ENDOKRIN

BAB IV: ENDOKRIN

            Endokrinologi merupakan bagian dari Fisiologi yaitu mempelajari hormon/ senyawa kimia yang berfungsi sebagi pembawa pesan (chemical messager) yang disekresikan oleh kelenjar endokrin (kelenjar tanpa saluran/ductless gland) dan jaringan tertentu yang berfungsi mengatur aktivitas sel/jaringan lain di dalam tubuh.

Stuktur Hormon dan Sintesisnya

1. Hormon amine, termasuk hormon ini adalah hormon tiroid (tiroksin dan triiodotironin) dan katekolamin (epineprin/adrenalin dan norapineprin/ noradrenalin) yang disekresikan oleh kelenjar medulla adrenal.
2. Hormon steroid, diproduksi dari kholesterol oleh kortek adrenal, kelenjar gonad (ovari dan testis) dan plesenta pada waktu hamil. Hormon yang diproduksi oleh kortek adrenal adalah aldosteron, kortisol dan androgen. Sedangkan hormon yang dihasilkan oleh ovari adalah estradiol dan progesteron, dan yang dihasilkan oleh testis adalah testoteron.
3. Hormon peptida/protein, merupakan mayoritas hormon yang ada di dalam tubuh, selain hormon-hormon tersebut di atas.

Hormon peptida dan amine terlarut dalam air, sedangkan hormon steroid sebaliknya tidak terlarut dalam air, beredar keseluruh tubuh terikat oleh protein. Hormon yang telah digunakan atau tidak digunakan dihancurkan oleh hati dan ginjal kemudian diekskresikan (dikeluarkan) dari dalam tubuh. Pada prinsipnya setelah disekresikan beberapa jenis hormon akan dimetabolisme menjadi molekul yang lebih aktip pada sel/jaringan/organ target.

Tabel 4.1. Beberapa kelenjar endokrin dan hormon yang dihasilkan serta fungsinya

Endokrin dan hormon yang dihasilkan	Fungsi
1. Hipotalamus
- Releasing hormon (RH)	Sekresi hormon oleh anterior pituitaria.
- Oxytocin	Milk let down (keluarnya air susu) dan kontraksi uterus.
-Vasopresin (ADH=antidiuretic hormone)	Exkresi air oleh ginjal dan tekanan darah.
2. Anterior pituuitaria
- Hormon pertumbuhan/GH (growth hormone/ Somatotropin)	Pertumbuhan: sekresi IGF-I (insuline growth factor-I) dan metabolisme
- Thyroid-stumalating hormone (TSH/thyrotropine)	Sekresi hormon dari kelenjar tiroid

Endokrin dan hormon yang dihasilkan	Fungsi
2. Anterior pituuitaria (lanjutan…..)
- Adrenocorticotropic hormone (ACTH)	Sekresi hormon dari kortek adrenal
- Prolaktin	Pertumbuhan kelenjar susu dan sintesis susu
- Hormon gonadotropin: FSH (follicle stimulating hormon dan LH (luteinizing hormone)	produksi gamet dan sekresi hormon reproduksi
3. Posterior pituitaria
- Hanya sebagai penampung hormon dari    hypothalamus (oxytocin dan vasopresin)
4. Kortek adrenal
- Kortisol	Metabolisme, reaksi terhadap stress dan sistim kekebalan tubuh
- Androgen	Rangsangan sex pada betina
- Aldosteron	Ekskresi Na+, K+ dan asam oleh ginjal
5. Medula Adrenal
- Epineprin (adrenalin) dan Norapineprin  (Noradrenalin)	Metabolisme, fungsi jantung dan reaksi terhadap stress
6. Tiroid
- Tiroksin (T4) dan triiodotironin (T3)	Metabolisme, pertumbuhan dan fungsi otak
- Kalsitonin	Mengatur plasma kalsium
7. Paratiroid
- Hormon paratiroid (parathormon=PTH=PH)	Mengatur plama kalsium dan pospat
8. Ovari (gonad betina)
- Estrogen	Sistim reproduksi, kelenjar susu dan pertumbuhan
- Progesteron
- Inhibin	Menghambat (inhibit) sekresi FSH
- Relaxin	Relaksasi ligamen servix dan pubik
9. Testes (gonad jantan)
- Testoteron	Sistim reproduksi dan pertumbuhan
- Inhibin	Menghambat sekresi FSH
- Mullerein-inhibiting hormone	Regresi saluran Mullerein
10. Pankreas
- Insulin, glukagon, somatostatin dan pancreatic polipeptida	Metabolisme dan kadar gula plasma
11. Ginjal
- Renin – angiotensin II	Sekresi aldosteron dan tekanan darah
- Erythropoietin	Produksi eritrosit
- 1,25-dihudroxyvitamin D3	Absorpsi kalsium oleh usus halus
12. Saluran pencernaan
- Gastrin	Sekresi asam lambung, pertubuhan saluran penc
- Sekretin	Sekresi bikarbonat dari pankreas dan biliary
- Cholecystokinin (CCK)	Kontraksi gallbladder (kandung kemih), sekresi enzim pankreas
- Gluco-dependentinsulinotropic peptide  (GIP) dsb.	Inhibit sekresi asam lambung, sekresi insulin
13. Hati
-insulin-like growth factor (IGF-I dan II)	Pertumbuhan
14. Thymus
-Thymosin (thymopoietin)	Fungsi T-lymphocyte

Endokrin dan hormon yang dihasilkan	Fungsi
15. Pineal
- Melatonin	Dewasa kelamin (sexual maturation)
16. Plasenta
- Chorionic gonadotropin (CG)	Sekresi oleh korpus luteum
- Estrogen	Lihat ovari
- Progesteron
- Laktogen plasenta	Perkembangan kelenjar susu dan metabolisme

Mekanisme Kerja Hormon

1.      Hormon steroid

Hormon steroid akan berikatan dengan reseptornya yang ada di dalam sitoplasma membentuk komplek reseptor steroid. Komplek reseptor steroid ini bergerak menuju inti sel (nukleus) dimana akan berikatan dengan spesifik protein kromoson (khromatin) untuk memulai sintesis protein. Gabungan antara komplek reseptor steroid dengan khromatin menghasilkan perubahan pada rantai DNA dan menghasilkan m-RNA (m=messenger). Selanjutnya, m-RNA menyampaikan kode untuk sintesis spesifik protein sesuai dengan tipe selnya. Setiap hormon steroid mempunyai reseptornya sendiri (lihat Gambar 4.2).

	HYPOTHALAMUS

 

Keterangan: GnRH=gonadotropin releasing hormone, GHRH=growth hormone releasing hormone, SS=somatostasine, TRH=tiroid releasing hormone,  PIH=prolactine inhibiting hormone, PRH=prolactine releasing hormone, CRH=corticothropic releasing hormone.

Gambar 4.2.  Mekanisme kerja hormon steroid.

2.  Hormon Peptida

Hormon peptida akan menempel pada reseptornya yang ada pada dinding sel target. Gabungan antara hormon dan reseptor ini akan mengaktipkan enzim adenylate cyclase pada membran untuk merubah ATP menjadi c-AMP. Selanjutnya c-AMP bergabung dengan enzim protein kinase yang tidak aktip sehingga menjadi enzim protein kinase yang aktip sebagai enzim phosporilase (activation of specific enzime; lihat Gambar 4.3).

              

Gambar 4.3. Mekanisme kerja hormon peptida pada sel target.

Contoh bagiamana hormon peptida bekerja dapat dilihat pada Gambar 4.4 berikut. Hormon epineprin dapat menempel pada beta reseptor menghasilkan beta-adrenergic effect atau alpha reseptor menghasilkan alpha-adrenergic effect.

 

Gambar 4.4. Contoh mekanisme kerja hormon peptida (epineprin).

Mekanisme Umpan Balik (Feedback Mechanism)

            Pada semua gambar khusus bab endokrin ini akan ditemukn garis putus-putus (---) atau tanda negatip (-) ini artinya merupakan umpan balik negatip (negative feedback). Pada umpan balik negatip, sekresi hormon/molekul/ion pada suatu kelenjar endokrin akan menyebabkan berkurang/berhentinya sekresi hormon/molekul/ion pada kelenjar endokrin yang lain yang dipengaruhinya. Sebaliknya feedback positif yang digambarkan dengan garis penuh ( ___ ) atau tanda positip (+) artinya produksi/sekresi hormon/molekul/ion pada satu kelenjar akan menyebabkan produksi/sekresi hormon/molekul/ion pada kelenjar endokrin yang lain yang dipengaruhinya.

Hipokalsimia (rendahnya kadar Ca²⁺ pada darah) pada Gambar 4.5 merupakan rangsangan pada kelenjar paratiroid (feedback negatip) untuk mensekresikan hormon paratiroid (PTH) Selanjutnya PTH akan merangsang enzim kortikol 1α-OHase pada ginjal, sehingga 25-OH-D₃  berubah menjadi 1,25-(OH)₂D₃. Atau secara langsung, rendahnya PO₄^-3 dengan mekanisme feedback negatip mempengaruhi ginjal merangsang enzim kortikol 1α-OHase pada ginjal, sehingga 25-OH-D₃  berubah menjadi 1,25-(OH)₂D₃ atau vitamin D. Vitamin D yang terbentuk ini merangsang reabsorpsi  Ca²⁺ dari saluran pencernaan (usus), tulang dan dari ginjal itu sendiri. Setelah kadar Ca²⁺ dalam darah meningkat/tinggi dengan mekanisme negatip feedback akan menekan (inhibit) paratiroid untuk mengurangi/ menghentikan sekresi PTH.

Gambar 4.5. Mekanisme (kontrol) feedback pada sintesis vitamin D.

            Perlu diketahui bahwa sinar matahari tidak mengandung vitamin D. Sinar matahari dengan sinar ultra violetnya akan merubah 7-Dehydrocholesterol menjadi Vitamin D₃ pada pada sel kulit. Melalui darah, vitamin D₃ dibawa ke hati dan di sini dirubah menjadi  25-OH-D₃ yang selanjutnya akan menuju ginjal.

Beberapa Kelenjar Endokrin dan Penyakit/Kelainan Terkait

1. Kelenjar Gondok (Tiroid)

            Kelenjar gondok menjadi sangat populer karena adanya penyakit yang orang kebanyakan menyebutnya dengan penyakit gondok dan orang biasanya mengkaitkan penyakit ini karena kekurangan jodium (I). Bagaimana peranan jodium sehingga dapat menyebabkan penyakit gondok dan bagaimana hubungan antara jodium dengan hormon tiroid dapat dilihat pada Gambar 4.6 berikut.

            Pada gambar terlihat bahwa kelenjar gondok tersusun oleh follikel-folikel yang pada gambar terlihat bahwa sebuah follikel membentuk bulatan atau seperti bola yang kulitnya tersusun oleh sel-sel kelenjar gondok. Pada bagian tengah follikel disebut lumen follikel yang berisi cairan dalam bentuk kolloid.

            Ion jodium (I^-) dalam darah masuk kedalam lumen kemudian diubah menjadi jodium (I₂) melalui reaksi peroksidasi. Selanjutnya jodium yang ada pada lumen tersebut berikatan dengan thyroglobulin yang terbentuk di dalam sel-sel kelenjar tiroid dan masuk kedalam lumen ikut menyusun pembentuk cairan koloid yang ada di dalam lumen tsb. Gabungan antara thyroglobulin dengan jodium membentuk dua senyawa penting yaitu 3-monoidotyrosine (MIT) dan 3,5 diiodothyrosine (DIT). Dari dua senyawa inilah akan terbentuk dua hormon tiroid yaitu T₄/thyroxine yang merupakan gabungan dua molekul/senyawa DIT (DIT + DIT) dan T₃/triiodotithyronine yang merukan gabungan satu molekul DIT dan satu molekul MIT (DIT + MIT).

Akhirnya dengan semakin bertambahnya thyroblobulin yang mengisi lumen sebagai cairan koloid maka lumen tersebut akan membesar atau yang disebut dengan penyakit gondok (goiter/pembesaran kelenjar tiroid).

Persoalan muncul saat terjadinya kekurangan jodium, disisi lain kebutuhan hormon tiroid (T₄ dan T₃) selalu diperlukan untuk proses metabolisme di dalam tubuh. Dengan kata lain kebutuhan hormon tiroid tidak akan terpenuhi tanpa adanya jodium karena jodium adalah salah satu unsur pembentuk hormon tiroid disamping thyroglobulin. Tanpa adanya jodium thyroglobulin akan terbentuk terus karena rangsangan oleh TSH juga berlangsung terus, tetapi tidak pernah dapat membentuk baik DIT maupun MIT sehingga tidak bisa menghasilkan T₄ dan T₃.

Gambar 4.6. Pembentukan hormon tiroid di dalam lumen follikel kelenjar tiroid.

2. Kelenjar Pankreas.

            Pankreas sebagai kelenjar endokrin menghasil diantaranya adalah hormon insulin yang diproduksi oleh sel β, dan glucagon diproduksi oleh sel α. Kedua hormon ini mempunyai fungsi berlawan satu sama lain. Insulin membantu masuknya gula dari darah ke dalam sel sehingga bisa digunakan untuk proses metabolisme.

            Kekurangan (defisiensi) insulin menyebabkan penyakit diabetes mellitus/kencing manis/penyakit gula. Ada dua jenis penyakit gula, pertama diabetes tipe I (insulin-dependent diabetes) yaitu kekurangan hormon insulin disebabkan oleh kerusakan/tidak berfungsinya pancreatic islet (sel β) sehingga hormon tersebut tidak ada/tidak cukup diproduksi. Untuk menolong insulin harus disuntikan/ditambah dari luar.  Kedua adalah diabetes tipe II (insulin-independent diabetes), hormon insulin diproduksi secara normal,

tetapi tidak bisa menjalankan fungsinya yaitu membantu masuknya gula dari darah ke dalam sel sehingga bisa digunakan untuk proses metabolisme.

 

              

Gambar 4.7.  Pankreas dan bagian-bagiannya

            Pada skema Gambar 4.8 urutan kejadian akibat kekurangan insulin terlihat bahwa peningkatan kadar gula darah disebabkan baik oleh gagalnya glukosa masuk ke dalam sel maupun oleh hati secara kontinyu mensuplai gula ke dalam darah melalui proses glikolisis (gula dari glikogen) dan glukoneogenesis (gula dari lemak atau protein). Disisi lain lipolisis (pemecahan lemak untuk sumber energi) menghasilkan keton, yang selanjutnya bersama dengan kelebihan gula dalam plasma darah akan diekskresikan bersama urin oleh ginjal. Keluarnya gula dan keton akan membawa juga air, sehingga air dan juga garam gagal direabsoprsi oleh tubular ginjal. Akhirnya dengan banyaknya ekskresi cairan karena gagalnya proses reabsoprsi oleh tubular ginjal, maka cairan plasma berkurang sehingga tekanan darahpun turun dan suplai darah ke otak berkurang yang dapat mengakibatkan fungsi otak juga berkurang.

Bagaimana diabetes tipe II bisa terjadi. Pada umumnya terjadi pada orang/hewan yang makan terlalu banyak, sehingga glukosa darahnya juga sangat tinggi. Disis lain ada keterbatasan reseptor untuk insulin pada sel atau dengan kata lain hanya dalam jumlah tertentu glukosa yang dapat masuk ke dalam sel. Sekali lagi glukosa dapat masuk ke dalam sel hanya dengan bantuan insulin yaitu insulin akan menempel pada reseptor pada dinding sel. Gabungan insulin dan reseptor (insulin reseptor komplek) inilah yang akan menfasilitasi masuknya gula ke dalam sel. Kelebihan gula (hyperglycemia) di dalam plasma darah dan keterbatasan reseptor insulin juga dapat berakibat lebih lanjut terjadinya insulin resisten (penolakan insulin), sehingga kondisinya menjadi semakin parah.

Sepertinya tidak ada jalan lain bahwa pengurangan/kontrol konsumsi makanan adalah cara yang paling utama untuk mengatasi diabetes tipe II. Hal ini akan mengurangi khususnya glukosa ke level normal sehingga gula yang masuk akan dimanfaatkan seluruhnya oleh sel tanpa ada yang harus dibuang melalui urin oleh ginjal. Latihan secara fisik/olah raga juga akan membantu semakin cepatnya gula bisa dimanfaatkan oleh sel tanpa harus ditimbun dalam bentu glikogen atau lemak.

Gambar 4.8. Skema urutan kejadian akibat tidak ada/tidak berfungsinya insulin (defisiensi insulin atau disebut ketoacidosis).