METABOLISME KALSIUM, FOSFAT, VITAMIN D,HORMON THYROID, PARATHYROID SERTA PENGATURANNYA DI HIPOTALAMUS

KALSIUM
Tubuh orang dewasa diperkirakan mengandung 1000 gram kalsium. Sekitar 99% kalsium ini berada didalam tulang di dalam bentuk hidroksiapatit dan 1% lagi berada didalam cairan ekstraselular dan jaringan lunak. Didalam cairan ekstarselular, konsentrasi ion kalsium (Ca2+) adalah 103 M, sedangkan didalm sitosol 106 M.
Kalsium memegang 2 peranan fisiologik yang penting didalm tubuh didalam tulang garam-garam kalsium berperan dalam menjaga integritas struktur kerangka, sedangkan didalam cairan ekstraselular dan sitosol, Ca2+ sangat berperan dalam berbagai proses biokimia tubuh. Kedua kompartemen tersebut selalu berada dalam keadaan yang seimbang.
Didalam serum, kalsium berada dalam 3 fraksi yaitu Ca2+ sekitar 50%, kalsium yang terikat albumin sekitar 40%, dan kalsium dalam bentuk kompleks, terutama sitrat dan fosfat adalah 10%. Kalsium ion dan kalsium kompleks mempunyai sifat dapat melewati membran semipermeabel, sehingga akan difiltrasi diglomerulus secara bebas. Reabsorpsi kalsium di tubulus ginjal terutama terjadi di tubulus proksimal yaitu sekitar 70%, kemudian 20% di ansa henle dan sekitar 8% ditubulus distal. Pengaturan ekskresi kalsium di urin, terutama terjadi ditubulus distal. Sekitar 90% kalsium yang terikat protein , terikat pada albumin dan sisanya terikat pada globulin. Pada pH 7,4 setiap gr/dL albumin akan mengikat 0,8 mg/dL kalsium. Kalsium ini akan terikat pada gugus karboksil albumindan ikatannya sangat tergantung pada pH serum, pada kasus asidosis yang akut, ikatan ini akan berkurang sehingga kadar Ca+ akan meningkat, dan sebaliknya pada alkalosis akut.
Secara fisiologis Ca2+ ekstraselular memegang peranan yang sangat penting yakni:
• berperan sebagi kofaktor pada proses pembekuan darah, misalnya untuk factor VH, IX,X, dan protrombin.
• Memelihara mineralisasi tulang
• Berperan dalam stabilisasi membran plasma dengan berikatan pada fosfolipid dan menjaga permeabilitas membran plasma terhadap ion Na+. penurunan kadar Ca 2+ serum akan meningkatkan permeabilitas membran plasma terhadap Na+ dan menyebabkan peningkatan respons jaringan yang mudah terangsang.
Kadar Ca2+ didalam serum diatur oleh 2 hormon penting yaitu PTH dan 1,25 (OH)2 vitamin D. di dalam sel pengaturan homeostasis kalsium sangat kompleks, sekitar 90-99% kalsium intrasel, berada didalam mitokondria dan mikrosom. Rendahnya kadar Ca2+ di dalm sitosol diatur oleh 3 pompa yang terletak pada membran plasma, membran mikrosomal , dan membran mitokondria yang sebelah dalam. Pada otot rangka dan otot jantung, kalsium berperan pada proses eksitasi dan kontraksi jaringan tersebut. Pada otot rangka, mikrosom berkembang sangat baik menjadi retikulum sarkoplasmik dan merupakan gudang kalsium yang sangat penting didalam sel yang bersangkuatan. Depolarisasi membran plasma akan diikuti dengan masuknya sedikitCa2+ ekstraselular kedalam sitosol dan hal ini akan mengakibatkan terlepasnya Ca2+ secara berlebihan dari reticulum sarkoplasmik kedalam sitosol. Kemudian Ca2+ akan bereaksi dengan troponin yang akan memngakibatkan interaksi aktin –miosin dan terjadilah kontraksi otot. Sedangkan prose relaksasi otot akan didahului oleh reakumulasi Ca2+ oleh vesikel reticulum secara cepat dari dalam sitosol, sehinggga kadar Ca2+ didalam sitosol akan kembali normal.
Sel utama kelenjar paratiroid sangat sensitive dengan kadar Ca2+ didalam serum. Peran PTH pada reabsorbsi Ca didalam tubulus distal, resorpsi tulang dan peningkatan absorbsi kalsium di usus melalaui peningkatan 1,25 dihidroksikolekalsiferol vitamin D, sangat penting untuk menjaga kadar Ca++ didalam serum. Selain itu peningkatan PTH akan menurunkan renal tubular phosphate threshold (TmP/GFR) sehingga fosfat yang diserap dari usus dan dimobilisasi dari tulang akan diekskresi oleh ginjal.


FOSFOR
Tubuh orang dewasa mengandung sekitar 600 mg fosfor sekitar 85% berada didalam tulang dalam bentuk Kristal. Dan 15% berada didalam cairan ekstraselular. Sebagian besar fosfor ekstarselular berada dalam bentuk ion fosfat anorganik didalam jaringan lunak, hampir semuanya berada dalam bentuk ester fosfat. Fosfat intraselular, memegang peranan yang penting didalam proses biokimia intrasel, termasuk pada pembentukan dan transfer energy selular.
Didalam serum fosfat anorganik juga terbagi kedalam 3 fraksi, yaitu ion fosfat, fosfat yang terikat protein dan fosfat dalam bentuk kompleks dengan Na, Ca, dan Mg. fosfat yang terikat protein hanya 10% sehingga tidak bermakna dibandingkan keseluruhan fosfat anorganik didalam serum. Dengan demikian, sekitar 90% fosfat (ion dan kompleks) akan dengan mudah difiltrasi diglomerulus.
Ginjal memiliki peranan yang sangat penting pada homeostasis fosfor didalam serum. Beberapa factor baik, intrinsic maupun ekstrinsik, yang mempengaruhi renal tubular phosphorus threshold (TmP/GFR), akan dapat mempengaruhi kadar fosfat didalam serum, misalnya pada hiperparatiroidisme sekunder, TmP/GFR akan menurun, sehingga terjadi ekskresi fosfat yang berlebihan, akibatnya, akibatnya timbul hipofosfatemia. Sebaliknya pada gangguan fungsi ginjal dan hipoparatiroidisme, TmP/GFR akan meningkat, sehingga ekskresi fosfat menurun dan terjadilah hiperfosfattemia.
Secara biologis, hasil kali Ca X P selalu konstan, sehingga peningkatan kadar fosfat didalam serum akan diikuti dengan penurunan kadar Ca serum, dan yang terakhir ini akan merangsang peningkatan produksi PTH yang akan menurunkan TmP/GFR sehingga terjadi ekskresi fosfat melalui urin dan kadar fosfat didalam serum kembali menjadi normal, demikian pula kadar Ca didalam serum. Pada gagal ginjal kronis, terjadi hiperfosfatemia yang menahun, sehingga timbul hipertiroididsme sekunder akibat Ca serum yang rendah.


VITAMIN D
Vitamin D dalam tubuh kita berasal dari dua sumber yaitu yang berasal dari makanan baik dari tumbuh-tumbuhan ( vitamin D2= ergokalsiferol) atau dari hewan ( vitamin D3= kolekalsiferol), dan yang dibentuk dikulit. Di daerah tropis, kulit kita cukup menghasilkan vitamin D, akan tetapi pad daerah yang berada jauh dari garis equator, asupan vitamin D yang berasal dari luar sungguh sangat penting.
Vitamin D yang dibentuk dikulit yaitu vitamin D3 ( 7 dehidrokolesterol) akan mengalami dua kali hidroksilasi sebelum menjadi vitamin D yang biologis aktif yaitu 1,25 dihidroksivitamin D atau kalsitriol, yang lebih tepat disebut sebagi suatu hormone daripada vitamin. Hidroksilasi vitamin D didalam tubuh terjadi sebagi berikut:
1). Hidroksilasi pertama terjadi di hati oleh enzim 25-hidroksilase menjadi 25-hidroksikolekalsiferol yang kemudian dilepas ke darah dan berikatan dengan suatu protein ( vitamin D binding protein) selanjutnya diangkut keginjal.
2). Hidroksilasi kedua terjadi di ginjal yaitu oleh enzim 1α-hidroksilase sehingga 25-hidroksikolekalsiferol menjadi 1,25 dihidroksikolekalsiferol atau kalsitriol yang merupakan suatu hormone yang berperan penting dalam metabolisme kalsium.

Peranan hormone paratiroid dalam kaitan dengan perubahan metabolisme vitamin D adalah dalam perubahan dari 25-hidroksivitamin D atau kalsitriol diginjal. Pada keadaan dimana terjadi hipokalsemi, maka kelenjar paratiroid akan melepaskan hormone paratiroid lebih banyak dan hormone ini akn merangsang ginjal menghasilkan lebih banyak 1,25 dihidroksivitamin D atau kalsitriol. Fungsi dari kalsitriol adalah meningkatkan kadar kalsium dan fosfat dalam plasma, dengan demikian mempertahankam keadaan agar mineralisasi tulang tetap terjamin. Vitamin D bekerja pada 3 alat yaitu:

1. Di usus, kalsitriol meningkatkan penyerapan kalsium dan fosfat dan dianggap sebagai fungsi utama kalsitriol dalam metabolisme kalsium. Pada keadaan hipokalsemi berat misalnya pada pasca tiroidektomi yang menakibatkan kelenjar paratiroid ikut terangkat , pemberian kalsium oral tidak cukup untuk memperbaiki kadar kalsium tanpa penambahan vitamin D.
2. Di tulang, vitamin D mempunyai reseptor pada sel osteoklas, oleh karena itu vitaminD mempunyai efek langsung pada tulang yang kerjanya mirip dengan hormone paratiroid yaitu mengaktifkan sel osteoklas.
3. Di ginjal, sendiri kalsitriol menurunkan reabsorbsi kalsium di tubuli ginjal.


HORMON THYROID
Hormon thyroid yang memiliki hubungan dalam keseimbangan / homeostasis kalsium adalah kalsitonin. Kalsitonin adalah suatu peptide yang terdiri dari 32 asam amino bekerja menghambat osteoklas sehingga resorpsi tulang tidak terjadi. Hormone ini dihasilkan oleh sel C parafolikular kelenjar tiroid dan disekresi akibat adanya perubahan kadar kalsium plasma. Kalsitonin baru akan dilepaskan bila terjadi hiperkalsemi dan sekresi akan berhenti bila kadar kalsium menurun atau hipokalsemi. Pemberian kalsitonin secara intravena akan menyebabkan penurunan secara cepat kalsium plasma dan fosfat plasma melalui pengaruh kalsitonin pada tulang dengan mengahambat osteoklas. Osteoklas dibawah pengaruh kalsitonin akan mengalami perubahan morfologi. Dalam beberapa menit osteoklas akan menghentikan aktivitasnya kemudian mengerut dan menarik ruffled border dari permukaan tulang.
Reseptor kalsitonin selain terdapat pada sel osteoklas juga terdapat di seltubulus proksimal ginjal sehingga kalsitonin memiliki peran pada ginjal. Pad ginjal kalsitonin akan meningkatkan ekskresi fosfat melalui hambatan absorpsi fosfat, mempunyai efek natriuresis ringan sehingga ekskresi kalsium oleh ginjal dapat meningkat namun hal ini tidak memberikan efek pada kalsium plasma.


HORMON PARATHYROID
Kelenjar parathyroid terdapat di bagian posterior kelenjar thyroid, ada dua buah pada tiap sisi. Kelenjar parathyroid mengeluarkan hormone parathyroid dan merupakan hormone utama yang mengatur metabolisme kalsium untuk mempertahankan agar kadar kalsium plasma dalam batasan normal. Hormone parathyroid terdiri atas 84 asam amino rantai tunggal.
Pada suatu keadaan hipokalsemi, sekresi berlangsung dalam tiga tahap:
• Tahap dini berlangsung beberapa menit, merupakan respon cepat dari sel-sel paratiroid melepaskan hormone paratiroid yang sudah tersedia dalam sel terhadap suatu keadaan hipokalsemi.
• Tahap kedua yang terjadi beberapa jam kemudian meruapakn aktivitas dai kelenjar paratiroid menghasilkan hormone paratiroid lebih banyak.
• Tahap ketiga apabila hipokalsemi masih berlangsung maka dalam beberapa hari akan terjadi repliaksi sel untuk memperbanyak massa sel kelenjar paratiroid.
Dalam keadaan normal hormone partiroid bekerja mempertahankan kadar kalsium dalam plasma agar tidak terjadi hipokalsemi. Dalam kaitannya dengan metabolisme kalsium, hormone paratiroid bekerja secara langsung pada dua alt yaitu ginjal dan tulang, dan secara tidak langsung pada usus halus melalui metabolisme vitamin D. mekanisme kerja hormone paratiroid pada organ tersebut sebagai berikut:
 Pada tulang, hormone paratiroid meningkatkan resorpsi kalsium dan fosfat dengan mengaktifkan sel osteoklas.
 Pada ginjal, hormone paratiroid melalui dua jalur yaitu:
- a). reabsorpsi kalsium. Di ginjal hormone paratiroid meningkatkan reabsorpsi kalsium dan menurunkan reabsorpsi fosfat. Reabsorpsi kalsium di ginjal terjadi pada tubulus proksimal (65%), ansa henle (25%) dan sisanya di tubulus distal. Selain meningkatkan reabsorpsi kalsium juga meningkatkan reabsorpsi magnesium dan meningkatkan ekskresin fosfat dan bikarbonat melalui air seni.
- b). merangsang kerja enzim 1α-hidroksilase di ginjal sehingga meningkatkan perubahan 25 hidroksikolekalsifirol menjadi 1,25 dihidroksikolekalsiferol.
Pelepasan hormone paratiroid sendiri sangat tergantung pada kadar kalsium plasma. Pada keadaan hipokalsemi, kelenjar paratiroid akan cepat bereaksi melepaskan hormone paratiroid untuk meningkatkan kadar kalsium plasma agar kembali normal. Pada saat kadar kalsium plasma sudah normal. Kalsitriol dapat menekan pelepasan hormone paratiroid.

REFERENSI :
Sudoyo, W. Aru ; Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam, Edisi V, Interna Publishing, 2009, Jakarta.