Secara umum, protein dan substansi lainnya diproduksi, dimodifikasi, dan dikeluarkan atau didegradasi oleh pengaktifan sel osteoclast dan osteoblast pada fase yang berbeda dari siklus
sel dan menunjukkan penanda biokimia yang digunakan dapat untuk memantau proses metabolisme tulang.
18,19,20.
Osteocalsin merupakan salah satu dari penanda aktivitas metabolisme tulang spesifik yang dihasilkan oleh sel osteoblast yang terdapat didalam matriks tulang organik dan digunakan
sebagai penanda aktivitas pembentukan tulang. Osteocalsin merupakan protein spesifik yang dapat dideteksi melalui pemeriksaan ELISA.
18,19,20.
Pada wanita pasca menopause yang menderita osteoporosis terjadi peningkatan osteocalsin yang disebabkan oleh peningkatan aktivitas osteoblast. Pada wanita pasca menopause akan
terjadi peningkatan jumlah sel osteoclast yang sama dengan peningkatan jumlah sel osteoblast yang berperan dalam proses pembentukan tulang bersamaan dengan proses resorpsi sehingga
terjadi penurunan densitas mineral tulang.
18,19,20.
2.5.6. Pengaturan Metabolisme Tulang
Proses metabolisme tulang diatur oleh hubungan yang terjadi antara hormon dan faktor- faktor lainnya. Fibroblast Growth Factors FGF, tipe asam dan basa akan meningkatkan
proses proliferasi osteoblast dan sintesis jaringan kolagen di dalam tulang. FGF umumnya terpisah dan berada disekitar sel osteoblast tetapi mekanisme kerja FGF yang tepat belum
diketahui. FGF dasar merupakan aktivator yang lebih kuat. Insuline-like growth factors IGF, tipe 1 dan 2 atau somatomedin, yang meningkatkan jumlah protein dari osteoid dengan cara
mempromosikan proliferasi preosteoblast dan dengan mengurangi degradasi kolagen yang diikuti oleh peningkatan sintesis protein.
2,6,12.
Perubahan bentuk faktor-faktor pertumbuhan TGF, β1 dan β2 yang diduga berperan penting
pada proses pematangan sel dengan merangsang sel-sel prekursor menjadi osteoblast; dan sintesis alkaline fosfatase; ekspresi TGF-
β yang juga berhubungan dengan sintesis jaringan kolagen tipe 1. Faktor pertumbuhan yang berasal dari platelet PDGF juga ditemukan pada
matriks tulang yang juga merangsang kerja sel osteoprogenitor dan pembentukan protein.
2,6,12
Osteoblast dan osteoclast responsif terhadap berbagai macam prostaglandin, dan faktor nekrosis jaringan
α=cachectin dan β=lymphotoxin dapat meningkatkan sintesa jaringan kolagen pada preosteoblast, tetapi dapat menurunkan sintesa jaringan kolagen pada banyak
Universitas Sumatera Utara
sel matur lain. Colony stimulating factors CSF terlibat dalam proses proliferasi osteoclast dan penghantaran informasi antara osteoclast dan osteoblast.
2,6,12
Tabel dibawah ini memperlihatkan keterlibatan hormon-hormon sistemik pada pengaturan metebolisme tulang. hormon-hormon ini dapat mempengaruhi kerja sel progenitor, osteoblast
danatau osteoclast.
17
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2. Hormones and Factors Involved in Bone Metabolism
Hormone or Factor
Effect on Bone
Turnover Cells Effected
Mechanism of Effect
Parathyroid hormone
Increase Progenitor,
osteoblasts High level stimulate osteoblasts
causing increased osteoclast activity, increased activation frequency, and
accelerated bone loss.
Thyroxine T3 Increase
Osteoclasts High concentrations increase
resorption with differential effects on cortical and cancellous bone; cortical
bone lost preferentially
Estrogen Decrease
Osteoblasts With deficiency, osteblasts stimulated
causing increased osteoclast activity, increased activation frequency, and
accelerated bone loss
Testosterone Decrease
Osteoblasts With deficiency osteblasts stimulated
causing increased osteoclast activity, increased activation frequency, and
accelerated bone loss
Vitamin D calcidol,
calcitriol Decrease
Osteoblasts Deficiency causes increased activation
frequency but also inhibits mineralization of newly synthesized
osteoid matrix
Cortisol Increase
Progenitor, osteoblasts
osteoclasts Increased concentration have profound
effect by both increasing bone resorption and inhibiting bone
formation, leading to accelerated bone loss
Calcitonin Decrease
? Inhibits bone resorption; used
therapeutically to treat increased bone loss, e.g. Paget’s disease and high
turnover osteoporosis
Insulin Decrease
Osteoblasts Causes increased IGF-1 synthesis in
liver, resulting in increased collagen synthesis by osteoblasts
Vitamin D terdiri dari 2 substansi, calcifediol 1,25-dihydroxyvitamin D dan calcitriol 1,25- trihydroxivitamin D. Efek kelebihan hormon paratiroid yang dimodulasi oleh IGF-1 dan
CSF. Hormon Paratiroid ini dibutuhkan untuk mengubah calsifediol menjadi calsitriol karena hormon ini merupakan stimulator utama pada aktifitas 1-
α hydroxylase di ginjal. Perubahan calsifediol menjadi calsitriol berperan dalam proses maturasi osteoblast. Penurunan
konsentrasi dari calsifediol dan calsitriol berhubungan dengan peningkatan aktifasi unit metabolisme pada tulang atau BMU. Bila dibandingkan dengan hormon kortisol, hormon
paratiroid hormon kalsitropik dan vitamin D akan beraksi secara tidak langsung dalam menyebabkan keropos tulang.
2,6,8,17
Universitas Sumatera Utara
Hormon estrogen berperan penting dalam pengaturan dasar remodeling tulang dan terapeutik pada wanita. Penurunan estrogen dapat menurunkan produksi matriks osteoid, peningkatan
pembentukan tulang trabekular, dan memacu proses resorpsi tulang dan peningkatan turnover tulang.Hormon glukokortikoid juga dapat menyebabkan peningkatan sensitivitas osteoclast
terhadap efek resorbsi tulang dari konsentrasi PTH yang beredar di sirkulasi.
2,6,8,17,20
Reseptor estrogen yang berada di dalam sitosol, yaitu reseptor estrogen α ERα, dan ER β
diekspresikan terbanyak pada jaringan epitel dan mesenkim termasuk osteoblast. Stimulasi reseptor estrogen pada osteoblast akan mengaktivasi aktivitas anabolik osteoblast dan
menurunkan mengaktivasi osteoclast dan menghalangi aktivitas resorbsi tulang. Reseptor estrogen tidak hanya dapat mengikat estrogen, tetapi dapat juga mengikat modulator reseptor-
estrogen selektif SERMs, yang mengaktivasi reseptor estrogen pada tulang. Hormon estrogen juga berperan dalam pengaturan prostaglandin. Prostaglandin E2 PGE
2
merupakan stimulator yang kuat terhadap proses resorpsi tuang dan pembentukan osteoclast.
2,6,17,20.
Manolagas 2000 melaporkan bahwa hormon estrogen dapat menurunkan apoptosis sel osteoblast sehingga memperpanjang umur sel-sel osteoblast, hal inilah yang merupakan
mekanisme estrogen untuk mengendalikan proses pembentukan tulang.
6
Chen,dkk 2005 melaporkan bahwa hormon estrogen mempengaruhi apoptosis dari sel osteoblast dan sel osteoclast melalui mekanisme fosforilasi Erk, sejak diketahui bahwa
hormon estrogen menyebabkan fosforilasi transien di sel osteoblast, osteocytes dan osteoclast.
6
Hormon kalsitonin merupakan hormon kalsitropik yang merupakan penghambat yang efektif terhadap proses resorbsi tulang. Saat ini, mekanisme kerja hormon kalsitonin tidak diketahui,
tetapi hormon tersebut telah digunakan untuk mengobati pasien dengan turnover osteoporosis yang tinggi, penyakit paget, dan hiperkalemi yang terjadi pada penyakit keganasan.
1,2,4,17,20
Peningkatan konsentrasi hormon tiroid, hormon prolaktin, hormon pertumbuhan akan meningkatkan produksi IGF-1 oleh osteoblast, sehingga terjadi peningkatan proliferasi
preosteoblastik, sintesa protein dan penurunan degradasi protein.
2,4,17.
Hormon kortisol dan steroid dapat meningkatkan turnover tulang secara langsung merangsang proses resorpsi dan formasi tulang. Pengobatan jangka pendek dengan glukokortikoid akan
meningkatkan sintesis jaringan kolagen tipe 1, yang berhubungan dengan ikatan IGF-1. Pengobatan kortikosteroid jangka panjang menurunkan proliferasi dari sel preosteoblastik,
Universitas Sumatera Utara
berkurangnya pembentukan osteoid, sehingga akan mengakibatkan terjadinya osteoporosis pada tulang.
1,2,17
2.6.Faktor Risiko Osteoporosis.
Risiko terjadinya patah tulang sangat tergantung pada kekuatan tulang. Kekuatan tulang ditentukan oleh beberapa faktor utama yaitu massa tulang, kandungan mineral tulang, dan
mikroarsitektur tulang. Massa tulang maksimal peak bone mass pada wanita 25 sampai 40 lebih rendah daripada massa tulang maksimal pria. Massa tulang maksimal dicapai pada
usia antara 25 sampai 30 tahun, sedangkan densitas mineral tulang maksimal dicapai pada usia 18 tahun. Densitas mineral tulang berhubungan oleh mikroarsitektur tulang dan densitas
mineral tulang.
1,4,7.
Peningkatan usia akan mengakibatkan terjadinya penurunan massa tulang. Proses pembongkaran tulang absorbsi lebih cepat daripada proses pembentukan tulang formasi .
Lebih kurang 20 kehilangan massa tulang pada wanita ini terjadi pada 5 sampai 7 tahun pasca menopause, sehingga di perkirakan kehilangan massa tulang ini berhubungan dengan
penurunan kadar estrogen.
1,4,7,8
Faktor risiko terjadinya osteoporosis
4
Tabel 3. Risk factor that identify who should be assesed for osteoporosis Major Risk Factor
Minor Risk Factor
Age 65 years Vertebral compression fracture
Fragility fracture after age 40 Family history of osteoporotic fracture
Systemic glucocorticoid therapy 3 months Malabsorbtion syndrome
Primary hyperparatiroidism Propensity to fall
Osteopenie appearent on X-ray film Hypogonadism
Early menopause before age 45 Rheumatoid artritis
Past history of clinical hyperthyroidism Chronic anticonvulsant therapy
Low dietary calsium intake Smoker
Excessive alcohol intake Excessive caffeine intake
Weight 57 kg Weight loss 10 of weight at age 25
Chronic heparin therapy
Beberapa faktor resiko osteoporosis yang tidak dapat dicegah antara lain yaitu riwayat keluarga yang menderita osteoporosis; riwayat pernah mengalami fraktur tulang; ras kulit
Universitas Sumatera Utara
putih; usia lanjut 65 tahun ; jenis kelamin wanita; penyakit sistemik; gangguan absorbsi; dan gangguan hormonal.
4,8.
Beberapa faktor risiko terjadinya osteoporosis yang dapat dicegah antara lain yaitu merokok; konsumsi kalsium dan vitamin D yang kurang; kebiasaan minum alkohol; konsumsi kafein;
kebiasaan olahraga dan aktivitas harian; dan lain-lain.
4,8.
Berikut ini akan dijelaskan beberapa faktor risiko osteoporosis yang dapat dicegah yaitu :
a. Kalsium.
