Struktur, Fungsi dan Mekanisme kerjanya MINERAL Struktur, Fungsi dan Mekanisme kerjanya

M i n e r a l Merupakan unsur yang sangat esensial Dijumpai dalam tubuh makhluk hidup Sebagai besar mempunyai fungsi metabolik yang sangat vital Jumlah/konsentrasinya relatif konstan Jika – konsentrasinya kelainan yang reversible Pe + setelah kekurangan normal Kelainan biasanya disertai perubahan pada proses metabolisme AI/NTD

Macam Mineral AI/NTD

Macam Mineral Mineral Mikro Mineral Makro Ca : 1,50 % Fe, P : 1,00% Na : 0,15-0,16% Cl : 0,11-0,15% S : 0,15-0,25% Mg : 0,04-0,05% Mineral Mikro Fe, Zn, Cu, Mn, I, Co, Mo, Se, Cr dan F AI/NTD

Interaksi antar mineral AI/NTD

Interaksi antar mineral Interaksi sinergis Sinergis di dalam saluran pencernaan Sinergis di dalam sel Interaksi antagonis Saling menghambat Saling berkompetisi 3. Saling menguntungkan AI/NTD

Fungsi Mineral Fungsi Struktural a. Pembentukan tulang dan gigi b. Pembentukan rambut, kuku & tanduk Fungsi Memelihara Homeostasis a. Mempertahankan tekanan osmotik cairan tubuh b. Mempertahankan netralitas darah & cairan bening c. Mempertahankan keseimbangan fisiologis Fungsi Proses Enzimatis a. Sebagai katalisator b. Sebagai metalo enzim Fungsi Produksi Fungsi sistim hormonal a. Sebagai komponen pembentuk hormon b. Membentuk komplek dengan hormon AI/NTD

1. Ca (Kalsium) 99 % terdapat di tulang dan gigi, 1 % didalam cairan dan jaringan tubuh yang lain Fungsi : Penyusun tulang, gigi, kulit telur, air susu & pertumbuhan Proses Pembekuan darah Pengatur detak jantung dan otot Menjaga intabilitas (kontrol rangsangan) sistim syaraf Mengatur kesimbangan asam basa Menjaga permeabilitas membran sel Gejala defisiensi : Rakhitis Osteomalasi Demam susu Kulit telur tipis, produksi susu & daya tetas menurun Gangguan sistem syaraf AI/NTD

AI/NTD

Milk Fever Metabolic disease at/after parturition in dairy cows Rapid in serum Ca because Ca is lost to colostrum secretion Symptoms included lack of appetite and paralysis Treatment is intravenous Ca borogluconate

Milk Fever Prevention Include anionic salts in diet for 3-5 wks prior to parturition mEq(Na+ + K+) – mEq(Cl- + SO4-) Normal diet: +20 to +30 mEq/100g diet (electrolyte balance) Anionic diet: -7 to -25 mEq/100g diet Induces mild acidosis, which increases tissue responsiveness to PTH Ca release from bone to serum

1. Ca (Kalsium) Faktor yang mempengaruhi absorbsi Ca Sumber : Legum 1. Kadar Ca dalam pakan 2. Keasaman / pH saluran pencernaan 3. Adanya protein dalam pakan 4. Adanya asam lemak bebas 5. Adanya asam fitat, asam oksalat 6. Kadar Fe yang tinggi dalam pakan 7. Tersedianya Vitamin D & hormon paratiroid Sumber : Legum MBM Tep. Tulang Tep. Ikan AI/NTD

2. P (Phosphor) 80 % terdapat dalam tulang dan gigi, 10 % berinteraksi dengan protein, lemak dan KH, 10 % dalam berbagai ikatan kimia Fungsi : Penyusun tulang dan gigi Penyusun ATP Oksidasi KH pada pembtkn ATP Menyusun membran sel & berfungsi pd permeabilitas sel Penyusun DNA & RNA Berperan dlm keseimbangan asam Gejala Defisiensi : Riketsia / osteomalacia Pica pada sapi Kondisi kronis terjadi kaku sendi dan kelemahan otot Fertilitas rendah, produksi susu menurun, hewan muda mengalami hambatan pertumbuhan AI/NTD

AI/NTD

2. P (Phosphor) Faktor yang Sumber : Mempengaruhi absorbsi P : Kelebihan Kadar Mg, Fe & Al Keseimbangan dengan Ca Adanya asam fitat Sumber : leguminosa, MBM, tepung tulang, tepung ikan, bekatul, dedak AI/NTD

3. K (Kalium) Mrpk kation utama dlm cairan inter seluler (bersama2 Na, Cl & ion bikarbonat) mengatur tekanan osmotik dlm cairan tubuh Fungsi : Memelihara keseimb. Asam basa Memelihara tek. Osmosis Transmisi inpuls syaraf Relaksasi denyut jantung Mengaktifir beberapa enzim Metab. Protein & KH Gejala Defisiensi : Kelemahan anggota gerak Kelemahan otot jantung Tegangan intestinum rendah Kelemahan otot respirasi Sumber : Hijauan (r.kering mgd 25 % K) Ke > an K dibuang lwt urine AI/NTD

4. Na (Natrium) Dlm tubuh 0,2 % (1/4 nya dlm tulang, 3/4 dlm cairan extraseluler) Fungsi : Memelihara pH cairan tubuh Mengatur vol. cairan tubuh Aktif dlm transmisi inpuls syaraf & kontraksi otot Permeabilitas sel Gejala Defisiensi : Pertumbuhan terhambat Pe-an daya guna dari prot & energi dlm ransum Dehidrasi Keratinisasi kornea mata Gangguan nervus Nafsu makan hilang AI/NTD

4. Na (Natrium) Sumber : tepung daging dan hasil laut, hijauan hy sedikit mgd Na Mudah diabsorbsi & di sirkulasikan dlm tubuh Pengeluaran melalui urine sbg garam klorida dan fosfat jg bersama keringat Dlm ransum tikus, anak ayam,sapi dan babi perlu di + kan Na 0,1 – 0,2 % dari ransum kering AI/NTD

5. Cl (Klor) Terdapat di dlm & luar sel jaringan (15-20 %) 5. Cl (Klor) Terdapat di dlm & luar sel jaringan (15-20 %). Dalam darah 60 % berbentuk NaCl. Defisiensi NaCl Nafsu makan menurun Mata sayu dan bulu kasar Kanibalisme pada ayam Penurunan BB & prod susu turun Kelebihan NaCl : Kehilangan air berlebihan Oedema Kekejangan AI/NTD

6. Mg (Magnesium) 70 % dlm rangka, sisanya dlm jaringan lunak & cairan tubuh Fungsi : Komponen esensial dlm tulang dan gigi Ion Mg mengaktivir beberapa enzim (kinase, fosfolirase, transketolase) Kontrol rangsangan sist. Syaraf , otot Gejala Defisiensi : Pd Tikus - hiper iritasi - arhytmia cardis & - vasodilatasi Pd. Rum. Dewasa - grass tetany (kejang) - langkah kaku AI/NTD

6. Mg (Magnesium) Gejala defisiensi dapat diatasi dengan injeksi magnesium sulfat, dlm praktek kadang2 sulit Pemberian 50 g magnesium oxide / hari pada sapi dapat mencegah gejala tetany Sumber : - bahan makanan hijauan - bekatul - bungkil kapas - linseed cake AI/NTD

Grass Tetany Hypomagnesemia in ruminants Usually following lush spring growth Fertilizing with K or N make it worse Symptoms include muscular twitching, collapse, convulsion Treatment is IV Mg gluconate Prevent with high Mag mineral (MagOx)

7. S (Belerang) Terdapat dalam seluruh sel tubuh (prot. sel yang mgd a 7. S (Belerang) Terdapat dalam seluruh sel tubuh (prot.sel yang mgd a.a sistin, sistein & metionin, hormon insulin, vit B1, biotin,heparin,glutation,Ko A, as. Taurocholat). Dlm tubuh kira-kira 0,15 % dlm btk S organik, S anorganik (chondroitin sulfat) dlm tulang rawan. Fungsi : Berperan dlm reaksi redoks Bagian metabolit yang aktif dlm prosesdi tubuh Detoksikasi Gejala Defisiensi : Gangguan Pertumbuhan badan Gangguan pertumbuhan jaringan Sumber : Bahan pakan hewani AI/NTD

7. S (Belerang) Di dalam tubuh bentuknya ada dua yakni : Senyawa Inorganic : Sulphate, thiosulphate and tiocyanate. Senyawa organik : Amino acids: Cysteine, cystine, methionine and homocysteine. Proteins: Keratin, hormones (insulin, parathyroid hormone, ACTH and MSH). Vitamins: Thiamine, Biotin and Lipoic acid. Senyawa lain: e.g. CoA-SH, glutathione, ergothionine, heparin, adenosine and urochrome.

7. S (Belerang) Pengeluaran dari tubuh melalui feses dan urin Pengeluaran dari urin ada 3 bentuk : 1. Anorganik sulfat (tk. Akhir dr ikatan oksidasi belerang organik) 2. Ethereal sulfur (hasil detoksikasi yg komplek) 3. Netral sulfur (taurine, thiosianat,dll) AI/NTD

Brain lesions due to S toxicity

Polioencephalomalacia (PEM) Terminology Polio = gray matter Encephalo = brain Malacia = tissue death Clinical signs Subacute – head pressing, circling, ataxia, staggering, blindness, depression, stupor Acute – blindness, seizures, comatose Can be caused by thiamine deficiency, lead or salt poisoning and high sulfur diets

S induced PEM Does not appear to be caused by thiamine or copper deficiency No alterations of thiamine or its mono- and diphosphate esters in whole blood, brain, cerebrospinal fluid, or liver (Sager et al., 1990; Gould et al.,1991) Thiamine treatment can help reduce symptoms Increase energy availability to the brain plays a key role in the tri-carboxcylic acid cycle and pentose shunt Thiamine-supplemented groups also manifested PEM, even though clinical signs were not observed (Olkowski et al., 1992).

60% of ruminal gas that is eructated is inhaled Pka of HS- = 7.04

S Induced PEM

8.I (Jodium) Dalam tubuh kurang dr 0,6 ppm, 1/3 dlm glandula thyroid, sisanya dlm semua jar. Tubuh. Mrpk komponen hormon tiroksin Gejala defisiensi : Gondok Ganggan pertumbuhan Pd kuda ada gejala tdk dpt berdiri Badan menggembung, leher membesar, kulit menebal (pd babi) Sumber : Bahan makanan dari laut, hewan (tep.ikan, tep. Daging & tulang), serta molases Fungsi Tiroksin : Kontrol thp kecepatan metabolisme energi Berpengaruh thp pertumbuhan fisik dan mental Berpengaruh thp glandula endokrin lain Berpengaruh thp fungsi neuromuskular Berpengaruh thp metab. Zat2 makanan Pd hewan berdarah dingin, hormon tiroid berpengaruh thp perbedaan & fungsi sist. Syaraf serta proses metamorphosis AI/NTD

Goiter in lamb Goiter

9. Fe (Besi) 65 % jmlh Fe dlm tubuh terdapat pd Hb, 4 % dlm myoglobin, 1 % dlm hemeenzym, 0,1 % dlm bentk transferin, 15 % dlm bntk ferritin, 10 – 15 % dlm bntk lain Fungsi : Transport oksigen Memelihara enzim oksidatif dlm sel jaringan Pembentukan melanin Faktor yg mempengaruhi penyerapan Fe adl jmlh Fe dlm tubuh & aktivitas sumsum tulang Gejala Defisiensi : Anemia Kulit berwarna kemerahan Penurunan laju pertumbuhan Sumber : Hijauan makanan ternak Tep. Tulang Tep. Hati Tep. Daging AI/NTD

.. .. .. .. .. .. .. .. Reduced Oxidized Transport Mechanism A bucket-brigade .. .. Cyt a+a3 (Fe3+) (Fe2+) .. .. Cyt b (Fe3+) (Fe2+) Cyt c1 (Fe3+) (Fe2+) Cyt c (Fe3+) (Fe2+) NADH FMN FMNH2 CoQ CoQH2 O2 H2O NAD+ .. .. .. .. Reduced Oxidized + 0.82 volts -0.32 volts

9. Fe (Besi) Transportasi & penyimpanan Ion Fe 2+ Ion Fe 3+ + globulin Mukosa usus darah Oksidasi Ferritin Transferin Fe 3+ + protein Dikirim ke sumsum tulang u/ pmbtk Hb ke sel retienoendothitial u/ disimpan ke plasenta / keb. Fetus ke semua sel u/ sintesa enzim yg mgd Fe Fe 2+ Saluran pencernaan Fe 3+ dlm pakan AI/NTD

10. Cu (Tembaga) Distribusi Cu dlm darah pd jumlah yg sama antara eritrosit dan plasma, kecuali pd kehamilan tua kadarnya cenderung naik dlm plasma darah. Fungsi : Komponen protein: seruplasmin, eritrokuprein Komponen enzim: tirosinase, oksidase sitokhrom Membantu absorsi Fe Berperan dalam proses pigmentasi Gejala Defisiensi : Tulang mudah patah Demyelinasi dari sist.syaraf sentral Alopecia & dermatitis (pd kelinci) Fibrosis dari myocardium ditandai dg kematian mendadak Diare pd anak asapi Aorta mudah robek Prod. Susu menurun Sumber : tep. Hati,kacang tanah, cotton seed, tep. ikan AI/NTD

AI/NTD

AI/NTD

AI/NTD

AI/NTD

AI/NTD

Copper Toxicosis Treatment IV methylene blue to control metHb Copper chelators D-penicillamine Ammonium tetrathiomolybdate Cu:Mo ratio of 10:1 or less

11. Mn (Mangan) Konsentrasi Mn terbesar dlm tubuh adl pd tulang, kmd glandula pitutaria, glandula mamae, hati, jar. Gastro intestinal,ginjal & pankreas. Darah mgd Mn kira2 12-18 microgram, 2/3 nya dlm sel darah. Gejala Defisiensi : Pd tikus & kelinci : pertumbuhan terhambat, performans reproduksi menurun Pd ayam terjadi perosis / slipped tendon Sumber : Beras (420 ppm), bekatul (18 ppm), biji-bijian, hijauan Fungsi Biokemis: Mengaktivir bbrp enzim : orginase, cystein desulfhydrase, thiaminase, deoxyribonuclease, dll Metab. a.a Mengaktifir sintesa asam lemak Sintesa mukopolisakarida Mempunyai efek pada proses kalsifikasi AI/NTD

AI/NTD

AI/NTD

12. Co (Cobalt) Elemen nutrisi yg essensial pd rum. Mrpk komponen Vit B12, serta enzim Methylmalonyl-CoA mutase dan Methionine synthetase Ke – an Co dlm pakan akan menyebabkan m.o tidak dapat mensintesa vit. B12 Bahan makanan umumnya mgd Co dlm jumlah sedikit Tidak seperti Cu, Co hanya sedikit ditahan dlm tubuh, kelebihannya akan dibuang dari tubuh Kadar toxic bagi sapi adalah 40 –50 ppm Co/pound BB/hari. AI/NTD

12. Co (Cobalt) Defisiensi : 2. Pertumbuhan mundur 3. Produksi turun 1. Anemia diikuti nafsu makan turun 2. Pertumbuhan mundur 3. Produksi turun 4. Fertilitas turun Sumber :hijauan legum AI/NTD

13. Zn (Zinc) Terdapat di seluruh bag 13. Zn (Zinc) Terdapat di seluruh bag. Tubuh, konsentrasi terbesar pd tulang. Hampir semua Zn terdapat dlm darah (eritrosit), Zn diserap dlm jmlh sedikit di intestinum, pembuangan sebag. besar mel. feses Fungsi biokemis Bag. Integral dr enzim carbonic anhydrase (pengikatan CO2 dg air pd eritrosit di kapiler perifer) Komponen lactic dehidrogenase dan bbrp enzim peptidase Sumber : Bekatul, gandum, fish meal Gejala Defisiensi : Pertumbuhan terhambat Kelainan tulang, bulu & rambut Menurunkan feed efisiensi Kematangan seksual tertunda, sterilitas Penurunan nafsu mkn pd babi,unggas & sapi Paraketosis Kaki abnormal pd ayam AI/NTD

AI/NTD

AI/NTD

14. Se (Selenium) Komponen enzim glutation peroksidase Keracunan Se terjadi karena ternak memakan tanaman yang ditanam pada tanah yg byk mgd Se Kelebihan Se menyebabkan : 1. Alkali disease (kronis) - bulu rontok di daerah tengkuk & ekor (kuda) - Bulu ekor rontok (sapi & domba) - Bulu seluruh tubuh rontok (babi) - kuku lepas, lumpuh, nafsu makan hilang 2. Blind stagger (akut) AI/NTD

Selenium Regulated by the FDA, because relatively low levels toxic (i.e. 10x requirement) Function Glutathione peroxidase (antioxidant) Iodothyronine 5’-deiodinase-1 (T4 conversion to T3)

Selenium

Selenium Deficiency Syndromes White Muscle Disease Nutritional Myodegeneration Diarrhea Illthrift, reduced weight gains Retained placenta Abortions Infertility—cows & bulls Decreased immune function

Selenium Diagnostics—Cattle Blood Se Concentration ppb Deficient <50 ng/ml Marginal 50-80 ng/ml Adequate 100-350 ng/ml Toxic 5,000 ng/ml 

Selenium Injections—Cattle Bo-Se®, Mu-Se®, Multimin®—sodium selenite is active ingredient IM or Sub-Q Rapid response, short-term partial supplementation Maas, Peauroi, Tonjes, et al, J Vet Internal Med 7:342-348, 1993

AI/NTD

AI/NTD

15. Mo (Molibdenum) Fungsi : Gejala Keracunan : Penyusun xanthin oxidase (metab. Purin dlm hati, intestinum & air susu) Penyusun dari enzim liver aldehyde oksidase Gejala Keracunan : Diare Penurunan BB Penurunan produksi (pada rum, anak sapi & sapi betina) Sumber : Kobis, hati, kedele, kacang, alfalfa meal, biji-bijian AI/NTD

16. Cr (Chromium) Fungsi : Metab. Gula Defisiensi : Sumber : 1. Pertumbuhan lambat 2. Degenerasi nekrotik dari hati 3. Gangguan metabolisme glukosa, lemak dan protein 4. Hilangnya warna bulu Sumber : Bekatul Dedak, dll AI/NTD

17. Pb (Timbal) Fungsi : Metab. Tubuh Kelebihan : 1. Kerusakan gigi 2. Tulang & persendian abnormal 3. Nafsu makan turun 4. Pertumbuhan terganggu AI/NTD

Maximum Tolerable Levels for Ruminants

AI/NTD

The End AI/NTD