KERJA GINJAL DALAM MENGAKTIFKAN VITAMIN D UNTUK REABSORPSI KALSIUM TULANG

Indah Noormala SantiFakultas Kedokteran 2014 Universitas Islam Indonesia, Yogyakarta, Indonesia

Jalan Kaliurang km.14.5, Yogyakarta, 55584Telepon: 085753311044. E-mail: indahsanti16@gmail.com

ABSTRAK

Defisiensi vitamin D dapat menggangu keseimbangan konsentrasi kalsium ditubuh. Dimana, vitamin ini dapat disintesis dari paparan sinar UV-B dan juga diet makanan sehari hari. Ternyata, vitamin ini masih perlu melalui hidroksilasi lagi di hati dan ginjal dalam bentuk aktifnya 1,25-dihydroxyvitamin D (kalsitriol). Oleh karena itu ginjal sebagai penghasil akhir bentuk aktif vitamin D, berperan besar dalam mengatur fungsi vitamin D aktif. Kalsitriol berfungsi mengatur jumlah kalsium di CES dan juga reabsorpsi kalsium ditulang dan organ lain. Jumlah kalstriol ini juga berada dibawah pengaturan hormone PTH. Apabila fungsi ginjal terganggu maka pembentukan kalsitriol juga akan terganggu, salah satunya menimbulkan penyakit rakitis pada anak-anak.

Katakunci: vitamin D, ginjal, 1,25-dihydroxyvitamin D (calcitriol), kalsium, PTH

PENDAHULUAN

Pelunakan tulang pada anak anak atau sering kita kenali sebagai penyakit

rakitis, disebabkan karena adanya defisiensi vitamin D pada tubuh. Defisiensi

vitamin D mengganggu pertumbuhan tulang pada manusia, karena vitamin D

diperlukan untuk penyerapan kalsium di usus dan ginjal. Dengan tidak adanya

vitamin D, kalsium tidak dapat diserap dan tidak terjadinya mineralisasi tulang,

sehingga diantaranya mengakibatkan hipokalsemia, rakitis, cacat tulang dan gigi,

serta timbul gejala neuromuskular. Vitamin D didapatkan secara oral pada

makanan yang mengandung vitamin D. Selain itu, uniknya sumber vitamin D

secara utama didapatkan melalui paparan sinar UV matahari. Akan tetapi, baik

oral maupun paparan uv, vitamin D ini masih dalam bentuk mentah. Sehingga

vitamin ini harus melalui ‘pematangan’ dulu dihati dan ginjal. Hingga menjadi

bentuk aktif vitamin D, yaitu 1,25 dihidroksikalsiferol, atau disebut sebagai

1

calcitriol sebagai hasil akhir dari vitamin D. Calcidiol di hati akan menerima

tambahan satu gugus hidroksilasi di mitokondria sel ginjal menjadi kalsitriol.

Hidroksilasi tersebut terjadi karena aktifitas 1-alpha-hydroxylase yang dikontrol

oleh hormone paratiroid.

Lantas apabila kerja ginjal rusak, secara tidak langsung dapat mengganggu

mineralisasi tulang dan kartilago khususnya pada anak-anak yang berada dalam

tahap pertumbuhan. Pada anak anak kekurangan kalsium dapat menyebabkan

gangguan tulang yaitu rakitis. Oleh karena itu, tujuan penulis membahas judul ini

agar penulis serta para pembaca memahami peran ginjal dalam pembentukan

vitamin D dan memahami fungsi dari vitamin D aktif itu sendiri.

METABOLISME VITAMIN D

Tidak seperti vitamin A, B dan C, vitamin D sebenarnya bukan vitamin,

melainkan merupakan hormone steroid yang dapat disintesis ketika kulit terpapar

oleh sinar UV (Wysolmerski & Insogna, n.d.). Terpaparnya kulit oleh sinar UV

merupakan sumber utama terbentuknya vitamin D. Selain itu juga diperoleh

melalui diet makanan apabila pajanan matahari untuk sintesis kulit kurang

tercukupi. Fungsi utama vitamin ini yaitu mengatur homeostasis dan penyerapan

kalsium. Dimana, bila vitamin ini kurang dalam tubuh kalsium tidak dapat

diserap sehingga menyebabkan rakitis pada anak, dan osteomalasia pada orang

dewasa.

Diawali dengan respon sinar ultraviolet radiasi B (panjang gelombang

290-315 nm), keratinocyte pada epidermis kulit akan mengubah 7-

dehydrokolestrol –yang berperan sebagai precursor kolestrol—menjadi

kolekalsiferol atau vitamin D3 (Wysolmerski & Insogna, n.d.). Dimana perubahan

ini dipengaruhi oleh banyaknya paparan cahaya UV dan juga melanin pada

seseorang, semakin tinggi melanin maka pembentukan vitamin D3 akan menurun.

Disebabkan melanin menghalangi sinar UV untuk masuk ke stratum spinosum

dan stratum basal. Akan tetapi apabila terlalu banyak terpapar oleh sinar matahari

dapat mendegradasi previtamin D3 dan vitamin D3 menjadi produk yang tidak

2

aktif lagi.(Progress & Holick,

2007).

Sementara dari sisi oral,

didapatkan dalam makanan tertentu

seperti minyak ikan dan hati minyak

ikan tuna, ikan herring, dan salmon.

Selain itu juga didapat pada sereal,

susu, mentega, telur, margarin, dan

roti (Holick & Chen, 2008). Dari

konsumsi makanan sehari hari

tersebut berupa dalam bentuk

Vitamin D2 dan vitamin D3,

bergabung menjadi chylomicron

dan ditranspor melalui system limfa

dan sikrulasi vena. (Progress &

Holick, 2007). Bentuk vitamin D

setelah D2 dan D3 dapat disimpan

dalam bentuk sel lemak, dimana untuk sirkulasi vitamin ini akan berikatan dengan

vitamin D binding protein.

Baik dari sintesis sinar matahari maupun oral, “vitamin D setelah D2 dan

D3” akan dihidroksilasi dua kali untuk menjadi bentuk aktif. Hidroksilasi pertama

terjadi di hati diubah menjadi 25-hydroksilase Vitamin D3 oleh 25-hydroksilase.

Dilanjutkan hidroksilasi ke dua yang terjadi pada sel proksimal convoluted

tubulus ginjal untuk menjadi wujud aktif yaitu 1,25(OH)2 Vitamin D3. Perubahan

menjadi wujud aktif tersebut dikatalisis oleh 25(OH)D-1α-hydroxylase atau

disebut 1α-hydroxylase (“Section II. Vitamin D, PTH and Novel Regulators of

Phosphate,” n.d.). Enzyme ini distimulasi oleh phospat dan dihambat oleh

keadaan hiperkalsemia. (Wysolmerski & Insogna, n.d.). Selain itu, ternyata

dijaringan lain pada tubuh yaitu macrophage, otak, usus, prostat, dan payudara

juga memilik enzim yang dapat menghasilkan 1,25 (OH)2.(Holick & Chen, 2008).

Di ginjal sendiri pembentukan dari 1,25 (OH)2 D ini dapat meningkat atau

3

Gambar dari : Vitamin D deficiency: a worldwide problem with health consequences1–4

menurun dipengaruhi oleh phospat, kalsium, fibroblast growth factor 23 (FGF-23)

dan PTH.

REGULASI KALSIUM DIPENGARUHI VITAMIN D AKTIF DAN PTH

Organ yang berperan dalam regulasi kalsium meliputi kelenjar paratiroid,

ginjal, skelet, dan usus. Sedangkan hormone yangg berperan yaitu hormone

paratiroid (PTH) dan vitamin D. Apabila ada kelainan pada hormone dan organ

tersebut maka dapat menyebabkan keseimbangan kalsium terganggu dan memacu

terjadinya hiperkalsemia dan hipokalsemia.

Tanpa vitamin D, hanya sekitaar 10%-15% diet kalsium dan 60% phospat

yang akan di serap. Sementara dengan adanya interaksi 1,250OH2 dengan

reseptor vitamin D, akan meningkatkan jumlah diet menjadi 30-40% kalsium dan

80% phospat akan diserap (Progress & Holick, 2007). Sedangkan, untuk

pembentukan 1,25 dihidrovitamin D ini berkaitan erat oleh keberadaan hormone

paratiroid dan serum kalium dan level phospat. (Progress & Holick, 2007). Adanya 1,25(OH)2 vitamin D3 akan berikatan dengan vitamin D Reseptor

atau VDR (Wysolmerski & Insogna, n.d.), membuat komplek reseptor vitamin D

yang berikatan dengan DNA spesifik pada gen target. Organ yang memiliki

reseptor nuclear spesifik tersebut yaitu tulang, kulit, otot lurik, kardiomiosit, sel

endothelial vascular, monosit dan limfosit T dan B yang aktif. (Mahardhika &

Benediktus, n.d.)

Vitamin ini berfungsi untuk mendukung sirkulasi konsentrasi kalsium

melalui dua aksi, pertama menstimulasi absorpsi kalsium di usus, dengan

menstimulasi kanal kalsium di sel usus untuk menuju pada bagian apical. Selain

itu dengan meningkatkan absorpsi kalsium melalui paraselular sel di usus. Aksi

yang kedua yang tidak kalah penting, melalui 1,25(OH)2 vitamin D meningkatkan

resorpsi tulang dengan menstimulasi produksi osteoblast oleh RANKL.

(Wysolmerski & Insogna, n.d.). 1,25(OH)2 vitamin D dikenali oleh reseptornya di

osteoblast, menyebabkan ekspresi aktivasi reseptor nuclear factor-κB ligand

4

(RANKL). Adapun RANK, merupakan reseptor RANKL di preosteoclast, yang

akan mengikat RANKL, menyebabkan preosteoclast menjadi osteoclast yang

matang. Matangnya osteoclast ini mengeluarkan kalsium dan fosfat pada tulang

dan mempertahankan konsentrasi kalsium fosfat di darah Adekuat ini kalsium dan

fosfat ini mendorong mineralisasi dari tulang skelet. (Progress & Holick, 2007)

Pada sel paratiroid, terdapat G protein yang dikenal sebagai calcium

sensing receptor (CaR). Ketika kalsium berikatan dengan CaR akan mengaktifkan

signal sehingga sekresi PTH ditahan. Apabila level kalsium meningkat, reseptor

ini akan menurunkan mRNA dari PTH dan menginhibisi paratiroid sel

berpoliferasi. Selain itu, CaR juga mempengaruhi ginjal dengan menahan tubulus

renal untuk mereabsorption kalsium. Sehingga secara langsung ketika terjadi

hiperkalsemia akan mendorong eksresi kalsium melalui urin, dan ketika

hipokalsemia meningkatkan reabsopsinya. (Wysolmerski & Insogna, n.d.)

Rendahnya konsentrasi jumlah kalsium dicairan ekstraselular akan

menstimulsi sel chief pada kelenjar paratiroid mensekresi PTH dengan negative

feedback. Dimana PTH pada ginjal akan berdampak pada tiga hal

1. Pertama, pada bagian sel proksimal tubulus akan menginhibisi

reabsopsi fosfat. Transpor fosfat bergantung pada kanal na-fosfat

kotranspor, yang terletak pada membaran luminal sel tubulus

proksimal. PTH berperan menginhibisi rabsopsi fosfat dengan

menghilangkan NPT2a dan NPT2c dari membrane luminal.

2. Kedua, PTH menstimulasi aktifnya 1α-hydroxylase di sel proksimal

tubulus. Hal ini memicu terbentuknya 1,25 OH2 vitamin D3 dari

25(OH), yang akan menstimulasi absorpsi kalsium di intestinal

3. PTH juga menginhibisi 24-hydrosilase, yang menceegah pembentukan

dari metebolit inaktif 24,25(OH)2 vitamin D.

Jadi kerja ginjal mensintesis bentuk aktif vitamin D dipengaruhi oleh

hormone parathyroid. Selain itu PTH mendorong reabsorpsi sebagian kalsium

pada bagian tebal ansa henle dengan cara meningkatkan muatan positif di

membran luminal dari tubulus, sehingga meningkatkan perpindahan reabsorpsi

5

paraselular kalsium dan magnesium. Sementara, pada tubulus distal PTH akan

memicu kanal kalsium menuju bagian apikal membrane sel dan menstimulasi

pertukaran na-k di basolateral. Pertukaran na-k memicu jumlah muatan listrik

sehingga kalsium masuk melalui transelular dari lumen tubulus, menyebrangi sel,

dan menuju CES.

Diluar ginjal, PTH juga mengatifkan osteoblast, yang menstimulasi

preosteoclast menjadi bentuk matang osteoclast. Osteoklas akan melarutkan

mineral kolagen matrix pada tulang, dimana bila berlebihan dapat menyebabkan

osteoporosis.

GAGAL GINJAL

Sebuah penelitian telah membuktikan bahwa pasien dengan disfungsi

ginjal memiliki aktivitas abnormal pada regulasi kalsium, yang disebabkan karena

defisiensi vitamin D pada gagal ginjal (Foley et al., 1996 didalam “Section II.

Vitamin D, PTH and Novel Regulators of Phosphate,” n.d.). Dimana regulasi

kalsium tersebut dapat diatasi dengan perawatan diet dengan mengkonsumsi

banyak 1,25 vitamin D3yang akan meninggikan jumlah kalsium. Bagaimanpun,

vitamin D aktif ini akan menekan kerja PTH secra langsung (Russell et al., 1986)

pada (Wysolmerski & Insogna, n.d.). Dikatakan sebagai kekurangan vitamin D

ketika jumlah 25-hidroksivitamin D kurang dari 20 ng per millilitre (50 nmol per

liter) (Progress & Holick, 2007).

6

KESIMPULAN

Dari pembahasan yang telah dipaparkan dapat diambil kesimpulan bahwa

peran vitamin D aktif sangat penting dalam penyerapan kalsium dan fosfat.

Dengan demikian diet vitamin D dan paparan UV-B sangat diperlukan untuk

menjaga keseimbangan kalsium dan fosfat ditubuh. Ginjal sebagai organ

menyempurna akhir vitamin D ini juga berperan penting, apabila kerja ginjal

bermasalah, maka vitamin ini tidak dapat terbentuk. Contohnya apabila kerja

ginjal rusak, maka pembentukan kalsitriol terhambat, maka pada anak-anak yang

mengalami gagal jantung kongenital dapat menyebabkan rakitis.

7

UCAPAN TERIMA KASIH

Dengan terselesaikannya referat ini, penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Allah SWT. Atas limpahan karunia dan hidayah-Nya sehingga penulis

dapat menyelesaikan referan ini dengan tepat waktu.

2. Kedua orang tua saya yang selalu mendukung dalam mengerjakan

referat ini.

3. Tutor Diskusi Tutorial 9, Dr. Asri Hendrawati, M.Sc. yang telah

membimbing penulis dengan sabar selama proses pembuatan referat

ini.

4. Tutorial 9 dan Angkatan 2014 Fakultas Kedokteran yang turut

membantu dan saling menyemangati dalam mengerjakan referat ini.

8

DAFTAR PUSTAKA

Holick, M. F., & Chen, T. C. (2008). Vitamin D deficiency : a worldwide problem with health, 87, 1080–1086.

Mahardhika, W. P., & Benediktus, A. (n.d.). Hubungan Vitamin D dengan Gagal Jantung Metabolisme vitamin D, 3, 347–349.

Progress, M., & Holick, M. F. (2007). Vitamin D Deficiency, 266–281.

Section II. Vitamin D, PTH and Novel Regulators of Phosphate. (n.d.). http://doi.org/10.1016/B978-0-12-373870-7.00006-5

Wysolmerski, J. J., & Insogna, K. L. (n.d.). 253 - The Parathyroid Glands, Hypercalcemia, and Hypocalcemia. Goldman’s Cecil Medicine, 24/e (Twenty Fourth Edition). Elsevier Inc. http://doi.org/10.1016/B978-1-4377-1604-7.00253-0

9