Kromium(III) pikolinat

Kromium(III) pikolinat (juga kromium trivalen) adalah senyawa kimia dengan rumus 3}}, yang biasa disingkat CrPic3. Ini adalah senyawa koordinasi berwarna merah terang yang berasal dari kromium(III) dan asam pikolinat.

Kromium trivalen terdapat secara alami dalam banyak makanan dan merupakan salah satu dari beberapa bentuk kromium yang dijual sebagai suplemen makanan yang ditujukan untuk memperbaiki kekurangan kromium. Namun, tidak ada bukti kekurangan kromium pada orang sehat dan tidak ada gejala medis kekurangan kromium. Suplementasi dengan kromium trivalen tidak mencegah atau mengobati obesitas, kondisi pradiabetes yang terganggu, diabetes melitus tipe 2 atau sindrom metabolik, dan tidak dianggap efektif untuk mempertahankan atau menurunkan berat badan.

Meskipun dosis harian kromium trivalen hingga 1.000 μg dianggap aman, beberapa efek samping telah dilaporkan, dan tidak ada bukti klinis bahwa suplementasi kromium memberikan manfaat kesehatan apa pun.

Sejarah
Meskipun beberapa penelitian menunjukkan bahwa kromium(III) pikolinat dapat membantu menurunkan berat badan dan meningkatkan massa otot, tinjauan Cochrane tahun 2013 tidak dapat menemukan "bukti yang dapat diandalkan untuk menginformasikan keputusan yang tegas" untuk mendukung klaim tersebut.

Di antara logam transisi, Cr3+ adalah yang paling kontroversial dalam hal nilai gizi dan toksisitas. Lebih lanjut, kontroversi ini diperkuat oleh fakta bahwa tidak ada biomolekul yang mengandung kromium yang strukturnya telah dikarakterisasi, juga cara kerjanya belum ditentukan. Percobaan pertama yang mengarah pada penemuan Cr3+ yang berperan dalam metabolisme glukosa mengusulkan bahwa bentuk logam yang aktif secara biologis terdapat dalam protein yang disebut faktor toleransi glukosa, tetapi penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa itu hanyalah artefak yang diperoleh dari prosedur isolasi. Satu-satunya indikator defisiensi kromium yang diterima adalah pembalikan gejala yang terjadi ketika suplementasi kromium(III) diberikan dalam dosis farmakologis kepada orang yang menjalani nutrisi parenteral total.

Sifat fisikokimia
Kromium(III) pikolinat adalah senyawa berwarna merah muda kemerahan dan pertama kali dilaporkan pada tahun 1917. Senyawa ini kurang larut dalam air, dengan kelarutan 600 μM dalam air pada pH mendekati netral. Serupa dengan senyawa kromium(III) lainnya, senyawa ini relatif inert dan tidak reaktif, yang berarti bahwa kompleks ini stabil pada kondisi lingkungan dan suhu tinggi diperlukan untuk menguraikan senyawa tersebut. Pada tingkat pH yang lebih rendah, kompleks ini terhidrolisis untuk melepaskan asam pikolinat dan Cr3+ bebas.

Struktur
Kromium(III) pikolinat memiliki geometri oktahedral yang terdistorsi dan isostruktural dengan kobalt(III) dan mangan(III). Kromium(III) merupakan asam Lewis keras dan karenanya memiliki afinitas tinggi terhadap oksigen karboksilat dan afinitas sedang terhadap nitrogen piridina pikolinat. Setiap ligan pikolinat bertindak sebagai agen khelasi bidentat dan menetralkan muatan 3+ dari Cr3+. Bukti bahwa koordinat pusat Cr3+ terhadap nitrogen piridina berasal dari pergeseran spektrum IR getaran C=N pada 1602,4 cm−1 untuk asam pikolinat bebas hingga 1565,9 cm−1 untuk kromium(III) pikolinat. Panjang ikatan antara Cr3+ dan atom nitrogen pada cincin piridina pada pikolinat berkisar antara 2,047 hingga 2,048 Å. Ligand pikolinat berkoordinasi dengan Cr3+ hanya ketika terdeprotonasi dan ini dibuktikan dengan hilangnya pita IR yang berkisar antara 2400 hingga 2800 cm−1 (berpusat pada 2500 cm−1) dan 1443 cm−1, yang berhubungan dengan peregangan dan pembengkokan O-H, pada gugus fungsi karboksil. Lebih jauh lagi, pergeseran IR ini juga menunjukkan bahwa hanya satu atom oksigen dari karboksilat pikolinat yang berkoordinasi dengan pusat Cr3+. Panjang ikatan Cr-O berkisar antara 1,949 hingga 1,957 Å. Struktur kristal baru-baru ini dijelaskan pada tahun 2013. Air tidak berkoordinasi dengan pusat Cr3+ dan sebaliknya dianggap membentuk ikatan hidrogen antara kompleks Cr(Pic)3 lainnya untuk membentuk jaringan kompleks Cr(Pic)3.

Biokimia kromium(III) pikolinat
Kromium pernah diusulkan sebagai nutrisi penting dalam menjaga kadar glukosa darah normal, tetapi fungsi ini belum cukup dibuktikan. Otoritas Keamanan Makanan Eropa menyimpulkan bahwa tidak ada bukti yang meyakinkan yang menunjukkan kromium sebagai nutrisi penting, sehingga tidak membenarkan penetapan rekomendasi untuk asupan kromium dalam makanan.

Absorpsi dan ekskresi kromium(III) pikolinat
Setelah kromium(III) pikolinat tertelan dan masuk ke lambung, hidrolisis asam kompleks tersebut terjadi ketika bersentuhan dengan mukosa lambung. Cr3+ yang terhidrolisis hadir dalam bentuk heksaaqua dan berpolimerisasi membentuk Cr(III)-hidroksida-oksida yang tidak larut (proses olasi) setelah mencapai pH alkali usus halus. Sekitar 2% Cr3+ diserap melalui usus sebagai kromium(III) pikolinat melalui transpor pasif tak jenuh. Meskipun absorpsinya rendah, CrPic3 menyerap lebih efisien daripada sumber organik dan anorganik lainnya (yaitu CrCl3 dan kromium nikotinat) dan dengan demikian terakumulasi pada konsentrasi yang lebih tinggi di jaringan. Ini telah menjadi salah satu nilai jual utama kromium(III) pikolinat dibandingkan suplemen kromium(III) lainnya. Sumber organik cenderung mengabsorpsi lebih baik karena memiliki ligan yang lebih lipofilik dan biasanya menetralkan muatan logam, sehingga memungkinkan perjalanan yang lebih mudah melalui membran usus.

Telah ditunjukkan juga bahwa faktor makanan memengaruhi absorpsi Cr3+. Pati, gula sederhana, asam oksalat, dan beberapa asam amino cenderung meningkatkan laju penyerapan kromium(III). Hal ini merupakan hasil dari kelasi ligan, yang mengubah heksaaqua Cr3+ menjadi bentuk yang lebih lipofilik. Sebaliknya, kalsium, magnesium, titanium, seng, vanadium, dan besi mengurangi laju penyerapan. Agaknya, ion-ion ini memperkenalkan kesetimbangan logam-ligan baru, sehingga mengurangi kumpulan ligan lipofilik yang tersedia untuk Cr3+. Setelah diabsorbsi ke dalam aliran darah, 80% Cr3+ dari CrPic3 diteruskan ke transferin. Mekanisme pelepasan yang tepat saat ini belum diketahui, tetapi, diyakini tidak terjadi melalui reduksi elektron tunggal, seperti pada kasus Fe3+, karena ketidakstabilan Cr2+ yang tinggi. Cr3+ yang diberikan dapat ditemukan di semua jaringan mulai dari 10 hingga 100 μg/kg berat badan. Cr3+ diekskresikan terutama melalui urin (80%) sementara sisanya diekskresikan melalui keringat dan feses.

Pengikatan kromium(III) pada transferin
Transferin, selain kromodulin, telah diidentifikasi sebagai agen pengangkut kromium fisiologis utama, meskipun penelitian terbaru menemukan bahwa Cr3+ sebenarnya menonaktifkan transferin dari bertindak sebagai agen pengangkut ion logam. Sementara transferin sangat spesifik untuk ion besi, pada kondisi normal hanya 30% molekul transferin yang jenuh dengan ion besi, memungkinkan logam lain terutama yang memiliki rasio muatan terhadap ukuran besar untuk mengikat juga. Situs pengikatan terdiri dari lobus C dan lobus N yang hampir identik dalam struktur. Setiap lobus mengandung asam aspartat, histidina, 2 residu tirosina dan ion bikarbonat yang bertindak sebagai ligan bidentat untuk memungkinkan besi atau logam lain mengikat transferin dalam geometri oktahedral yang terdistorsi. Bukti yang mendukung pengikatan Cr3+ ke transferin berasal dari studi klinis ekstensif yang menunjukkan korelasi positif antara kadar feritin dan kadar glukosa puasa, insulin, dan hemoglobin terglikasi (Hb1Ac). Lebih jauh lagi, sebuah studi in vivo pada tikus menunjukkan bahwa 80% Cr3+ berlabel isotop berakhir pada transferin sementara sisanya terikat pada albumin. Sebuah studi in vitro menunjukkan bahwa ketika kromium(III) klorida ditambahkan ke transferin yang diisolasi, Cr3+ mudah mengikat transferin, karena perubahan spektrum UV-Vis. Konstanta pembentukan Cr3+ di lobus C adalah 1,41 x 1010 M−1 dan 2,04 x 105 M−1 di lobus N, yang menunjukkan bahwa Cr3+ lebih disukai mengikat lobus C. Secara keseluruhan, konstanta pembentukan kromium(III) lebih rendah daripada ion besi. Ligand bikarbonat sangat penting dalam mengikat Cr3+ karena ketika konsentrasi bikarbonat sangat rendah, afinitas pengikatannya juga secara signifikan lebih rendah. Studi resonansi paramagnetik elektron (EPR) telah menunjukkan bahwa di bawah pH 6, kromium(III) hanya mengikat lobus N dan bahwa pada pH mendekati netral, kromium(III) juga mengikat lobus C. Kromium(III) dapat bersaing dengan ion besi untuk mengikat lobus C ketika saturasi jauh melebihi 30%. Dengan demikian, efek ini hanya terlihat pada pasien dengan hemokromatosis, penyakit penyimpanan zat besi yang ditandai dengan saturasi zat besi yang berlebihan dalam transferin.

Mekanisme kerja

Komposisi dan struktur pasti dari bentuk kromium yang memiliki aktivitas biologis belum diketahui.

Zat pengikat kromium dengan berat molekul rendah (LMWCr; juga dikenal sebagai kromodulin) adalah oligopeptida yang tampaknya mengikat kromium(III) di dalam tubuh. Zat ini terdiri dari empat residu asam amino yakni aspartat, sisteina, glutamat, dan glisina; yang terikat dengan empat pusat (Cr3+). Secara in vitro, zat ini berinteraksi dengan reseptor insulin dengan memperpanjang aktivitas kinase melalui stimulasi jalur tirosin kinase, meskipun efek ini belum terbukti secara memadai secara in vivo.

Klaim kesehatan
Berat badan
Meskipun kromium(III) pikolinat telah dipasarkan di Amerika Serikat sebagai alat bantu perkembangan tubuh bagi atlet, dan sebagai cara menurunkan berat badan, belum ada cukup bukti yang menunjukkan efek ini. Tinjauan telah melaporkan tidak adanya efek pada pertumbuhan otot maupun kehilangan lemak, atau sedikit penurunan berat badan dalam uji coba yang berlangsung lebih dari 12 minggu, sehingga mencegah kesimpulan tentang efek positif suplementasi kromium. Otoritas Keamanan Makanan Eropa meninjau literatur dan menyimpulkan bahwa tidak ada cukup bukti yang mendukung klaim efek pada berat badan.

Diabetes
Meskipun terdapat klaim bahwa suplementasi kromium trivalen membantu mengurangi resistensi insulin, terutama pada diabetes melitus tipe 2, tinjauan tidak menunjukkan hubungan antara suplementasi kromium dan konsentrasi glukosa atau insulin. Dua tinjauan menyimpulkan bahwa kromium(III) pikolinat mungkin lebih efektif dalam menurunkan kadar glukosa darah dibandingkan dengan suplemen makanan lain yang mengandung kromium.

Pada tahun 2005, Badan Pengawas Obat dan Makanan Amerika Serikat (FDA) menyetujui klaim kesehatan yang memenuhi syarat untuk kromium pikolinat sebagai suplemen makanan yang berkaitan dengan resistensi insulin dan risiko diabetes tipe 2. Setiap perusahaan yang ingin mengajukan klaim tersebut harus menggunakan kata-kata yang persis seperti ini: "Satu studi kecil menunjukkan bahwa kromium pikolinat dapat mengurangi risiko resistensi insulin, dan oleh karena itu mungkin dapat mengurangi risiko diabetes tipe 2. Namun, FDA menyimpulkan bahwa keberadaan hubungan antara kromium pikolinat dan resistensi insulin atau diabetes tipe 2 sangat tidak pasti." Sebagai bagian dari proses peninjauan petisi, FDA menolak klaim lain untuk mengurangi gula darah yang meningkat secara tidak normal, risiko penyakit kardiovaskular, risiko retinopati, atau risiko penyakit ginjal.Qualified Health Claims: Letter of Enforcement Discretion – Chromium Picolinate and Insulin Resistance (Docket No. 2004Q-0144) (2005) U.S. Food and Drug Administration. Pada tahun 2006, FDA menambahkan bahwa "hubungan antara asupan kromium(III) pikolinat dan resistensi insulin sangat tidak pasti".

Keamanan dan toksisitas
Terdapat sedikit bukti bahwa kromium trivalen dalam jumlah suplemen yang umum menyebabkan toksisitas pada manusia. Penggunaan kromium secara oral dianggap relatif aman karena kromium yang tertelan kurang terabsorpsi dan jumlah yang terabsorpsi akan cepat dikeluarkan.

Penggunaan kromium pikolinat dapat menyebabkan reaksi alergi, sakit kepala, insomnia, atau iritabilitas, serta dapat mengganggu kemampuan berpikir normal dan koordinasi otot. Kromium pikolinat berpotensi berinteraksi dengan puluhan obat resep dan suplemen lainnya.

Penderita diabetes melitus yang mengonsumsi insulin sebaiknya tidak menggunakan kromium pikolinat, karena dapat berdampak buruk pada kadar insulin dan kontrol glukosa darah. Kromium pikolinat tidak boleh digunakan saat hamil atau menyusui.

Meskipun keamanan dosis kromium harian hingga 1.000 μg telah terbukti, ada beberapa laporan efek samping serius akibat penggunaan kromium pikolinat, termasuk gagal ginjal akibat penggunaan 600 μg per hari selama enam minggu dan penyakit hati setelah penggunaan 1.200 hingga 2.400 μg per hari selama empat hingga lima bulan.

Regulasi kromium(III) pikolinat
Pada tahun 2004, Badan Standar Pangan Britania Raya menyarankan konsumen untuk menggunakan bentuk kromium trivalen lain sebagai pengganti kromium(III) pikolinat hingga saran spesialis diterima dari Komite Mutagenisitas. Hal ini disebabkan oleh kekhawatiran yang diajukan oleh Kelompok Pakar Vitamin dan Mineral bahwa kromium(III) pikolinat mungkin bersifat genotoksis (menyebabkan kanker). Komite tersebut juga mencatat dua laporan kasus gagal ginjal yang mungkin disebabkan oleh suplemen ini dan menyerukan penelitian lebih lanjut tentang keamanannya.Safe Upper Levels for Vitamins and Minerals  Food Standards Agency – May 2003Risk assessment: Chromium Expert Group on Vitamins and Minerals, 2003 Pada bulan Desember 2004, Komite Mutagenisitas menerbitkan temuannya, yang menyimpulkan bahwa "secara keseluruhan dapat disimpulkan bahwa keseimbangan data menunjukkan bahwa kromium(III) pikolinat harus dianggap tidak bersifat mutagenik in vitro" dan bahwa "tes in vivo yang tersedia pada mamalia dengan kromium(III) pikolinat negatif".Statement on the Mutagenicity of Trivalent Chromium and Chromium Picolinate   COM/04/S3 - December 2004 Menyusul temuan ini, Badan Standar Pangan Britania Raya mencabut anjurannya untuk menghindari kromium(III) pikolinat, meskipun berencana untuk tetap meninjau anjurannya tentang suplemen kromium.Agency revises chromium picolinate advice Food Standards Agency - 13 December 2004

Pada tahun 2010, kromium(III) pikolinat disetujui oleh Health Canada untuk digunakan dalam suplemen makanan. Pernyataan label yang disetujui meliputi: merupakan faktor dalam menjaga kesehatan, memberikan dukungan untuk metabolisme glukosa yang sehat, membantu tubuh memetabolisme karbohidrat, dan membantu tubuh memetabolisme lemak.

Referensi

Pranala luar

 Merck Manual

Kategori:Kompleks koordinasi
Kategori:Suplemen makanan
Kategori:Pikolinat
Kategori:Senyawa kromium(III)