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 terkait Defisiensi Thiamin 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 kacang-kacangan

AKG Riboflavin Bagi wanita >23 th 1,2 mg/hari Pria > 23 h                                    1,6 mg/hari Wanita menyusui                       1,7 mg/hari Wanita hamil                              1,5 mg/hari Bayi                                              0,6 mg/hari Anak sp 10 th                             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 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 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. 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)

Dehidrogenase yang bergantung pada NADP+ (sitosol) : NADP+ berfungsi sebagai donor hidrogen dalam biosintesis reduktif, seperti sintesis asam lemak, kolesterol, dan hormon steroid. Proteksi sel antioksidatif, regenerasi glutation teroksidasi (GSSG → GSH) Metabolisme lipid dan kolesterol (niasin) : peningkatan HDL, penurunan Lp(a), penurunan LDL dan trigliserida (melalui reseptor tergabung-protein G dalam sel lemak) Replikasi dan perbaikan DNA, diferensiasi sel : (Poli-) ADP-ribosilasi protein dan nukleoprotein (PARP : Poli-ADP-ribosa polimerase) 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) Rentang dosis Pemberian Terapi hiperlipidemia 1.500 mg nikotinat/ hari po Kanker 200-3.000 mg/ hari (misalnya 3 x 500 mg/ hari) Gangguan tidur 100-500 mg niasinamida

Kandungan vitamin B3 (mg/ 100 g) Tabel 2. Kandungan vitamin B3 pada bahan pangan Sumber : www.ndb.nal.usda.gov/ndb Bahan pangan Kandungan vitamin B3 (mg/ 100 g) Dedak padi (bekatul) 33,995 Nasi 0,29 Kacang tanah 12,066 Daging sapi 2,456 Dedak gandum 13,578 Tuna 8,65 Ginjal sapi 8,030

Tabel 3. Rekomendasi asupan vitamin B3 (niasin) untuk individual Tahap kehidupan Kelompok Niasina (mg/ hari) Bayi 0-6 bulan 2* 7-12 bulan 4* Anak-anak 1-3 tahun 6 4-8 tahun 8 Pria 9-13 tahun 12 14-18 tahun 16 19-30 tahun 31-50 tahun 51-70 tahun > 70 tahun Wanita 14 Kehamilan 18 Menyusui 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) menampilkan Angka Kecukupan Gizi (recommended dietary allowances, RDA) dengan huruf tebal dan Kecukupan Gizi (Adequate Intake, AI) dengan jenis huruf biasa yang diikiuti dengan tanda bintang (*).

Produksi niasin 60 mg tryptophan = 1 mg niacin Kynurenine Quinolinic acid Nicotinic acid mononucleotide (NMN) Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) Nicotinamide (niacin) Fe2+ NADPH NADP 60 mg tryptophan = 1 mg niacin Gambar 2. Produksi niasin dari tryptophan (Gallagher, M., 2004)

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).

Toksisitas 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 Koenzim A (bentuk aktif asam pantotenat) : pembawa gugus asil universal dalam metabolisme antara Produksi energi : koenzim A (KoA) diperlukan untuk pembentukan energi dalam bentuk ATP dari lemak, karbohidrat, dan protein Biosintesis dan biodegradasi karbohidrat, asam lemak, dan asam amino Sintesis steroid dan isoprenoid : kolesterol, asam empedu, provitamin D, hormon adrenokortikal, hormon seks, ubikuinon (koenzim Q10)

Sintesis vitamin A, asetilkolin, melatonin, dan taurin Sintesis heme (protein heme, seperti hemoglobin, mioglobin, sitokrom rantai pernapasan mitokondria, dan detoksifikasi xenobiotik) Peningkatan epitelialisasi (→ menstimulasi epitelialisasi luka) 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

Kebutuhan vitamin B5 (asam pantotenat) 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 Infeksi HIV dan AIDS 50-500 mg Stres 100-500 mg

Kandungan vitamin B5 (mg/ 100 g) 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

Asam pantotenat (mg/ hari) Tahap kehidupan Kelompok Asam pantotenat (mg/ hari) Bayi 0-6 bulan 1,7 7-12 bulan 1,8 Anak-anak 1-3 tahun 2 4-8 tahun 3 Pria 9-13 tahun 4 14-18 tahun 5 19-30 tahun 31-50 tahun 51-70 tahun > 70 tahun Wanita Kehamilan 6 Menyusui 7 Tabel 6. Rekomendasi asupan vitamin B5 (asam pantotenat) untuk individual Tabel ini (diambil dari laporan DRI, lihat www.nap.edu) menampilkan Kecukupan Gizi (Adequate Intake, AI).

Metabolisme Gambar 6. Asam pantotenat ada di posisi pusat dalam hal produksi energi (Blake, 2008)

Asam pantotenat merupakan bagian besar dari molekul koenzim A 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).

Toksisitas 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

Gambar 4. Anatomi biji padi (Ensiklopedia Britannica, Inc., 1996) 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 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.

Thank You!