Metabolisme Mineral

Kusumo Hariyadi

Unsur-unsur dalam Tubuh ada 5 kelompok

1. Molekul-molekul utama dalam tubuh C, H, O, N, S-- karbohidrat, lemak, protein dan air

2. Keperluan > 100/day :Ca, P, Mg ,Na, K dan Cl

3. Trace element: Cr, Co, Cu, I, Fe, Mo, Se,F dan Zn

4. Edition element for animal : Cd, As, Ni, Si, Sn dan Vanadium

5. Unsur beracun : Pb dan Hg(mercury)

MINERAL

Ü 4% bobot manusia ® mineral

Ü Antara lain:klorida (Cl-), fosfat PO43-), bikarbonat (HCO3

-), sulfat (SO42-) ® berada dalam

darah dan cairan tubuh

Ü Fe2+ pada hemoglobin; P pada asam nukleat (DNA, RNA)

Ü Fungsi : zat pembangun dan pengatur

Na+ dan Cl- menjaga tekanan osmotik, keseimbangan asam basa

Ü Ca2+ menjaga keseimbangan asam basa, P osmotik, tulang & gigi; pembekuan darah dan aktifitas enzim

Ü Fosfor: pembentukan tulang & gigi, metab energi, keseimbangan asam basa

Ü Mg: aktifator enzim gugus fosfat

Ü Fe2+: pembawa O2 dalam Hb

Ü Iod: fungsi kel. Tiroid, program iodisasi

Garam-garam mineral (Seny. Anorganik) jumlah yang diperlukan tubuh hanya kecil tetapi diperlukan untuk semua proses dalam tubuh

Metabolisme Kalsium

• Normal ranges

diregulasi dengan total normal calcium 2.2-2.6 mmol/L (9-10,5mg.dl)

ionisasi calcium normal 1.1-1.4 mmol/L (4,5-5,6 mg/dl)

1

Corrected calcium level

a. terjadi ketika albumin dalam keadaan abnormalb. Corrected calcium (mg/dL) = ditentukan total Ca (mg/dL) + 0.8 (4.0 - serum albumin

[g/dL]), di mana 4.0 menunjukkan rata-rata tingkatan albumin pada g/dl c. Di mana ketika terjadi hypoalbuminemia (albumin rendah) tingkatan corrected calcium

lebih tinggi dari total calcium

Absorption

1. sekitar 25 mmol calcium masuk ke tubuh pada saat diet normal. Sekitar 40 % ( 10mmol) diabsorpsi di usus halus dan 5 mmol terdapat di feces, berat bersih (netto) calcium per hari sekitar 5 mmol

2. calcium diabsorpsi di usus (brush boder) yang melalaui ion channel seperti TRPV6. Calbindin adalah vitamin D- yang tergantung pada calcium binding protein di sekitar sel epitel intestinal yang memiliki fungsi bersamaan dengan TRPV6 dan calcium pumps (PMCA1) pada membrane basal ke transport aktif kalsium yang akan masuk ke tubuh

3. pada duodenum, intake calcium rendah, pada ileum dan jejunum, tidak bergantung pada vitamin D, calcum intakenya tinggi

Excretion

1. ginjal mensekresi 250 mmol per hari pro urine dan reabsorpsi sekitar 245 mmol urine yang dikeluarkan dari 5 mmol per hari

2. ginjal memproses vitamin D menjadi calcitriol yang aktif dan paling efektif untuk membantu absorpsi intestintal. tapi proses keduanya distimulasi oleh parathyroid hormone

Peranan Tulang

1) calcium masuk ked an dari tulang secara murni, sekitar 5 mmol per hari

2) tulang menjadi tempat penyimpanan penting untuk calcium, sekitar 99% dari total tubuh. Calcium dihasilkan dari tulang yang diregulasi oleh hormon parathyroid. calcitonin distimulasi oleh penggabungan kaslium di tulang, meskipun proses ini dilakukan sendiri oleh calcitonin

3) intake calcium rendah mungkin juga faktor resiko menjadi osteoporosis.

4) regulasi calcium terjadi pada tubuh manusia

5) utamanya calcium diregulasi oleh aksi of 1,25-Dihydroxycholecalciferol(Vit D3), hormon PTH dan calcitonin serta perubahan langsung dengan matrix tulang

Metabolisme Phosporus

a. ditemukan pada energy tinggi yang mengikat ATPb. sebagai buffer pada cairan intracellular c. Pada ginjal sebagai ekskresi ion hydrogen

2

d. keutamaan dari phosphorus pada tubuh ialah disimpan di tulang. Pada plasma, phosphorus merupakan inorganic dan hampir tidak berikatan

e. intake makanan dan ekskresi urine dan feces utamanya berhubungan dengan homeostatis. PTH meregulasi ginjal untuk merabsoprsi phosphorus dengan bantuan calcitonin, hormon PTH , dan hormone pertumbuhan

f. ada juga homeostatis internal yang menjaga intracelluer dan extracellular

Hypophosphatemia

serum phosphorus kurang dari 2,5 mg/dl

Manifestations

thrombocytopenia, merupakan gangguan pada fungsi platelet dan mengurangi jumlah sel darah putih

defisiensi dari ATP celluler mempengaruhi CNS dan mengurangi kesadaran atau kejang-kejang.

Dapat ditemukan juga pada neuropathy periper dan syndrome Guillain-Barre syndrome. Otot rangka juga berpengaruh dan terjadi paralysis atau rhabdomyolysis Jika sudah hypophosphatemia kronik mungkin menstimulasi reabsorpsi tulang dan terjadi

defisiensi mineralisasi

Manifestations:.

i) mild hyphospathemiam , merupakan renal failure chronic , disebabakan oleh hyperparahyroidisme

ii) hypocalcemia, tekanan darah rendan dan terjadi ketidakcukupan yang diikuti dengan hyperphospathemia

Ratio Ca : P = 2 : 1

P sebagai bahan tambahan makanan,jika Ratio 1 : 1,2 / 1 : 1,5 penyebab osteoporotic

• phosphorus direabsorpsi jika terjadi kelebihan dari calcium. Sekitar 70% phosphorus diabsopsi oleh intestine, meskipun laju tergantung pada level calcium dan vitamin D serta aktivitas hormon PTH yang meregulasi metablisme calcium dan phosphorus. kebanyakan phosphorus disimpan di tulang, dan sebagian kecil disimpan di gigi, sisanya disimoan di sel dan jaringan lain. banyak ditemukan pada sel darah merah

• ukuran dari plasma phosphorus sekitar 3,5 mg (3,5 mg dari phosphorus per 100 ml plasma) , sementara total phosphorus dalam darah adalah 30-40 mg. Mineral pada tubuh diregulasi oleh ginjalm dan juga pengaruh dari PTH

• absorpsi phosphorus dapat menurun oleh antacids, iron, aluminium, magnesium, yang tidak larut dalam phosphate dan dieliminasi pada feces

• caffeine juga meningkatan ekskresi phosphorus oleh ginjal

Metabolisme Magnesium

• normalnya sekitar 1,000 mmols magnesium (22-26g)

• 60 % magnesium terdapat di tulang

3

• sekitar 30% dapat berpindah dan berfungsi sebagai penyimpanan untuk menstabilisasi konsentrasi calcium

• 20 % lagi terdapat di otot rangka

• 19% terdapat pada jaringan ikat longgar

• kurang dari 1 % terdapat pada cairan ekstraseluler

• otot rangka dan hati terdiri dari 7-9 mmol

• gangguan asam basa(acidosis atau alkalosis metabolic) memberikan sedikit efek pada serum magnesium

Keseimbangan Magnesium

• sehari-hari disarankan kebutuhan magnesium pada orang dewasa 4,5 mg.kg/hari

• kandungan magnesium yang tinggi dapat ditemukan pada sayuran hijau

• rata-rata magnesium intake normlanya pada orang dewasa sekitar 12 mmol per hari

• sekitar 2mmol per hari magnesium disekresikan ke dalam intestinal, dan empedu, pancreas, dan intestinal juice

• dari penggabungan ini didapatkan sekitar 6 mmol atau 30 %

• diabsorpsi sekitar 4 mmol per hari

Absorpsi

• absorpsi berhubungan ileum dan colon, pada intake normal absorpsi adalah primarly passive

• para ilmuwan mengatakan bahwa hormon PTH meregulasi absorpsi magnesium, tetapi peranan vit D dan metabolic aktif 1,25 dihydroxyvitamin D lebih kontroversi.

• phytates pada diet mengikat magnesium dan merusak absorpsi

• bagaimanapun juga kuantitas dari diet yang normal tidak berpengaruh pada absorpsi magnesium

• diet lainnya memiliki faktor dan berpengaruh terhadap reabsorpsi magnesium seperti oxalate, phosphate, proteins, potassium, dan zinc

Pemeliharaan Plasma

• ginjal memainkan peranan utama dalam homeostatis magnesium dan konsentrasi magnesium

• dapat terjadi abnormalitas ketika 80% total plasma magnesium tidak difiltrasi

• 84 mmol dari magnesium difiltrasi per hari dan sekotar 95 % di reabsorpsi

• sisanya sekitar 3-5 mmol yang diekskresikan di urine

• sekitar 15-20% dari filtrasi magnesium direabsorpsi pada tubulus proximal

• 65-75% pada TALH dan tubulus distalis

4

• tidak ada hormon yang bekerja sendiri dalam mengatur homeostatis magnesium. beberapa hormone seperti PTH, ADH, calcitonin, glucagon, dan insulin memiliki pengaruh terhadap reabsorpsi magnesium

• PTH merupakan hormon paling penting karena PTH meningkatkan reabsopsi pada tubulus distalis oleh cyclic AMP

Metabolisme Sodium

• Extracellular fluid contains about 3000 mEq of sodium, which is the main osmotic component

• An increase or decrease as small as 1% of the total extracellular fluid volume can have serious effects

• sekitar 30,000 mEq sodium difiltrasi oleh glomerulus tiap hari

Regulasi Sodium pada tubuh

• renin adalahenzim yang bertanggung jawab dalam memecah angiotensinogen ke angiotensin 1. angiotensin memecah menjadi angiotensin 1 dan angiotensin 2

• penyebab angiotensin vasokonstriksi sebagai sekresi dari aldosteronne pada adrenal gland

• Angiotensin causes vasoconstriction as well as the secretion of aldosterone from the adrenal gland.

• renal hypoperfusion, adrenaline dan catecholamines menstimulasi sekresi rennin dari juxtaglomerular apparatus pada glomerulus

• aldoteron merupakan hormon yang dikontrol oleh rennin angiotensin dan bertindak meningkatkan reabsorpsi sodium pada ductus collectivus

• dopamanine dari ginjal menghambat reabsopsi pada tubulus proximal

• prostaglandin memblok reabsorpsi di tubulus dan menstimulasi vasoditasi renal

• atrianl natriuretic peptide memblok reabsopsi sodium pada ductus collectivus

Hyponatremia

• hyponatremia merupakan keadaan di mana sodium dibawah 135 mEq tetapi air yang berlebihan tidak memiliki efek terhadap jumlah sodium pada tubuh

• hypotonicity selalu berhubungan dengan hyponatremia, di mana hyponatremia dapat menjadi hyperna-iso-atau hypotonic

• hypertonic hyponatremia dikarenakan partikel aktif berosmosis pada cairan ekstrasel (seperti gula) dan air bergeser dari intraceluler ke exctracelluer pada akhirnya. jadi serum sodium rendah dihantarkan secara normal atau osmolalitas tinggi

• isotonic hyponatremia juga disebut pseodohyponatremia sejak zaman dulu karena tingginya lipir atau protein pada serum

• true hyponatremia adalah hipotonis dengan sodium di bawah 125 Meq/L dan serum osmolalitas di bawah 0,250 Osm/kg

5

• hyponatremia bisa berlanjut menjadi hypovolemic, isovolemic, dan hypervolemic

• SIADH merupakan non osmotis dan berhubungan dengan berbagai gangguan dari CNS (tumor, trauma, gangguan psikis) dan paru-paru (carcinoma oat cell, infeksim broncopspastic)

• salah satu type SIADH atau dikenal dengan osmostat, terlihat pada pasien malnutrisi atau sakit kronik. set point untuk konsentrasi sodium di bawah normal. SIADH MERUPAKAN ISOVOLEMIC

Hypernatremia

• hypernatremia secara kilnis meningkat sampai 155 mEq/L

• hypernatremia selalu dibarengi hypertonis

• Asal usul gangguan

Renal causesa. penurunan ADH

central diabetes insipidus- gangguan dari sekresi atau sintesis ADH karena tumor, trauma, sarcocidosis atau histiocytosis

nephrogenic diabetes insipidus – tingginya efek ADH tetapi tidak memiliki efek , karena renal disease, sickle cell anemia, urinary tract obstruction, hypercalcemia, hypokalemia, lithium atau penggunaan demeclocycline

Osmotic diuresis sebagai hyperglycemia – air dan sodium direabsorpsi memiliki pengaruh, tetapi kehilangan air lebih berpengaruh daripada kehilangan sodium

Penyebab external a. Reduced fluid intake – tubuh kehilangan air melalui urin dan feces, kehilangan air

secara tidak sadar melalui kulit dan membrane mucus. batas minimumam sekitar 700ml per hari biasanya terjadi pada iklim yang dingin, atau daerah yang hangat

Vomiting dan diarrhea terjadi kehilangan air pada GI berkeringat dan terbekar meningkatkan kehilangan air melalui kulit

6

brush borderlumen side

2oNa+

variussubstrates

3Na+

O H+

+++ HH

Na /anti porter

2o

active uphill symport

4o ATP

ADP

5oH+

varius organiccation +s

o6varius organic anions

organicanions

OH HCO3--

OH HCO3

- -/

/

/

1o2 K

3 Na

ATPase

1oactive

+

+

low Nahi K +

+9oHCO

3-

Cl-

8o aminesorganic bases

become ionized

7oHCO

3 -

Na

organic acids-

This mekanism isblocked by low

concentration of organic acids

+

blood side

• Transport ion di dalam kolon ditandai oleh adanya pompa Na+/H+ ; Cl- /HCO3- di sisi luminal

• Di sisi basolateral Na+ , K+ ATP ase dan transport Cl- yang dipermudah

• Perbedaan potensial listrik transmukosa dalam colon ± 30 mv mempermudah masuknya Na+ luminal ke sel epitel

• Masuknya Cl- ke dalam ruang-ruang interselular lateral dari lumen melalui tight junction (sel-sel epitel bersebelahan melalui transpor yang difasilitasi)

Metabolisme Potassium

1. cairan intraceluler memiliki 3000 mEq potassium, extracelluer sekitar 65 mEq. ratio ini harus dipertahankan secara berurutan yang memungkinkan fungsi dari membrane

2. potassium berpengaruh pada faktor insulin dan epinefrin, uptake cairan seluler yang meningkat, dan total dari postassium pada tubuh mengurangi uptake celluler

3. dalam ginjal, aldosteron distimulasi utnuk mensekresikan potassium dan mereabsorpsi sodium. Terjadi diuresis karena peningkatkan sekresi potassium , sodium, dan cairan pada ductus collectivus

Hypokalemia

1. Serum potassium di bawah 3.5 mEq/L

2. kebanyakan potassium terdapat di intracellular , jadi pengambilan dari intracellular potassium mengakibatkan kehabisan penyimpanan sebelum serum potassium berubah

7