BAB I

PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Hormon paratiroid (HPT) berfungsi meningkatkan kadar kalsium plasma

apabila kadar elektrolit ini mulai turun sehingga hipokalasemia (penurunan kadar

kalsium darah) dan berbagai efeknya secara normal dapat dihindari.

Pada keadaan hipokalsemia kronik, misalnya pada defisiensi kalsium dalam

makanan, HPT mempengaruhi pertukaran lambat kalsium antara tulang sendiri dan

CES. Hormon tersebut melakukannya dengan merangsang osteoklas untuk memakan

tulang, meningkatkan pembentukan osteoklas dan secara sementara menghambat

aktivitas osteoblas membentuk tulang. Tulang mengandung kalsium dalam jumlah

yang jauh lebih besar daripada plasma sehingga walaupun HPT meningkatkan

resorpsi tulang, tidak akan terlihat efek yang segera pada kerangka karena sedikitnya

jumlah tulang yang terkena. Namun walaupun jumlahnya sedikit, kalsium

yang "dipinjam" dari bank tulang tersebut dapat menyelamatkan jiwa dalam

kaitannya dengan pemulihan kadar kalsium bebas dalam plasma ke normal.

Kalsium yang dipinjam kemudian dapat kembali diendapkan di tulang dilain waktu

ketika pasokan kalsium kembali meningkat. Namun, sekresi HPT dalam jumlah

besar yang berkepanjangan selama beberapa bulan atau tahun akhimya akan

menyebabkan terbentuknya rongga-rongga di seluruh tulang yang terisi oleh

osteoklas-osteoklas besar yang akan mempengaruhi kekompakan tulang.

2. Tujuan

Untuk mengetahui pengaruh hormon paratiroid dan metabolisme kalsium

dan posfat pada tulang.

1

BAB II

PEMBAHASAN

1. Tulang

Tulang merupakan salah satu jaringan terkeras di dalam tubuh manusia.

Fungsi tulang, yaitu:1-2

- Memberi kekuatan pada kerangka tubuh (menyokong tubuh)

- Melindungi organ-organ penting seperti yang terdapat di dalam rongga

tengkorak dan dada

- Tempat melekatnya otot

- Tempat pembuatan sel darah karena mengandung sumsum tulang

- Tempat penyimpanan garam mineral

A. Struktur makroskopik

Secara makroskopik tulang terdiri dari substantia compacta dan substantia

spongiosa. Pada os longum substantia compacta berada di bagian tengah dan

makin ke ujung tulang menjadi semakin tipis. Pada ujung tulang terdapat

substantia spongiosa, yang pada pertumbuhan memanjang tulang membentuk

cavitis medullaris. Lapisan superficialis tulang disebut periosteum berupa

jaringan ikat padat tidak teratur dan endosteum yang mempunyai komponen-

komponen yang sama dengan periosteum hanya saja lebih tipis. Bagain tengah

os longum disebut corpus, ujung tulang berbentuk konveks atau konkaf,

membesar, membentuk persendiaan dengan tulang lainnya. Dari aspek

pertumbuhan, bagian tengah tulang disebut diaphysis, ujung tulang disebut

epiphysis dibentuk oleh cartilago, dan bagian diantara keduanya disebut

metaphysis, tempat pertumbuhan memanjang dari tulang, (Gambar 2.1.).

Tulang menurut bentuknya dibedakan menjadi:2

1) Ossa longa (tulang panjang): tulang yg ukuran panjangnya terbesar, cth:

os humerus

2

2) Ossa brevia (tulang pendek): tulang yg ketiga ukurannya kira-kira sama

besar, cth: ossa carpi

3) Ossa plana (tulang gepeng/pipih): tulang yg ukuran lebarnya terbesar,

cth: os parietale

4) Ossa irregular (tulang tak beraturan), cth: os sphenoidale

5) Ossa pneumatica (tulang berongga udara), cth: os maxilla

Gambar 2.1. Tulang

B. Struktur mikroskopik

Permukaan dalam dan luar dari tulang dilapisi oleh lapisan jaringan

penyambung yang disebut endosteum dan periosteum. Permukaan tulang yang

3

tidak dilapisi oleh jaringan penyambung atau oleh osteblas akan diresorpsi oleh

osteoklas yang segera muncul didaerah tersebut. Periosteum merupakan suatu

lapisan jaringan penyambung padat yang dibagian luar mengandung serabut

dalam jumlah banyak sekali tetapi lebih seluler dan vaskuler dekat permukaan

matriks tulang. Sel periosteum dengan morfologi fibroblast dapat berproliferasi

melalui mitosis dan dapat berdiferensiasi menjadi osteoblas. Sel-sel ini

memegang peranan penting dalam pertumbuhan dan perbaikan tulang.1-2

Endosteum mempunyai komponen-komponen yang sama seperti

periosteum dan strukturnya pun hampir sama, tetapi jauh lebih tipis dan tidak

memperlihatkan dua lapisan yang jelas seperti periosteum. Di dalam jaringan

penyambung periosteum dan endosteum adalah nutrisi jaringan tulang dan

menyediakan suplai sel osteoblas baru untuk perbaikan dan pertumbuhan

tulang. Tulang terdiri dari sel-sel, yaitu:1-2

1) Sel osteoprogenitor / osteogenik

Merupakan populasi sel induk

Sel berbentuk gelondong, inti pucat

Terdapat di lapisan dalam perikondrium, endosteum dan di saluran

vascular tulang kompak

2) Osteblas

Bertanggung jawab untuk sintesa komponen organik matriks tulang

Berbentuk kuboid-piramid dan lembaran seperti epitel

Terdapat pada permukaan tulang tempat matriks ditambahkan

3) Osteosit

Sel matur yang ditemukan terbungkus di lapisan-lapisan matriks tulang

yang telah mengalami mineralisasiSel berbentuk pipih

4) Osteoklas

Merupakan sel raksasa berinti besar dengan banyak anak inti yang

jumlahnya bervariasi

Terdapat di permukaan tulang, serind dalam lekukan dangkal yang

disebut lacuna howship.

4

Gambar 2.2. Organisasi Tulang Menjadi Osteon

2. Organ paratiroid

A. Struktur makroskopik

Pada manusia kelenjar paratiroid biasanya terdiri dari empat buah kelenjar,

yaitu masing-masing berbentuk oval dan berukuran:

- Panjang : 3 - 8 mm

- Lebar : 2 - 5 mm

- Tebal : 0,5 – 2 mm

Kelenjar ini erat hubungannya dengan kelenjar tiroid dan sebagian

menempel pada sepertiga tengah permukaan belakang kelenjar tiroid

sedangkan sedangkan sebagian kecil pada sepertiga bawah permukaan

5

belakang kelenjar tersebut. Sebagian kecil berhubungan dengan kelenjar timus.

Letaknya di dalam kelenjar tiroid mungkin di dalam kapsul kelenjar

tiroid atau terserak di dalam kelenjar tersebut, akan tetapi selalu dipisahkan

dari kelenjar tersebut oleh anyaman penyambung. Anyaman penyambung ini

membentuk perluasan-perluasan ke kelenjar paratiroid dan merupakan

trabekula. Trabekula ini banyak menegandung pembuluh-pembuluh darah dan

getah bening serta serat saraf.1-2

1) Vascularisasi

Kelenjar paratiroid divaskularisasi oleh a. tiroid inferior atau dari

anastomosis antara pembuluh darah superior dan inferior.

2) System limfatik

Pembuluh limfe ada banyak yang diasosiakan dengan kelenjar tiroid

dan timus.

3) Innervasi

a. Simpatis, dari ganglia cervical superior atau medial atau oleh

plexus pada fascia lobus posterior.

b. Aktivitas paratiroid dikontrol oleh level kalsium dalam darah.

Gambar 2.3. Kelenjar Paratiroid

6

B. Stuktur mikroskopik

Kelenjar paratiroid memiliki dua jenis sel, yaitu sel principal dan oksifil. Sel-

sel principal lebih banyak dan mungkin lebih penting daripada sel-sel oksifil.

Walaupun sel peinsipal lebih kecil tapi mempunyai inti yang lebih besar

dibandingkan dengan sel oksifil. Intinya terletak ditengah sitoplasma dan

bersifat homogen.

Pada fiksasi biasanya sel ini mengerut. Didalam sitoplasmanya

mengandung mitokondria yang berbentuk benang. Aparatus golgi yang

berbentuk batang disamping itu mengandung butir-butir lemak serta glikogen.

Sel-sel oksifil, sel ini lebih besar tetapi intinya lebih kecil dan lebih

gelap daripada sel principal. Sitoplasmanya lebih gelap dan mengandung

granula yang bersifat asidofil, sahingga sitoplasmanya terlihat berwarna merah.

Sitoplasmanya tidak atau mengandung butir-butir glikogen.3

Gambar 2.4. Kelenjar Paratiroid

C. Mekanisme kerja dan inhibisi

Hormon paratiroid (HPT) berfungsi meningkatkan kadar kalsium plasma

apabila kadar elektrolit ini mulai turun sehingga hipokalasemia (penurunan

kadar kalsium darah) dan berbagai efeknya secara normal dapat dihindari. HPT

7

ini dapat melaksanakan fungsinya melalui efeknya pada tulang, ginjal dan usus.

Di bawah ini akan dibahas masing-masing dari efek dari HPT.1-2,4-5

1) Efek pada tulang

Sekitar 99% kalsium dalam tubuh terdapat di kerangka. Tulang adalah

suatu jaringan hidup yang terutama terdiri dari matriks ekstrasel

organik yang diresapi oleh kristal hidroksiapatit, yang sebagian besar

terdiri dari endapan garam-garam kalsium fosfat. Dalam keadaan

normal, garam-garam kalsium posfat berada dalam larutar di CES,

tetapi keadaan di dalam tulang cocok bagi garam- garam ini untuk

mengendap (mengkristal) di sekeliling serat kolagen di matriks. Dengan

memobilisasi simpanan kalsium di tulang ini, HPT meningkatkan

konsentrasi kalsium plasma apabila konsentrasi elektrolit ini mulai

turun.

Walaupun sifat tulang tampak "mati", sebenarnya konstituen-

konstituen tulang secara terus menerus diperbaharui. Dalam keadaan

normal, pengendapan (deposisi, pembentukan) tulang dan penyerapan

(resorpsi, pembuangan) tulang berlangsung bersamaan sehingga tulang

secara terus menerus mengalami remodeling. Pembaruan tulang

tersebut memiliki dua tujuan, yaitu menjaga agar tulang belulang

"direkayasa" dengan semestinya supaya dapat digunakan untuk

keperluan mekanis dengan keefektifan maksimum dan membantu

mempertahankan kadar kalsium plasma

Kecepatan relatif resorpsi dan pengendapan tulang juga

dipengaruhi oleh hormon. Selama masa kanak-kanak, hormon

pertumbuhan mendorong pengendapan tulang untuk melaksanakan

pertumbuhan tulang. Selama hidup, hormon paratiroid menggunakan

tulang sebagai "bank" untuk menarik kalsium sesuai keperluan

untuk mempertahankan kadar kalsium plasma.

Ingatlah bahwa di tulang terdapat tiga jenis sel tulang. Osteoblas

mengeluarkan matriks organik ekstrasel tempat kristal kalsium

fosfat mengendap. Osteosit adalah osteoblas yang sudah "pensiun"

8

dan terperangkap di dalam dinding tulang yang mereka endapkan di

sekeliling mereka sendiri. Osteoklas menyerap tulang yang terdapat

di sekitarnya dengan mengeluarkan asam-asam yang melarutkan kristal

kalsium fosfat dan enzim-enzim yang menguraikan matriks organik.

Hormon paratiroid memiliki dua efek utama pada tulang

yang meningkatkan konsentrasi kalsium plasma. Pertama,

hormon ini menginduksi efluks cepat kalsium ke dalam plasma dari

labile pool (simpanan labil) kalsium yang jumlahnya kecil di cairan

tulang. Kedua, dengan merangsang pelarutan tulang, hormon ini

meningkatkan transfer lambat kalsium dan posfat dari stable pool

(simpanan stabil) mineral tulang di dalam tulang itu sendiri ke dalam

plasma Akibatnya, remodeling tulang yang terjadi lebih condong ke

arah resorpsi tulang daripada pengendapan tulang.

Sebagian besar tulang tersusun menjadi satuan-satuan osteon,

yang masing-masing terdiri dari kanalis sentralis yang dikelilingi

oleh lamela yang tersusun konsentrik. Lamela adalah lapisan-lapisan

osteosit yang terbenam di dalam tulang yang mereka endapkan di

sekitar mereka sendiri, (Gambar 2.2.). Osteon biasanya berjalan sejajar

dengan sumbu panjang tulang. Pembuluh darah menembus tulang

baik dari permukaan luar atau rongga sumsum dan berjalan di dalam

kanalis sentralis. Osteoblas terdapat di sepanjang permukaan luar

tulang dan permukaan dalam yang melapisi kanalis sentralis.

Osteoblas-osteoblas permukaan dan osteosit yang terbenam tersebut

dihubungkan oleh jaringan luas berupa saluran-saluran kecil berisi

cairan yang disebut sebagai kanalikulus. Adanya kanalikulus ini

memungkinkan pertukaran bahan antara osteosit yang terperangkap dan

sirkulasi. Saluran-saluran halus ini juga berisi perluasan sitoplasma

osteosit dan osteoblas yang memanjang yang dihubungkan satu dengan

yang lain, seolah sel-sel ini saling "berpegangan tangan". Jaringan sel

yang saling berhubungan, yang disebut membran tulang osteositik-

osteoblastik, memisahkan tulang yang mengalami `mineralisasi itu

9

sendiri dengan plasma yang terdapat di dalam kanalis sentralis,

(Gambar 2.5a.).

Simpanan labil kalsium yang jumlahnya kecil berada di cairan

tulang yang terletak di antara membran tulang dan tulang di sekitarnya

baik di dalam kanalikulus maupun di sepanjang permukaan kanalis

sentralis. Efek paling dini hormon paratiroid adalah mengaktifkan

pompa kalsium di membran untuk meningkatkan pemindahan kalsium

tanpa disertai pemindahan posfat dari cairan tulang, menembus

membran tulang osteositik-osteoblastik, ke dalam plasma. Proses

pemindahan ini disebut osteolisis. Perpindahan kalsium keluar dari

simpanan labil menembus membran tulang menyebabkan terjadinya

pertukaran cepat antara tulang dan plasma, (Gambar 2.5b.). Karena

besarnva luas permukaan membran osteolitikosteoblastik,

pergerakan kecil kalsium menembus setiap sel diperbesar menjadi fluks

besar kalsium antara tulang dan plasma. Setelah kalsium dipompa

keluar, cairan tulang diperkirakan memperoleh kembali kalsium dari

tulang yang mengalami mineralisasi parsial di sepanjang permukaan

tulang di dekatnya. Dengan demikian, pertukaran cepat kalsium tidak

melibatkan resorpsi tulang yang mengalami mineralisasi sempurna,

dan massa tulang tidak berkurang. Melalui cara ini, HPT menarik

kalsium keluar dari “ATM bank” tulang tanpa benar-benar masuk

dalam bank (yaitu tanpa menguraikan tulang yang mengalami

mineralisasi itu sendiri). Pada keadaan normal, pertukaran ini jauh lebih

penting untuk mempertahankan konsentrasi kalsium plasma

dibandingkan dengan pertukaran lambat.

Pada keadaan hipokalsemia kronik, misalnya pada

defisiensi kalsium dalam makanan, HPT mempengaruhi pertukaran

lambat kalsium antara tulang sendiri dan CES dengan mendorong

disolusi lokal tulang. Hormon tersebut melakukannya dengan

merangsang osteoklas untuk memakan tulang, meningkatkan pembentukan

osteoklas dan secara sementara menghambat aktivitas osteoblas

10

membentuk tulang. Tulang mengandung kalsium dalam jumlah yang

jauh lebih besar daripada plasma (lebih dari seribu kali lipat) sehingga

walaupun HPT meningkatkan resorpsi tulang, tidak akan terlihat efek

yang segera pada kerangka karena sedikitnya jumlah tulang yang terkena.

Namun walaupun jumlahnya sedikit, kalsium yang "dipinjam"

dari bank tulang tersebut dapat menyelamatkan jiwa dalam kaitannya

dengan pemulihan kadar kalsium bebas dalam plasma ke normal.

Kalsium yang dipinjam kemudian dapat kembali diendapkan di tulang

dilain waktu ketika pasokan kalsium kembali meningkat. Sementara itu,

kadar kalsium dapat dipertahankan, tanpa mengorbankan integritas

tulang. Namun, sekresi HPT dalam jumlah besar yang

berkepanjangan selama beberapa bulan atau tahun akhimya akan

menyebabkan terbentuknya rongga-rongga di seluruh tulang yang terisi

oleh osteoklas-osteoklas besar. Saat HPT meningkatkan disolusi

kristal kalsium fosfat di tulang untuk memanen isi kalsium mereka,

terjadi pelepasan kalsium dan posfat ke dalam plasma. Peningkatan

posfat plasma adalah hal yang tidak diperlukan, tetapi HPT

mengatasi dilema ini melalui efeknya pada ginjal.1-2,4-5

11

Gambar 2.5. Hubungan Antara Tulang yang Mengalami Mineralisasi,

Sel Tulang dan Darah

2) Efek pada ginjal

Hormon paratiroid merangsang penghematan kalsium dan

mendorong pengeluaran posfat oleh ginjal selama pembentukan urin.

Di bawah pengaruh HPT, ginjal mampu mereabsorpsi lebih

banyak kalsium yang difiltrasi, sehingga kalsium yang keluar melalui

urin berkurang. Efek ini meningkatkan kadar kalsium plasma dan

menurunkan pengeluaran kalsium melalui urin.

Sewaktu merangsang reabsorpsi kalsium oleh ginjal, HPT juga

meningkatkan ekskresi posfat urin melalui penurunan reabsorpsi

posfat. Akibatnya, HPT menurunkan kadar posfat plasma

bersamaan dengan saat hormon tersebut meningkatkan konsentrasi

kalsium.

Pengeluaran kelebihan posfat dari cairan tubuh yang

dipicu oleh HPT ini penting untuk mencegah pengendapan ulang

12

kalsium yang dibebaskan dari tulang. Karena sifat kelarutan garam

kalsium fosfat, hasil kali konsentrasi kalsium plasma dan

konsentrasi posfat plasma harus berada dalam nilai yang relatif

konstan. Dengan demikian, terdapat hubungan terbalik antara

konsentrasi kalsium dan posfat dalam plasma, sebagai contoh, saat

kadar posfat plasma meningkat, sebagian dari kalsium plasma

dipaksa kembali ke dalam tulang melalui pembentukan Kristal

hidroksiapatit, sehingga kadar kalsium plasma berkurang dan

kalsium fosfat tetap. Hubungan terbalik ini terjadi Karena ion-ion

bebas dalam CES berada dalam keseimbangan dengan kristal-kristal

tulang.

Ingatlah bahwa kalsium dan posfat dibebaskan dari tulang

saat HPT meningkatkan disolusi tulang. Karena HPT disekresikan

hanya saat kadar kalsium plasma turun dibawah normal, kalsium

yang dibebaskan diperlukan untuk memulihkan kalsium plasma ke

normal, namun posfat yang dibebaskan cenderung meningkatkan kadar

posfat plasma diatas normal. Apabila kadar posfat plasma

dibiarkan meningkat melebihi normal, sebagian kalsium plasma akan

terus mengendap kembali ke tulang bersama dengan posfat agar

produk kalsium fosfat tetap konstan. Pengendapan kembali kalsium

ini akan menurunkan kadar kalsium plasma, bertentangan dengan

efek yang diinginkan. Dengan demikian, HPT bekerja pada

ginjal untuk mengurangi reabsorpsi posfat oleh tubulus

ginjal. Keadaan ini meningkatkan ekskresi posfat melalui urin dan

menurunkan konsentrasi elektrolit ini di dalam plasma, walaupun

terjadi pelepasan tambahan posfat dari tulang ke dalam darah.

Tindakan semacam ini mencegah redeposisi kalsium yang dibebaskan

kembali ke tulang.

Efek penting ketiga HPT pada ginjal selain meningkatkan

reabsorpsi kalsium dan menurunkan reabsorpsi posfat adalah

meningkatkan pengaktifan vitamin D oleh ginjal.1-2,4-5

13

3) Efek pada usus

Walaupun HPT tidak memiliki efek langsung pada usus, hormon

ini secara tidak langsung, meningkatkan reabsorpsi kalsium dan

posfat dari usus halus, melalui perannya dalam pengaktifan vitamin

D. Vitamin ini, pada gilirannya, secara langsung meningkatkan

penyerapan kalsium dan posfat oleh usus.

Semua efek HPT ditunjukan untuk meningkatkan kadar kalsium

plasma. Dengan demikian, sekresi HPT meningkat sebagai respon

terhadap penurunan konsentrasi kalsium plasma dan menurun apabila

kadar kalsium plasma meningkat. Sel-sel sekretorik kelenjar paratiroid

sangat peka terhadap perubahan kalsium plasma bebas. Karena HPT

mengatur konsentrasi kalsium plasma, hubungan iini membentuk

lengkung umpan-balik negative sederhana untuk mengontrol sekresi

HPT tanpa melibatkan intervensi saraf atau hormon lain, (Gambar

2.6.).1-2,4-5

Gambar 2.6. Lengkung Umpan-Balik Negatif yang Mengontrol

Sekresi hormon Paratiroid dan Kalsitonin

Kalsitonin merupakan hormon yang dihasilkan oleh sel-sel c kelenjar

14

tiroid, juga memiliki pengaruh pada kadar kalsium plasma. Kalsitonin memiliki

dua efek pada tulang, tetapi dalam hal ini, kedua efek tersebut menurunkan

kadar kalsium plasma, pertama, secara jangka pendek, kalsitonin menurunkan

perpindahan kalsium dari cairan tulang ke dalam plasma. Kedua, secara jangka

panjang, kalsitonin menurunkan resorpsi tulang dengan menghambat aktivitas

osteoklas. Seperti pada HPT, pengatur utama sekresi kalsitonin adalah kadar

kalsium bebas dalam plasma, tetapi berbeda dengan efeknya pada pengeluaran

HPT, peningkatan kalsium plasma merangsang sekresi kalsitonin dan

penurunan kalsium plasma menghambat sekresi kalsitonin (Gambar 2.6.).

Karena kalsitonin menurunkan kadar kalsium plasma, system ini membentuk

kontrol umpan balik negatif sederhana kedua atas konsentrasi kalsium plasma

yang bertentangan dengan system HPT.1-2,4-5

D. Fungsi kelenjar paratiroid

Fungsi kelenjar ini adalah menghasilkan hormon paratiroid (HPT), hormon ini

berfungsi dalam mengontrol homeostasis kalsium dengan cara merangsang

reabsorpsi kalsium oleh ginjal sehingga pengeluaran kalsium berkurang dan

hormon ini mengaktifkan vitamin D, yang meningkatkan efisiensi reabsorpsi

kalsium dari makanan. Karena HPT juga meningkatkan resorpsi tulang, terjadi

pengurangan substansial mineral-mineral tulang jika asupan kalsium dari

makanan kurang adekuat untuk jangka waktu lama, walaupun tulang tidak

secara langsung terlibat dalam pemeliharaan keseimbangan pemasukan dan

pengeluaran kalsium.1-2,4-5

3. Metabolisme kalsium dan posfat

Ada tiga hormon yang mengontrol metabolism kalsium dan posfat, taitu

hormon paratiroid, kalsitonin dan vitamin D. Zat-zat hormonal ini terutama

mengatur kalsium plasma dan dalam prosesnya juga mempertahankan posfat

plasma. Konsentrasi kalsium plasma adalah salah satu variabel tubuh yang diatur

sangat cermat. Perlunya kalsium plasma diatur secara ketat disebabkan oleh

pengaruh ion ini yang penting pada banyak aktivitas tubuh.

15

Sekitar 99% kalsium dalam tubuh berada dalam bentuk Kristal di dalam

tulang dan gigi. Dari sisa 1%, sekitar 0,9% ditemukan di dalam sel-sel jaringan

lunak dan kurang dari 0,1% terdapat di cairan ekstrasesuler (CES). Sekitar separuh

dari kalsium plasma terikat keprotein plasma, sehingga terbatas di plasma atau

berikatan dengan posfat dan tidak bebas ikut serta dalam reaksi-reaksi kimia.

Separuh lainnya dari kalsium plasma dapat berdifusi secara bebas dan mudah

masuk ke cairan interstisium serta berinteraksi dengan sel. Kalsium bebas dalam

plasma dan cairan interstisium dianggap sebagai satu kesatuan simpanan. Hanya

bebas inilah yang secara biologis aktif serta berada dibawah kontrol, kalsium bebas

ini hanya membentuk kurang dari seperseribu kalsium total dalam tubuh.1-2,4-5

Fraksi kalsium CES yang bebes berdifusi dan jumlahnya sedikit ini

berperan penting dalam sejumlah aktivitas, termasuk yang berikut:1-2,4-5

A. Eksibalitas neuromuskulus

Variasi ringan konsentrasi kalsium bebas dalam CES dapat menimbulkan

dampak yang besar dan segera pada kepekaan kedua jaringan tersebut.

Penurunan kalsium bebas menyebabkan eksitabilitas berlebihan saraf

dan otot sebaliknya, peningkatan kalsium bebas menekan eksitabilitas neuro-

muskulus. Efek-efek ini timbul akibat pengaruh kalsium pada permeabilitas

membran terhadap natrium. Penurunan kalsium bebas meningkatkan

permeabilitas natrium, yang menyebabkan influks natrium sehingga potensial

istirahat mendekati ambang. Akibatnya, apabila terjadi hipokalsemia (kadar

kalsium darah rendah), jaringan-jaringan yang excitable dapat mencapai

ambang oleh rangsangan yang secara normal tidak efektif, sehingga otot

rangka membentuk potensial aksi dan berkontraksi (mengalami spasme)

"secara spontan" (tanpa adanva rangsangan normal). Apabila cukup parah,

kontraksi spastik otot-otot pernapasan dapat menyebabkan kematian akibat

asfiksia. Di pihak lain, hiperkalsemia (peningkatan kalsium darah) juga

dapat mengancam nyawa karena dapat menyebabkan aritmia jantung

yang disertai penekanan menyeluruh eksitabilitas saraf-otot.

B. Penggabungan eksitasi-kontraksi di otot jantung dan otot polos

16

Masuknya kalsium CES ke dalam sel otot jantung dan polos, yang

terjadi akibat peningkatan permeabilitas kalsium sebagai respons terhadap

potensial aksi, memicu mekanisme kontraksi. Kalsium juga penting untuk

penggabungan eksitasi-kontraksi di serat otot rangka, tetapi dalam hal ini

kalsium dikeluarkan dari simpanan kalsium intrasel sebagai respons

terhadap potensial aksi. Sebagian dari kalsium di sitosol di sel otot jantung

juga berasal dari simpanan internal. Perhatikan bahwa peningkatan kalsium

sitosol di dalam sel otot menyebabkan kontraksi, sedangkan peningkatan

kalsium bebas dalam CES menurunkan eksitabilitas neuromuskulus dan

mengurangi kemungkinan terjadinya kontraksi. Dua bentuk simpanan

kalsium yang berbeda, yang menimbulkan efek berbeda.

C. Penggabungan rangsangan sekresi

Masuknya kalsium ke dalam sel sekretorik, yang terjadi akibat peningkatan

permeabilitas terhadap kalsium sebagai respons terhadap rangsangan yang

sesuai, memicu pengeluaran produk-produk sekretorik melalui proses

eksositosis. Proses ini penting untuk sekresi neurotransmiter oleh sel

saraf dan untuk sekresi hormon peptida dan katekolamin oleh sel endokrin.

D. Pemeliharaan taut erat antara sel-sel

Kalsium ikut membentuk perekat (semen) antarsel yang menyebabkan sel-sel

tertentu melekat erat satu sama lain.

E. Pembekuan darah

Kalsium berfungsi sebagai kofaktor di beberapa langkah dalam jenjang reaksi

yang menyebabkan terbentuknya bekuan darah.

Karena efek deviasi kalsium bebas sangat luas dan besar, terutama pada

eksitabilitas neuromuskulus, konsentrasi elektrolit ini dalam plasma diatur

dengan sangat ketat. Selain itu, kalsium intrasel (bukan kalsium CES

bebas) berfungsi sebagai perantara kedua di banyak sel dan ikut serta dalam

motilitas sel dan gerakan silia. Akhirnya, kalsium di tulang dan gigi penting

17

untuk integritas struktural dan fungsional kedua jaringan tersebut.

Pemeliharaan konsentrasi kalsium bebas dalam plasma berbeda dalam dua

aspek penting. Tidak semua kalsium yang dimakan akan diserap dari saluran

pencernaan, yang tingkat penyerapannya diatur oleh hormon dan bergantung pada

status kalsium tubuh. Selain itu, tulang berfungsi sebagai reservoir kalsium dalam

jumlah besar dan dapat dipergunakan untuk mempertahankan kadar kalsium

plasma dalam rentang sempit yang memungkinkan kehidupan apabila asupan dari

makanan terlalu rendah. Pertukaran kalsium antara CES dan tulang juga berada

dibawah kontrol.

Pengaturan metabolisme kalsium bergantung pada kontrol hormon atas

pertukaran antara CES dan tiga kompartemen lainnya, yaitu tulang, ginjal dan usus.

Dengan demikian, kontrol metabolisme kalsium mencakup dua aspek. Pertama,

pengaturan homeostasis kalsium yang melibatkan penyesuaian-penyesuaian segera

yang diperlukan untuk mempertahankan konsentrasi kalsium bebas dalam plasma

yang dilakukan secara terus menerus. Pengaturan homeostasis kalsium ini terutama

dilakukan oleh pertukaran cepat antara tulang dan CES dan dalam tingkat yang

lebih rendah, oleh modifikasi ekskresi kalsium melalui urin. Kedua, pengaturan

keseimbangan kalsium yang melibatkan penyesuaian-penyesuaian penyerapan

kalsium di usus yang berlangsung lebih lambat serta penyesuaian dalam ekskresi

kalsium melalui urin agar jumlah total kalsium dalam tubuh tetap konstan. Kontrol

atas keseimbangan kalsium memastikan bahwa pemasukan kalsium ekivalen

dengan ekskresi kalsium dalam jangka panjang (beberapa minggu sampai bulan).

Metabolisme posfat juga dikontrol oleh mekanisme yang sama dengan

mengatur metabolisme kalsium, tetapi hanya sedikit berbeda, konsentrasi posfat

plasma tidak dikontrol seketat konsentrasi kalsium plasma. Posfat diatur secara

langsung oleh vitamin D dan secara tidak langsung oleh lengkung umpan balik

kalsium plasma, yaitu HPT. Sebagai gambaran, hipofospatemia (penurunan

konsentrasi posfat plasma) menimbulkan efek ganda untuk membantu memulihkan

kadar posfat kenormal dalam darah, (Gambar 2.7.). Pertama, karean hubungan

terbalik antara konsentrasi posfat dan kalsium dalam plasma, penurunan posfat

plasma menyebabkan peningkatan kalsium plasma , yang secara langsung

18

menekan sekresi HPT. Karena HPT berkurang, reabsorpsi posfat meningkat,

sehingga konsentrasi posfat plasma dapat dipulihkan kenormal. Kedua, penurunan

posfat plasma juga menyebabkan peningkatan pengaktifan vitamin D, yang

kemudian meningkatkan penyerapan posfat di usus. Hal ini untuk membantu

menghilangkan hipofospatemia tersebut. 1-2,4-5

Gambar 2.7. Kontrol Posfat Plasma

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

19

Perubahan-perubahan konsentrasi kalsium plasma yang bebas dan

mudah berdifusi, yaitu bentuk ion ini yang aktif secara biologis, menimbulkan

dampak besar dan mengancam nyawa terutama pada eksitabilitas neuromuskulus.

Hiperkalsemia menurunkan eksitabilitas, sedangkan hipokalsemia menim-

bulkan eksitabilitas berlebihan pada saraf dan otot. Apabila cukup parah,

dapat terjadi kontraksi spastik otot-otot pernapasan yang berakibat fatal.

Tulang berfungsi sebagai reservoir kalsium dalam jumlah besar dan dapat

dipergunakan untuk mempertahankan kadar kalsium plasma dalam rentang sempit

yang memungkinkan kehidupan apabila asupan dari makanan terlalu rendah.

Pertukaran kalsium antara CES dan tulang juga berada dibawah kontrol.

Terdapat tiga hormon yang mengatur konsentrasi kalsium (dan secara

bersamaan mengatur posfat) dalam plasma, yaitu hormon paratiroid (HPT),

kalsitonin dan vitamin D. HPT yang sekresinya secara langsung

ditingkatkan oleh penurunan konsentrasi kalsium plasma, bekerja pada

tulang, ginjal, dan usus untuk meningkatkan konsentrasi kalsium plasma.

Efek tersebut esensial untuk kehidupan karena mencegah akibat fatal

hipokalsemia. Efek spesifik HPT pada tulang adalah meningkatkan

perpindahan kalsium dari cairan tulang ke dalam plasma dalam jangka-

pendek dan meningkatkan disolusi lokal tulang dengan meningkatkan

aktivitas osteoklas (sel pelarut tulang) dalam jangka panjang. Disolusi

kristal tulang kalsium fosfat akan membebaskan posfat serta kalsium ke

dalam plasma. Hormon paratiroid bekera pada ginjal untuk meningkatkan

reabsorpsi kalsium yang difiltrasi, sehingga mengurangi ekskresi kalsium

melalui urin dan meningkatkan konsentrasinya dalam plasma. Secara

simultan, HPT menurunkan reabsorpsi posfat oleh ginjal, sehingga

meningkatkan ekskresi posat dan menurunkan konsentrasi posfat plasma.

Keadaan ini penting karena peningkatan posfat plasma akan memaksa

pengendapan sebagian kalsium plasma kembali ke dalam tulang. Selain itu,

HPT mempermudah pengaktifan vitamin D, yang kemudian merangsang

penyerapan kalsium dan posfat dari usus.

Vitamin D dapat disintesis dari suatu turunan kolesterol di kulit jika

20

kulit terpajan ke sinar matahari, tetapi umumnya sumber endogen ini tidak adekuat,

sehingga vitamin D harus didatangkan dari luar tubuh melalui makanan. Dari

manapun sumbernya, vitamin D harus diaktifkan terlebih dahulu di hati

dan kemudian di ginjal (tempat pengaturan HPT pada pengaktifan vitamin

D) sebelum vitamin ini dapat menimbulkan efeknya di usus.

Kalsitonin, suatu hormon yang dihasilkan oleh sel-sel c kelenjar tiroid,

adalah faktor ketiga yang mengatur kalsium plasma. Melalui mekanisme

umpan-balik negatif, kalsitonin disekresikan sebagai respons terhadap

peningkatan konsentrasi kalsium plasma dan bekerja menurunkan kadar

kalsium plasma dengan menghambat aktivitas osteoklas tulang.

Terdapat hubungan yang erat antara hormon paratiroid dan

metabolisme kalsium dan posfat pada tulang.

DAFTAR PUSTAKA

1. Sherwood L. Fisiologi manusia. Edisi ke-2. Jakarta: EGC; 2001. h.677-88.

21

2. Sloane E. Anatomi dan fisiologi. Jakarta: EGC; 2003. h.210.

3. Penuntun Praktikum Histologi. Jakarta: Dian Rakyat; 2003. h.220.

4. Ganong FW. Fisiologi Kedokteran. Edisi ke-17. Jakarta: EGC; 2002. h.367-80.

5. Guyton AC, John EH. Fisiologi Kedokteran. Jakarta: EGC; 2010. h.607-14.

22