Metabolisme Selenium

BAB I

PENDAHULUAN

Pentingnya selenium dalam gizi manusia telah dilaporkan pada tahun 1979 ketika ilmuan China melaporkan bahwa suplementasi selenium dapat mencegah terbentuknya cardiomyopathy, yaitu penyakit pada anak yang tinggal di daerah yang kekurangan selenium. Sejak akhir 1980, telah ada penelitian yang mengemukakan informasi terbaru mengenai selenoprotein dan molekul biologi dari selenium.

Selenium merupakan mineral yang ditemukan pada dekade ini dan terdapat pada lemon. Selenium berikatan dengan vitamin e dan pada beberapa unsur, kadar selenium yang rendah dapat bersaing dengan unsur lainya.

Selenium adalah salah satu komponen penting enzim yang disebut glutathione peroksidase yang membantu mencegah kerusakan struktur sel. Sejumlah penelitian pada hewan menunjukan bahwa selenium memiliki sifat protektif terhadap kanker ( willet & mac Mohan, 1984) bagaimanapun juga, banyak penelitian menunjukan adanya manfaat selenium pada manusia. Di United States, Clark dan Assosiation dilaporkan bahwa efek suplementasi selenium pada perekembangan basal/ sel karsinoma pada kulit seseorang. Pemberian intervensi oral 200 μg/ hari selenium pada sample/ placebo menunjukkan penurunan significan pada observasi kedua termasuk 37% penurunan total insiden kanker, 46% penurunan insiden prostate, kolorektal dan kanker paru-paru serta 50% penurunan angka kematian kanker. Asupan selenium yang aman dan adekuat untuk remaja yang di rekomendasikan oleh RDA pada tahun 1980 berkisar 0,05-0,2 mg

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Bentuk Kimia

Sebagian besar selenium dalam system biologi dihadirkan dalam protein sebagai suatu unsur dari asam amino. Melihat kemiripan ikatan kimia selenium tersebut dengan sulfur, maka asam amino tersebut adalah selenosystein dan selenometionin.

Selenometionin mengandung selenium dalam jumlah stolchiometris. Selenosistein adalah elemen yang terdapat dalam struktur primer dari seluruh selenoprotein hewan yang sejauh ini dapat teridentifikasi dan dalam waktu dekat seluruh selenoprotein bakteri.

Metabolisme Selenium

Selenium masuk dalam rantai makanan melalui tumbuhan yang menggabungkannya ke dalam suatu campuran yang biasanya mengandung sulfur. Hasilnya adalah tumbuhan yang mengandung selenium tersebut berada dalam bentuk selenometionin dan selenosistein dan bentuk lain dari sulfur asam amino. Tidak ada fakta yang menunjukkan bahwa tumbuhan membutuhkan selenium untuk membentuk suatu molekul spesifik yang penting untuk kelangsungan hidupnya.

Beberapa tumbuhan mengandung enzim yang memetilasi selenosistein bebas membentuk Se-metilselenosistein. Se-metilselenosistein merupakan suatu produk detoxifikasi, dan tidak dapat bergabung ke dalam protein. Se-metilselenosistein nerakumulasi membentuk konsentrasi tinggi dan dapat responsibel terhadap keracunan selenium pada hewan yang memakan tumbuhan tersebut.

Selenium masuk ke dalam tubuh dalam beberapa bentuk. Dua bebtuk utama selenium adalah selenometionin yang berasal dari tumbuhan dan selenosistein yang berasal dari hewan. Selenosistein bebas diproduksi oleh katabolisme selenoprotein selular atau selenoprotoin ekstra selular. Selenosistein bebas tidak dapat terakumulasi karena metabolismenya oleh selenosistein β-lyase. Selenometionin tidak tampak sebagai bentuk khusus yang diakui sebagai senyawa selenium dan dimetabolisme dalam pool metionin. Selenometionin ini dianggap sebagai jaringan selenium karena kehadirannya dalam protein metionin dalam darah dan jaringan.

Selenium dalam selenometionin tadak dapat digunakan oleh sel periferal hingga selenium dibebaskan melalui jalur trans sulfurtasi di hati atau ginjal. Selenosistein bebas baik yang berasal dari katabolisme selenoprotein intraseluler ataupun ekstraseluler didegradasi oleh selenosistein β-lyase, menghasilkan selenida dapat masuk jalur anabolik dengan berubah menjadi selenofosfat.

Selenofosfat merupakan bahan yang cukup penting dalam metabolisme selenium. Selenofosfat diproduksi oleh selenofosfat sintetase dan disajikan sebagai donor selenium untuk produksi selenium mengandung RNA transfer yang juga berfungsi untuk menggabungkan selenosistein ke dalam selenoprotein.

Bentuk metilasi dari selenium diproduksi sebagai hasil ekskresi metabolik dan dengan cepat dikeluarkan melalui urin dan pernafasan. Molekul dan dengan cepat dikeluarkan melalui urin dan pernafasan . Molekul kecil dari bentuk metilasi selenium ini telah ditemukan pada plasma darah. Namun jenisnya belum dapat dipastikan.

Absorbsi

Absorbsi menunjukkan dimulainya peran regulasi homeostatik dari selenium. Proses absorbsi terjadi ketika elemen mensuplai seleniometionin dan selenosistein. Absorbsi dari selenite dan selenate lebih dari 50%. Tapi nilai signifikannya bervariasi yang dipengaruhi oleh faktor-faktor nominal. Absorbsi selenium biasanya berkisar antara 50-100% dan ini tidak berpengaruh pada status gizi.

Transportasi

Pengetahuan mengenai transport ekstraseluler selenium kurang lengkap. Dua selenoprotein yaitu selenoprotein P dan GSHPx ekstraseluler (GSHPx-3) telah diidentifikasi terdapat dalam plasma dan keduanya berisi elemen seperti selenosistein dalam struktur primernya. Percobaan menggunakan tikus dengan target mendeteksi gen selenoprotein P menunjukkan bahwa protein ini mensuplai selenium untuk otak dan testis.

Bagaimana juga, peningkatan intake selenium mengacu pada penghapusan selenoprotein P. Ditemukan indikasi bahwa bentuk-bentuk lain dari selenium dapat diambil dari otak. Bentuk molekul dengan berat kecil dari elemen diakui sebagai komponen minor dari selenium plasma, mereka berperan dalam fungsi transportasi kimia dari bentuk ini belum dibuat.

Incorporation Into Protein

Karakteristik selenoprotein hewan sejauh ini berisi selenosistein pada struktur primernya. Mekanisme selenosistein, 21 asam amino disintesis dan kemudian pemecahan di dalam selenoprotein sangat kompleks.

Ekskresi

Keseimbangan selenium di dalam tubuh tercapai melalui pengaturan ekskresinya. Penyerapan selenium dari makanan meningkat saat keadaan defisiensi hingga dicapai kondisi yang adekuat, ekskresi urin juga meningkat untuk mempertahankan keseimbangan ini. Asupan selenium yang tinggi membuat bentuk volatil selenium menguap melalui proses pernafasan. Tidak ada indikasi pengaturan ekskresi selenium secara fecal. Kondisi psikologi juga mempengaruhi ekskresi selenium melalui urin.

Ekskresi selenium terbanyak berbentuk metil yang diproduksi hati atau ginjal.Fraksi selenium terbanyak di saluran urin adalah metil selenosugar. Prosentase yang lebih kecil adalah ion trimetilselenonium. Selenium di pernafasan lebih banyak berbentuk dimetil selenida. Metabolisme biokimia yang teratur belum diketahui.

Fungsi Biokimia

Sebanyak 25 selenoprotein gen telah teridentifikasi pada genom manusia dengan metode bioinformatik. Selenoprotein merupakan hasil ekspresi gen ini yang responsibel untuk fungsi biokimia selenium. Tetapi kebanyakan protein tidak punya karakteristik yang cukup baik untuk mengidentifikasi aktivitas mereka

Glutation Peroksidase

Glitation peroksidase (GSHPxs) berguna untuk mereduksi ekuivalen dari glutation (GSH) untuk mengkatabolis hidroperoksida. Lima selenium yang mengandung GSHPxs yang tersebar sebagai produk gen, telah teridentifikasi di dalam genom manusia. GSHPx seluler, GSHPx-1 sangat berlimpah dalam bentuk mengelompok dan terdapat di semua sel. GSHPx-2 asli merupakan calon GSHP—GI, yang merupakan enzim seluler tetapi ditemukan secara dominan di jaringan gastrointestinal tract. GSHPx-3 terdapat di plasma dan susu. Fosfolipid hidroperoksida , GSHPx, GSHPx-4, terdapat di dalam sel dan berbeda pada tiap-tiap respon dari anggota kelompok lain. Ini bisa menurunkan pemecahan asam lemak hidroperoksida yang teresterifikasi di fosfolipid dan proses alternatif dapat memproduksi bentuk dengan suatu sinyal lokal protein ke mitokondria. Enzim ini mempunyai dua fungsi di spermatozoa. Ini merupakan unsur pokok kapsul mitokondria dan membungkus cromatin pada kepala sperma. GSHPx-6 terdapat di alat penciuman.

Defisiensi selenium menurunkan aktivitas GSHPx. Tetapi variasi efek berdasarkn jaringan dan enzim. GSHPx otak relatif baik dipertahankan pada defisiensi selenium seperti GSHPx-4 di semua jaringan. GSHPx aktif di plasma dan hati dan sangat sensitif untuk mensuplai selenium dan digunakan untuk mengindikasi status nutrisional selenium.

GSHPxs mengkatabolis hidrogen peroksida dan asam lemak dari hidroperoksida. Secara umum telah diketahui mereka melindungi sel dari molekul oksidan. Tapi banyak molekul oksidan mempunyai fungsi pada metabolisme dan di jalur sinyal. Dengan demikian, GSHPxs mempunyai fungsi pengaturan sel karena mereka mempengaruhi konsentrasi molekul oksidan. Selain itu, GSHPx mempunyai lokalisasi berbeda dan substrat spesifik yang dapat menjadi bagian strategi pengaturan.

Iodotironin deiodinasi

Iodotironin deiodinase tipe I sampai III telah nampak sebagai selenoprotein. Enzim ini mengkatalis deiodination tiroxin, triiodotironin dan cadangan triiodotironin dan dengan cara inimengatur konsentrasi hormon aktif T3. Beberapa dapat mereduksi substrat untuk enzim ini tapi GSH sepertinya menjadi substrat patologik.

Penurunan Tioredoksin

Penurunan tioredoksin adalah flavin yang mengandung selenoprotein dipengaruhi nikotinamid- adenin- dinukleotidafosfat, yang menurunkan thioredoksin disulfida internal. Tiga bentuk isomernya telah teridentifikasi. Satu ada di sitosol dan yang lain ada di mitokondria. Bentuk yang ketiga diekspresikan pada testis. Penurunan ini menurunkan ekuivalen variasi enzim. Banyak diantaranya adalah oksidan pelindung enzim, fungsi lainnya untuk sintesis DNA dan pengiriman sinyal sel. Enzim untuk aktivitas hati menurun saat defiisiensi selenium.

Selenoprotein P

Selenoprotein telah teridentifikasi tahun 1977 tapi karakteristiknya diketahui beberapa tahun lalu. Ini telah diperjelas sebaik penggambaran pada tingkat asam nukleus. Selenoprotein P merupakan glikoprotein ekstraseluler yang ditemukan di plasma dan berasosiasi dengan endotelial sel. DNA ini mengindikasi bahwa ini mempunyai tipe sel peptida untuk sekresi dari 10-17 UGA, yang merupakan calon penggabungan selenoprotein. Satu fungsi selenoprotein P adalah mensuplai selenium ke otak untuk mempertahankan fungsi normal neurologi dan pada testis untuk pembentukan sperma.

Selenoprotein mengandung banyak fraksi plasma selenium, ± 45% pada ras Amerika Utara. Konsentrasinya menurun pada defisiensi selenium dan digunakan sebagai indikator sattus selenium.

Selenoprotein P telah berikatan dengan pertahanan oksidan milik selenium. Defisiensi selenium pada tikus rentan terinduksi lemak peroksidasi dan nekrosis hati, perllindungan dengan selenium berhubungan dengan konsentasri selenoprotein P di plasma. Peneliti telah mempertimbangkan bahwa lokasi sel endotelial mengindikasi bahwa ini melindungi sel tersebut dari molekul oksidan yang disebabkan oleh peradangan atau metabolisme xenobiotik.

Selenoprotein W

Selenoprotein ini pertama kali di identifikasi di otot dan mempunyai peranan dalam perkembangan penyakit otot polos pada kondisi defisiensi selenium pada domba. Ini telah teridentifikasi pada banyak jaringan dan nampak dalam beberapa bentuk. Satu bentuk memiliki ikatan GSH dengannya yang beranggapan bahwa selenoprotein ini mengalami perubahan redoks. Beberapa bukti mengindikasi bahwa ini bisa melawan serangan oksidatif. Konsentarsi selenoprotein W menurun pada defisiensi selenium.

Pembentukan Selenofosfatase

Dua sintesis selenofosfat telah diidentifikasi pada binatang. Satu mengandung residu selenisstein pada struktur primernya dan yang lain residu sistein pada posisisi sama. Karena pengaturan kese4imbangan selenium untuk tinggal di tingkat aktifitas ini, bekerja pada fungsi enzim ini dapat memperlihatkan mekanisme pengaturan sel.

Aktivitas Biologik

Defisiensi selenim mengakibatkan perubahan di banyak sistem biokimia beberapa obat yang memetabolisme enzim, seperti sistem sitokrom P450, yang dipengaruhi, beberapa diantaranya dengan peningkatan aktivitas dan yang lain dengan penurunan aktifitas. Aktifitas GSH – X transferase pada hati tikus, ginjal dan paru-paru meningkat pada defisiensi selenium. Metabolisme GSH saat defisiensi selenium.

Perubahan metabolisme hormon tiroid yang karakteristiknya telah diketahui pada hewan yang defisiensi selenium dan diperjelas dengan temuan bahwa iodotironin deiodinasi adalah selenoenzim. Efek metabolit lainnya seperti perubahan pada metabolisme glukosa.

Defisiensi selenium tidak selalu menampakkan gejala klinis pada manusia/ hewan. Hanya pada binatang percobaan defisiensi selenium menunjukkan perubahan patogenik. Tetapi generasi pertama defisiensi selenium pada hewan menunjukkan peningkatan sensitifitas stres yang nyata, yang merupakan dasar terpenting pada defisiensi selenium. Salah satu stres itu adalah defisiensi vitamin E. Simultan selenium dan defisiensi selenium menunjukkan banyak kondisi patogenik pada hewan.

Defisiensi selenium pada hewan mudah menyebabkan luka. Luka ini menyeluruh bersifat oksidatif dan mungkin berkaitan dengan menurunnya tingkat selenoenzim yang mempertahankan serangan luka oksdatif.

Selenium dapat mempengaruhi munculnya infeksi. Peningkatan virulensi pada Coxsackievirus B pada defisiensi selenium yang tergambarkan dikemudian hari. Sebagai tambahannya selenosistein potensial bekerja sama dengan Codon telah menggambarkan viralgenom yang nyata termasuk imunodefisiensi virus pada manuasia.

Hal ini merupakan poin untuk membuat strtegi viral dalam menyediakan selenium sel dan memecah selenium berdasarkan fungsinya.

Kekurangan dan Kelebihan Selenium

Defisinsi selenium pada anak-anak dan wanita muda dapat menyebabkan terjadinya penyakit khesan. Penyakit ini banyak terjadi di Cina barat yang memiliki asupan selenium sangat rendah. Dampak yang paling mencolok dari penyakit ini adalah terjadinya kerusakan jantung, sehingga selama 4 tahun anak-anak diberi suplemen selenium. Selama kurun waktu tersebut, kejadian penyakit khesan menurun sekitar 5% (khesan disease research group,dkk,1979).

Kombinasi defisiensi selenium dan vitamin E menyebabkan nekrosis hati pada tikus dan babi, diatthesis eksudatif pada ayam dan penyakit otot polos pada lembu.

Sumber

Selenium diperoleh sebagian besar dari biji-bijian, meski demikian daging, ikan dan unggas juga merupakan penyumbang penting (pennington, dkk,1984). Selenium yang terkandung dalam biji-bijian merupakan unsur yang berasal dari selenium yang berasal dari dalam tanah.

DAFTAR PUSTAKA

Cristian, janet and Janet L Greger.1988. Nutrition for Living Second Edition. California: The Benjamin/CUMM INGS PUBLISING COMPANY, INC hlm 340-341

Devine, Pimentel. 1985. Dimensions of Food. New York: The Avi Publishing Company, INC, Westport, Conecticut. hlm 225

Robinson, Corinne.1972. Normal and Therapeutic Nutrition. New York: The Macmillan Company, hlm 120-121

Shils, dkk. 2006. Modern Nutritrion in Health and Desease. New York: Lippincott Williams and Wilkins. hlm 300-323