Peran Kalsium Dalam Tubuh [PDF]

Citation preview

PERAN KALSIUM DALAM PROSES SEKRESI, INTEGRITAS MEMBRAN PLASMA DAN TRANSPOR PLASMA



Di Susun Oleh : Kelompok 2 Anggota : Lia Addyanty Ira Novita Rahayu Rumi Sahara Zamzami Ayu Dwi Fitriani Octa Sicilia Rampai Mahmudi Mella Riski Prima



FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN UNIVERSITAS SYIAHKUALA DARUSSALAM, BANDA ACEH 2014



Kalsium Kalsium merupakan zat yang sangat penting bagi tubuh manusia, karena kalsium memiliki banyak peran yang cukup vital dalam pengaturan fungsi-fungsi fisiologis tubuh. Peran kalsium antara lain untuk proses mineralisasi tulang, proses sekresi, reaksi enzim, integritas membran, transpor membran plasma, koagulasi darah, kerja intraselular sejumlah hormon, pelepasan hormon dan neurotransmitter, eksitabilitas neuromuskular, dan masih banyak lagi. Sekitar 99% kalsium terdapat di tulang (bergabung bersama fosfat membentuk hidroksil apatit), sisanya sekitar 1% berada bebas diluar tulang dan dapat dipertukar secara bebas. Kalsium dalam plasma terdapat dalam tiga bentuk, yaitu : 1.



Sekitar 41% (1 mmol/L) kalsium bergabung dengan protein plasma dan bentuk ini tidak dapat berdifusi melalui membran kapiler.



2.



Sekitar 9% kalsium (0,2 mmol/L) dapat berdifusi melalui membran kapiler, namun bergabung dengan zat anionik plasma dan cairan interstisial (contohnya, sitrat danfosfat) sedemikian rupa sehingga tidak terionisasi.



3.



Sisa 50% kalsium dalam plasma dapat berdifusi melalui membran kapiler dan terionisasi. Konsentrasi ion kalsium normalnya diatur dengan sangat tepat, sehingga jarang



menurun atau meningkat terlampau jauh melebihi beberapa persen dari nilai normalnya sebesar kira-kira 9,4 mg/dl yang setara dengan 2,4 mmol kalsium per liter. Separuh dari konsentrasi ion kalsium normal tersebut berada dalam plasma dan cairan interstisial (1,2mmol kalsium per liter) yang sudah dipersentasi total masing-masing diatas, sisanya berada ditempat lain seperti cairan ekstrasel. Pengaturan yang tepat dari kadar atau konsentrasi ion kalsium tersebut sangat penting, karena kalsium berperan utama dalam banyak proses fisiologis seperti yang sudah disebutkan diatas. Contohnya pada neurotransmitter atau transmisi impuls saraf, yang hanya beberapa dari sejumlah proses fisiologis. Sel yang dapat teriksitasi, seperti neuron, sangat sensitif terhadap perubahan konsentrasi ion kalsium, dan peningkatan konsentrasi ion kalsium melebihi normal ( hiperkalsemia ) menyebabkan depresi progresif pada sistem saraf pusat. Sebaliknya, penurunan konsentrasi kalsium (hipokalsemia) menyebabkan sistem saraf menjadi lebih mudah untuk dirangsang. Sehingga pengaturan kadar atau konsentrasi ion kalsium ditubuh sangat penting Untuk pengaturannya sendiri.



Kalsium berfungsi utama untuk membangun tulang dan gigi, fungsi yang lain yaitu : 1.



Menstabilkan membran sel dan memblokade transport natrium menuju sel. Maka penurunan kadar kalsium akan meningkatkan eksitabilitas sel dan sebaliknya peningkatan kadar kalsium akan menurunkan eksitabilitas.



2.



Pembekuan darah, bila kalsium tidak tersedia, missal terikat dengan sitrat atau oksalat, maka pembekuan darah tidak terjadi.



3.



Produksi air susu.



4.



Sekresi beberapa hormon dan factor pelepas hormon. Kalsium plasma terdapat dalam 3 bentuk :



1.



Bentuk senyawa kompleks dengan asam organik ex. Sitrat, phosphat



2.



Bentuk terikat protein ex. Albumin, globulin



3.



Bentuk terionisasi/ bentuk tak terikat (Ca2+) (Murray, R. K., et all., 2003)



A. Peran Kalsium dalam Proses Sekresi Secara luas kalsium terionisasi merupakan unsur regulator proses seluler termasuk kontraks iotot, rangkaian proses pembekuan darah, aktifitas enzim dan eksitabilitas membrane dan mediator dari kerja hormon. Peran kalsium ion dalam aksi hormone diusulkan karena banyak hormon : 1. Dihambat dalam media kalsium bebas atau bila kada rkalsium intrasel berkurang 2. Mempengaruhi aliran kalsium sel Diketahui konsentrasi Ca2+ sitosol lebih rendah dibandingkan konsentrasi Ca2+ dalam cairan ekstraseluler dan organela intraseluler. Keadaan ini dipertahankan oleh adanya pompa Ca2+/Mg2+ ATPase dependent. Hormon dan zat efektor lain dapat merangsang pelepasan ion kalsium kedalam sitosol. Pengaruh kalsium dalam proses sekresi hormone : 1. Kelenjar paratiroid Paratiroid menghasilkan parathormon yang merupakan hormon polipeptida. Pengaturan pelepasan PTH dipengaruhi oleh kadar serum kalsium melalui mekanisme umpan balik negatif. Pada keadaan serum kalsium tinggi sekresi PTH menurun mengakibatkan penurunan mobilitas ion kalsium dari tulang, sehingga serum kalsium menjadi menurun. Kadar magnesium dan phospat juga mempunyai efek pada penurunan sekresi PTH. Pada keadaan hipomagnesemia kadar kalsium normal akan menurunkan sekresi PTH. Parathormon mengatur metabolisme kalsium dan phospat tubuh. 2. Kelenjar pankreas (sekresi insulin) Peningkatan kadar glukosa menginduksi “fase pertama” dalam glucose-mediated insulin Secretion yakni dengan pelepasan insulin yang baru saja disintesa dan penyimpanan



dalam granula sekretorik sel β. Masuknya glukosa ke dalam sel β di deteksi oleh glukokinase, sehingga glukosa tadi difosforilasi menjadi glukosa-6-fosfat (G6P). Proses ini membutuhkan ATP. Penutupan kanal K+ ATP-dependent mengakibatkan depolarisasi membran plasma dan aktivasi kanal kalsium yang voltage-dependent yang menyebabkan peningkatan konsentrasi kalsium intraseluler. Peningkatan kadar kalsium inilah yang menyebabkan sekresi insulin. 3. Hormon kalsitonin Hormon Kalsitonin merupakan hormon polipeptida yg berefek hipokalsemik dan hipofosfatemik, berfungsi dalam menjaga keseimbangan kalsium dalam darah. Faktor utama yang mempengaruhi sekresi kalsitonin adalah kadar kalsium serum. Kadar kalsium serum yang rendah akan menekan pengeluaran tirokalsitonin dan sebaliknya peningkatan kalsium serum akan merangsang pengeluaran tirokalsitonin. Bila kadar ion kalsium dalam darah meningkat, kadar kalsitonin akan naik dan mengendapkannya dalam tulang. Kalsitonin merupakan suatu peptida yang terdiri dari 32 asam amino, yang dihasilkan oleh sel C kelenjar tiroid dan berfungsi menghambat resorpsi tulang oleh osteoklas. Aksi biologik ini digunakan didalam klinik untuk mengatasi peningkatan resorpsi tulang, misalnya pada penderita osteoporosis, hiperkalsemia akibat keganasan. Hormon ini bekerja menurunkan absorbsi Ca2+ didalam usus dan menurunkan resorpsi Ca2+ di dalam tulang sehingga serum Ca2+ yang semula tinggi menjadi turun. Hormon ini bekerja berkebalikan dengan hormon paratiroid. Ca plasma >normal, dapat menyebabkan gangguan sistem saraf (refleks lambat, kontraksi otot lambat, lemah konstipasi, dan nafsu makan). B. Proses kalsium sebagai perannya dalam integritas membran dan transport plasma. Membran Plasma Ca2+ ATPase (PMCA) adalah protein transportasi di membran plasma dari sel dan berfungsi untuk menghilangkan kalsium dari sel. Fungsi PMCA sangat penting untuk mengatur jumlah kalsium dalam semua sel eukariotik. Ada transmembran yang gradien elektrokimia sangat besar dari kalsium mendorong masuknya ion ke dalam sel, namun sangat penting untuk mempertahankan konsentrasi kalsium dengan tepat. Dengan demekian, perlu bagi sel-sel untuk melakukan pompa ion untuk menghilangkan kalsium. Pengangkutan kalsium ke dalam ruang ekstraselular, PMCA juga merupakan regulator penting dari konsentrasi kalsium dalam ruang ekstraselular. Ion kalsium adalah salah satu second messenger yang paling luas yang digunakan dalam transduksi sinyal. Kalsium terikat dengan protein transport, pada penukaran kalsiumnatrium (NCX) menggunakan gradien elektrokimia natrium, dengan cara masuknya natrium ke dalam sel dengan pengangkutan kalsium dari luar sel. Selain itu, PMCA memperoleh



energi untuk memompa kalsium keluar dari sel dengan menghidrolisa adenosin trifosfat (ATP). Dalam neuron, ion kalsium selektif namun tergantung tegangan pada sinaptik transmisi melalui pelepasan neurotransmiter ke dalam celah sinaps dengan vesikel fusi dari vesikel sinaptik. Atau dengan kata lain PMCA memompa kalsium keluar dengan adanya hidrolisis dari adenosin trifosfat (ATP), dengan stoikiometri satu ion kalsium dihilangkan untuk setiap molekul ATP dihidrolisis. Ia mengikat ion kalsium dengan erat tetapi tidak menghapus atau menghilangkan ion kalsium pada tingkat yang sangat cepat. Hal ini kontras pada penukaran kalsium natrium (NCX), yang memiliki afinitas yang rendah dan kapasitas yang tinggi. Dengan demikian PMCA efektif pada pengikatan kalsium bahkan ketika konsentrasi ion tersebut sangat rendah dalam sel, sehingga cocok untuk menjaga keseimbangan ion kaslium tersebut. NCX lebih cocok untuk menghantarakan sejumlah besar ion kalsium dengan cepat, seperti yang dibutuhkan dalam neuron setelah potensial aksi. Dengan demikian kegiatan dua jenis pompa saling melengkapi. Ketika PMCA tidak berfungsi dengan baik, maka beberapa penyakit dapat terjadi seperti tuli sensorineural, diabetes, dan hipertensi. Dalam eksositosis, dimana jumlah yang berlebihan dari neurotransmitter glutamat overactivate neuron sehingga menyebabkan masuknya ion kalsium secara berlebihan ke dalam sel, aktivitas dari PMCA mungkin tidak cukup untuk menghilangkan kelebihan ion kalsium tersebut. Pada jaringan mammae, sel-sel epitel menunjukkan PMCA yang mengangkut kalsium melintasi permukaan apikal sel ke dalam sus. PMCA lisis pada saat penyapihan, apoptosis tersebut menyebabkan kalsium dan kelenjar mammae involusi.



DAFTAR PUSTAKA Anthony David J & Lewis E Fordham. 1961. Disease of The Pig 5th edition. Balliere, Tindall and Cox. London Bristol, R. M. 2004. Hypocalcemia ( Milk Fever )-Is it all about calcium. ILC Resources, Iowa Bullock Barbara L & Rosendahl Pearl Philbrock. 1984. Pathophysiology Adaptations and Alterations Function. Little, Brown and Company. United States of America Cunningham, James G. 2002. Textbook of Veterinary Physiology 3rd, W. B. Saunders. Philadhelpia Engstrom, C. W, Horst, R. L, Reinhardt, T. A and Littledike, E. T. 1984. 25-Hydroxyvitamin D 1α- and 24-Hydroxylase Activities in Pig Kidney Homogenates: Effect of Vitamin D Deficiency. The Journal of Nutrition, 114: 119-126 Hungerford, T. G., 1967, Disease of Livestock,Angus and Robertson : Sydney Miller, E. R, Ullrey, D. E, Zutaut, C. L, baltzer, B. V, Schmidt, D. A, Vincent, B. H and Luecke, R. W. 1964. Vitamin D2 Requirement of Baby Pig



1,2



. The Journal of



Nutrition, 83. Mitruka, Brij M. 1981. Clinical Biochemical and Hematological reference Values in Normal experimental animals and Normal Humans 2nd, Year Book Medical Publisher. INC. Chicago. Rahmadhani, A. 2014. Makalah Fisiologi Hormon Kalsitonin. Fakultas Kedokteran Gigi. Universitas Baiturrahmah. Padang.