Calcium Homeostasis - 123SeminarsOnly.com

Raisha Pratiwi Indrawati
Calcium Homeostasis
Tubuh manusia terdiri dari sekitar 1100 g kalsium (99% terdapat pada tulang dan gigi). Sisanya
berada di plasma dalam 3 fraksi, yaitu free ionized calcium (50%), protein-bound calcium (40%), dan
calcium complexed (10%).
Fraksi complexed dan ionized Ca2+ (sekitar 60% dari Ca2+ plasma) dapat melalui membran plasma.
10-20% protein-bound Ca2+ berikatan dengan globulin. Sisanya, mayoritas (80-90%) berikatan
dengan albumin, dan sensitif terhadap perubahan pH.
-
Acidosis  protein-bound Ca2+ menurun, free atau ionized Ca2+ meningkat di plasma.
Alkalosis  protein-bound Ca2+ meningkat, ionized Ca2+ menurun di plasma.
Konsentrasi Ca2+ pada resting intracellular (cytosolic) sekitar 100 nM, namun dapat meningkat hingga
1 μM dengan pengeluaran Ca2+dari cadangan intrasel atau uptake Ca2+ dari ekstrasel. Sementara
konsentrasi Ca2+ ekstrasel sekitar 10.000 kali lipat dari intrasel.
Selain sebagai messenger intrasel dan kofaktor enzim, Ca2+ juga berperan dalam fungsi ekstrasel
seperti pada pembekuan darah, perangsangan saraf, dll. Maka Ca2+ sangat penting dalam menjaga
fungsi normal tubuh. Contohnya, bila kadar Ca2+ menurun, maka dapat terjadi hipereksitabilitas
neuromuscular yang menyebabkan numbness (mati rasa) dan tingling (kesemutan) ataupun muscle
cramp. Hipereksitabilitas saraf dapat menyebabkan tanda Chovstek (kontraksi ipsilateral pada otot
facial saat menepuk kulit di atas saraf facial) ataupun Trosseau (induksi kejang pada karpal dengan
memompa blood pressure cuff hingga 20 mmHg di atas tekanan sistolik pasien selama 3-5 menit).
Interaksi Tulang, Ginjal, dan Intestinal dalam Menjaga Homeostasis Kalsium
Tulang
Kalsium pada tulang didistribusikan melalui:
- readily exchangeable pool  menjaga kadar plasma Ca2+ dengan menukar 550 mg kalsium antara
tulang dan matriks ekstrasel.
- stable pool  membantu proses remodeling tulang. Setelah pertumbukan skeletal komplit,
remodeling tulang cortical dan trabecular tetap berlanjut.
Ginjal
Di ginjal, hampir seluruh Ca2+ yang difiltrasi, akan terreabsorpsi.
- 40% direabsorpsi di tubulus distal di bawah pengaruh PTH. Pada tubulus distal, reabsorpsi
dimediasi oleh absorpsi selular aktif yang distimulasi oleh pengikatan PTH dengan PTHR1.
- Sekitar 60% (hampir seluruh sisanya) direabsorpsi di tubulus proximal tanpa pengaruh regulasi
hormon.
- Transport Ca2+ transelular difasilitasi oleh vitamin D melalui peningkatan calbindin-D28K dan
ekspresi Ca2+ transporter pada membran basolateral.
Intestinal
Ketersediaan kalsium dari makanan sangat penting untuk homeostasis kalsium. Dietary intake
kalsium sekitar 1000 mg/d, dan hanya diabsorpsi 30% di intestinal. Jumlah kalsium yang diabsorpsi
ditingkatkan oleh vitamin D saat pertumbuhan, kehamilan, dan laktasi. Saat masa pertumbuhan,
terdapat akresi tulang. Setelah fase pertumbuhan selesai, kadar kalsium pada tulang tidak
bertambah ataupun berkurang. Jumlah Ca2+ yang dibuang lewat urin akan sama dengan jumlah yang
diabsorpsi.
Absorpsi Ca2+ di intestinal terjadi melalui 2 cara :
-
Paracellular pathway (non saturable)  ketika suplai Ca2+ berlebih
Transcellular pathway (saturable)  ketika suplai Ca2+ terbatas; vitamin-D dependent
Transport Ca2+ transepitel pada intestinal melalui 3 tahapan:
-
Melewati apical membrane secara pasif
Difusi sitosolik yang terfasilitasi vitamin D-dependent calcium-binding protein (calbindin)
Melewati basolateral membrane dengan ekstruksi aktif, dimediasi Ca2+-ATPase dan Na+/ Ca2+
exchanger.
Regulasi Hormon pada Homeostasis Kalsium
Penurunan kadar free ionized Ca2+ akan diketahui oleh sensor Ca2+ pada chief cell paratiroid,
sehingga pelepasan PTH akan meningkat. PTH lalu berikatan dengan reseptor pada osteoblast dan
menstimulasi produksi faktor pengaktivasi osteoclast untuk meningkatkan resorpsi tulang dan
pelepasan Ca2+ ke dalam sirkulasi.
Di ginjal, PTH meningkatkan reabsorpsi Ca2+ dan eksresi Pi di
urin. PTH juga menstimulasi hidroksilasi dari 25hydroxivitamin D3 pada posisi 1, untuk mengaktivasi vitamin
D (calcitriol atau 1,25(OH)2D3). Vitamin D meningkatkan
absorpsi Ca2+ di intestinal dan reabsorpsi Ca2+ di ginjal.
Pada tulang, vitamin D meningkatkan jumlah osteoclast dan
menstimulasi resorpsi tulang, sehingga kadar Ca2+ di
sirkulasi meningkat. Peningkatan Ca2+ bebas di sirkulasi
menyebabkan penurunan pengeluaran PTH oleh kelenjar
paratiroid, penurunan aktivasi vitamin D di ginjal, dan
stimulasi sel parafolikular di tiroid untuk sekresi calcitonin.
Calcitonin memiliki efek berlawanan dengan PTH, yaitu
menginhibisi aktivitas osteoclast, menurunkan resorpsi
tulang, dan meningkatkan ekskresi Ca2+ di ginjal, sehingga
kadar Ca2+ bebas menurun. Dapat disimpulkan, bahwa PTH,
calcitriol, dan calcitonin bekerja sama untuk menjaga
homeostasis kalsium dalam tubuh.
Faktor yang terlibat dalam regulasi metabolisme Ca2+ dan tulang
Regulator
PTH
Vitamin D
Calcitonin
Sex steroid
GH dan IGF
Thyroid hormone
Prolactin
Glucocorticoid
Inflammatory cytokine
Action
↑ resorpsi tulang dan Ca2+ plasma
↑ absorpsi Ca2+ intestinal,↓
↓resorpsi tulang dan Ca2+ plasma
↑aktivitas 1α-hydroxilase, ↓resorpsi tulang, ↑ sintesis osteoprotegerin
Stimulasi sintesis dan pertumbuhan tulang
↑ resorpsi tulang
↑ reabsorpsi Ca2+ ginjal dan aktivitas 1α-hydroxilase
↑ resorpsi tulang, ↓ sintesis tulang
↑ resorpsi tulang