INHIBITOR PEMBENTUKAN TULANG
A. Pengertian
Tulang adalah jaringan yang tumbuh. Tulang terbuat sebagian besar dari collagen, protein sebagai kerangka dan calcium phosphate, unsur mineral yang ada menambah kekuatan dan kekerasan struktur kerangka.
Kombinasi collagen dan calcium membuat tulang menjadi fleksibel dan kuat, yang membantu dalam keadaaan berdiri dan adanya tekanan. Lebih dari 99% calcium tubuh terkandung dalam tulang dan gigi, dan yang 1% nya terkandung dalam darah. Matriks tulang terdiri dari serat-serat collagen dan protein non-proteoglikan.
Tulang merupakan jaringan ikat yang dinamis yang selalu diperbaharui melalui proses remodeling yang terdiri dari proses resorbsi dan formasi. Dalam keadaan normal tulang yang diresorbsi seimbang dengan tulang yang mengalami formasi. Saat usia anak-anak, pertumbuhan tulang baru lebih cepat daripada resorbsi tulang. Akibatnya tulang menjadi semakin besar, berat dan padat. Formasi tulang melebihi resorbsi sampai mencapai puncak densitas tulang (maksimum kepadatan dan kekuatan tulang) berkisar usia 30 tahun.
Setelah usia tersebut, mulai terjadi resorbsi tulang yang secara perlahan melebihi kecepatan formasi tulang. Pada osetoporosis proses resorbsi lebih aktif dibandingkan formasi, sehingga terjadi defisit massa tulang dan tulang menjadi semakin tipis dan perforasi.
Seluruh sel dalam tubuh manusia memerlukan kalsium, akan tetapi sebagian besar kalsium digunakan untuk kekuatan tulang dan gigi. Kalsium adalah mineral yang paling banyak terdapat dalam tubuh, 40% dari seluruh mineral yang ada adalah kalsium atau setara dengan 1200 gram. Sumber utama kalsium untuk masyarakat pada negara-negara maju adalah susu dan hasil olahannya yang mengandung sekitar 1150 mg kalsium per liter. Sumber lain kalsium adalah sayuran berwarna hijau dan kacang-kacangan. Roti dan bijian, menyumbang asupan kalsium yang nyata karena konsumsi yang sering. Ikan dan makanan sumber laut mengandung kalsium lebih banyak dibanding daging sapi maupun ayam.
Tubuh manusia dewasa mengandung sekitar 1200 g kalsium, jumlah tersebut sekitar 1 – 2% dari berat tubuh. Sebanyak 99% kalsium terdapat pada jaringan yang mengandung mineral seperti tulang dan gigi, yang berada dalam bentuk kalsium fosfat (bersama dengan sejumlah kecil kalsium karbonat), yang berfungsi membentuk kekuatan dan struktur tulang. Seiring dengan pernyataan tersebut, menurut Ilich- Ernst dan Kerstetter (2000), tubuh manusia dewasa mengandung sekitar 1000 hingga 1500 gram kalsium (tergantung pada jenis kelamin, ras, ukuran tubuh), yang mana 99% ditemukan pada tulang dalam bentuk hidroksiapatit. Kebutuhan kalsium sangat ditentukan oleh kebutuhan tulang dan aktivitas fisik. Kalsium merupakan zat gizi mikro yang sangat penting. Zat gizi ini pada umumnya memperlihatkan pengaruh menguntungkan pada tulang untuk segala usia, walaupun hasilnya tidak selalu konsisten.
Peranan utama kalsium adalah untuk pembentukan dan pemeliharaan tulang dan gigi, selain itu kalsium juga berperan dalam berbagai proses dalam tubuh. Kalsium berperan penting dalam proses pembekuan darah dan kontraksi otot. Apabila kalsium dalam darah terdapat di bawah titik kritis, otot tidak dapat rileks setelah kontraksi, sehingga tubuh memperlihatkan gejala kejang-kejang. Titani biasanya akan timbul apabila konsentrasi kalsium dalam darah turun dari kadar normalnya yaitu 9,4 mg/dl menjadi kira-kira 6 mg/dl (35% di bawah kadar normal) dan apabila kadarnya menjadi kira-kira 4 mg/dl, biasanya akan menyebabkan kematian. Sebaliknya, apabila kadar kalsium dalam darah meningkat melebihi kadar normal, sampai kira-kira 12 mg/dl, sistem saraf akan tertekan dan aktivitas refleks pada sistem saraf menjadi lamban, memendekkan interval denyut jantung, menimbulkan konstipasi dan menurunkan nafsu makan. Efek penekanan akan lebih nyata apabila kadar kalsium meningkat di atas 15 mg/dl dan apabila kadar kalsium dalam darah meningkat hingga kira-kira 17 mg/dl, kristal kalsium fosfat cenderung mengendap di seluruh tubuh.
Kalsium membutuhkan lingkungan yang asam agar dapat diserap secara efisien. Penyerapan terutama terjadi pada bagian atas usus halus. Usus halus cenderung selalu dalam kondisi asam karena menerima keasaman dari perut yang kadangkala menjadi netral oleh karena adanya pelepasan cairan dari pankreas. Penyerapan kalsium pada permukaan usus halus tergantung pada keaktifan hormon vitamin D. Tubuh manusia menyerap sekitar 20% hingga 40% kalsium dari makanan yang dikonsumsi, akan tetapi apabila tubuh membutuhkan kalsium dalam jumlah ekstra tinggi (bayi dan ibu hamil), penyerapan meningkat mencapai 50% hingga 70%. Remaja cenderung menyerap kalsium lebih banyak daripada orang lanjut usia.
B. Sel-sel Tulang
Osteoblasts adalah sel tulang yang bertanggung jawab terhadap proses formasi tulang, yaitu berfungsi dalam sintesis matriks tulang yang disebut dengan osteoid (suatu komponen protein dari tulang). Osteoblast juga berperan dalam memulai proses resorbsi tulang (melalui keterlibatannya dalam menginisiasi dan kontrol Osteoclast) dengan cara membersihkan permukaan osteoid yang akan diresorbsi melaui berbagai proteinase netral yang dihasilkannya. Pada permukaan sel Osteoblast terdapat berbagai reseptor permukaan untuk berbagai mediator metabolisme tulang, termasuk resorbsi tulang, sehingga osteoblas merupakan sel yang sangat penting pada proses turn over. Osteoblast kaya akan alkali phosphatase yang berperan dalam memproduksi collagen tipe 1 dan non-collagen protein untuk mineralisasi matriks tulang. 10, 11
Osteocytes adalah sel tulang yang terbenam dalam matriks tulang. Sel ini berasal dari Osteoblast, memiliki juluran sitoplasma yang menghubungkan antar Osteocytes juga dengan bone lining cells di permukaan tulang. Fungsi Osteocytes belum sepenuhnya diketahui, tetapi diduga berperan pada transmisi signal dan stimuli antar sel. Fungsinya dipengaruhi Parathyroid Hormone (PTH), yang berpartisipasi dalam resorbsi tulang dan transport ion calcium. 10, 11
Osteoclast adalah sel tulang yang bertanggung jawab terhadap proses resorbsi tulang. Pada tulang trabekular, osteoclast akan membentuk cekungan pada permukaan tulang yang aktif yang disebut dengan lakuna Howship. Sedangkan pada tulang cortical, osteoclast akan akan membentuk kerucut sebagai hasil resorbsinya yang disebut cutting cone, dan osteoclast berada di apeks kerucut tersebut. 10
C. Struktur Tulang
Tulang yang immature disebut woven bone. Tulang yang sudah matur disebut lamellar bone, yaitu terdapat serabut collagen yang menyusun parelel satu dengan lainnya membentuk lapisan multipel (atau lamina) dengan osteocytes berada di antara lamina. Lamellar bone terdiri dua bentuk sturtur yaitu: compact (cortical) bone dan cancellous (trabecular) bone.
Sifat mekanikal tulang sangat tergantung pada sifat material tulang tersebut. Pada tulang kortikal kekuatan tulangnya sangat tergantung pada densitas dan porositasnya. Semakin bertambahnya umur, tulang semakin keras karena mineralisasi sekunder semakin baik, tetapi juga tulang semakin getas, tidak mudah menerima beban.
Pada tulang trabekular, kekuatan tulang juga tergantung pada densitas tulang dan porositasnya. Penurunan densitas tulang trabekular sekitar 25%, sesuai dengan peningkatan umur 15-20 tahun dan penurunan kekuatan tulang sekitar 44%. Sifat mekanikal tulang trabekular ditentukan oleh mikroarsitekturnya, yaitu susunan trabekulasi pada tulang tersebut, termasuk jumlah, ketebalan, jarak dan interkoherensi antara satu trabekulasi dengan trabekula lainnya. Dengan bertambahnya umur, jumlah dan ketebalan trabekula akan menurun, jarak antar trabekula dengan trabekula lainnya bertambah jauh dan interkoneksi juga makin buruk karena banyaknya trabekula yang putus.
Trabekula tulang terdiri dari trabekula vertikal dan horizontal. Trabekula vertikal sangat penting, terutama pada tulang-tulang vertebra untuk menahan gaya komprehensif. Umumnya trabekula vertikal lebih tebal dan lebih kuat dibandingkan dengan trabekula horizontal. Trabekula horizontal berfungsi untuk pengikat trabekula vertical, kemudian bekerjasama membentuk arsitektur yang kuat yang menentukan kekuatan tulang.
D. Faktor Pendukung dan Penghambat
Penyerapan kalsium dalam tubuh dipengaruhi banyak faktor, terdiri dari faktor pendukung dan faktor penghambat. Dan kedua factor tersebut adalah :
Faktor pendukung penyerapan kalsium :
1. Kondisi keasaman permukaan,
2. Aktivitas dan motilitas saluran pencernaan normal,
3. Asupan kalsium dan fosfor seimbang,
4. Cukup vitamin D,
5. Tubuh memerlukan kalsium dalam jumlah lebih tinggi,
6. Asupan kalsium rendah,
7. Adanya hormon paratiroid (meningkatkan aktivitas sintesis vitamin D)
8. Adanya laktosa.
Sedangkan faktor penghambatnya penyerapan kalsium adalah sebagai berikut :
1. Terdapatnya kondisi basa pada saluran pencernaan bagian bawah,
2. Serat makanan dalam jumlah besar,
3. Penggunaan pencahar,
4. Proporsi fosfor lebih besar daripada kalsium,
5. adanya asam fitat, oksalat dan asam lemak yang tidak dapat diserap (mengikat kalsium dalam usus),
6. Defisiensi vitamin D,
7. Menopause,
8. Usia lanjut dan adanya tanin dari teh.
Hampir seluruh kalsium di dalam tubuh terdapat dalam tulang yang berperan sentral dalam pembentukan struktur kekuatan tulang dan gigi. Hanya sedikit sekali (1%) terdapat dalam jaringan lunak, cairan ekstra sel dan plasma yang diperlukan dalam banyak peran metabolisme dan pengaturan. Apabila jumlahnya di bawah 1%, maka tubuh akan melepaskan kalsium dari tulang ataupun gigi untuk memenuhi kebutuhannya.
Tubuh orang dewasa mengandung sekitar 1000 – 1300 g kalsium (kurang dari 2% berat tubuh). Kandungan normal kalsium darah adalah 9 – 11 mg per 100 ml darah. Sekitar 48% serum kalsium berbentuk ionik dan 46% terdapat dalam senyawa protein darah. Selebihnya terdapat dalam bentuk senyawa komplek yang mudah berdifusi, seperti dalam bentuk sitrat.
Sebagai contoh, di Jerman (sekitar separuh wanita dewasa dan sepertiga pria dewasa), Swiss (sebagian besar wanita dewasa) serta di Italia (50% sampel manula >60 tahun), asupan kalsiumnya masih lebih rendah dari yang dianjurkan dari setiap negara tersebut. Di Irlandia, lebih dari 50% wanita berusia 12-18 tahun dan di Amerika Serikat pada wanita berusia 9-18 tahun dan 31 tahun juga belum dapat mencukupi asupan kalsium yang dianjurkan. Di Belanda sebanyak 8-25% pria dan wanita dewasa, belum mencapai 80% dari kecukupan asupan kalsium yang dianjurkan.
Kalsitonin merupakan penghambat resorpsi tulang yang efektif, bekerja pada osteoclast, menghambat aktivitas osteoclast, mengurangi lifespan osteoclast dan mencegah pembentukan osteoclast baru. Calcitonin melambatkan proses kehilangan densitas tulang, meningkatkan densitas tulang dan meredakan nyeri yang diakibatkan fraktur tulang.
