Nama : Rohmad Joni Pranoto

NPM : 1206247240

TUGAS PENGGANTI KELAS ENDOKRINOLOGI

A. PROFIL KALSIUM

Kalsium merupakan mineral esensial dalam kehidupan. Level kalsium dalam cairan

ekstraseluler dan dalam sitosol harus diregulasi secara tepat untuk mempertahankan kenormalan

fungsi tubuh. Pada semua vertebrata, kalsium darah dipertahankan pada 9,0 sampai 10,5 mg/dL.

Kalsium memiliki peran penting dalam konstruksi tulang dan gigi. Selain itu, juga bertanggung

jawab dalam eksitasi dan kontraksi sel otot dan juga eksitasi spontan pada sel pacemaker

jantung. Kalsium dalam bentuk ion berfungsi esensial untuk eksositosis sekresi granula pada sel

saraf dan sel glandular dan berperan juga sebagai second messenger pada berbagai sel target. Ion

kalsium juga berperan dalam aktivasi enzim untuk proses hematostatis ( Norris & Carr 2013:

501).

Level kalsium pada plasma darah mamalia dewasa berkisar pada 10 mg/dL atau sekitar

2,5 mM. Sekitar separuh dari kalsium tersebut adalah dalam bentuk ion bebas (Ca2+

). Pasca

kelahiran, kalsium yang dikandung dalam makanan diserap melalui usus halus lalu disimpan

dalam tulang dan gigi atau diekskresikan melalui urin atau feses. Kalsium yang disimpan dalam

tulang menyediakan Ca2+

untuk keperluan tubuh. Homeostatis kalsium darah dipertahankan oleh

aksi kerja sama antara tulang dan gigi serta usus sebagai sumber internal dan eksternal. Selain

itu, ginjal juga berperan dalam mencegah kehilangan kalsium dalam jumlah besar atau

membiarkan ekskresi kalsium tergantung kebutuhan tubuh (Norris & Carr 2013: 501—502).

Pada tubuh manusia dewasa mengandung sekitar 1000 gram kalsium yang sekitar 99%

disimpan dalam tulang berbentuk hydroxyapatite crystals (Ca10(PO4)6(OH)2). Kebanyakan

kalsium yang bukan berbentuk kristal ditemukan dalam sel jaringan dan berikatan dengan protein

dalam retikulum sarkoplasma, mitokondria, dan berbagai organel lainnya. Konsentrasi kalsium

yang ada di cairan intersisial sekitar 1,5 mM. Sejumlah kalsium tersebut berada pada keadaan

bebas, terionisasi, dan beberapa membentuk senyawa kompleks dengan beberapa anion seperti

sitrat, laktat atau fosfat (Goodman 2009:198).

B. REGULASI ENDOKRIN TERHADAP KALSIUM

Kontrol metabolisme kalsium diatur oleh hormon paratiroid, kalsitonin, dan vitamin D3

(1,25-Dihydroxycholecalciferol). Hormon paratiroid (PTH) disekresikan oleh kelenjar paratiroid

sebagai faktor hiperkalkemik yang dalam aktivitasnya dapat meningkatkan level kalsium dalam

plasma darah. Sekresi hormon tersebut dikontrol secara langsung oleh aksi level ion Ca2+

plasma

dalam sel paratiroid. Organ target utama dari aksi hormon PTH adalah tulang, yang mana pada

hormon tersebut akan menstimulasi pelepasan kalsium dari tulang (bone resorption) ketika level

kalsium darah turun. PTH juga berperan dalam peningkatan reabsorpsi Ca2+

oleh nefron.

Kalsitonin (CT) merupakan faktor hipokalkemik yang disekresikan oleh sel C pada kelenjar

tiroid. Pelepasan hormon kalsitonin berkaitan dengan perubahan dalam Ca2+

plasma. Vitamin D3

(1,25 DHC) menstimulasi absorpsi kalsium di lumen usus yang mana memerlukan pula pengaruh

dari aksi PTH di tulang dan ginjal (Norris & Carr 2013: 503—504).

B.1. HORMON PARATIROID

Kadar normal hormon PTH adalah antara 10-55 pg/ml dengan waktu paruh sekitar 10

menit dan setelah itu akan dibelah secara cepat oleh sel Kupffer di hati menjadi fragmen

polipeptida. Hormon paratiroid memiliki mekanisme yang sangat kuat untuk mengontrol kalsium

ekstraseluler dan konsentrasi fosfat dengan cara meregulasi reabsorpsi pada usus, ekskresi ginjal,

dan pertukaran ion antara cairan ekstraseluler dengan tulang. Kelebihan sekresi paratiroid

hormon akan menyebabkan absorbsi garam kalsium dari tulang yang menyebabkan terjadinya

hiperkalkemia pada cairan ekstraseluler. Hal tersebut dapat menyebabkan pengeroposan tulang,

artherosklerosis, dan pembentukan batu ginjal. Sebaliknya, terjadinya hipofungsi kelenjar

paratiroid akan menyebabkan hipokalkemia yang menyebabkan terjadinya tetanus dan

kesemutan (Negi 2009: 215).

Hormon paratiroid terdiri atas polipeptida yang disusun oleh 84 asam amino. Hormon

tersebut disintesis di sel chief sebagai polipeptida lebih besar. Sintesis PTH melalui dua tahap

yaitu polipeptida besar dengan 115 asam amino (pre-proparathyroid hormone) disintesis pada

ribosom yang menempel pada RE kasar lalu kemudian akan membelah dengan sangat cepat

menjadi peptida yang lebih kecil (proparathyroid hormone) yang disusun oleh 90 asam amino.

Peptida tersebut lalu masuk ke badan golgi yang kemudian akan dihilangkan 6 residu asam

aminonya sehingga tersisa 84 asam amino yang dipackaging ke dalam vesikel golgi (Negi 2009:

215).

Gambar 1: Struktur Komparatif PTH

[Sumber: Negi 2009: 215]

a. Mekanisme Aksi Hormon PTH

Setidaknya terdapat tiga reseptor PTH yang berbeda, satu berikatan dengan

parathyroid related protein (PTHrP) yan disebut sebagai hPTH atau PTHrP reseptor,

kedua PTH2 atau hPTH2-R yang ditemukan di otak, plasenta dan pankreas, lalu ketiga

adalah CPTH (Negi 2009: 2015). Sekresi PTH diregulasi oleh respon terhadap level

kalsium plasma. Reseptor-reseptor PTH yang ada pada membran plasma sel chief ketika

berikatan dengan ion kalsium ekstraseluler maka G protein-coupled receptor akan

membantu meningkatkan level kalsium intraseluler bebas yang mengakibatkan

penurunan sekresi PTH. Melalui mekanisme tersebut, konsentrasi kalsium plasma tinggi

akan menekan sekresi PTH sedangkan apabila konsentrasi kalsium plasma rendah akan

menstimulasi pelepasan PTH (Golan dkk. 2008: 550).

Hormon paratiroid (PTH) bekerja pada tiga organ target untuk meningkatkan

kalsium plasma yaitu bekerja secara langsung pada ginjal dan tulang, serta bekerja secara

tidak langsung pada usus. Efek fisiologis cepat PTH adalah meningkatkan reabsorpsi

kalsium dan menurunkan reabsorbsi fosfat di ginjal. Hal tersebut menyebabkan

penurunan ekskresi kalsium dalam urin dan meningkatkan eksresi fosfat dalam urin.

Gambar 2: Ringkasan Efek Fisiologis PTH pada Tulang, Ginjal, dan Usus

[Sumber: Golan dkk. 2008: 552]

Efek fisiologis lain yang lebih lambat yaitu efek PTH pada sel tulang. Level PTH

akan menstimulasi reseptor permukaan PTH pada osteoblas yang menyebabkan sel

meningkatkan ekspresi sejumlah protein salah satunya yaitu RANK ligand (RANKL).

RANKL akan berikatan dengan RANK menyebabkan terjadinya diferensiasi dan

pematangan osteoclast. Peningkatan aktivitas osteoklas menyebabkan peningkatan

resorpsi tulang sehingga aksi PTH tersebut akan meningkatkan kadar plasma kalsium

(Golan dkk. 2008: 550).

Efek fisiologis PTH secara tidak langsung pada usus adalah dengan cara

meningkatkan konversi prekursor 2,5-hidroksi untuk membentuk vitamin D menjadi aktif

secara biologis 1,25-hidroksi vitamin D (calcitriol). Proses hidroksilasi tersebut terjadi

pada tubulus proksimal. Calcitriol akan meningkatkan absorpsi kalsium dalam usus halus

(Golan dkk. 2008: 550).

Gambar 3: Pembentukan Calcitriol

[Sumber: Golan dkk. 2008: 552 ]

B.2. KALSITONIN

Kalsitonin merupakan hormon peptida yang disekresikan oleh kelenjar tiroid dan

cenderung untuk menurunkan konsentrasi kalsium plasma. Sisntesis dan sekresi kalsitonin terjadi

di sel parafolikular atau sel C yang berada pada cairan intersisial diantara folikel kelenjar tiroid.

Hormon kalsitonin terdiri atas 32 asam amino dengan berat molekul sekitar 3400 da. Stimulus

utama sekresi hormon ini adalah adanya peningkatan konsentrasi ion kalsium plasma.

Peningkatan konsentrasi kalsium plasma 10% menyebabkan peningkatan laju sekresi kalsitonin

sebanyak dua kali lipat (Negi 2009: 218).

Gambar 4: Struktur Komparatif Kalsitonin

[Sumber: Negi 2009: 218]

Sekresi kalsitonin meningkat ketika kelenjar tiroid mendeteksi konsentrasi Ca2+

tinggi

atau kadarnya berkisar 9,5 mg/dL. Β-adrenergik agonis seperti dopamin dan estrogen juga

menstimulasi sekresi kalsitonin. Beberapa hormon seperti gastrin, cck, glukagon, dan sekretin

juga dapat menstimulasi sekresi kalsitonin. Dalam kerjanya kalsitonin memiliki reseptor yang

ada pada tulang dan ginjal yaitu serpentine. Kalsitonin akan menurunkan sirkulasi kalsium dan

fosfat. Proses tersebut terjadi dengan cara penghambatan resorpsi tulang. Kalsitonin juga dapat

menghambat aktivitas osteoklas dan meningkatkan ekskresi kalsium dalam urin (Negi 2009:

218).

B.3. 1,25-dihydroxycholecalciferol (1,25 DHC)

Cholecalciferol atau vitamin D3 dapat ditemukan pada hewan maupun tumbuhan, tetapi

reseptor vitamin D (VDR) hanya ditemukan pada vertebrata. Vitamin D secara normal dibentuk

di kulit dari 7-dehydrocholesterol dalam reaksi fotokimia yang menggunakan komponen UV

sinar matahari. Vitamin D tersebut tidak dalam bentuk aktif secara biologis, tetapi akan

dikonversi oleh enzim yang ada dalam hati dan ginjal menjadi bentuk aktif yaitu 1,25-

dihydroxycholecalciferol, hormon yang meregulasi absorpsi kalsium pada usus dan level kalsium

pada ginjal dan tulang. Reaksi pembentukannya terjadi secara cepat, yaitu dimulai dengan

pembentukan previtamin D3 yang kemudian dikonversi menjadi D3. Vitamin D3 lalu ditranspor

ke plasma dan berikatan dengan globulin Protein Vitamin D (DBP) dan mengikat G-actin.

Vitamin D3 didigesti oleh sebuah enzim dari anggota sitokrom P450. Dalam hati, vitamin D3

diubah menjadi 25-hydroxycholecalciferol (25-OHD3). 25-OHD3 lalu dikonversi dalam tubulus

proksimal ginjal menjadi 1,25 –dihydroxycholecalciferol. Hormon 1,25-

dihydroxycholecalciferol akan meningkatkan absorpsi kalsium di dalam usus halus.

Gambar 5: Pembentukan 1,25-dihydroxycholecalciferol

[Sumber: Negi 2009: 211]

Hormon 1,25-dihydroxycholecalciferol menstimulasi transpor Ca2+

transepitel ke dalam

usus dengan menstimulasi Ca2+

masuk, Ca2+

buffering dengan mengikat situs seluler dan ekstrusi

Ca2+

pada basolateral sel (Negi 2009: 211).

C. HOMEOSTASIS KALSIUM

Terkait homeostasis kalsium dalam tubuh, regulasi terhadap fosfat juga diperlukan.

Produk konsentrasi Ca2+

dan HPO42-

dalam plasma adalah selalu tetap dan konstan. Keadaan

tersebut dapat berubah bergantung pada keadaan fisiologis dan patologisnya. Sebagai contoh

apabila ada kenaikan level Ca2+

dan karena kondisi tertentu terjadi penurunan HPO42-

maka akan

mengakibatkan penurunan Ca2+

(Negi 2009: 210).

Sekitar 10% (100 mg/hari) dari jumlah kalsium yang diingesti akan diekskresikan melalui

urin. Secara normal, tubulus ginjal akan mereabsorbsi 99% dari kalsium yang disaring ginjal.

Ketika konsentrasi kalsium rendah, maka kalsium akan direabsorpsi secara besar-besaran

sehingga hampir tidak ada kalsium yang akan terekskresi. Sebaliknya, apabila peningkatan

kalsium darah melebihi level normal, maka sebagian besar kalsium akan disekresikan. Proses

reabsorpsi kalsium pada ginjal tersebut di bawah pengaruh hormon PTH (Negi 2009: 210).

Gambar 6: Homeostasis Kalsium

[Sumber: Norris & Carr 2013: 502]

DAFTAR ACUAN

Golan, D.E., A.H. Tashjian, E.J. Armstrong, A.W. Armstrong. 2008. Principles of

pharmacology: the pathophysiology basic, 2nd

Ed. Lippincott Williams & Wilkins,

Baltimore: xvii+947 hlm.

Goodman, H.M. 2009. Basic Medical Endocrinology, 4th

Ed. Elsevier Inc, San Diego:

xxxiii+303 hlm.

Negi, C.S. 2009. Introduction to endocrinology. PHI Learning Private Limited, New Delhi:

xxviii+455 hlm.

Norris, D.O. & J.A. Carr. 2013. Vertebrate Endocrinology, 5th

Ed. Elsevier Inc, San Diego:

xi+571 hlm.