Metabolisme Mineral Muh. Edihar (G2L1 15.011)

1. “Metabolisme Mineral”
MAKALAH
Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Metabolisme
Dosen : Dr. Prima Endang Susiliwati, M.Si
Oleh :
MUH. EDIHAR (G2L1 15 011)
PROGRAM STUDI PASCASARJANA KIMIA
UNIVERSITAS HALU OLEO
KENDARI
2015

2. METABOLISME MINERAL
Vitamin dan Mineral merupakan dua hal yang sering kita dengar. Mineral
adalah kelompok mikronutrien bagi tubuh. Artinya, zat gizi ini hanya dibutuhkan
dalam jumlah kecil untuk mendukung proses tumbuh dan kembangnya tubuh kita.
Banyak yang menganggap bahwa vitamin sama dengan mineral. Padahal dalam
struktur kimia kedua nutrisi ini memiliki bentuk yang berbeda sekali pun memiliki
beberapa fungsi yang hampir sama.
Secara umum, mineral terbagi menjadi 2 macam, yaitu makro mineral dan
mikro mineral. Makro mineral adalah mineral yang ada di dalam tubuh lebih dari
0.01% dari berat badan dan dibutuhkan oleh tubuh dalam jumlah lebih dari 100
mg/hari seperti Ca (kalsium), P (fosfor), Na (natrium), K (kalium), Cl (klorida), dan S
(sulfur).
Mineral mikro terdapat dalam tubuh kurang dari 0.01% berat tubuh dan hanya
dibutuhkan dalam jumlah kurang dari 100 mg/hari seperti besi (Fe), tembaga (Cu),
iodine (I2), zinc (Zn), kobalt (Co), dan Se (selenium). Dalam tubuh mineral akan
melaui beberapa proses sebelum di serap oleh tubuh . Salah satu proses dalam tubuh
adalah bagaimana mineral dapat melalui atau melewati membran atau yang dikenal
dengan transport memberan. Transport memberan sendiri terbagi menjadi dua yaitu
transport aktif dan pasif.

3. Gambar : Mineral
1. Metabolisme Mineral
Mineral, (kecuali K dan Na), membentuk garam dan senyawa lain yang relatif
sukar larut, sehingga sukar diabsorpsi. Absorpsi mineral sering memerlukan protein
pengemban spesifik (spesific carrier proteins), sintesis protein ini berperan sebagai
mekanisme penting untuk mengatur kadar mineral dalam tubuh.
Ekskresi sebagian besar mineral melalui ginjal, ada juga disekresi kedalam
getah pencernaan, empedu dan hilang dalam feses. Kelainan akibat kekurangan
mineral. Kekurangan intake semua mineral esensial dapat menyebabkan sindroma
klinik.Bila terjadi difisiensi biasanya sekunder, akibat malabsorpsi, perdarahan,
berlebihan (besi), penyakit ginjal(kalsium), atau problem klinis lain. Kelaianan akibat
kelebihan mineral. Kelebihan intake dari hampir semua mineral menyebabkan gejala
toksik.
Sumber dan kebutuhan mineral sehari-hari. Mineral esensial dan unsur
runutan ditemukan dalam sebagian besar makanan, terutama biji-bijian utuh, buah,

4. sayuran, susu, daging dan ikan. Biasanya dalam makanan hanya dalam jumlah yang
sedikit.
A. Transport aktif
Transpor aktif adalah pergerakan atau pemindahan yang menggunakan energy
untuk mengeluarkan dan memasukan ion - ion dan molekul melalui membran sel
yang bersifat parmeabel dengan tujuan memelihara keseimbangan molekul kecil di
dalam sel.
Mineral di dalam tubuh akan mengalami reaksi desosiasi menjadi ion-ion dan
molekul kecil untuk melalui memberan sel. Pada transport aktif mineral akan melalui
memberan sel seperti halnya ion Natrium (Na+
), ion kalium (K+
), dan ion Clorium
(Cl-
) melalui pompa Natrium - kalium pada membrane sel. Transpor aktif
dipengaruhi oleh muatan listrik di dalam dan di luar sel, dimana muatan listrik ini
ditentukan oleh ion natrium (Na+
), ion kalium (K+
), dan ion klorin (Cl-
). Keluar
masuknya ion Na+
dan K+
diatur oleh pompa natrium - kalium. Transpor aktif dapat
berhenti jika sel didinginkan, mengalami keracunan, atau kehabisan energi.
Transpor aktif memerlukan molekul pengangkut berupa protein integral pada
membran, dimana di dalam molekul ini, terdapat situs pengikatan. Proses
transport aktif dimulai dengan pengambilan tiga ion Na+
dari dalam sel dan
menempati situs pengikatan pada protein integral. Energi diperlukan untuk mengubah
bentuk protein integral pada membran yang sebelumnya membuka kearah dalam sel
menjadi membuka kebagian luar sel. Selanjutnya, ion Na+
terlepas dari situs

5. pengikatan dan keluar dari protein integral menuju keluar sel. Kemudian dari luar sel,
dua ion K+
menempati situs pengikatan di protein integral. Bentuk protein integral
berubah, dari sebelumnya membuka kearah luar menjadi membuka kearah dalam sel
dan ion kalium dilepaskan kedalam sel.
Gambar : Pompa Natrium (Na+
)-Kalium (K+
)
B. Transport pasif
Transpor pasif adalah perpindahan molekul atau ion tanpa menggunakan
energi sel. Perpindahan molekul tersebut terjadi secara spontan, dari konsentrasi
tinggi ke rendah. Jadi, pejalan itu terjadi secara spontan. Contoh transpor pasif
adalah difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi.
Difusi adalah penyebaran molekul zat dari konsentrasi (kerapatan) tinggi ke
konsentrasi rendah tanpa menggunakan energi. Secara spontan, molekul zat dapat
berdifusi hingga mencapai kerapatan molekul yang sama dalam satu ruangan. Sebagai
contoh, setetes parfum akan menyebar ke seluruh ruangan (difusi gas di dalam

6. medium udara). Molekul dari sesendok gula akan menyebar ke seluruh volume air di
gelas meskipun tanpa diaduk (difusi zat padat di dalam medium air), hingga
kerapatan zat tersebut merata.
Osmosis adalah perpindahan ion atau molekul air (dari kerapatan tinggi ke
kerapatan rendah dengan melewati satu membran. Osmosis dapat didefinisikan
sebagai difusi lewat membran.
Pada transport pasif osmosis, di dalam tubuh mineral akan terionisasi menjadi
zat-zat elektrolit yang dapat diserap dalam tubuh. Zat-zat yang memiliki sifat
elektrolit lemah lebih cepat melewati membran daripada elektrolit kuat. Contoh zat-
zat yang dapat melewati membran dari yang paling cepat hingga yang paling lambat
antara lain: Na+
, K+
, Cl-
, Ca2+
, Mg2-
, Fe3+
.
Seperti halnya glukosa, transport mineral melalui Transport glukosa melalui
glukosa permease dari eritrosit. Mineral masuk ke dalam eritrosit melalui facilitated
transport. Laju transport dengan menggunakan glukosa permease adalah 50.000 kali
lebih cepat daripada laju transport tanpa glukosa permease.
Pada transport pasif difusi mineral melewati membrane melalui saluran yang
disebut CHANNEL MEDIATED. CHANNEL-dimediasi DIFUSI difasilitasi dalam
saluran dimediasi difasilitasi difusi, zat terlarut bergerak menuruni konsentrasi
gradien melintasi bilayer lipid melalui membran channel. Sebagian besar saluran
membran saluran ion, protein trans membran integral yang memungkinkan zat atau
molekul kecil, anorganik ion yang terlalu hidrofilik untuk menembus nonpolar yang

7. interior dari lapisan ganda lipid. Setiap ion dapat menyebar di seluruh membran
hanya pada situs tertentu.
Gambar : Transport Pasif Difusi Mineral
Dalam membran plasma ion yang paling banyak yaitu K+
(ion kalium) atau
Cl-
(ion klorida) dan ion yang sedikit yaitu Na+
(ion natrium) atau Ca2+
(ion kalsium).
Difusi ion melalui saluran umumnya lebih lambat dari difusi gratis melalui lapisan
ganda lipid karena saluran menempati sebagian kecil dari total luas permukaan
membran daripada lipid. Namun, difasilitasi difusi melalui saluran adalah proses yang
sangat cepat yaitu lebih dari juta ion kalium dapat mengalir melalui channel ini.
Sebuah channel dikatakan terjaga keteraturannya ketika bagian dari protein saluran
bertindak sebagai gerbang, berubah bentuk dalam satu cara untuk membuka pori dan

8. cara lain untuk menutupnya. Ion-ion akan keluar masuk dengan seiringnya terbuka
dan tertutupnya gerbang tersebut, ini diatur oleh perubahan kimia atau listrik di dalam
dan di luar sel. Ketika gerbang saluran terbuka, ion berdifusi ke dalam atau keluar
dari sel, menuruni gradien elektrokimia.
2. Kalsium (Ca)
Ca diabrospsi duodenum dan jejunum proksimal oleh protein pengikat Ca
yang disintesis sebagagi respon terhadap kerja 1,25-dihidroksikolekalsiferol (1,25-
dihidroksi vitamin D). Abrospsi dihambat oleh senyawa yang membentuk garam Ca
yang tidak larut.
Kalsium diekskresi melalui ginjal bila kadarnya diatas 7 mg/100
ml. Sejumlah besar diekskresi melalui usus dan hampir semuanya hilang dalam
feses.
a. Pengaturan keseimbangan kalsium
Untuk mempertahankan kadar kalsium dalam keadaan normal, diperlukan
interaksi beberapa proses antara lain :
1. Pemasukan yang berasal dari makanan dan absorpsi saluran cerna
2. Pengeluaran melalui ekskresi urin dan feses
3. Keseimabnan formasi dan resorpsi tulang yang disebut sebagai dinamika
tulang (bone turnover) Untuk menjamin keseimbangan proses-proses diatas

9. dengan baik diperlukan pengaturan secara hormonal yaitu Hormon paratiroid,
Vitamin D dan Kalsitonin
3. Fosfat
Fosfat bebas diabsorpsi dalam jejunum bagian tengah dan masuk aliran darah
melalui sirkulasi portal. Pengaturan absorpsi fosfat diatur oleh 1 , 25–dihidroksi
kolekalsiferol (1,25-dihidroksivitamin D). Fosfat ikut dalam pengaturan derivat aktif
vitamin D. Bila kadar fosfat serum rendah, pembentukan 1,25-dihidroksi vitamin D
dalam tubulus renalis dirangsang, sehingga terjadi penambahan absorpsi fosfat dari
usus.
Deposisi fosfat sebagai hidroksiapatit dalam tulang diatur oleh kadar hormon
paratiroid. 1,25-dihidroksi vitamin D, memegang peranan yang memungkinkan
hormon paratiroid melakukan mobilisasi kalsium dan fosfat dari tulang.
Ekskresi fosfat terjadi terutama dalam ginjal. 80 persen – 90 persen fosfat
plasma difiltrasi pada glomerulus ginjal. Jumlah fosfat yang diekskresi dalam urin
menunjukkan perbedaan antara jumlah yang difiltrasi dan yang direabsorpsi oleh
tubulus proximal dan tubulus distal ginjal. 1,25-Dihidroksivitamin D merangsang
reabsorpsi fosfat bersama kalsium dalam tubulus proksimal. Hormon paratiroid
mengurangi reabsorpsi fosfat oleh tubulus renalis sehingga mengurangi efek 1,25-
Dihidroksivitamin D pada ekskresi fosfat. Bila tidak ada efek kuat hormon paratiroid,
ginjal mampu memberi respon terhadap 1,25-dihidroksi vitamin D dengan
pengambilan semua fosfat yang difiltrasi.

10. 4. Natrium
Natrium diabsorpsi di usus halus secara aktif (membutuhkan energi), lalu
dibawa oleh aliran darah ke ginjal untuk disaring kemudian dikembalikan ke aliran
darah dalam jumlah cukup untuk mempertahankan taraf natrium dalam darah.
Kelebihan natrium akan dikeluarkan melalui urin yang diatur oleh hormon aldosteron
yang dikeluarkan oleh kelenjar adrenal jika kadar natrium darah menurun.
Ekskresi natrium terutama dilakukan oleh ginjal. Pengaturan eksresi ini
dilakukan untuk mempertahankan homeostasis natrium, yang sangat diperlukan untuk
mempertahankan volume cairan tubuh. Pengeluaran natrium juga terjadi lewat
pengeluaran keringat dan tinja dalam jumlah kecil. Kekuran natrium dari rute-rute ini
dapat mengakibatkan kematian pada kasus berkeringat dan diare yang berlebihan.
Ingesti natrium dipengaruhi oleh rasa dan dorongan homeostatis (selera terhadap
garam) untuk mempertahankan keseimbangan natrium. Hewan mempunyai dorongan
untuk memakan garam yang di picu oleh natrium plasma yang rendah.
5. Magnesium
Kejadian metabolik dalam rumen kebanyakan ditentukan dari jumlah
konsumsi magnesium. Magnesium diabsorpsi melalui kombinasi transfor aktif dan
transfor pasif. Proses utama normalnya adalah transport pasif dan dimulai pada
membran apikal mukosa rumen, dimana uptake magnesium diarahkan oleh perbedaan

11. potensial negatif yang berbeda. Dan dihambat oleh konsentrasi tinggi potassium
dalam rumen. Proses carrier-mediated memungkinkan terjadinya pertukaran ion
magnesium dan hidrogen dan tidak sensitif terhadap potassium, menjadi proses
dominan pada konsentrasi magnesium luminal yang tinggi. Absorpsi magnesium
diselesaikan oleh proses sekunder melalui transport aktif, terletak dalam membran
basolateral yang dapat disaturasi dan kontrol kealiran darah. Dalam spesies tertentu,
pengaruh utama pada absorpsi magnesium adalah faktor yang dapat berpengaruh
pada kelarutan konsentrasi magnesium dalam rumen dan perbedaan potensial negatif
diseluruh mukosa rumen. Magnesium sulit difiltrasi di gromerulus dibanding
kebanyakan makromineral, tetapi dalam jumlah yang cukup difiltrasi dan lolos dari
reabsorpsi tubuler yang dikeluarkan melalui urin.
6. Potassium
Penyerapan potassium terutama terjadi di usus halus non ruminansia oleh
proses yang tidak teratur. Pada ruminansia penyerapan potassium diabsorpsi secara
pasif saat memasuki rumen, selama proses ini terjadi penurunan perbedaan potensial
apikal pada permukaan mukosa. Potassium memasuki aliran darah sebagian besar
melalui membran basolateral dari mukosa usus.
a. Membran Transport
Ada mekanisme yang lebih baik untuk mengangkut potassium melintasi
membran dibandingkan unsur lainnya, tetapi pada dasarnya mempertahankan

12. konsentrasi intraseluler potassium tetap tinggi. Selain itu, potassium juga sebagai
pompa ATPase dan co-transporter, terdapat ATPase dari hidrogen/potassium dan
enam jenis saluran potassium, masing-masing mempunyai ciri khasnya masing-
masing. Penyesuaian short-term untuk pasokan fluktuasi potassium dapat dibuat
melalui perubahan fluks potasium kedalam sel, di bawah pengaruh insulin.
Selanjutnya diperlukan untuk regulasi yang terletak pada sitotoksitas pada level
sirkulasi potassium yang tinggi.
7. Besi (Fe)
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.
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

13. 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.
8. 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. Pada sistem pencernaan, mineral dicerna di usus halus.

14. 9. Tembaga
Unsur tembaga yang terdapat dalam makanan melalui saluran pencernaan
diserap dan diangkut melalui darah. Segera setelah masuk peredaran darah, unsur
tembaga akan berikatan dengan protein albumin. Kemudian diantarkan dan
dilepaskan kepada jaringan-jaringan hati dan ginjal lalu berikatan dengan protein
membentuk enzim-enzim, terutama enzim seruloplasmin yang mengandung 90 – 94%
tembaga dari total kandungan tembaga dalam tubuh. Ekskresi utama unsur ini ialah
melalui empedu, sedikit bersama air seni dan dalam jumlah yang relatif kecil bersama
keringat dan air susu. Jika terjadi gangguan-gangguan pada rute pembuangan
empedu, unsur ini akan diekskresi bersama air seni.
10. Selenium
Metabolisme selenium
Pemecahan antara absorbsi selenium dan ketersediaan selenium
mengakibatkan perbedaan besar dalam post-absorbsi metabolism antara
selenomethionin dan sumber lain. Hal ini menimbulkan efek pada retensi selenium,
ekskresi dan transfer pada plasenta dan mammary.
Jalur terpisah
Selenomethionin memeasuki penyimpanan methionine dan proporsi variable
menjadi dimana methionine lebih dibutuhkan dibanding selenium, tetapi konversi
parsial menjadi selenocystine (seCys) melalui lyase dan adenosilmethionine mungkin
terjadi. seCy dapat dimasukkan ke selenoprotein P dalam hati dan dibawa ke plasma,

15. dimana diambil dan dimasukkan kedalam salah satu dari banyak fungsional
selenophospatsintase dalam jaringan. Selenite dan selenate direduksi menjadi selenide
dan dimasukkan ke dalam seleno protein P. dosis oral dan parenteral dari 75
selenomethionine sama- sama di metabolisme setelah melalui hati, clearance aliran
darah sangat lambat (paruh waktu dalam plasma 12 hari). Sebagian besar disimpan
dalam otot dan selenium dipertahankan dalam hati dan ginjal yang berikatan dengan
protein. Sebaliknya, clearance selenocytine atau selenium anorganik terlalu cepat.
Masuknya seleniumcytin ke dalam eritrosit cytosolic glutasi peroksidasi(GPX) terjadi
pada eritropoiesis dan terjadi lag sebelum hasil GPX dilepaskan pada aliran darah.
Selenomethionin, disisi lain dapat dimasukkan kedalam eritrosit sebagai methionin
dalam hemoglobin. Beberapa transfer selenium dari selenomethionin ke selenocystine
terjadi selama transsilverasi atau transaminasi kecuali dan sampai hal tersebut terjadi,
selenomethionin (bukan selenocystine) dipengaruhi oleh pasokan dan kebutuhan
methionin. Jika konsumsi kekurangan methionin, suplementasi selenomethionin
dengan selenomethionin dapat meningkatkan selenium dalam jaringan selama
penurunan aktivitasi GPX pada saat kebutuhan methionin tinggi seperti pada awal
laktasi dan masa penyapihan. Pada ruminansia, metabolism selenium akan
berlangsung dipengaruhi oleh pengurangan sulfur dan pasokan nitrogen dan faktor
lain yang mempengaruhi sintesis mikroba pada rumen.