Life Goes On: Fisiologi Hewan: Nutrisi

Secara sederhana nutrisi diartikan sebagai substansi makanan yang diperlukan oleh hewan untuk keberlangsungan proses-proses fisiologis di dalam tubuhnya. Sedangkan secara spesifik nutrisi bukan hanya meliputi substansi makanan tetapi juga proses-proses yang dilakukan untuk mendapatkan nutrien tersebut sekaligus pengolahannya menjadi bentuk yang dapat digunakan oleh tubuh(Santoso, 2009). Makanan yang secara nutrisi memadai harus memenuhi tiga kebutuhan; bahan bakar (energi kimia) untuk semua kerja seluler tubuh; bahan mentah organik yang dipakai hewan dalam biosintesis (kerangka karbon untuk membuat banyak molekulnya sendiri); dan nutrien esensial, bahan-bahan yang tidak dapat dibuat oleh hewan itu sendiri dari bahan mentah apapun dan dengan demikian harus didapatkan dari makanan dalam bentuk siap pakai (Campbell dkk, 2004).

Makronutrien adalah nutrien yang menghasilkan energi. Makronutrien merupakan nutrien yang bersama-sama menyediakan sebagian besar energi metabolik bagi organisme. Tiga nutrien utama dari makronutrien adalah karbohidrat, protein, dan lemak. Sedangkan, mikronutrien atau mikro mineral adalah mineral esensial yang dibutuhkan tubuh manusia dalam jumlah yang sangat sedikit (umumnya kurang dari 100mg/hari), kebalikan dari makro mineral yang justru dibutuhkan dalam jumlah besar (Wikibooks Contributors, 2006).

Hewan pada umumnya dapat mensintesis sebagian besar asam lemak yang penting untuk membangun lemak tubuh, namun terdapat beberapa asam lemak esensial yang perlu dikonsumsi karena tidak dapat disintesis sendiri. Contoh asam lemak esensial bagi mamalia adalah linoleik. Sedangkan karbohidrat juga merupakan sumber energi utama bagi hewan yang umumnya digunakan dalam bentuk monosakarida glukosa yang terlibat sebagai bahan dasar glikolisis. Hewan akan menyimpan kelebihan karbohidrat dalam bentuk glikogen di hepar dan otot (Santoso, 2009).

A. Karbohidrat

Glukosa adalah nutrisi yang paling mudah untuk digunakan oleh tubuh. Glukosa adalah karbohidrat sederhana yang bersirkulasi dalam darah dan merupakan sumber utama untuk energi otot, sistem saraf pusat, dan merupakan satu-satunya sumber energi bagi otak. Karbohidrat terbuat dari komponen organik berupa karbon, hidrogen, dan oksigen (Wikibooks Contributors, 2006).

Terdapat tiga ukuran dari karbohidrat, dan mereka dibedakan menjadi 2 klasifikasi yaitu karbohidrat sederhana (monosakarida dan disakarida) dan karbohidrat kompleks (polisakarida). Polisakarida adalah karbohidrat yang paling melimpah keberadaannya di dalam tubuh bersama dengan glikogen.

Tabel 6. Kelompok utama karbohidrat

Tipe karbohidrat	Contoh
Monosakarida	- Glukosa (gula darah) - Fruktosa (dapat ditemukan dalam buah-buahan) - Galaktosa (dalam gula susu) - Deoksiribosa (dalam DNA) - Ribosa (dalam RNA)
Disakarida	- Sukrosa (gula tebu) - Laktosa (gula susu) = glukosa + galaktosa - Maltosa = glukosa + glukosa
Polisakarida	- Glikogen (bentuk simpanan kerbohidrat pada hewan) - Pati (bentuk simpanan karbohidrat pada tanaman; merupakan karbohidrat utama di makanan) - Selulosa (bagian dari dinding sel tumbuhan yang tidak bisa dicerna oleh manusia, tetapi membantu pergerakan makanan melewati usus halus).

(Sumber: Tortora dkk, 2016)

B. Protein

Protein adalah molekul besar yang terdiri dari karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen. Beberapa protein juga terdiri dari sulfur. Dalam keadaan normal, tubuh orang dewasa terdiri dari 12-18% protein. Struktur protein lebih kompleks dibandingkan dengan karbohidrat dan lipid. Protein memiliki banyak peran di dalam tubuh serta merupakan komponen terbesar dalam jaringan tubuh. Enzim adalah protein yang berfungsi untuk mempercepat reaksi biokimia. Protein lainnya bekerja sebagai “mesin” yang mengendalikan kontraksi otot. Antibodi adalah protein yang bertugas melawan serangan mikroba. Beberapa hormon yang meregulasi homeostasis juga merupakan hormon (Tortora dkk, 2016).

Protein membentuk hormon, enzim, dan antibodi; bagian dari cairan dan regulasi elektrolit, yang merupakan efek penyangga pH dan alat pengangkut nutrien. Contohnya adalah oksigen yang membawa hemoglobin ditemukan di sel darah merah. Tiap protein terbentuk dari karbon, hidrogen, oksigen, dan nitrogen, serta sebuah molekul inorganik, hal yang membedakan mereka dari makronutrien lainnya. Asam amino adalah komponen penyusun dari protein sedangkan polipeptida adalah kelompok dari 1000 asam amino atau lebih yang terikat bersama (Wikibooks Contributors, 2006).

Hewan juga memerlukan 20 asam amino untuk mengsintesis protein dan sebagian besar hewan dapat mengsintesis sendiri asam amino tersebut jika terdapat nitrogen organik dalam bahan makanan yang dikonsumsinya. Sedangkan asam amino esensial yang tidak dapat disintesis sendiri dalam tubuh harus diperoleh dari bahan makanan. Ada sekitar 8 macam asam amino esensial bagi kebanyakan hewan yaitu isoleusin, lisin, valin, threoinin, fenilalanin, leusin, triptofan dan metionin. Pada juvenil selain asam amino tersebut juga terdapat asam amino esensial lainnya yang diperlukan yaitu histidin (Santoso, 2009).

Tabel 7. Berbagai tipe protein dalam tubuh

Tipe Protein	Fungsi
Struktural	Pembungkus struktural dari berbagai macam bagian tubuh. Contoh: kolagen dalam tulang, dan jaringan penghubung lainnya; keratin pada kulit, rambut, dan kuku jari.
Regulasi	Berfungsi sebagai hormon yang meregulasi berbagai proses fisiologi; sebagai perantara respons pada sistem saraf; mengkontrol pertumbuhan dan perkembangan; sebagai neurotransmitter. Contoh: hormon insulin (meregulasi kadar gula darah); neurotransmitter, dikenal sebagai substansi P (perantara sensasi sakit pada sistem saraf).
Kontraktil	Mengizinkan terjadinya pemendekan sel otot, yang memproduksi pergerakan. Contoh: miosin, aktin.
Immunologi	Membantu respons untuk melindungi tubuh dalam melawan substansi asing dan menyerang patogen. Contoh: antibodi , interleukin.
Tranport	Membawa substansi penting sepanjang tubuh. Contoh: hemoglobin (membawa banyak oksigen dsn beberapa karbon dioksida dalam darah).
Katalis	Berperan sebagai enzim yang meregulasi reaksi biokimia. Contoh: amilase pada saliva, sukrase; ATPase.

(Sumber: Tortora dkk, 2016).

C. Lipid

Lipid berfungsi sebagai energi yang tersimpan (jaringan adiposa), perlindungan organ, regulasi suhu, isolasi (penyekatan) seperti myelin yang menyelimuti sel saraf, membran lipid yang mengelilingi sel, serta pengemulsi agar menjaga lemak tetap terbuang dalam cairan tubuh(Wikibooks Contributors, 2006).Lipid menyusun 18-25% dari massa tubuh orang dewasa. Seperti karbohidrat, lipid mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen. Namun, tidak seperti karbohidrat, lipid tidak memiliki rasio 2:1 pada hidrogen dan oksigen yang dimilikinya. Proporsi atom elektronegatif oksigen dalam lipid biasanya lebih kecil dibandingkan dnegan karbohidrat, sedikit terdapat lebih sedikit ikatan kovalen polar. Sebagai hasilnya, kebanyakan lipid tidak dapat larut dalam pelarut polar seperti air. Agar menjadi lebih larut dalam plasma darah, molekul lipid berikatan dengan molekul protein hidrofilik. Hasil dari gabungan lipid-protein disebut lipoprotein. Lipoprotein dapat larut karena protein berada di sisi luar sedangkan lipid berada di dalamnya (Tortora dkk, 2016).

Selain lipoprotein, terdapat tipe lipid lainnya yang dapat dilihat dalam tabel sebagai berikut.

Tabel 8. Berbagai tipe lipid dalam tubuh

Tipe Lipid	Fungsi
Asam Lemak	Digunakan untuk sintesis trigliserida dan fosfolipid; atau dikatabolisasi untuk menghasilkan ATP.
Trigliserida (lemak dan minyak)	Perlindungan, isolasi, penyimpanan energi.
Fosfolipid	Komponen lipid utama pada membran sel.
Steroid - Kolesterol - Empedu - Vitamin D - Hormon adrenokortikal - Hormon seks	Komponen kecil pada semua membran sel hewan; penyusun utama dari empedu, vitamin D, dan hormon steroid. Diperlukan dalam proses pencernaan dan absorpsi lipid dalam makanan. Membantu mengatur kadar kalsium dalam tubuh; diperlukan dalam pertumbuhan dan perbaikan tulang. Berperan dalam mengatur metabolisme, perlawanan terhadap stres, dan keseimbangan air dan garam. Merangsang fungsi reproduksi dan karakteristik seksual.
Eikosanoid	Memiliki berbagai macam efek dalam memodifikasi respons ke hormon, penggumpalan darah, inflamasi, imunitas, sekresi asam lambung, kerusakan lipid, dan kontraksi otot polos (smooth muscle)
Lipid lainnya - Karoten - Vitamin E - Vitamin K - Lipoprotein	Diperlukan untuk mensintesis vitamin A (biasanya membuat pigmen penglihatan pada mata); berfungsi sebagai antioksidan. Mempercepat penyembuhan luka, mencegah perlukaan pada jaringan, berkontribusi dalam normalnya struktur dan fungsi dari sistem saraf, dan berfungsi sebagai antioksidan. Diperlukan untuk sintesis protein dalam penggumpalan darah. Transportasi lipid dalam darah, membawa trigliserida dan kolesterol ke jaringan, dan membuang kelebihan kolesterol dalam darah.

(Sumber: Tortora dkk, 2016).

D. Vitamin

Vitamin adalah molekul organik yang diperlukan dalam makanan dalam jumlah yang sangat kecil dibandingkan dengan jumlah asam amino esensial dan asam lemak yang diperlukan oleh hewan dalam jumlah yang sangat besar. Jumlah vitamin yang sangat kecil sudah mencukupi, dari sekitar 0,01 hingga 100mg per hari, bergantung pada jenis vitaminnya. Akan tetapi, defisiensi vitamin dapat menyebabkan permasalahan yang berat (Campbell dkk 2004).

Vitamin termasuk mikronutrien yang sebagian besar tidak dapat diproduksi oleh tubuh sehingga harus didapatkan dari makanan. Terdapat dua kelompok vitamin yaitu yang dapat larut dalam air dan dapat larut dalam lemak. Vitamin yang larut dalam air akan diekskresikan jika jumlahnya berlebihan, sementara vitamin yang larut dalam lemak akan disimpan dalam tubuh. Contoh vitamin yang larut dalam air adalah vitamin C dan vitamin B. Sedangkan, vitamin yang larut dalam lemak adalah vitamin A, D, E, dan K. Masing-masingnya memegang peranan penting dalam proses fisiologis tubuh terutama sebagai koenzim (Santoso, 2009). Selengkapnya mengenai jenis-jenis vitamin dapat dilihat dalam tabel sebagai berikut.

Tabel 9. Daftar vitamin beserta sumber dan peran fisiologisnya bagi tubuh hewan

Jenis Vitamin	Vitamin	Sumber	Peran Fisiologis
Vitamin yang larut dalam lemak	A (retinol)	Sayur dan buah-buahan yang berwarna hijau gelap dan oranye gelap, serta retinol dalam produk susu	Komponen pigmen penglihatan, penjaga struktur epitel, antioksidan, membantu mencegah kerusakan lipid membran sel.
	D (kalsiferol/ergosterol)	Produk yang berasal dari susu, kuning telur, serta dibentuk pula dalam kulit manusia (dengan bantuan sinar matahari)	Memacu pertumbuhan tulang sejati serta berperan dalam absorbsi dan penggunaan fosfor dan kalsium.
	E (tokoferol)	Minyak sayur, kacang-kacangan, dan biji-bijian	Sebagai antioksidan dan membantu mencegah kerusakan lipid pada membran sel
	K (filoquinon)	Sayur-sayuran, teh, juga dapat dibentuk dengan cara disintesis dalam tubuh (kolon) oleh mikroba.	Penting dalam proses pembekuan/penggumpalan darah.
Vitamin yang larut dalam air	B-1 (thiamin)	Polong-polongan, biji-bijian, daging, kacang tanah	Sebagai koenzim dalam pelepasan CO₂ dari ikatan organik.
	B-2 (riboflavin)	Daging, susu, sayur, biji-bijian	Komponen koenzim FAD dan FMN
	Niacin/as, nikotin	Biji-bijian, daging, kacang-kacangan	Komponen koenzim NAD⁺ dan NADP⁺
	B-6 (Piridoksin)	Daging, sayuran, biji-bijian	Koenzim dalam metabolisme asam amino
	Asam pantotenat	Daging, susu, biji-bijian	Komponen asetil koenzim A
	Asam folat (folasin)	Daging, sayuran	Koenzim dalam metabolisme asam nukleat dan asam amino, pembentukan bumbung neural saat perkembangan embrio
	B-12	Daging, ^telur, susu	Koenzim dalam metabolisme asam nukleat dan pematangan eritrosit.
	Biotin	Legum, sayuran, daging	Koenzim dalam sintesis lemak, glikogen, dan asam amino
	C (as, askorbat)	Sayuran dan buah	Penting dalam sintesis kolagen, (tulang, kartilago, dan elemen matriks), antioksidan, membantu absorbsi Fe, membantu proses detoksifikasi

(Sumber: Santoso (2009) dan Campbell (2004)).

Vitamin-vitamin yang larut dalam air dapat dikendalikan sedemikian rupa konsentrasinya dalam tubuh sehingga jika kelebihan akan segera dinetralisir melalui mekanisme ekskresi di ginjal. Oleh karenanya vitamin yang larut dalam air tidak bersifat toksik jika kelebihan kadarnya. Sedangkan vitamin-vitamin yang larut dalam lemak sukar untuk diatur kadarnya jika terlalu berlebihan (overdosis) karena tidak dapat dikurangi melalui mekanisme sekresi di ginjal secara cepat. Terkadang akan menumpuk di dalam jaringan lemak sehingga dapat bersifat toksik. Jika terjadi defisiensi terhadap seluruh kelompok vitamin tersebut, maka akan memberikan efek fisiologis yang beragam tergantung kepada intensitas defisiensi dan komponen fisiologis apa yang dipengaruhinya (Santoso, 2009).

E. Mineral

Mineral adalah nutrien anorganik, yang umumnya diperlukan dalam jumlah yang sangat kecil—mulai kurang dari 1 mg hingga sekitar 2500 mg per hari, bergantung pada jenis mineralnya. Seperti juga vitamin, kebutuhan mineral bervariasi sesuai dengan spesies hewan. Manusia dan vertebrata lain memerlukan kalsium dan fosfor dalam jumlah yang relatif besar untuk pembentukan dan pemeliharaan tulang. Kalsium juga diperlukan untuk fungsi normal saraf dan otot, dan fosfor juga merupakan unsur pembentuk ATP dan asam nukleat (Campbell dkk, 2004). Senyawa mineral sangat esensial bagi tubuh hewan dan dibutuhkan dalam kuantitas sangat kecil tetapi memegang fungsi kunci pada proses produksi energi, pertumbuhan, dan perkembangan. Mineral dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu makronutrien yang diperlukan dalam kuantitas relatif banyak, dan mikronutrien yang diperlukan dalam kuantitas sangat rendah (Santoso, 2009).

Tabel 10. Daftar zat mineral esensial beserta sumber dan peran fisiologisnya bagi tubuh hewan

Mineral		Sumber	Peran Fisiologis
Makro-nutrien	Kalsium (Ca)	Sayur-sayuran yang berwarna hijau gelap, legum, produk susu	Pembentukan tulang dan gigi, pembekuan darah, fungsi saraf dan otot
	Fosfor (P)	Daging, biji-bijian, susu	Pembentukan tulang dan gigi, keseimbangan asam-basa, sintesis nukleotida
	Sulfur (S)	Protein dan bahan makanan	Komponen asam amino
	Potasium (K)	Sayur-sayuran, biji-bijian dan buah, susu	Keseimbangan asam-basa, keseimbangan air, fungsi saraf
	Klorin (Cl)	Garam-garam	Keseimbangan asam-basa, keseimbangan air, fungsi saraf
	Natrium (Na)	Garam-garam	Keseimbangan asam-basa, keseimbangan air, fungsi saraf
Mikro-nutrien (trace element)	Besi (Fe)	Daging, telur, legum, sayur hijau	Komponen Hb, metabolisme
	Magnesium (Mg)	Biji-bijian, sayur hijau	Komponen utama enzim, kerja saraf
	Fluorin (F)	Air minum, teh, makanan, dari laut	Pemeliharaan struktur gigi dan tulang
	Seng (Zn)	Daging, makanan dai laut, biji-bijian	Komponen utama enzim pencernaan dan protein
	Tembaga (Cu)	Makanan dari laut, kacang, daging	Komponen enzim dalam metabolisme sel
	Mangan (Mn)	Makanan dari laut, kacang, daging	Komponen utama enzim
	Iodin (I)	Garam beriodium, makanan dari laut, susu	Komponen hormon tiroid
	Kobalt (Co)	Daging dan susu	Komponen vitamin B₁₂
	Selenium (Se)	Makanan laut, daging, biji-bijian	Komponen enzim, terlibat dalam aktivitas fisiologis vitamin E
	Molibdenum (Mo)	Legum, beberapa sayuran dan biji-bijian	Komponen enzim
	Kromium (Cr)	Makanan hepar, daging, makanan laut, beberapa jenis sayur	Terlibat dalam metabolisme glukosa dan energy

(Sumber: Santoso (2009) dan Campbell (2004)).

F. Gangguan Nutrisi

Begitu banyak penyakit/gangguan yang terjadi akibat dari tubuh yang kekurangan nutrisi dalam menunjang kegiatan metabolismenya. Berikut adalah beberapa contoh kelainan yang disebabkan oleh defisiensi maupun kelebihan nutrisi dalam tubuh.

1. Anorexia nervosa

Anorexia nervosa adalah diagnosis kejiwaan yang menggambarkan tentang kelainan makan yang ditandai dengan berat badan yang rendah dan penyimpangan bentuk tubuh serta ketakutan akan meningkatnya berat badan. Seseorang yang mengidap anorexia sering mengendalikan berat badan dengan cara sengaja menjadi kelaparan, purging, muntah, olahraga berlebihan, atau melakukan tindakan pengendalian berat badan lainnya.

2. Gangguan akibat defisiensi maupun kelebihan vitamin

Gangguan maupun akibat dari terjadinya kekurangan (defisiensi) atau kelebihan vitamindalam tubuh dapat dilihat dalam tabel sebagai berikut.

Tabel 11. Penyakit yang ditimbulkan akibat kekurangan/kelebihan vitamin

Vitamin	Gejala/akibat defisiensi atau kelebihan
A (retinol)	Penglihatan menjadi bermasalah (pandangan buram dsb), kulit kering hingga bersisik, nyeri di kepala, iritabilitas, kerontokan rambut, gangguan pada hati dan tulang.
D (kalsiferol/ergosterol)	Adanya bentuk tulang yang tidak sesuai (riketsia) pada anak-anak sedangkan terjadi pelunakkan tulang pada orang dewasa, serta gangguan pada otak, ginjal, dan kardiovaskuler.
E (tokoferol)	Memungkinkan terjadi anemia.
K (filoquinon)	Adanya kerusakan hati, anemia, dan gangguan pada penggumpalan darah.
B₁(thiamin)	Beri-beri, anemia
B₂ (riboflavin)	Timbulnya perlukaan pada kulit seperti luka di sudut mulut menyerupai sariawan
Niacin/as, nikotin	Timbulnya luka pada gastrointestinal dan kulit, kerusakan hati, gangguan saraf, kemerahan pada wajah dan tangan.
B₆ (Piridoksin)	Timbulnya iritasi, kejang otot, anemia, gangguan pada koordinasi, ketika berjalan terasa gemetar, kaki menjadi mati rasa.
Asam pantotenat	Kelelahan, kaki dan tangan mati rasa atau kesemutan.
Asam folat (folasin)	Gangguan gastrointestinal, anemia, membuat gejala defisiensi vitamin B₁₂ menjadi tidak tampak.
B₁₂	Gangguan sistem saraf, anemia.
Biotin	Kulit menjadi bersisik dan meradang, gangguan pada neuromuskuler
C (as, askorbat)	Melambatnya penyembuhan pada luka, sariawan, gangguan pada sistem imunitas dan gastrointestinal.

3. Gangguan akibat defisiensi mineral

Gangguan maupun akibat dari terjadinya kekurangan (defisiensi) mineral dalam tubuh dapat dilihat dalam tabel sebagai berikut.

Tabel 12. Penyakit yang ditimbulkan akibat kekurangan mineral

Mineral	Gejala/akibat
Kalsium (Ca)	Gangguan pada pertumbuhan, menyebabkan hilangnya massa tulang.
Fosfor (P)	Hilangnya mineral dan kalsium pada tulang, tubuh menjadi lemah.
Sulfur (S)	Munculnya gejala kekurangan protein
Potasium (K)	Kelumpuhan, adanya rasa mual, lemah otot, gagalnya fungsi jantung.
Klorin (Cl)	Selera makan yang hilang, otot menjadi kejang
Natrium (Na)	Kejang otot, selera makan hilang
Besi (Fe)	Anemia, gangguan pada sistem imunitas, tubuh menjadi lemah
Magnesium (Mg)	Gangguan pada sistem saraf
Fluorin (F)	Rentan terjadi pembusukan gigi
Seng (Zn)	Menghambat pertumbuhan, peradangan kulit hingga menjadi bersisik, gangguan reproduksi, serta gangguan pada sistem imunitas
Tembaga (Cu)	Anemia, perubahan tulang dan kardiovaskuler
Mangan (Mn)	Tidak normalnya osteon dan kartilago
Iodin (I)	Pembengkakan kelenjar tiroid (gondok)
Kobalt (Co)	Tidak ada
Selenium (Se)	Nyeri otot, diduga menyebabkan rusaknya otot jantung
Molibdenum (Mo)	Gangguan pada metabolisme glukosa
Kromium (Cr)	Gangguan pada proses ekskresi senyawa bernitrogen