Download - Fisiologi Tulang
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