BAB II TINJAUAN PUSTAKA
A.
Metabolisme Kalsium Kalsium merupakan mineral yang paling banyak terdapat didalam tubuh manusia. Kira-kira 99% kalsium terdapat di dalam jaringan keras yaitu pada tulang dan gigi. 1% kalsium terdapat pada darah, dan jaringan lunak. Tanpa kalsium yang 1% ini, otot akan mengalami gangguan kontraksi, darah akan sulit membeku, transmisi saraf terganggu, dan sebagainya (Guyton,2006). Ion kalsium mengatur sejumlah reaksi fisiologis dan biokimiawi yang penting. Proses tersebut diantaranya mencakup eksitabilitas neuromuscular, koagulasi darah, proses sekresi, integritas membran serta pengangkutan membran plasma, reaksi enzim, pelepasan hormon serta neurotransmitter dan kerja intrasel sejumlah hormone. Selain itu konsentrasi Ca2+ dalam periosteum serta cairan ekstrasel diperlukan untuk proses mineralisasi tulang. Toleransi terhadap penyimpanan kadar Ca2+ dari kosaran normal 1,1-1,3 mmol/l sangat kecil, sehingga diperlukan pengendalian yang kaku terutama dari banyak organ (hati, kulit, tulang, usus, dan paratiroid), banyak sistem hormon (PTH, kalsitonin dan kalsitriol). Tubuh manusia didalamya terdapat kurang lebih 1 kg kalsium dan jumlah itu 99% diantaranya dalam bentuk Kristal hidroksi apatit bersama fosfat yang merupakan komponen anorganik dan structural skeletal. Namun hanya 1% dari kalsium tulang yang dapat dipertukarkan secara bebas. Kalsium plasma terdapat dalam tiga bentuk, yaitu bentuk senyawa kompleks dengan senyawa organik, bentuk terikat protein, dan bentuk terionisasi. Bentuk yang terionisasi ini merupakan bentuk biologis-aktif (Asscalbiass,2011).
Kemampuan absorpsi (penyerapan) kalsium lebih tinggi pada masa pertumbuhan dan menurun pada proses menua. Absorpsi pada laki-laki lebih tinggi dari pada perempuan pada semua golongan usia. Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi absorbsi kalsium, di antaranya kelarutan kalsium dalam air dan jenis makanan yang dimakan bersama dengan kalsium. Kalsium yang tidak diabsorpsi akan dikeluarkan dari tubuh (Guyton,2006). Absorbsi kalsium sebagian besar terjadi di duodenum dan jejunum bagian proksimal karena keadaannya lebih bersifat asam daripada bagian usus yang lainnya. Absorbsi kalsium dari lumen usus melibatkan 3 proses, yaitu transfer melalui membran mikrovili dari sel-sel mukosa, transfer melalui sel dan keluar dari sel melewati membran basolateral ke dalam cairan ekstraseluler dan dalam darah. Absorbsi kalsium di usus halus dikerjakan dengan 2 mekanisme, yaitu dengan transpor aktif dan transpor pasif. Mekanisme transpor aktif diatur oleh 1,25 - Dehidroxycholecalcferol (1,25-(OH)2D), suatu bentuk vitamin D paling aktif yang diproduksi dalam ginjal. Transpor aktif diatur dengan tujuan untuk memenuhi kebutuhan kalsium tubuh yang meningkat, misalnya pada periode pertumbuhan, kehamilan, laktasi, atau pada saat diet rendah kalsium. Dehidroxycholecalciferol (1,25(OH)2D) menyebabkan terbentuknya protein pengikat kalsium di sel-sel epitel usus. Protein tersebut berfungsi untuk mengangkut kalsium ke dalam sitoplasma sel, selanjutnya kalsium bergerak melewati membran basolateral dengan cara difusi terfasilitasi. Protein pengikat kalsium tetap di dalam sel plasma beberapa minggu sesudah 1,25-(OH)2D) dikeluarkan dari tubuh sehingga memperpanjang waktu absorbsi kalsium. Absorbsi kalsium dalam saluran pencernaan biasanya berkisar antara 30-80% kalsium dari total asupan kalsium. Pada awal pertumbuhan 50-70% kalsium yang dicerna diabsorbsi, tetapi pada individu dewasa hanya berkisar 10-40%. Absorbsi kalsium oleh usus akan meningkat
apabila kadar kalsium di usus meningkat. Kadar protein yang tinggi cenderung mengurangi kalsium dalam urin, tetapi tidak mempengaruhi absorbsinya. Unsur fosfor berperan dalam keseimbangan kadar kalsium dalam darah maupun laju penyimpanan kalsium dalam usus. Pakan dengan fosfor berlebihan akan menurunkan absorbsi kalsium. Keadaan ini akan menyebabkan terjadinya osteoporosis (Guyton,2006). Sebagian besar kalsium yang dimakan tidak diserap tapi diekskresi dalam feses, sehingga tidak ada hiperkalsemia. Ekskresi melalui ginjal (bl > 7mg/ml), lumen usus, keringat. Kalsium urin konstan tetapi pada feses bervariasi sesuai konsumsi. Kadar dalam plasma 9- 11mg/100ml, diatur oleh vitamin D, hormon paratiroid, kalsitonin. Dalam tulang diendapkan dalam bentuk hidroksiapatit, Ca10(PO4)6(OH)2 (Murray,2009).
Gambar metabolisme kalsium (Murray, 2009). B.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar kalsium dalam darah 1.
Faktor-faktor yang meningkatkan absorpsi kalsium a.
Tingkat kebutuhan tubuh terhadap kalsium.
Peningkatan kebutuhan terjadi pada pertumbuhan, masa kehamilan, menyusui, defisiensi kalsium. b.
Vitamin D Vitamin D merangsang absorpsi kalsium melalui langkah-langkah kompleks.
Vitamin D meningkatkan absorpsi pada mukosa usus dengan cara merangsang produksi protein-pengikat kalsium. Vitamin D yang digunakan untuk meningkat absorpsi kalsium dalam usus. Dalam hal ini vitamin D yang digunakan adalah dalam bentuk aktif yaitu 1,25 dihidroksikolekalsiferol. 1,25-dihidroksikolekalsiferol berfungsi untuk meningkatkan absorpsi kalsium oleh usus dengan cara meningkatkan pembentukan protein pengikat kalsium di sel epitel usus. Protein pengikat kalsium ini berfungsi di brush border untuk mengangkut kalsium ke dalam sitoplasma sel dan selanjutnya kalsium bergerak melalui membran basolateral sel dengan cara difusi terfasilitasi(Lauralee,2001). Langkah pertama dalam aktivasi vitamin D adalah mengubah vitamin D menjadi 25 hidroksikalsiferol dan proses in terjadi di hati. Den selanjutnya 25 hidroksikalsiferol akan diubah lagi menjadi bentuk aktif dari vitamin D yaitu 1,25 hidroksikalsiferol. Proses ini terjadi di tubulus proksimal ginjal dan juga mendapat bantuan langsung dari PTH (Lauralee,2001). c.
Asam klorida Asam klorida yang dikeluarkan oleh lambung membantu absorpsi kalsium dengan cara menurunkan pH di bagian atas usus halus(Lauralee,2001).
d.
Makanan yang mengandung lemak(Lauralee,2001).
Lemak meningkatkan waktu transit makanan melalui saluran cerna, dengan demikian memberikan waktu lebih banyak untuk absorpsi kalsium (Lauralee,2001). e.
Hormon paratiroid dan kalsitriol PTH berfungsi dalam mempertahankan kadar kalsium dalam darah, sedangkan
kalsitonin berfungsi untung meningkatkan penyerapan kalsium di usus. Hormon Paratiroid (PTH) menyediakan mekanisme yang kuat untuk mengatur konsentrasi kalsium lewat pengaturan reabsorbsi usus, ekskresi ginjal dan pertukaran ion-ion antara CES dan tulang. Naiknya konsentrasi kalsium terutama kerana dua hal, yaitu efek PTH yang meningkatkan absorbsi kalsum dan fosfast dari tulang dan efek yang cepat dari PTH dalam mengurangi ekskresi kalsium oleh ginjal(Lauralee,2001). PTH mempunyai dua efek pada tulang dalam menimbulkan absorpsi kalsium dan phospat. Efek tersebut antara lain: a.
Tahap cepat PTH dapat menyebabkan pemindahan garam-garam tulang dari dua tempat dalam tulang, yaitu : a) Dari matriks tulang disekitar osteosit yang terletak dalam tulangnya sendiri b) Disekitar osteoblas yang terletak disepanjang permukaan tulang. Letak peran PTH dalam proses ini adalah pertama, membran sel osteoblas dan osteosit memiliki protein reseptor untuk mengikat PTH. PTH nantinya
akan
mengaktrifkan
pompa
kalsium
dengan
kuat
sehinga
menyebabkan perpindahan garam-garam kalsium fosfat dengan cepat dari
cristal tulang amorf yang terletak dekat dengan sel. PTH diyakni merangsang pompa ini dengan meningkatkan permeabilitas kalsium pada sisi cairan tulang dari membran osteositik, sehingga mempermudah difusi ion kalsium ke dalam membran sel cairan tulang. Selanjutnya pompa kalsium di sisi lain dari membran
sel
memindahkan
ion
kalsium
yang
tersisa
ke
dalam
CES(Lauralee,2001). b.
Tahap lambat Salah satu pengatus absorbsi dan sekresi kalsium pada tulang adalah
PTH. Bila konsentrasi kalsium CES turun dibawah normal, kelenjar paratiroid langsung dirangsang untuk meningkatkan produksi PTH. Hormon ini nantinya bekerja langsung pada tulang untuk meningkatkan resorbsi kalsium dari tulang sehingga sejumlah besar kalsium dilepaskan dari tulang ke CES untuk mempertahankan keseimbangan kalsium. Bila konsentrasi ion klasium pada CES menurun, maka sekresi PTH akan diturunkan pula dan hampir tidak akan terjadi resorbsi. Dan produksi kalsium yang berlebihan tadi nantinya akan dideposit
ke tulang dalam rangka pembentukan tulang
yang
baru
(Lauralee,2001). Tulang sebernarnya tidak mempunyai persediaan kalsium yang banyak. Dalam jangka panjang, asupan kalsium ini harus diimbangi dengan ekskresi kalsium oleh traktus gastrointestinal dan ginjal. Pengaturan absorbsi kalsium ini adalah PTH. Jadi PTH mengatur konsentrasi kalsium melalui 3 efek (Lauralee,2001) a.
Dengan merangsang resorbsi tulang
b.
Dengan
merangsang
aktifitas
vitamin
D,
yang nantinya
akan
meningkatkan reabsorbsi kalsium pada gastro intestinal c.
Dengan meningkatkan secara langsung reabsorbsi kalsium oleh tubulus ginjal.
2.
Faktor-faktor yang menghambat absorbsi kalsium (Guyton,2006). a.
Kekurangan vitamin D bentuk aktif.
b.
Makanan yang mengandung asam oksalat seperti bayam dan sayuran lain.
c.
Makanan tinggi serat karena mempercepat waktu transit makanan di dalam saluran cerna.
d.
Hormon kalsitonin, menurunkan kadar kalsium dalam darah, namun meningkatkan kadar kalsium dalam tulang. Kalsitonin adalah hormon peptida yang disekresikan oleh kelenjar tiroid yang kerjanya berlawana dengan PTH, yaitu menurunkan konsentrasi kalsium plasma. Adapun kerja kalsitonin di dalam tubuh adalah sebagai berikut kalsitonin mamberikan efek pengurangan kerja absorpsi osteoklas dan mungkin efek osteolitik dari membran osteositik di seluruh tulang, sehingga dapat menggeser keseimbangan penimbunan kalsium sesuai dengan cepatnya pertukaran garam-garam kalsium. Dan kalsitonin memberikan efek penurunan pembentukan osteoklas yang baru.
