HORMON YANG MENGATUR METABOLISME KALSIUM | Karya Tulis Ilmiah
HORMON YANG
MENGATUR METABOLISME
KALSIUM
Triawanti
Bag. Biokimia FKUNLAM
Pendahuluan
Peran kalsium :
• Eksitabilitas neuromuskular
• Koagulasi darah
• Proses sekresi
• Integritas membran
• Transpor membran plasma
• Reaksi enzim
• Pelepasan hormon dan neurotransmiter
• Kerja intraseluler sejumlah hormon
• Proses mineralisasi tulang
Kalsium dalam tubuh
• 99% kalsium berada di dalam tulang
bersama fosfat membentuk hidroksiapatit
• Sekitar 1% dari Ca skeletal yang bisa
dipertukarkan secara bebas
• Proses pengangkutan kalsium melintasi
membran yang memisahkan ruang cairan
ekstrasel dengan ruang cairan periosteal
dipengaruhi oleh hormon paratiroid dan
kalsitriol (1,25 dihidroksikolekalsiferol)
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
3. Bentuk yang terionisasi (bentuk tak
terikat)
Hormon paratiroid
• Hormon paratiroid (PTH) merupakan
peptida dengan 84 asam amino
• Bagian ujung terminal amino (PTH 134) memiliki aktivitas biologik penuh
• Regio 25-34 bertanggung jawab pada
proses pengikatan reseptor
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
yang sifat ujung terminal aminonya
bersifat hidrofobik
Sintesis 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
3. Sekresi langsung
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
Ca tinggi dan menurun jika Ca rendah
Sintesis konstituif prepropTH
Pemrosesan
proPTH
Ca2+ tinggi
degradasi
Ca2+ rendah
cAMP
Sekresi PTH
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
hipokalsemia, karena PTH diperlukan
untuk homeostasis Ca2+
Pengaturan metabolisme
• Penguraian PTH dimulai sekitar 20
menit setelah proPTH disintesis
proPTH
disekresi
Disimpan di vesikel
penyimpanan
didegrada
si
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
hepar
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
paratiroid
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
menerus disintesis dan disekresikan
Mekanisme kerja PTH
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
terhadap proses reabsorpsi kalsium
di ginjal
Biosintesis
SUV
7dehidrokolesterol
Previtamin
D3
KULIT
Vitamin
D3
HATI
Metabolit
lain
24-hidroksilase
25hidroksilase
25(OH)D3
GINJAL
24,25(OH)2D
3
1αhidroksilase
1,25(OH)2D3
1,24,25(OH)3D3
Biosintesis
1. Kulit
• Sejumlah kecil berasal dari
makanan, sebagian besar dihasilkan
oleh lapisan malpigi epidermis dari
senyawa 7-dehidrokolesterol dalam
suatu reaksi fotolisis yang
diperantarai oleh SUV
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
dalam reaksi yang memerlukan Mg,
NADPH, O2 dan faktor sitoplasmik
yang tidak khas. Enzim cyt P-450
reduktase dan cyt P-450
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,
feredoksin reduktase, feredoksin renal,
cyt P-450
Biosintesis
4. Jaringan lain
• Plasenta memiliki enzim 1αhidroksilase, merupakan sumber
penting 1,25(OH)2D3 ekstrarenal
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
aktivitas 1α-hidroksilase
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
menyebabkan pembentukan
senyawa 24,25(OH)2D3
Pengaturan Metabolisme dan
Sintesis
Regulator
Regulator
sekunder
primer
Estrogen
Hipokalsemia (
Androgen
)
Progesteron
PTH (
)
Insulin
Hipofosfatemia (
Hormon
)
pertumbuhan
Kalsitriol ( )
Prolaktin
Hormon tiroid
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
dan reversibel
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
dalam pengangkutan Ca ke dalam
dan ke luar sel vili usus
TIDAK ADA USAHA
YANG SIA-SIA
Selamat belajar,
semoga sukses
Sekian terimakasih
wassalam
MENGATUR METABOLISME
KALSIUM
Triawanti
Bag. Biokimia FKUNLAM
Pendahuluan
Peran kalsium :
• Eksitabilitas neuromuskular
• Koagulasi darah
• Proses sekresi
• Integritas membran
• Transpor membran plasma
• Reaksi enzim
• Pelepasan hormon dan neurotransmiter
• Kerja intraseluler sejumlah hormon
• Proses mineralisasi tulang
Kalsium dalam tubuh
• 99% kalsium berada di dalam tulang
bersama fosfat membentuk hidroksiapatit
• Sekitar 1% dari Ca skeletal yang bisa
dipertukarkan secara bebas
• Proses pengangkutan kalsium melintasi
membran yang memisahkan ruang cairan
ekstrasel dengan ruang cairan periosteal
dipengaruhi oleh hormon paratiroid dan
kalsitriol (1,25 dihidroksikolekalsiferol)
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
3. Bentuk yang terionisasi (bentuk tak
terikat)
Hormon paratiroid
• Hormon paratiroid (PTH) merupakan
peptida dengan 84 asam amino
• Bagian ujung terminal amino (PTH 134) memiliki aktivitas biologik penuh
• Regio 25-34 bertanggung jawab pada
proses pengikatan reseptor
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
yang sifat ujung terminal aminonya
bersifat hidrofobik
Sintesis 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
3. Sekresi langsung
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
Ca tinggi dan menurun jika Ca rendah
Sintesis konstituif prepropTH
Pemrosesan
proPTH
Ca2+ tinggi
degradasi
Ca2+ rendah
cAMP
Sekresi PTH
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
hipokalsemia, karena PTH diperlukan
untuk homeostasis Ca2+
Pengaturan metabolisme
• Penguraian PTH dimulai sekitar 20
menit setelah proPTH disintesis
proPTH
disekresi
Disimpan di vesikel
penyimpanan
didegrada
si
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
hepar
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
paratiroid
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
menerus disintesis dan disekresikan
Mekanisme kerja PTH
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
terhadap proses reabsorpsi kalsium
di ginjal
Biosintesis
SUV
7dehidrokolesterol
Previtamin
D3
KULIT
Vitamin
D3
HATI
Metabolit
lain
24-hidroksilase
25hidroksilase
25(OH)D3
GINJAL
24,25(OH)2D
3
1αhidroksilase
1,25(OH)2D3
1,24,25(OH)3D3
Biosintesis
1. Kulit
• Sejumlah kecil berasal dari
makanan, sebagian besar dihasilkan
oleh lapisan malpigi epidermis dari
senyawa 7-dehidrokolesterol dalam
suatu reaksi fotolisis yang
diperantarai oleh SUV
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
dalam reaksi yang memerlukan Mg,
NADPH, O2 dan faktor sitoplasmik
yang tidak khas. Enzim cyt P-450
reduktase dan cyt P-450
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,
feredoksin reduktase, feredoksin renal,
cyt P-450
Biosintesis
4. Jaringan lain
• Plasenta memiliki enzim 1αhidroksilase, merupakan sumber
penting 1,25(OH)2D3 ekstrarenal
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
aktivitas 1α-hidroksilase
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
menyebabkan pembentukan
senyawa 24,25(OH)2D3
Pengaturan Metabolisme dan
Sintesis
Regulator
Regulator
sekunder
primer
Estrogen
Hipokalsemia (
Androgen
)
Progesteron
PTH (
)
Insulin
Hipofosfatemia (
Hormon
)
pertumbuhan
Kalsitriol ( )
Prolaktin
Hormon tiroid
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
dan reversibel
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
dalam pengangkutan Ca ke dalam
dan ke luar sel vili usus
TIDAK ADA USAHA
YANG SIA-SIA
Selamat belajar,
semoga sukses
Sekian terimakasih
wassalam