Vitamin C atau asam askorbat merupakan vitamin larut air dan merupakan jenis vitamin esensial pada beberapa spesies seperti manusia, primate non-manusia, tikus “guinea pig”, kelelawar buah, burung bul-bul dan beberapa jenis ikan. Esensial karena vitamin ini tidak bisa dibentuk atau disentesis pada tubuh. Hal ini disebabkan karena pada beberapa spesies tersebut tidak terdapat enzim gulonolactone oxidase akibat mutasi pada coding DNA sehingga protein (enzim) tidak terbentuk. Pada beberapa hewan, vitamin C merupakan suatu senyawa lactone yang tersusun atas 6 karbon dan dapat diperoleh melalui siklus glukoronat. Vitamin ini merupakan vitamin turunan dari senyawa glukosa di dalam tubuh.
Vitamin C merupakan vitamin yang bersifat sebagai agen pereduksi (donor electron) sehingga peran atau fungsi vitamin C didasarkan pada perannya tersebut. Electron donor pada vitamin C beraswal dari 2 elektron yang terdapat pada ikatan rangkap atom C2 dan C3. Pada kondisi standar, nilai E0 untuk asam askorbat adalah +0,06 volt. Standar ini didasarkan pada persamaan reaksi:
Elektron aseptor + Elektron (s) Elektron Donor
Asam askorbat atau vitamin C akan mendonorkan 1 elektronnya sehingga terbentuk senyawa radikal monodehidroaskorbat atau sering disebut dengan asam askorbat radikal. Akan tetapi, senyawa ini bersifat stabil dan tidak mudah bereaksi dengan senyawa lain serta dapat dikonversi ulang menjadi asam askorbat di dalam tubuh. Hal ini menimbulkan pemahaman bahwa asam askorbat atau vitamin C merupakan pendonor electron yang ideal di dalam tubuh.
Asam askorbat apabila telah teroksidasi akan berubah menjadi asam dehidroaskorbat yanhg bersifat stabil. Pembentukan asam dehidroaskorbat ini terjadi akibat oksidasi pada oksigen molekuler, oksigen molekuler dan trace metal (contoh: besi, tembaga), superoxide, radikal hidroksil dan asam hipoklorat. Asam dehidroaskorbat akan dimetabolisme menjadi 2 jalur. Jalur pertama adalah diubah menjadi asam 2,3-diketogulonik atau direduksi kembali menjadi asam askorbat melalui jalur intermediet radikal bebas. Pembentukan 2,3-diketogulonik ini terjadi melalui reaksi enzimatis atau reduksi kimia. Reaksi enzimatis ini dibantu dengan menggunakan 2 protein yaitu glutaredoksin (thiol transferase) atau protein X yang masih belum diketahui. Sedangkan reaksi kimia terjadi dengan menggunakan glutathione melalui pembentukan glutathione disulfide.
Senyawa 2,3-diketogulonic ini akan didegradasi lebih lanjut menjadi xylosa, xylonat, lyxonate dan oxalate. Studi pada hewan menunjukkan bahwa rantai karbon pada asam askorbat akan menjadi gas karbon dioksida, akan tetapi, pada manusia, asam askorbat akan dibuang dalam bentuk oksalat.
Di dalam makanan, asam askorbat terdapat dalam 2 bentuk yaitu asam askorbat dan asam dehidroaskorbat. Asam askorbat menyusun sekitar 80-90% dari vitamin C dalam makanan dan asam dehidroaskorbat menyusun sekitar 10-20%. Oksidasi asam askorbat dalam di dalam makanan sangat menentukan umur dari makanan. Sebuah epimer dari asam askorbat, asam erythorbic (D-isoascorbic acid, D-araboascorbic acid), sering ditambahkan ke dalam bahan pangan untuk memperpanjang umur dari makanan. Akan tetapi, senyawa ini tidak memiliki aktivitas seperti asam askorbat di dalam tubuh.
Asam askorbat diserap pada ileum dan jejunum di usus manusia. Studi pada hewan coba menunjukkan bahwa asam askorbat diserap dengan menggunakan Na+ (Na-Dependent) dan mekanisme ini juga mungkin terjadi di dalam tubuh manusia. Hal ini didasarkan pada studi tikus “guinea pig” yang membutuhkan vitamin C dari makanan. Penyerapan asam askorbat di dalam usus menggunakan Na+-Dependent yang membutuhkan ATP. Sedangkan asam dehidroaskorbat diserap dengan menggunakan jalur transport isoform glukosa tidak berenergi dan Na+-Independent (GLUT-1, GLUT-3, dan sebagian kecil GLUT-4). Sedangkan asam askorbat, meskipun menggunakan Na+-dependent tetapi tidak menggunakan jalur isoform glukosa seperti pada asam dehidroaskorbat.
Vitamin C atau asam askorbat merupakan senyawa yang bersifat reduktor kuat. Senyawa dengan nama lain 2-oxo-L-threo-hexono-1,4-Lactone-2,3-enediol atau (R)-3,4-dihydroxy-5-((S)- 1,2-dihydroxyethyl)furan-2(5H)-one ini memiliki berat molekul 176,14 dengan rumus kimia C6H8¬O6. L-askorbat bersifat stabil pada pH asam dan mudah teroksidasi oleh udara. Selain itu, vitamin ini bersifat mudah rusak oleh panas.
Vitamin C di dalam tubuh memiliki berbagai peran dalam tubuh. Peran tersebut dibagi menjadi 2, yaitu peran enzimatik dan non-enzimatik. Fungsi vitamin C di dalam tubuh adalah sebagai berikut:
a. Enzim Dopamine -Hydroksilase
Enzim ini berfungsi dalam hydroksilasi dopamine pada sintesis katekolamin norepinefrin pada neuron perifer, neuron sentral dan medula adrenal. Enzim ini membutuhkan Cu+ pada sisi aktifnya untuk dapat aktif. Vitamin C berperan dalam reduksi Cu2+ menjadi Cu+ sehingga enzim dapt bekerja dengan baik.
b. Enzim Peptidyl Glycine -Amidating hydroksilase
Enzim ini berperan dalam amidasi beberapa hormon atau agent signaling parakrin. Hormon atau agen signaling parakrin ini biasanya dibentuk dalam kondisi inaktif. Contoh beberapa hormon dan agent signaling parakrin adalah: tyrotropin releasing hormon, gonadotropin-relasing hirmin, oksitosin, vasopresin, koleosistokinin, gastrin, kalsitonin, sibstance P dan neuropeptide Y. Untuk dapat mengaktifkannya, hormon atau senyawa agen parakrin ini harus diaktifkan melalui penambahan gugus -amida pada gugus terminal karboksi. Enzim ini terdiri dari 2 kelas enzim yaitu peptidil-glisin -Hydroksilating Monoxygenase (PHM) dan peptidil-glisin -Amidating Lyase (PAL). Asam askorbat berperan dalam reduksi Cu2+ menjadi Cu+ pada sisi aktif enzim terutama pada enzim PHM.
c. Enzim Prolyl 4-Hydroksilase, Prolyl 3-Hydroksilase dan Lysyl Hidroksilase
Defisiensi asam askorbat akan menimbulkan gangguan sintesis kolagen yang berdampak pada penyembuhan luka yang lama. Kolagen merupakan suatu protein yang dibentuk dari procolagen polypeptida. Prekursor dari kolagen adalah pre prokolagen dan prokolagen yang harus diproses sebelum dapat disekresikan dan distabilkan. Preprokolagen dibentuk dari polisom yang terikat pada retikulum endoplasma kasar. Setelah itu, preprokolagen akan berubah menjadi prokolagen dan ditransfer ke dalam aparatus golgi. Prokolagen sebelum disekresikan perlu dimodifikasi.
Prokolagen polipeptida tersusun atas beberapasekuens tripeptida x-proline-glisin. Pada beberapa senyawa kolagen, gugus prolin sering diganti dengan lisin. Pada modifikasi prokolagen, Hidroksilasi harus terjadi yang dipengaruhi oleh asam amino pada gugus x dan asam amino yang berdekatan dengan gugus x tersebut. Hidroksilasi ini membutuhkan enzim prolyl 3-hydroksilase, prolyl 4-hydroksilase dan lysyl hidroksilase yang membutuhkan vitamin C untuk dapat bekerja dengan baik. Setelah terjadi hidroksilasi pada gugus prolyl dan lyslyl, 3 prokolagen polipeptida ini akan membentuk triple helix. Beberapa residu hydroksilisil akan mengalami modifikasi lebih lanjut dengan subtitusi O-galactosil atau O-galactosil--glycosil. Dengan terbentuknya triple helix, maka sekresi prokolagen akan semakin cepat. Prokolagen yang tersekresi ini kemudian akan mengalami modifikasi lebih lanjut pada terminal amin atau karboksil yang dapat berasosiasi dengan fibril melalui reaksi enzimatis. Asosiasi fibril dengan modifikasi prokolagen akan membentuk "cross link" yang merupakan intermolekular stabil.
d. Trimethyllysine Hydroksilase dan γ-Butirobetaine Hydroksilase
Defisiensi vitamin C dapat menyebabkan kelelahan. Hal ini disebabkan karena defisiensi vitamin C akan mengganggu pembentukan karnitin. Karnitin merupakan quartener zwiter ion asam amino yang diperlukan pada metabolisme asam lemak terutama pada pembentuan turunan asilkarnitin. Asilkarnitin dibutuhkan dibutuhkan untuk transportasi asam lemak rantai panjang ke dalam mitokondria untuk oksidasi asam lemak dan pembentukan ATP. Turunan karnitin, karnitin palmytoil transferase dan karnitin palmytoilkarnitin translokase, berperan pada transport asam organik rantai pendek keluar mitokondria.
Kebutuhan karnitin di dalam tubuh dapat dipenuhi melalui 2 jalur, yaitu dari makanan seperti daging unggas, daging, ikan dan sintesis dalam tubuh (de novo). Sintesis de novo di dalam tubuh dipengaruhi oleh 2 faktor utama yaitu kecukupan dari diet dan kondisi patologis seperti gagal ginjal, DM, kanker, konsumsi alkohol berlebihan serta kardio miopati.
Karnitin merupakan senyawa dari turunan lisin dan S-adenosyl methionin. Vitamin C berperan pada hidroksilasi dengan bantuan 2 enzim yaitu γ-butirobetaine dan trimetillisin hidroksilase. Defisiensi vitamin C berhubungan dengan gejala cepat lelah pada pasien dengan scurvi. Defisiensi vitamin C berhubungan dengan penurunan sintesis karnitin. Dengan menurunnya karnitin akan menyebabkan penurunan oksidasi asam lemak di dalam hati dan otot yang berakibat pada kelelahan.
e. 4-Hydroksiphenylpyruvate Dioxigenase
Vitamin C juga berperan dalam katabolisme tirosin terutama pada enzim 4-hydroxyphenylpiruvate dioxygenase. Enzim ini menggunakan oksigen molekuler untuk mereaksikan berbagai macam reaksi oksidasi. Enzim ini mengkatalisi suatu reaksi yang disebut dengan "NIH Shift". Defisiensi vitamin C dapat menyebabkan peningkatan asam amino tirosin di dalam darah.
f. Antioksidan
0 komentar:
Posting Komentar