Peranan Mineral Pada Tulang

8/18/2019 Peranan Mineral Pada Tulang

1/12

PERANAN MINERAL KALSIUM (Ca), FOSFOR (P) DAN VITAMIN D DALAM

METABOLISME TULANG

2.1 Minera Ka!i"# ( Ca )

Kalsium merupakan mineral terbanyak di tubuh manusia, yaitu 1200 gram pada

orang dewasa berat 70 kg. 99 % Ca terdapat pada tulang dan gigi. Ca dan fosfat

membentuk endapan hidroksiapatit di bawah aringan kolagen.

!ubungan hidroksiapatit dengan kolagen bertanggung awab terhadap kekerasan dan

daya tahan tulang. "ulang mengandung #ukup banyak Ca fosfat nonkristal, Ca karbonat

dan garam$garam lain dalam umlah lebih ke#il. ineral menyusun sekitar &0 persen

total masa rangka, sisa massa terdiri dari matrik organik protein, glikoprotein, dan

proteoglikan, dimana garam Ca diendapkan.

"ulang terus menerus dibentuk kembali 'remodel(, kadar mineral men#erminkan

keseimbangan antara endapan dan pengambilan dari tulang sehari$hari. )ebanyak 700 mg

Ca,memasuki dan meninggalkan tulang setiap hari.

Kalsium berguna untuk mengatur akti*itas sel , fungsi saraf dan otot, kera

hormon, pembekuan darah, mobilitas seluler, dll. Karena mengatur banyak proses maka

kalsium disebut messenger kedua, sebagai perantara respon seluler untuk berbagai

stimulus dengan #ara yang analog terdapat pada pengaturan kera nukleotida siklik. Kera

kalsium melalui reseptor protein intrasel yang disebut kalmodulin.

Ca yang terikat kalmodulin mengatur akti*itas seumlah en+im, termasuk

berperan dalam metabolisme siklik nukleotida, fosforilasi protein, fungsi sekresi,

kontraksi otot penyusun mikrotubuli, metabolisme glikogen dan pengaliran kalsium. bat

http://3.bp.blogspot.com/_9MTK5JQmGDA/SuL_enConiI/AAAAAAAAAUY/RMGi3jgqG5M/s1600-h/hidroksi+apatit.jpg


2/12

fenotia+in dan beberapa peptida dalam ra#un serangga merupakan penghambat kuat kera

kalmodulin. Kadar Ca dalam plasma mengandung 9$11 mg kalsium-100ml plasma,

pengaturannya diaga oleh *itamin , hormon paratiroid, kalsitonin.

Kalsium dalam plasma terdapat dalam / bentuk yaitu

1. on bebas2. erikatan dengan ion organik

/. "erikat oleh protein

2.1.1 Me$a%&i!#e Minera Ka!i"# (Ca)

Ca diabrospsi duodenum dan eunum proksimal oleh protein pengikat Ca

yang disintesis sebagagi respon terhadap kera 1,2&$dihidroksikolekalsiferol

'1,2&$dihidroksi*itamin (. 3brospsi dihambat oleh senyawa yang membentuk

garam Ca yang tidak larut.

Kalsium diekskresi melalui ginal bila kadarnya diatas 7 mg-100 ml.

)eumlah besar diekskresi melalui usus dan hampir semuanya hilang dalam feses.

)eumlah ke#il diekskresi melalui keringat.

2.1.2 Pen'a$"ran Ke!ei#%an'an Ka!i"# (Ca)

4ntuk mempertahankan kadar kalsium dala keadaan normal, diperlkan

interaksi beberapa proses antara lain

1. 5emasukan yang berasal dari makanan dan absorpsi saluran #erna.2. 5engeluaran melalui ekskresi urin dan faeses.

/. Keseimbangan formasi dan resorpsi tulang yang disebut sebagai dinamika

tulang 'bone turno*er(.


3/12

4ntuk menamin keseimbangan proses diatas dengan baik diperlukan pengaturan

se#ara hormonal, yaitu

1. !ormon paratiroid

2. 6itamin /. Kalsitonon

2.1. Dei!ien!i Minera Ka!i"# (Ca)

eala difisiensi Ca antara lain adalah tetani, gangguan otot dan syaraf

yang berhubungan. )ering teradi akibat defisiensi *itamin , hipoparatiroidisme,

atau insufisiensi ginal, dan kekurangan kalsium.

ila kadar kalsium dibawah normal, kalsium tulang dimobilisasi,

meningkatkan Ca yang bersirkulasi, sehingga pembentukan tulang baru dihambat.

Keseimbangan negatif Ca menyebabkan rakitis pada anak$anak dan osteomalasia

pada orang dewasa.

2.1.* T&+!i!i$a! Minera Ka!i"# (Ca)

!iperkalemia tampaknya tidak teradi, karena kelebihan kalsium tidak

diabsorpsi ntake berlebihan, menyebabkan kadar Ca serum tinggi, dapat

menyertai adanya gangguan klinis seperti hiperparatiroidisme, intoksikasi *itamin

, sarkoidosis dan kanker.

2.2 F&!&r ( P )

"ubuh orang dewasa mengandung sekitar 800 mg fosfor. )ekitar &% berada

dalam bentuk kristal didalam tulang, dan 1&% berada didalam #airan ekstraseluler.


4/12

)ebagian besar fosfor ekstraseluler berada dalam bentuk ion fosfat anorganik dan didalam

aringan lunak, hampir semuanya dalam bentuk ester fosfat. :osfat intraseluler,

memegang peran yang sangat penting dalam proses biokimia intrasel, termasuk pada

pembentukan dan transfer energi seluler.

:osfor sebagai fosfat, penting dalam struktur dan fungsi semua sel hidup. :osfat

dalam sel sebagai ion bebas, merupakan bagian penting asam$asam nukleat, nukleotida

dan beberapa protein. alam ruang ekstraseluler, fosfat bersirkulasi sebagai ion bebas

dan terdapat sebagai hidroksiapatit, komponen utama dari tulang, )emua sel mempunyai

en+im$en+im yang dapat mengikatkan fosfat dalam ikatan ester atau anhidrida asam ke

molekul lain.

2.2.1 Me$a%&i!#e F&!&r

:osfat bebas diabsorpsi dalam eunum bagian tengah dan masuk aliran

darah melalui sirkulasi portal. 5engaturan absorpsi fosfat diatur oleh 1 , 2&;

dihidroksikolekalsiferol '1,2&$dihidroksi*itamin (. :osfat ikut dalam pengaturan

deri*at aktif *itamin .

ila kadar fosfat serum rendah, pembentukan 1,2&$dihidroksi*itamin

dalam tubulus renalis dirangsang, sehingga teradi penambahan absorpsi fosfat

dari usus.

eposisi fosfat sebagai hidroksiapatit dalam tulang diatur oleh kadar

hormon paratiroid.1,2&$dihidroksi*itamin ,memegang peranan yang

memungkinkan hormon paratiroid melakukan mobilisasi kalsium dan fosfat dari

tulang.


5/12

imal dan tubulus distal ginal.

1,2&$ihidroksi*itamin merangsang reabsorpsi fosfat bersama kalsium

dalam tubulus proksimal. !ormon paratiroid mengurangi reabsorpsi fosfat oleh

tubulus renalis sehingga mengurangi efek 1,2&$ihidroksi*itamin pada ekskresi

fosfat. ila tidak ada efek kuat hormon paratiroid, ginal mampu memberi respon

terhadap 1,2&$dihdroksi*itamin dengan pengambilan semua fosfat yang

difiltrasi.

2.2.2 Dei!ien!i F&!&r

Kekurangan fosfat teradi akibat berkurangnya absorpsi dari usus,

pembuangan berlebihan melalui ginal. !ipofosfatemia mempengaruhi sebagian

besar tipe sel. ?akitis pada anak dan osteomalasia pada orang dewasa adalah

akibat metabolisme abnormal kalsium dan fosfat. )elain itu terdapat kelainan pada

eritrosit, leukosit, trombosit dan pada hati.

2. Vi$a#in D

2..1 Me$a%&i!#e Vi$a#in D

6itamin diproduksi oleh kulit melalui paparan sinar matahari, kemudian

mengalami 2 kali hidroksilasi oleh hepar dan ginal menadi *itamin yang aktif,

yaitu 1,2&$ dihidroksi*itamin @ 1,2& '!(2A.


6/12

3kibat paparan sinar matahari, pro*itamin / '7$dehidrokolesterol, 7$

!C(, akan menyerap radiasi ultra*iolet '46( sinar matahari pada tingkat

energi 290$/1& nm, dan berubah menadi pre*itamin /. )ekali terbentuk,

pre*itamin / akan mengalami isomerisasi oleh panas dan berubah menadi

*itamin /. Kemudian *itamin /, akan masuk kedalam sirkulasi dan berikatan

dengan protein pengikat *itamin . 5ada orang kulit berwarna dan orang tua,

produksi *itamin oleh kulit akan berkurang, karena melanin merupakan

penahan sinar matahari yang sangat baik, sehingga fotosintesis *itamin akan

berkurang, sedangkan pada orang tua, konsentrasi 7$!C yang tidak

teresterifikasi uga berkurang.

)umber *itamin dari makanan sangat arang, hanya didapatkan dari

lemak ikan dan minyak ikan. nstitute of edi#ine, pada 1997,

merekomendasikan kebutuhan *itamin pada bayi, anak$anak dan orang dewasa

70 tahun, kebutuhan *itamin masing$masing adalah B00 4 '10 g(-hari dan

800 4 '1& g(-hari. 5ada wanita hamil dan laktasi, pada semua umur, kebutuhan

*itamin adalah 200 4-hari. 5ada keadaan tanpa sinar matahari, kebutuhan

*itamin pada semua umur harus ditambah 200 4-hari. atas atas asupan

*itamin yang direkomendasikan pada bayi adalah 1000 4-hari dan pada usia

diatas 1 tahun adalah 2000 4-hari.

6itamin yang bersumber dari minyak ikan dan lemak ikan adalah dalam

bentuk *itamin /, sedangkan yang berasal dari ragi dan tanaman adalah *itamin

2. Kedua bentuk tersebut, didalam sirkulasi akan berikatan dengan protein

pengikat *itamin dan dibawa ke hepar dan dihidroksilasi oleh #yto#hrome


7/12

5B&0$*itamin $2&$hydro*ylase menadi 2&$hidroksi *itamin @2&'!(A.

2&'!( akan masuk kedalam sirkulasi dan merupakan bentuk *itamin yang

terbesar didalam sirkulasi.

!idroksilasi *itamin di hepar tidak diatur se#ara ketat, sehingga

produksi yang berlebihan di kulit atau asupan yang berlebihan dari makanan akan

meningkatkan kadar 2&'!( didalam serum, sehingga kadar 2&'!( didalain

serum dapat digunakan untuk mendeteksi ke#ukupan, defisiensi atau intoksikasi

*itamin . 2&'!( merupakan bentuk *itamin yang inaktif, yang akan

dibawa ke ginal, dimana hidroksilasi yang kedua oleh #yto#hrome 5B&0$

monoo>ygenase, 2& '!($l$hidroksilase, akan merubah 2&'!( menadi

1,2&dihidroksi*itamin @1,2&'!(2A. )e#ara biokimiawi, *itamin yang telah

mengalami 2 kali hidroksilasi akan lebih hidrofilik, walaupun masih sangat larut

didalam lemak.

inal merupakan produsen utama 2& '!($$hidroksilaseD produsen

lainnya adalah monosit dan sel kulit. )elain itu, plasenta pada wanita hamil uga

dapat memproduksi 1,2&'!(2. Ealaupun demikian, pada keadaan anefrik,

ternyata produsen 2& '!(1$hidroksilase ekstrarenal tidak efektif mengatur

homeostasis kalsium. 5ada keadaan hipokalsemia, kadar 5"! akan meningkat

dan ini akan meningkatkan perubahan 2&'!( menadi 1,2&'!(2. 1,2&'!(

2 uga dapat mengatur produksinya sendiri baik se#ara langsung melalui umpan

balik negatif produksi 2&'!($la$hidroksilase, maupun se#ara tak langsung

dengan menghambat ekspresi gen 5"!.


8/12

)elain itu, beberapa hormon, seperti hormon pertumbuhan dan prolaktin,

se#ara tak langsung akan meningkatkan produksi 1,2&'!(2 oleh ginal. 5ada

orang tua, seringkali tedadi kegdgalan peningkatan produksi 1,2&'!(2 yang

dirangsang oleh 5"!, sehingga pada orang tua sering teradi gangguan absoipsi

Ca di 4)4).1,2&'!(2 akan dimetabolisme di organ targetnya 'tulang dan

usus( dan hati serta ginal melalui beberapa proses hidroksilasi menadi asam

kalsitroat yang se#ara biologik tidak aktif aik 2&'!( maupun 1,2&'!(2

uga akan mengalami 2B$hidroksilasi menadi 2B,2&'!(2 dan l,2B,2&'!(/

yang se#ara biologik uga tidak aktif.

)emua organ target *itamin , memiliki reseptor *itamin pada inti

selnya '6?(. 6? memiliki afinitas terhadap 1,2&'!(2 1000 kali lebih besar

daripada terhadap2&'!( dan metabolit *itamin lainnya. )etelah men#apai

organ target, 1,2&'!(2 akan terlepas dari protein pengikatnya, kemudian

masuk kedalaam sel dan berinteraksi dengan 6?. Kemudian kompleks

1,2&'!(2$6? akan berinteraksi lagi dengan retinoi# a#id F i$e#eptor '?F?(

membentuk heterodimer yang kemudian akan berinteraksi dengan *itamin $i$

esponsi*e element '6?


9/12

daerah terrninal$G, yang disebut G3 $binding domain yang memiliki ari$ari

Hn.

2..2 F"n'!i Bi&&'i+ Vi$a#in D

:ungsi utama *itamin adalah menaga homeostasis kalsium dengan #ara

meningkatkan absorpsi kalsium di usus dan mobilisasi kalsium dan tulang pada

keadaan asupan kalsium yang inadekuat.

6? di usus terdapat pada seluruh dinding usus halus, dengan konsentrasi

tertinggi didalam duodenum. 1,2&'!(2 berperan se#ara langsung pada

masuknya kalsium kedalam sel usus melalui membran plasma, meningkatkan

gerakan kalsium melalui sitoplasma dan keluamya kalsium dari dalam sel melalui

membran basilateral ke sirkulasi. ekanisme yang pasti dari proses ini belum

diketahui se#ara pasti, walaupun telah diketahui bahwa 1,2&'!(2 akan

meningkatkan produksi dan aktifitas C35, fosfatase alkali, 3"5ase, brush$

border a#tin, kalmodulin dan brush$border protein. C35 merupakan protein

utama yang berperan pada fluks Ca melalui mukosa gastrointestinal.

i tulang, 1,2&'!(2 akan menginduksi mono#yti# stem #ells di

sumsum tulang untuk berdiferensiasi menadi osteoklas. )etelah berdifirensiasi

menadi osteoklas, sel ini akan kehilangan kemampuannya untuk bereaksi

terhadap 1,2&'!(. 3ktifitas osteoklas akan diatur oleh 1,2&'!(2 se#ara

tidak langsung, melalui osteoblas yang menghasilkan berbagai sitokin dan

hormon yang dapat mempengaruhi aktifitas osteoklas. 1,2&'!(2 uga akan

meningkatkan ekspresi fosfatase alkali, osteopontin dan osteokalsin oleh


10/12

osteoblas. 5ada proses mineralisasi tulang, 1,2&'!(2 berperan menaga

konsentrasi Ca dan 5 didalwn #airan ekstraseluler, sehingga deposisi kalsium

hidroksiapatit pada matriks tulang akan berlangsung dengan baik.

i ginal, 1,2&'!(2, melalui 6?$nya berperan mengatur sendiri produksinya

melalui umpan$balik negatif produksinya dan menginduksi metabolisms hortnon

ini menadi asam kalsitroat yang inaktif dan larut didalam air.

eberapa aringan dan sel lain yang bersifat nonkalsemik, uga diketahui

memiliki 6?, misalnya sel tumor. 5aparan 1,2&'!(2 pada sel tumor yan#,

memiliki 6?, akan menurunkan aktifitas proliferasinya dan uga

diferensiasinya. Ealaupun demikian, penggunaannya sebagai obat kanker tidak

menunukkan hasil yang memuaskan.


11/12

BAB III

PENUTUP

.1 KESIMPULAN

"ulang merupakan aringan ikat khusus yang bersama$sama dengan tulang rawan

membentuk sistem rangka 'skeletal(. Kalsium, fosfor dan *itamin mempunyai peran

yang sangat besar pada proses mineralisasi tulang.

alam metabolisme Ca, Ca diabrospsi duodenum dan eunum

proksimal oleh protein pengikat Ca yang disintesis sebagagi respon terhadap

kera 1,2&$dihidroksikolekalsiferol '1,2&$dihidroksi*itamin (. 3bsorbsi

dihambat oleh senyawa yang membentuk garam Ca yang tidak larut.

Kalsium diekskresi melalui ginal bila kadarnya diatas 7 mg-100 ml.

)eumlah besar diekskresi melalui usus dan hampir semuanya hilang dalam

feses. )eumlah ke#il diekskresi melalui keringat.

=uga metabolisme :osfor, :osfat bebas diabsorpsi dalam eunum bagian tengah

dan masuk aliran darah melalui sirkulasi portal. 5engaturan absorpsi fosfat diatur oleh 1 ,

2&;dihidroksikolekalsiferol '1,2&$dihidroksi*itamin (. :osfat ikut dalam pengaturan

deri*at aktif *itamin .

ila kadar fosfat serum rendah, pembentukan 1,2&$dihidroksi*itamin dalam tubulus

renalis dirangsang, sehingga teradi penambahan absorpsi fosfat dari usus.


12/12

eposisi fosfat sebagai hidroksiapatit dalam tulang diatur oleh kadar hormon

paratiroid.1,2&$dihidroksi*itamin ,memegang peranan yang memungkinkan hormon

paratiroid melakukan mobilisasi kalsium dan fosfat dari tulang.

)edangkan metabolisme *itamin , 6itamin diproduksi oleh kulit melalui

paparan sinar matahari, kemudian mengalami 2 kali hidroksilasi oleh hepar dan ginal

menadi *itamin yang aktif, yaitu 1,2&$ dihidroksi*itamin @ 1,2& '!(2A. 3kibat

paparan sinar matahari, pro*itamin / '7$dehidrokolesterol, 7$!C(, akan menyerap

radiasi ultra*iolet '46( sinar matahari pada tingkat energi 290$/1& nm, dan berubah

menadi pre*itamin /. )ekali terbentuk, pre*itamin / akan mengalami isomerisasi

oleh panas dan berubah menadi *itamin /. Kemudian *itamin /, akan masuk kedalam

sirkulasi dan berikatan dengan protein pengikat *itamin . 5ada orang kulit berwarna dan

orang tua, produksi *itamin oleh kulit akan berkurang, karena melanin merupakan

penahan sinar matahari yang sangat baik, sehingga fotosintesis *itamin akan

berkurang, sedangkan pada orang tua, konsentrasi 7$!C yang tidak teresterifikasi uga

berkurang.

3:4)

https--www.a#ademia.edu-120701B9-5

Documents

Peranan Mineral Pada Tulang