Fungsi Tulang dan

Homeostasis KalsiumDMS2-K6

Prof. dr.Yasmeiny Yazirdr.Nuraiza Meutia

• Tulang adalah jaringan ikat, terdiri dari anyaman kolagen dan kandungan hydroxyapatites (Ca10(PO4)6(OH)2 )

• Tulang sebagai jaringan hidup mendapat suplai darah sebanyak 200-400 mL/mnt.

• Sepanjang hidup, tulang secara konstan diresorbsi dan tulang baru dibentuk kembali.

Fungsi Tulang

• Support : menyokong beban (tubuh) melawan gaya gravitasi

• Protection : melindungi organ-organ penting• Movement : memungkinkan terjadinya pergerakan

(lokomosi)- sehubungan dengan aktivitas otot- karena sifatnya yang kaku

• Storage ( mineral, lipid & Growth Factor) , dan memelihara homeostasi kadar kalsium (Ca2+) dan fosfat (PO4-)

• Blood Cell formation

Pengaruh Hormon terhadap Tulang

• Pertumbuhan tulang : Growth hormone, hormon tiroid, androgen, estrogen, dan insulin stimulasi aktivitas osteoblas dan pembentukan matriks tulang

• Regulasi simpanan kalsium dalam tulang : Calcitriol, Calcitonin, PTH

Remodeling

• Proses daur ulang dan pembaruan komponen-komponen organik & mineral pada matriks tulang secara terus menerus

• Terjadi oleh aktivitas osteosit, dan keseimbangan antara aktivitas osteoblast dan osteoclast.

• Dapat terjadi perubahan pada bentuk tulang, internal architecture, atau kandungan mineralnya, bergantung pada efek tekanan dan regangan (stress & strain)

• Manfaat : tulang mampu berespon terhadap stress fisik, memperbaiki microdamage, dan memelihara homeostasis kalsium

• Proses remodeling berlangsung dibawah kontrol hormon PTH dan Estrogen

Nutrisi yang penting untuk tulang :

• Garam kalsium dan fosfat• Magnesium, Fluoride, Besi, dan Mangan• Vitamin D (prekursor hormon Calcitriol)• Vitamin C : untuk reaksi enzimatik dalam sintesis

kolagen, & stimulasi diferensiasi osteoblast• Vitamin A : stimulasi aktivitas osteoblast

(terutama pada anak)• Vitamin K & B12 : untuk sintesis protein pada

tulang

Fungsi Tulang sebagai Cadangan Kalsium

• Total kalsium tubuh : ± 1100 gr• Dalam tubuh, kalsium berada dalam 2 bentuk:

1. Difus : terionisasi atau membentuk kompleks dengan HCO3-, citrate, dll

2. Terikat protein : dengan albumin & globulin

• 99 % kalsium berada di dalam tulang• Dalam tulang, Ca2+ berada dalam 2 bentuk simpanan :– Exchangeable reservoir (100 mmol)– Stable (27.200 mmol)

Metabolisme kalsium dalam tubuh manusia

Kalsium

• Sumber : makanan / minuman• Absorbsi di usus, diatur oleh : 1,25-dihydroxy-

cholecalciferol ( Calcitriol )

• Absorbsi meningkat oleh : calcitriol dan diet tinggi protein

• Absorbsi menurun akibat : peningkatan kadar Ca2+ plasma, adanya insoluble salts (Ca2+phosphates, Ca2+oxalates), dan suasana alkalis

Calcium balance in the body 11

Fungsi Kalsium dalam tubuh

• Mempengaruhi eksitabilitas sel saraf dan proses transmisi pada sinaps

• Proses kontraksi otot (skelet, jantung, & polos)• Aktivitas listrik jantung • Sebagai second messenger • Proses sekresi hormon• Memelihara tight junction• Proses pembekuan darah

Peran Hormon dalam Regulasi Metabolisme Kalsium

1. 1,25-dihydroxy-cholecalciferol ( Calcitriol )2. Parathyroid hormone3. Calcitonin 4. PTHrP (PTH-related protein)5. Glucocorticoid, Estrogen, Growth factor,

insulin

1,25-dihydroxy-cholecalciferol ( Calcitriol )

• Berasal dari 7-dehydrocholesterol

Fungsi : 1. Meningkatkan absorpsi

Ca2+ dan PO4-dari usus2. Fasilitasi reabsorbsi Ca2+di

ginjal3. Meningkatkan aktivitas

osteoblast untuk mensintesis matriks tulang

Berperan untuk meningkatkan kadar kalsium dalam darah (sebagai respon thd penurunan kadar kalsium darah), dan menurunkanPO4- plasma

Dengan cara : Meningkatkan resorpsi tulang & mobilisasi

Ca2+

Meningkatkan ekskresi PO4- melalui urin Meningkatkan reabsorbsi Ca2+ di ginjal

Parathyroid Hormone (PTH)

15

Calcitonin • Dihasilkan oleh sel parafolikular (sel C) di Thyroid gland• Fungsi : menurunkan kadar Ca2+ dan PO4-dalam darah,

dengan cara :– Di tulang : menghambat aktivitas osteoclast

menginhibisi resorpsi tulang– Di ginjal : meningkatkan ekskresi Ca2+ di urin.

• Berperan pada keadaan: – hiperkalsemia postprandial– masa hamil (mencegah Ca2+ loss-akibat efek Calcitriol)– usia muda (meningkatkan perkembangan tulang)

Homeostasis kalsium darah;Peran PTH dan Calcitonin pada saat kadar kalsium plasma menurun

17

Homeostasis kalsium darah;Peran PTH dan Calcitonin pada saat kadar kalsium plasma meningkat

18

PTHrP (PTH-related protein)

• Dihasilkan oleh berbagai jaringan tubuh• Reseptor sama dengan PTH, efek berbeda

• Fungsi :– Pertumbuhan dan perkembangan cartilage in

utero– Berperan dalam transport kalsium di plasenta– Memungkinkan terjadinya erupsi gigi

Pengaruh hormon :

• Glucocorticoid : menurunkan kadar kalsium plasma dengan menghambat pembentukan dan aktivitas osteoclast.

• Namun pemakaian jangka panjang, menyebabkan osteoporosis, dengan :– Inhibisi sintesis protein di osteoblast– Meningkatkan resorpsi tulang– Menurunkan absorpsi Ca2+ dan PO4- di usus– Meningkatkan ekskresi Ca2+ dan PO4-di ginjal

Pengaruh hormon, cont. :

• Growth Hormone : meningkatkan ekskresi Ca2+ di urin + meningkatkan absorpsi Ca2+ di usus efek akhir : positive Ca2+ balance

• Estrogen : inhibisi aktivitas osteoclast cegah osteoporosis

• Thyroid hormone (berlebihan) : hiperkalsemia, hiperkalsiuria, osteoporosis

Bone Mass

• Massa tulang pria > wanita

• Peak bone mass terjadi pada usia 20-an , mulai menurun di usia 30-an dan semakin cepat berkurang setelah menopause

Loss of bone mass, terjadi akibat :1. Penurunan kadar estrogen2. Imobilisasi yang lama3. Efek space flight4. Kadar glucocorticoid berlebihan

Mencegah bone loss :5. Meningkatkan intake kalsium6. Moderate exercise7. Bisphosphonates : menurunkan aktivitas osteoclast8. Fluoride : stimulasi osteoblast (pada keadaan

nonpatologis)

Efek Penuaan terhadap Tulang

• Penurunan bone mass pada usia 30-40an terjadi akibat aktivitas osteoblast menurun sementara osteoclast tetap.

• Osifikasi yang tidak adekuat ini disebut Osteopenia, membuat tulang menjadi tipis dan lemah

• Wanita kehilangan 8 % massa skelet / dekade, sedangkan pria kehilangan 3 %.

• Tulang yang lebih cepat/banyak kehilangan massa :– Epiphyses tungkai mudah patah– Vertebrae penurunan tinggi badan– Rahang (jaws) kehilangan gigi geligi

Referensi :1. Ganong’s Review of Medical Physiology. 23rd Ed. McGraw

Hill.2010.pp.363-3742. Martini FH. Fundamentals of Anatomy and Physiology. 5th

Ed. Prentice Hall.2001.pp.181-1873. Sherwood L. Human Physiology. 5th Ed.

Thomson.2004.pp.733-744