15.02.2009 presentasi suplemen makanan bogor 02 hotel santika
DESCRIPTION
suplemenTRANSCRIPT
Suplemen Makanan: Karakteristik Fisikokimia, Reaktivitas dan
Kemungkinan Interaksi Molekular
(Vitamin B1 dan B6 Sebagai Model)
Oleh:
Dr.rer.nat. Rahmana Emran Kartasasmita, M.Si., Apt.Kelompok Keahlian Farmakokimia
Sub Kelompok Analisis dan Keamanan MakananSekolah Farmasi ITB
Alle Dinge sind Gift und nichts ohne Gift. Allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift ist Semua bahan memiliki sifat racun, tidak ada bahan tanpa sifat racun; dosislah yang menjadikan suatu bahan tidak beracun
Theophratus von Hohenheim (Paracelcus) 1493 – 1541
Suplemen Makanan
• Makanan khusus
• Zat gizi atau zat lain: vitamin, mineral, trace element, asam amino, serat, ekstrak tanaman atau rempah-rempah.
• Komponen tunggal atau campuran
• Terkonsentrasi
• Bentuk sediaan Farmasi
• Kerja fisiologis atau nutritif spesifik
Struktur, Karakteristik, Reaktivitas
• Sifat fisiko-kimia/karakteristik: ditentukan oleh jenis, jumlah, dan susunan atom dalam suatu senyawa
• Setiap senyawa memiliki reaktivitas
• Memungkinkan terjadinya interaksi
Struktur, Karakteristik, Reaktivitas
Struktur Senyawa
H3C N
OPO3
H
HO
O
Karakteristik Fisikokimia
Reaktivitas Interaksi L-T
Analitik Aktivitas Biologi
QA Manfaat Toksisitas
Vitamin
• Vita = hidup
• Amin = senyawa mengandung N
• Awalnya untuk vitamin B1
• Sekarang untuk senyawa lain dengan aktivitas biologi mirip, walaupun tanpa N
Keragaman Struktur Molekul Vitamin
• vitamin A merupakan senyawa diterpen• kelompok vitamin B merupakan senyawa N yang
heterogen• vitamin C merupakan gula teroksidasi• vitamin D merupakan secosteroida• vitamin E merupakan turunan hidrokinon dengan
rantai samping terpenoid• vitamin K merupakan naftokinon tersubstitusi
alkil• Heterogenitas dan perbedaan reaktivitas
Thiamin (Vit B1) dan Benfotamin
O
NH2
N
S
CH3 N CH3
N
O
H
O
P
OOH
OH Benfotamin
OH
NH2
N+
S
CH3
N
H3C N
-O
N+
O-
O
Thiaminnitrate
OH
NH2
N+
S
CH3
N
H3C N
H
2+
.2Cl-
Thiamin-Hydrochloride
Reaktivitas Vitamin B1
• Keasaman atom H pada posisi CH-2’ cincin thiazol: pembentukan ylid/karbanion, penting untuk fungsi thiamin sebagai koenzim!
• Gugus amino pada cincin pirimidin: struktur parsial amidin-viniloge, mudah terhidrolisis dalam suasana asam kuat
• Kerenggangan distribusi elektron gugus metilen jembatan alkil: hidrolisis dan pemutusan jembatan alkil
Reaktivitas Thiamin
OH
NH2
C
N+
CS
CH3
NH3C
N
H
H H
H
Deprotonasi Thiamin dan Dekarboksilasi Piruvat
O
H2N
N+
C
S
H3C
N
CH3
N
H
P
O
P
O
O
OO
O
O
H2N
N+
C
S
H3C
N
CH3
N
P
O
P
O
O
OO
O
- H+
Deprotonasi
Thiamin-Diphosphat (TDP) Ylid/Karbanion TDP
O7P2
H2N
N+
C
S
H3C
N
CH3
N
C
O
CH3C
HO
O
O7P2
H2N
N+
C
S
H3C
N
CH3
N
CH
OH
CH3H+
-CO2
Ylid/Karbanion TDP
Piruvat
2--Hidroksietil-TDP (Asetaldehid aktiv)
Hidrolisis Asam dan Deaminasi Thiamin
OH
NH2
C
N+
S
CH3
N
H3C NOH
NH2
N
S
CH3
N
H3C N
C
OH
H
+
H+, H2O
OH
NH2
C
N+
S
CH3
HN
H3C N
H
O
H
OH
OH
C
N+
S
CH3
HN
H3C N
-NH3
H H H H
H H H H
Hidrolisis Basa Thiamin
OH
NH2
N+
S
CH3
N
H3C N
OH-
HO
NH2
NS
CH3 N CH3
N
HOH
OH
NH2
N
HS
CH3 N CH3
NO
H
Oksidasi Thiamin Menjadi Thiokrom
OH
NH2
N+
S
CH3
N
H3C N
-H+
OHN
N
S
CH3
N
H3C N
H
OHN
N
S
CH3
N
H3C N
+H+ -H+
OHN
N
S
CH3
N
H3C N
Ox.
Ox.
-2H+
Thiamin
Thiokrom
Interaksi Thiamin (Inkompatibilitas)
• Dengan senyawa bersifat basa, memudahkan deprotonasi pada C-2’ cincin thiazol. Kombinasi dengan senyawa lain yang bersifat basa dalam bentuk sediaan cair sebaiknya dihindari
• Dalam suasana asam mengalami hidrolisis, perlu pengendalian dan pengaturan pH
• Bereaksi dengan oksigen dari udara, penyimpanan dalam wadah tertutup kedap, pengaliran gas inert (N2)
• Hindari paparan terhadap cahaya matahari, penyimpanan dalam botol/kemasan coklat
Interaksi Thiamin Dengan Obat Dan Atau Makanan
• Konsumsi karbohidrat yang berlebih, akan meningkatkan kebutuhan thiamin, terkait metabolisme karbohidrat
• Penghambatan fosforilasi thiamin menjadi thiamindifosfat (TDP) oleh 5-Fluorourasil: inaktivasi thiamin
• Antasida dan teh hitam menurunkan absorpsi thiamin.
Interaksi Thiamin Dengan 5-Fluorouracil
HN
O NH
O
C
F
5-Fluorouracil
OH
NH2
C
N+
CS
CH3
NH3C
N
H
H H
H
Thiamin
Vitamin B6 Dan Turunannya
H3C N
OH
OH
HO
H3C N
OPO3
H
HO
O
H3C N
OPO3
NH2
HO
12
3
45
6
Pyridoxin Pyridoxal Pyridoxamin-5'-Fosfat
Reaktivitas Pyridoxin
• Gugus OH pada posisi C-3 (Azafenol)• N-basa pada posisi 1• Struktur α-picolin pada posisi C-2 yang
menunjukkan sifat CH-asiditas terutama bila atom N pada posisi 1 teralkilasi (N-kuaterner)
• Struktur parsial bifungsional gugus fenol yang bertetangga dengan gugus hidroksi-metil
• Posisi C-6, disebabkan gugus fenol pada posisi para, terbuka untuk serangan elektrofilik (substitusi elektrofilik aromatik, OH fenolik sebagai pengarah para)
• Gugus aldehid pada Pyridoxal
Peranan Pyridoxal
Sebagai koenzim dalam katalisis reaksi:• Transaminasi• Pemutusan aldol• Dekarboksilasi• Rasemisasi• Kesamaan pola tahap awal:
(1) aktivasi atom C-α asam amino
(2) pembentukan basa Schiff (aldimin) dari gugus aldehid pyridoxal-fosfat dan gugus amino dari α-asam amino.
Desaminasi dan Transaminasi asam
α-amino
H3C N
OPO3
HO
= Py
C
Py
H N
R' COOHH
NH2
R' COOHH
CH
Py
H N
R' COOH
O
R' COOHAsam -amino 1Asam -keto 1
H2C
Py
NH2
O
R2 COOH
Asam -keto 2CH
Py
H N
R2 COOH
C
Py
H N
R2 COOHH
C
Py
OH
NH2
R2 COOHH
Asam -amino 2
Amino-Transferase
Aldimin Ketimin
AldiminKetimin
+ H2O
- H2O
+ H2O
- H2O
Spesi Pyridoxin Dalam Berbagai pH
H3CHN
OH
OH
HO
H3CHN
OH
OH
O
H3C N
OH
OH
O
+ H+
- H+
- H+
+ H+
2 pH<7 1a 3 pH>7
Interaksi Pyridoksan Dengan Obat
• Pembentukan hidrazon dengan INH, hidrazon menginhibisi pyridoxal kinase
• Dekarboksilasi levodopa menjadi dopamin, efektivitas terapi berkurang
Interaksi dengan INH
N
O
NH
NH2
Isonicotinhydrazid
H3C N
OPO3
H
HO
O
CH3
N
O3PO
OH
N
O
HN
N
Pyridoxal
+-H2O
Hidrazon
Metabolisme L-DOPA dan DopaminMetabolisme Levodopa
Interaksi Dengan Levodopa
HO
HO
NH2
H COOH
HO
HO
NH2
DOPA-Dekarboksilase
Levodopa Dopamin
H3C N
OPO3
H
HO
O
Pyridoksal-Fosfat
- Vit. B6 masuk ke dalam pusat aktif enzim DOPA-Dekarboksilase
- Mempercepat laju reaksi dekarboksilasi
- Efektivitas pengobatan dengan Levodopa berkurang atau hilang
Distribusi Levodopa
Vitamin C
HO
HO
HO
OO
OH
L-Asam Askorbat
O
HO
HO
OO
OH
O
HO
HO
OO
O
- H+
pKa1
-H+ pKa2
Struktur Viniloge Karboksilat
Sifat Keasaman
Vitamin C
HO
C
HO
HO
O
CO
C
OH
L-Asam Askorbat
O
C
HO
HO
OO
OH
Struktur Viniloge Karboksilat
O
C
HO
HO
O
CO
C
O
L-Dehidro Asam Askorbat
Ox1
Ox2
Sifat Antioksidan
Fungsi Vitamin C
• Sifat reduktor: sebagai Kofaktor pd. Berbagai reaksi (pembentukan Kollagen, Catecholamin, hidroksilasi Steroid)
• Sebagai penangkap Radikal: detoksifikasi radikal oksigen dan xenobiotika
• Regulasi sintesis hormon peptida (Bombesin, Calcitonin, Cholecystokinin, GRF, TRH, Melanotropin, Ocytocin, Vasopressin)
Interaksi Vitamin C
• Dengan ion logam transisi: Fe, Zn, Cu
• Dengan vitamin lain: E, A; penurunan konsentrasi plasma vit. C