14 Jul

Bahasa Indonesia Guyton And Hall Textbook of Medical Physiology 75-85 End

By Miswanto Kedokteran 0 Comments 408 Read Report This Article Print Share Whatsapp

HORMON PARATIROID

PTH menyediakan mekanisme yang sangat kuat untuk mengendalikan konsentrasi kalsium dan fosfat dalam cairan ekstrasel melalui pengaturan penyerapan kembali di usus, ekskresi oleh ginjal, serta pertukaran ion-ion tersebut antara cairan ekstrasel dan tulang.

Aktivitas kelenjar paratiroid yang berlebihan menyebabkan pelepasan garam kalsium dari tulang secara cepat sehingga menimbulkan hiperkalsemia pada cairan ekstrasel. Sebaliknya, hipofungsi kelenjar paratiroid menyebabkan hipokalsemia yang sering kali disertai tetani.

Anatomi Fisiologis Kelenjar Paratiroid

Gambar 80-11. Keempat kelenjar paratiroid terletak tepat di belakang kelenjar tiroid. Hampir seluruh hormon paratiroid (PTH) disintesis dan disekresikan oleh sel utama (chief cells). Fungsi sel oksifil (oxyphil cells) belum diketahui secara pasti, tetapi sel-sel ini diduga merupakan sel utama yang telah mengalami modifikasi atau penurunan fungsi sehingga tidak lagi mensekresikan PTH.

Pada manusia normal terdapat empat kelenjar paratiroid yang terletak tepat di belakang kelenjar tiroid, masing-masing satu di belakang kutub atas dan satu di belakang kutub bawah setiap lobus tiroid.

Baca Juga: Download Robot Forex Trading Indikator Bozztrade

Setiap kelenjar paratiroid berukuran sekitar 6 milimeter panjang, 3 milimeter lebar, dan 2 milimeter tebal, serta secara makroskopis tampak seperti jaringan lemak berwarna cokelat tua.

Kelenjar paratiroid sulit dikenali saat operasi tiroid karena sering tampak seperti lobulus lain dari kelenjar tiroid. Oleh sebab itu, sebelum pentingnya kelenjar ini dipahami secara luas, tiroidektomi total maupun subtotal sering kali juga mengangkat kelenjar paratiroid.

Pengangkatan setengah dari jumlah kelenjar paratiroid biasanya tidak menyebabkan gangguan fisiologis yang bermakna. Pengangkatan tiga dari empat kelenjar normal menyebabkan hipoparatiroidisme sementara, tetapi sejumlah kecil jaringan paratiroid yang tersisa biasanya mampu mengalami hipertrofi sehingga dapat menjalankan fungsi seluruh kelenjar secara memadai.

Kelenjar paratiroid pada orang dewasa, seperti diperlihatkan pada Gambar 80-11, terutama terdiri atas sel utama (chief cells) dan sejumlah kecil hingga sedang sel oksifil (oxyphil cells), meskipun sel oksifil tidak ditemukan pada banyak hewan maupun pada manusia muda.

Distributor pusat penjualan segala alat listrik tenaga surya. Toko online jual listrik tenaga matahari. Produsen Produk solar sel murah.www.tokosolarcell.net . daftar Paket harga penjualan listrik tenaga matahari

Sel utama diyakini menghasilkan sebagian besar, bahkan mungkin seluruh, PTH.

Baca Juga: [Buku Bahasa Indonesia] The Lean Startup - Eric Ries

Fungsi sel oksifil belum diketahui secara pasti, tetapi diduga merupakan sel utama yang telah mengalami modifikasi atau mengalami penurunan fungsi sehingga tidak lagi mensekresikan hormon.

Kimia Hormon Paratiroid

PTH mula-mula disintesis pada ribosom dalam bentuk preprohormon, yaitu rantai polipeptida yang terdiri atas 110 asam amino.

Retikulum endoplasma dan aparatus Golgi kemudian memotong preprohormon ini menjadi prohormon yang terdiri atas 90 asam amino, kemudian menjadi hormon aktif yang terdiri atas 84 asam amino, yang selanjutnya dikemas ke dalam granula sekretorik di sitoplasma sel.

Hormon akhir memiliki berat molekul sekitar 9500.

Senyawa yang lebih kecil, bahkan yang hanya terdiri atas 34 asam amino pada bagian terminal-N molekul, juga berhasil diisolasi dari kelenjar paratiroid dan menunjukkan aktivitas PTH yang penuh.

Baca Juga: Buku Bahasa Indonesia Karen Amstrong: Sejarah Tuhan

Bahkan, karena ginjal dengan cepat mengeliminasi hormon utuh yang terdiri atas 84 asam amino hanya dalam beberapa menit, tetapi tidak mengeliminasi banyak fragmennya selama berjam-jam, sebagian besar aktivitas hormonal sebenarnya berasal dari fragmen-fragmen tersebut.

EFEK HORMON PARATIROID TERHADAP KONSENTRASI KALSIUM DAN FOSFAT DALAM CAIRAN EKSTRASEL

Gambar 80-12. Perubahan perkiraan konsentrasi kalsium dan fosfat selama 5 jam pertama infus hormon paratiroid dengan kecepatan sedang.

Gambar 80-12 memperlihatkan perubahan perkiraan konsentrasi kalsium dan fosfat darah yang terjadi setelah PTH diinfuskan secara mendadak ke dalam hewan percobaan dan infus tersebut dipertahankan selama beberapa jam.

Perhatikan bahwa segera setelah infus dimulai, konsentrasi ion kalsium mulai meningkat dan mencapai keadaan stabil dalam waktu sekitar 4 jam.

Hormon Paratiroid Memobilisasi Kalsium dan Fosfat dari Tulang

PTH memiliki dua efek dalam memobilisasi kalsium dan fosfat dari tulang.

Efek pertama merupakan fase cepat yang dimulai dalam hitungan menit dan meningkat secara bertahap selama beberapa jam. Fase ini terjadi akibat aktivasi sel-sel tulang yang telah ada, terutama osteosit, sehingga meningkatkan pelepasan kalsium dan fosfat.

Baca Juga: [Buku Bahasa Indonesia] The Origin Of Species - Charles Darwin

Efek kedua merupakan fase yang jauh lebih lambat, memerlukan beberapa hari hingga beberapa minggu untuk berkembang sepenuhnya. Fase ini terjadi akibat proliferasi osteoklas yang diikuti oleh peningkatan besar resorpsi tulang oleh osteoklas, bukan sekadar pelepasan garam kalsium fosfat dari tulang.

Fase Cepat Mobilisasi Kalsium dan Fosfat dari Tulang: Osteolisis

Apabila PTH diberikan dalam jumlah besar, konsentrasi ion kalsium darah mulai meningkat dalam beberapa menit, jauh sebelum terbentuknya sel tulang baru.

Penelitian histologis dan fisiologis menunjukkan bahwa PTH menyebabkan pengeluaran garam tulang dari dua lokasi, yaitu:

Matriks tulang di sekitar osteosit yang berada di dalam tulang.
Daerah di sekitar osteoblas pada permukaan tulang.

Biasanya osteoblas maupun osteosit tidak dianggap berfungsi memobilisasi garam tulang karena kedua jenis sel ini bersifat osteoblastik dan secara normal berhubungan dengan deposisi serta kalsifikasi tulang.

Namun, osteoblas dan osteosit membentuk suatu sistem sel yang saling berhubungan dan menyebar ke seluruh bagian tulang serta hampir seluruh permukaan tulang, kecuali area kecil di sekitar osteoklas (lihat Gambar 80-6).

Baca Juga: Betternet VPN Premium 5.2.0 Full Version [Premium]

Bahkan, juluran sitoplasma yang panjang dan tipis menghubungkan osteosit satu dengan lainnya di seluruh struktur tulang, sekaligus menghubungkan osteosit dengan osteoblas di permukaan.

Sistem luas ini disebut sistem membran osteosit (osteocytic membrane system) dan diyakini membentuk membran yang memisahkan tulang dari cairan ekstrasel.

Di antara membran osteosit dan tulang terdapat sejumlah kecil cairan tulang.

Penelitian menunjukkan bahwa membran osteosit memompa ion kalsium dari cairan tulang menuju cairan ekstrasel sehingga konsentrasi ion kalsium dalam cairan tulang hanya sekitar sepertiga dari konsentrasi dalam cairan ekstrasel.

Ketika pompa osteosit menjadi sangat aktif, konsentrasi kalsium dalam cairan tulang semakin menurun sehingga garam kalsium fosfat dilepaskan dari tulang. Efek ini disebut osteolisis dan terjadi tanpa disertai resorpsi matriks fibrosa maupun matriks gel tulang.

Baca Juga: Buku Bahasa Indonesia Guyton And Hall Textbook of Medical Physiology 20-29

Sebaliknya, ketika pompa tersebut tidak aktif, konsentrasi kalsium dalam cairan tulang meningkat kembali dan garam kalsium fosfat diendapkan kembali ke dalam matriks.

Bagaimana peran PTH dalam proses ini?

Pertama, membran sel osteoblas maupun osteosit memiliki reseptor PTH. PTH mengaktifkan pompa kalsium secara kuat sehingga menyebabkan pelepasan cepat garam kalsium fosfat dari kristal tulang amorf yang berada di dekat sel.

PTH diduga merangsang pompa ini dengan meningkatkan permeabilitas membran osteosit terhadap kalsium pada sisi yang menghadap cairan tulang, sehingga ion kalsium dapat berdifusi ke dalam sel dari cairan tulang.

Selanjutnya, pompa kalsium pada sisi lain membran sel memindahkan ion kalsium tersebut ke dalam cairan ekstrasel.

Baca Juga: Buku Bahasa Indonesia Guyton And Hall Textbook of Medical Physiology 68-74

Fase Lambat Resorpsi Tulang dan Pelepasan Kalsium Fosfat: Aktivasi Osteoklas

Efek PTH yang jauh lebih dikenal dan didukung oleh bukti yang lebih kuat adalah aktivasi osteoklas.

Namun, osteoklas sendiri tidak memiliki reseptor membran terhadap PTH. Sebaliknya, osteoblas dan osteosit yang telah diaktifkan mengirimkan sinyal sekunder kepada osteoklas.

Sebagaimana telah dibahas sebelumnya, salah satu sinyal sekunder utama adalah RANKL, yang mengaktifkan reseptor pada sel preosteoklas dan mengubahnya menjadi osteoklas matur yang kemudian menjalankan fungsi normalnya, yaitu meresorpsi tulang selama beberapa minggu hingga beberapa bulan.

Aktivasi sistem osteoklas berlangsung dalam dua tahap:

Aktivasi segera osteoklas yang telah ada.
Pembentukan osteoklas baru.

Kelebihan PTH selama beberapa hari biasanya menyebabkan sistem osteoklas berkembang dengan baik, tetapi sistem ini dapat terus berkembang selama berbulan-bulan apabila stimulasi PTH tetap kuat.

Baca Juga: Download Windows 7 SP1 AIO Incl Office 2016 September 2019

Setelah beberapa bulan kelebihan PTH, resorpsi tulang oleh osteoklas dapat menyebabkan tulang menjadi lemah dan selanjutnya merangsang osteoblas untuk memperbaiki keadaan tersebut.

Oleh karena itu, efek lanjut PTH sebenarnya meningkatkan aktivitas osteoblas maupun osteoklas. Namun demikian, bahkan pada tahap lanjut sekalipun, resorpsi tulang tetap lebih besar daripada deposisi tulang apabila kelebihan PTH terus berlangsung.

Tulang mengandung kalsium dalam jumlah yang sangat besar dibandingkan jumlah total kalsium dalam seluruh cairan ekstrasel, sekitar 1000 kali lebih banyak. Oleh karena itu, meskipun PTH menyebabkan peningkatan besar konsentrasi kalsium dalam cairan tubuh, hampir tidak mungkin mendeteksi efek langsung pada tulang dalam waktu singkat.

Pemberian PTH dalam waktu lama atau sekresi PTH yang berlebihan selama berbulan-bulan hingga bertahun-tahun akhirnya menyebabkan resorpsi nyata pada seluruh tulang dan bahkan terbentuk rongga-rongga besar yang dipenuhi osteoklas multinukleus berukuran besar.

Hormon Paratiroid Menurunkan Ekskresi Kalsium dan Meningkatkan Ekskresi Fosfat oleh Ginjal

Pemberian PTH menyebabkan peningkatan cepat kehilangan fosfat melalui urin akibat efek hormon ini yang menurunkan reabsorpsi ion fosfat di tubulus proksimal.

Baca Juga: Sapi penyebab rusuh pemeluk Hindu dengan Islam di India, Puluhan tewas

Pada saat yang sama, PTH meningkatkan reabsorpsi kalsium di tubulus ginjal, sementara menurunkan reabsorpsi fosfat (lihat Bab 30). Selain itu, PTH meningkatkan reabsorpsi ion magnesium dan ion hidrogen, sekaligus menurunkan reabsorpsi ion natrium, kalium, dan asam amino dengan cara yang serupa dengan pengaruhnya terhadap fosfat.

Peningkatan reabsorpsi kalsium terutama terjadi pada segmen asenden tebal lengkung Henle dan tubulus distal.

Apabila tidak terdapat efek PTH pada ginjal untuk meningkatkan reabsorpsi kalsium, kehilangan kalsium secara terus-menerus melalui urin pada akhirnya akan menguras cadangan mineral ini baik dari cairan ekstrasel maupun dari tulang.

Hormon Paratiroid Meningkatkan Absorpsi Kalsium dan Fosfat di Usus

Pada tahap ini, perlu diingat kembali bahwa PTH sangat meningkatkan absorpsi kalsium dan fosfat dari usus dengan meningkatkan pembentukan 1,25-dihidroksikolekalsiferol dari vitamin D di ginjal, sebagaimana telah dibahas sebelumnya dalam bab ini.

Baca Juga: Lighten PDF Converter OCR 6.1.1 Full Version

Siklik Adenosin Monofosfat Memediasi Efek Hormon Paratiroid. Sebagian besar efek PTH pada organ targetnya dimediasi oleh mekanisme second messenger siklik adenosin monofosfat (cyclic adenosine monophosphate, cAMP). Dalam beberapa menit setelah pemberian PTH, konsentrasi cAMP meningkat pada osteosit, osteoklas, dan sel target lainnya. cAMP ini kemungkinan bertanggung jawab atas fungsi-fungsi seperti sekresi enzim dan asam oleh osteoklas yang menyebabkan resorpsi tulang, serta pembentukan 1,25-dihidroksikolekalsiferol di ginjal. Efek langsung PTH lainnya dapat bekerja secara independen dari mekanisme second messenger tersebut.

PENGENDALIAN SEKRESI PARATIROID OLEH KONSENTRASI ION KALSIUM

Bahkan penurunan yang sangat kecil pada konsentrasi ion kalsium dalam cairan ekstraseluler akan menyebabkan kelenjar paratiroid meningkatkan sekresi PTH dalam hitungan menit. Jika penurunan konsentrasi kalsium tersebut menetap, kelenjar akan mengalami hipertrofi, bahkan dapat mencapai lima kali ukuran normal atau lebih. Sebagai contoh, kelenjar paratiroid menjadi sangat membesar pada penderita rakitis, yang kadar kalsiumnya umumnya hanya sedikit menurun. Kelenjar ini juga mengalami pembesaran yang nyata selama kehamilan, meskipun penurunan konsentrasi ion kalsium dalam cairan ekstraseluler ibu hampir tidak dapat diukur. Selain itu, pembesaran juga terjadi selama laktasi karena kalsium digunakan untuk pembentukan air susu.

Sebaliknya, kondisi yang meningkatkan konsentrasi ion kalsium di atas nilai normal menyebabkan penurunan aktivitas dan penyusutan ukuran kelenjar paratiroid. Kondisi tersebut meliputi: (1) asupan kalsium yang berlebihan dalam makanan, (2) peningkatan asupan vitamin D, dan (3) resorpsi tulang yang disebabkan oleh faktor selain PTH, misalnya tidak digunakannya tulang (disuse).

Perubahan konsentrasi ion kalsium dalam cairan ekstraseluler dideteksi oleh calcium-sensing receptor (CaSR) pada membran sel paratiroid. Calcium-sensing receptor merupakan reseptor berikatan protein G (G protein-coupled receptor) yang, ketika dirangsang oleh ion kalsium, mengaktifkan fosfolipase C serta meningkatkan pembentukan inositol 1,4,5-trifosfat dan diasilgliserol di dalam sel. Aktivitas ini merangsang pelepasan kalsium dari simpanan intraseluler yang selanjutnya menurunkan sekresi PTH. Sebaliknya, penurunan konsentrasi ion kalsium dalam cairan ekstraseluler menghambat jalur-jalur tersebut dan merangsang sekresi PTH. Proses ini berbeda dengan banyak jaringan endokrin lainnya, di mana sekresi hormon justru dirangsang ketika jalur-jalur tersebut diaktifkan.

Baca Juga: [Buku Bahasa Indonesia] The Universe In a Nutshell - Stephen Hawking

Gambar 80-13 menunjukkan hubungan perkiraan antara konsentrasi kalsium plasma dan konsentrasi PTH plasma. Kurva merah utuh menunjukkan efek akut ketika konsentrasi kalsium berubah dalam beberapa jam, dan memperlihatkan bahwa penurunan kecil dari nilai normal saja dapat menggandakan atau bahkan melipatgandakan hingga tiga kali kadar PTH plasma. Efek kronis ketika konsentrasi ion kalsium berubah selama beberapa minggu, sehingga memberikan waktu bagi kelenjar untuk mengalami hipertrofi yang nyata, ditunjukkan oleh garis merah putus-putus. Gambar tersebut memperlihatkan bahwa penurunan hanya sebagian kecil miligram per desiliter pada konsentrasi kalsium plasma dapat menggandakan sekresi PTH. Hal ini menjadi dasar sistem umpan balik tubuh yang sangat kuat untuk pengendalian jangka panjang konsentrasi ion kalsium plasma.

RINGKASAN EFEK HORMON PARATIROID

Gambar 80-14 merangkum efek utama peningkatan sekresi PTH sebagai respons terhadap penurunan konsentrasi ion kalsium dalam cairan ekstraseluler:

PTH merangsang resorpsi tulang sehingga kalsium dilepaskan ke dalam cairan ekstraseluler.
PTH meningkatkan reabsorpsi kalsium dan menurunkan reabsorpsi fosfat di tubulus ginjal, sehingga ekskresi kalsium berkurang dan ekskresi fosfat meningkat.
PTH diperlukan untuk mengubah 25-hidroksikolekalsiferol menjadi 1,25-dihidroksikolekalsiferol, yang selanjutnya meningkatkan absorpsi kalsium di usus.

Ketiga mekanisme tersebut bersama-sama memberikan cara yang sangat efektif untuk mengatur konsentrasi kalsium dalam cairan ekstraseluler.

KALSITONIN

Kalsitonin adalah hormon peptida yang disekresikan oleh kelenjar tiroid dan cenderung menurunkan konsentrasi kalsium plasma. Secara umum, efeknya berlawanan dengan PTH. Namun, peran kuantitatif kalsitonin pada manusia dalam mengatur konsentrasi ion kalsium jauh lebih kecil dibandingkan PTH.

Baca Juga: [Buku bahasa indonesia] Stairway To Heaven - Zecharia Sitchin

Sintesis dan sekresi kalsitonin terjadi pada sel parafolikular atau sel C yang berada di dalam cairan interstisial di antara folikel-folikel kelenjar tiroid. Sel-sel ini hanya membentuk sekitar 0,1% dari seluruh jaringan tiroid manusia dan merupakan sisa kelenjar ultimobranchial pada ikan, amfibi, reptil, dan burung. Kalsitonin merupakan peptida yang terdiri atas 32 asam amino dengan berat molekul sekitar 3400.

Peningkatan Konsentrasi Kalsium Plasma Merangsang Sekresi Kalsitonin. Rangsangan utama sekresi kalsitonin adalah peningkatan konsentrasi ion kalsium dalam cairan ekstraseluler. Sebaliknya, sekresi PTH dirangsang oleh penurunan konsentrasi kalsium.

Pada hewan muda, tetapi jauh lebih sedikit pada hewan dewasa dan manusia, peningkatan konsentrasi kalsium plasma sekitar 10% menyebabkan peningkatan segera dua kali lipat atau lebih pada laju sekresi kalsitonin, sebagaimana ditunjukkan oleh garis biru pada Gambar 80-13. Peningkatan ini menyediakan mekanisme umpan balik hormonal kedua untuk mengendalikan konsentrasi ion kalsium plasma, meskipun mekanisme ini relatif lemah dan bekerja berlawanan dengan sistem PTH.

Kalsitonin Menurunkan Konsentrasi Kalsium Plasma. Pada beberapa hewan muda, kalsitonin menurunkan konsentrasi ion kalsium darah dengan cepat, dimulai dalam beberapa menit setelah penyuntikan, melalui sedikitnya dua mekanisme.

Efek segera adalah menurunkan aktivitas absorptif osteoklas dan kemungkinan juga mengurangi efek osteolitik membran osteosit di seluruh tulang, sehingga keseimbangan bergeser ke arah deposisi kalsium ke dalam garam kalsium tulang yang dapat dipertukarkan (exchangeable bone calcium salts). Efek ini sangat bermakna pada hewan muda karena pertukaran antara kalsium yang diserap dan yang dideposisikan berlangsung sangat cepat.
Efek kedua yang berlangsung lebih lama adalah menurunkan pembentukan osteoklas baru. Selain itu, karena resorpsi tulang oleh osteoklas secara sekunder merangsang aktivitas osteoblas, berkurangnya jumlah osteoklas akan diikuti oleh berkurangnya jumlah osteoblas. Oleh karena itu, dalam jangka panjang hasil akhirnya adalah penurunan aktivitas osteoklas maupun osteoblas sehingga hanya memberikan sedikit efek berkepanjangan terhadap konsentrasi ion kalsium plasma. Dengan kata lain, pengaruh terhadap kalsium plasma pada dasarnya bersifat sementara dan berlangsung hanya beberapa jam hingga paling lama beberapa hari.

Kalsitonin juga memiliki efek kecil terhadap penanganan kalsium di tubulus ginjal dan usus. Sekali lagi, efek tersebut berlawanan dengan PTH, tetapi tampaknya begitu kecil sehingga jarang dipertimbangkan.

Baca Juga: [BUKU BAHASA INDONESIA] A BRIEF HISTORY OF TIME - STEPHEN HAWKING

Kalsitonin Memiliki Pengaruh Lemah terhadap Konsentrasi Kalsium Plasma pada Manusia Dewasa. Lemahnya efek kalsitonin terhadap kalsium plasma disebabkan oleh dua hal. Pertama, setiap penurunan awal konsentrasi ion kalsium akibat kalsitonin akan, dalam beberapa jam, merangsang sekresi PTH secara kuat sehingga hampir sepenuhnya mengatasi efek kalsitonin. Ketika kelenjar tiroid diangkat dan kalsitonin tidak lagi disekresikan, konsentrasi ion kalsium darah dalam jangka panjang tidak mengalami perubahan yang bermakna. Hal ini kembali menunjukkan dominasi sistem PTH dalam pengendalian kalsium.

Kedua, pada manusia dewasa, laju harian absorpsi dan deposisi kalsium relatif kecil. Oleh karena itu, meskipun laju absorpsi diperlambat oleh kalsitonin, pengaruhnya terhadap konsentrasi ion kalsium plasma tetap kecil. Efek kalsitonin jauh lebih besar pada anak-anak karena proses remodeling tulang berlangsung cepat, dengan absorpsi dan deposisi kalsium mencapai 5 gram atau lebih per hari, setara dengan 5 hingga 10 kali jumlah total kalsium yang terdapat di seluruh cairan ekstraseluler. Selain itu, pada penyakit tulang tertentu, seperti penyakit Paget, ketika aktivitas osteoklas meningkat sangat pesat, kalsitonin memiliki efek yang jauh lebih kuat dalam mengurangi absorpsi kalsium.

RINGKASAN PENGENDALIAN KONSENTRASI ION KALSIUM

Pada waktu tertentu, jumlah kalsium yang diserap ke dalam atau hilang dari cairan tubuh dapat mencapai 0,3 gram dalam 1 jam. Sebagai contoh, pada kasus diare, beberapa gram kalsium dapat disekresikan ke dalam cairan usus, masuk ke saluran cerna, dan akhirnya hilang melalui feses setiap hari.

Sebaliknya, setelah mengonsumsi kalsium dalam jumlah besar, terutama bila disertai aktivitas vitamin D yang berlebihan, seseorang dapat menyerap sebanyak 0,3 gram kalsium dalam 1 jam. Jumlah ini dibandingkan dengan total kalsium dalam seluruh cairan ekstraseluler yang hanya sekitar 1 gram. Penambahan atau pengurangan 0,3 gram dari jumlah yang relatif kecil tersebut akan menyebabkan hiperkalsemia atau hipokalsemia yang berat. Namun, terdapat garis pertahanan pertama yang mencegah hal ini terjadi bahkan sebelum sistem umpan balik hormonal paratiroid dan kalsitonin sempat bekerja.

Fungsi Penyangga Kalsium yang Dapat Dipertukarkan di Tulang, Garis Pertahanan Pertama. Garam kalsium yang dapat dipertukarkan di dalam tulang, sebagaimana telah dibahas sebelumnya dalam bab ini, merupakan senyawa kalsium fosfat amorf, kemungkinan terutama berupa CaHPO? atau senyawa serupa yang terikat longgar di dalam tulang dan berada dalam keseimbangan reversibel dengan ion kalsium dan fosfat dalam cairan ekstraseluler.

Baca Juga: [Buku Bahasa Indonesia stephen hawking] Grand Design

Jumlah garam tersebut yang tersedia untuk pertukaran sekitar 0,5% hingga 1% dari seluruh garam kalsium tulang, setara dengan total 5 hingga 10 gram kalsium. Karena garam ini sangat mudah mengendap maupun larut kembali, peningkatan konsentrasi ion kalsium dan fosfat dalam cairan ekstraseluler di atas normal akan segera menyebabkan deposisi garam yang dapat dipertukarkan. Sebaliknya, penurunan konsentrasi tersebut akan segera menyebabkan pelarutan kembali garam tersebut. Reaksi ini berlangsung cepat karena kristal tulang amorf berukuran sangat kecil dan memiliki luas permukaan total yang terpapar cairan tulang sangat besar, bahkan dapat mencapai sekitar 1 acre atau lebih.

Selain itu, sekitar 5% dari seluruh darah mengalir melalui tulang setiap menit, atau sekitar 1% dari seluruh cairan ekstraseluler setiap menit. Oleh karena itu, sekitar setengah dari kelebihan kalsium yang muncul dalam cairan ekstraseluler dapat dihilangkan melalui fungsi penyangga tulang ini dalam waktu sekitar 70 menit.

Selain fungsi penyangga tulang, mitokondria pada banyak jaringan tubuh, terutama hati dan usus, juga mengandung sejumlah besar kalsium yang dapat dipertukarkan, sekitar 10 gram di seluruh tubuh. Kalsium ini menyediakan sistem penyangga tambahan yang membantu mempertahankan kestabilan konsentrasi ion kalsium dalam cairan ekstraseluler.

Pengendalian Hormonal Konsentrasi Ion Kalsium, Garis Pertahanan Kedua. Pada saat mekanisme kalsium yang dapat dipertukarkan di tulang sedang menyangga perubahan kadar kalsium dalam cairan ekstraseluler, sistem hormonal paratiroid dan kalsitonin juga mulai bekerja. Dalam waktu 3 hingga 5 menit setelah peningkatan akut konsentrasi ion kalsium, laju sekresi PTH menurun. Seperti telah dijelaskan sebelumnya, hal ini mengaktifkan berbagai mekanisme yang menurunkan konsentrasi ion kalsium kembali ke arah normal.

Pada saat yang sama, sekresi kalsitonin meningkat. Pada hewan muda dan kemungkinan juga pada anak-anak, meskipun mungkin dalam derajat yang lebih kecil dibandingkan pada orang dewasa, kalsitonin menyebabkan deposisi kalsium yang cepat ke dalam tulang, dan mungkin juga ke beberapa sel jaringan lain. Oleh karena itu, pada hewan yang sangat muda, kelebihan kalsitonin dapat mengembalikan konsentrasi ion kalsium yang tinggi ke nilai normal jauh lebih cepat dibandingkan mekanisme penyangga kalsium yang dapat dipertukarkan saja.

Baca Juga: [Buku Bahasa Indonesia] Cosmos - Carl Sagan

Pada kelebihan atau kekurangan kalsium yang berlangsung lama, hanya mekanisme PTH yang tampaknya benar-benar penting dalam mempertahankan konsentrasi kalsium plasma tetap normal. Ketika seseorang mengalami kekurangan kalsium yang terus-menerus dalam makanannya, PTH sering kali mampu merangsang pelepasan kalsium dari tulang dalam jumlah yang cukup untuk mempertahankan konsentrasi kalsium plasma tetap normal selama satu tahun atau lebih. Namun, pada akhirnya, cadangan kalsium di tulang juga akan habis. Dengan demikian, tulang pada dasarnya merupakan reservoir penyangga kalsium yang besar dan dapat dimobilisasi oleh PTH. Akan tetapi, ketika cadangan kalsium tulang telah habis atau, sebaliknya, telah jenuh oleh kalsium, pengendalian jangka panjang konsentrasi ion kalsium dalam cairan ekstraseluler hampir sepenuhnya bergantung pada peran PTH dan vitamin D dalam mengendalikan absorpsi kalsium dari usus serta ekskresi kalsium melalui urin.

Patofisiologi Hormon Paratiroid, Vitamin D, dan Penyakit Tulang

Hipoparatiroidisme

Ketika kelenjar paratiroid tidak mensekresikan PTH dalam jumlah yang memadai, resorpsi osteositik terhadap kalsium yang dapat dipertukarkan (exchangeable calcium) menurun, dan osteoklas menjadi hampir sepenuhnya tidak aktif. Akibatnya, pelepasan kalsium dari tulang sangat berkurang sehingga kadar kalsium dalam cairan tubuh menurun. Namun, karena kalsium dan fosfat tidak dilepaskan dari tulang, tulang umumnya tetap kuat.

Apabila kelenjar paratiroid diangkat secara mendadak, kadar kalsium darah akan turun dari nilai normal sekitar 9,4 mg/dL menjadi 6 hingga 7 mg/dL dalam waktu 2 sampai 3 hari, sedangkan konsentrasi fosfat darah dapat meningkat hingga dua kali lipat. Ketika kadar kalsium yang rendah ini tercapai, akan timbul tanda-tanda khas tetani. Di antara otot-otot tubuh, otot laring merupakan salah satu yang paling peka terhadap spasme tetanik. Spasme otot-otot tersebut dapat menghambat pernapasan, yang merupakan penyebab kematian tersering pada penderita tetani apabila tidak diberikan penatalaksanaan yang tepat.

Pengobatan Hipoparatiroidisme dengan PTH dan Vitamin D

PTH kadang-kadang digunakan untuk mengobati hipoparatiroidisme. Namun, hipoparatiroidisme umumnya tidak diobati dengan PTH karena hormon ini mahal, efeknya hanya bertahan selama beberapa jam, dan kecenderungan tubuh membentuk antibodi terhadap PTH menyebabkan efektivitasnya semakin berkurang seiring waktu.

Pada sebagian besar pasien dengan hipoparatiroidisme, pemberian vitamin D dalam dosis yang sangat besar disertai konsumsi 1 hingga 2 gram kalsium mampu mempertahankan konsentrasi ion kalsium dalam kisaran normal. Dalam keadaan tertentu, mungkin diperlukan pemberian 1,25-dihidroksikolekalsiferol sebagai pengganti vitamin D yang belum diaktifkan karena kerjanya jauh lebih kuat dan lebih cepat. Akan tetapi, pemberian 1,25-dihidroksikolekalsiferol juga dapat menimbulkan efek yang tidak diinginkan karena aktivitas bentuk vitamin D yang telah diaktifkan ini terkadang sulit dikendalikan sehingga dapat menjadi berlebihan.

Baca Juga: [Buku Bahasa Indonesia] Sapiens: A Brief History of Humankind

Hiperparatiroidisme Primer

Pada hiperparatiroidisme primer, kelainan pada kelenjar paratiroid menyebabkan sekresi PTH yang berlebihan dan tidak sesuai dengan kebutuhan tubuh. Penyebab tersering hiperparatiroidisme primer adalah tumor pada salah satu kelenjar paratiroid. Tumor semacam ini jauh lebih sering ditemukan pada wanita dibandingkan pria maupun anak-anak, terutama karena kehamilan dan laktasi merangsang aktivitas kelenjar paratiroid sehingga meningkatkan kecenderungan terbentuknya tumor tersebut.

Hiperparatiroidisme menyebabkan aktivitas osteoklas yang sangat tinggi pada tulang, sehingga meningkatkan konsentrasi ion kalsium dalam cairan ekstraseluler dan biasanya menurunkan konsentrasi ion fosfat akibat meningkatnya ekskresi fosfat melalui ginjal.

Penyakit Tulang pada Hiperparatiroidisme

Pada penderita hiperparatiroidisme ringan, pembentukan tulang baru dapat berlangsung cukup cepat untuk mengimbangi peningkatan resorpsi tulang oleh osteoklas. Namun, pada hiperparatiroidisme berat, resorpsi tulang oleh osteoklas segera jauh melampaui pembentukan tulang oleh osteoblas sehingga tulang dapat mengalami kerusakan hampir menyeluruh. Bahkan, patah tulang sering kali menjadi alasan utama penderita hiperparatiroidisme mencari pertolongan medis.

Pemeriksaan radiografi tulang umumnya menunjukkan dekalsifikasi yang luas dan, pada beberapa kasus, terdapat area kistik besar berbatas tegas (punched-out) yang dipenuhi osteoklas sehingga tampak sebagai "tumor" osteoklas sel raksasa (giant cell osteoclast tumors). Fraktur multipel pada tulang yang telah melemah dapat terjadi hanya akibat trauma ringan, terutama pada daerah yang mengalami pembentukan kista. Penyakit tulang kistik akibat hiperparatiroidisme ini disebut osteitis fibrosa kistika.

Aktivitas osteoblas juga meningkat secara nyata sebagai upaya untuk membentuk tulang baru yang cukup guna menggantikan tulang lama yang mengalami resorpsi oleh osteoklas. Ketika osteoblas menjadi aktif, sel-sel ini mensekresikan fosfatase alkali (alkaline phosphatase) dalam jumlah besar. Oleh karena itu, salah satu temuan diagnostik penting pada hiperparatiroidisme adalah tingginya kadar fosfatase alkali plasma.

Baca Juga: Hak cipta Popeye berakhir pada Januari 2009,karena creatornya meninggal

Efek Hiperkalsemia pada Hiperparatiroidisme

Hiperparatiroidisme kadang-kadang dapat menyebabkan kadar kalsium plasma meningkat hingga 12 sampai 15 mg/dL, bahkan dalam kasus yang jarang dapat lebih tinggi lagi. Efek peningkatan kadar kalsium tersebut, sebagaimana telah dibahas sebelumnya dalam bab ini, meliputi depresi sistem saraf pusat dan sistem saraf perifer, kelemahan otot, konstipasi, nyeri abdomen, ulkus peptikum, penurunan nafsu makan, serta gangguan relaksasi jantung selama diastol.

Keracunan Paratiroid dan Kalsifikasi Metastatik

Pada keadaan yang jarang, sekresi PTH yang sangat berlebihan menyebabkan kadar kalsium dalam cairan tubuh meningkat dengan cepat hingga mencapai nilai yang sangat tinggi. Bahkan, konsentrasi fosfat dalam cairan ekstraseluler sering kali juga meningkat secara bermakna, bukan menurun seperti yang biasanya terjadi. Hal ini kemungkinan disebabkan ginjal tidak mampu mengekskresikan seluruh fosfat yang dilepaskan dari tulang dengan cukup cepat.

Akibatnya, cairan tubuh menjadi sangat jenuh oleh kalsium dan fosfat sehingga kristal kalsium fosfat (CaHPO?) mulai mengendap di alveolus paru, tubulus ginjal, kelenjar tiroid, daerah mukosa lambung penghasil asam, serta dinding arteri di seluruh tubuh. Deposisi metastatik kalsium fosfat yang luas ini dapat berkembang hanya dalam beberapa hari.

Pada umumnya, kadar kalsium darah harus meningkat hingga lebih dari 17 mg/dL sebelum timbul risiko keracunan paratiroid. Namun, setelah peningkatan tersebut terjadi bersamaan dengan kenaikan kadar fosfat, kematian dapat terjadi hanya dalam beberapa hari.

Pembentukan Batu Ginjal pada Hiperparatiroidisme

Sebagian besar pasien dengan hiperparatiroidisme ringan hanya menunjukkan sedikit tanda penyakit tulang maupun kelainan umum akibat peningkatan kadar kalsium. Akan tetapi, mereka memiliki kecenderungan yang sangat tinggi untuk membentuk batu ginjal.

Baca Juga: [Buku bahasa indonesia] Rich Dad Poor Dad - Robert Kiyosaki

Penyebabnya adalah kelebihan kalsium dan fosfat yang diserap dari usus atau dimobilisasi dari tulang pada hiperparatiroidisme pada akhirnya harus diekskresikan melalui ginjal sehingga konsentrasi kedua zat tersebut dalam urin meningkat secara proporsional. Akibatnya, kristal kalsium fosfat cenderung mengendap di ginjal dan membentuk batu kalsium fosfat. Selain itu, batu kalsium oksalat juga dapat terbentuk karena kadar oksalat yang normal pun mampu menyebabkan pengendapan kalsium apabila kadar kalsium urin tinggi.

Karena sebagian besar batu ginjal memiliki kelarutan yang rendah dalam suasana alkalis, kecenderungan pembentukan batu ginjal jauh lebih besar pada urin yang bersifat alkalis dibandingkan urin yang bersifat asam. Oleh karena itu, diet yang bersifat asidogenik dan obat-obatan yang mengasamkan urin sering digunakan dalam pengobatan batu ginjal.

Hiperparatiroidisme Sekunder

Pada hiperparatiroidisme sekunder, kadar PTH yang tinggi terjadi sebagai mekanisme kompensasi terhadap hipokalsemia, bukan akibat kelainan primer pada kelenjar paratiroid. Sebaliknya, hiperparatiroidisme primer berhubungan dengan hiperkalsemia.

Hiperparatiroidisme sekunder dapat disebabkan oleh defisiensi vitamin D atau penyakit ginjal kronis, ketika ginjal yang mengalami kerusakan tidak mampu menghasilkan bentuk aktif vitamin D, yaitu 1,25-dihidroksikolekalsiferol, dalam jumlah yang cukup. Sebagaimana akan dibahas lebih rinci pada bagian berikutnya, defisiensi vitamin D menyebabkan osteomalasia, yaitu mineralisasi tulang yang tidak adekuat, sedangkan kadar PTH yang tinggi menyebabkan resorpsi tulang.

Rakitis akibat Defisiensi Vitamin D

Rakitis terutama terjadi pada anak-anak. Penyakit ini disebabkan oleh kekurangan kalsium atau fosfat dalam cairan ekstraseluler, yang biasanya terjadi akibat defisiensi vitamin D. Apabila anak memperoleh paparan sinar matahari yang cukup, 7-dehidrokolesterol di kulit akan diaktifkan oleh sinar ultraviolet dan membentuk vitamin D? yang mencegah terjadinya rakitis dengan meningkatkan absorpsi kalsium dan fosfat di usus, sebagaimana telah dibahas sebelumnya dalam bab ini.

Baca Juga: [Buku Bahasa Indonesia] Thinking Fast and Slow - Daniel Kahneman

Anak-anak yang lebih banyak berada di dalam ruangan selama musim dingin umumnya tidak memperoleh vitamin D dalam jumlah yang memadai tanpa suplementasi melalui makanan. Rakitis cenderung muncul terutama pada musim semi karena vitamin D yang dibentuk selama musim panas sebelumnya disimpan di hati dan digunakan selama bulan-bulan awal musim dingin. Selain itu, mobilisasi kalsium dan fosfat dari tulang dapat mencegah munculnya tanda klinis rakitis selama beberapa bulan pertama defisiensi vitamin D.

Konsentrasi Kalsium dan Fosfat Plasma Menurun pada Rakitis

Pada rakitis, konsentrasi kalsium plasma hanya sedikit menurun, sedangkan kadar fosfat menurun secara nyata. Hal ini terjadi karena kelenjar paratiroid mencegah penurunan kadar kalsium dengan merangsang resorpsi tulang setiap kali kadar kalsium mulai menurun. Sebaliknya, tidak terdapat sistem pengaturan yang efektif untuk mencegah penurunan kadar fosfat, bahkan peningkatan aktivitas paratiroid justru meningkatkan ekskresi fosfat melalui urin.

Rakitis Melemahkan Tulang

Pada rakitis yang berlangsung lama, peningkatan kompensatorik sekresi PTH yang nyata menyebabkan resorpsi tulang oleh osteoklas berlangsung sangat intensif. Keadaan ini menyebabkan tulang semakin melemah dan memberikan beban mekanis yang besar sehingga aktivitas osteoblas juga meningkat secara nyata. Osteoblas kemudian membentuk osteoid dalam jumlah besar, tetapi osteoid tersebut tidak mengalami kalsifikasi akibat kurangnya ion kalsium dan fosfat. Akibatnya, osteoid baru yang belum mengalami kalsifikasi dan bersifat lemah secara bertahap menggantikan tulang lama yang mengalami resorpsi.

Tetani pada Rakitis

Pada tahap awal rakitis, tetani hampir tidak pernah terjadi karena kelenjar paratiroid terus-menerus merangsang resorpsi tulang oleh osteoklas sehingga kadar kalsium dalam cairan ekstraseluler tetap hampir normal. Akan tetapi, ketika cadangan kalsium tulang akhirnya habis, konsentrasi kalsium dapat turun dengan cepat. Apabila kadar kalsium darah turun hingga di bawah 7 mg/dL, akan muncul tanda-tanda khas tetani, dan anak dapat meninggal akibat spasme tetanik otot pernapasan apabila kalsium tidak segera diberikan secara intravena, yang dapat segera mengatasi tetani.

Pengobatan Rakitis

Pengobatan rakitis meliputi pemberian kalsium dan fosfat yang memadai melalui makanan serta, yang tidak kalah penting, pemberian vitamin D dalam dosis tinggi. Tanpa pemberian vitamin D, hanya sedikit kalsium dan fosfat yang dapat diserap dari saluran cerna.

Baca Juga: [Buku Bahasa Indonesia] God Is Not Great - Christopher Hitchens

Osteomalasia, "Rakitis pada Orang Dewasa"

Orang dewasa jarang mengalami defisiensi berat vitamin D atau kalsium akibat asupan makanan karena kebutuhan kalsium untuk pertumbuhan tulang tidak lagi sebesar pada anak-anak. Namun, defisiensi berat vitamin D dan kalsium kadang-kadang terjadi akibat steatorea, yaitu gangguan penyerapan lemak. Hal ini disebabkan vitamin D larut dalam lemak, sedangkan kalsium cenderung membentuk sabun yang tidak larut dengan lemak. Akibatnya, pada steatorea, vitamin D dan kalsium cenderung ikut terbuang melalui feses.

Dalam keadaan tersebut, absorpsi kalsium dan fosfat pada orang dewasa dapat menjadi sangat buruk sehingga terjadi rakitis. Rakitis pada orang dewasa hampir tidak pernah berkembang hingga menyebabkan tetani, tetapi sering menjadi penyebab gangguan fungsi tulang yang berat.

Osteomalasia dan Rakitis akibat Penyakit Ginjal

"Rakitis ginjal" merupakan salah satu bentuk osteomalasia yang terjadi akibat kerusakan ginjal yang berlangsung lama. Penyebab utamanya adalah kegagalan ginjal yang rusak untuk membentuk 1,25-dihidroksikolekalsiferol, yaitu bentuk aktif vitamin D. Pada pasien yang ginjalnya telah diangkat atau mengalami kerusakan berat dan menjalani hemodialisis, masalah rakitis ginjal dapat menjadi sangat berat.

Jenis penyakit ginjal lain yang menyebabkan rakitis dan osteomalasia adalah hipofosfatemia kongenital, yang terjadi akibat penurunan reabsorpsi fosfat oleh tubulus ginjal sejak lahir. Jenis rakitis ini harus diobati dengan senyawa fosfat, bukan dengan kalsium dan vitamin D, sehingga disebut rakitis resisten terhadap vitamin D.

Osteoporosis, Penurunan Matriks Tulang

Osteoporosis merupakan penyakit tulang yang paling sering dijumpai pada orang dewasa, terutama pada usia lanjut. Penyakit ini berbeda dari osteomalasia dan rakitis karena disebabkan oleh berkurangnya matriks organik tulang, bukan akibat gangguan kalsifikasi tulang.

Baca Juga: Buku Bahasa Indonesia Guyton And Hall Textbook of Medical Physiology 38-45

Pada penderita osteoporosis, aktivitas osteoblas umumnya lebih rendah daripada normal sehingga laju pembentukan osteoid tulang menurun. Namun, pada beberapa keadaan, seperti hiperparatiroidisme, berkurangnya massa tulang justru disebabkan oleh aktivitas osteoklas yang berlebihan.

Berbagai penyebab osteoporosis yang sering dijumpai meliputi:

Kurangnya beban mekanis pada tulang akibat tidak aktif bergerak.
Malnutrisi sehingga matriks protein tulang tidak dapat dibentuk dalam jumlah yang memadai.
Defisiensi vitamin C, yang diperlukan untuk sekresi substansi antarsel oleh seluruh sel, termasuk pembentukan osteoid oleh osteoblas.
Penurunan sekresi estrogen setelah menopause karena estrogen mengurangi jumlah dan aktivitas osteoklas.
Usia lanjut, ketika kadar hormon pertumbuhan dan berbagai faktor pertumbuhan lainnya menurun secara nyata, disertai memburuknya berbagai fungsi anabolik protein sehingga deposisi matriks tulang menjadi tidak memadai.
Sindrom Cushing, karena sekresi glukokortikoid dalam jumlah sangat besar pada penyakit ini menyebabkan penurunan deposisi protein di seluruh tubuh, meningkatkan katabolisme protein, dan secara khusus menekan aktivitas osteoblas.

Dengan demikian, berbagai penyakit yang menyebabkan gangguan metabolisme protein dapat mengakibatkan osteoporosis.