ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
TRANSCRIPT
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
1/37
BAB 1
PENDAHULUAN
Matrik ekstraseluler (MES) adalah merupakan jaringan yang terdiri dari
protein dan karbohidrat yang mengikat sel bersama-sama. Mempunyai struktur
yang komplek dan dinamis. Dalam setiap organisme matriks ekstraseluler
mendukung dan mengelilingi sel, mengatur kegiatan sel dan gerakan sel. Fungsi
MES dalam tubuh adalah memberikan perlindungan terhadap stimulus atau
stress mekanik, perkembangan embrio, persiapan untuk migrasi seluler seperti
penyembuhan luka, manajemen faktor pertumbuhan (im et al, !"##).
MES menyediakan tempat untuk terjadinya akti$itas sinyal dengan
menanamkan berbagai resptor pada permukaan sel % membran plasma, faktor
pertumbuhan dan adhesi molekul seperti integrin. Sifat fisik eksternal MES juga
mungkin memiliki peran dalam proses signaling. MES molekul dapat menjadi
fleksibel dan dapat diperpanjang, dan ketegangan mekanik dapat mengekspos
cryptic sites, yang selanjutnya dapat berinteraksi dengan faktor pertumbuhan
atau reseptor mereka. &rotein MES dan struktur dapat menentukan perilaku sel,
polaritas, migrasi, diferensiasi, proliferasi dan kelangsungan hidup untuk
berkomunikasi dengan sitoskeleton intraseluler dan transmisi sinyal faktor
pertumbuhan. 'ntegrin dan proteoglikan adalah reseptor adhesi MES utama yang
bekerja sama dalam akti$itas sinyal, menentukan hasil-hasil signaling, dan nasib
sel (im et al, !"##).
Dalam proses regulasi protein MES, disamping reseptor, terdapat pula
berbagai kanal ion yang ikut berperan pada transduksi sinyal. ktifitas kanal ion
(khususnya ion kalsium) ataupun reseptor kalsium seperti calcium sensing
receptor (aS*) yang termasuk dalam kelompok C-family of G-protein coupled
1
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
2/37
receptor dapat mempengaruhi keseimbangan kalsium dengan merubah
konsentrasi ion sitosolik. 'on kalsium dalam sitoplasma akan bekerja sebagai
second messenger dan dapat memi+u timbulnya tranduksi sinyal yang
berkelanjutan (erridge, !"").
Dalam dua dekade terakhir makin nyata baha perubahan konsentrasi
kalsium ekstrasel dapat mempengaruhi berbagai proses seluler, termasuk
sekresi dan proliferasi sel, meskipun demikian, kalsium intrasel mungkin lebih
penting, bertindak sebagai bagian dari sistem penghantaran signal yang
menjembatani respons suatu sel terhadap rangsangan spesifik (/idura, !""").
Menurut teori second messenger yang pertama kali disampaikan
Sutherland, suatu hormon atau impuls syaraf adalah messenger pertama,
sedangkan messenger kedua adalah cyclic AMP termasuk ion kalsium dan cyclic
nucleotide lain. &endapat yang menyatakan baha cyclic nucleotide hanya
bekerja pada sistem yang tidak mengalami eksitasi, sedangkan ion kalsium
hanya di sistem yang dapat tereksitasi, sudah tidak berlaku lagi. anyak bukti
menunjukkan baha dalam banyak sistem sel, ion kalsium dan cyclic nucleotide
bekerja sebagai messenger yang berpasangan (/idura, !"""),
0injauan pustaka ini akan membahas tentang peran ion kalsium pada
proses regulasi matriks ekstraseluler sehingga dapat digunakan sebagai bahan
pertimbangan atau referensi dalam hal penatalaksanan kasus-kasus dalam
lingkup obstetrik ginekologik.
2
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
3/37
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
I. Kalsium
1.1 Ion Kalsium
Dalam tubuh manusia, ion kalsium banyak berperan dalam berbagai
proses intraseluler. 'on kalsium (a!1) berperan sebagai utusan penghubung
%pembaa pesan tentang kondisi ekstraseluler kedalam intraseluler,
mengendalikan beragam proses seluler seperti transkripsi gen, kontraksi otot dan
proliferasi dan differensiasi sel (ootman et al, !""#).
Dalam melakukan akti$itasnya, kalsium membutuhkan saluran yang
disebut a!1Channel, untuk bisa menyampaikan kondisi ekstraseluler kedalam
intraseluler. Saluran kalsium ini berbentuk seperti lubang pori-pori (Pore-forming
unit)yang terletak pada membran plasma. Pore-forming unit pada tubuh manusia
yang dikenal adalah 2a1dan a!1, adalah merupakan protein tunggal yang terdiri
dari four linked domains, yang masing-masing sangat homolog dengan protein
tunggal 1+hannel 3-0M. Seperti K+channel dan Na+channel, sebagian besar
saluran a!1, mempunyai gambaran struktural dan fungsional yang ber$ariasi
(nderson et al, !""#).
eragaman a!1+hannel antara lain terdiri dari beberapa kelas yaitu L-
type currents !-type currentsdanN-type currents" L-type dan N-type currents
membutuhkan depolarisasi yang besar untuk mengaktifkannya, sehingga di
klasifikasikan sebagai high #oltage-acti#ated(45). Sedangkan !-type currents,
membutuhkan depolarisasi yang ke+il disebut sebagai lo$ #oltage-acti#ated
(65). &ada studi teknik kloning molekuler Ca%+channel, dijumpai baha $ariasi
fungsional antara arus a!1berkorelasi dengan keanekaragaman struktural yang
signifikan. Sampai saat ini, ada #" famili yang berbeda dari tegangan-gated a !1
3
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
4/37
+hannel. Sistem istirahat a!1 +hannel terbagi menjadi saluran 45 dan 65.
45 +hannel kemudian dibagi lagi sebagai L dan non-L & L-type channel '(C*
yang sekarang disebutCa,("( ("% (" dan(". danno-L type channel '(A /
0 disebut Ca# %"( %"% dan %"1 dan tiga saluran L,A '(G 2 3 sekarang Ca, "(
"% dan" (nderson et al, !""#)
Gambar 1 : Strutur Domain !a2"!#ann$ls %An&$rson et al' 2((1)
1.2 Hom$ostasis !a2"Intras$lul$r
Dalam tubuh manusia kalsium (a!1) merupakan second messenger yang
digunakan untuk mengatur berbagai proses seluler (lapham, #7). &eran
signaling ini berguna untuk mempertahankan mekanisme homeostatis, dimana
dalam keadaan istirahat konsentrasi a!1rendah berkisar !"-#"" mmol%6 dan
bila konsentrasi a!1 tinggi (8#"" mmol%6) dapat bersifat toksik. a!1 memiliki
difusi4ilityyang rendah dan efek sitotoksik dalam intraseluler. 9ntuk menghindari
efek sitotoksik akibat konsentrasi a!1yang tinggi berkepanjangan, ion kalsium
dapat berperan sebagai messengerdalam berbagai proses seluler. Melepasan
ion kalsium berasal dari +adangan kalsium yang disimpan pada intraseluler yang
terkoordinasi baik menggunakan inositol #,:,7-trisphosphate atau *yanodine
reseptor. a!1 berperan untuk mengatur proses yang beragam seperti kontraksi
otot, eksositosis, metabolisme energi, dan kemotaksis plastisitas sinaptik selama
pembelajaran dan memori (erridge,#;).
4
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
5/37
4omeostasis a!1 sitosolik dalam sel yang beristirahat di+apai dengan
menyeimbangkan kebo+oran a!1
(masuk dari luar sel atau dari +adangan di
sitosol) dengan menggunakan pompa saluran a!1baik pada membran plasma
atau pada +adangan internal. &ompa ini memastikan baha a!1 sitoplasma
masih rendah dan +adangan a!1sarat dengan sinyal a!1 . &eningkatan +epat
a!1 bertanggung jaab untuk akti$asi sel yang biasanya diproduksi oleh
pembukaan terkoordinasi baik *
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
6/37
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
7/37
potensi aksi pada seluruh permukaan plasma membran (annell et al #7@
,6ope>-6ope> et al #7).
&roses regeneratif se+ara inheren berbahaya dikarenakan memi+u
pembukaan stokastik satu saluran. 9ntuk menghindari terjadinya proses a+ak
seperti regeneratif gelombang a!1, sel-sel mengembangkan mekanisme untuk
mengatur rangsangan dari reseptor intraseluler inaktif (sel beristirahat) menjadi
semakin aktif ketika sinyal a!1sedang dihasilkan. 'ns&=*s merupakan reseptor
yang distimulasi oleh agonis 'ns&= yang terletak pada permukaan sel. 'ns&=
berikatan dengan 'ns&=*s, sehingga sensiti$itasnya meningkat oleh aksi
stimulasi a!1. kibatnya, 'ns&=* dipengaruhi oleh dua agonis yaitu 'ns&= dan
a!1. Fungsi utama dari 'ns&= adalah untuk meningkatkan sensiti$itas a!1pada
reseptor 'ns&=*. Demikian pula, *
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
8/37
a!1 di dalam sel diatur oleh interaksi se+ara simultan dari beberapa proses,
yang dapat dibagi menjadi a!1
ConC dan CoffC tergantung pada mekanisme apakah
mereka berperan untuk meningkatkan atau mengurangi a!1 dalam sitosol
(Aambar !) (ootman, !""#).
Mekanisme a!1ConC dilengkapi saluran yang terletak di membran plasma
(&M) yang mengatur habis-habisnya pasokan a!1dari ruang ekstraselular, dan
saluran di retikulum endoplasma dan sar+oplasmi+ reti+ulum (E* dan S*) yang
melepaskan +adangan terbatas a!1intraseluler dari penyimpanan. Sedangkan
berbagai mekanisme CoffC yang digunakan oleh sel untuk menghapus%
menghilangkan a!1 dari sitoplasma. 'ni termasuk a!1 0&ase pada &M dan
E*%S*, selain e+hanger yang memanfaatkan gradien ion lain untuk memberikan
energi untuk mengangkut a!1 dari sel, misal pertukaran 2a1%a!1 . adang-
kadang, beberapa mekanisme CoffC yang berkontribusi terhadap sitosolik a!1
meningkat, misalnya CselipC dari a!1 melalui a!1 0&ase dan pertukaran
re$erse-mode 2a1%a!1 . rganel selain E* dan S* juga mungkin memainkan
peran penting dalam a!1homeostasis dengan eksekusi atau melepaskan a!1..
Misalnya, mitokondria membatasi amplitudo sitosol a!1 yang meningkat dengan
+epat mengeksekusi a!1 dan kemudian lebih lambat kembali ke sitoplasma
(ootman, !""#).
etika sel-sel beristirahat, keseimbangan terletak pada kondisi
mekanisme CoffC, sehingga menghasilkan sebuah konsentrasi a!1 intraseluler
#"" nmol%l. 2amun, ketika sel-sel dirangsang dengan berbagai +ara (misalnya
depolarisasi, deformasi mekanik atau hormon), mekanisme ConC diaktifkan dan
konsentrasi a!1sitosolik meningkat menjadi # mmol % l atau lebih. 4al ini penting
untuk menunjukkan baha tidak semua sel mempunyai mekanisme ConC dan CoffC
8
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
9/37
yang dijelaskan dalam Aambar !. Sebaliknya, jenis sel yang berbeda
mengekspresikan berbagai kombinasi saluran ini. En>im 0&ase dan
penukarnya disesuaikan dengan fungsi fisiologi sel (erridge, #=). eragaman
mekanisme a!1 ConC dan CoffC mendasari $ariabilitas besar dalam karakteristik
sinyal a!1dalam jenis sel berbeda (ootman, !""#).
Gambar - : $anism$ /on/ &an /o00/ !a2"%Bootman' 2((1)
eterangan ? *ingkasan dari proses yang memodulasi a!1pada sitoplasma. Mekanisme
ConC yang bertanggung jaab untuk meningkatkan a!1sitosolik ditandai dengan panah
merah, dan mekanisme CoffC a!1diperlihatkan dengan arna biru. 0erjadi suatu proses
interaksi dinamis yang menentukan karakteristik spatiotemporal dari sinyal a!1.&M,
plasma membran a!1
0&ase@ SE*, sar+oplami+ % endoplasma retikuluma!10&ase@ M, kalmodulin.
1.- !a2"!#ann$ls
Sel memiliki akses pada dua sumber sinyal a!1. &ertama, mendapatkan
ion a!1dari ekstraseluler. a!1masuk dari luar melalui berbagai saluran seperti
#oltage-operated channels 5,7Cs) receptor-operated channels 567Cs) atau
store-operated channels 57Cs). edua, a!1dapat dilepaskan dari +adangan
9
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
10/37
retikulum endoplasma dan sarkoplasma retikulum pada intaseluler. Sumber-
sumber a!1
ber$ariasi dari sel ke sel (erridge, #;? nderson et al, !""#).
1.-.1 !a2"In0lu !#ann$ls
,oltage-operated Ca%+ channels (5s) dioperasikan terutama pada sel-sel
yang kuat seperti sel otot dan saraf, dimana untuk mengaktifkannya
membutuhkan depolarisasi pada plasma mem4rane (&M). ,oltage-operated
Ca%+ channels (5) pada mamalia umumnya terdiri dari lima subunit protein
(#, !, G, H, I) dengan salah satu anggota (#subunit) menyediakan saluran
a!1, dan yang lain melayani untuk mengatur channel gating. eberapa subunit
isoform menghasilkan kombinasi yang berbeda. onsisten dengan hal ini,
berbagai jenis 5, yang disajikan dalam sebuah tissue specific manner,
ditandai berdasarkan karakteristik gating dan farmakologi (ootman et al, !""#)
6eceptor-operated Ca%+channels(*s), terdiri dari berbagai struktural dan
+hannel fungsional beragam yang banyak dijumpai pada sel sekretori dan pada
saraf terminal. *s terdiri dari nicotinic acetylcholine receptor dan N-methyl-d-
aspartate5NM*A)receptor. *s diaktifkan oleh pengikatan agonis ke domain
ekstraseluler dari saluran%+hannel. *s dapat diaktifkan oleh berbagai agonis
yang berbeda, misalnya 0&, serotonin, glutamat dan asetilkolin, atau juga
berikatan dengan reseptor meta4otropicpada plasma membrane (&M) (ootman
et al, !""#).
danya stimulus mekanis menyebabkan Ca%+ channel diaktifkan, yang
dijumpai pada banyak tipe sel dan merespon sel deformasi, seperti saluran untuk
menyampaikan informasi ke dalam sel mengenai stres atau perubahan bentuk
dari sel. Misalnya, adanya stress mekanis menginduksi Ca%+ signal pada sel
epitel dari trakea, dimana deformasi sel tunggal menyebabkan terjadinya
10
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
11/37
gelombang Ca%+ radial yang disinkronkan dengan a!1 yang sensitif untuk
menggetarkan banyak silia. Mekanisme ini yang mendasari keluarnya lendir
pada trakea untuk mengeluarkan partikel asing dari paru-paru (oitano et al.,
#!).
tore-operated Ca%+ channels (Ss) diaktifkan untuk merespon
+adangan a!1intraseluler yang menurun, baik akibat pergerakan fisiologis oleh
a!1sebagai pembaa pesan%utusan atau akibat agen farmakologis. Mekanisne
penyimpanan +adangan atau kehilangan a!1dapat diketahui dengan mudah,
dengan terbuka atau tertutupnya saluran a!1 +hannel pada membran plasma
(ootman et al, !""#@ nderson et al, !""#)
1.-.2 !a2"$l$as$ !#ann$ls
&elepasan +adangan a!1 disimpan dalam yang disimpan dalam
endoplasmic reticulum (E*) atau sarcoplasmic reiticulum (S*) dimediasi oleh
beberapa jenis saluran (Aambar !). &ada beberapa jenis sel, rute saluran
memiliki ekspresi dan lokalisasi yang tumpang tindih. onsekuensi dari hal ini
adalah baha pembukaan satu jenis saluran dapat mengaktifkan +hannel yang
lain sehingga mereka semua berpartisipasi dalam tranduksi sinyal a!1"Dalam
sel-sel lain, saluran yang berbeda berlangsung se+ara spasial atau temporal
dalam tranduksi sinyal a!1(ootman et al, !""#).
11
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
12/37
Gambar 3 : $anism$ !a2"$l$as$ !#ann$ls %Bootman et al' 2((1)
eterangan? &anel (a) sampai (f) menggambarkan mekanisme mendasari rilis a!1
dariE* % S*. (a), (b) dan (+) menggambarkan akti$asi *y*s di otot rangka, otot jantung dan
sel masing-masing memanfaatkan +D&*. &ara tanda tanya di (+) dan (d) menunjukkan
baha +ara yang stimulasi sel menyebabkan peningkatan baik +D&* atau 2D&
belum jelas. &anel (d) menunjukkan pelepasan a!1 oleh 2D& dari saluran yang
belum diketahui. *ilis a!1 $ia 'ns&=*s atau SM&E* masingmasing digambarkan
dalam (e) dan (f). *y*s dan 'ns&=*s tertarik dengan bentuk yang sama, karena mereka
mempunyai struktural homolog. Struktur S+amper belum diketahui sepenuhnya, tapi jauh
lebih ke+il dari *y*s atau 'ns&=*s. S& (sphingosylphospho+holine).
1.-.2.1 Inositol 1'3'45tris6#os6#at$ r$7$6tors %InsP-s)
anyaknya hormon dan faktor pertumbuhan yang berikatan dengan
reseptor spesifik padaplasma mem4rane(&M) menyebabkan akti$asi dari en>im
yang mengkatalisis hidrolisis fosfolipid untuk menghasilkan utusan intraseluler
berupa inositol (.9-trisphosphate ('ns&=). Meskipun berasal dari lipid, 'ns&=
adalah larut dalam air dan berdifusi ke dalam interior sel di mana ia dapat
berikatan dengan reseptor 'ns&=*s pada E* % S*. &engikatan 'ns&=
menyebabkan perubahan konformasi 'ns&=*s sehingga integral channeldibuka,
sehingga memungkinkan a!1disimpan dalam konsentrasi yang tinggi dalam E*
% S* untuk masuk ke dalam sitoplasma. 'ns&=*s mempunyai struktur besar yang
terdiri dari empat subunit (total massa molekul #!"" kDa), dan tiga gene lainnya
dikodekan berbeda pada subunitnya. *eseptor 'ns&=*s dikodekan oleh gen ini
tampak berbeda sedikit dengan karakteristik mereka, seperti afinitas 'ns&=*s.
Selain itu, ekspresi 'ns&=*s menunjukkan baha adanya 'ns&=*s homomerik
dan heteromerik ada,hal ini mampu meningkatkan berbagai fungsional 'ns&=*s
beragam 'ns&=*s yang dapat dimanfaatkan oleh sel (ootman et al, !""#@
erridge, !"").
12
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
13/37
Meskipun 'ns&=*s benar-benar membutuhkan 'ns&= untuk membuka
saluran, akti$asi mereka diatur oleh konsentrasi a!1
pada permukaan sitosol.
ahkan, pembukaan 'ns&=*s meningkat oleh kenaikan sederhana di a!1(".7-#
mmol%6), sedangkan konsentrasi a!1 lebih tinggi (8 # mmol%6) menghambat
pembukaan reseptornya. kti$itas 'ns&=*s sangat tergantung pada konsentrasi
a!1di sitosol, hal ini sangat penting dalam kelanjutan komplek transduksi signal
a!1yang terlihat pada banyak sel. &embukaan 'ns&=* dapat dipengaruhi oleh
konsentrasi 'ns&= dan a!1,, hal ini berfungsi baha konsentrasi 'ns&= tinggi
dapat men+egah a!1-dependent inakti$asi 'ns&=*s (ootman et al, !""#@
erridge, !"").
Gambar 4: $*ulation o0 multi6l$ 7$llular 6ro7$ss$s ol$# InsP-
%IP-) 8!a2"si*nallin* 6at#9a %B$rri&*$ et al' 2((+).
1.-.2.2 ano&in$ r$7$6tors %s)
*eseptor *yanodine (*y*s) se+ara struktural dan fungsional analog
dengan 'ns&=*s, tetapi *y*s memiliki sekitar dua kali konduktansi dan massa
13
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
14/37
molekul 'ns&=*. *eseptor *y*s berbagi dengan 'ns&=* dalam hal sensiti$itas
atau kepekaan terhadap konsentrasi a!1
di sitosol, meskipun *y*s umumnya
diaktifkan dan dihambat oleh konsentrasi yang lebih tinggi (akti$asi pada #-#"
mmol%6@ penghambatan pada 8#" mmol%6). erbeda dengan 'ns&=*s, yang
hampir u4i:uitously disajikan dalam jaringan mamalia, *y*s sebagian besar
hadir dalam tipe sel kuat dan aktif, seperti otot dan neuron. Seperti 'ns&=*s, *y*
subunit yang dikodekan oleh tiga gen. 2amun, gen ini tampaknya tidak memiliki
redundansi fungsional yang sama seperti diamati dengan isoform 'ns&=*.
Sebaliknya, protein *y* berbeda sering digunakan untuk fungsi tertentu.
Misalnya, *y*s tipe # hanya diaktifkan selama kontraksi otot rangka, sedangkan
Ctipe !C *y*s hanya berperan dalam otot jantung (ootman et al, !""#).
*eseptor *yanodine yang disebut demikian karena mempunyai afinitas
yang tinggi. &engikatan *yanodine ke *y*s ;use-dependent< yang berarti baha
saluran harus berada dalam keadaan aktif. &ada konsentrasi rendah (#-#" mmol
%6), *yanodine mengikat dengan kuat atau terkun+i pada *y* menjadi
su4conductance berumur panjang, sementara konsentrasi yang lebih tinggi (8
#"" mmol%6) menghambat membuka saluran yang bersifat ire$ersibel. *y*s juga
diaktifkan oleh konsentrasi kafein dalam millimolar. 4al ini disebabkan oleh
peningkatan dalam sensiti$itas *y*s ke a!1dengan adanya kafein, sehingga
konsentrasi basal a!1menjadi aktif (ootman et al, !""#).
'ns&=*s dan *y*s adalah titik fokus untuk kon$ergensi banyak jalur
sinyal yang berbeda. &embukaan saluran ini dipengaruhi oleh berbagai faktor,
termasuk fosforilasi, adenin nukleotida, senyaa tiol-reaktif, p4 dan konsentrasi
tinggi a!1pada E* % S* (ootman et al, !""#).
14
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
15/37
1.-.2.- S6#in*oli6i& !a2"r$l$as$ $&iatin* Prot$in o0 En&o6lasmi7
$ti7ulum %S!aPE)
SaM&E* adalah saluran rilis a!1 yang merespon lipid fosfokolin
sphingosine, yang dapat meningkatkan dalam sel bila dirangsang dengan faktor
pertumbuhan seperti platelet deri#ed gro$th factor (PDGF). S+amper tidak
mempunyai kemiripan struktural baik 'ns&=*s atau *y*s, dan bahkan jauh lebih
ke+il (sekitar !" kDa). SaM&E* diekspresikan dalam berbagai jenis jaringan,
termasuk otot jantung, pankreas dan hati. Sifat dan fungsi fisiologis saluran ini
belum dikenal (ootman et al, !""#).
1.3 Intra7$llular !a2"5r$l$asin* $ss$n*$rs
Dalam kebanyakan sel, a!1 intraseluler berasal dari +adangan intern
yang menyediakan sebagian besar sinyal a!1. da ! saluran utama a!1
intraseluler yaitu &ertama, ada family reseptor 6yanodine(*
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
16/37
'ns&= diproduksi oleh en>im fosfolipase (&6), yang menjadi aktif
ketika hormon atau faktor pertumbuhan berikatan dengan reseptor pada
permukaan sel. &6 sebenarnya mengkatalisis hidrolisis lipid pada bagian dalam
leaflet dari plasma mem4rane (&M), sehingga menghasilkan 'ns&= dan
diasilgliserol, yang juga dapat bertindak sebagai intraseluler messenger.
Meskipun diproduksi di &M, 'ns&= adalah sangat diffusi4le, dan dapat dengan
+epat melintasi sitoplasma sel. 2amun, molekul 'ns&= memiliki hidup yang
pendek hanya pada beberapa detik dalam sel, karena dimetabolisme oleh en>im
,baik dengan menambah atau menghapus gugus fosfat untuk mengakhiri potensi
pelepasan a!1-oleh 'ns&=. epatnya metabolisme 'ns&= oleh en>im ini berarti
baha 'ns&= memiliki akti$itas spasial-terbatas, meskipun dapat bebas
menyebar di dalam sel (ootman et al, !""#@ erridge, !"").
&enambahan gugus fosfat oleh Ca%+-kinase tergantung yang
memfosforilasi 'ns&= untuk menghasilkan inositol (.9-tetrakisphosphate
('ns&:) yang dapat menghasilkan utusan% messenger intraseluler lain. Meskipun
perannya dalam sel fisiologi tidak sepenuhnya jelas, 'ns&: mengikat ke protein
yang spesifik yaitu specific small G!Pase-acti#ating protein yang merupakan
famili dari *as yang telah terbukti untuk memodulasi pelepasan a!1 (ullen,
#B@ erridge, !"").
1.3.2 !7li7 ADP ribos$ %7ADP)
+D&* rilis a!1 melalui akti$asi *y*s. a!1- melepaskan aksi +D&*
ditemukan selama studi melihat efek deri$atif 2D1 oleh sinyal a!1.. +D&*
ldisintesis dari G-2D1 oleh en>im yang disebut A*P-ri4osyl cyclases. Satu
en>im siklase D&-ribosyl tersebut berada ektopik yang dinamakan glikoprotein
D=B yang dijumpai pada banyak jenis sel. En>im ini juga mengkatalisis
16
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
17/37
pembentukan +D&* dari G-2D1, akti$itas ini terjadi pada ekstraseluler.
Alikoprotein D=B juga mengangkut +D&* ke dalam sel (ootman et al, !""#)
+D&* berperan sebagai messenger intraseluler dihubungan antara
stimulasi sel dan peningkatan konsentrasi +D&* dalam sel. Selain itu, tingkat
+D&* dijumpai banyak didalam sel tapi tidak dengan *y*s. Data ini dapat
menunjukkan baha +D&* adalah regulator endogen yang relatif konstan untuk
sinyal a!1 atau ia memiliki fungsi seluler yang berbeda dari rilis a!1(ootman
et al, !""#).
&roduk rin+ian +D&* adalah ribosa D& (D&*), yang tidak mun+ul
untuk memobilisasi a!1. 2amun, D&* memodulasi peristia yang terjadi
selama pembuahan dan juga mempengaruhi saluran ion dalam sel otot polos.
Dalam hal ini, +D&* menyerupai 'ns&=, dalam metabolit asli memiliki fungsi
tambahan sebagai messenger(ootman et al, !""#).
1.3.- Ni7otini7 A7i&;A&$nin$ Dinu7l$oti&$ P#os6#at$ %NAADP)
2D& berperan dalam intraceluller messenger yang terbentuk dari G-
2D&1, berpotensi oleh +y+lases ribosyl yang sama yang menghasilkan +D&*
(2? en>im ini juga dapat menghasilkan D& siklik fosfat ribosa dari G-2D&1
dan AD& ribose siklik dari ni+otinamide-guanin nukleotida. Fungsi signalingi
senyaa ini belum diketahui (ootman et al, !""#)
Meskipun 2D& diproduksi oleh en>im yang sama dengan +D&*, tapi
tidak mengaktifkan *y*s. *eseptor untuk 2D& belum diketahui, tetapi telah
terbukti memiliki beberapa karakteristik unik yang membedakannya dari kedua
'ns&=*s dan *y*s. Se+ara khusus, respon 2D& dapat sepenuhnya tidak aktif
untuk aktu yang lama oleh konsentrasi 2D& dibaah ambang batas untuk
rilis a!1. 4al ini menunjukkan baha 2D& berperan menjadi utusan
17
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
18/37
intraselular hampir tidak dijumpai pada sel yang tidak distimulasi, dan harus
+epat diproduksi pada akti$asi (ootman et al, !""#).
II. ATIKS EKSTASELULE
2.1 Strutur &an
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
19/37
bekerja sama dalam akti$itas sinyal, menentukan hasil-hasil signaling, dan nasib
sel (im et al, !"##).
2.2 Komuniasi S$l
'nformasi dapat datang dalam berbagai bentuk dan seringkali melalui
proses merubah sinyal informasi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. &roses
pengubahan ini disebut transduksi sinyal. Sinyal-sinyal antar sel jauh lebih
sederhana . &ada komunikasi khas antar sel, sel pemberi sinyal menghasilkan
tipe khusus dari molekul sinyal yang dapat dideteksi oleh sel target. Sel target
memiliki protein reseptor yang mampu mengenali dan berespon se+ara spesifik
terhadap molekul sinyal. 0ransduksi sinyal dimulai ketika protein reseptor pada
sel target menerima sinyal ekstraselular yang baru masuk dan merubahnya
menjadi sinyal intraselular yang memerintah perilaku sel. omunikasi antar sel
berperan penting untuk pengaturan dan pengendalian kegiatan sel, jaringan,
organ tubuh, dan untuk mempertahankan homeostasis. Dalam tubuh manusia
terdapat dua jenis komunikasi antar sel, yaitu? $ired system(komunikasi melalui
saraf atau listrik) dan non-$ired system (komunikasi kimiai). Sedangkan
komunikasi intra sel adalah komunikasi yang terjadi di dalam sel. omunikasi
intra sel merupakan proses pengubahan sinyal di dalam sel itu sendiri (artika,
!"##).
omunikasi listrik merupakan komunikasi yang +epat dengan hitungan
milidetik. 'nformasi yang dihantarkan sepanjang sel saraf berbentuk potensial
aksi. &enghantaran informasi dari sel saraf ke sel target berlangsung melalui
sinaps, yang dikenal sebagai transmisi sinaps. Sedangkan komunikasi kimiai
berlangsung lebih lambat namun efeknya lebih lama. omunikasi saraf dan
komunikasi kimiai dapat terjadi se+ara tumpang tindih. eberapa >at kimia
19
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
20/37
seperti neurotransmitter, hormon, dan neurohormon tidak dapat menembus sel.
'nformasi yang akan dihantarkan harus dirubah dulu oleh protein membran sel ke
sinyal kimia di dalam sel (artika, !"##@ erridge and ootman. !""3).
omunikasi sel berperan penting dalam menyelenggarakan homeostasis
karena tubuh harus senantiasa memantau adanya perubahan-perubahan nilai
berbagai parameter, lalu mengkoordinasikan respons yang sesuai sehingga
perubahan yang terjadi dapat diredam. 9ntuk itu sel-sel tubuh harus mampu
berkomunikasi satu dengan lainnya. omunikasi antar sel merupakan media
yang menopang pengendalian fungsi sel atau organ tubuh. &engendalian yang
paling sederhana terjadi se+ara lokal (intrinsik) yaitu dengan komunikasi antar sel
yang berdekatan. &engendalian jarak jauh (ekstrinsik) lebih kompleks dan
dimungkinkan melalui refleks yang dapat melibatkan sisitem saraf (lengkung
refleks) maupun sistem endokrin (pengaturan umpan balik)(artika, !"##).
2. - P$nam6aian ol$ul Sinal
Dalam penyampaian molekul sinyal terdapat empat tipe, yaitu?#)
Endokrin? sel target jauh, mengggunakan mediator hormon. 4ormon dibaa
melalui pembuluh darah. !) &arakrin? mediator lokal. Mempengaruhi sel target
tetangga, dirusak oleh suatu en>im ekstraselular atau diimobilisasi oleh ekstra ,
sellular matriks, =) utokrin? Sel responsif terhadap substansi yang dihasilkan
oleh sel itu sendiri, :) Sinaptik? &enyampaian sinyal dapat dilakukan dengan +ara
protein dari suatu sel berikatan langsung dengan protein lain pada sel lain
(erridge et al, !"").
2.3 $to&$ Komuniasi antar S$l
Di dalam tubuh terdapat tiga metode komunikasi antar sel, yaitu ?
20
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
21/37
omunikasi langsung, adalah komunikasi antar sel yang sangat
berdekatan. omunikasi ini terjadi dengan mentransfer sinyal listrik (ion-
ion) atau sinyal kimia melalui hubungan yang sangat erat antara sel satu
dengan lainnya. Aap jun+tion merupakan protein saluran khusus yang
dibentuk oleh protein +onnein. Aap jun+tion memungkinkan terjadinya
aliran ion-ion (sinyal listrik) dan molekul-molekul ke+il (sinyal kimia),
seperti asam amino, 0&, +M& dalam sitoplasma kedua sel yang
berhubungan. omunikasi lokal, adalah komunikasi yang terjadi melalui >at kimia yang
dilepaskan ke +airan ekstrasel (interstitial) untuk berkomunikasi dengan
sel lain yang berdekatan (sinyal parakrin) atau sel itu sendiri (sinyal
autokrin).
omunikasi jarak jauh? adalah komunikasi antar sel yang mempunyai
jarak +ukup jauh. omunikasi ini berlangsung melalui sinyal listrik yang
dihantarkan sel saraf dan atau dengan sinyal kimia (hormon atau
neurohormon) yang dialirkan melalui darah.
2.4 Trans&usi Sinal
0ransduksi sinyal men+akup pengubahan sinyal dari satu bentuk ke
bentuk lain dalam sel. khirnya, respon terjadi sebagai hasil dari sinyal aal.
Sinyal-sinyal kimia dapat berupa protein, asam amino, peptida, nukleotida,
steroid, dan gas. Sebagian besar sinyal bersifat hidrofilik sehingga tidak dapat
meleati membran (+ontohnya protein, asam amino, dan peptida). eberapa
sinyal bersifat hidrofobik dan mampu melalui membran untuk memulai respon
(+ontohnya hormon steroid). Sinyal-sinyal tersebut diproduksi oleh signal +ell
21
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
22/37
dan dideteksi oleh protein reseptor pada sel target. 0ransduksi sinyal meliputi
aktifitas sebagai berikut?
&engenalan berbagai sinyal dari luar terhadap reseptor spesifik yang
terdapat pada permukaan membran sel.
&enghantaran sinyal melalui membran sel ke dalam sitoplasma.
&enghantaran sinyal kepada molekul efektor spesifik pada bagian
membran sel atau efektor spesifik dalam sitoplasma. 4antaran sinyal ini
kemudian akan menimbulkan respon spesifik terhadap sinyal tersebut.
*espon spesifik yang timbul tergantung pada jenis sinyal yang diterima.
*espon dapat berupa peningkatan atau penurunan aktifitas en>im-en>im
metabolik, rekonfigurasi sitoskeleton, perubahan permeabilitas membran
sel, aktifasi sintesa D2, perubahan ekspresi genetik atupun program
apoptosis.
0erputusnya rangkaian sinyal. 0erjadi apabila rangsangan dari luar mulai
berkurang atau terputus. 0erputusnya sinyal juga terjadi apabila terdapat
kerusakan atau tidak aktifnya sebagian atau seluruh molekul penghantar
sinyal. 'nformasi yang terjadi akan meleati jalur rangsang (signal
transduction path$ay) yang terdiri dari berbagai protein berbeda atau
molekul tertentu seperti berbagai ion dan kanalnya, berbagai faktor
transkripsi, ataupun berbagai tipe sububit regulator. Setiap protein yang
terlibat pada jalur ini mampu menghambat atau mengaktifasi protein yang
berada dibaah pengaruhnya (do$n stream). &rotein utama yang terlibat
dalam jalur rangsang pada umumnya adalah kinase dan posphatase,
yang beberapa diantaranya merupakan protein yang terdapat%larut dalam
sitoplasma. edua protein ini mampu melepaskan atau menerima grup
posphat dari protein lain sehingga proses penghantaran atau penghentian
sinyal dapat berlangsung.
22
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
23/37
Se+ara singkat langkah-langkah transduksi sinyal adalah?
#. Sintesis molekul sinyal oleh sel yang memberi sinyal.!. &elepasan molekul sinyal oleh sel yang memberi sinyal.=. 0ranspor sinyal oleh sel target.:. &engikatan sinyal oleh reseptor spesifik yang menyebabkan akti$asi
reseptor tersebut.7. 'nisiasi satu atau lebih jalur transduksi sinyal intrasel.3. &erubahan spesifik fungsi, metabolisme, atau perkembangan sel.;. &embuangan sinyal yang mengakhiri respon sel.
'katan ligan dengan reseptor spesifik akan memi+u pelepasan second
messenger yang akan menimbulkan reaksi berantai dan membaa perubahan
didalam sel. *eseptor spesifik, yang terdapat pada membran sel dapat berupa?
G!P 4inding protein 5G-protein)-coupled receptors receptor tyrosine kinase
cytokine receptor-link kinase atupun serine kinase. Sinyal yang terjadi bukan
hanya oleh adanya ikatan ligan dengan reseptor spesifik saja, melainkan juga
akibat adanya paparan langsung dengan tekanan mekanik maupun perubahan
kimiai disekitar sel dengan melibatkan integrin.
Disamping reseptor, terdapat pula berbagai kanal ion yang ikut berperan
pada transduksi sinyal. ktifitas kanal ion (khususnya ion-a) ataupun reseptor
kalsium seperti calcium sensingreceptor (aS*) yang termasuk dalam kelompok
C-family of G-protein coupled receptor dapat mempengaruhi keseimbangan
kalsium dengan merubah konsentrasi ion sitosolik. 'on-a dalam sitoplasma
akan bekerja sebagai secondmessenger dan dapat memi+u timbulnya tranduksi
sinyal yang berkelanjutan.&engubahan sinyal di dalam sel dapat terjadi sebagai
berikut?
#. Sinyal molekul ekstrasel berikatan dan mengaktifkan protein atau
glikoprotein membran sel. Molekul protein yang diikat reseptor akan
23
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
24/37
mengaktifkan?a) protein kinase, b) en>im penguat yang menggiatkan
second messengers.!. econd messengers, berperan? a) Mengubah kegiatan en>im, khususnya
protein kinase, b) Meningkatkan ion kalsium intrasel +) Menggiatkan kanal
ion tertentu.
Fosforilasi protein atau kegiatan ion kalsium mengubah fungsi sel sebagai
respon sel. Sedangkan protein yang dimodifikasi ion kalsium dan proses
fosforilasi akan mengontrol? En>im-en>im metabolik, kontraksi otot dan
pergerakan sitoskeleton, protein yang mengatur kegiatan gen dan sintesis
protein, transport membran dan kegiatan protein reseptor (ootman, !"#!).
2.= $s$6tor Pa&a $mbran S$l
*eseptor yang terdapat pada membran sel meliputi (Juliano and 4askill,
#=) ?
() G-protein 5G!P-4inding protein)-coupled receptors merupakan suatu
reseptor pada sel membran yangmempunyai tujuh heli transmembran.
&enyaluran sinyal yang timbul setelah G-protein coupled receptors
berikatan dengan ligan, baru mungkinterjadi bila A-protein ikut berperan
aktif untukmempengaruhi efektor yang berada dibaahpengaruhnya.%) *eseptor tirosin-kinase (*0). *eseptor yang terdapat pada membran
sel, terkadang bukan hanya suatu protein yang bekerja sebagai reseptor
saja, namun juga merupakan suatu en>im yang mampu menambah grup
posphat kepada residu tirosin spesifik dari protein itu sendiri. 0erdapat
dua ma+am tirosin kinase (0) yakni? pertama, *0 yang merupakan
protein transmembran yang memiliki domain diluar membrane sel yang
mampu berikatan dengan ligan serta domain didalam membrane sel yang
merupakan suatu katalitik kinase. Jenis kedua, merupakan non-*0 yang
24
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
25/37
tidak memiliki protein transmembran serta terdapat dalam sitoplasma, inti
dan bagian dalam dari membran sel. &ada G-proteincoupled receptors
terdapat tujuh heli transmembran, sedangkan reseptor tirosin kinase
hanya mempunyai satu segmen transmembran meskipun reseptor tipe ini
dapat berupa monomer, dimmer ataupun tetramer.) *eseptor kinase serin, berperan pada akti$itas kerja dari akti$in, 0AF-
beta, mulerianinhi4itingsu4stance 5M3) dan 4one morphegenicprotein
5/MP). Sebagai efektor dari reseptor kinase serin adalah kinase serin
sendiri. eluarga dari reseptor ini meneruskan signal melalui suatu
protein yang disebut sebagai smads" &rotein ini dapat berperan ganda,
baik berperan sebagai penerus sinyal (transducer) maupun sebagai faktor
transkripsi..) 'ntegrin. 4ubungan antara sel dengan substrat dimediasi dengan adanya
integrin yang merupakan suatu protein transmembran yang mempunyai
tempat ikatan dengan berbagai material ekstra sel seperti fibronektin,
kolagen ataupun proteoglikan. &ada proses inflamsi, makrofag maupun
fibroblast akan mensintesa fibronektin yang merupakan matriks protein
yang besar. Fibronektin mempunyai fungsi sebagai chemotractant dan
fungsi mitogenik untuk fibroblast. 9ntuk menjalankan fungsi tersebut perlu
adanya ikatan fibronektin dengan reseptor integrin pada sel mononuklear
maupun fibroblast. .
Setiap reseptor pada membrane sel memiliki protein efektor dan jalur
sinyal tertentu. Efektor berperan dalam amplifikasi (peningkatan) suatu signal
yang timbul akibat adanya ikatan suatu ligan dengan reseptor spesifik pada
membran sel (Jaalouk et al, !"").
25
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
26/37
2.,
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
27/37
dimediasi oleh reseptor ion (misalnya? jalur mitogen-acti#ated protein kinase
(M&)) yang dapat diaktifkan oleh regangan mekanik seperti pada receptor
linked tirosine kinase(Jaalouk et al, !"").
2.> P$ran Sitosl$ton T$r#a&a6 $anotrans&usi
Fibroblas hanya mampu mengenali stres mekanik pada permukaan
luarnya bila menahan suatu resistensi tertentu dengan tekanan internal sitosketal
tertentu pula. danya kontak adhesi sel dengan MES membentuk hubungan fisik
melalui komponen utama membran sel, yaitu integrin, maupun kanal ion.
Semakin kaku suatu sitoskleton, semakon sensitif menerima regangan
permukaan sel. Sebaliknya, suatu sel dengan sitoskleton yang mengalami
relaksasi sempurna (atau kolaps) hampir tidak dapat menerima dengan baik
deformitas dalam substrat MES nya untuk selanjutnya mengalami proses
mekanotransduksi (hiuet et al, !""=).
2.+ $anotran&usi atris Estras$lul$r
&erubahan pada lingkungan MES akan memi+u terjadi respon pada
komponen penyusun MES. Stress mekanik dapat meregulasi produksi protein
MES se+ara tidak langsung dengan menstimulasi pelepasan faktor pertumbuhan
parakrin, atau se+ara langsung dengan memi+u jalur sinyal intraseluler yang
mengakti$asi gen. anyak penelitian yang menunjukkan baha perubahan-
perubahan ekspresi dari protein MES adalah bagian dari respon adaptif terhadap
berbagai tipe tekanan mekanis (hiuet, #).
danya regangan intraseluler dapat mengaali perubahan dari elemen
sitoskeletal, dengan demikian mengubah afinitas ikatan terhadap molekul
spesifik dan mengakti$asi jalur sinyal. ompresi ruang intraseluler dapat
27
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
28/37
mengubah konsentrasi efektif dari molekul sinyal autokrin dan parakrin. selain itu,
perubahan reseptor, tingkat ke+airan lipid, dan bahkan akti$itas mitokondrial
diperkirakan sebagai suatu mekanosensor. 9mumnya hampir seluruh sel
berespon terhadap stimulasi mekanis melalui perubahan adaptif pada fungsi sel.
&erubahan ini termasuk respon jangka pendek seperti pada peningkatan %
penurunan tekanan intraseluler, adhesi, peyebaran atau migrasi, maupun efek
jangka panjang seperti sintesis protein dan sekresi, reorganisasi struktural,
proliferasi dan $iabilitas. Efek-efek ini sering kali dimediasi melalui jalur sinyal
yang multiple, bahkan saling tumpah tindih dan crosstalking (Jaalouk et al, !"").
Gambar = : B$b$ra6a ?alur &alam 6ros$s m$anotrans&usi %Jaalou et al'
2((+)
Dalam mempertahankan homeostasis matrik ekstraseluler. *espon
seluler terhadap berbagai stress mekanik ada yang berlangsung +epat, ada juga
berlangsung lama bergantung kepada jenis karakteristik sel. *espon seluler yang
terjadi +epat dan singkat (beberapa detik) setelah lingkungan matriks
ekstraseluler mendapatkan stress mekanik berkaitan dengan kaskade second
28
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
29/37
messenger dan perubahan elektrobiokimia. &erubahan lain, seperti transkripsi
gen dan sel % jaringan terjadi perubahan morfologi pada urutan menit ke jam.
khirnya, jika peristia ini terus berlangsung, efek akhir adalah perubahan besar-
besaran di organisasi jaringan dan pengembangan morfologi organisme (olahi
and Mofrad, !"#").
Gambar ,: Sala 9atu &an 6an?an* b$r@ariasi &ari r$s6on s$lul$r %Kola#i
an& o0ra&' 2(1()
2.1( P$ran Kalsium Pa&a Tran&usi Sinal
'on kalsium mengatur proses yang beragam seperti motilitas sel,
transkripsi gen, kontraksi otot, dan eksositosis (erridge et al. !"""). 'on kalsium
dapat memi+u kontraksi otot skeletal dengan mengikat troponin dan kalsium
juga dapat diserap di retikulum sarkoplasma. Sinyal kalsium dalam sel berosilasi
? konsentrasi kalsium sitoplasma yang meningkat , efektor tertentu diaktifkan, dan
kemudian sinyal kalsium dibalik untuk me-reset sistem (lihat Aambar ; dan B).
Sel menggunakan saluran NtoolkitN , pumps, dan buffer sitosol untuk mengontrol
kadar protein kalsium (erridge et al. !"""). eberapa protein dapat dimodulasi
29
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
30/37
kalsium seperti kinases danphosphatases transcription factors sepertiN-A!
danu4i:uitous calcium-4inding protein calmodulin 5CaM) (ootman, !"#!).
Stimulasi listrik, hormonal, mekanik pada sel-sel dapat menghasilkan
sinyal kalsium, menyebabkan masuknya ion melintasi membran plasma atau rilis
dari +adangan intraseluler. &engikatan hormon pada G-protein-coupled reseptor
(A&*s), misalnya, mengarah ke generasi second messenger inositol (.9-
trisphosphate ('ns&=), yang melepaskan kalsium dari +adangan intraseluler
seperti pada retikulum endoplasmi+. Sebaliknya, stimulasi listrik atau
neurotransmitter pada neuron menyebabkan kalsium untuk masuk ke sel-sel dari
luar melalui saluran di membran plasma. 4al ini dapat meningkatkan konsentrasi
kalsium di sitosolik dari sekitar #"" nM menjadi sekitar # mM. Dalam kondisi aktif
konsentrasi kalsium bisa men+apai puluhan mikromolar. Seperti hot-spot lokal
kalsium yang digunakan oleh sel untuk mengaktifkan proses tertentu umumnya
tidak sensitif dengan konsentrasi kalsium sitosol (ootman et al. !""#@ ootman,
!"#!).
Cellular calcium signaling proteomes pada jaringan spesifik,
menghasilkan sinyal kalsium yang unik yang sesuai dengan fisiologi jaringan ini
(erridge et al. !""=). Sebagai +ontoh, cardiacmyocytes +epat membutuhkan
kalsium yang banyak untuk sementara (ratusan milidetik) untuk memi+u kontraksi
otat jantung setiap detik (ers, !""!), sedangkan sel-sel yang tidak kuat,
biasanya menampilkan osilasi kalsium yang berlangsung selama puluhan detik,
dan memiliki periodisitas beberapa menit, untuk kontrol ekspresi gen dan
metabolisme (Dupont et al. !"##). Sinyal kalsium yang +epat dalam miosit yang
disebabkan oleh kalsium masuk melalui #oltage-acti#ated calcium channels pada
membran plasma yang kemudian memi+u rilis kalsium melalui reseptor
30
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
31/37
*yanodine pada sar+oplasmi+ retikulum. Sinyal kalsium lambat pada sel-sel
none=cita4le, biasanya bergantung pada 'ns&=, yang mengikat saluran ('ns&=-
*s) pada retikulum endoplasma, atau berpotensi berikatan pada nicotinic acid
adenine dinucleotide phosphate-gated calcium channels (t$o pore channels)
pada organela asam, yang menyebabkan pelepasan kalsium ke dalam
sitoplasma (Aalione, !"##). Sinyal kalsium juga dapat meleati +elah
sambungan untuk mengkoordinasikan dengan akti$itas sel tetangga (Sanderson
et al. #:).
kti$itas ion kalsium dapat dimediasi langsung oleh efektor untuk
mengikat kalsium, seperti kalsineurin fosfatase (erridge !""3). tau, dapat
berinteraksi langsung dengan calcium-4inding protein CaM. 'nteraksi kalsium
dengan calcium-4inding protein CaMmengarah ke penataan ulang protein yang
memungkinkan untuk mengikat dan mengatur sasaran molekul allosterically
seperti calcium>calmodulin-dependent kinases CaMK33 dan CaMK3,. aM
bergerak dalam sel dan bisa berintraksi dengan target setelah mengikat kalsium.
2amun, dalam beberapa kasus, sebelum aM terikat dengan kalsium
dibutuhkan kontrol yang +epat untuk mengikatnya. &ada akhirnya, sinyal kalsium
dikembalikan oleh aksi pompa seperti sar+o % retikulum endoplasma 0&ase
(SE*) yang mengembalikannya dari sitosol ke +adangan intraseluler atau
lingkungan eksternal (ootman, !"#!).
31
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
32/37
Gambar >: !al7ium Si*nalin* %Bootman' 2(12)
Gambar +: !al7ium Si*nalin* %Bootman' 2(12)
32
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
33/37
BAB -
KESIPULAN
Matrik ekstraseluler (MES) adalah merupakan jaringan yang terdiri dari
protein dan karbohidrat yang mengikat sel bersama-sama. Mempunyai struktur
yang komplek dan dinamis. Dalam setiap organisme matriks ekstraseluler
mendukung dan mengelilingi sel, mengatur kegiatan sel dan gerakan sel. Molekul
penyusun MES terdiri dari beberapa molekul yaitu kolagen elastic fi4ers bersifat
insolu4le proteoglycans hyaluronan adhesi#e glycoproteins bersifat solu4le.
Mereka dapat terlibat dalam proporsi yang berbeda untuk fungsi yang berbeda.
Fungsi MES dalam tubuh adalah memberikan perlindungan terhadap stimulus
atau stress mekanik, perkembangan embrio, persiapan untuk migrasi seluler
seperti penyembuhan luka, manajemen faktor pertumbuhan.
Dalam proses regulasi protein MES, disamping reseptor, terdapat pula
berbagai kanal ion yang ikut berperan pada transduksi sinyal. ktifitas kanal ion
(khususnya ion-a) ataupun reseptor kalsium seperti calcium sensing receptor
(aS*) yang termasuk dalam kelompok C-family of G-protein coupled receptor
dapat mempengaruhi keseimbangan kalsium dengan merubah konsentrasi ion
sitosolik. 'on-a dalam sitoplasma akan bekerja sebagai secondmessenger dan
dapat memi+u timbulnya tranduksi sinyal yang berkelanjutan (erridge, !"").
Dalam tubuh manusia, ion kalsium banyak berperan dalam berbagai
proses intraseluler. 'on kalsium (a!1) berperan sebagai utusan penghubung
%pembaa pesan tentang kondisi ekstraseluler kedalam intraseluler,
mengendalikan beragam proses seluler seperti transkripsi gen, kontraksi otot dan
proliferasi dan differensiasi sel.
33
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
34/37
DA
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
35/37
oitano S, Dirksen E* and Sanderson MJ (#!). 'nter+ellular propagation of
+al+ium a$es mediated by inositol trisphosphate. S+ien+e !7B? !!O
!7.
ootman MD and erridge MJ (#7). 0he elemental prin+iples of +al+ium
signalling. ell B=? 3;7O3;B.
ootman MD., 6ipp &. !""#. al+ium Signalling and *egulation of ell Fun+tion.
En+y+lopedia of lifr s+ien+es. .els.net
e>pro>$anny, '., Ehrli+h, .E. (#7). 0he inositol #,:,7 trisphosphate ('ns&=)
re+eptor. ?" Mem4r" /iol" 134, !"7O!#3
lapham DE (#7). al+ium signalling. ell B"? !7O!3B
annell, M. ., heng 4., 6ederer, /. J. (#7). 0he +ontrol of a !1release in
heart mus+le. cience 2=>, #":7O#":.
hiuet M, #. *egulation of etra+elluler matri gene epression by
me+hani+al stress. Matri iol.J.'nt. So+. Matri iol. #B, :#;-:!3
Da$ies J. !""#. Etra+eluller Matri. 2ature &ublishing Aroup % .els.net
Dupont A, ombettes 6, ird AS, &utney J/. !"##. al+ium os+illations. old
Spring 4arb &erspe+t iol =? a"":!!3.
Aalione ., /hite, . (#:). a!1release indu+ed by +y+li+ D&-ribose. !rends
Cell /iol. 3, :=#O:=3.
Aalione . !"##. 2D& re+eptors, old Spring 4arb &erspe+t iol =? a"":"=3
Jaalouk, DE., 6ammerding, J., !"". Me+hanotransdu+tion gone ary. 2at. *e$.
Mol. ell iol. #", 3=-;=
Juliano *6., 4askill S. #=. Signal 0ransdu+tion From Etra+eluller Matri. 0he
Journal of ell iology5ol.#!",2o."= hal@7;;-7B7
35
http://www.els.net/http://www.els.net/ -
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
36/37
im S., 0urnbull J dan Auimond S. (!"##). Etra+ellular matri and +ell signalling?
the dynami+ +ooperation of integrin, proteogly+an and groth fa+tor
re+eptorJournal of Endo+rinology. $ol. !", #=O#7#.
olahi S, Mofrad M*. !"#". Me+hanotransdu+tion? a major regulator of
homeostasis and de$elopment .iley.+om%ires%sysbio
6ee, 4. (#:). y+li+ D&-ribose O a ne member of a super family of
signaling +y+li+-nu+leotides. Cell ignall" =, 7#O3"".
6ope>-6ope>, J*., Sha+klo+k, &S., alke, /., /ier /A. (#7). 6o+al a!1
transients triggered by single 6-type a!1+hannel +urrents in +ardia+
+ells. cience 2=>, #":!O#":7.
Sanderson MJ, harles , oitano S, Dirksen E*. #:. Me+hanisms and
fun+tion of inter+ellular +al+ium signaling. Mol ell Endo+rinol B? #;=O
#B;.
/idura. !""". alsium dan fungsi. 9ni$ersitas risten Maranatha. hal ?#-#3.
36
-
7/24/2019 ion kalsium pada metabolisme matriks ekstrseluler
37/37