3 DAFTAR ILUSTRASI
No
Halaman
1
Proses Depolarisasi pada Otot Jantung ...................................................
10
2
Proses Depolarisasi pada Otot Jantung ...................................................
11
3
Fase-fase pada potensial aksi .................................................. ................
12
4
Reaksi Glikolisis yang Membutuhkan Ion Kalium sebagai Kofaktor Enzim .................................................. ....................................................
13
Peranan Klorida dalam Menyeimbangkan Natrium dan Kalium ...........
14
5
1 I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Tubuh makhluk hidup membutuhkan sumber mineral baik dari makanan atau dari luar makanan seperti suplemen. Tubuh memerlukan mineral makro dan mikro. Mineral makro artinya tubuh membutuhkan sumber mineral dalam jumlah yang banyak sedangkan mineral mikro artinya tubuh membutuhkan sumber mineral dalam jumlah yang sedikit. Namun pemberian sumber mineral tidak boleh melebihi kebutuhan tubuh karena akan menyebabkan toksik atau racun pada tubuh. Natrium, kalium, dan klorida merupakan salah satu mineral makro yang dibutuhkan oleh tubuh. Masing-masing mineral ini memiliki fungsi yang penting dalam tubuh, dan ketiga mineral ini memiliki kerja sama yang apik dalam proses kinerja tubuh. Seperti natrium berfungsi dalam kontraksi otot sedangkan kalium berfungsi dalam relaksasi jantung dan juga sebagai aktivator enzim. Mineral kalium berfungsi dalam menjaga keseimbangan natrium di luar sel dan kalium di dalam sel. Fungsi mineral natrium, kalium, dan klorida perlu dibahas dalam fisiologi tubuh makhluk hidup. Penulis tertarik untuk membahas lebih lanjut mengenai mekanisme kerja unsur mineral tersebut dalam fisiologi tubuh.
1.2 Identifikasi Masalah Berdasarkan latar belakang tersebut diatas, didapatkan suatu masalah yaitu: 1. Bagaimana peranan natrium dalam kontraksi otot jantung? 2. Bagaimana peranan kalium dalam relaksasi otot jantung? 3. Bagaimana peranan kalium sebagai aktivator enzim?
2 4. Bagaimana peranan klorida dalam mengatur keseimbangan natrium di dalam sel dan kalium di luar sel?
1.3 Maksud dan Tujuan Maksud dan tujuan makalah ini adalah: 1. Untuk mengetahui peranan natrium dalam kontraksi otot jantung. 2. Untuk mengetahui peranan kalium dalam relaksasi otot jantung. 3. Untuk mengetahui peranan kalium sebagai aktivator enzim. 4. Untuk mengetahui peranan klorida dalam mengatur keseimbangan natrium di dalam sel dan kalium di luar sel.
3 II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Natrium Natrium yang terdapat dalam tubuh kira-kira 105 g dan sekitar 30% terdapat pada kristal tulang (pada manusia bobot badan 70 kg). Natrium ini bisa dilepaskan ke aliran darah jika terjadi kadar natrium rendah. Selebihnya natrium terdapat dalam cairan ekstraseluler dan hanya sedikit natrium berada dalam cairan intraseluler (Gropper dan Jack, 2013). Sumber utama natrium bisa didapatkan dari garam (NaCl) dimana kadar natrium dalam garam sekitar 40%. Satu sendok teh garam mengandung lebih kurang 2.300 mg sodium. Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak lepas dari mengonsumsi garam karena setiap makanan yang kita makan mengandung garam sebagai cita rasa. Daging kalengan, tumis sayur, dan acar mengandung banyak garam. Contohnya setengah cangkir sup mengandung 400 sampai 500 mg sodium. Untuk produk peternakan hanya memiliki kadar natrium sekitar 10%. Contohnya susu mengandung natrium 120 mg per cangkir. Daging sapi, daging ayam, dan ikan mengandung natrium 25 mg per ons (Gropper dan Jack, 2013). Natrium adalah kation utama dalam cairan ekstraseluler tubuh yang mempunyai fungsi mengatur keseimbangan cairan dan asam basa tubuh serta berperan dalam transmisi saraf dan kontraksi otot (Atun dkk., 2014). Perlu adanya sebuah pedoman dalam mengonsumsi natrium karena jika berlebihan tubuh akan mengalami hipertensi atau tekanan darah tinggi. Namun secara umum defisiensi natrium jarang terjadi karena setiap makanan yang kita konsumsi mengandung natrium. Namun kadar natrium akan terganggu jika seseorang dengan aktifitas tinggi dan mengeluarkan keringat dalam jumlah banyak. Keringat adalah
4 cairan hipotonik yang mengandung natrium dan klorida. Sebuah peneltian telah menunjukkan gejala dari defisiensi natrium antara lain kram otot, mual, muntah, pusing, shock, hingga koma. Berikut kadar maksimal natrium yang dapat dikonsumsi oleh manusia (Gropper dan Jack, 2013). Tabel 1. Kadar Maksimal Natrium yang dapat Dikonsumsi oleh Manusia Umur (tahun) Kadar Maksimal Natrium (mg/hari) Bayi 0-0.5 0.5-1 Anak-anak 1-3 4-8 Laki-laki 9-13 14-18 19-30 31-50 51-70 >70 Perempuan 9-13 14-18 19-30 31-50 51-70 >70 Ibu hamil ≤18 19-30 31-50
120 370 1000 1200 1500 1500 1500 1500 1300 1200 1500 1500 1500 1500 1300 1200 1500 1500 1500
5 Umur (tahun) Ibu menyusui ≤18 19-30 31-50 Sumber: Gropper dan Jack, (2013)
Kadar Maksimal Natrium (mg/hari) 1500 1500 1500
2.2 Kalium Kalium adalah kation intraseluler utama yaitu sekitar 95% hingga 98% kalium terdapat dalam sel. Kadar kalium dalam tubuh yaitu sebanyak 0,35% dari total bobot tubuh atau sekitar 245 g pada individu bobot badan 70 kg (Gropper dan Jack, 2013). Kalium banyak terdapat pada alpukat, pisang, mangga, pepaya, dan beberapa sayuran sebanyak 300 mg per cangkir. Sumber kalium lain terdapat pada legume, kacang-kacangan, kentang, asparagus, dan jamur sebanyak 200-300 mg per cangkir. Susu dan yoghurt juga mengandung kalium sebanyak 300 mg per cangkir (Gropper dan Jack, 2013). Kalium berfungsi dalam pemeliharaan keseimbangan cairan dan elektrolit, keseimbangan asam basa, transmisi saraf dan relaksasi otot (Tulungnen d kk., 2016). Perlu adanya sebuah pedoman dalam mengonsumsi kalium karena jika berlebihan tubuh akan mengalami hyperkalemia (tingginya kadar kalium). Secara umum jarang terjadi defisiensi kalium karena setiap makanan yang kita konsumsi mengandung kalium. Walaupun jika terjadi defisiensi tubuh akan mengalami gejala muntah dan diare. Selain itu penggunaan obat untuk tekanan darah tinggi seperti thiazide dan diuretic akan mengakibatkan meningkatkan ekskresi kalium melalui urin dan bisa mengakibatkan defisiensi (Gropper dan Jack, 2013).
6 Berikut kadar maksimal kalium yang dapat dikonsumsi oleh manusia (Gropper dan Jack, 2013). Tabel 2. Kadar Maksimal Kalium yang dapat Dikonsumsi oleh Manusia Umur (tahun) Kadar Maksimal Kalium (mg/hari) Bayi 0-0.5 0.5-1 Anak-anak 1-3 4-8 Laki-laki 9-13 14-18 19-30 31-50 51-70 >70 Perempuan 9-13 14-18 19-30 31-50 51-70 >70 Ibu hamil ≤18 19-30 31-50 Ibu menyusui ≤18 19-30 31-50 Sumber: Gropper dan Jack, (2013)
400 700 3000 3800 4500 4700 4700 4700 4700 4700 4500 4700 4700 4700 4700 4700 4700 4700 4700 5100 5100 5100
7 2.3 Klorida Klorida merupakan anion utama dalam cairan ekstrasel. Klorida berfungsi dalam keseimbangan asam-basa. Sekitar 88% klorida berada dalam cairan ekstraseluler dan 12% dalam cairan intrasel (Yaswir dan Ira, 2012). Berikut kadar klorida yang dianjurkan dan batas toleransi klorida dalam Gropper dan Jack (2013). Tabel 3. Kadar Maksimal Klorida yang dapat Dikonsumsi oleh Manusia Umur (tahun) Kadar Maksimal Klorida (mg/hari) Bayi 0-0.5 0.5-1 Anak-anak 1-3 4-8 Laki-laki 9-13 14-18 19-30 31-50 51-70 >70 Perempuan 9-13 14-18 19-30 31-50 51-70 >70 Ibu hamil ≤18 19-30 31-50
180 570 1500 1900 2300 2300 2300 2300 2000 1800 2300 2300 2300 2300 2000 1800 2300 2300 2300
8 Umur (tahun) Ibu menyusui ≤18 19-30 31-50 Sumber: Gropper dan Jack, (2013)
Kadar Maksimal Klorida (mg/hari) 2300 2300 2300
9 III ISI
3.1 Peranan Natrium dalam Kontraksi Otot Jantung Natrium memiliki fungsi dalam kontraksi otot jantung. Kontraksi sel otot jantung terjadi oleh adanya potensial aksi yang dihantarkan sepanjang membran sel otot jantung. Jantung akan berkontraksi secara ritmik, akibat adanya impuls listrik yang dibangkitkan oleh jantung itu sendiri yang disebut “autorhytmicity”. Terdapat dua jenis khusus sel otot jantung, yaitu: sel kontraktil dan sel otoritmik (Irawati, 2015). Sel kontraktil melakukan kerja mekanis, yaitu memompa, sedangkan sel otoritmik mencetuskan dan menghantarkan potensial aksi yang bertanggung jawab untuk kontraksi sel-sel pekerja. Berbeda dengan sel saraf dan sel otot rangka yang memiliki potensial membran istirahat. Sel-sel khusus jantung tidak me miliki potensial membran istirahat, tetapi memperlihatkan aktivitas “pacemaker” (picu jantung), berupa depolarisasi lambat yang diikuti oleh potensial aksi apabila potensial membran tersebut mencapai ambang tetap. Dengan demikian, timbulah potensial aksi secara berkala yang akan menyebar keseluruh jantung dan menyebabkan jantung berdenyut secara teratur tanpa adanya rangsangan melalui saraf (Irawati, 2015). Suatu saraf atau membran otot pada keadaan istirahat (tidak adanya proses konduksi impuls listrik), konsentrasi ion Na+ lebih banyak di luar sel dari pada dalam sel sehingga di dalam sel akan lebih negative dibanding luar sel. Apabila potensial diukur dengan galvanometer akan mencapai – 90 mVolt, membrane sel ini disebut dalam keadaan polarisasi, dengan suatu potensial membran istirahat – 90 mVolt (Irawati, 2015).
10 Apabila suatu rangsangan terhadap membrane dengan mempergunakan listrik, mekanik atau zat kimia, maka butir-butir membran akan berubah dan beberapa ion Na+ akan masuk dari luar sel ke dalam sel. Di dalam sel akan menjadi kurang negatif
dari pada di luar sel dan potensial membran akan meningkat. Keadaan
membran ini di katakan menjadi depolarisasi. Suatu rangsangan yang cukup kuat mencapai titik tertentu sehingga dapat menimbulkan depolarisasi membrane, dan proses depolarisasi akan berkelanjutan serta irreversible, ion-ion Na+ akan mengalir ke dalam sel secara cepat dan dalam jumlah yang banyak (Irawati, 2015).
Ilustrasi 1. Proses depolarisasi pada otot jantung
3.2 Peranan Kalium dalam Relaksasi Otot Jantung Berlawanan dengan natrium, kalium berperan dalam relaksasi jantung. Pada sel otot jantung terdapat tiga komponen potensial aksi yaitu fase istirahat, depolarisasi, dan repolarisasi. Fase istirahat adalah periode antara satu potensial aksi dan potensial aksi berikutnya. Fase depolarisasi adalah keadaan sel otot jantung mengalami kontraksi. Setelah depolarisasi akan terjadi repolarisasi dimana potensial membrane jantung akan kembali ke normal oleh karena berbagai interaksi kanal yang
11 melibatkan kanal ion kalium dan kalsium (Handayani, 2017). Proses repolarisasi inilah yang merupakan proses relaksasi jantung.
Ilustrasi 2. Proses repolarisasi pada otot jantung Repolarisasi terdiri atas 3 fase. Fase pertama repolarisasi adalah fase 1 yakni terjadinya repolarisasi singkat yang mengembalikan tegangan permukaan membran menjadi 0. Hal ini terutama diperankan oleh pengeluaran ion K dari intrasel. Fase berikutnya adalah fase 2 yang merupakan fase terpanjang pada potensial aksi. Pada fase ini terjadi keseimbangan pengeluaran K + dengan pemasukan Ca++, yang berjalan melalui kanal ion spesifik tipe L. Fase yang panjang ini disebut sebagai fase plateau. Masuknya Ca++ ke dalam intrasel akan mencetuskan pelepasan Ca++ dari retikulum sarkoplasma, yang sangat penting dalam menginisiasi kontraksi sel otot jantung. Kanal Ca++ ini kemudian akan inaktif dan eflux dari ion K + melebihi influx dari Ca++, sehingga potensial membran semakin negatif maka sel memasuki fase 3 dari repolarisasi cepat. Pada fase 3, adalah fase repolarisasi final yang akan mengembalikan tegangan permukaan membran sel menjadi -90 mV. Fase ini terutama diperankan oleh efflux dari K +. Setelah mencapai repolarisasi komplit, sel otot jantung kemudian akan siap untuk mengalami depolarisasi lagi. Fase-fase pada potensial aksi selengkapnya dapat dilihat pada gambar berikut (Handayani, 2017).
12
Ilustrasi 3. Fase-fase pada potensial aksi
3.3 Peranan Kalium sebagai Aktivator Enzim Kalium
juga
memiliki
peranan
sebagai
aktivator
enzim.
Kalium
mengaktivasi reaksi enzim seperti piruvat kinase. Kalium terikat dalam bentuk ion pada enzim piruvat kinase. Enzim ini menghasilkan asam piruvat dalam proses metabolisme
karbohidrat
yaitu
dalam
proses
glikolisis
yaitu
perubahan
phospoenolpiruvat menjadi asam piruvat. Tanpa adanya mineral kalium maka proses glikolisis tidak akan terjadi karena enzim piruvat kinase tidak dapat aktif sehingga tidak mampu mengubah phospoenolpiruvat menjadi asam piruvat.
13
Ilustrasi 4. Reaksi glikolisis yang membutuhkan ion kalium sebagai ko faktor enzim
3.4 Peranan Klorida dalam Mengatur Keseimbangan Natrium di dalam Sel dan Kalium di Luar Sel Klorida memiliki fungsi utama sebagai elektrolit. Ada dua tipe elektrolit dalam tubuh yaitu elektrolit bermuatan positif (kation) dan elektrolit bermuatan negatif (anion). Contoh kation adalah natrium, kalium, kalsium, dan magnesim.
14 Sedangkan contoh anion adalah klorida. Dalam keadaan normal, kadar kation dan anion ini sama besar sehingga potensial listrik cairan tubuh bersifat netral. Pada cairan ekstrasel kation utama adalah natrium sedangkan pada cairan intrasel kation utama adalah kalium dan anion utama adalah klorida.
Ilustrasi 5. Peranan klorida dalam menyeimbangkan natrium dan kalium Klorida merupakan anion yang dapat secara aktif berpindah melalui channel klorida menuju keluar atau ke dalam sel. Penelitian lain juga menunjukkan bahwa klorida mampu berpindah ke dalam atau ke luar sel secara aktif maupun pasif sehingga klorida dapat mengatur keseimbangan natrium di luar sel dan kalium di dalam sel. Dari ilustrasi 5. terlihat bahwa pada sel di usus halus terdapat kanal/channel klorida dimana klorida dapat masuk dan kelur intrasel atau ekstrasel secara bebas. Hal ini disebabkan klorida mampu berpindah secara aktif maupun pasif.
15 IV KESIMPULAN
Berdasarkan penjelasan tersebut dapat disimpulkan: 1. Peranan natrium dalam kontraksi otot jantung terlihat pada saat fase potensial aksi jantung pada depolarisasi dimana mineral natrium banyak terdapat di dalam sel dibandingkan kalium. 2. Peranan kalium dalam relaksasi otot jantung terlihat pada fase potensial aksi jantung pada repolarisasi dimana mineral kalium banyak terdapat di dalam sel dibandingkan natrium. 3. Peranan kalium sebagai aktivator enzim terlihat pada proses aktivasi reaksi enzim seperti piruvat kinase. Kalium terikat dalam bentuk ion pada enzim piruvat kinase. Enzim ini menghasilkan asam piruvat dalam proses metabolisme karbohidrat yaitu dalam proses glikolisis yaitu perubahan phospoenolpiruvat menjadi asam piruvat. 4. Peranan klorida dalam mengatur keseimbangan natrium di dalam sel dan kalium di luar sel karena sifat klorida yang dapat berpindah ke dalam atau ke luar sel baik secara aktif maupun pasif sehingga dapat mengatur keseimbangan natrium dan kalium.
16 DAFTAR PUSTAKA
Atun, Listiyaningsih, Tri Siswati, Weni Kurdanti. 2014. Asupan Sumber Natrium, Rasio Kalium Natrium, Aktivitas Fisik, dan Tekanan Darah Pasien Hipertensi. MGMI Vol. 6, No. 1, Hal: 63-71. Gropper, S.S. dan Jack L. Smith. 2013. Advanced Nutrition and Human Metabolism. 6th Edition. Wadsworth, Cengage Learning. Handayani, Ahmad. Sistem Konduksi Jantung . Tinjauan Pustaka. Buletin Farmatera Vol. 2 No. 3. Irawati, Lili. 2015. Aktifitas Listrik pada Otot Jantung . Tinjauan Pustaka. Jurnal Kesehatan Andalas, 4 (2). Tulungnen, R. S., Ivonny M. Sapulete, dan Damajanty H. C. Pangemanan. 2016. Hubungan Kadar Kalium dengan Tekanan Darah pada Remaja di Kecamatan Bolangitang Barat Kabupaten Bolaang Mongondow Utara. Jurnal KEDOKTERAN KLINIK (JKK), Vol. 1 No. 2. Yaswir, R. dan Ira Ferawati. Fisiologi dan Gangguan Keseimbangan Natrium, Kalium dan Klorida serta Pemeriksaan Laboratorium. Jurnal Kesehatan Andalas, 1 (2).
