Kalsium Dan Hormon Kalsitonin

I.

PENDAHULUAN

Kalsium Kalsium adalah adalah elemen elemen mineral mineral yang paling banyak terdapat terdapat dalam tubuh. Dalam tubuh terdapat kurang lebih 1200 gram (99%) terdapat di dalam tulang rangka sedangkan 1% terdapat  pada jaringan lain dan cairan tubuh yang secara luas didistribusikan ke seluruh tubuh. Jika kekurangan kalsium tubuh akan mengambil cadangan dalam tulang. (Guyton; 2007 dan Widura; 2001) Ion kalsium (Ca+) memiliki efek fisiologis penting di hampir semua jaringan tubuh. Kalsium mempengaruhi permeabilitas membran terhadap air dan ion lain. Kalsium mengaitkan rangsang rangsang eksitasi eksitasi saraf dengan kontraksi otot di neuromuskula neuromuskular, r, merupakan merupakan kompenen kompenen penting penting dalam dalam jenjan jenjang g pembek pembekuan uan darah, darah, berfun berfungsi gsi sebaga sebagaii kompone komponen n krista kristall yang stabil stabil di dalam dalam rangka sehingga memperkokoh penunjang struktural, dan ikut serta dalam mengaitkan sinyal hormon dengan efek intrasel. (Gerard dan Derrickson; 2009) Dalam dua dekade terakhir makin nyata bahwa perubahan konsentrasi kalsium ekstrasel dapat mempengaruhi mempengaruhi berbagai berbagai proses proses seluler, seluler, termasuk termasuk sekresi sekresi dan proliferas proliferasii sel, meskipun demiki demikian, an, kalsiu kalsium m intras intrasel el mungki mungkin n lebih lebih pentin penting, g, bertin bertindak dak sebagai sebagai bagian bagian dari dari siste sistem m  penghantaran signal yang menjembatani respons suatu sel terhadap rangsangan spesifik. (Widura; 2001) Usaha mempertahankan kadar kalsium dalam darah agar berada dalam keadaan normal tergantung pada keseimbangan antara masukan dan pengeluaran kalsium dalam darah. Sumber  kalsium kalsium dalam darah diperoleh dari diet yang mengandung mengandung garam kalsium. kalsium. Kalsium Kalsium diabsorbsi diabsorbsi dari saluran cerna dan pengeluaran kalsium terjadi di saluran cerna, ginjal, dan tulang. Absorbsi kalsium terutama terjadi di dalam usus halus yang kemudian ditingkatkan oleh kerja hormon 1

 paratiroid yang sinergis dan metabolit aktif dari vitamin D. Namun demikian jika kadar kalsium darah tinggi, hormone kalsitonin akan bekerja untuk mengembalikan pada keadaan tersebut kembali normal. (Guyton; 2007 dan Stephanie, Blundell; 2011) Dalam makalah ini akan dipaparkan tentang kalsium yang meliputi fungsi kalsium, metabolisme kalsium, faktor-faktor yang mempengaruhi kadar kalsium dalam darah dan hormon kalsitonin serta peranannya dalam menjaga homeostasis kalsium.

2

II.

ISI

A. KALSIUM

Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat didalam tubuh manusia. Kira-kira 99% kalsium terdapat di dalam jaringan keras yaitu pada tulang dan gigi. 1% kalsium terdapat pada darah, dan jaringan lunak. Tanpa kalsium yang 1% ini, otot akan mengalami gangguan kontraksi, darah akan sulit membeku, transmisi saraf terganggu, dan sebagainya (Guyton,2007). Ion kalsium mengatur sejumlah reaksi fisiologis dan biokimiawi yang penting. Proses tersebut diantaranya mencakup eksitabilitas neuromuscular, koagulasi darah, proses sekresi, integritas membran serta pengangkutan membran plasma, reaksi enzim, pelepasan hormon serta neurotransmitter dan kerja intrasel sejumlah hormone. Selain itu konsentrasi Ca2+ dalam periosteum serta cairan ekstrasel diperlukan untuk proses mineralisasi tulang. Toleransi terhadap penyimpanan kadar Ca2+ dari kosaran normal 1,1-1,3 mmol/l sangat kecil, sehingga diperlukan pengendalian yang kaku terutama dari banyak organ (hati, kulit, tulang, usus, dan paratiroid), banyak sistem hormon (PTH, kalsitonin dan kalsitriol). Tubuh manusia didalamya terdapat kurang lebih 1 kg kalsium dan jumlah itu 99% diantaranya dalam bentuk Kristal hidroksi apatit bersama fosfat yang merupakan komponen anorganik  dan structural skeletal. Namun hanya 1% dari kalsium tulang yang dapat dipertukarkan secara bebas. Kalsium plasma terdapat dalam tiga bentuk, yaitu bentuk senyawa kompleks dengan senyawa organik, bentuk terikat protein, dan bentuk terionisasi. Bentuk yang terionisasi ini merupakan bentuk biologis-aktif. (Gerard dan Derrickson; 2009) 3

Kemampuan absorpsi (penyerapan) kalsium lebih tinggi pada masa pertumbuhan dan menurun pada proses menua. Absorpsi pada laki-laki lebih tinggi dari pada perempuan  pada semua golongan usia. Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi absorbsi kalsium, di antaranya kelarutan kalsium dalam air dan jenis makanan yang dimakan bersama dengan kalsium. Kalsium yang tidak diabsorpsi akan dikeluarkan dari tubuh (Guyton,2007). Absorbsi kalsium sebagian besar terjadi di duodenum dan jejunum bagian proksimal karena keadaannya lebih bersifat asam daripada bagian usus yang lainnya. Absorbsi kalsium dari lumen usus melibatkan 3 proses, yaitu transfer melalui membran mikrovili dari sel-sel mukosa, transfer melalui sel dan keluar dari sel melewati membran basolateral ke dalam cairan ekstraseluler dan dalam darah. Absorbsi kalsium di usus halus dikerjakan dengan 2 mekanisme, yaitu dengan transpor aktif dan transpor pasif. (Gerard dan Derrickson; 2009) Mekanisme transpor aktif diatur oleh 1,25 - Dehidroxycholecalcferol (1,25-(OH)2D), suatu bentuk vitamin D paling aktif yang diproduksi dalam ginjal. Transpor aktif diatur  dengan tujuan untuk memenuhi kebutuhan kalsium tubuh yang meningkat, misalnya pada  periode pertumbuhan, kehamilan, laktasi, atau pada saat diet rendah

kalsium.

Dehidroxycholecalciferol (1,25-(OH)2D) menyebabkan terbentuknya protein pengikat kalsium di sel-sel epitel usus. Protein tersebut berfungsi untuk mengangkut kalsium ke dalam sitoplasma sel, selanjutnya kalsium bergerak melewati membran basolateral dengan cara difusi terfasilitasi. Protein pengikat kalsium tetap di dalam sel plasma beberapa minggu sesudah 1,25-(OH)2D) dikeluarkan dari tubuh sehingga memperpanjang waktu absorbsi kalsium. Absorbsi kalsium dalam saluran pencernaan biasanya berkisar antara 3080% kalsium dari total asupan kalsium (Guyton; 2007). 4

Pada awal pertumbuhan 50-70% kalsium yang dicerna diabsorbsi, tetapi pada individu dewasa hanya berkisar 10-40%. Absorbsi kalsium oleh usus akan meningkat apabila kadar kalsium di usus meningkat. Kadar protein yang tinggi cenderung mengurangi kalsium dalam urin, tetapi tidak mempengaruhi absorbsinya. Unsur fosfor berperan dalam keseimbangan kadar kalsium dalam darah maupun laju penyimpanan kalsium dalam usus. Pakan dengan fosfor berlebihan akan menurunkan absorbsi kalsium. Keadaan ini akan menyebabkan terjadinya osteoporosis (Guyton,2007). Sebagian besar kalsium yang dimakan tidak diserap tapi diekskresi dalam feses, sehingga tidak ada hiperkalsemia. Ekskresi melalui ginjal (bl > 7mg/ml), lumen usus, keringat. Kalsium urin konstan tetapi pada feses bervariasi sesuai konsumsi. Kadar dalam  plasma 9- 11mg/100ml, diatur oleh vitamin D, hormon paratiroid, kalsitonin. Dalam tulang diendapkan dalam bentuk hidroksiapatit, Ca10(PO4)6(OH)2 (Murray,2009).

5

Gambar metabolisme kalsium (Murray, 2009). Dijelaskan oleh Marks et

al (2000),

bahwa walaupun asupan kalsium dari hari ke

hari sangat bervariasi, konsentrasi kalsium di dalam cairan intrasel dan ekstrasel sangatlah konstan. Dari komponen ionik CES (cairan ekstrasel), hanya natrium yang diatur lebih ketat daripada kalsium. Namun, di dalam sel, konsentrasi kalsium dikontrol lebih ketat daripada konsentrasi natrium. Misalnya, konsentrasi natrium di dalam CES (cairan ekstrasel) 16-20 kali lebih besar daripada konsentrasi di dalam sitosol sel namun konsentrasi kalsium diluar sel 10.000-20.000 kali lebih besar daripada konsentrasinya di dalam sel. Ciri umum kematian sel, apapun sifat penyebabnya (misalnya hipoksia,

6

trauma, intoksikasi) adalah peningkatan kalsium intrasel melebihi konsentrasi kritis tertentu. Konsentrasi kritis kalsium intrasel serta konsentrasi kalsium di dalam CES diatur  oleh aktivitas terpadu dua hormon polipetida, hormon paratiroid (PTH) dan kalsitonin (CT), dan oleh vitamin D3 berbentuk aktif (1,25-dihidroksikolekalsiferol; 1,25-(OH)2D3), suatu hormon sterol. terdapat lengkung umpan balik antara konsentrasi Ca2+ “bebas” (elemen, tidak terikat ke protein) di dalam darah dan sintesis serta sekresi hormone kalsitropik ini. (Marks et al ; 2000)

B. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KADAR KALSIUM DALAM DARAH

1.

Faktor-faktor yang meningkatkan absorpsi kalsium a.

Tingkat kebutuhan tubuh terhadap kalsium. Peningkatan kebutuhan terjadi pada pertumbuhan, masa kehamilan, menyusui, defisiensi kalsium.

 b.

Vitamin D Vitamin D merangsang absorpsi kalsium melalui langkah-langkah kompleks.

Vitamin D meningkatkan absorpsi pada mukosa usus dengan cara merangsang  produksi protein-pengikat kalsium. Vitamin D yang digunakan untuk meningkat absorpsi kalsium dalam usus. Dalam hal ini vitamin D yang digunakan adalah dalam  bentuk aktif yaitu 1,25

dihidroksikolekalsiferol. 1,25-dihidroksikolekalsiferol

 berfungsi untuk meningkatkan absorpsi kalsium oleh usus dengan cara meningkatkan  pembentukan protein pengikat kalsium di sel epitel usus. Protein pengikat kalsium ini 7

 berfungsi di

brush border  untuk

mengangkut kalsium ke dalam sitoplasma sel dan

selanjutnya kalsium bergerak melalui membran basolateral sel dengan cara difusi terfasilitasi(Lauralee,2009). Langkah pertama dalam aktivasi vitamin D adalah mengubah vitamin D menjadi 25 hidroksikalsiferol dan proses in terjadi di hati. Den selanjutnya 25 hidroksikalsiferol akan diubah lagi menjadi bentuk aktif dari vitamin D yaitu 1,25 hidroksikalsiferol. Proses ini terjadi di tubulus proksimal ginjal dan juga mendapat  bantuan langsung dari PTH (Lauralee,2009). c.

Asam klorida Asam klorida yang dikeluarkan oleh lambung membantu absorpsi kalsium

dengan

cara

menurunkan

pH

di

bagian

atas

usus

halus

(Lauralee,2009). d.

Makanan yang mengandung lemak (Lauralee,2009). Lemak meningkatkan waktu transit makanan melalui saluran cerna, dengan demikian memberikan waktu lebih banyak untuk absorpsi kalsium (Lauralee,2009).

e.

Hormon paratiroid dan kalsitriol PTH berfungsi dalam mempertahankan kadar kalsium dalam darah, sedangkan

kalsitonin berfungsi untung meningkatkan penyerapan kalsium di usus. Hormon Paratiroid (PTH) menyediakan mekanisme yang kuat untuk mengatur konsentrasi kalsium lewat pengaturan reabsorbsi usus, ekskresi ginjal dan pertukaran ion-ion antara CES dan tulang. Naiknya konsentrasi kalsium terutama kerana dua hal, yaitu

8

efek PTH yang meningkatkan absorbsi kalsum dan fosfast dari tulang dan efek yang cepat dari PTH dalam mengurangi ekskresi kalsium oleh ginjal (Lauralee,2009). PTH mempunyai dua efek pada tulang dalam menimbulkan absorpsi kalsium dan phospat. Efek tersebut antara lain: a.

Tahap cepat PTH dapat menyebabkan pemindahan garam-garam tulang dari dua tempat dalam tulang, yaitu : a) Dari matriks tulang disekitar osteosit yang terletak dalam tulangnya sendiri  b) Disekitar osteoblas yang terletak disepanjang permukaan tulang. Letak peran PTH dalam proses ini adalah pertama, membran sel osteoblas dan osteosit memiliki protein reseptor untuk mengikat PTH. PTH nantinya akan mengaktrifkan pompa kalsium dengan kuat sehinga menyebabkan perpindahan garam-garam kalsium fosfat dengan cepat dari cristal tulang amorf yang terletak dekat dengan sel. PTH diyakni merangsang pompa ini dengan meningkatkan permeabilitas kalsium pada sisi cairan tulang dari membran osteositik, sehingga mempermudah difusi ion kalsium ke dalam membran sel cairan tulang. Selanjutnya pompa kalsium di sisi lain dari membran sel memindahkan ion kalsium yang tersisa ke dalam CES (Lauralee,2009).

 b.

Tahap lambat Salah satu pengatus absorbsi dan sekresi kalsium pada tulang adalah PTH. Bila konsentrasi kalsium CES turun dibawah normal, kelenjar paratiroid langsung dirangsang untuk meningkatkan produksi PTH. Hormon ini nantinya bekerja 9

langsung pada tulang untuk meningkatkan resorbsi kalsium dari tulang sehingga sejumlah besar kalsium dilepaskan dari tulang ke CES untuk  mempertahankan keseimbangan kalsium. Bila konsentrasi ion klasium pada CES menurun, maka sekresi PTH akan diturunkan pula dan hampir tidak akan terjadi resorbsi. Dan produksi kalsium yang berlebihan tadi nantinya akan dideposit

ke

tulang

dalam

rangka

pembentukan

tulang

yang

baru

(Lauralee,2009). Tulang sebernarnya tidak mempunyai persediaan kalsium yang banyak. Dalam jangka panjang, asupan kalsium ini harus diimbangi dengan ekskresi kalsium oleh traktus gastrointestinal dan ginjal. Pengaturan absorbsi kalsium ini adalah PTH. Jadi PTH mengatur konsentrasi kalsium melalui 3 efek  (Lauralee,2009) a.

Dengan merangsang resorbsi tulang

 b.

Dengan

merangsang

aktifitas

vitamin

D,

yang

nantinya

akan

meningkatkan reabsorbsi kalsium pada gastro intestinal c.

Dengan meningkatkan secara langsung reabsorbsi kalsium oleh tubulus ginjal.

2.

Faktor-faktor yang menghambat absorbsi kalsium (Guyton,2007). a.

Kekurangan vitamin D bentuk aktif.

 b.

Makanan yang mengandung asam oksalat seperti bayam dan sayuran lain.

c.

Makanan tinggi serat karena mempercepat waktu transit makanan di dalam saluran cerna.

10

d.

Hormon

kalsitonin,

menurunkan

kadar

kalsium

dalam

darah,

namun

meningkatkan kadar kalsium dalam tulang. C. HORMON KALSITONIN

Kalsitonin merupakan hormon polipeptida yg berefek hipokalsemik dan hipofosfatemik. Kalsitonin disekresi oleh sel C yang ada di folikel sel kelenjar tiroid sebagai respon dari tingginya kalsium dalam darah. Sebagian besar jenis sel dari kelenjar  tiroid adalah folikular sel, yang bertanggungjawab untuk sekresi hormon tiroid. Selain itu, kalsitonin juga dijumpai di beberapa organ di dalam tubuh, termasuk thymus, usus halus, kandung kemih, paru-paru dan hati. Kalsitonin adalah polipetida kecil, terdiri dari 32 asam amino dengan berat molekul 3410 Da. Kalsitonin adalah sebuah produk dari keluarga gen kalsitonin, yang terdiri dari 5 gen. CALC I,II,III,IV dan V (Hossner, 2005).

Sekresi hormon kalsitonin dipengaruhi oleh adanya serum Ca2+ yang tinggi. Target organ dari hormon ini adalah usus halus dan tulang. Hormon ini bekerja menurunkan absorbsi Ca2+ di dalam usus dan menurunkan resorpsi Ca2+ di dalam tulang 11

sehingga serum Ca2+ yang semula tinggi menjadi turun. Hormon ini bekerja berkebalikan dengan hormon paratiroid. Ca plasma yang melebihi normal, dapat menyebabkan gangguan sistem saraf (refleks lamban, kontraksi otot lamban & lemah konstipasi & nafsu makan). (Stephanie, Blundell; 2011)

D. PERAN HORMON KALSITONIN

Kalsium dalam darah memiliki kisaran minimal dan maksimal, yaitu minimal 8,4 mg/dl atau 2,1 mol/liter dan memiliki batas maksimum yaitu 10,4 mg/dl atau 2,7 mol/liter. Jika kadar kalsium dalam darah meningkat dan melampaui batas maksimum maka akan terjadi hiperkalsimia dan kebalikannya jika kurang akan mengakibatkan hipokalsimia atau rendahnya kadar kalsium dalam darah. Kalsitonin dapat mengurangi kadar kalsium dalam aliran darah dengan menghambat aksi perombakan sel tulang oleh osteoklas, sel-sel yang menghancurkan matrix ekstraseluler. Sekresi hormon kalsitonin mengontrol umpan balik negatif. (Stephanie, Blundell; 2011) Ketika kalsium dalam darah tinggi, kalsitonin menurunkan kalsium dan fosfat dalam darah dengan menghambat resorbsi tulang (pemecahan/penghancuran matrix extraseluler tulang) oleh osteoklas dan meningkatkan uptake kalsium dan fosfat ke dalam matrix ekstraseluler tulang. Kalsitonin memiliki dua efek pada tulang, tetapi dalam hal ini kedua efek menurunkan kadar kalsium plasma. Pertama dalam jangka pendek kalsitonin menurunkan perpindahan kalsium dari tulang ke dalam plasma. Kedua, dalam jangka  panjang kalsitonin menurunkan resorpsi tulang menurunkan kadar fosfat serta mengurangi konsentrasi kalsium plasma. (Stephanie, Blundell; 2011)

12

 Namun, sebagian besar bukti mengisyaratkan bahwa peran kalsitonin tidak   banyak dalam kontrol normal metabolisme kalsium atau fosfat. Meskipun kalsitonin melindungi tubuh dari hiperkalsimia namun kondisi ini jarang terjadi pada keadaan normal. Selain itu, pengangkatan tiroid atau tumor penghasil kalsitonin tidak mengubah kadar kalsium dan fosfat, hal ini menunjukkan bahwa peran hormon ini dalam keadaan normal tidak esensial untuk mempertahankan homeostatis kalsium dan fosfat. Namun kalsitonin mungkin berperan dalam melindungi integritas tulang ketika terjadi  peningkatan besar kebutuhan akan kalsium, misalnya sewaktu kehamilan dan menyusui. 13

Selain itu, sebagian pakar berspekulasi bahwa kalsitonin mungkin mempercepat  penyimpanan kalsium yang baru diserap setelah makan. Hormon-hormon saluran cerna yang disekresikan selama pencernaan terbukti merangsang pelepasan kalsitonin. (Guyton; 2007)

III.

KESIMPULAN

14

Kalsium adalah elemen mineral yang paling banyak terdapat dalam tubuh, dimana 99% terdapat di dalam tulang rangka sedangkan 1% terdapat pada jaringan lain dan cairan tubuh. Ion kalsium (Ca+) memiliki efek fisiologis penting di hampir semua jaringan tubuh. Kalsium mempengaruhi permeabilitas membran terhadap air dan ion lain. Fungsi lain kalsium yaitu mengaitkan rangsang eksitasi saraf dengan kontraksi otot di neuromuskular, merupakan kompenen penting dalam jenjang pembekuan darah, berfungsi sebagai komponen kristal yang stabil di dalam rangka sehingga memperkokoh penunjang struktural, dan ikut serta dalam mengaitkan sinyal hormon dengan efek intrasel. Kalsitonin adalah hormon peptida yang disekresikan oleh kelenjar tiroid yang kerjanya  berlawanan dengan PTH (Paratiroid hormone), yaitu menurunkan konsentrasi kalsium plasma. Adapun kerja kalsitonin di dalam tubuh adalah dengan memberikan efek pengurangan kerja absorpsi osteoklas dan mungkin efek osteolitik dari membran osteositik di seluruh tulang, sehingga dapat menggeser keseimbangan penimbunan kalsium sesuai dengan cepatnya  pertukaran garam-garam kalsium. Dan kalsitonin memberikan efek penurunan pembentukan osteoklas yang baru.

15