Analisis Fungsi Protein Transpoter dalam Mempertahankan Homeostasis Kalsium Seluler

 1.   PENDAHULUAN

 

a. Latar Belakang

     Homeostasis adalah kemampuan tubuh untuk beradaptasi dan menjaga keseimbangan kondisi cairan di dalam tubuh terhadap lingkungan sekitar. Pada kalsium, homeostasis sebagian besar diatur melalui sistem hormon terintegrasi yang mengendalikan transportasi kalsium di dalam usus (penyerapan usus), ginjal (reabsorpsi ginjal), dan tulang. Kalsium berperan penting dalam berbagai proses biologi sehingga homeostasis kalsium harus selalu dijaga. Gangguan homeostasis kalsium dapat mengakibatkan gangguan dalam metabolisme tulang, fungsi neuromuscular, koagulasi darah, proliferasi sel dan transduksi signal. Transpor kalsium aktif terjadi terutama di duodenum dan proximal jejunum, sementara transpor pasif terjadi pada seluruh usus halus.

     Homeostasis kalsium sebagian besar diatur melalui sistem hormon terintegrasi yang mengendalikan transportasi kalsium di dalam usus, ginjal, dan tulang. Melibatkan dua system hormon utama dan reseptornya --- PTH dan reseptor PTH (PTHR) (19) dan 1,25 (OH) 2D serta reseptor vitamin D (VDR). Homeostasis kalsium serum secara simultan mempertahankan kadar kalsium terionisasi ekstraseluler dalam rentang fisiologis sambil memungkinkan aliran kalsium ke dan dari simpanan esensial. Penurunan kalsium serum menginaktivasi Calcium Reseptor (CaR) di kelenjar paratiroid untuk meningkatkan kadar PTH, yang mengaktifkan PTHR dalam ginjal untuk meningkatkan reabsorpsi kalsium tubular, dan pada tulang untuk meningkatkan resorpsi tulang. Peningkatan PTH juga merangsang ginjal untuk meningkatkan sekresi 1,25 (OH) 2D, yang mengaktifkan VDR dalam usus untuk meningkatkan penyerapan kalsium, di kelenjar paratiroid untuk mengurangi sekresi PTH, dan pada tulang untuk meningkatkan resorpsi. Penurunan kalsium serum juga menonaktifkan CaR di ginjal untuk meningkatkan reabsorpsi kalsium dan merangsang efek PTH. Respons hormonal yang terpadu ini mengembalikan kadar kalsium serum dan menutup loop umpan balik negatif. Bersama-sama, mekanisme umpan balik negatif ini membantu mempertahankan kadar kalsium serum total pada orang sehat dalam kisaran fisiologis yang relatif sempit, yaitu 10% (Nadiyah dkk, 2020).

     Berfokus pada fungsi protein transporter yaitu dengan melayani sebagai transporter intra seluler atau sebagai enzim yang mengkatalisis reaksi kimia. Kerusakan pada protein seluler oleh stres (misalnya, tempeature tinggi) dapat menyebabkan gangguan pada homeostatis. Untuk memerangi jenis gangguan ini di homeostatis, sel-sel merespon dengan cepat memproduksi protein pelindung yang disebut protein stres. Setelah sintesis, Protein stres ini bekerja untuk melindungi sel dengan memperbaiki dan memulihkan homeostatis. memberikan gambaran tentang bagaimana sistem kontrol ini mengatur protein homeostatis dalam sel. Proses dimulai dengan stressor yang mengakibatkan kerusakan protein. Stres yang terkait dengan olahraga yang diketahui menyebabkan kerusakan protein seluler meliputi suhu tinggi, berkurangnya oksigen seluler, pH rendah, dan produksi radikal bebas. Kerusakan protein menjadi sinyal bagi sel untuk menghasilkan protein stres. Setelah synthesis, protein stres ini bekerja untuk memperbaiki protein yang rusak dan mengembalikan homeostatis (Chandra Prima Sakti, 2013).

b. Rumusan Masalah

1. Bagaimana mekanisme regulasi homeostasis kalsium dalam tubuh manusia terutama yang melibatkan sistem hormon terintegrasi, seperti PTH, PTHR, 1,25 (OH) 2D, dan VDR?
2. Apa saja gangguan homeostasis kalsium terhadap metabolisme tulang dan bagaimana dampaknya terhadap fungsi neuromuscular, koagulasi darah, proliferasi sel, dan transduksi sinyal dalam tubuh manusia?
3. Bagaimana protein transporter dalam sel terlibat dalam menjaga homeostasis kalsium dan apa peran mereka dalam merespons stres yang dapat merusak homeostasis?
4. Bagaimana protein stres dihasilkan oleh sel sebagai respons terhadap stres yang menyebabkan kerusakan protein, dan bagaimana mereka berkontribusi dalam memperbaiki protein yang rusak dan memulihkan homeostasis sel?

2.   PEMBAHASAN

     Transporter adalah protein transmembran yang penting dalam proses masuk dan keluarnya ion atau molekul sel diseluruh protein membrane dan memainkan peran penting dalam menggali sistem kekebalan tubuh dan transduser energy. Dalam menganalisis protein transport terutama deskripsi kelas dan familinya dalam memainkan peran penting dalam sistem kontrol sel, mengangkut air, sinyal kimia dan listrik.

     Protein membrane adalah protein yang ditemukan dalam membrane biologis, protein ini dapat didefinisikan sebagai protein yang terkait dengan sel membrane. Protein membrane mencangkup berbagai fungsi dalam organisme dan merupakan objek target lebih dari 50 % dalam pembuatan obat di era modern, serta diperkirakan bahwa 20-30% semua gen dalam genom dikodekan berdasarkan protein membrane. Salah satu kelas utama protein membrane adalah transporter atau protein transport. Protein transport membrane cenderung membentuk sistem pompa dan rentang saluran yang rumit, dan membentang di sekitar sel membran. klasifikasi transporter untuk protein transport dikenal sebagai channels/pores, electrochemical transporters, active transporters, group trans locators, electron carriers, factor involved in transport, dan incompletely characterized transport system channels/pores. Klasifikasi transporter berdasarkan kelas dan family yang berbeda merupakan isu penting untuk menentukan struktur dan fungsi genomic

     Pengangkutan kalsium melibatkan beberapa jenis protein transporter dan mekanisme kerjanya di dalam masing masing sel