HORMON YANG
MENGATUR METABOLISME
KALSIUM
Triawanti
Pendahuluan
Peran kalsium :
• Eksitabilitas neuromuskular • Koagulasi darah
• Proses sekresi
• Integritas membran
• Transpor membran plasma • Reaksi enzim
• Pelepasan hormon dan neurotransmiter • Kerja intraseluler sejumlah hormon
Kalsium dalam tubuh
• 99% kalsium berada di dalam tulang
bersama fosfat membentuk hidroksiapatit
• Sekitar 1% dari Ca skeletal yang bisa dipertukarkan secara bebas
Kalsium plasma
Ada tiga bentuk :
1. Bentuk senyawa kompleks dengan asam organik (sitrat, fosfat dan anion lain)
2. Bentuk yang terikat protein (terutama albumin). Hipoalbuminemia akan
mengakibatkan penurunan jumlah total kalsium plasma ± 0,8 mg/dL untuk setiap g/dL penurunan albumin
Hormon paratiroid
• Hormon paratiroid (PTH) merupakan
peptida dengan 84 asam amino
• Bagian ujung terminal amino (PTH
1-34) memiliki aktivitas biologik penuh
• Regio 25-34 bertanggung jawab pada
Sintesis PTH
• Disintesis sebagai molekul prekursor
dengan 115-asam amino (pro-PTH)
• Pro-PTH memiliki sifat sangat alkalis
pada ujung terminal amino
• Pro-PTH didahului oleh prepro-PTH
Sintesis PTH
• PTH yang dilepaskan dari aparatus
golgi di dalam vesikel sekretorik akan mengalami 3 peristiwa :
1. Pengangkutan ke dalam depot penyimpanan
2. Penguraian
Pengaturan sintesis
• Biosintesis dan sekresi PTH diatur oleh ion
Ca plasma
• Penurunan akut kadar Ca²+ akan
mengakibatkan penurunan nyata PTH
mRNA, kemudian diikuti oleh peningkatan kecepatan sintesis PTH
• Sebagian besar proPTH yang disintesis itu
akan segera diuraikan
• Kecepatan penguraian akan meningkat jika
Sintesis konstituif prepropTH
Pemrosesan
proPTH
Ca2+ tinggi Ca2+ rendah
cAMP
Pengaturan sintesis
• 1,25(OH)2-D3 juga berperan dalam
pengaturan aktivitas gen PTH.
• 1,25(OH)2-D3 mengakibatkan
penurunan produksi PTH mRNA dan protein
• Efek ini dapat diabaikan ketika terjadi
Pengaturan metabolisme
• Penguraian PTH dimulai sekitar 20
menit setelah proPTH disintesis
proPTH
disekresi Disimpan di vesikel penyimpanan
Pengaturan metabolisme
• Fragmen PTH yang sangat spesifik
dihasilkan selama proses digesti
proteolitiknya dan sejumlah besar segmen terminal-karboksi pada PTH ditemukan di sirkulasi darah
• Enzim proteolitiknya : katepsin B dan D • ProPTH tidak pernah dijumpai di dalam
sirkulasi darah
• Proteolisis perifer terjadi di sel Kupffer
Pengaturan sekresi
• Sekresi PTH berbanding terbalik
dengan konst Ca terionisasi di sekitarnya
• PTH serum menurun secara linier
pada kadar kalsium 7,5 -10 mg/dL
• Penginderaanya oleh resptor Ca2+
yang berkaitan dengan protein G khusus dan berada pada sel
Pengaturan sekresi
• Antara pelepasan PTH dan kadar cAMP
intrasel paratiroid terdapat pula hubungan linier
• Kelenjar paratiroid memiliki granul
penyimpanan yang relatif sedikit, sehingga hanya cukup untuk
mempertahankan sekresi selama 1,5 jam saja. Oleh karena itu PTH harus terus
1,25 dihidroksikolekalsiferol
• Merupakan satu-satunya hormon
yang dapat meningkatkan translokasi kalsium dengan melawan gradien
konsentrasi pada membran sel usus
• Hormon ini memperkuat kerja PTH
Biosintesis
7-dehidrokolesterol
Previtamin D3
Vitamin D3
KULIT HATI
GINJAL
25-hidroksilase
24-hidroksilase 1α
-hidroksilase
Biosintesis
1. Kulit
• Sejumlah kecil berasal dari
makanan, sebagian besar dihasilkan oleh lapisan malpigi epidermis dari senyawa 7-dehidrokolesterol dalam suatu reaksi fotolisis yang
Biosintesis
2. Hati
• Protein pengikat Vit D akan mengikat
D3 serta metabolitnya dan
menggerakkan D3 dari kulit atau usus ke hati
• Proses 25-hidroksilasi terjadi di RE
Biosintesis
3. Ginjal
• 25(OH)D3 harus dimodifikasi melalui
hidroksilasi pada posisi C1 agar
mempunyai aktivitas biologik penuh
• Proses terjadi di mitokondria tubulus
kontortus proksimal ginjal
• Memerlukan : NADPH, Mg, O2,
Biosintesis
4. Jaringan lain
• Plasenta memiliki enzim
Pengaturan Metabolisme dan
Sintesis
• Diatur secara ketat melalui mekanisme
umpan balik (tabel)
• Diet rendah Ca dan hipokalsemia
meningkatkan aktivitas 1α-hidroksilase, hormon PTH juga merangsang aktivitas enzim 1α-hidroksilase. Diet rendah
fosfor dan hipofosfatemia memberikan rangsangan yang lemah terhadap
Pengaturan Metabolisme dan
Sintesis
• 1,25(OH)2D3 merupakan regulator
penting yang mengatur produksinya sendiri
• Kadar 1,25(OH)2D3 yang tinggi
menghambat enzim 1αhidroksilase renal dan merangsang pembentukan senyawa 24 hidroksilase yang
Pengaturan Metabolisme dan
Sintesis
Regulator
primer
Regulator sekunder
Hipokalsemia (
)
PTH ( )
Hipofosfatemia (
)
Hormon
pertumbuhan Prolaktin
Mekanisme aksi
• Bekerja sama seperti hormon steroid
lainnya
• Lokasi kerja : nukleus sel kripta serta vilus
intestinalis, osteoblast dan sel tubulus distal ginjal
• Reseptor 1,25(OH)2D3 merupakan anggota
dari famili reseptor steroid. pengikatan
ligand-reseptor dengan afinitas tinggi dan kapasitas rendah, dapat jenuh, spesifik
Mekanisme aksi
• Produk gen yang bergantung
1,25(OH)2D3 antara lain : transkripsi gen dan pembentukan mRNA yang mengkode protein pengikat kalsium (CBP)
• Sasaran primer : gen yang terlibat