Metabolisme tulang dan otot

1

LEMBAR PENGESAHAN REFERAT

Metabolisme Tulang dan Otot Diajukan untuk kegiatan belajar mandiri dan sebagai syarat mengikuti Ujian Akhir Blok di Fakultas Kedokteran Universitas Swadaya Gunung Jati Cirebon

Telah disetujui dan dipresentasikan Pada tanggal: 22 November 2012

Disusun Oleh :  Nike Indah Permatasari

NPM. 112170056 112170056

 Noerlia

NPM. 112170057 112170057

 Novi Auliani

NPM. 112170058 112170058

 Nur Hayati

NPM. 112170059 112170059

Permata Ayuning Tyas

NPM. 112170060

Cirebon, 22 November 2011 Dosen Pembimbing,

dr. Tissa Octavira P.

2

DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan ......................................... ............................................................... ............................................ .......................... .... 1 Daftar Isi............................................ Isi................................................................... ............................................. ........................................ .................. 2 Kata Pengantar ............................................ ................................................................... ............................................. ............................. ....... 3 BAB I PENDAHULUAN I.1. latar Belakang ........................................... ................................................................. ............................................ .......................... .... 4 I.2. Tujuan dan Manfaat .......................................... ................................................................ ........................................ .................. 5 BAB II TUJUAN PUSTAKA II.1. Tulang ........................................... ................................................................. ............................................ ..................................... ............... 6 II.1.1 klasifikasi ............................................ .................................................................. ............................................ ...................... 6 II.1.2 Jenis Jaringan Tulang ........................................... .................................................................. .......................... ... 7 II.1.3 Mikroskopis Struktur Tulang .......................................... ......................................................... ............... 11 II.1.4 Matriks Tulang .......................................... ................................................................ ..................................... ............... 15 II.1.5 Mikroskopis Bangunan Tulang ........................................... ...................................................... ........... 16 II.1.6 Proses Pembentukan Tulang ........................................... .......................................................... ............... 18 II.2. Jaringan Otot ............................................ .................................................................. ............................................ .......................... .... 21 II.2.1 Klasifikasi Jaringan Otot .......................................... ................................................................ ...................... 21 II.2.2 Mekanisme Kontraksi Otot .......................................... ............................................................ .................. 28 II.3. Kalsium ............................................ .................................................................. ............................................ ................................. ........... 33 II.4. Vitamin Vita min D ............................................ ................................................................... ............................................. ............................. ....... 35 II.4.1 Sumber Vitamin D ............................................ .................................................................. ............................. ....... 35 II.4.2 Fungsi Vitamin Vit amin D .......................................... ................................................................ ................................. ........... 36 II.4.3 Fisiologi Vitamin D ........................................... ................................................................. ............................. ....... 37 II.4.4 Patofisiologi Patofisi ologi Vitamin Vita min D ............................................ .................................................................. ...................... 38 II.4.5 Epidemiologi Vitamin D .......................................... ................................................................ ...................... 38 II.4.6 Prognosa ......................................... ............................................................... ............................................ .......................... .... 39 BAB III. PENUTUP III.1. Kesimpulan ............................................ .................................................................. ............................................ .......................... .... 41 Daftar pustaka ............................................. .................................................................... ............................................. ............................. ....... 43

2

DAFTAR ISI

Lembar Pengesahan ......................................... ............................................................... ............................................ .......................... .... 1 Daftar Isi............................................ Isi................................................................... ............................................. ........................................ .................. 2 Kata Pengantar ............................................ ................................................................... ............................................. ............................. ....... 3 BAB I PENDAHULUAN I.1. latar Belakang ........................................... ................................................................. ............................................ .......................... .... 4 I.2. Tujuan dan Manfaat .......................................... ................................................................ ........................................ .................. 5 BAB II TUJUAN PUSTAKA II.1. Tulang ........................................... ................................................................. ............................................ ..................................... ............... 6 II.1.1 klasifikasi ............................................ .................................................................. ............................................ ...................... 6 II.1.2 Jenis Jaringan Tulang ........................................... .................................................................. .......................... ... 7 II.1.3 Mikroskopis Struktur Tulang .......................................... ......................................................... ............... 11 II.1.4 Matriks Tulang .......................................... ................................................................ ..................................... ............... 15 II.1.5 Mikroskopis Bangunan Tulang ........................................... ...................................................... ........... 16 II.1.6 Proses Pembentukan Tulang ........................................... .......................................................... ............... 18 II.2. Jaringan Otot ............................................ .................................................................. ............................................ .......................... .... 21 II.2.1 Klasifikasi Jaringan Otot .......................................... ................................................................ ...................... 21 II.2.2 Mekanisme Kontraksi Otot .......................................... ............................................................ .................. 28 II.3. Kalsium ............................................ .................................................................. ............................................ ................................. ........... 33 II.4. Vitamin Vita min D ............................................ ................................................................... ............................................. ............................. ....... 35 II.4.1 Sumber Vitamin D ............................................ .................................................................. ............................. ....... 35 II.4.2 Fungsi Vitamin Vit amin D .......................................... ................................................................ ................................. ........... 36 II.4.3 Fisiologi Vitamin D ........................................... ................................................................. ............................. ....... 37 II.4.4 Patofisiologi Patofisi ologi Vitamin Vita min D ............................................ .................................................................. ...................... 38 II.4.5 Epidemiologi Vitamin D .......................................... ................................................................ ...................... 38 II.4.6 Prognosa ......................................... ............................................................... ............................................ .......................... .... 39 BAB III. PENUTUP III.1. Kesimpulan ............................................ .................................................................. ............................................ .......................... .... 41 Daftar pustaka ............................................. .................................................................... ............................................. ............................. ....... 43

3

KATA PENGANTAR

Pertama-tama penulis panjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas referat ini dengan baik. Tugas referat yang berjudul “Metabolisme Tulang dan Otot” ini kami ajukan sebagai syarat mengikuti Ujian Tengah Blok 115 di Fakultas Kedokteran Universitas Swadaya Gunung Jati Cirebon. Berkat bimbingan dan pengawasan baik dalam perencanaan maupun  proses pembuatan serta berbagai pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung, maka penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada dr. Tissa Octavira P selaku pembimbing, teman-teman seangkatan, dan tidak lupa  pula penulis ucapkan kepada keluarga karena telah memberikan do’a dan dukungan semangat dalam pembuatan referat ini. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam referat ini, oleh karena itu, penulis mengharapkan berbagai kritik dan saran yang bersifat membangun dalam judul yang diangkat dalam referat ini. Semoga referat ini  bermanfaat bagi penulis khususnya dan bagi pihak-pihak yang membutuhkan umumnya.

Cirebon, 22 November 2012

Penulis

4

BAB I PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Manusia memiliki kemampuan untuk bergerak dan melakukan aktivitas, seperti berjalan, berlari, menari, dan lain-lain. Bagaimana manusia dapat melakukan gerakan tersebut? Kemauan melakukan gerakan tubuh pada manusia didukung adanya sistem gerak, yang merupakan hasil kerjasama yang serasi antar organ sistem gerak, seperti rangka (tulang), persendian dan otot. Sistem gerak tubuh manusia itu sangatlah kompleks. Contohnya saja, untuk melakukan gerakan fleksi lengan bawah (menekuk lengan bawah mendekati  badan) di perlukan kerjasama antar tulang radius dan ulna dengan otot-otot fleksor yang ada pada lengan bawah. Fungsi rangka (tulang) adalah sebagai alat gerak pasif, yang hanya dapat bergerak bila dibantu oleh otot. Fungsi  persendian adalah menghubungkan antara tulang yang satu dengan tulang yang lainnya . Sedangkan fungsi otot adalah sebagai alat gerak aktif, yang dapat menggerakkan organ lain sehingga terjadi suatu gerakan. Tulang dan otot manusia tersusun atas berbagai mineral, terklasifikasi menjadi berbagai macam, dan mengalami pertumbuhan serta metabolisme setiap hari. Ketika salah satu bagian terganggu, maka dampaknya akan sangat  berpengaruh pada sistem gerak manusia.(Afriyanto, 2010) 2010) Tubuh manusia secara umum tersusun oleh jaringan keras dan jaringan lunak. Tulang dan gigi termasuk jaringan keras yang merupakan organ biologi dinamik yang tersusun oleh sel aktif metabiologi yang terintegrasi ke dalam rangka yang kaku. Dalam pertumbuhannya, tulang memerlukan banyak senyawa mineral. Senyawa mineral yang diperlukan untuk pertumbuhan  banyak dikonsumsi dari luar tubuh seperti makanan dan susu. Senyawa mineral yang berada di dalam tulang pada umumnya berbentuk senyawa kalsium. Kalsium pada tulang berikatan dengan gugus-gugus diantaranya fosfat, hidroksida, dan karbonat. Senyawa kalsium dalam tulang banyak

5

 berikatan dengan fosfat sehingga senyawanya dikenal dengan nama kalsium fosfat. (Lesmana,2007)

I.2 Tujuan dan Manfaat I.2.1 Tujuan Umum

Agar penulis dapat menjelaskan struktur metabolisme tulang dan otot. I.2.2 Tujuan Khusus

a. untuk menjelaskan mineral penyusun tulang dan otot  b. untuk menjelaskan siklus metabolisme tulang dan otot c. untuk menjelaskan fungsi dan pembentukan vitamin D I.2.3 Manfaat

Manfaat yang dapat diperoleh dari disusunnya referat ini adalah mampu memberikan pengetahuan dan wawasan yang lebih luas mengenai tulang dan otot, khususnya proses metabolisme tulang dan otot bagi penulis. Selain itu, diharapkan referat ini berguna untuk dijadikan data pustaka.

6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Tulang II.1.1 Klasifikasi tulang

Tulang dapat diklasifikasikan berdasarkan posisi mereka, bentuk, ukuran, dan struktur. (Premkumar,2011)

Berdasarkan lokasi, tulang dapat diklasifikasikan sebagai berikut: a. Axial skeleton (tulang tengkorak, tulang punggung, tulang dada, dan tulang rusuk).  b. Apendikular skeleton (tulang dari pektoral korset, korset panggul, dan  badan). c. Akral skeleton (bagian dari kerangka apendikular, termasuk tulang tangan dan kaki).

Berdasarkan bentuk, tulang dapat diklasifikasikan sebagai berikut: a. Tulang pipih (tulang tengkorak, tulang dada, p anggul, dan tulang rusuk  b. Tulang tabung: - Tulang tabung panjang , termasuk tulang tungkai. - Tulang tabung pendek, termasuk tulang tangan dan kaki, seperti falang, metakarpals, dan metatarsal - Irregular tulang , tulang wajah dan tulang punggung - Tulang sesamoid, tulang yang berkembang pada tendon yang spesifik, contoh yang terbesar adalah patela - Tulang aksesori, tulang ekstra yang berkembang di pusat-pusat osifikasi tambahan atau tulang yang gagal untuk menyatu dengan  bagian utama selama pengembangan (Tulang Aksesori yang umum ada di kaki)

7

Berdasarkan ukuran, tulang dapat diklasifikasikan sebagai berikut: 

Tulang panjang, bentuk tabung dengan poros berlubang. Contoh : tulang tungkai



Tulang pendek, bentuk kubus, terletak hanya di (tulang tarsal) kaki dan  pergelangan tangan (tulang-tulang karpal)

II.1.2 Jenis Jaringan Tulang

Jaringan tulang dapat diklasifikasikan dalam beberapa cara, termasuk tekstur, susunan matriks, kedewasaan, dan asal-usul perkembangan. (junquiera,1986) Berdasarkan tekstur bagian lintas, jaringan tulang dapat diklasifikasikan sebagai berikut: a. Tulang kompak (tulang padat, tulang kortikal). Tekstur padat tanpa rongga. Tersusun atas banyak sel tulang

yang mengelilingi

trabekular di tengah. Tulang kompak terdiri dari sistem Haversian atau osteons sekunder.  b. Tulang spons (tulang trabekuler). Tekstur seperti busa dengan rongga banyak. Jenis tulang ini terletak dalam rongga meduler dan terdiri dari tulang trabekula yang secara ekstensif terhubung dan  berorientasi sepanjang garis stres.

8

Gambar II.1.1 Tulang trabekular, serta jaringan adiposa dalam rongga

meduler.(Sumber:Gustavo,emedicine)

Gambar II.1.2  Tulang trabekuler yang sudah tua dan osteosit antara

lamela. Osteosit aktif juga ada pada permukaan tulang dengan bentuk  pipih. (sumber:Gustavo,emedicine)

Berbeda dengan tulang kompak, osteon lengkap biasanya tidak ada didalam tulang spons karena tipisnya trabekula tulang spons dan lebih aktif secara metabolis dibandingkan tulang kompak karena luas  permukaan lebih yang lebih besar untuk renovasi. (Gustavo,2012)

9

Gambar II.1.3 stuktur tulang kompak dan tulang spons. (Sumber: Gustavo, emedicine)

Berdasarkan pengaturan matriks, jaringan tulang dapat diklasifikasikan sebagai berikut: a. Tulang pipih (jaringan tulang sekunder) merupakan tulang dewasa dengan serat kolagen yang diatur dalam lamela. Berbeda dengan tulang spons, di mana lamela disusun sejajar satu sama lain, didalam tulang kompak, lamela konsentris yang diorganisir sekitar kanal vaskular, disebut kanal Haversian.  b. Tulang Woven (jaringan tulang primer) merupakan tulang yang  belum dewasa, di mana serat kolagen tidak teratur dan mengandung sejumlah kecil zat mineral(lihat gambar II.1.4). Tulang Woven  bersifat hanya sementara dan pada akhirnya akan diubah menjadi tulang pipih dan tulang pada orang dewasa, kecuali di beberapa tempat, seperti daerah dekat jahitan dari tulang datar dari soket tengkorak gigi (lihat gambar II.1.5), dan tempat penyisipan  beberapa tendon(lihat gambar II.1.6).

Gambar II.1.4  Tulang woven dilihat menggunakan mikroskop

terpolarisasi. Serat kolagen tidak teratur. (sumber:Gustavo,emedicine)

10

Gambar II.1.5 soket tengkorak gigi. (sumber:Gustavo,emedicine)

Gambar

II.1.6 

tempat

penyisipan

tendon

pada

orang

dewasa.(sumber:Gustavo,emedicine)

Berdasarkan umurnya, jaringan tulang dapat diklasifikasikan sebagai  berikut: a. Tulang muda (jaringan tulang primer): merupakan tulang woven.  b. Tulang dewasa (jaringan tulang sekunder): tulang dewasa bersifat  pipih. Hampir semua tulang pada orang dewasa adalah tulang pipih.

Berdasarkan asal perkembangan, tulang dapat diklasifikasikan sebagai  berikut: a. Intramembran tulang: tulang intramembran berkembang dari transformasi langsung mesenkim terkondensasi. Contoh : tulang  pipih.

11

 b. Tulang  Intracartilaginous  (tulang rawan, tulang endokondral): tulang Intracartilaginous terbentuk dengan mengganti model tulang rawan yang telah direformasi. Contoh : tulang panjang

II.1.3 Mikroskopis Struktur Tulang

Sel –  sel tulang terdiri dari : a. Osteoblas Osteoblas yang terletak di permukaan tulang atau osteoid, dan mereka  bertanggung jawab untuk sintesis komponen organik matriks tulang, termasuk kolagen tipe I, proteoglikan, dan glikoprotein. Osteoblas juga mensintesis enzim fosfatase alkali, yang diperlukan secara lokal untuk mineralisasi osteoid. (Chauhan&Marriot, 2011)

Gambar II.1.7  Osteoblas dalam persiapan sitologi ( Diff-Quik noda).

(sumber:Gustavo, emedicine)

Setiap osteoblas aktif telah jelas terletak pada inti dengan inti di tepi, menyerupai sel plasma. Namun, osteoblas tidak menunjukkan pola seperti roda pedati. Meskipun osteoblas aktif (lihat gambar di bawah) memiliki bentuk kuboid atau kolumnar dengan inti terletak di tepi, suatu osteoblas aktif

12

memiliki bentuk pipih dengan aktivitas fosfatase alkali yang rendah. Osteoblas berhubungan dengan osteoblas yang lainnya melalui sitoplasma.

Gambar II.1.8  Osteoblas aktif menyetorkan osteoid pada permukaan

tulang trabecula. (sumber:Gustavo, emedicine)

 b. Osteosit Sebuah osteoblas menjadi osteosit ketika sel yang terbungkus dengan matriks osteoid dapat mensintesis sendiri. Osteosit yang terletak pada lakuna dan antar osteosit berhubungan secara sitoplasma melalui kanalikuli.(Watanabe&Ikeda,2010)

13

Gambar II.1.9  Osteosit yang ada di lakuna, proses sitoplasma mereka

saling

berhubungan

satu

sama

lain

melalui

kanalikuli

tersebut.

(sumber:Gustavo,emedicine)

Proses sel yang berdekatan melakukan kontak melalui  gap junction untuk menjaga vitalitas osteosit dengan melewatkan nutrisi dan metabolit antara pembuluh darah dan osteosit jauh, mengatur homeostasis ion, dan transmisi sinyal listrik dalam tulang. Meskipun osteosit telah mengurangi aktivitas sintetik dan tidak mampu melakukan pembelahan mitosis, mereka secara aktif terlibat dengan pemeliharaan matriks tulang. Beberapa osteosit mati selama renovasi, tapi kemungkinan besar kembali ke keadaan sel Osteoprogenitor atau bertahan sebagai osteosit untuk waktu yang lama.

c. Osteoklas Osteoklas (lihat gambar II.1.10) mungkin berasal dari sistem monocytic-makrofag   dan bertanggung jawab untuk resorpsi tulang. Mereka adalah sel-sel berinti dengan baik dan kaya lisosom yang mengandung tartrat tahan asam fosfatase (TRAP). (Kirb y,2011)

Gambar II.1.10  Osteoklas dalam perparat. Gambar ini menunjukkan

 beberapa inti dan proses sitoplasma.(sumber:Gustavo,emedicine)

14

Osteoklas berada di kawah resorpsi dikenal sebagai Lakuna Howship (lihat gambar II.1.11) pada permukaan tulang atau di rongga resorpsi mendalam disebut kerucut pemotongan. Sel-sel tulang hanya dapat mengisap matriks tulang termineralisasi.

Gambar II.1.11  beberapa osteoklas berada di lakuna Howship.

(sumber:Gustavo, emedicine) Ketika dalam keadaan aktif, osteoklas membuat efek yang selalu mendominasi. Karena, osteoklas tiga kali lebih efisien dalam resorpsi tulang dibandingkan osteoblas berada di deposisi tulang. Dalam keadaan yang sama, osteoklas memiliki jangka hidup yang lebih pendek daripada osteoblas. Osteoklas jarang terlihat di bagian histologis tulang yang normal. Sebuah peningkatan jumlah osteoklas adalah karakteristik dari penyakit dengan meningkatnya turnover  tulang.

15

Gambar II.1.12 Struktur sel tulang. (sumber:Gustavo, emedicine)

II.1.4 Matriks tulang

Matriks tulang terdiri dari komponen organik dan anorganik. Perpaduan zat organik dan anorganik membuat tulang menjadi kuat dan keras. Komponen organik terdiri dari serat kolagen dengan didominasi tipe I kolagen (90%) dan (10%) dari bahan amorf, termasuk glikosaminoglikan yang berhubungan dengan protein. Materi anorganik mewakili sekitar 50% dari berat kering matriks tulang, terdiri dari kalsium dan fosfor berlimpah, serta jumlah yang lebih kecil dari bikarbonat, sitrat, magnesium, kalium, dan natrium. Kalsium membentuk kristal hidroksiapatit dengan fosfor namun juga hadir dalam bentuk amorf. (Snell, 2006) Selama pembentukan tulang, osteoblas melapisi osteoid (tebal sekitar 10 pM) pada permukaan tulang yang sudah ada sebelumnya, yang kemudian mulai dengan mineral dalam sekitar 20 hari. Interval ini dikenal sebagai jeda waktu mineralisasi.

16

Dalam histologi tulang yang normal, sebagai akibat dari proses renovasi normal, sampai dengan 20% dari permukaan tulang dapat ditutupi oleh osteoid (tebal biasanya 10 pM). Sejumlah peningkatan osteoid terlihat dalam kondisi patologis di mana tingkat renovasi dipercepat atau pada saat  jeda waktu mineralisasi meningkat.

II.1.5 Mikroskopis bangunan tulang

a. Sistem Haversian (Osteon Sekunder) Unit struktural utama dari tulang kompak adalah sistem Haversian. Bentuk sistem Haversian adalah panjang, biasanya bercabang, silinder, dan  berhubungan dengan sumbu panjang tulang, dibentuk oleh pengendapan  berurutan 4-20 (rata-rata 6) lapisan konsentris lamela.(Steenvoorden,2007) Serat kolagen sejajar satu sama lain dalam setiap lamela, tetapi tegak lurus terhadap serat dalam lamela lainnya. Pengaturan semacam itu dapat dilihat sebagai lapisan terang dan gelap dalam mikroskop terpolarisasi. Deposisi pipih dimulai dari pinggiran, sehingga lamela muda lebih dekat ke pusat sistem, dan sistem yang lebih muda memiliki kanal yang lebih besar. Antara lamela adalah kekosongan yang berisi badan sel dan kanalikuli yang memegang proses sitoplasma dari osteosit. Di tengah setiap sistem Haversian terdapat kanal Haversian, yang dilapisi oleh endosteum dan berisi bundel neurovaskular dan jaringan ikat longgar. Kanal-kanal Haversian terhubung satu sama lain dengan kanal Volkmann yang melintang atau miring yang berkomunikasi dengan rongga sumsum dan periosteum untuk menyediakan saluran untuk sistem neurovaskular. Kanal Volkmann tidak dikelilingi oleh lamela konsentris, melainkan, mereka melubangi lamela.

17

 b. Lamela Interstitial. Lamela interstisial adalah osteons lengkap atau terfragmentasi yang terletak antara osteons sekunder. lamela ini mewakili osteons sisa dari resorpsi

sebagian

osteons

tua

selama

pembentukan

tulang

(Steenvoorden,2007). Campuran lamela interstisial dan osteons lengkap menghasilkan  pola mosaik. Dengan demikian, usia tulang dapat disimpulkan dari proporsi lamela interstisial dan osteons utuh. Tulang muda memiliki osteons lebih lengkap dan sedikit lamela interstisial di antara osteons. Usia tulang juga mempengaruhi aktifitas osteoklas dalam resorpsi tulang. Dalam sebuah studi oleh Henriksen et al, penulis menunjukkan  bahwa osteoklas istimewa membedakan dan menyerap tulang pada tulang  berusia daripada yang mereka lakukan pada tulang muda.

c. Lamela Circumferential  Lamela Circumferential

adalah lamela melingkar yang melapisi

 permukaan eksternal dari korteks berdekatan dengan periosteum dan melapisi permukaan dalam dari korteks sebelah endosteum tersebut. (Steenvoorden,2007)

Gambar II.1.13 tulang kompak. (sumber:Atlas Histologi diFiore)

18

II.1.6 Proses pembentukan tulang

Tulang terdiri dari matriks ekstrasel dan sel tulang. Matriks ekstrasel terdiri dari bagian organik dan inorganik. Sekitar 90%-95%  bagian organik matriks ekstrasel terdiri dari kolagen tipe I, proteoglikan,  protein non-kolagen, osteokalsin, osteonektin, osteopondin, trombospondin, faktor pertumbuhan, dan sitokin. Bagian inorganik matriks ekstrasel terutama terdiri dari kalsium hidroksiapatit sebagai tempat cadangan ion kalsium dan fosfat. Sel tulang terdiri dari tiga jenis yaitu osteoblas, osteosit, dan osteoklas. Osteoblas bertanggung jawab atas pembentukan tulang, mineralisasi, dan ekspresi reseptor hormon paratiroid. (Eroschenko,2010) Osteoklas adalah sel tulang multinuklear yang berasal dari prekursor hematopoietik monosit makrofag yang merupakan fusi dari beberapa sel mononuklear dengan tepi tidak rata dan mempunyai enzim lisosom dalam sitoplasma. Sedangkan osteosit adalah sel tulang terbanyak, berbentuk pipih kecil dan terdapat dalam matriks tulang. Antara osteosit satu dengan yang lain saling berhubungan melalui jaringan kanalikuli. Osteosit akan mengalami apoptosis atau fagositosis selama resorpsi osteoklas. Osteosit  juga merupakan reseptor mekanik yang mengubah stimulasi mekanik menjadi sinyal yang menginduksi remodelling   tulang agar searah stimulasi. Kepadatan tulang ditentukan oleh keseimbangan dinamik antara proses  pembentukan dan resorpsi tulang. Bila pertumbuhan linear dan volume masa tulang maksimal telah tercapai, proses remodelling  bertujuan untuk mempertahankan masa tulang.  Remodelling tulang dipengaruhi oleh estrogen, androgen, vitamin D, hormon paratiroid, tumor necrosis factor (TNF ), dan insulin like growth  factor I dan II, nutrisi, konsumsi kalsium, dan aktivitas fisik. Proses pembentukan tulang terdiri atas dua cara, yaitu Osifikasi Endokondral dan Osifikasi Intramembranosa. (Eroschenko,2010)

a. Osifikasi Endokondral

19

Osifikasi Endokondral adalah suatu proses pembentukan tulang yang didahului oleh suatu model tulang rawan hialin sementara. Model tulang rawan ini akan terus tumbuh melalui cara interstitial dan aposisional, dan terutama digunakan untuk membentuk tulang panjang, dan tulang pendek. Seiring dengan pertumbuhannya, kondrosit membelah, membesar, matur, dan model tulang rawan hialin mulai mengalami kalsifikasi. Difusi nutrien dan gas melalui matriks  berkurang seiring dengan proses kalsifikasi. Akibatnya, kondrosit mati dan matriks yang mengalami fragmentasi dan kalsifikasi berfungsi sebagai kerangka struktural untuk pengendapan material tulang. Setelah terjadi pengendapan lapisan material tulang di sekitar tulang rawan yang terkalsifikasi, sel-sel perikondrialis bagian dalam memperlihatkan potensi osteogeniknya, dan terbentuk suatu kerah  periosteal tipis di sekeliling bagian tengah batang tulang.

 b. Osifikasi Intramembranosa Osifikasi intramembranosa adalah proses pembentukan tulang yang didahului oleh mesenkim jaringan ikat. Sebagian sel mesenkim  berdiferensiasi secara langsung menjadi osteoblas yang menghasilkan matriks osteoid, yang cepat megalami kalsifikasi. Banyak pusat osifikasi yang terbentuk, beranastomosis, dan menghasilkan suatu anyaman tulang spongiosa yang terdiri dari batang, lempeng, dan duri yang tipis disebut trabekula. Osteoblas di lakuna kemudian dikelilingi oleh tulang dan menjadi osteosit. Seperti pada osifikasi endokondral, saat osteosit berada dalam lakuna, osteosit membentuk suatu hubungan antarsel yang kompleks disebut kanalikuli.

20

Gambar 1I.1.14 Proses Pembentukan Tulang (Sumber:Atlas Histologi diFiore)

21

II.2 Jaringan Otot II.2.1 Klasifikasi Jaringan Otot.

Ada tiga jenis otot yaitu otot rangka, otot polos, dan otot jantung. Otot rangka adalah otot yang menimbulkan pergerakan pada rangka; kadangkadang otot ini disebut otot volunter. Otot polos merupakan otot yang bekerja dalam keadaan tidak sadar. Sedangkan otot jantung adalah otot yang memiliki struktur seperti otot rangka namun bekerja dalam keadaan tidak sadar seperti otot polos. (Snell, 2006) a. Otot Rangka

Otot ini tersusun dari serabut-serabut otot lurik. Serat otot rangka adalah sel multinukleus silindris panjang, dengan inti-inti tersebar di  perifer. Otot ini memiliki banyak nukleus karena penyatuan prekusor sel otot mioblas selama perkembangan embrionik. Setiap serat otot terdiri dari subunit-subunit yang disebut miofibril yang terentang di sepanjang serat. Miofibril, selanjutnya terdiri dari banyak miofilamen yang dibentuk oleh  protein kontraktil tipis, aktin, dan protein kontraktil tebal, miosin. (Snell, 2006) Otot rangka dikelilingi oleh jaringan ikat padat tidak teratur yang dinamakan epimmisium. Dari epimisium, lapisan jaringan ikat kurang  padat tidak teratur namanya perimisium, masuk dan memisahkan bagian dalam otot menjadi berkas-berkas yang lebih kecil yaitu fasikulus; setiap fasikulus dikelilingi oleh perimisium. Selapis tipis serat jaringan ikat retikular, endomisium, membungkus setiap serat otot. Diselubung jaringan ikat terdapat pembuluh darah, saraf, dan pembuluh limfe.

22

Gambar II.2.1 Otot rangka. (Sumber: Atlas Histologi diFiore)

Otot rangka mempunyai dua pelekatan atau lebih. Pelekatan yang gerakannya paling sedikit disebut origo, dan yang pergerakannya paling  banyak disebut insersio. Pergerakan otot dilakukan dengan mengaktifkan sejumlah unit motorik dan pada waktu yang bersamaan mengurangi keaktifan unit motorik dari otot-otot yang bekerja berlawanan atau antagonis. Bila dibutuhkan kekuatan maksimum, seluruh unit motorik otot itu akan bekerja. Semua pergerakan merupakan hasil kerja koordinasi banyak otot.  Namun, untuk mengerti kerja otot diperlukan pengetahuan mengenai masing-masing otot.

23

Sebuah otot dapat bekerja melalui empat cara berikut: 1. Penggerak utama : sebuah otot adalah penggerak utama apabila otot tersebut merupakan otot utama atau anggota kelompok otot utama yang bertanggung jawab untuk pergerakan tertentu. 2. Antagonis : setiap otot yang kerjanya berlawanan dari penggerak utama. Sebelum penggerak utama dapat berkontraksi, otot antagonis harus dalam keadaan relaksasi yang seimbang; yang dihasilkan oleh inhibisi refleks saraf. 3. Fiksator : otot ini merupakan otot yang berkontraksi secara isometric (Contohnya, kontraksi yang meningkatkan tonus otot tetapi tidak menimbulkan pergerakan) untuk menstabilkan origo otot penggerak utama sehingga dapat bekerja secara efisien. 4. Sinergis : pada banyak tempat dalam tubuh, otot penggerak utama melewati beberapa sendi sebelum otot itu mencapai sendi tempat  pergerakan utama terjadi. Untuk mencegah terjadinya pergerakan yang tidak diinginkan pada sendi-sendi yang dilewati tersebut, sekelompok otot yang disebut otot-otot sinergis berkontraksi dan menstabilkan sendi-sendi tersebut.

Trunkus saraf yang menuju ke sebuah otot merupakan saraf campuran, kira-kira 60% merupakan saraf motoris dan 40% saraf sensoris, dan juga mengandung beberapa serabut saraf otonom simpatis. Saraf masuk ke otot kurang lebih pada pertengahan kedalaman otot, dan sering dekat pinggir; tempat masuk ini dikenal sebagai titik motoris. Susunan ini memungkinkan otot bergerak dengan pengaruh minimum dar trunkus saraf. Saraf simpatis merupakan serabut tidak bermielin dan menuju ke otot polos di dalam dinding pembuluh darah yang mendarahi otot. Fungsinya adalah mengatur aliran darah ke otot.

24

 b. Otot Polos Otot polos memiliki distribusi yang luas dan ditemukan di banyak organ berongga. Terdiri atas sel-sel panjang berbentuk gelondong yang tersusun dalam berkas atau lembaran. Serat ototnya mengandung filamen kontraktil aktin dan miosin; namun, filamen-filamen ini tidak tersusun dalam cross-striation  teratur seperti pada otot rangka dan otot jantung. Akibatnya, serat otot ini tampak tidak berserat/polos. Merupakan otot involunter, oleh karena itu berada dibawah saraf otonom dan hormon. Serat-seratnya kecil berbentuk fumiformis dan mengandung satu inti di tengah. (snell,2006)

Gambar II.2.2 Otot polos. (Sumber: Atlas Histologi diFiore)

25

Pada sistem pencernaan, otot polos juga menyebabkan makanan dapat bercampur seluruhnya dengan enzim pencernaan. Kontraksi ritmik dari serabut-serabut sirkular yang ada sepanjang saluran memeras isi saluran ke luar. Kontraksi serabut-serabut longitudinal membawa dinding saluran menjauhi isi saluran ke arah proksimal. Gerakan mendorong dengan cara seperti ini disebut peristaltis.

a. Otot Jantung Otot jantung terdiri dari atas serabut otot lurik yang bercabangcabang dan satu dengan yang lain saling berhubungan. Serat otot jantung  bentuknya silindris. Serat ini terutama terdapat di dinding dan sekat  jantung, dan dinding pembuluh darah besar yang melekat pada jantung. Seperti otot rangka, serat otot jantung memperlihatkan cross striation  yang jelas karena filamen aktin dan miosin tersusun teratur. Pemeriksaan dengan mikroskop elektron memperlihatkan adanya stria A, stria I, linea Z, dan unit sarkomer berulang. Namun, berbeda dari otot rangka, otot jantung hanya memperlihatkan satu atau dua inti di tengah, yang lebih pendek dan bercabang. Ujung terminal otot yang berdekatan membentuk complexus  junctionalis end-to-end   terpulas gelap yang disebut diskus interkalaris. Diskus ini adalah tempat pelekatan khusus yang menyilang sel-sel jantung  pada interval yang tidak teratur dengan pola seperti tangga. Di diskus ini terdapat nexus  yang memungkinkan komunikasi ionik dan kontinuitas antara serat-serat otot jantung yang berdekatan.

26

Gambar II.2.3 Otot jantung. (Sumber: Atlas Histologi diFiore)

Otot ini membentuk miokardium jantung. Serabut-serabutnya cenderung tersusun dalam bentuk ulir dan spiral, dan otot ini mempunyai sifat kontraksi yang spontan dan berirama. Serabut otot jantung khusus membentuk sistem konduksi jantung. Otot jantung dipersarafi oleh serabut saraf otonom yang berakhir  pada nodus sistem konduksi jantung dan miokardium.

27

Gambar II.2.4 klasifikasi otot (Sumber: Gunawan,2001)

Gambar II.2.5 struktur otot (Sumber:Atlas Histologi diFiore)

28

II.2.2 Mekanisme Kontraksi Otot II. Mekanism Otot

Setelah struktur otot dan komponen-komponen penyusunnya ditinjau, mekanisme atau interaksi antar komponen-komponen itu akan dapat menjelaskan proses kontraksi otot. Timbul dan berakhirnya kontraksi otot terjadi dalam urutan-urutan tahap tertentu(Guyton,2007). Berikut tahapannya: 1. Suatu potential aksi berjalan di sepanjang sebuah saraf motorik sampai ke ujungnya pada serabut otot. 2. Di setiap ujung, saraf menyekresi substansi neurotransmitter, yaitu asetilkolin, dalam jumlah sedikit. 3. Asetilkolin bekerja pada area setempat pada membran serabut otot untuk membuka banyak kanal “bergerbang asetilkolin” melalui molekul-molekul protein yang terapung pada membran. 4. Terbukanya kanal bergerbang asetilkolin memungkinkan sejumlah  besar ion natrium untuk berdifusi ke bagian dalam membran serabut otot. Peristiwa ini akan menimbulkan suatu potensial aksi pada membran. 5. Potensial aksi akan berjalan di sepanjang membran serabut otot dengan cara yang sama seperti potensial aksi berjalan di sepanjang membran serabut saraf. 6. Potensial aksi akan menimbulkan depolarisasi membran otot, dan  banyakaliran listrik potensial aksi mengalir melalui pusat serabut otot. Di

sini,

potensial

aksi

menyebabkan

retikulum

sarkoplasma

melepaskan sejumlah besar ion kalsium, yang telah tersimpan di dalam retikulum ini. 7. Ion-ion kalsium menimbulkan kekuatan menarik antara filamen aktin dan miosin, yang menyebabkan kedua filamen tersebut bergeser satu sama lain, dan menghasilkan proses kontraksi. 8. Setelah kurang dari satu detik, ion kalsium dipompa kembali ke dalam retikulum sarkoplasma oleh pompa membran Ca ++, dan ion-ion ini

29

akan tetap disimpan dalam retikulum sampai potensial aksi otot yang  baru datang lagi; pengeluaran ion kalsium dari miofibril akan menyebabkan kontraksi otot terhenti.

Menurut fakta, kita telah mengetahui bahwa panjang otot yang terkontraksi akan lebih pendek daripada panjang awalnya saat otot sedang rileks. Pemendekan ini rata-rata sekitar sepertiga panjang awal. Melalui mikrograf elektron, pemendekan ini dapat dilihat sebagai konsekuensi dari  pemendekan sarkomer. Sebenarnya, pada saat pemendekan berlangsung,  panjang filamen tebal dan tipis tetap dan tak berubah (dengan melihat tetapnya lebar lurik A dan jarak disk Z sampai ujung daerah H tetangga) namun lurik I dan daerah H mengalami reduksi yang sama besarnya. Model pergeseran filamen tadi hanya menjelaskan mekanika kontraksinya dan bukan asal-usul gaya kontraktil. Pada tahun 1940, Szent- Gyorgi kembali menunjukkan mekanisme kontraksi. Pencampuran larutan aktin dan miosin untuk membentuk kom-pleks bernama Aktomiosin ternyata disertai oleh peningkatan kekentalan larutan yang cukup besar. Kekentalan ini dapat dikurangi dengan menambahkan ATP ke dalam larutan aktomiosin. Maka dari itu, ATP mengurangi daya tarik atau afinitas miosin terhadap aktin. Selanjutnya, untuk dapat mendapatkan penjelasan lebih tentang peranan ATP dalam proses kontraksi itu, kita memerlukan studi kinetika. (Gunawan, 2001) Miosin, yang merupakan produk proses ini memiliki ikatan dengan ATP. Selanjutnya, pada tahap kedua, ATP yang terikat dengan miosin tadi terhidrolisis dengan cepat membentuk kompleks miosin- ADP-Pi. Kompleks tersebut yang kemudian berikatan dengan Aktin pada tahap ketiga. Pada tahap keempat yang merupakan tahap untuk relaksasi konformasional, kompleks aktin-miosin-ADP-Pi tadi secara tahap demi tahap melepaskan ikatan dengan Pi dan ADP sehingga kompleks yang tersisa hanyalah kompleks Aktin- Miosin yang siap untuk siklus hidrolisis ATP selanjutnya. Akhirnya dapat disimpulkan bahwa proses terkait dan

30

terlepasnya aktin yang diatur oleh ATP tersebut menghasilkan gaya vektorial untuk kontraksi otot. Hidrolisis ATP dapat dikaitkan dengan model pergeseran filamen. Pada mulanya, kita mengasumsikan jika cross-bridges  miosin memiliki letak yang konstan tanpa berpindah-pindah, maka model ini tak dapat dibenarkan. Sebaliknya, cross-bridges  (jembatan silang) itu harus  berulangkali terputus dan terkait kembali pada posisi lain namun masih di daerah sepanjang filamen dengan arah menuju disk Z. Melal ui pengamatan dengan sinar X terhadap struktur filamen dan kondisinya saat proses hidrolisis terjadi, Rayment, Holden, dan Milligan mengeluarkan postulat  bahwa tertutupnya celah aktin akibat rangsangan (berupa ejeksi ADP) itu  berperan

besar

untuk

sebuah

perubahan

konformasional

(yang

menghasilkan hentakan daya miosin) dalam siklus kontraksi otot. Postulat ini selanjutnya mengarah pada model “perahu dayung”  untuk siklus kontraktil yang telah banyak diterima berbagai pihak. Pada mulanya, ATP muncul dan mengikatkan diri pada kepala miosin S1 sehingga celah aktin terbuka. Sebagai akibatnya, kepala melepaskan ikatannya pada aktin. Pada tahap kedua, celah aktin akan menutup kembali bersamaan dengan proses hidrolisis ATP yang menyebabkan tegaknya posisi kepala S1. Posisi tegak itu merupakan keadaan molekul dengan energi tinggi (jelas-jelas memerlukan energi). Untuk mengikatkan diri dengan lemah pada suatu monomer aktin yang  posisinya lebih dekat dengan disk Z dibandingkan dengan monomer aktin sebelumnya. Pada tahap keempat, Kepala S1 melepaskan Pi yang mengakibatkan tertutupnya celah aktin sehingga afinitas

kepala

S1

terhadap aktin membesar. Keadaan itu disebut keadaan transien. Selanjutnya, pada tahap kelima, hentakan daya terjadi dan suatu geseran yang turut menarik ekor kepala S1 tadi terjadi sepanjang 60 Angstrom menuju disk Z. Lalu, pada tahap akhir, ADP dilepaskan oleh lengkap. Gerakan otot lurik tentu dibawah komando atau suatu kontrol yang disebut impuls saraf motor. Sejak tahun 1940, ion Kalsium diyakini turut

31

 berperan serta dalam pengaturan konraksi otot. Kemudian, sebelum 1960, Setsuro Ebashi menunjukkan bahwa pengaruh Ca2+

ditengahi oleh

Troponin dan Tropomiosin. Ia menunjukkan aktomiosin yang diekstrak langsung dari otot (sehingga mengandung ikatan dengan troponin dan tropomiosin) berkontraksi karena ATP hanya jika Ca2+

ada pula.

Kehadiran troponin dan tropomiosin pada sistem aktomiosin tersebut meningkatkan sensitivitas sistem terhadap Ca2+ . Di samping itu, subunit dari troponin, TnC, merupakan satu-satunya komponen pengikat Ca2+. Sebuah impuls saraf yang tiba pada sebuah persambungan neuromuskular (sambungan antara neuron dan otot) akan dihantar langsung kepada tiap-tiap sarkomer oleh sebuah sistem tubula transversal / T. Tubula tersebut merupakan pembungkus-pembungkus semacam saraf  pada membran plasma fiber. Tubula tersebut mengelilingi tiap miofibril  pada disk Z masing-masing. maka semua sarkomer pada sebuah otot akan menerima sinyal untuk berkontraksi sehingga otot dapat berkontraksi sebagai satu kesatuan utuh. Sinyal elektrik itu dihantar (dengan proses yang belum begitu dimengerti) menuju retikulum sarkoplasmik (SR). SR merupakan suatu sistem dari vesikel (saluran yang mengandung air di dalamnya) yang pipih, bersifat membran, dan berasal dari retikulum endoplasma. Sistem tersebut membungkus tiap-tiap miofibril hamper seperti rajutan kain. Membran SR yang secara normal non-permeabel terhadap Ca2+ itu mengandung sebuah transmembran Ca2+ -ATPase yang memompa Ca2+ kedalam SR untuk mempertahankan konsentrasi [Ca2+] bagi otot rileks. Kemampuan SR untuk dapat menyimpan Ca2+ ditingkatkan lagi oleh adanya protein yang bersifat amat asam yaitu kalsequestrin (memiliki situs lebih dari 40 untuk berikatan dengan Ca2+ ). Kedatangan impuls saraf membuat SR menjadi permeable terhadap Ca2+ .Akibatnya, Ca2+ berdifusi melalui saluran-saluran Ca2+ khusus menuju interior miofibril, dan konsentrasi internal [Ca2+] akan bertambah. Peningkatan konsentrasi Ca2+

ini cukup untuk memicu perubahan

konformasional dalam troponin dan tropomiosin. Akhirnya, kontraksi otot

32

terjadi dengan mekanisme “perahu dayung” tadi. Saat rangsangan saraf  berakhir, membran SR kembali menjadi impermeabel terhadap Ca2+ sehingga Ca2+

dalam miofibril akan terpompa keluar menuju SR.

Kemudian otot menjadi rileks seperti sediakala.

Gambar II.2.6 mekanisme kontraksi otot (Sumber:Gunawan,2001)

33

II.3 Kalsium

Kalsium adalah kation ekstrasel utama. Peran utama kalsium adalah untuk kontraksi dan eksitasi otot jantung dan otot lainnya, transmisi sinap sistem saraf, koagulasi, dan sekresi hormon dan regulator lain yang memerlukan eksositosis. Kadar

kalsium normal dalam plasma 8,5-10,4

mg/dL, 45% terikat protein plasma terutama albumin, 10% terikat dengan dapar anion seperti sitrat dan fosfat. Empat puluh lima persen sisanya ada dalam bentuk ion dan merupakan bentuk aktif. Kadar kalsium dalam cairan ekstrasel 1% dari keseluruhan total kalsium tubuh sementara kadarnya dalam sel dijaga sekitar 1/10.000 dari kadar ekstrasel. Fungsi utama kalsium intrasel adalah  second messenger intraselular untuk mengatur pembelahan sel, kontraktilitas otot, pergerakan sel, dan sekresi. Sumber kalsium utama dan satu-satunya adalah diet antara lain susu dan produknya seperti keju dan yogurt, sayur-sayuran berwarna hijau, ikan dalam kaleng yang lengkap dengan tulangnya seperti sardin, kacang-kacangan, dan makanan jadi yang difortifikasi dengan kalsium seperti jus, dan sereal. (Setyorini, 2009) Absorbsi kalsium di saluran cerna terjadi di  proksimal duodenum yang tergantung pada vitamin D aktif dan bersifat difusi aktif yang memerlukan calsium binding protein (CaBP) atau kalbindin. Efektivitas absorbsi kalsium di usus dipengaruhi oleh asupan kalsium. Semakin rendah kadar kalsium dalam makanan yang dikonsumsi, semakin aktif pula usus melakukan absorbsi. Sembilan puluh sembilan persen kalsium ekstrasel terdapat dalam tulang dalam bentuk hidroksiapatit yang mencerminkan keseimbangan antara proses pembentukan dan resorpsi tulang. Keseimbangan metabolisme kalsium diatur oleh tiga faktor, hormon paratiroid, vitamin D, dan kalsitonin yang dihasilkan oleh kelenjar tiroid. Membran sel kelenjar  paratiroid mengandung sensor kalsium yang dapat mendeteksi kadar kalsium darah. Aktivasi reseptor kalsium terjadi bila kadar kalsium darah tinggi, menyebabkan pelepasan fosfolipase A2, asam arakidonat, dan leukotrien. Leukotrien menginhibisi sekresi hormon paratiroid melalui degradasi 90% granul sekretori yang mengandung bentuk  preformed hormon paratiroid.

34

Aktivasi reseptor kalsium tidak akan terjadi bila kadar kalsium darah rendah. Hormon paratiroid bekerja dengan berikatan dengan reseptor membran sel organ target, yaitu reseptor hormon paratiroid 1 di ginjal dan tulang. Hormon  paratiroid meningkatkan reabsorbsi kalsium dengan mempermudah pori kalsium di tubulus distal ginjal terbuka. Hormon paratiroid meningkatkan degradasi tulang dengan bekerja pada osteoblas melalui  RANKL di tulang. Hormon paratiroid juga menstimulasi hidroksilasi 25-OH-vitamin D3 menjadi bentuk aktifnya (kalsitriol). Efek kalsitonin terhadap kalsium  bertentangan dengan efek hormon paratiroid. Kalsitonin menginhibisi aktivitas osteoklas, mengurangi resorpsi tulang, dan meningkatkan ekskresi kalsium melalui ginjal, jadi fungsi kalsitonin menurunkan kadar kalsium darah. (Setyorini, 2009)

35

II.4 Vitamin D II.4.1 Sumber Vitamin D

Sumber vitamin D utama manusia adalah sinar matahari dan diet. Sinar ultraviolet B (290-315 nm) yang diabsorbsi kulit mengubah 7dehidrokolesterol menjadi previtamin D3 yang tidak stabil dan cepatdiubah menjadi vitamin D3 ( kolekalsiferol). Vitamin D3 kemudian keluar dari sel kulit, masuk ke pembuluh kapiler kulit, dan diikat oleh vitamin D binding  protein ( DBP ). Vitamin D dalam makanan diabsorbsi di usus halus dan dengan bantuan asam empedu, diubah menjadi vitamin D2 (ergokalsiferol). Vitamin D3 masuk ke pembuluh limfe setelah diabsorbsi untuk kemudian masuk ke sirkulasi dan berikatan dengan  DBP dan lipoprotein. Vitamin D3 kemudian dimetabolisme di hati oleh calciol-25-hydroxylase menjadi prehormon 25-OH D3 (kalsidiol) yang masuk ke dalam darah dan di sirkulasi  berikatan dengan DBP. Bentuk 25-OH D3 memiliki waktu paruh dua minggu dan kadarnya mencerminkan kadar vitamin D secara keseluruhan, kadar normal 15-50 ng/mL. Konsentrasi kurang dari 25 ng/mL menyebabkan  peningkatan hormon paratiroid dan resorpsi tulang. Pre-hormon 25-OH D3 dilepas dari ikatannya dengan  DBP di ginjal, berikatan dengan megalin sel tubulus, masuk ke dalam sel tubulus dan mengalami hidroksilase di mitokondria. Calcidiol-1- hydroxylase menghasilkan bentuk aktif vitamin D yaitu 1,25-dihidroksi D3 (kalsitriol) sedangkan calcidiol- 24-hydroxylase menghasilkan bentuk tidak aktif yaitu 24,25-dihidroksi vitamin D (24hidroksikalsidiol). Kalsitriol menjalankan fungsinya dengan berikatan dengan vitamin D receptor (VDR) di usus halus. Kompleks kalsitriol-VDR berikatan lagi dengan retinoic acid X receptor ( RXR) di nukleus dan kompleks kalsitriol- VDR-RXR ini kemudian berikatan dengan vitamin D responsive element (VDRE ) kalsium epitel. (Setyorini, 2009)

36

II.4.2 Fungsi Vitamin D

Fungsi utama vitamin D adalah sebagai pengatur keseimbangan kadar kalsium dengan mengatur absorbsi kalsium di usus halus, interaksi dengan hormon paratiroid sehingga mobilisasi kalsium dari tulang meningkat, dan mengurangi ekskresi kalsium melalui ginjal. Bukti nyata efektivitas vitamin D meningkatkan mineralisasi belum terbukti walaupun defisiensi vitamin D sering menyebabkan defisit nyata mineral tulang. Deposisi mineral tulang normal memerlukan konsentrasi kalsium dan fosfat optimal yang tergantung keadekuatan absorbsi kalsium. Osteoblas adalah satu-satunya komponen sel tulang yang mengandung reseptor kalsitriol. Ikatan kalsitriol dengan osteoblas menginduksi pelepasan osteokalsin, protein yang mengandung residu asam-karboksiglutamat dan IL-1 yang meningkatkan proses resorpsi. Efek vitamin D pada metabolisme kalsium di ginjal adalah sebaliknya, yaitu meningkatkan reabsorbsi kalsium oleh sel tubulus. Defisiensi vitamin D menyebabkan absorbsi dan reabsorbsi kalsium dan fosfat tidak adekuat sehingga

terjadi

penurunan

konsentrasi

kalsium

plasma.

Penurunan

konsentrasi kalsium plasma menyebabkan peningkatan sekresi hormon  paratiroid yang bertujuan mengembalikan konsentrasi kalsium plasma tetapi dengan resorpsi dari tulang. Kadar fosfat sendiri akan tetap di bawah normal karena hormon paratiroid justru akan menyebabkan ekskresi fosfat melalui urin sehingga tidak terjadi mineralisasi tulang baru dan matriks kartilago yang menyebabkan tulang menjadi rapuh. (Setyorino,2009) Kekurangan Vitamin D pada anak-anak dapat bermanifestasi sebagai rakhitis (itu adalah penyebab paling umum dari rakhitis gizi), yang menyajikan sebagai membungkuk dari kaki. Kekurangan vitamin D dalam hasil orang dewasa dalam osteomalacia, yang menyajikan sebagai matriks tulang termineralisasi buruk. Ini orang dewasa dapat mengalami nyeri otot kronis dan nyeri. Vitamin D juga meningkatkan penyerapan fosfor dari distal usus kecil. Kalsium dan fosfor dari penyerapan usus juga penting untuk

37

mineralisasi yang tepat dari tulang. Fungsi utama kedua dari vitamin D adalah keterlibatan dalam pematangan osteoklas, yang mengisap kalsium dari tulang. Istilah vitamin D mengacu kepada vitamin D2 atau D3 vitamin. Vitamin D3, juga dikenal sebagai cholecalciferol , yang baik dibuat di kulit atau diperoleh dalam makanan dari lemak ikan. Vitamin D2, juga dikenal sebagai ergocalciferol , diperoleh dari jamur iradiasi, seperti ragi. Vitamin D2 dan vitamin D3 yang digunakan untuk melengkapi produk makanan atau terkandung dalam multivitamin. (Setyorini, 2009)

II.4.3 Fisiologi Vitamin D

Produksi vitamin D3 di kulit melibatkan serangkaian reaksi memulai dengan 7-dehydrocholesterol . Setelah paparan ultraviolet (UVB) radiasi B antara panjang gelombang 290-315 nm, 7- dehydrocholesterol  diubah menjadi  previtamin D3, yang kemudian diubah menjadi vitamin D3 setelah reaksi isomerisasi termal diinduksi dalam kulit. Dari kulit, baru dibentuk vitamin D3 memasuki sirkulasi dengan cara mengikat protein yang mengikat vitamin D (DBP). Untuk menjadi aktif, vitamin D membutuhkan 2 hydroxylations  berurutan untuk membentuk 1,25-dihydroxy vitamin D (1,25 [OH] 2 D). Vitamin D awalnya dihidroksilasi dalam posisi 25 dengan mikrosoma hati dan / atau mitokondria enzim vitamin D 25-hidroksilase. Hidroksilasi kedua terjadi di ginjal dan dilakukan oleh enzim P450 25- hydroxy vitamin D1 alpha-hidroksilase. Setelah memasuki sel, 1,25 (OH) 2 D hormon berikatan dengan reseptor vitamin D (VDR). Reseptor vitamin D terikat kemudian membentuk heterodimer   dengan reseptor asam retinoat X (RXR).  Heterodimer   ini kemudian pergi ke inti untuk mengikat asam deoksiribonukleat (DNA) dan meningkatkan transkripsi vitamin D-gen terkait. (Tangpricha,2012)

38

II.4.4 Patofisiologi

Kekurangan

vitamin

D

dapat

mengakibatkan

berbagai

hal.

(Tangpricha,2012). Misalnya: 1. Kurangnya paparan sinar matahari : ini menyebabkan kekurangan vitamin D disintesis cutaneously, orang dewasa di panti jompo atau lembaga  perawatan kesehatan berada pada resiko yang sangat tinggi. 2. Vitamin D mersorbpsi masalah : Orang-orang yang telah menjalani reseksi dari usus kecil beresiko untuk kondisi ini, penyakit yang  berhubungan dengan vitamin D malabsorpsi termasuk sariawan, sindrom usus pendek, dan cystic fibrosis. 3. Jumlah minimal vitamin D dalam ASI manusia : The American Academy of Pediatrics merekomendasikan suplemen vitamin D dimulai pada usia 2  bulan untuk bayi menyusui secara eksklusif dengan ASI. 4. Obat : Beberapa obat yang berhubungan dengan kekurangan vitamin D, obat-obatan

seperti

Dilantin,

fenobarbital,

dan

rifampisin

dapat

menginduksi enzim hepatik p450 untuk mempercepat katabolisme vitamin D.

II.4.5 Epidemiologi

Angka Mortalitas / Morbiditas di Amerika Serikat yang disebabkan oleh kekurangan vitamin D paling tinggi diantara orang-orang yang sudah  berusia lanjut, dilembagakan, atau dirawat di rumah sakit. Di Amerika Serikat, 60% dari penghuni panti jompo dan 57% dari pasien rawat inap ditemukan menjadi vitamin D kekurangan.  Namun, kekurangan vitamin D tidak terbatas pada populasi lanjut usia dan dirawat di rumah sakit, beberapa penelitian telah menemukan prevalensi tinggi kekurangan vitamin D di antara yang sehat, dewasa muda. Sebuah studi menetapkan bahwa hampir dua pertiga dari yang sehat, orang dewasa di Boston adalah vitamin D yang cukup pada akhir musim dingin.

39

Produksi vitamin D menurun dengan bertambahnya umur, membuat  populasi lansia lebih bergantung pada vitamin D. Asupan makanan tinggi  bervitamin D mungkin diperlukan untuk mencapai tingkat serum yang optimal dari 25 (OH) D. (Tangpricha,2012)

II.4.6 Prognosa

Pengobatan kekurangan vitamin D dapat mengurangi resiko patah tulang pinggul dan nonvertebral. Sebuah meta-analisis oleh Boonen et al dari wanita menopause dan pria berusia 50 tahun atau lebih tua melaporkan resiko  patah tulang pinggul menemukan bahwa vitamin lisan suplementasi D mengurangi resiko patah tulang pinggul sebesar 18% saat vitamin D dan kalsium yang diambil bersama-sama. Sebagian besar percobaan yang menunjukkan efikasi antifraktur vitamin D yang digunakan sekitar 800 IU vitamin D3. The 25 minimum (OH) D di mana tingkat efikasi antifraktur diamati adalah 30 ng / ml (74 nmol / L), menunjukkan ambang batas untuk tingkat yang optimal dari 25 (OH) D untuk perlindungan fraktur. Dalam studi ini, dosis lebih dari 400 IU / hari ditemukan untuk mengurangi patah tulang oleh setidaknya 20% pada individu berusia 65 tahun atau lebih. Berbeda dengan studi Boonen, para peneliti menyatakan bahwa efek ini adalah independen dari suplemen kalsium. Kekurangan vitamin D berkontribusi terhadap osteoporosis dengan mengurangi penyerapan kalsium. Pengobatan kekurangan vitamin D telah terbukti meningkatkan kepadatan mineral tulang. Suplementasi vitamin D telah dikaitkan dengan penurunan dan kekuatan otot ditingkatkan pada orang tua. Sebuah meta-analisis menunjukkan bahwa suplemen vitamin D mengakibatkan penurunan jatuh dari sekitar 22% pada subyek lansia rawat  jalan dan dilembagakan, dibandingkan dengan kontrol. Meta-analisis memeriksa kekuatan otot yang berhubungan dengan suplementasi vitamin D ditemukan signifikan peningkatan bergoyang postural berkurang, waktunya up and go  hasil tes, dan bawah ekstremitas kekuatan dalam analisis

40

dikumpulkan dari 13 studi. Data epidemiologi menunjukkan bahwa vitamin D kekurangan tempat dewasa beresiko untuk mengembangkan kanker, ini rupanya termasuk payudara, usus, dan kanker prostat. Beberapa penelitian menggunakan sel-sel kanker pada tikus berbudaya. Model juga telah mendukung gagasan bahwa vitamin D mencegah pertumbuhan kanker. lebih  besar, uji klinis acak yang dilakukan pada manusia untuk membangun peran vitamin D dalam pencegahan kanker (Tangpricha,2012). Kekurangan vitamin D dapat meningkatkan resiko tipe I dan tipe II diabetes mellitus. Sebuah meta-analisis mengevaluasi efek suplementasi vitamin D (menggunakan dosis suplemen rata-rata sekitar 500 IU per hari)  pada semua penyebab kematian di 18 uji coba terkontrol secara acak dan menemukan pengurangan resiko 7% relatif untuk kematian.

41

BAB III PENUTUP

III.1 Kesimpulan

Sistem pergerakan manusia terdiri dari tulang, otot, dan sendi. Tulang terklasifikasi menjadi beberapa macam. Menurut lokasi dibagi menjadi tulang axial, apendikular, dan acral. Menurur bentuknya dibagi menjadi tulang pipih dan tabung. Sedangkan menurut ukuran di bagi menjadi tulang piph, tulang panjang dan tulang pendek. Berdasarkan jenis  jaringan tulang dapat di klasifikasikan menjadi tulang spongiosa, tulang kompakta. Dan menurut umur tulang di bagi menjadi tulang muda (imatur) dan tulang dewasa (matur). Serta menurut perkembangan tulang dibagi menjadi Intramembran tulang dan Intracartilaginous. Sel-sel penyusun tulang adalah osteoblas, osteosit, dan osteoklas. Senyawa matriks tulang tersususn atas anorganik dan organik. Anorganik  berupa kalsium dan fosfor. Sedangkan organik berupa kolagen tipe I sebanyak 90% dan 10% dari bahan amorf termasuk glikosaminoglikan. Mikroskopis bangunan tulang tersusun atas sistem haversian, Lamela Interstitial, dan Lamela Circumferential . Pembentukan tulang itu bisa dengan cara osifikasi endokondral dan osifikasi intramembranosa. Osifikasi endokondral adalah proses pembentukan tulang yang berasal dari tulang rawan hialin yang terkalsifikasi. Sedangkan osifikasi intramembranosa adalah pembentukan tulang yang bersal dari jaringan ikat mesenkim yang  berdiferensiasi.

42

Otot terbagi menjadi tiga jenis, yaitu otot serat lintang (otot lurik), otot polos, dan otot jantung. Otot serat lintang (otot lurik) bekerja secara sadar. Sedangkan otot polos dan otot jantung bekerja secara tidak sadar. Kalsium adalah salah satu mineral yang sangat penting untuk proses  pembentukan matriks tulang. Peran utama kalsium adalah untuk kontraksi dan eksitasi otot jantung dan otot lainnya.

\