacang-kacangan, makanan laut, gandum-ganduman dan produk-produk susu.


Metabolisme, Absorpsi dan Ekskresi zink


            Seperti halya besi, zink diabsorpsi relatif sedikit. Dari konsumsi zink 4-14 mg/hari, hanya 10-40 %-nya yang diabsorpsi. Absorpsi menurun dengan adanya agen pengikat atau kelat sehingga mineral tersebut tidak terserap. Zink berikatan dengan ligan yang mengandung sulfur, nitrogen atau oksigen. Zink membentuk kompleks dengan fosfat (PO4), klorida (Cl-) dan karbonat (HCO3). Buffer N-2-hydroxyethyl-pysera-zine-N′-2-ethanesulfonic acid (HEPES) berefek kecil terhadap ikatan zink dengan ligan tersebut. Zink dapat berikatan dengan ligan tersebut dan diekskresikan melalui feces. Orang yang menderita geophagic dan/atau yang mengkonsumsi makanan tinggi fitat (khususnya produk sereal) berresiko defisiensi zink. Oberleas (1993) diacu dalam Berdanier (1998) telah memperhitungkan bahwa diet dengan rasio fitat dan zink lebih besar daripada 10, menyebabkan defisiensi zink, tanpa memperhatikan jumlah total zink dalam diet tersebut. Pada sistem pencernaan, mineral dicerna di usus halus. Sulliva RJ (2004) menjabarkan usus halus terdiri dari empat lapisan, yaitu mukosa, sub-mukosa, muskularis, dan serosa atau adventitia yang ditunjukkan gambar 1
https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjft5xRV9el4DI-AgUFWmKrfpcpcTcpuYNXptkC1w3IoiSDIPXO5MBktDxWn_OpZiHEirKcVK1DdueuyOfA5hjthYjjhmQs5mGAcudUQwvalSLD1nOBz0IL1-pLJK3VZ7xH33lxTUHq/s320/1.jpg

Gambar 1. Ilustrasi lapisan usus; dinding usus halus terdiri dari empat lapisan, yaitu mukosa, submukosa, muskularis (lapisan otot eksternal), dan serosa.
Tak seperti besi, zink hanya membentuk satu valensi, yaitu Zn2+. Manusia normal dengan berat badan 70 kg menyerap 1-2 mg/hari baik dengan cara penuh maupun tak penuh. Penyerapan dilakukan dengan difusi pasif dan pengikatan zink dengan protein metalotionein dan/atau protein intestinal kaya sistein. Penelitian terhadap mekanisme absorpsi zink oleh enterosit menunjukkan bahwa pengambilan zink secara cepat diakibatkan oleh ikatan ekstraselular zink diikuti dengan internalisasi ligan zink yang dimediasi oleh molekul tak dikenal yang ada. Setelah memasuki enterosit, zink berikatan dengan cysteine-rich intestinal protein (CRIP) yang tadinya berikatan dengan metalotionein, kemudian melewati sisi enterosit serosal, diikat oleh albumin dan dibawa untuk digunakan. Gambar 2 menunjukkan sistem pengambilan zink.

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEh_2PpsiXADdPIg-qXv_2W08gZ5FTTAcoOBRg264ICO8NfxJfYoy0TeyagtORqn2DYHRyRtCd0GEexJ8DQCNRGpS5h1ecbD96tRW8PoXJPgx2C5qMsjv_OkFW3sJ6bRTtV7PgZLNAtI/s320/2.jpg
Gambar 2. Penyerapan zink di usus. Difusi pasif ditunjukkan pada bagian bawah diagram sedangkan transport yang dimediasi oleh metalotionein I (MTI), cysteine-rich protein (CRIP), dan nonspecific binding proteins (NSBP) ditunjukkan pada bagian atas diagram.
Vitamin D mempertinggi pengambilan zink, dimungkinkan karena efek sintesis metalotionein. Dari enterosit, zink ditransfer ke plasma sekitar 77% berikatan lemah dengan albumin, sekitar 20 % berikatan kuat dengan α-2-makroglobulin dan 2-8 % dengan ultrafilter. Dengan ultrafilter, sekitar 0,5-0,8 mg/hari, zink diekskresikan melalui urin atau melalui feses. Hati merupakan tempat utama pengambilan Zn2+ setelah diserap di usus, baik pengambilan secara cepat (t1/2 = 20 s) maupun pengambilan secara lebih lambat (t linear).

DEFESIENSI ZINK
            Berikut adalah tanda-tanda bila mengalami kekurangan seng menurut U.S. National Library of Medicine:
·      Rata-rata pertumbuhan yang lambat.
·      Tidak ada selera atau nafsu makan.
·      Penyembuhan luka yang lambat, muncul lesi pada kulit dan infeksi yang tak kunjung  sembuh.
·      Kelelahan yang hebat.
·      Kerontokan pada rambut.
·      Ketidaknormalan pada kemampuan mengecap rasa dan mencium bau.
·      Kesulitan dalam melihat dikegelapan.
·      Menurunnya produksi hormon pada pria (infertilitas).
 
             Khusus untuk poin terakhir, kekurangan seng akan mengganggu proses pembentukan sperma  dan perkembangan organ seks primer dan sekunder pada pria. Kekurangan seng pada pria menyebabkan menurunnya fungsi testikular (testicular hypofunction) yang berdampak pada terganggunya proses spermatogenesis dan produksi hormon testosteron oleh sel-sel Leydig. Testosteron adalah hormon yang mempengaruhi libido dan ciri-ciri kelamin sekunder laki-laki. Dalam keadaan normal atau sehat jumlah yang dianjurkan untuk pria dewasa sebanyak 15 mg per hari, sedangkan wanita 12 mg per hari. Cara aman mendapatkan zat gizi seng adalah dengan mengonsumsi makanan kaya seng.

.









Tidak ada komentar:

Posting Komentar