MineralNATALIA DESY PUTRININGTYAS, S.GZ.,M.GIZI

MineralMajor minerals :Essential mineral nutrients found in the human body in amounts larger than 5 g. Sometimes called macrominerals.Trace mineral :Essential mineral nutrients found in the human body in amounts less than 5g. Sometimes called microminerals.

Minerals in a 60 Kg human bodyMacrominerals (dibutuhkan tubuh dalam jumlah > 100 mg/hr)Ca- 1150 gP- 600 gK- 210 gS- 150 gNa- 90 gCl- 90 gMg- 30 g

Microminerals (< 100 mg/hr)Fe- 2,4 gZn- 2,0 gCu- 0,09 gMn- 0,02 gI- 0,02 gSe- 0,02 g

CharacteristicsAnorganic,Found in every living cellOptimal intake (essential, but can also be toxic)BioavailibilitySpecivityAmplification of actionHomeostatisInteraction

Mineral dikelompokkanKomponen Garam UtamaKaliumNaCaMagnesiumKloridaSulfatFosfatBikarbonatUnsur seseporaUnsur gizi esensial (Fe, Cu, I, Co, Mn, Zn)Unsur Non Gizi, tidak toksik (Al, B, Ni, Sn, Cr)Unsur Non Gizi, toksik (Hg, Pb, As, Cd, Sb)

Mineral dalam makanan biasanya ditentukan dengan pengabuan atau insinerasi (pembakaran).Pembakaran ini merusak senyawa organik dan meninggalkan mineralAnion organik menghilang selama insinersi dan logam diubah menjadi oksidaKarbonat dalam abu dapat terbentuk karena penguraian bahan organikFosfor dan belerang protein dan fosfor lipid terdapat juga dalam abuBeberapa unsur sesepora dan beberapa garam dapat hilang karena penguapan selama pengabuanNaCl akan hilang dari abu jika suhu insinerasi lebih dari 600oC

FunctionsFound in every living cellImportant constituents of essential molecules Cofactors in numerous enzymatic reactionsServe in the maintenance of pH, osmotic pressure, nerve conductance, muscle contraction,blood clotting, energy production, and in almost of every aspect of life.

Food sourcesThe trace mineral contents of food depend on soil and water composition and on how foods are processed.Furthermore, many factors in the diet and within the body affect the minerals bioavailabilityBioavailability refers to the rate at and the extent to which a nutrient is absorbed and used

BioavalibilityDefined as the percent of the consumed mineral that enters via the intestinal absorptive cells and is used for its intended purpose.

Bioavailibility includes not only how much of a consumed minerals enters the body, but also how much is retained and available for use.

DeficienciesSevere deficiencies of the better-known minerals are easy to recognize. Deficiencies of the others may be harder to diagnose.Mild deficiencies are easy to overlookIn general, the most common result of a deficiency is failure of children to grow and thrive.

ToxicitiesSome of the trace minerals are toxic at intakes not far above the estimated requirements.Thus it is important not to habitually exceed the upper level of recommended intakes

InteractionInteractions among the trace minerals are common and often lead to nutrient imbalances. An excess of one may cause a deficiency of another.A deficiency of one may open the way for another to cause a toxic reaction.A deficiency of one may exacerbate the problems associated with the deficiency of another.Interlocking gear system

Mineral antagonisms

Vitamin & Mineral interactions

Logam terdapat dalam bentuk kelat.Kelat adalah kompleks logam, terbentuk ikatan kovalen koordinat antara sebuah ligan dan kation logam,Ligan dalam kelat mempunyai dua atau lebih ikatan kovalen koordinat ke logamLigan berfungsi sebagai basa lewis dan ion logam sebagai asam lewis.Kestabilan kelat biasanya menurun dengan menurunnya pHContoh lain komponen makanan yang dapat dianggap logam kelat ialah Hb dan mioglobin, B12, kalsium kaseinat

Mineral dalam susuKandungan K dalam susu setinggi 3 kali kandungan NaPartikel koloid dalam susu mengandung Ca, Mg, fosfat dan sitratPartikel koloid ini mengendap dengan dadih jika susu dikoagulasi dengan reninBeberapa faktor yang mempengaruhi keragaman mineral dalam susu : pakan, musim, infeksiPemanasan dan penguapan mengubah keseimbangan garam dan mengubah kestabilan protein

Jika susu dipanaskan, kalsium dan fosfat berubah dari fase terlarut menjadi fase koloidKestabilan partikel kaseinat dalam susu dapat diukur dengan uji kestabilan bahang, uji koagulasi renet atau uji kestabilan alkoholPenambahan fosfat (polifosfat) yang merupakan senyawa pengkompleks kalsium yang efektif dapat meningkatkan kestabilan kaseinat susuPenambahan ion Ca

Penyerapan mineral dapat diganggu dengan adanya Fitat (biasanya terdapat pada serat)Fitat dapat membentuk senyawa kompleks yang tidak larut dengan besi dan seng dan dapat mengganggu penyerapan Ca dan menimbulkan pengikisan pada protein pengikat Ca dalam ususKetersediaan biologi besi dapat meningkat jika ada daging...faktor daging

Calsiumelemen terbanyak kelima dalam tubuh manusia setelah C, H, O, dan N (1.5- 2% dari BB orang dewasa)sebagai mineral utama dalam tulang dan gigi dalam bentuk hidroksiapatit 3Ca3(PO4)2.Ca(OH)2Turn over Ca tulang 0.5 g/hariDapat berfungsi sebagai pembawa pesan intraseluler/ ekstraseluler (1%)

Fungsi Ca pembentukan tulang dan gigi mineralisasi tulang mengatur metabolisme dalam sel kontraksi otot katalisator reaksi- reaksi biologik perkembangan embryo pembekuan darah

Sumber Casusu dan produknyakacang- kacanganikan yang dimakan bersama tulangnyasayuran seperti bayam, sawi, wortelSumber Ca nabati biasanya ada bersama phitat dan oksalat serta tanin yang dapat menghambat absorpsiCa yang ada di dalam susu sangat mudah diabsorpsi karena adanya enzim laktase dan casein.AKG 2012 untuk Ca mulai 200 mg untuk bayi 0- 6 bulan sampai 1200 mg untuk P/W usia 16- 18 th dan 1000 mg untuk P/W usia 30- 80 th

Defisiensi Cagangguan pertumbuhantulang rapuh dan mudah patah ( osteoporosis )Osteomalasia ( ketidakseimbangan konsumsi Ca terhadap Fosfor )Tetani ( kejang otot )

FosforFosfor dalam tubuh sejumlah 1% dari BB manusia85% Fosfor dalam tubuh berupa kalsium fosfatFosfor dalam tulang berbanding 1 : 2 dengan CaDalam tubuh, pada pH 7 membentuk HPO42- Pada pH asam berbentuk asam fosfat H3PO4-Fosfat anorganik terdapat dalam keadaan bebas dan ditulis sebagai PiFosfor tersebar hampir dalam semua makananFosfor dalam tubuh berjumlah sekitar 750 g, 600 g diantaranya ada dalam tulang dan gigi, 1 g berada dalam ekstrasel sedangkan 150 g berada dalam sel

Defisiensi FosforDefisiensi jarang terjadi karena fosfat terdapat dalam hampir semua bahan makanan Pada bayi prematur yang diberi susu formula rendah fosfor dapat terjadi defisiensiPada pengguna jangka panjang antasida yang mengandung alumunium dapat terjadi defisiensi fosfat karena diikat oleh Al sehingga tidak dapat diabsorbsiAkibat defisiensi : anoreksia, kelemahan otot, ricketsia, gangguan pertumbuhan, nyeri tulangAda defisiensi fosfat herediter karena gangguan kromosom (X linked hypophosphatemia)

SumberTerdapat dalam semua makanan terutama sumber proteinAKG 2012 bervariasi mulai 100 mg untuk bayi usia 0- 6 bulan kemudian meningkat mencapai 1250 mg pada P/W usia 10- 18 tahun dan menurun menjadi 700 mg untuk P/W usia 19- 80 tahun

KaliumMerupakan kation utama dalam cairan intraselulerTubuh manusia mengandung 42- 48 meq/kg BBOrang dengan massa otot yang lebih mempunyai kalium lebih tinggiKadar kalium dalam serum sangat terkontrol berkisar 3,5 5 meq/LPerbandingan Na: K intrasel antara 1:10 ; ekstrasel 28:195% Kalium tubuh berada dalam cairan intraselulerKadar serum kalium tidak mencerminkan jumlah kalium tubuh karena kalium dalam sel yang diperlukan bukan dalam darah

Fungsi KaliumBerperan dalam pengaturan keseimbangan cairan dan elektrolit serta asam basaBerperan dalam tranmisi syarafBerperan dalam relaksasi ototBerfungsi sebagai katalisator dalam banyak proses dalam sel terutama metabolisme energi, sintesis glikogen dan proteinBerperan dalam pertumbuhan selBerperan dalam pengaturan tekanan darah dalam keseimbangannya dengan Na

Sumber dan kebutuhan KHampir semua makanan mengandung KBahan makanan tinggi K : jeruk, alpukat, pisang, kacang- kacanganAKG K (2012) : 500 mg (bayi 0- 6 bulan); 4500 mg (P/W usia 10- 12 th); 4700 mg (P/W usia 13- 80 th)

Akibat kekurangan dan kelebihanAkibat kekurangan KLemahLesuKehilangan nafsu makanKelumpuhanKemampuan miokardium menurun

Akibat Kelebihan KGagal jantungKelebihan K dapat terjadi bila asupan melebihi 12 g/m2 /hr atau 18 g untuk orang dewasa tanpa kenaikan ekskresi

NatriumMerupakan kation utama dalam cairan ekstraselulerLarut dalam airTubuh manusia mengandung 52- 60 meq/kg BB (pria) atau 48- 55 meq/kg BB (wanita)Sekitar 2/3 ada sebagai mineral dalam tulang Sisanya terlibat dalam pertukaran Na-KKadar Na dalam serum sangat terkontrol antara 136 145 meq/L terkait dengan konsentrasi K, Cl, dan keseimbangan cairan

Fungsi NaTerlibat dalam pengaturan tekanan osmosisBerperan dalam penghantaran syarafTransport aktif dalam entrocyte dan sel yang lainBerperan dalam pembentukan mineral apatit dalam tulangMengatur keseimbangan asam basa tubuhBerperan dalam absorpsi glukosa dan pengangkut zat gizi lain melalui dinding usus (pompa Na)

Sumber dan Kebutuhan NaAsupan Na berkisar antara 2- 10 g/hr terutama berasal dari garam dapurMakanan sumber Na seperti ikan asin, telur asin, mentega, margarin, ragi, kecap, keju dan makanan awetanAsupan minimum untuk orang dewasa sehat 500 mg/hr (aktif dan tinggal dalam suhu cukup hangat)Batasan konsumsi sodium berdasarkan WHO sebanyak 6 g/hr atau 2300 mg/hr

Akibat kekurangan dan kelebihanAkibat kekurangan NaKejangApatisNafsu makan menurunBila kadar Na darah turun, pemberian Na harus bersama dengan airAkibat kelebihan NaEdemaHipertensiKelebihan Na dapat diatasi dengan banyak minum.Kebihan yang terus menerus dapat menyebabkan Ht

KlorMerupakan anion utama cairan ekstraselulerBeratnya 0.15% dari BBKadar Klor Normal dalam plasma mencapai 100- 106 meq/LKonsentrasi tertinggi dalam cairan serebrospinal, lambung dan pankreasBila bereaksi dengan Na atau H membentuk anion Cl-Kadar klor dalam urine : 138 meq/LEkskresi utama melalui urineKlor terdistribusi secara pasif di seluruh tubuhRasio Na: Cl dalam plasma = 3:2

Fungsi KlorSebagai agen pengoksidasiBagian esensial dari asam lambung sebagai bakterisida dan perubahan pepsinogen menjadi pepsinSebagai pembawa CO2 dalam Hb untuk dikeluarkan dari paru- paruMemelihara keseimbangan cairan dan elektrolit melalui sistem renin- angiotensinMengatur keseimbangan asam basa tubuh

Sumber dan kebutuhan KlorAsupan yang adekuat 750 mg/hrKlor tidak pernah kurang dalam makananSebagian besar diperoleh dari garam dapur (NaCl)Beberapa jenis sayur dan buah juga merupakan sumber Klor

Kekurangan dan kelebihan KlorKekurangan KlorJarang terjadi dalam keadaan normalASI mengandung lebih banyak klor daripada susu sapi sehingga susu formula diberi tambahan klorKekurangan atau kelebihan klor dalam plasma tidak hanya bergantung asupan tetapi dipengaruhi juga oleh metabolisme terutama karena homeostasis Na dan K

ZINCZinc is a good reducing agent Zinc will form stable complexes with other ions or salts such as carbonates, phosphates, sulfates, oxalate and phytat

DistributionWhole body: 1.5g (female)-2.5g (male)Skeletal Muscle57%Bone29%Skin6%Liver5%Brain1.5%Kidneys0.7%Heart0.4%Hair~0.1%Blood Plasma~0.1%

SourcesRelatively abundant mineralGood sources: shellfish, beef and other red meatsSlightly less good: Whole-grainsMost in bran and germ portions (80% lost to milling)Phytates, hexa & penta phosphates depress absorption

Relatively good sources: nuts and legumesEggs, milk, poultry & fish diets lower than pork, beef, lamb dietsHigh meat diets enhance absorption

Whole Body FluxesPlasma/Serum 2.4 mga-2 macroglobulin (30%) albumin (60%)Target tissuesIncludingLiver1.2 gUrine: 0.4-0.6 mg/daOther Losses: Sweat, Skin, Hair up to 1 mg/dayMilk: 2-3 ug/mLSeminal Fluid: 196 ug/mLIntestineZn++ (50-100mM)1-2 mg/daMetallothionineChelating AgentsPhytates

Diet Zn++ 4-15 mg/da(~0.15 mM)Pancreatic & Biliary Excretion: 4-5 mg/daFeces: 3-14 mg/daMenstrual Loss: 0.1-0.5 mg

Dietary Factors that Affect Zn AbsorptionFeed/Food sourcePhytate (calcium-phytate-zinc complex)Mainly hexa- and pentaphosphate derivativesHighly dependent on calciumAmino Acids (histidine, cysteine)

Presence/Absence of other divalent cationsFe, CaEfficiency of absorption can vary from 15-60%Under normal conditions 1/3 of dietary Zn is absorbedZn status alters efficiency of absorptionUptake and retention is > in growing animals

FunctionApproximately 300 enzymes are associated with zincBiological functions of Zn are divided into three categoriesCatalytic, Structural, Regulatory Role in metabolismProtein synthesisNucleic acid metabolismCarbohydrate and energy metabolismLipidEpithelial tissue integrityCell repair and divisionVitamin A and E transport and utilizationImmune functionReproductive hormones

ExcretionLost via hair, sweat, desquamation, bile pancreatic secretions, seminal fluid, urine, fecesMain endogenous lossSecretions into gutBile and pancreasMucosal cellsUrinary and integumental losses< 20% under normal conditionsLosses increase with trauma, muscle catabolism, and administration of chelating agents (EDTA) Primarily in fecal materialUnabsorbed ZnSecreted Zn (endogenous sources)From pancreatic and intestinal sources

Mechanisms of ToxicityExcess accumulation within cells may disrupt functions of biological moleculesProtein, enzymes, DNALeads to toxic consequencesAnemiaImpaired copper availabilityAcute excessive intakesLocal irritant to tissues and membranesGI distress, nausea, vomiting, abdominal cramps, diarrheaRelatively non-toxicSources of exposure drinking water, feed, polluted air

DeficiencySignsGrowth retardationDelayed sexual maturation & impotenceImpaired testicular developmentHypogonadism & hypospermiaAlopeciaAcroorifical skin lesionsOther, glossitis, alopecia & nail dystrophyImmune deficienciesBehavioral changes

More signsNight blindness Impaired taste (hypoguesia)Delayed healing of wounds, burns, decubitus ulcersImpaired appetite & food intakeEye lesions including photophobia & lack of dark adaptation

Deficiency During PregnancyZn deficient rats failed to conceiveAbnormalities of blastocyst developmentOffspring had high incidence of abnormalitiesDeformities of brain, skull, limbs, eyes, heart, lungsLow Zn intake during the third trimester may not have such profound effectsMain stages of differentiation are already completeCan result in low birth weight, and prolonged and difficult parturition

TERIMA KASIH