SISTEM ENDOKRIN

Sistem Endokrin

• Kumpulan kelenjar

endokrin

• Hormon

• Target jaringan

– Reseptor

– Highly Specific

Transmitter dalam Tubuh

Hormon

zat kimia yang disekresikan ke dalam daraholeh kelenjar endokrin, pencetus respon sel target.

Neurotransmitter

zat kimia yang disekresikan ke celah sinaps, mempengaruhi ion channels di sel target.

Neurohormon

zat kimia yang disekresikan oleh neuron ke dalam darah.

Hormon

Disekresikan ke dalam

darah oleh kelenjar

endokrin

Didistribusikan

melalui darah

Menimbulkan efek

pada sel target

Neurohormon

Disekresikan ke dalam

darah oleh neuron

Hormone-like effect

Neurotransmitter

Disekresikan ke

celah sinaps oleh

neuron

Jarak kerja pendek

Ca2+

Voltage-gated

Ca2+ channel

Synaptic

vesicle

Postsynaptic

membrane

Acetylcholine

Synaptic cleft

Action potential

Presynaptic

terminal

1

2

3

Fungsi Endokrin

Metabolisme

Pematangan Jaringan

Mengatur keseimbangan ion / elektrolit

Menjaga keseimbangan air/cairan

Mengatur sistem imun dan produksi eritrosit

Mengontrol glukosa darah dan nutrisi lainnya

Mengontrol reproduksi

Kontraksi uterus dan laktasi

Klasifikasi Hormon

1. Komposisi:

a. Peptida – amin, polipeptida, glikoprotein –

turunan asam amino.

b. Steroid – turunan kolesterol

2. Polaritas:

a. Nonpolar (hidrofobik/lipofilik) – larut dalam

lipid – hormon steroid and tiroid.

b. Polar (hidrofilik) – larut dalam air – all

others..

Interaksi Hormonal

Sinergis = Dua hormon bekerja bersama untuk menghasilkan respon.

Aditif:

• Masing-masing hormon menghasilkan respon melalui tahap yang sama.

– NE and Epi.

Komplemen:

• Menghasilkan respons sama melalui tahap yang berbeda.

– FSH and testosterone..

Permisif = Hormon pertama mempengaruhi

responsivitas organ target terhadap hormon

kedua.

– Meningkatkan aktifitas hormon kedua

• e.g. efek estrogen pada uterus menginduksi

terbentuknya reseptor untuk progesteron

Antagonis = Efek dua hormon saling

berlawanan.• e.g. insulin dan glukagon.

Mekanisme Aksi Hormon

Hormon dengan kelas kimia yang sama memiliki mekanisme aksi yang mirip

• Sel target harus memiliki reseptor spesifik (specificity)

• Hormon lipofilik (nonpolar) ditransportasikan secara terikat dengan protein plasma

• Hormon hidrofilik (polar) ditransportasikan dalam keadaan terlarut di dalam plasma

• Hormon umumnya menimbulkan pengaruh dengan mengubah aktivitas protein intrasel

Hormon Lipofilik

Mampu menembus membran plasma dan berikatan

dengan reseptor di dalam inti sel target (cytosolic)

– Cytosolic receptors must translocate to the nucleus.

Setiap reseptor memiliki ligand-binding domain

(LBD) dan DNA-binding domain (DBD).

Kompleks hormon-reseptor berikatan dengan DNA

di tempat perlekatan spesifik di DNA hormone-

response element (HRE) yang akan mempengaruhi

gen spesifik di sel target

Hormon Steroid

Hormon Tiroid

Hormon Hidrofilik

Tidak mampu menembus membran plasma, berikatan dengan reseptor di permukaan membran

Respon muncul melalui second messengers:

Adenylate cyclase (AC) – hormon berikatan dengan reseptor. Subunit G-protein pada reseptor mengaktivasi AC yang akan mengkatalisis konversi ATP → cAMP + PPi. cAMP mengaktivasi protein kinase yang akan mempengaruhi berbagai enzim

Phospholipase C (PLC) – hormon berikatan

dengan reseptor yang terdisosiasi dengan

subunit G-protein. G-protein mengaktivasi

PLC yang akan menyusupkan substratnya ke

inositol triphos-phate (IP3) dan diacylglycerol

(DAG). IP3 akan membuka calcium channels di

ER. Ca++ mengaktivasi calmodulin yang

kemudian akan mengaktifkan protein kinase

dan akan memodifikasi enzim lainnya

Survey of Endocrine Glands

Kelenjar Pituitari

• Hipofisis

• “Master Gland”

• Dihubungkan ke

Hipotalamus oleh

Infundibulum

Pituitari memiliki 2 lobus :

– Anterior (adenohypophysis) – terbentuk dari buccal

epithelium – terdiri dari pars distalis and pars tuberalis

(& pars intermedia)

– Posterior (neurohypophysis) – terbentuk dari jaringan

saraf – terdiri dari pars nervosa

Hormon yang mengatur sekresi hormon kelenjar endokrin

lain disebut hormon tropik

– Nama hormon biasanya diakhiri dengan ~ tropin.

Hormon tropik berlebih dapat menyebabkan hipertropi

kelenjar target

Insufisiensi hormon tropik menyebabkan atropi kelenjar

target

Struktur Pituitari

Hormon Pituitari Posterior

Antidiuretic Hormone

ADH / Vasopressin

Kidney Increased water reabsorption

Lack = Diabetes insipidus

Oxytocin Uterus

Mammary gland

Uterine contraction

Milk “let-down”

Hormon disekresi oleh pars nervosa, tetapi disintesis di

supraoptic nucleus (SON) dan paraventricular nucleus

(PVN) di Hipotalamus

Ditransportasikan ke pituitari posterior melalui axon dari

hypothalamo-hypophyseal tract..

Hormon Pituitari Anterior

Growth Hormone

Somatotropin

Most tissues Growth, promotes movement

of aa into cells

Biomolecule manipulation

Thyroid Stimulating

Hormone (TSH)

Thyroid Stimulates thyroid secretion

Follicle Stimulation

Hormone (FSH)

Ovaries

Testes

Follicle maturation

Sperm production

Leutenizing Hormone

(LH)

Ovaries

Testes

Ovulation, growth of corpus

luteum, Testosterone

synthesis

Adrenocorticotropic

hormone (ACTH)

Adrenal cortex

gland

stimulates adrenal cortex to

secrete glucocorticoids

Prolactin (PRL) Mammary gland Milk production

Beta Endorphins Brain + Analgesia / Morphine-like

Sekresi hormon pituitari anterior dikontrol oleh hipotalamus

melalui hormon pelepas (releasing) dan penghambat

(inhibiting), serta umpan balik oleh hormon organ target

Hormon pengatur hipotalamus disebut hormon hipofisiotropik:

– Corticotropin releasing hormone (CRH)

– Gonadotropin releasing hormonr (GnRH)

– Thyrotropin releasing hormone (TRH)

– Growth hormone releasing hormone (GHRH)

– Growth hormone inhibiting hormone (GHIH)

– Prolactin releasing hormone (PRH)

– Prolactin inhibiting hormone (PIH)

– Somatostatin

Kontrol melalui umpan balik negatif :

Umpan balik negatif lengkung panjang

Hormon kelenjar target menghambat sekresi

releasing hormone di hipotalamus

Hormon kelenjar target menghambat respon

terhadap releasing hormone di pituitari anterior

Umpan balik negatif lengkung pendek

Hormon pituitari anterior menghambat sekresi

releasing hormone di hipotalamus

HIPOTALAMUS

Hormon 1

Pituitari Anterior

Kelenjar Endokrin Target

Jaringan Sasaran

Hormon 2

Hormon 3

+

+

+

Sistem Kontrol Umpan Balik Negatif

-

-

-L

eng

ku

ng p

end

ekL

eng

ku

ng p

anjan

g

Kelenjar Tiroid

Hormon Tiroid

“Thyroid Hormone”

T3 & T4

Follicles cells

Most cells Metabolic rate

Calcitonin

Parafollicular Cells

Osteoclasts Decrease bone breakdown

Store calcium to bone

Acts as an antagonist to

parathyroid hormone

Dua hormon yang berasal dari asam amino tirosin

Triiodotironin / T3

Tetraiodotironin / T4 / Tiroksin

Membutuhkan TSH dan Iodium

Produksi T4

Sel folikel memproduksi glikoprotein

(tiroglobulin)

Sel folikel secara aktif mentransport iodida

(I-) ke dalam sel

Enzim thyroid peroxidase (TPO) katalisis

konversi iodida menjadi bentuk aktif iodin

(I2) yang akan digunakan dalam proses

iodinating thyroglobulin:

I2 + thyroglobulin → MIT + DIT

MIT + DIT → T3

DIT + DIT → T4

Sebagai respon terhadap TSH, tiroglobulin akan masuk kembali ke dalam sel folikel

Di dalam sel folikel, Tiroglobulin dihidrolisa menjadi aa, MIT, DIT, T4, & T3.

T3 & T4 berdifusi ke luar sel folikel masuk ke darah

Di dalam sel target, T4 dikonversi menjadi T3 oleh enzim cytoplasmic deiodinase

Production and storage of thyroid hormones

Kontrol Feedback Negative calcitonin

Clinical Focus – Thyroid

• Hypothyroidism

– Iodine deficiency

– Goiterogenic substances – drugs, cabbage, etc

– Cretinism

– Pituitary insufficiency

– Hashimoto’s Disease – auto-immune

• Hyperthyroidism

– Graves’ Disease – auto-immune

– Tumors

– Infection

– Over-secretion of TSH

– “Thyroid Storms”

• Goiter & Exophthalmos

Defisiensi Iodium menyebabkan gondok

Kelenjar Paratiroid

Hormon Paratiroid

Parathyroid Hormone

(PTH)

Osteoclasts

Kidney

Small intestine

Increase bone breakdown

Release calcium to blood

Calcium reabsorption

Calcium absorption

Meningkatkan kadar kalsium serum melalui:

Stimulasi osteoklas untuk meresorpsi tulang

Reabsorpsi Ca++ oleh ginjal

Blok reabsorpsi PO43- oleh ginjal

Turut serta dalam produksi 1,25-dihydroxy-vitamin

D3..

Actions of PTH and control of its secretion

Resorption of bone by osteoclasts

Vitamin D meningkatkan kadar Ca++

plasma melalui stimulasi:

Reabsorpsi Ca++ dan PO43- oleh usus

Resorpsi tulang oleh osteoklas

Reabsorpsi Ca++ dan blok PO43- oleh ginjal..

Produksi Vit D3

Kontrol Feedback Negative PTH

Homeostasis [Ca++] plasma

Kelenjar Adrenal

Kelenjar adrenal terdiri dari bagian medula

dan bagian korteks

Kelenjar korteks adrenal terdiri dari 3 zona:

Zona Glomerulosa – superficial layer – sekresi

mineralocorticoids (aldosterone)

Zona Fasciculata – middle layer – sekresi

glucocorticoids (cortisol)

Zona Reticularis – deep layer – sekresi gluco-

corticoids and sex steroids.

Kelenjar Medula Adrenal - neuron

pascaganglion yang mengalami modifikasi,

sekresi katekolamin (Epi dan NE)

Meningkatkan laju respirasi

Meningkatkan HR and cardiac output.

Vasokonstriksi pembuluh darah dan

meningkatkan alir balik vena

Stimulasi glikogenolisis

Stimulasi lipolisis..

Hormon Adrenal

Adrenal Medulla

Epinephrine &

Norepinephrine

Heart

Blood vessels

Liver & Fat cells

“Fight or Flight” Hormone

Prep for physical activity

Adrenal Cortex

Mineralocorticoids

(e.g. Aldosterone)

Kidney Electrolyte balance

Glucocorticoids

(e.g. Cortisol)

Most tissues Protein, fat, & glucose mgmt

Inhibit immune response

Sex Steroids

(e.g. Androgens)

Many tissues Secondary sexual

characteristics

The fetal zone of the adrenal cortex

Aldosteron – menjaga keseimbangan Na+/K+ dalam cairan tubuh dan mengatur volume cairan ekstrasel. Stimulasi reabsorpsi Na+ dari tubulus ginjal ke dalam darah

Kortisol dan glukokortikoid lainnya – efek utama adalah menjaga sirkulasi glukosa untuk dapat dimanfaatkan CNS melalui:

– Menghambat penggunaan glukosa oleh jaringan perifer

– Stimulasi masuknya aa ke sel nonneural dan konversi aa menjadi glukosa dan glikogen (gluconeogenesis).

– Meningkatkan lipolisis di jaringan nonneural ..

Efek Metabolik Glukokortikoid

Clinical Focus – Adrenal

• Addison’s Disease – low aldosterone & cortisol

• Cushing’s Syndrome – high cortisol & androgenLung cancer

• Stress

• Anabolic Steroid Abuse

• Cortisone-Class Immune Therapies

Pankreas

Hormon Pankreas

Alpha Cells

Glucagon Liver Glycogen breakdown / glucose release

Beta Cells

Insulin Liver

Fat & Muscle

Most other cells

Glycogen synthesis / glucose storage

Glucose uptake and use

Amino acid uptake and use

Glukagon – meningkatkan [glucose] plasma melalui

stimulasi:

Glikogenolisis di hati

Lipoliysis di sel adiposa

Glukoneogenesis

Ketogenesis..

Insulin – menurunkan [glucose] plasma melalui:

Glikogenesis dan lipogenesis dari glukosa

Uptake aa oleh sel untuk produksi enzim selular

Upregulation GLUT4 carriers dalam membran sel,

akibatnya otot skeletal dan sel adiposa menyerap lebih

banyak glukosa

Insertion of carrier proteins into cell membrane

Regulasi sekresi insulin dan glukagon

Penyakit Pankreas

Hiperglikemia – [glucose] plasma tinggi

IDDM (type I) – sel b tidak mensekresi insulin.

Kemungkinan akibat autoimun, terjadi hiperglikemia dan

glikosuria. Membutuhkan injeksi insulin

NIDDM (type II) – penurunan sekresi insulin oleh sel b

dan/atau terjadi resistensi insulin (e.g. downregulate

receptors). Terjadi hiperglikemia tanpa glikosuria (kecuali

pada kasus yg parah). Membutuhkan obat stimulasi

pankreas dan/atau penurun resistensi insulin

Hipoglikemia - [glucose] plasma rendah

Hormon Reproduksi

Testosteron – Secondary sexual characteristics

Estrogen & Progesteron

Secondary sexual characteristics

Siklus menstruasi

Relaxin – Pelvic flexibility and cervical dilation

Hormon lain

• Pineal Body…Melatonin – Sleep regulation

• ThymusThymosin – Immune development

• Prostaglandins, Leukotrienes, etcImmune function

• Hormones of lipid storage

• Etc