BIOKIMIA NUTRISI

Metabolisme Vitamin D

Oleh :Kelompok 13

1) Agustin Dian K. (4411413022)

2) Noorma Paramitha (4411413009)

Vitamin D in Health and Disease : Current Perspectives

Sub Judul :Penggunaan Vitamin D untuk

Pencegahan Penyakit Degeneratif

Ran Zhang, Declan P NaughtonA. Siagian

Tujuan :

Menjelaskan proses metabolisme vitamin D.

Mengetahui akibat daridefisiensi vitamin D.

Mengetahui bukti penelitian bahwa vitamin D dapat mencegah penyakit degeneratif.

Vitamin D

Larut lemak

Berperan dalam kesehatan tulang dan gigi

Meningkatkan efisiensi penyerapan kalsium

Berperan dalam pencegahan penyakit degeneratif

Kemampuan pertumbuhan sel dan penurunan proliferasi sel kanker

ABSTRAKVitamin D adalah vitamin larut dalam lemak. Vitamin ini biasanya

dikenal sebagai vitamin yang mengambil bagian dalam kesehatan tulang,selain itu vitamin D juga berperan meningkatkan efisiensi penyerapan kalsiumdi usus halus. Tanpa vitamin D, usus kecil manusia hanya dapat menyerapkalsium hingga 15%. Vitamin D dapat meningkatkan efisiensi penyerapankalsium hingga 30%. Sampai tahun 1980-an, vitamin D diketahui memilikiperan yang penting dalam pembentukan tulang dan gigi. Namun, penelitianepidemiologi mengungkapkan bahwa paparan sinar matahari yangmeningkatkan produksi vitamin D dalam kulit, juga berperan dalampencegahan penyakit degeneratif, misalnya kanker, diabetes mellitus tipe 1,dan hipertensi.

Misteri peran vitamin D dalam pencegahan penyakit degeneratif mulaiterungkap karena para peneliti menemukan bahwa sebagian besar tubuh seldan jaringan, termasuk jantung, pankreas, lambung, usus, kulit, dan limfosit,memiliki reseptor untuk vitamin D. Bukti-bukti bahwa vitamin D diperlukanoleh jaringan tersebut adalah salah satu temuan penting tentang kemampuanvitamin D dalam penurunan proliferasi sel kanker. Banyak jenis kanker sepertikanker usus besar, kanker payudara, dan kanker paru-paru memiliki alatenzimatik untuk memodifikasi vitamin D dari yang awalnya tidak aktif menjadiaktif. Kemudian vitamin D fungsi untuk mengatur pertumbuhan sel dan untukmengurangi proliferasi mereka.

ABSTRAK

• Meskipun banyak laporan Asosiasi vitamin D dengan spektrum pengembangan, pengobatan penyakit dan pemeliharaan kesehatan, kekurangan vitamin D umum terjadi. Hal itu disebabkan oleh transformasi dari paparan sinar matahari, banyak penduduk menderita kekurangan vitamin D khususnya selama bulan-bulan musim dingin.

• Hal ini terkait dengan pengobatan dan patogenesis dan/atau perkembangan beberapa gangguan termasuk kanker, hipertensi, multiple sclerosis, rheumatoid arthritis, osteoporosis, kelemahan otot dan diabetes.

• Kekurangan Vitamin D ini membuat dipikirkannya manfaat tentang pertimbangan kebijakan yang luas termasuk meningkatkan kesadaran diantara para profesional yang umum dan kesehatan.

Pendahuluan• Dewasa ini, kita tidak sulit menemukan produk pangan

dan minuman yang diperkaya kalsium. Konon, pangantersebut dapat secara ‘ajaib’ menambah tinggi badan.Hal tersebut membuat kalsium sangat populer dikalangan masyarakat. Kepopulerannya mengalahkanpamor vitamin D yang sebenarnya tidak kalahpentingnya.

• Vitamin D berperan meningkatkan efisiensi penyerapankalsium di usus. Tanpa vitamin D, usus manusia hanyamampu menyerap 10-15% kalsium dalam makanan.Apabila vitamin D cukup, efisiensi penyerapan kalsiumdapat mencapai 30%. Khusus pada masa pertumbuhanatau masa hamil, efisiensi tersebut dapat mencapai80%.

• Sampai dengan era 1980-an, vitamin Dlebih dikenal karena perannya padaproses pembentukan tulang dan gigi,termasuk mencegah pengeroposantulang. Namun, memasuki abad ini, kitamemperoleh berita gembira tentangberbagai peran vitamin D untukkesehatan, selain peran yang selama inidikenal. Berbagai penelitianepidemiologis telah membuktikanbahwa paparan terhadap sinarmatahari, yang meningkatkan produksivitamin D di kulit, berperan padapencegahan penyakit degenerativeseperti kanker, diabetes tipe 1, danhipertensi.

• Penelitian pada penderita hipertensimenunjukkan bahwa mereka yangterpapar dengan sinar ultraviolet selama 3bulan mengalami peningkatan konsentrasivitamin D aktif pada aliran darahnyasebesar 180%.

• Akibatnya, terjadi penurunan tekanandarah diastolik dan sistolik, masing-masing sebesar 6 mmHg. Angka ini setaradengan penurunan yang diharapkan jikamengonsumsi obat penurun tekanandarah. Vitamin D efektif mengaturangiotensin (suatu protein yangbertanggung jawab pada peningkatantekanan darah) dan renin (enzim yangmengatalisis pembentukannya) (Krausedkk, 1998).

Vitamin D• Vitamin D tergolong vitamin yang mudah larut dalam lemak dan

merupakan prahormon jenis sterol. Vitamin D merupakankelompok senyawa sterol yang terdapat di alam, terutama padahewan. Vitamin D terdiri dari dua jenis, yaitu vitamin D2

(ergokalsiferol) dan vitamin D3 (kholekalsiferol). Ergokalsiferolbiasanya terdapat dalam steroid tanaman, sedangkankholekalsiferol terdapat pada hewan. Kedua jenis vitamin Dtersebut memiliki struktur kimia berbeda, namun fungsinyaidentik.

• Sebenarnya, terdapat kurang lebih 10 derivat sterol yang memilikiaktivitas vitamin D, namun ergosterol dan 7α-dehidrokolesterolmerupakan provitamin D utama yang menghasilkan D2 dan D3.Pada tumbuhan, iradiasi ergosterol menyebabkan terbentuknyaergokalsiferol (vitamin D2). Pada hewan, iradiasi 7α-dehidrokolesterol menghasilkan kholekalsiferol (vitamin D3).

Struktur Kimia Vitamin D

• Vitamin D termasuk dalam grup sterol.

• Nama vitamin D adalah nama umum dari semua steroid yang secara kualitatif memperlihatkan aktivitas kholekalsiferol.

Bentuk Vitamin D

• Bentuk pro vitamin D yang terpenting :

– Ergosterol : dari tumbuh-tumbuhan (ergot dan ragi)

– 7-dehidro kholesterol : dari hewan (pada kulit)

• Penyinaran langsung oleh sinar UV pada :

– Ergosterol : menghasilkan ergokalsiferol = vit.D2

– 7-dehidro kholestero l: menghasilkan kholekalsiferol= vit.D3

– ergokalsiferol dan kholekalsiferol mempunyaipotensi = vitamin D

Sifat-sifat Vitamin D

• Kholekalsiferol tidak larut dalam air, larut dalamlarutan organik dan minyak tumbuh-tumbuhan.Cairan aseton akan menyebabkan Kholekalsiferolberbentuk kristal putih halus. Kholekalsiferoldapat rusak oleh sinar ultraviolet yangberlebihan, dan oleh peroksida dengan adanyaasam lemak tidak jenuh yang tengik.

• Bahan pangan campuran yang cukup kandunganvitamin E dan antioksidan bisa melindungirusaknya vitamin D.

Metabolisme Vitamin D

• Vitamin D dari makanan diserap pada bagian proksimal usus halus.Baik anak-anak maupun orang dewasa dapat menyerap sampai 80%dari jumlah vitamin D yang dikonsumsi, tergantung faktor-faktoryang membantu atau menghambat penyerapan. Setelah diserap,vitamin D digabungkan dengan kilomikron dan diangkut dalamsistem limfatik. Dari sistem limfatik, vitamin D dilepaskan darikilomikron dan masuk ke saluran darah.

• Di dalam plasma darah, vitamin D diikat oleh suatu proteinpentransport, yaitu vitamin D-binding protein (DBP) atau globulin.Melalui saluran darah tersebut, vitamin D ditransportasikan ke hatidan oleh mikrosom/mitokondria hati, vitamin D3 dihidroksilasi padaposisi ke-25, menjadi kalsidiol (calcidiol, atau 25-hidroksi-kolekalsiferol/ 25-hidroksi vitamin D3 ) dengan bantuan enzim 25-D3-hidroksilase. Selanjutnya 25-hidroksi vitamin D3 memasukisirkulasi menuju ginjal.

• Bila kadar kalsium darah rendah, kelenjarparatiroid mengeluarkan parathormon yangakan merubah kalsidiol menjadi kalsitriol.

• Proses ini terjadi di mitokondria tubulusproksimalis ginjal, dimana 25-hidroksi vitaminD3 mengalami hidroksilasi pada posisi ke-1menjadi 1α- 25-dihidroksi vitamin D3, denganbantuan enzim 1α-hidroksilase.

• Senyawa 1α-25-dihidroksi vitamin D3 inilahyang merupakan metabolit vitamin D3 yangpaling kuat dan berperan dalammeningkatkan absorbsi kalsium dalam ususdan reabsorbsi kalsium dalam ginjal.

Bila kadar kalsium darah tinggi, kelenjargondok (tiroid) mengeluarkan hormonkalsitonin (calcitonin) yang akan mengubahkalsidiol menjadi 24,25-dihidroksi vitamin D3dengan adanya peran enzim 24-hidroksilaseyang menghidrolisis 25-hidroksi vitamin D3pada posisi 24.Metabolit 24,25-dihidroksi vitamin D3 iniadalah bentuk vitamin D inaktif,berkepentingan dalam peningkatan absorbsikalsium dari usus, tetapi menurunkan kalsiumdan fosfor serum untuk meningkatkanmineralisasi tulang.

METABOLISME VITAMIN D

• Individu yang mendapat sinar matahari sangat kuatdapat mempunyai kadar 25 (OH)D mencapai 250nmol/l (100 ng/ml). Serum 25(OH)D menunjukkankadar 25(OH)D2 dan 25(OH)D3.

• Rasio dari kedua vitamin D ini tergantung kandunganD2 dan D3 dalam diet dan jumlah previtamin D3 daripajanan sinar matahari.

• Pembuatan 25(OH)D di hati diatur oleh mekanismeumpan balik, yakni peningkatan konsumsi diet danproduksi endogen vitamin D3. Kadarnya dapatmeningkat sampai 500 ng/ml. Serum 25(OH) menurunpada penyakit hati kronik berat.

• Setelah pembentukan di hati, vitamin D akandibawa ke ginjal oleh protein pengikat vitamin D(vitamin D binding protein) dan mendapattambahan C1 dan C24. Aktivasi 25(OH)D dimitokondria ginjal ditingkatkan oleh hipokalsemiadengan meningkatkan konversi 25(OH)D menjadi1,25(OH)2D. Hipokalsemia tidak mengontrol prosesini secara langsung. Penurunan serum kalsiummerangsang naiknya sekresi PTH yangmengakibatkan hiperparatiroidisme sekunder.

• Produksi 1,25(OH)2D meningkatkan efek PTH,menurunkan kadar fosfat, terutama di sel ginjal.1,25(OH)2D juga membatasi aktivitas 25(OH)D-1α-hydroxylase dan meningkatkan aktivitas 25(OH)D ke24R,25-dihydroxyvitamin D [24,25(OH)2D] yangkadar normal di serum 0,5 – 5,0 ng/ml.

24,25(OH)2D adalah substrat 25(OH)D-1α-hydroxylasedan dikonfirmasi ke 1α,24R,25 trihydroxyvitamin D[1α,24,25(OH)3D] yang memetabolisir substansi asamcalcitroic tidak aktif. 1,25(OH)2D diproduksi di ginjal danplasenta, pertama berikatan dengan protein pengikatvitamin D dibawa ke berbagai target organ, lalu bentukbebas diambil oleh sel serta dibawa ke protein reseptorinti khusus.

Reseptor vitamin D (VDR) merupakan reseptor golongansteroid-retinoid-thyroid hormone-vitamin D. VDRberinteraksi dengan reseptor asam retinoic X (RXR) kebentuk kompleks heterodinamik (RXR-VDR) dan mengikatDNA spesifik serta dinamakan vitamin D respon elemen(VDRE).

• Di usus, VDR mengaktivasi sintesis protein pengikatkalsium, sedangkan di tulang merangsang produksiosteocalcin, osteopontin, dan alkali fosfatase.

• 1,25(OH)2D meningkatkan transpor kalsium dariekstrasel ke intrasel dan memobilisasi kalsium dariintrasel. Disini 1,25(OH)2D merangsang transporkalsium dan fosfat dari lumen usus halus ke sirkulasi.

• 1,25(OH)2D meningkatkan resorpsi tulang yang sinergisdengan PTH. PTH dan 1,25(OH)2D berinteraksi denganreseptor osteoblas dan stroma fibroblas sertamerangsang produksi ligan RANK pada permukaan selosteoblas.

• Ligan RANK berinteraksi dengan reseptornya padaosteoklas imatur merangsang prekursor osteoklas imatur keosteoklas matur. Ablasi VDR berakibat gangguan absorpsikalsium usus dan hiperparatiroisdisme sekunder.

• Dalam proses bioaktifasi vitamin D formasi bentuk1,25(OH)2D dari 1,25(OH)D dalam kondisi fisiologi normal,utamanya dilakukan di ginjal, tetapi ternyata terdapatbeberapa organ lain yang dapat melakukan perubahantersebut terutama dalam kondidi spesifik (kehamilan, gagalginjal kronik, sarkoidosis, tuberkulosis, kelainangranulomatosa, dan rheumatoid arthritis).

• Bagaimanapun juga produksi 1,25(OH)2 dari ekstra renalutamanya digunakan sebagai faktor autokrin/parakrindengan fungsi sel yang spesifik. Estrogen, prolaktin,hormon pertumbuhan dapat mengubah produksi1,25(OH)2D. Peningkatan kebutuhan kalsium selamapertumbuhan, hamil, dan menyusui meningkatkan absorpsikalsium susu dan meningkatkan aktivitas 25(OH)D-1α-hydroxylase.

Sintesis Vitamin D

Manfaat Vitamin D

• Vitamin D2 dan D3, memiliki nilai antirachitis yang sama untukmanusia, anjing, babi, tikus dan ruminansia, namun pada unggas, D3

lebih bermanfaat daripada D2.

• Vitamin D berfungsi dalam homeostasis kalsium-fosfor bersama-sama dengan parathormon dan calcitonin. Kalsium darn fosforsangat diperlukan pada proses-proses biologik. Kalsium pentinguntuk kontraksi otot, transmisi impul syaraf, pembekuan darah danstruktur membran. Vitamin D juga berperan sebagai kofaktor bagienzim-enzim, seperti lipase dan ATP-ase. Fosfor memegang perananpenting sebagai komponen DNA dan RNA, fosforilasi protein-protein untuk pengaturan jalur-jalur metabolik. Kalsium dan Fosforserum pada kadar tertentu penting untuk mineralisasi tulang secaranormal .

• Sumber Vitamin D

Vitamin D terkandung dalam minyak hati dari berbagai ikan, susu, mentega, kuning telur, dan tumbuh-tumbuhan yang telah disinari.

Efek Defisiensi Vitamin DPada tahun 1979, Journal of Hypertension

mengungkapkan bahwa masyarakat yang tinggal dilintang yang lebih tinggi, baik di Eropa maupun diAmerika, memiliki risiko yang lebih tinggi menderitahipertensi (Rostand, 1979). Hingga menjelang tahun1990, para peneliti masih belum memahami sepenuhnyamengapa hal tersebut bisa terjadi.

Berbagai penelitian yang dilakukan dekade 1990-anmemberi jawaban pada pertanyaan ini. Holick, dari seksiEndokrinologi, Diabetes, dan Gizi, Fakultas KedokteranUniversitas Boston, telah merangkum beberapa hasilpenelitian berkaitan dengan ‘peran baru’ vitamin D untukkesehatan. Melalui publikasinya pada American Journal ofClinical Nutrition edisi Maret 2004, Holick menyatakanbahwa vitamin D penting untuk pencegahan kanker,diabetes tipe 1, dan hipertensi.

Defisiensi Vitamin D

• Gejala defisiensi vitamin D antara lain :

• (1) rakhitis, yaitu suatu kelainan dari tulang akibat kekurangan kalsium dan/fosfor. Terjadi terutama pada bayi atau hewan muda. Hanya mamalia dan burung yang dapat terserang rakhitis.

• (2) Osteomalasia, suatu keadaan yang ditandai oleh dekalsifikasi sebagian tulang yang mengakibatkan tulang menjadi lunak dan rapuh. Hal ini terjadi pada orang dewasa dan hewan yang tulangnya sudah tumbuh sempurna.

• (3) Konsentrasi fosfor serum yang rendah.

• (4) Penebalan dan pembengkakan persendian.

Masalah Kesehatan Vitamin D Defisiensi vitamin D :

pada anak-anak : Ricketsia (gangguan proses penulangan / osifikasi sehingga tulang melengkung kaki berbentuk X atau O)

pada dewasa : osteomalacia (tulang rapuh, kadar Ca darahmenurun sehingga terjadi perubahan ratio Ca / P karena ekskresikalsium lebih besar dari ekskresi fosfat

Hipervitaminosis D :

pemberian vitamin D dalam jumlah besar pada umumnya tidakberbahaya, tetapi juga tidak menguntungkan:

pada bayi kalsifikasi jaringan-jaringan lunak seperti paru-paru dan ginjal hiperkalsemia

Pada dewasa kerapuhan tulang dan batu ginjal

• Penyakit lain yang ditimbulkan akibatkekurangan vitamin D adalah gigi akanlebih mudah rusak, otot mengalamikejang-kejang, pertumbuhan tulangtidak normal yang biasanya betis kakiakan membentuk huruf O atau X.

• Defisiensi vitamin D primer, bisaterjadi apabila dalam diet kurangkalsium, kurang sinar matahari, yangterjadi pada ibu hamil pada iklim dingin.Defisiensi sekunder bisa terjadi karenabeberapa hal, antara lain gangguanabsorbsi lemak, kegagalan fungsi ginjal,hipoparatiroid, pemakaian obatantikonvulsi dalam waktu lama.

Mekanisme Pencegahan PenyakitDegeneratif

Tabir misteri peran vitamin D pada pencegahanberbagai penyakit degeneratif mulai terungkap melaluisalah satu temuan penting adalah kemampuan vitaminD untuk menurunkan proliferasi (pelipatgandaan secaracepat) sel kanker.

Berbagai sel kanker; seperti kanker kolon, kankerpayudara, kanker paru, dan kanker prostat; memilikiperangkat enzimatis untuk mengubah vitamin D yangtidak aktif menjadi vitamin aktif. Selanjutnya vitamin Dberperan mengatur pertumbuhan sel dan menurunkanaktivitas penggandaannya.

• Oleh karena itu, sangat beralasan bahwa orang yang tinggaldi daerah pada lintang yang lebih tinggi memiliki risikomenderita kanker lebih besar. Mereka berisiko lebih besarkekurangan vitamin D karena paparan sinar matahari (sinarultraviolet) lebih rendah. Reseptor vitamin D juga hadirpada limposit T dan B serta makrofag aktif (komponensistem kekebalan tubuh).

• Penyakit autoimmune ⎯penyakit akibat gangguan padapembentukan antibodi⎯ yang paling lazim, seperti diabetestipe 1, telah berhasil dicegah pada hewan coba (yangdibuat sangat rentan terhadap penyakit ini), denganpemberian vitamin D3. Risiko mengalami diabetes tipe 1pada tikus coba menurun 80%. Penelitian pada anak jugamenunjukkan hal yang taat asas. Konsumsi vitamin Dsebanyak 2000 IU pada usia 1 tahun mampu menurunkanrisiko diabetes tipe 1 sebesar 80% (Hyponen dkk, 2001).

TERIMAKASIH

Rohmatul : vit D menurunkan resiko penyakit degenerasi (kanker), caranya?? Vit D di dlm tbuh atau dr luar?

Reva : ibu hamil terkena diabetes, bgmn cara mengatasi kekurangan vit D?