KELENJAR ENDOKRIN DAN HORMON

KELENJAR ENDOKRIN DAN HORMONAmiruddin EsoBagian Fisiologi FK-UHOPENDAHULUANSistem endokrin : sel, jaringan atau kelenjar yang mensekresikan hormonEndokrinologi : studi tentang sistem, diagnosis dan terapi gangguan hormonKelenjar endokrin :Kelenjar yg menghasilkan hormon (dilepaskan langsung ke aliran darah tanpa melewati duktus)Kelenjar eksokrin (??)Hormon :Zat yg dihasilkan oleh sel hidup dlm jumlah sedikit, diangkut ol. darah ke organ sasaran, menstimulasi respon fisiologik

Kelenjar endokrin tidak mempunyai saluran keluar, hasil sekresinya langsung ke sistem sirkulasimensekresi produk, molekul aktif yang disebut hormon, ke dalam sirkulasidalam sirkulasi ; hormon tersebut menuju sel target, yang memiliki reseptor spesifikikatan hormon ke reseptornya di sel target memicu serangkaian proses didalam sel target agar tejadi efek berupa respon seluler Kelenjar Endokrin

Banyak organ dalam tubuh yang mampu mensekresi hormon, maka organ tersebut juga bisa digolongkan sebagai kelenjar endokrin, meskipun tetap memiliki fungsi-fungsi lainMisalnya organ-organ pada saluran cerna, otak, hati, ginjal, jaringan adipose ternyata juga menghasilkan hormon

FUNGSI SISTEM ENDOKRINMengatur metabolism organik serta keseimbangan H2O & elektrolit mempertahankan lingkungan internal yang konstanMenginduksi perubahan adaptif untuk membantu tubuh menghadapi situasi stressMendorong tumbuh kembang yang lancar dan berurutanMengontrol reproduksiMengatur produksi sel darah merahBersama sistem saraf otonom, mengontrol dan mengintegrasikan sirkulasi dan pencernaan serta penyerapan makanan

KLASIFIKASI HORMONGolongan AmineAsal ; derivate asam amino tirosin dan triptophanContoh ; norepinefrin, epinefrin, tiroksin (T4) dan triidotironin (T3)Golongan Protein & PolipeptideAsal ; > 100 rantai asam amino, rantai polipeptideContoh ; Insulin, ADH, Growth Hormon, dllGolongan SteroidAsal ; derivate lipid kolesterolContoh ; aldosteron, kortisol, estradiol, progesterone, dan testosterone

Kategori Hormon (lokasi reseptor)

Transport hormoneUtk mencapai sel target hormon diangkut darah yg sebagian besar terdiri dr airSebagian besar hormon monoamin dan polipeptida bersifat hidrofilikHormon steroid dan tiroid bersifat hidrofobik shg hrs berikatan dgn protein transport (albumin dan globulin)

Kategori Hormon Kelompok Polar (water soluble)hidrofilik ; mudah larut dalam airtidak mampu menembus membran plasmaberikatan pada reseptor pada membran plasma sel targetmenstimulasi sintesis salah satu dari dua jenis second messanger ; Cyclic AMP (cAMP) atau Inositol triphosphate (IP3)Contoh ; Hormon polipeptide, amine dan protein

Kelompok Nonpolar (lipid soluble) lipofilik sehingga mudah larut dalam lemakdapat berdifusi menembus membrane plasma sel targetberikatan dengan reseptor pada sitoplasma atau inti sel Menstimulasi transkripsi gen dan translasi mRNA bentuk protein yang memperngatuhi aktivitas fisiologi selContoh; hormon steroid dan hormon tiroid

Preprohormon dan ProhormonPreprohormon ; protein induk (prekusor) yang dibentuk oleh reticulum endoplasma, protein lebih besar daripada hormon aktifSelanjutnya, protein yang besar ini akan dipecah, biasanya sewaktu masih ada dalam reticulum endoplasma, sehingga terbentuk protein yang lebih kecil yang disebut sebagai prohormon

Sintesis Hormon Polipeptide

Hormone protein dan peptide disintesis pada reticulum endoplasma yang bergranula. Seperti halnya protein lainnya, susunan asam amino dari hormone protein ditentukan oleh mRNA yang spesifik yang disintesa pada inti sel dan urutan nukleotidanya ditentukan oleh gen yang spesifik. Prekusor untuk hormone ini dapat berupa prohormon atau prehormon yang akan mengalami proses post translasi oleh enzim endopeptidase pada golgi kompleks menjadi hormone yang aktif secara biologis16Sintesis Hormon Polipeptide

Hormon peptide disintesis dari protein berukuran besar disebut perprohormon dalam ribosom sel endokrin , yang kemudian akan dipecah menjadi prohormon oleh enzim proteolitik dalam granula reticulum endoplasma. Prohormon kemudian dikemas ke dalam vesikel sekretori pada apparatus golgi. Pada proses ini, prohormon dipecahkan lagi menjadi molekul hormone aktif dan beberapa rantau peptide. Oleh karena itu, jika sel terstimulasi untuk melepaskan isi vesikel sekretorinya melalui eksositosis, makan peptide lain juga akan ikut tersekresi, yang mana juga dapat memberikan efek hormonal. Dengan kata lain, hanya dengan satu jenis hormone peptide, sel dapat mensekresi banyak hormone peptide yang akan memberikan efek berbeda pada sel target.

17Sintesis Hormon Katekolamin (Gol. Hormon Amine)

Sintesis katekolamin berasal dari prekusor asam amino tyrosin. Tyrosin diubah menjadi dpa pada sitoplasma, dan selanjutnya diubah menjadi dopamine. Dopamine akan ditransport ke granula, kemudian diubah menjadi norepinefrin (NE). enzim phenylethalamine-N-methyltransferase (PNMT) akan mensintesa NE menjadi epinefrin.

18Sintesis Hormon Steroid

Sintesis hormone steroid berasal dari kolesterol yang diperoleh dari sirkulasi. Kolesterol akan diubah menjadi pregnenolone di dalam mitokondria untuk selanjutnya diubah menjadi berbagai jenis steroid yang memiliki aktifitas biologis yang spesifik. Modifikasi kolesterol melalui proses hidroksilasi membutuhkan dihidronicotin-amide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) dan enzim cytochrom P-450. Pada semua jaringan dimana terjadi proses steroidogenesis perubahan kolesterol menjadi pregnenolone dipengaruhi oleh hormone tropic (ACTH, FSH atau LH).

19Aksi HormonHormon steroidMelewati membran sel (hidrofobik)Mengikat reseptor spesifik (komplek hormon reseptor)Masuk ke dalam nukleus untuk mengaktivasi gen tertentu (controlling its transcription)mRNA disintesis di dalam nukleus dan memasuki sitoplasma dan mensintesis protein misal untuk:Pembentukan enzim sebagai katalisPertumbuhan dan perbaikan jaringanEfek metabolismeDirect Gene Activation

Steroid HormoneReceptor/hormone ComplexThe mechanism of action of a direct gene activation hormone is illustrated in the next few slides. * A steroid hormone produced elsewhere in the body * diffuses through the plasma membrane of the target cell, passing through the cytoplasm * to enter the nucleus. * The hormone binds with a receptor in the nucleus to form a receptor/hromone complex. * *

Direct Gene Activation

Receptor/hormone ComplexmRNAProteinAldosterone Cortisol Testosterone Estrogen Progesterone ThyroxineThe receptor/hormone complex * then binds with a specific receptor * stimulating the affected gene to transcribe mRNA.* The newly transcribed mRNA moves to ribosomes in the cytoplasm where it directs the translation (synthesis) of specific proteins. * Steroid hormones such as * Aldosterone, * Cortisol, * Testosterone, * Estrogen, * Progesterone and * Thyroxine are examples of direct gene activation hormones. *Aksi HormonHormon nonsteroidBerikatan dengan reseptor spesifik yang terdapat di membran sel

Hal ini memicu reaksi enzim, yang akan membentuk second messenger (cAMP= ciclic adenosine monophosphat)cAMP aktivasi protein kinase yang memacu sel target

Mengaktivasi enzimStimulasi sekresi selulerMembuka saluran ion dllSecond Messenger Systems

As illustrated here, a peptide homone * binds to a cell membrane receptor. * This causes the production of cyclic AMP within the cell * which acts as a second messenger within the cell * by activating protein kinase enzymes * which trigger the cellular response to the hormone. * Common second messenger hormones which function in this way include;* Follicle Stimulating Hormone (FSH), Leutenizing Hormone (LH), Glucagon, Parathormone (PTH), Thyroid Stimulating Hormone (TSH), and Calcitonin. *INTERAKSI HORMON Suatu hormone dapat mempengaruhi aktivitas hormon lain di sel target melalui :

Permissiveness. Suatu hormon harus ada dalam jumlah memadai agar hormone lain dapat berefek secara penuhSinergisme. Terjadi jika kerja beberapa hormon bersifat saling melengkapi dan efek kombinasi mereka lebih besar daripada penjumlahan efek masing-masingAntagonisme. Terjadi jika suatu hormon menyebabkan berkurangnya reseptor untuk hormone lain, mengurangi efektivitas hormon keduaContoh; Permissiveness

Sebagai contoh diatas, epinefrin menyebabkan pelepasan sejumlah besar asam lemak dari jaringan adipose, namun jika hanya terdapat stimulasi yang cukup dari hormone tiroid. Alasan utama sebab hormone tiroid menfasilitasi sintesis reseptor epinefrin pada jaringan adipose sehingga jaringan adipose menjadi lebih sensitive terhadap epinferin.

26KADAR HORMONKonsentrasi kadar hormone dalam darah umumnya menggambarkan laju sekresi oleh kelenjar endokrinEfek hormone sangat bervariasi bergantung kosentrasinyaResponse normal pada jaringan akan terjadi jika hormon berada dalam level batasan normal. Jika kadar konsentrasi hormon menjadi abnormal meningkat maka efek respon jaringan akan berbeda pula

Umpan Balik NegatifKecepatan sekresi tiap hormon diatur oleh pengaturan mekanisme umpan balik negatif Umpan balik negatif mempertahankan konsentrasi plasma suatu hormon pada kadar tertentuBila peningkatan aktivitas organ target mencapai tingkat yang sesuai, maka umpan balik terhadap kelenjar tersebut akan cukup kuat untuk memperlambat sekresi hormone selanjutnyaContoh; kontrol umpan balik negatif

Sebagai contoh, ketika konsentrasi plasma hormone tiroid bebas dalam darah turun di bawah patokan tertentu, hipofisis anterior mengeluarkan thyroid-stimulating hormone (THS) yang merangsang tiroid untuk meningkatkan sekresi hormone tiroidnya. Hormon tiroid sebaliknya menghambat sekresi lebih lanjut TSH pada hipofisis anterior. Umpan balik negatif menjamin bahwa jika sekresi kelenjar tiroid telah dinyalakan oleh TSH, maka sekresi tersebut tidak akan berlanjut tetapi akan dipadamkan jika kadar hormone bebas dalam darah telah mencapai tingkat yang telah ditentukan. Karena itu, efek suatu hormone dapat menghambat sekresinya sendiri.

30RESEPTOR HORMONHormon menstimulasi pd sel-sel yg mempunyai reseptorReseptor berupa molekul protein atau glikoprotein Lokasi reseptor dapat di membran plasma, sitoplasma atau nukleus

Lokasi Reseptor HormonDi dalam membrane. Membrane reseptor sangat khusus untuk hormone golongan protein, peptide dan katekolamin (epinefrin dan norepinefrin)Di dalam sitoplasma. Reseptor untuk berbagai hormone steroid dapat dijumpai hanpir semuanya di dalam sitoplasmaDi dalam inti. Reseptor untuk hormone metabolic tiroid (tiroksin dan triiodotironin) dijumpai di dalam inti, diduga terletak dalam hubungan langsung dengan satu atau lebih kromosomDesensitasi, Up regulation, Down regulationResponsivitas sel target dapat diubah-ubah dengan mengatur jumlah reseptor spesifik hormon jumlah reseptor = sensitifitas sel target jumlah reseptor = sensitifitas sel targetJumlah reseptor untuk suatu hormon tergantung dari konsentrasi hormon itu sendiri

Up vs Down Up regulation ; peningkatan jumlah reseptor hormon, biasanya terjadi akibat paparan hormon dalam kadar yang rendah dalam waktu yang lama. Down regulation ; penurunan jumlah reseptor, biasanya akibat paparan hormon dalam kadar tinggi dalam waktu yang lama. jumlah reseptor untuk suatu hormon akibat konsentrasi hormon tersebut ; down regulation homolog, jumlah reseptor suatu hormon akibat peningkatan konsentrasi hormon lain ; down regulation heterologUp regulation dan down regulation dapat terjadi akibat adanya degradasi dan sintesis reseptor secara kontinu

Figure 26.1. Potential pathways for the internalization and processing of insulin. After insulin binds to its plasma membrane receptor (16,17), it is internalized in endocytic vesicles (18). These vesicles then undergo acidification, which causes the insulin to dissociate from its receptor. The receptor can then recycle to the plasma membrane. In contrast, the pathway for insulin is less clear. It can, in part, be degraded in the endosomes (11,12,13,29,67), or it may be transferred out of these vesicles by a membrane protein transporter. The insulin can then be degraded in the cytoplasm of the cell or transported to other cellular compartments35Obesitas ; down regulation reseptor insulinObesitas ; hiperinsulinemia, glukosa intolerans dan resistensi terhadap insulin. Resistensi insulin disebabkan oleh berkurangnya reseptor insulin pada sel target akibat meningkatnya konsentrasi insulin Endositosis dan degradasi reseptor mempunyai perananan dalam berkurangnya sensitifitas terhadap insulinBila penderita obesitas melakukan diet rendah kalori yang ketat untuk beberapa lama, konsentrasi reseptor insulin pada sel target akan meningkat dan resistensi insulin akan berkurang.

DESENSITASISuatu keadaan dimana sifat responsif resepor berkurang akibat stimulasi oleh hormon dalam jangka waktu lamaDesensitasi heterolog terjadi bila sel target diinkubasi dengan suatu agonis sehingga sifat responsif sel terhadap agonis lain akan berkurang. TERIMA KASIH