Fungsi Kalsium dan Vitamin D Terhadap Pembentukan dan

Pertumbuhan Tulang

Samsu Buntoro

102011194

Fakultas Kedokteran

Universitas Kristen Krida Wacana

Jl.Terusan Arjuna No.6,Kebun Jeruk,Jakarta Barat.Tel.(021)56966593-4 Fax.(021)5631731

Email: boensamsu@yahoo.co.id

Pendahuluan

Tulang merupakan jaringan penyokong yang berfungsi sebagai tempat melekatnya otot

dan membentuk rangka serta melindungi organ vital tubuh vertebrata. Dengan kerja sama antara

tulang dan otot serta dikendalikan oleh sistem saraf pusat maka, tubuh vertebrata termasuk

manusia dapat digerakkan. Pembentukan tulang pada manusia dimulai dari pembentukan tulang

rawan lalu sebagian besar tulang pada tubuh manusia berkembang dan tumbuh menjadi tulang

dewasa. Selain pembentukan dan pertumbuhan tulang, tulang dapat mengalami kerusakan seperti

retak atau patah namun dapat pula memperbaiki kerusakan itu sendiri. Pada sebuah skenario,

dikatakan terjadi patah tulang paha pada seorang anak, lalu diberi suplemen kalsium dan vitamin

D oleh dokter untuk mempercepat pertumbuhan tulangnya dan ototnya dapat berkontraksi

dengan baik.

Tujuan penulisan ini adalah agar pembaca dapat mengetahui berbagai struktur tulang,

pembentukan dan pertumbuhan tulang, serta nutrisi yang membantu pertumbuhan tulang.

Dengan pengetahuan yang disampaikan melalui makalah ini, penulis juga berharap kepada

pembaca agar dapat memahami sehingga timbul rasa peduli untuk menjaga kesehatan tulang agar

tetap kuat hingga tua nanti.

Tulang

Tulang adalah bentuk khusus jaringan ikat dengan kerangka kolagen yang mengandung

garam Ca2+ dan PO43−¿¿ , terutama hidroksiapit.1 Menurut bentuknya, tulang terbagi menjadi

beberapa jenis yaitu tulang pipih,tulang pendek,tulang irreguler,tulang berongga

udara(pneumatica) dan tulang panjang. Tulang pipih biasanya dijumpai pada tulang tengkorak

dan skapula, tulang pendek ada di jari-jari tangan dan kaki, tulang irreguler terdapat di tulang

belakang, tulang pneumatica dapat dijumpai pada tulang maksila, dan tulang panjang dapat

dijumpai pada tulang lengan atas atau tulang paha.

Secara makroskopik,tulang yang dapat dilihat dengan mata telanjang terdiri dari tulang

kompakta dan tulang spongiosa.Sesuai dengan namanya,tulang kompakta tampak sebagai massa

utuh yang padat dengan ruang-ruang kecil yang hanya tampak dengan mikroskop.Sedangkan

tulang spongiosa,tampak banyak rongga-rongga yang diisi oleh sumsum tulang.2 Sedangkan

secara mikroskopik, tulang terdiri dari sistem havers, lamella, lakuna, dan kanalikuli.

Pembentukan dan Penyerapan Tulang

Sel yang berperan membentuk tulang(osteosit) adalah osteoblas dan sel yang berperan

menyerap tulang adalah osteoklas. Setelah pertumbuhan terhenti pada manusia,osteoblas berubah

menjadi sel-sel pelapis tulang tidak aktif tetapi mereka tetap memiliki potensi osteogenik, dan

jika tulang cedera, mereka akan diubah kembali menjadi osteoblas dan berpartisipasi dalam

pembentukkan tulang baru untuk memulihkan kerusakan.2

Osteosit adalah sel utama tulang dewasa yang terdapat di dalam lakuna di matriks

mengapur. Cabang-cabang dari osteosit berdekatan saling berkontak dengan ujungnya.Jadi, sel-

sel ini tidak terisolasi dalam lakunanya tetapi berhubungan satu dengan yang lain, hal ini

membantu sel-sel di bagian matriks yang mengapur mendapat makanan dan berespon terhadap

hormon.Ostoesit dan osteoblas juga berperan dalam menyeimbangkan kadar normal kalsium

darah dengan cara interaksi antara osteosit dan osteoblas merangsang hormon paratiroid yang

selanjutnya akan merangsang penarikan kalsium dari matriks tulang.2

Selama hidup, tulang secara terus menerus diresorpsi dan dibentuk tulang baru.Kalsium

dalam tulang mengalami pergantian 100% pada bayi dan 18% pada orang dewasa.Remodeling

tulang adalah proses lokal yang berlangsung di daerah terbatas oleh populasi sel yang disebut

unit remodeling tulang.Mula-mula osteoklas menyerap tulang,lalu osteoblas meletakkan tulang

baru di daerah yang sama, proses ini berlangsung selama 100 hari.Pandangan tradisional

mengatakan bahwa tulang diproduksi oleh osteoblas dan dihancurkan oleh osteoklas yang

berukuran besar dan berinti banyak namun pandangan ini diniliai terlalu sederhana. Studi lanjut

menunjukkan osteoblas juga berperan penting dalam resorpsi tulang.Osteoklas efektif hanya bila

berkontak langsung dengan matriks tulang bermineral.Tulang biasanya memiliki lapis tipis

matriks tanpa mineral disebut osteoid. Osteoblas diduga berperan dalam resorpsi tulang dengan

mensekresi enzim yang menghilangkan lapis osteoid superfisial ini sehingga memaparkan

matriks bermineral untuk diserang osteoklas.2

Manfaat dari remodeling tulang secara kontinu adalah 1. Tulang akan menyesuaikan

kekuatannya agar sebanding dengan derajat tekanan yang diterimanya.Akibatnya tulang akan

menebal jika menerima beban berat misalkan tulang atlet lebih berat dibandingkan tulang non-

atlet. 2. Bentuk tulang bahkan dapat disusun kembali agar berfungsi sebagai penyangga daya

mekanik, oleh proses pembentukan dan absorpsi tulang sesuai dengan pola stres tulang. 3.

Tulang yang tua relatif lemah dan rapuh sehingga diperlukan pembentukan matriks organik yang

baru ketika matriks organik yang tua mengalami degenerasi.Dengan proses ini,kekuatan tulang

dipertahankan.3

Pertumbuhan Tulang

Selama perkembangan janin, sebagian besar tulang dibentuk dari tulang rawan dan

kemudian diubah menjadi tulang melalui osifikasi(pembentukan tulang enkondral).Pengecualian

pada klavikula, mandibula, dan tulang tengkorak tertentu tempat sel mesenkim membentuk

tulang secara langsung.Selama pertumbuhan,tulang panjang dapat dibagi menjadi 2 bagian yaitu

epifisis di ujung tulang dan diafisis di corpus tulang.Pertumbuhan tulang dapat terjadi selama

epifisis terpisah dengan diafisis, dan pertumbuhan akan terhenti setelah epifisis menyatu dengan

diafisis (penulangan epifisis).Penulangan epifisis terjadi berurutan secara teratur, dan penulangan

epifisis akan terjadi terakhir kalinya setelah masa pubertas.2

Setelah pertumbuhan tulang berhenti,tulang berangsur-angsur rapuh.Pada Gambar 1,

massa tulang pada wanita lebih sedikit dibandingkan dengan pria, dan setelah menopause wanita

akan kehilangan tulang lebih cepat daripada pria pada usia setara.Akibatnya, wanita memiliki

resiko yang lebih besar menderita osteoporosis serius.Penyebab utama berkurangnya tulang

setelah menopause adalah defisiensi estrogen.Pemberian estrogen dalam dosis kecil dapat

meningkatkan resiko insiden kanker rahim dan payudara.Oleh karena itu,keputusan untuk

mengobati seorang wanita menopause dengan estrogen harus mempertimbangkan untung-

ruginya.

Fraktur

Fraktur adalah semua kerusakan pada kontinuitas tulang.Biasanya terjadi karena jatuh

atau benturan benda keras.Fraktur dapat dibagi menurut jenisnya yaitu 1.Fraktur tertutup atau

fraktur oblique, tulang yang patah tetap berada pada posisi yang tepat dibawah permukaan kulit.

2. Fraktur greenstick-tulang tidak sepenuhnya patah,satu sisi tulang retak dan sisi lainnya

bengkok.Biasanya terjadi pada anak kecil karena tulang mereka lebih lentur dibandingkan tulang

dewasa. 3. Fraktur kominutif(patah remuk),terjadi pada tulang yang pecah menjadi lebih dari dua

pecahan.Pecahannya bisa menyebabkan kerusakan jaringan di sekitarnya. 4.Fraktur

kompresi,terjadi pada tulang yang berongga seperti badan vertebrata atau tengkorak.Tulang

mengalami kompresi atau hancur. 5. Fraktur terbuka(compound), tulang patah dan kulit

terbuka.Tulang dapat menembus melewati kulit yang terbuka.4,5

Fraktur tulang dalam beberapa cara akan mengaktifkan semua osteoblas intraoseus dan

periosteum secara maksimal di daerah yang mengalami cedera.Sel osteoprogenitor, yang

merupakan sel induk tulang di jaringan permukaan yang melapisi tulang.Oleh karena

itu,terbentuk tonjolan besar(kalus) dari jaringan osteoblastik dan matriks tulang baru yang diikuti

dengan pembentukan garam kalsium di dua ujung tulang yang patah. Banyak ahli ortopedi yang

menggunakan fenomena stress tulang untuk mempercepat kecepatan penyembuhan tulang

dengan cara menggunakan alat fiksasi mekanik khusus untuk menahan ujung-ujung tulang yang

patah sehingga menimbulkan stress pada ujung tulang yang patah dan akan mempercepat ativitas

osteoblas pada tempat patahan tersebut yang akan mengakibatkan meningkatnya kecepatan

penyembuhan pada tulang patah tersebut.3

Kalsium dan Vitamin D

Tubuh manusia mengandung sekitar 1100g kalsium.Kalsium bebas yang terionisasi

dalam cairan tubuh adalah perantara kedua yang penting dan diperlukan untuk pembekuan

darah,kontraksi otot, dan fungsi saraf. Penurunan Ca2+ ekstrasel menimbulkan efek netto

eksitatorik pada sel saraf dan otot secara in vivo,akibatnya terjadi tetani hipokalsemik, yang

ditandai oleh sejumlah besar spasme otot rangka, terutama di otot-otot ekstremitas dan

laring.Spasme pada laring dapat sedemikian parah sehingga jalan nafas tersumbat dan

menimbulkan asfiksia fatal.Penurunan kalsium juga mempengaruhi dalam pembekuan

darah,namun kadar kalsium plasma saat terjadinya tetani yang fatal, masih lebih tinggi daripada

kadar kalsium saat terjadinya gangguan pembekuan.1

Kalsium dalam tulang terdiri atas 2 tipe: 1. Cadangan yang dapat dipertukarkan dengan

cepat, 2. Cadangan kalsium stabil yang jauh lebih besar dan dipertukarkan secara

lambat.Terdapat pula 2 sistem homeostatik yang memengaruhi kalsium dalam tulang yaitu

sistem yang mengatur Ca2+ plasma yang dalam operasinya sekitar 500 mmol Ca2+ per hari

bergerak keluar masuk dari cadangan yang mudah dipertukarkan.Dan sistem lainnya adalah

sistem yang berperan pada remodeling tulang melalui resorpsi dan deposisi tulang yang

konstan.Pertukaran antara plasma dan cadangan stabil kalsium tulang hanyalah sekitar 7,5

mmol/hari.1

Pada dasarnya vitamin D berfungsi untuk meningkatkan absorpsi kalsium dari

usus,pembentukan dan absorpsi tulang.Namun di dalam famili vitamin D yang paling penting

adalah vitamin D3 atau kolekalsiferol yang merupakan senyawa yang dibentuk di kulit akibat

radiasi 7-dehidrokolesterol, yaitu suatu zat yang normalnya dijumpai di kulit,oleh sinar

ultraviolet dari matahari. Akibatnya, paparan sinar matahari yang sesuai mencegah terjadinya

defisiensi vitamin D.Vitamin D3 juga terdapat dalam makanan.Di hati vitamin D3 diubah

menjadi 25-hidrosikolekalsiferol dan diubah lagi di sel tubulus proksimal ginjal menjadi

metabolit yang lebih aktif 1,25-dihidroksikolekalsiferol, yang disebut juga kalsitriol.3

1,25-dihidroksikolekalsiferol berfungsi sebagai suatu “hormon” yang meningkatkan

absorpsi kalsium oleh usus.Zat ini melakukannya dengan meningkatkan pembentukan protein

pengikat kalsium di sel epitel usus selama periode 2 hari.Protein ini berfungsi mengangkut

kalsium ke dalam sitoplasma sel dan selanjutnya kalsium bergerak melalui membran basolateral

sel dengan cara difusi terfasilitasi.

Protein ini tetap berada di dalam sel

selama beberapa minggu setelah

1,25-dihidroksikolekalsiferol dibuang

dari tubuh, sehingga menimbulkan

efek yang berkepanjangan terhadap

absorpsi kalsium.Pembentukan

ATPase terstimulasi kalsium dan

alkalin fosfatase di sel epitel masih

belum diketahui pasti rincian

kerjanya.3

Pemberian vitamin D dalam

jumlah ekstrem mengakibatkan

absorpsi tulang. Bila tidak ada

vitamin D, efek hormon paratiroid

dalam hal absorpsi tulang akan sangat

berkurang atau bahkan tidak ada sama sekali. Perlu diketahui kelenjar paratiroid menghasilkan

hormon paratiroid yang memiliki mekanisme untuk mengatur konsentrasi kalsium ekstrasel

lewat pengaturan reabsorpsi usus,eksresi ginjal, dan pertukaran ion-ion antara cairan ekstrasel

dan tulang. Apabila kelenjar paratiroid ini bekerja secara berlebihan maka dapat menimbulkan

hiperkalsemia dalam cairan sel, sebaliknya apabila kelenjar paratiroid memproduksi hormon

paratiroid dalam jumlah kurang dapat menimbulkan hipokalsemia yang dapat membuat kontraksi

otot semakin sensitif yang dapat mengakibatkan tetani(kejang).3 Pada Gambar 2 dapat dilihat

konversi 25-hidroksikolekalsiferol menjadi 1,25-dihidroksikolekalsiferol membutuhkan hormon

paratiroid(PTH). Oleh karenanya, PTH berpengaruh penting dalam menentukan efek fungsional

vitamin D dalam tubuh.

Penutup

Vitamin D dan kalsium mempengaruhi pembentukan dan pertumbuhan tulang dengan

cara kalsium sebagai bahan utama tulang dan vitamin D sebagai vektor yang membantu

mempercepat penyerapan kalsium ke tulang.

Daftar pustaka

1. Ganong WF.Buku ajar fisiologi kedokteran.22th ed.Jakarta:EGC;2008.h.398-404

2. Tambayong J,Hartanto H,editors.Buku ajar histologi.Jakarta:EGC;2002.h.175-8

3. Guyton, Arthur C.Buku ajar fisiologi kedokteran.11th ed.Jakarta:EGC;2007.h.1033-7

4. Mardiana D,Theresia VS,editors.Buku pintar:nyeri tulang dan otot.5th ed.Jakarta:

Erlangga;2007.h.90-1.

5. Hegner,Barbara R.Asisten keperawatan:suatu pendekatan proses keperawatan.Jakarta:

EGC;2003.h.523-4.