Metabolisme Kalsium dan Tulang

Mekanisme siklus perubahan bentuk tulang (bone remodeling)

Penjelasan gambar disamping:

Penyimpanan Ca2+ dalam tulang (mineralisasi)

dan mobilisasi Ca2+ dari tulang diregulasi oleh

sedikitnya 15 hormon dan substansi persinyalan

yang mirip hormon. Ini sebagian besar

dipengaruhi maturitas dan aktivitas dari sel

tulang.

Osteoblasts menyimpan kolagen, begitu juga

kalsium dan fosfat, dengan demikian akan

membuat substansi tulang baru, ketika osteoclast

mengeluarkan ion H+ dan kolagenase yang secara

lokal menguraikan tulang (bone remodeling).

Osteoblasts dan osteoclasts aktif satu sama lain

dengan melepaskan sitokin dan growth factor. Ini

membantu pembentukan formasi tulang dan

degradasi tulang menjadi seimbang.

Hormon Ca2+ selektif calcitriol, hormon

paratiroid, dan calcitonin mempengaruhi interaksi

sel tulang. Hormon paratiroid meningkatkan pelepasan Ca2+ dengan meningkatkan pelepasan

sitokin oleh osteoblasts. Sebaliknya, sitokin menstimulasi pembentukan osteoclasts yang dewasa

dari sel prekursor. Calcitonin menghambat proses ini. Saat yang bersamaan, calcitonin juga

meningkatkan pembentukan osteoblasts. Osteoporosis, yang mana sebagian besar terjadi pada

perempuan saat melewati masa menopause, didasari oleh pengurangan pada level estrogen.

Estrogen normalnya menghambat stimulasi diferensiasi osteoclasts dari osteoblasts. Jika efek

estrogen dihambat, osteoclasts akan mendominasi dan kelebihan degradasi tulang terjadi.

Efek dari hormon steroid calcitriol dalam tulang sangat kompleks. Di satu sisi, calcitriol

meningkatkan pembentukan formasi tulang dengan menstimulasi diferensiasi osteoblast. Hal ini

sangat penting pada anak kecil, diantaranya kekurangan calcitriol dapat menyebabkan gangguan

mineralisasi. Di sisi lain, calcitriol meningkatkan kadar Ca2+ darah melalui peningkatan

pergerakan Ca2+ dari tulang.

Kalsium

Tubuh mengandung 1-1,5 kg Ca2+ dan 98% kalsium

tersebut tersimpan di tulang. Sisa Ca akan didistribusikan

ke jaringan lunak, gigi, cairan ekstrasel. Total kalsium

serum adalah 2,2 -2,6 mmol/L. Fungsi Ca2+ adalah sebagai

komponen tulang dan substansi persinyalan. Second

messenger dalam jalur signal tranduksi adalah sebagai

eksositosis dan konstraksi otot serta kofaktor dalam

pembekuan darah

Homeostasis Kalsium

Sirkulasi Ca pada tulang, ginjal dan usus dikontrol secara hormonal yaitu oleh. Hormon

paratiroid. Ada 3 bentuk Ca dalam sirkulasi:

– Ca2+ yang terionisasi (50% dari total ca)

– Ca berikatan dengan protein albumin (40%)

– Kompleks dengan sitrat dan fosfat (10%)

Penjelasan gambar:

Pengurangan kalsium yang

terionisasi dalam plasma

menstimulasi pelepasan

PTH (hormon paratiriod).

Hal ini meningkatkan

reabsorpsi Ca2+ dari ginjal,

resorpsi dari tulang, dan

absorpsi oleh usus lewat

peningkatan produksi dari

1,25(OH)2D3. Sebagai

hasilnya, kalsium dalam

darah meningkat.

Sebaliknya, peningkatan

kalsium yang terionisasi

dalam plasma menstimulasi pelepasana calcitonin, yang mana menghambat reabsorpsi kalsium

oleh ginjal dan osteoclast yang resorpsi tulang.

Faktor yang mempengaruhi

Homeostasis Tulang: Ca Sensing

Receptor

Ca Sensing Receptor adalah suatu

reseptor protein G permukaan sel

yang berhubungan dengan reseptor

sel kelenjar paratiroid utama, tubula

ginjal, dan sel C tiroid

Kalsium terionisasi dipertahankan

dalam kisaran sempit melalui

penginderaan reseptor kalsium

ekstraselular (CASR)

Faktor yang mempengaruhi Homeostasis Calcium: Hormon Paratiroid

Hormon paratiroid adalah suatu

hormon yang dihasilkan oleh sel

utama kelenjar paratiroid

Hormon paratiroid mengatur

konsentrasi kalsium serum secara

langsung pada ginjal dan tulang,

dan tidak langsung pada usu

melalui peningkatan sintesis

vitamin D3

Faktor yang mempengaruhi Homeostasis Calcium: Vitamin D

• Vitamin D3 and metabolit terhidroksilasinya diangkut dalam plasma yang terikat dengan

globulin spesifik, protein pengikat vitamin D (D Binding Protein).

• Afinitas Vitamin D2 terhadap D Binding Protein (DBP) rendah tapi tinggi terhadap vitamin

D3.

• Vitamin D3 terdapat juga dalam diet, absorpsinya bergabung dengan lemak lain dan diangkut

ke hati melalui silomikron.

• Vitamin D3 di dalam hati dilepaskan dari silomikron oleh DBP dan dihidroksilasi pada posisi

25 sehingga terbentuk 25-hydroxycholecalciferol ((25(OH)D3; calcidol).

• Calcidol mengatur kecepatan konversi vitamin D3 ke metabolit aktifnya.

• Calcidol adalah bentuk utama vitamin dalam hati dan bentuk utama dalam sirkulasi.

• Gangguan sirkulasi enterohepatik menyebabkan defisiensi vitamin ini.

Metabolit Aktif Vitamin D :1α,25-dihydroxycholecalciferol (1,25-(OH)2D3), Calcitriol

• Tempat hidroksilasi lanjut calcidol adalah renal tubul, selain tulang dan plasenta.

• Enzim yang berperan adalah 1α-hydroxylase, enzim mitokondria.

• Aktivitas enzim ini distimulasi oleh HPT, konsentrasi fosfat dan kalsium serum, vitamin D

deficiency, calcitonin, hormon pertumbuhan, prolactin, and estrogen.

• Aktivitas enzim ini dihambat oleh calcitriol, hiperkalsemia, hipoparatiroid, dan fosfat tinggi.

• Calcitrion berperan dalam meningkatkan absorpsi Ca dan fosfat dari lambung melalui

transport aktif, protein pengikat Ca.

• Rendahnya Calcitrion menyebabkan mineralisasi osteoid baru abormal, akibatnya

ketersediaan Ca dan fosfat rendah, mengurangi fungsi osteoblast sehingga menyebabkan

riketsia pada anak-anak dan bayi atau osteomalacia pada orang dewasa.

Faktor yang mempengaruhi Homeostasis Tulang: Calcitonin

• Calcitonin menghambat resorpsi Ca tulang osteoclast.

• Calcitonin is suatu peptida yang berjumlah 32 asam amino dan disekresikan oleh sel

parafollicular kelenjar tiroid (C-cells).

• Sekresi diatur oleh serum kalsium melalui CASR: peningkatan serum calcium menyebabkan

peningkatan proporsionalcalcitonin.