ENDOKRINOLOGI

Sejarah Perkembangan EndokrinologiEndokrinologi adalah cabang ilmu yang relatif muda usia dan baru. Penelitian

bidang ini diawali dari ketidaksengajaan namun didasari pada rasa ingin tahu yang begitu

kuat. Berikut ini ditampilkan beberapa ahli yang memberikan kontribusi besar bagi

perkembangan endokrinologi :

1. Berthold (1849)

Berthold melakukan eksperimen menggunakan sampel ayam jantan. Perlakuan

yang dibuat ada 3 model yaitu :

a. Membuang kedua testis ayam, kemudian ayam dibiarkan hidup dan tumbuh.

b. Membuang salah satu testis ayam, kemudian ayam dibiarkan hidup dan

tumbuh.

c. Menukar salah satu testis ayam dengan ayam jantan lain secara transplantasi,

kemudian ayam dibiarkan hidup dan tumbuh.

Percobaan tadi membuahkan hasil sebagai berikut :

a. Pada perlakuan pertama, ayam jantan yang hidup tanpa testis mengalami

kegagalan pertumbuhan suri dan jengger. Kalaupun suri dan jengger tumbuh

sebelum perlakuan, maka efek ketiadaan testis adalah mereduksinya jengger

dan suri (atau mengalami atrofi / penyusutan ukuran). Selain itu, ayam

menjadi tidak tertarik lagi pada ayam betina, berkokoknya lemah, dan tidak

ada kemauan bertarung dengan sesama jantan.

b. Pada perlakuan kedua dan ketiga, hasilnya relatif sama, yakni: suri dan

jengger tumbuh normal, mudah tertarik dengan ayam betina, berkokok

normal, dan cukup agresif dalam bertarung. Hal khusus yang menarik adalah

terjadinya pembesaran testis pada perlakuan kedua.

Dari hasil percobaannya, Berthold berkesimpulan bahwa ayam jantan dapat

memiliki karakteristik normal meskipun hanya memiliki satu buah testis. Penggantian

1

PENDAHULUAN I

ENDOKRINOLOGI

testis melalui transplantasi di awal masa pertumbuhan ternyata tidak banyak berpengaruh

terhadap ciri pertumbuhan sekunder selanjutnya. Akan tetapi, penggantian atau

pembuangan testis pada saat pertumbuhan menyebabkan testis yang ada mengalami

pembesaran ukuran (hipertrophi), karena pemanfaatan yang berlebihan. Transplan testis

dapat berfungsi seperti halnya testis asli secara normal, tanpa dipengaruhi oleh

mekanisme persarafan disekitarnya. Dari eksperimen ini pula, Berthold yakin bahwa

testis itu memproduksi suatu sekret yang berfungsi untuk perkembangan organ

reproduksi sekunder ayam jantan.

Penelitian lanjutan yang dilakukan tahun 1935 menunjukkan bahwa testis ternyata

memiliki peran yang sangat penting dalam menjaga proses fisiologis tubuh bahkan dapat

menentukan perilaku individu jantan. Hal ini disebabkan karena testis memiliki

keistimewaan, yakni:

1. Dapat mengaktivasi atau mentransformasi beberapa komponen di dalam darah

menjadi substansi yang aktif (hormon).

2. Dapat menghilangkan substansi inhibitor di dalam darah.

3. Dapat menghasilkan hormon (testosteron) yang dapat diedarkan melalui

sistem peredaran darah.

2. Von Mering dan Minkowski (1889) .

Kedua peneliti ini mencoba membuang pankreas dari tubuh anjing dan babi.

Ternyata efek pankreatektomi dapat mengakibatkan munculnya penyakit DM (Diabetes

Mellitus), yaitu penyakit yang diakibatkan peningkatan kadar gula darah sebagai akibat

gagalnya tubuh memetabolisme karbohidrat karena ketiadaan cairan pankreas (insulin).

3. Bayliss dan Starling (1902, ahli fisiologi dari Canada).

Penelitian yang dilakukan adalah aktivitas hormon yang berasal dari sistem

pencernaan. Berdasar hasil penelitian, diketahui bahwa :

1. Area mukosa pada intestinum ternyata memproduksi suatu cairan asam yang

berfungsi untuk merangsang pengaliran cairan pankreas.

2

ENDOKRINOLOGI

2. Pada area jejenum yang sarafnya dinonaktifkan (tetapi sistem vaskularisasinya

tetap dibiarkan lancar), kehadiran substansi asam dari intestinum tadi tetap

dapat merangsang kerja pankreas.

Hasil percobaan itu semakin memperkuat dugaan bahwa sekret dari organ-organ tertentu

dapat bekerja sendiri tanpa dipengaruhi oleh sistem saraf. Dengan kata lain, sekret dapat

bersifat humoral.

Tahun 1905, Starling mengumumkan bahwa cairan dari mukosa usus tadi disebut

dengan hormon secretin. Istilah hormon diperkenalkan oleh Starling untuk pertama kali.

Asal kata hormon adalah hormaein (bahasa Greek) yang berarti sesuatu yang dapat

meningkatkan aktivitas.

4. Schaefer (1912).

Melanjutkan penelitian Von Mering, kemudian memberikan nama pada sekret

pankreas sebagai insulin.

5. Stockard dan Papanicolaou (1917)

Kedua peneliti ini memelopori penelitian dan pengkajian fisiologi reproduksi

siklus estrus pada marmut. Perubahan estrus ternyata disebabkan oleh suatu zat yang

kemudian dinamakan estrogen. Usaha peneliti ini kelak ditabalkan untuk istilah Pap’s

smear, yakni istilah untuk pengamatan dinding epitel pada alat reproduksi wanita.

6. Banting dan Best (1922).

Peneliti ini menemukan bahwa insulin bukan merupakan produk dari keseluruhan

organ pankreas, melainkan hanya dari bagian tertentu saja yang disebut Pulau-pulau

Langerhans (Islet of Langerhans). Hormon inilah yang berperan utama dalam

memetabolisme karbohidrat.

7. Loewi (1921).

Loewi berpendapat bahwa suatu substansi kimia yang dilepaskan oleh sel-sel

neuron (diistilahkan dengan chemical messenger) berperan penting dalam mekanisme

3

ENDOKRINOLOGI

kerja hormon. Chemical messenger selama ini diketahui memegang peranan penting

dalam fungsi CNS (Central Nervous System; sistem saraf pusat) dan ANS (Autonomic

Nervous System; sistem saraf otonom). Misalnya pada aktivitas kerja dinding usus

(peristaltik) dan jantung.

Eksperimen Loewi dilakukan dengan menggunakan jantung katak. Jantung

direndam dalam cairan yang mengandung substansi dari nervus vagus. Hasilnya adalah

terjadi peningkatan ritme degupan (khronotropik) dan amplitudo (inotropik). Substansi

dari Nervus Vagus tersebut kemudian dikenal dengan sebutan asetilkolin (Ach) dan

pemacu jantungnya disebut norepinephrin.

8. Ascheim dan Zondek (1927)

Mengawali penelitian tentang kehamilan, yang kemudian menemukan adanya

hormon korionikgonadotropin (cGh) dari plasenta. Penelitian ini dilanjutkan oleh Doisy

dan Butenandt (1929) yang berhasil mengekstraksi dan mengkristalkan zat estrogenik

(estron) dari urin wanita hamil, serta mengkristalkan juga androsteron dari urin pria.

David (1930) mengekstraksi testis dan menemukan testosteron. MacCorquodale (1936)

mampu mengisolasi estrogen dari 4 ton ovari babi untuk memperoleh 12 mg estradiol.

9. Swingle dan Piffner (1930)

Melakukan adrenalektomi dan sekaligus mengekstraksi kortek adrenal. Ternyata

didalamnya terkandung 30 macam steroid. Penemuan ini diperkuat oleh penelitian

Reichstein yang mengekstraksi 100 kg adrenal dari 20.000 sapi untuk mendapatkan 26

mg materi yang terbagi menjadi 29 senyawa steroid. Dari sekian jenis yang ditemukan,

hormon kortikosteroid merupakan yang utama untuk metabolisme karbohidrat (disebut

glukokortikoid) dan mineral (disebut mineralokortikoid).

10. Sanger (1953).

Sanger menyatakan bahwa protein hormon insulin ternyata tersusun dari

serangkaian asam-asam amino. Hasil penelitiannya tersebut kemudian dijadikan dasar

untuk meneliti berbagai struktur hormon yang lain.

4

ENDOKRINOLOGI

11. du Vigneud (1953).

Ahli ini mengikuti jejak Sanger dalam meneliti struktur hormon. Namun

langkahnya lebih jauh lagi yakni membuat menentukan struktur hormon oxytocin dan

vasopressin (neurohormon polipeptida), kemudian berhasil membuat hormon sintetiknya.

Langkah ini mengawali intensitas penelitian pada berbagai jenis hormon neuroendokrin

dari neurohipofisis

12. Sutherland (1962).

Sutherland menemukan bahwa hormon dapat menstimulasi membran sel yang

rusak guna mengaktifkan enzym phosphorylase pada hati. Hormon tadi akan bereaksi

dengan substansi dari hati sebelum mengaktifkan enzym. Substansi dari hati tersebut

dikenal sebagai cAMP (cyclic Adenosine 3’,5’-monophosphate). Penelitian Sutherland

juga terkait dengan AC (Adenylate Cyclase), yaitu enzym yang bertanggung jawab

terhadap pembentukan cAMP. Penemuan ini sangat besar artinya, karena ternyata dalam

proses kerja hormonal dan proses fisiologis lainnya selalu melibatkan cAMP sebagai

second messenger.

13. Harris (1955).

Harris mengemukakan sejumlah data hasil temuan yang menyatakan bahwa

kelenjar pituitari (master gland) dapat dikontrol oleh otak, khususnya bagian

hipothalamus otak. Temuan ini dikenal sebagai neurosekret atau neurokrin.

14. Copp dan Cameron (1961)

Berhasil menemukan kalsitonin dari paratiroid. Hormon ini berfungsi

menurunkan kadar kalsium plasma. Temuan tersebut ditindaklanjuti oleh Hirsch (1963),

dan kemudian didapati derivatnya yaitu tirokalsitonin (polipeptida dengan 32 asam

amino). Hormon-hormon tersebut dihasilkan oleh sel C (parafolikel) dari paratiroid.

15. Schally (1978) dan Guillemin.

5

ENDOKRINOLOGI

Schally mengadakan penelitian dengan mengekstraksi 250.000 hipothalamus

babi. Dari penelitian tersebut ditemukan struktur hormon TRH (Thyrotropin Releasing

Hormone). Guillemin mengadakan penelitian serupa dari hipothalamus domba. Kedua

ahli tersebut akhirnya menyimpulkan bahwa TRH bertanggung jawab terhadap pelepasan

TSH (Thyroid Stimulating Hormon) dari kelenjar pituitari.

Kedua ahli ini juga menemukan struktur hormon GnRH (Gonadotropin Releasing

Hormone), yaitu hormon yang mengkontrol pelepasan gonadotropin dari kelenjar

pituitari. GnRH sintetik juga dibuat dan digunakan untuk mengontrol fertilitas, oleh

karenanya semakin banyak gonadotropin dihasilkan maka kemungkinan keberhasilan

proses fertilisasi akan semakin besar. Anti GnRH akhirnya juga dapat dibuat secara

sintetik guna menghambat fertilisasi (bahan kontrasepsi).

Selain itu, Guillemin sendiri juga menemukan somatostatin, yakni inhibitor

somatotropin dari kelenjar pituitari, dan inhibitor glucagon dan insulin.

16. Rita Levi-Montalcini

Ahli ini menemukan NGF (Nerve Growth Factor) yaitu hormon peptida yang

diperlukan untuk pertumbuhan, perkembangan dan pemeliharaan sel-sel saraf dan sel-sel

saraf perifer.

17. Stanley Cohen.

Stanley adalah penemu EGF (Epidermal Growth Factor), yaitu hormon yang

diperlukan untuk menstimulasi differensiasi sel dan pertumbuhan berbagai sel epitel dan

sel-sel sejenis lainnya.

Sejak temuan-temuan dasar yang terkait dengan masalah hormon tersebut mulai

dikenal, maka perkembangan dari ilmu yang mempelajari tentang endokrin menjadi

semakin pesat, luas dan dalam. Rangkaian penelitian yang lebih kompleks dan terpadu

bermunculan hampir setiap saat, yang tentunya melengkapi temuan yang telah ada

sebelumnya. Belakangan ini riset terpadu dalam masalah hormon tak lepas dari berbagai

disiplin ilmu lain yang mendukung dan mulai ditekankan pada level molekulernya.

6

ENDOKRINOLOGI

Sel di dalam tubuh manusia (atau hewan) pada umumnya memiliki fungsi utama sebagai

tempat berlangsungnya kegiatan metabolisme. Namun, ada beberapa jenis sel

7

II TINJAUAN HISTOLOGIS DARI KELENJAR

ENDOKRINOLOGI

tubuh yang memiliki kemampuan lebih dari sekedar melakukan metabolisme, yakni

mampu menghasilkan suatu substansi kimia yang tidak diperuntukkan bagi dirinya

sendiri melainkan untuk kelangsungan mekanisme kerja sel-sel lainnya. Sel yang

demikian ini disebut dengan istilah sel kelenjar. Produk dari sel kelenjar yang kemudian

dimanfaatkan oleh sel lain didalam tubuh individu yang sama diistilahkan dengan sekret

(Latin: secerno = memisahkan). Contoh sekret adalah hormon dan enzim. Proses transfer

produknya disebut sekresi. Sedangkan jika produk sel tersebut dibuang keluar dari tubuh

dan tidak dimanfaatkan lagi maka sebutannya adalah ekskret. Contohnya adalah

keringat, feromon dan urin. Proses pembuangannya disebut ekskresi.

A. Pembentukan Kelenjar

Berdasarkan cara pembentukannya, kelenjar di dalam tubuh manusia dibedakan

menjadi dua, yakni kelenjar eksokrin dan kelenjar endokrin. Kata krin berasal dari bahasa

Greek yakni krinein yang berarti memisahkan atau menghasilkan. Ekso berarti di luar dan

endo berarti di dalam. Kelenjar eksokrin adalah kelompok kelenjar yang produknya

diangkut keluar melalui suatu saluran yang bermuara di permukaan luar tubuh (misalnya

keringat atau ASI melalui pori) atau di permukaan organ dalam tubuh (misalnya mukus

atau lendir). Sedangkan kelenjar endokrin adalah kelenjar yang sekretnya diangkut ke

bagian tubuh lain oleh pembuluh darah atau pembuluh limfe karena kelenjar ini tidak

memiliki saluran keluar secara khusus. Kelenjar endokrin dikenal juga dengan istilah

kelenjar buntu atau kelenjar hormon.

Mekanisme pembentukan kelenjar dimulai dari pembentukan lapisan ektoderm

pada fase blastula akhir dan gastrula awal. Lapisan tersebut akan terdifferensiasi menjadi

jaringan epitel yang menutupi suatu permukaan dengan segala variasi bentuk dan fungsi.

Ketika embrio mencapai tahap organogenesis, maka jaringan epitelium ini sebagian akan

tumbuh dan migrasi atau invasi (dengan gerak morfogenetik invaginasi) menembus

jaringan pengikat di lapisan sebelah dalamnya. Sel-selnya kemudian tumbuh menjadi

massa sel dan berspesialisasi menjadi sel kelenjar. Jalur invasi sel yang terus

dipertahankan keberadaannya kelak akan berfungsi sebagai saluran atau duktus bagi sel

8

ENDOKRINOLOGI

kelenjar. Kelenjar yang demikian ini disebut sebagai kelenjar eksokrin. Sedangkan jika

jalur invasi tersebut tidak berkembang, bahkan mereduksi, sehingga mengakibatkan

massa sel kelenjar tak punya hubungan lagi dengan lapisan sel epitelnya, maka kelompok

sel ini akan berkembang sebagai kelenjar endokrin. Secara ringkas, hal tersebut dapat kita

pelajari dari skema gambar berikut :

Gambar 1: Bagan pembentukan kelenjar eksokrin (kiri) dan endokrin (kanan)Sumber : ........................................

B. Penggolongan Kelenjar

Secara histologis (histogenesis) dan morfologis (morfogenesis), kelenjar dapat

dikelompokkan menjadi beberapa jenis.

9

ENDOKRINOLOGI

Berdasar jumlah sel yang menyusunnya, kelenjar dibedakan menjadi :

1. Kelenjar uniseluler :

Kelenjar yang hanya terdiri dari satu sel saja (kelenjar tunggal), tidak memiliki

saluran, terdapat umumnya di epitel permukaan dari suatu rongga tubuh. Contohnya

adalah sel piala (sel goblet atau sel mukus) yang terdapat pada sepanjang permukaan

rongga dalam saluran usus, saluran nafas atau saluran reproduksi.

Gambar 2.: Bentuk kelenjar uniseluler

2. Kelenjar multiseluler :

Kelenjar ini terdiri lebih dari satu sel. Berdasarkan letaknya terhadap epitel

permukaan, kelenjar ini masih dikelompokkan lagi menjadi :

a. Kelenjar multiseluler intraepitelial : kelompok sel kelenjarnya berada disekitar

permukaan epitel sehingga tidak membentuk saluran (duktus) secara khusus.

Misalnya : kelenjar pada permukaan dinding lambung.

b. Kelenjar multiseluler ekstraepitelial : kelompok sel kelenjarnya tumbuh di bagian

jaringan pengikat (lamina propria, tunika mukosa) atau pada lapisan yang lebih

dalam lagi (misal dermis), sehingga terbentuk saluran panjang (disebut duktus

ekskretorius) dan berakhir pada kelompok sel kelenjarnya itu sendiri (disebut pars

sekretorius).

Kedua tipe kelenjar multiseluler ini dapat dilihat pada gambar berikut :

10

ENDOKRINOLOGI

Gambar 3.: Kelenjar multiseluler intraepitelial (kiri) dan ekstraepitelial (kanan).

Sumber: ………………………Berdasar jumlah lapisan sel kelenjar yang menyusun pars sekretorisnya, dapat

dikelompokkan menjadi dua yaitu:

1. Kelenjar monoptyche : hanya terdiri atas selapis sel saja. Misalnya pada kelenjar

keringat (kelenjar sudorifera).

2. Kelenjar polyptyche : kelenjar yang tersusun dari beberapa lapis sel yang

bergerombol. Misalnya pada kelenjar minyak (kelenjar sebasea).

Gambar 4.: Kelenjar monoptyche (kiri) dan polyptyche (kanan)

Berdasar bentuk pars sekretorisnya, dapat dibedakan menjadi :

1. Kelenjar tubuler : berbentuk seperti pipa

2. Kelenjar alveolar : berbentuk seperti kantung atau buah labu

3. Kelenjar asiner/sakuler : berbentuk serupa dengan alveolar hanya lebih membulat

Berdasar bentuk duktus ekskretoriusnya dibedakan menjadi :

1. Kelenjar sederhana : kelenjarnya tidak bercabang

2. Kelenjar kompleks : kelenjarnya memiliki saluran bercabang-cabang.

Berdasar kombinasi bentuk antara pars sekretorius dengan duktus ekskretorius, maka

bentuk dasar kelenjar dikelompokkan menjadi :

1. Kelenjar tubuler sederhana (simple tubular gland)

11

ENDOKRINOLOGI

a. Kelenjar tubuler lurus (kelenjar usus besar)

b. Kelenjar tubuler bergelung (kelenjar sudorifera)

c. Kelenjar tubuler bercabang (kelenjar uterin)

2. Kelenjar tubuler kompleks (compound tubular gland)

Pars sekretorianya banyak (bertipe tubular) dengan saluran keluar masinmg-masing

yang kemudian saluran tersebut bermuara pada satu duktus ekskretorius utama.

Misalnya pada testis.

Gb.5. Bentuk dasar kelenjar tubuler sederhana dan tubuler kompleks

3. Kelenjar alveolar atau sakuler sederhana (simple alveolar gland)

Terdapat pada kelenjar sebasea dan derivatnya yaitu kelenjar Meibomi pada kelopak

mata.

4. Kelenjar alveolar atau sakuler kompleks (compound alveolar gland)

Pars sekretoris alveolar atau sakulernya banyak yang bermuara pada satu duktus

sekretorius utama.

Gb.6. Bentuk kelenjar alveolar/sakuler sederhana dan kompleks.

5. Kelenjar tubuloalveolar sederhana (simple tubuloalveolar gland)

Terdapat pada kelenjar ludah (kelenjar submandibularis) dan kelenjar Brunneri pada

usus halus duodenum.

12

ENDOKRINOLOGI

6. Kelenjar tubuloalveolar kompleks (compound tubuloalveolar gland)

Ujung pars sekretorianya berbentuk alveolar dan pangkalnya berbentuk tubuler,

masing-masing memiliki saluran keluar yang kemudian bergabung dengan saluran

utama. Misalnya pada kelenjar ludah parotis dan submandibularis.

Gb.7. Bentuk dasar kelenjar tubuloalveolar sederhana dan kompleks

Berdasar sifat sekretnya, kelenjar dibedakan menjadi :

1. Kelenjar sitogen : kelenjar yang menghasilkan sel sebagai sekretnya. Misalnya testis

(penghasil sperma) dan ovarium (penghasil sel telur).

Gb.8. Contoh kelenjar sitogen pada testis.

2. Kelenjar non-sitogen : kelenjar yang memproduksi substansi kimia saja. Contohnya

adalah selain testis dan ovarium. Kelenjar inipun masih dibedakan lagi menjadi 3

kelompok berdasar substansi yang diproduksinya :

a. Kelenjar mukosa : sekretnya kental, mengandung bahan dasar karbohidrat dalam

bentuk sialomusin, sulfomusin, musinogen atau premusin (glikoprotein) sebagai

pembentuk lendir. Bentuk sel kelenjarnya adalah piramid dengan kecenderungan

13

ENDOKRINOLOGI

kuboidal. Jika sel aktif berproduksi, maka inti sel sering terdesak ke bagian basal

sel sehingga berbentuk gepeng. Contoh : sel piala (sel goblet).

b. Kelenjar serosa : sekretnya encer, jernih, mengandung bahan dasar protein (setara

albumin) dan juga enzim. Bentuk selnya adalah piramidal. Pada saat sel dalam

keadaan aktif, inti sel tetap berbentuk bulat dan cenderung tetap berada di tengah

sel. Contoh : sel kelenjar parotis dan pankreas.

c. Kelenjar campuran (kelenjar seromukus) : tersusun sebagian besar oleh sel

kelenjar mukosa dan sisanya oleh sel kelenjar serosa. Jika sel mukosanya aktif,

maka sel serosanya sering terdesak/terhimpit sehingga membentuk bangunan

seperti bulan sabit (disebut sel Demiluna Gianuzzi atau Demilune von Ebner ;

demidius = setengah, luna = bulan)). Contoh : pada kelenjar submandibularis dan

sublingualis.

Gb.9. Contoh kelenjar mukosa (A), serosa (B) dan seromukus (C)

Berdasar cara mengeluarkan sekret dari dalam sel, maka kelenjar dibedakan menjadi :

1. Kelenjar merokrin (Greek : meros = sebagian )

Produk dari sel kelenjar umumnya dikemas dalam bentuk vesikula atau granula yang

dilepas dari apparatus golgi. Granula tersebut kemudian akan mengumpul di bagian

apex (ujung bebas dari sel kelenjar). Membran granula atau vesikula kemudian

berfusi dengan membran apikal. Selanjutnya membran tersebut akan membuka dan

menumpahkan seluruh sekret keluar sel kelenjar , lalu menutup kembali. Cara seperti

ini sering juga disebut dengan eksositosis. Atau fusi membran tersebut kemudian

membentuk lubang kecil tempat keluarnya sekret (prosesnya disebut emiositosis).

Dalam proses ini, tak ada bagian sel yang rusak dan tak ada bagian sitoplasma yang

14

ENDOKRINOLOGI

terikut. Contoh: sekresi dari kelenjar sudorifera. Cara lain yang agak langka adalah

pengeluaran sekret dengan cara perembesan melalui membran apikal . Contoh:

sekresi kortikoid dari kelenjar adrenal; dan mayoritas kelenjar eksokrin.

2. Kelenjar apokrin (Greek : apo = lepas dari )

Pada saat sekresi berlangsung, sebagian dari membran sel dan sitoplasma sering

terikut (diistilahkan “pinch off”), sehingga setelah sekresi selesai, maka ukuran sel

mengecil (mengkerut) menjadikan kelenjar tampak mengempis. Contoh kelenjar

aksiler (ketiak), kelenjar mammae dan kelenjar circumanale (kelenjar dubur).

Catatan : berdasar pengamatan ME (mikroskop elektron) kelenjar apokrin diprediksi

tidak ada, jikapun ada anggapan seperti ini, sekarang kelompok ini dimasukkan dalam

kelompok merokrin (David Cormack, 1994).

3. Kelenjar holokrin: (Greek : holos = semuanya)

Produk dari sel kelenjar ini menumpuk di dalam sitoplasma, sehingga untuk

mensekresikannya harus dengan jalan menumpahkan seluruh isi sel yang berakibat

dengan kematian sel itu sendiri. Karena sel ini mudah mati maka proses regenerasi sel

relatif cepat untuk menggantikan sel yang mati. Contoh : kelenjar sebasea.

Gb.10. Model sekresi hormon dari sel kelenjar

15

III TINJAUAN UMUM SISTEM ENDOKRIN

ENDOKRINOLOGI

Kelenjar endokrin berasal dari sel-sel epitel yang melepaskan diri dari lapisan

epitel permukaan, kemudian masuk dan tumbuh di dalam jaringan, dan berangsur-angsur

kehilangan karakteristik epitelialnya. Dalam proses selanjutnya, kelompok sel epitel ini

kehilangan kontak dengan lapisan epitel di permukaan. Pada saat sel ini sudah mulai

berfungsi sebagai sel kelenjar, maka sekret yang dihasilkan (berupa hormon) akan

langsung di tampung oleh pembuluh darah, karena tidak adanya duktus khusus untuk

menyalurkan sekret tadi. Oleh karena itu, kelenjar endokrin biasanya kaya akan

pembuluh darah halus. Pembuluh darah yang memvaskularisasi kelenjar endokrin

umumnya berfenestra (berlubang), sehingga sangat membantu memperlancar proses

difusi hormon dari lumen ke darah (terlebih bila ada stimulus dari luar) sebelum hormon

nantinya didistribusikan ke seluruh tubuh.

Gb.11. Vaskularisasi pada lobuli kelenjar tiroid (kiri) dan fenestra padapembuluh darah (kanan)

Hormon, sebagai sekret utama kelenjar, adalah substansi kimia yang dapat

memberikan efek positif di berbagai bagian tubuh. Hormon dapat berintegrasi,

berkorelasi, dan mengontrol proses di dalam tubuh secara khemis. Hal ini dikarenakan

hormon tersusun dari rangkaian asam-asam amino, peptida-peptida, protein, atau molekul

steroid yang akan mudah berinteraksi dengan komponen di dalam sel.

Istilah endokrin umumnya diartikan sebagai sekresi ke dalam, yaitu sekret yang

dihasilkan oleh kelenjar terpaksa ditampung di dalam organ itu sendiri karena tidak

adanya saluran keluar (duktus). Hasil sekret itu nantinya akan dilepaskan ke ruang-ruang

16

ENDOKRINOLOGI

antar sel di sekitar sel-sel kelenjar atau di dalam lumen, kemudian diabsorpsi oleh darah

dan diangkut ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah untuk dimanfaatkan oleh sel,

jaringan, atau organ sasaran.

Sistem endokrin memiliki mekanisme regulasi yang mirip dengan sistem pada

saraf. Dalam kenyataannya, keduanya sulit dipisahkan karena saling melengkapi satu

sama lain. Sebagai contoh, otak akan selalu mengontrol aktivitas kelenjar hipofisis.

Kelenjar ini pada gilirannya akan mengontrol kerja seluruh sistem endokrin di dalam

tubuh. Sebaliknya, berbagai jenis hormon menentukan tingkat kandungan elektrolit darah

(Ca 2+, P, Na+ ) yang pada gilirannya nanti akan mempengaruhi kerja dan fungsi dari sel-

sel saraf. Perbedaan mendasar mekanisme regulasi hormon dan regulasi saraf sebenarnya

terletak pada respon yang ditimbulkan. Kerja sistem saraf dapat segera dideteksi dalam

ukuran satu per seribu detik, sedangkan kerja hormon endokrin memerlukan waktu mulai

dari hitungan detik hingga hari.

Hormon umumnya bereaksi lebih lambat daripada neurotransmitter. Hal ini terjadi

karena hormon umumnya berfungsi sebagai pembawa pesan khemis (chemical

messenger). Dalam sistem komunikasi tubuh, neurotransmitter adalah pembawa pesan

utama, sedangkan hormon menduduki tempat kedua.

Hormon berbeda dengan neurotransmitter dalam hal :

1. Hormon adalah regulator kimia khusus yang bekerja sangat efektif dan hanya

diperlukan dalam jumlah yang sangat sedikit.

2. Hasil sekret (hormon) disekresikan langsung ke cairan darah, sedangkan

neurotransmitter disekresikan antara sel neuron ke neuron atau neuron ke sel

sasaran.

3. Hormon bersirkulasi kemudian “berdifusi” (tidak semuanya) ke sel sasaran

lebih dahulu sebelum bekerja sebagai regulator.

Sistim Kontrol Umpan Balik (Feedback Control)

17

ENDOKRINOLOGI

Hormon merupakan integrator di dalam proses metabolisme sel atau organ tubuh.

Jika sel atau organ diberi hormon, kemudian kehadiran hormon tersebut direspon oleh sel

target dengan efek yang nyata, maka fenomena ini dikenal dengan fenomena undakan

(cascade phenomenon). Waktu yang diperlukan antara kontak hormon pertama hingga

timbulnya respon disebut periode laten.

Dalam kondisi fisiologis yang normal, hormon yang beredar di dalam darah selalu

berada dalam keadaan optimal sehingga mampu menjaga keseimbangan proses

metabolisme sel/organ sasaran. Keadaan ini dapat terjadi karena adanya mekanisme

pengaturan diri yang sangat akurat. Mekanisme ini disebut sistem kontrol umpan balik

(feedback control, cybernetics atau servo mechanism). Sistem kontrol itu sendiri ada

dua, yakni umpan balik negatif (negative feedback) dan umpan balik positif (positive

feedback). Jika suatu substrat/metabolit dalam plasma menurun oleh suatu sebab, maka

kondisi ini akan menstimulasi sel untuk memproduksi substansi kimia (hormon) guna

merangsang sel-sel lain untuk meningkatkan produksi substrat metabolit tadi. Jika jumlah

substratnya sudah normal kembali, maka ini akan menstimulasi sel untuk mengurangi

atau bahkan menghentikan produksi hormon sementara waktu agar keseimbangan tetap

terjaga. Hal itu disebut umpan balik negatif. Pada mekanisme yang lain, adanya

peningkatan satu hormon menyebabkan terstimulasinya pelepasan hormon kedua, efek

berikutnya, hormon kedua ini akan memacu sekresi yang lebih besar lagi pada hormon

pertama, sehingga menimbulkan efek amplitudo. Mekanisme ini disebut umpan balik

positif. Pada manusia, umpan balik negatif lebih dominan terjadi; sedangkan umpan

balik positif lebih sering muncul pada binatang.

Mekanisme umpan balik postif dan negatif dapat dilihat dalam diagram berikut :

Gb. 12. Umpan balik positif dan negatif pada mekanisme hormon

18

IV KELENJAR UTAMA SISTEM ENDOKRIN

ENDOKRINOLOGI

Kelenjar endokrin umumnya memiliki ciri khas, yakni memiliki kapsula

(pembungkus) dari jaringan pengikat. Sedangkan stromanya berupa kumpulan sel-sel

parenkim yang berada bersamaan dengan serabut-serabut retikuler. Yang termasuk

kedalam kelompok kelenjar endokrin utama adalah :

1. Kelenjar Pituitari (Pituitary Gland, Master Gland, Hypophysis)

2. Kelenjar Tiroid (Thyroid Gland)

3. Kelenjar Paratiroid (Parathyroid Gland)

4. Kelenjar Adrenal (Suprarenal or Adrenal Gland)

5. Pulau-pulau Langerhans (Islets of Langerhans)

6. Kelenjar Pineal (Pineal Gland, Epiphysis Cerebri)

Selain yang disebut di atas, beberapa hormon spesifik juga diproduksi oleh organ

atau sel tertentu di dalam tubuh, seperti misalnya : ginjal, testis, ovarium, dan sel-sel

epitel saluran pencernaan. Sel-sel interstitial Leydig (yang terdapat diantara tubulus

seminiferus), sel sertoli dan sel germinal pada testis merupakan sumber utama hormon

steroid androgen (testosteron dan androstenidion). Hormon steroid estrogen, progesteron

dan androgen, serta hormon non steroid relaksin dihasilkan oleh ovarium, terutama

bagian teka interna ova dan korpus luteum. Pada saat terjadi kehamilan, plasenta juga

dapat memproduksi estrogen dan progesteron.

Hormon-hormon pencernaan gastrin dihasilkan oleh bagian pilorus gaster

(ventrikulus; lambung), sedangkan sekretin dan kolesistokinin diproduksi oleh mukosa

saluran cerna bagian duodenum dan jejenum.

Organ ginjal mampu menghasilkan hormon, diantaranya renin yang dibuat di

bagian juxta glomerulus ginjal, serta angiotensin I dan angiotensin II yang merupakan

proses perubahan lanjut dari renin.

19

ENDOKRINOLOGI

Gb.13. Gambar letak kelenjar endokrin pada pria / wanita

I. KELENJAR PITUITARI

Kelenjar pituitari disusun oleh jaringan dari asal yang berbeda, yakni bagian

adenohypophysis berasal dari invaginasi lapisan ektoderm mulut (bagian stomodaeum

atau kantung Rathke), sedangkan neurohypophysis berasal dari lapisan neuroektoderm

yang terdapat di bagian basal otak depan.

Secara anatomis, kelenjar pituitari dapat diuraikan bagian-bagiannya menjadi :

1. Adenohypophysis, terdiri dari :

a. Pars distalis

b. Pars tuberalis

c. Pars intermedia

2. Neurohypophysis, terdiri dari:

a. Pars nervosa

20

ENDOKRINOLOGI

b. Infundibulum

Pars distalis dan pars tuberalis sering dianggap sebagai lobus anterior hypophysis. Pars

intermedia dianggap sebagai lobus intermedius, dan pars nervosa sebagai lobus

posterior. Lobus intermedius dan lobus posterior terkadang disebut juga lobus

neurointermedius.

Kelenjar pituitari terletak di dalam sella turcica dari tulang sphenoid, dan

dikelilingi kapsula yang menyatu dengan duramater. Sel-sel parenkim penyusunnya

disebut pituicyt. Diantara sel-sel parenkim banyak terdapat serabut-serabut retikuler.

Vaskularisasi kelenjar ini berasal dari arteria carotid interna.

Gb.14. Gambar struktur anatomis Hipofisis

Secara histologis, jika ditinjau dari segi jenis hormon yang diproduksi, sel-sel

parenkim hypophysis dapat dikelompokkan ke dalam jenis kortikotroph, tirotroph,

gonadotroph, laktotroph, dan somatotroph. Sedangkan didasarkan pada afinitas sel

terhadap zat warna, pituicyt dapat dikelompokkan menjadi sel asidofil, basofil, dan

kromofob. Laktotroph dan somatotroph adalah tipe sel yang bersifat asidofil, sedangkan

tiupe lainnya tergolong ke dalam basofil. Sel kromofob sebagian besar adalah sel

parenkim yang terdapat di dalam pars intermedius. Terkadang sel kortikotroph bersifat

ganda, yakni dapat bersifat basofil atau kromofob. Rinciannya dapat dilihat pada tabel di

bawah ini.

21

ENDOKRINOLOGI

Tabel 1. Hormon-hormon yang disekresikan oleh kelenjar pituitari.

TIPE SEL JENIS HORMON

Kortikotroph

Tirotroph

Gonadotroph1. FSH-Gonadotroph2. LH-Gonadotroph

Laktotroph (Mammotroph)

Somatotroph

Sel-sel pars intermedia

Neurohypophysis

Kortikotropin (ACTH: Adrenal Cortical-Stimulating Hormone; Adrenocorticotropin), berfungsi meregulasi aktivitas adrenal.

Tirotropin (TSH: Thyroid Stimulating Hormone; Thyrotropin), berfungsi meregulasi aktivitas tiroid.

Follitropin (FSH: Follicle-Stimulating Hormone)Lutropin (LH: Luteinizing Hormone)

Prolaktin (PRL: Prolactin), berfungsi khusus untuk meregulasi pertumbuhan kelenjar mammae

Somatotropin (STH; GH: Growth Hormone), berfungsi meregulasi pertumbuhan.

Melanotropin (MSH: Melanocyte-Stimulating Hormone )

Neurohormon (Oksitosin dan Vasopressin)

Neurosekret dari neuron paraventrikuler dan supraoptik dalam hypothalamus

dibawa oleh axon melalui saluran hypothalamohypophyseal menuju ke pars nervosa.

Disini neurosekret disimpan, dan akan dilepas pada saat Badan Herring mengalami

dilatasi. Sistem portae hypophyseal dari venula-venula membawa neurosekret tadi

menuju ke sel-sel pars distalis hipofisa. Neurosekret yang berupa hormon perangsang

(eksitator) atau inhibitor akan diregulasi di bagian pars distalis untuk dijadikan produk

yang memiliki efek trophik terhadap sel kelenjar endokrin lain atau jaringan sasaran di

seluruh tubuh. Gambaran secara umum hubungan antara hipotalamus, hipofisis dan

organ-organ target dapat dilihat pada skema berikut :

22

ENDOKRINOLOGI

Gb.15. Skema berikut menunjukkan hubungan timbal balikantara kerja hormon terhadap sel/organ target atau sebaliknya.

II. KELENJAR TIROID

Kelenjar tiroid memiliki 2 lobi yang dihubungkan satu dengan lainnya oleh

isthmus. Kelenjar ini dibungkus oleh kapsula yang tersusun dari dua lapis jaringan

pengikat. Letak kelenjar ini tepat di bawah larynx dan di atas trakhea. Vaskularisasinya

berasal dari arteria tiroidea yang merupakan cabang dari trunkus thyrocervix dan arteria

carotid interna.

23

ENDOKRINOLOGI

Gb.16. Letak kelenjar tiroid (kiri) dan struktur anatomi tiroid (kanan)

Sel-sel parenkim kelenjar tiroid merupakan derivat dari epitel farink, sel-sel ini

membentuk kelompok-kelompok seperti vesikel atau folikel yang berlubang (berlumen)

ditengahnya. Dinding folikel tersusun dari sel-sel berbentuk kuboidal hingga kolumner

(tergantung aktivitas yang sedang berlangsung di dalam folikel). Lumen dalam tiap

folikel kelenjar ini dapat berisi sekret berupa cairan kental seperti gelatin yang disebut

koloid. Koloid ini sebenarnya glikoprotein yang mengandung asam amino tirosin yang

telah teriodinasi (disebut Thyroglobulin-Iod atau TgI). Dalam proses yang panjang, TgI

kelak akan diubah jadi hormon tiroksin T3 (triiodotyronin) dan T4 (tetraiodotyronin).

24

ENDOKRINOLOGI

Gb.17. Gambar skema potongan kelenjar tiroid pada saat aktif mensekresikan hormon (kiri) dan pada saat kelenjar dalam keadaan normal (kanan)

Hormon tiroid meregulasi kecepatan metabolisme dan menstimulasi metabolisme

sel, misalnya merangsang proses oksidasi, mengatur penggunaan O2 dan pengeluaran

CO2. Selain itu, bersama dengan GH akan mendukung pembentukan sel-sel otak dan

membungkus axon.

Bagian basal sel-sel folikel dan ruang ekstraseluler antar folikel sering dijumpai

sel-sel parafolikuler (dikenal sebagai sel C atau sel Clear) yang bebas atau melekat. Sel

ini memproduksi tirokalsitonin, yaitu hormon yang berfungsi untuk menurunkan tekanan

kandungan Ca2+ darah (homeostasis Ca2+ dalam darah), dan meningkatkan proses

osteogenesis.

Gb.18. Fotomikrograf folikel dan lumen kelenjar tiroid

III. KELENJAR PARATIROID

Di bagian posterior kelenjar tiroid, terletak 4 buah kelenjar paratiroid. Kelenjar ini

dibungkus oleh kapsula dan divaskularisasi oleh vasa-vasa di sekitar tiroid. Kelenjar

paratiroid ini berasal dari kantung farink ketiga dan keempat pada fase embrional.

25

ENDOKRINOLOGI

Gb.19. Letak anatomis kelenjar paratiroid (atas/tengah) dan struktur histologisnya (bawah)

Kelenjar paratiroid terdiri dari kumpulan berbagai jenis sel, antara lain :

1. Sel Utama (Chief cell, Principal cell).

26

ENDOKRINOLOGI

Sel-sel utama ini tersusun secara padat dan membentuk pita-pita anastomose. Sel ini

merupakan penghasil utama hormon paratiroid (PTH). Jenis hormon PTH ada tiga

yaitu: PTH-A (33 aa, MW 3778, mobilisasi Ca2+: 750-1000 unit), PTH-B (62 aa, MW

6943, mobilisasi Ca2+: 1200-1600 unit), dan PTH-C ( 83 aa, MW 8500, mobilisasi

Ca2+: 2000-3000 unit). Dari ketiganya, PTH-C merupakan yang terbanyak dan paling

berpengaruh dalam metabolisme Ca2+ dan F.

Gb. 20. Peran PTH pada osteoblast, osteoklast dan osteosit (kiri) dan pengaruh pada pertumbuhan individu (kanan)

PTH disintesa dalam bentuk polipeptida, dan dilepaskan bila kandungan Ca2+

darah menurun. Kehadiran OSF (Osteoclast Stimulating Factor) akibat aktivitas

osteolisis, menyebabkan Ca2+ darah meningkat tajam. Jadi dalam hal ini

keberadaan PTH sangat mutlak, karena PTH berperanan penting dalam

meregulasi absorpsi dan reabsorpsi Ca 2+ dalam darah.

2. Sel Oxyphil

Sel ini berukuran relatif lebih besar daripada sel utama. Sel ini dijumpai menyendiri

atau berkelompok dalam kelenjar. Sel ini hanya muncul saat usia pubertas. Di dalam

sitoplasma sel banyak terkandung granula eosinofil. Fungsi utama sel belum jelas.

3. Sel Bening (Wasserhale Cell)

Sel ini mengandung glikogen sangat tinggi. Fungsinya juga belum jelas.

IV. KELENJAR ADRENAL

27

ENDOKRINOLOGI

Kelenjar adrenal tersusun dari dua bagian, yaitu:

1. Korteks, merupakan derivat dari lapisan mesoderm.

2. Medulla, merupakan derivat dari neural crest.

Gb.21. Gambaran letak kelenjar adrenal dan struktur anatomisnya

Jika dilihat secara rinci, bagian korteks adrenal terdiri dari kumpulan sel-sel

parenkim yang memiliki struktur khas, dan tersusun secra teratur sehingga daerah korteks

ini dapat dibedakan menjadi beberapa zona sebagai berikut:

1. Zona Glomerolusa

Zona ini terletak tepat di bawah kapsula. Sel-selnya berfungsi menghasilkan

mineralokortikoid aldosteron yang bekerja di dalam organ sasaran yaitu ginjal guna

meregulasi Na+ dan K+ di dalam tubuh. Sekresi aldosteron diatur oleh ginjal melalui

mekanisme renin-angiotensin.

2. Zona Fasciculata

Sel-sel dalam zona ini mensintesa glukokortikoid (kortisol, kortikosteron) yang

diperlukan untuk mengatur respon terhadap inflammasi.

3. Zona Reticularis

28

ENDOKRINOLOGI

Zona ini terletak berdekatan dengan medulla. Sel-selnya memproduksi

glukokortikoid dan sedikit androgen. Sekresi hormon-hormon ini diatur oleh ACTH.

Bagian medulla berisi sel-sel kromafin, yaitu sel-sel yang dapat bereaksi dengan

Kalium dichromate. Oleh regulasi saraf simpatik otonom, sel ini dapat dirangsang

untuk memproduksi norepinefrin, epinefrin, dan enkephalin.

Gb.22. Struktur histologis kelenjar adrenal secara lengkap (kiri)dan bentuk-bentuk sel dari tiap zona (kanan)

V. PULAU-PULAU LANGERHANS (ISLET OF LANGERHANS)

29

ENDOKRINOLOGI

Pulau-pulau Langerhans ini berbentuk cluster-cluster yang menyebar di seluruh

parenkim pankreas. Kontribusinya sebesar 1-2 % dari total volume pankreas. Diameter

cluster antara 100-200 . Sel-sel penyusun pulau-pulau Langerhans terdiri dari beberapa

populasi sel yang berbeda, seperti:

1. Sel Beta

Populasi sel beta mencapai 60-70%, tersusun seperti pita. Sel beta merupakan

penghasil insulin.

2. Sel Alfa

Populasinya mencapai 15 %. Sel ini merupakan penghasil glukagon.

3. Sel Delta

Merupakan sel penghasil somatostatin.

4. Sel PP (Polypeptide Pancreas Cell)

Merupakan penghasil polipeptida pankreas yang peranannya masih belum jelas.

Populasi sel delta dan sel PP mencapai 5 %, dan letak sel-sel ini ada di tepi luar sel-sel

beta.

Gb.23. Struktur histologis pankreas yang menunjukkan adanya sel-sel eksokrin membentuk asinus dan sel-sel endokrin (kiri) dan skemanya (kanan)

30

ENDOKRINOLOGI

Gb.24. Struktur sel alpha, sel beta dan sel delta pada Pulau Langerhans

Peningkatan kadar glukosa darah dan glikogen setelah makan menyebabkan

pengeluaran insulin. Sekresi insulin dapat dihambat oleh kehadiran somatostatin.

Penurunan glukosa darah menyebabkan pengeluaran glukagon. Glukagon ini

menstimulasi penguraian cadangan glikogen hati menjadi glukosa darah guna

mendapatkan energi.

Gb.25. Contoh gambaran mekanisme kerja insulin–glukagon dari pancreas

31

ENDOKRINOLOGI

VI. KELENJAR PINEAL

Kelenjar pineal dikenal juga dengan istilah badan pineal (Latin : pineus = bentuk

mengerucut), corpus pinealis atau epiphysis cerebri. Kelenjar ini berasal dari evaginasi

bagian atap tengah dari diencephalon sewaktu masih embrio. Pada perkembangannya,

kelenjar ini menjauh dari atap otak dan hanya menyisakan sedikit jaringan yang berfungsi

sebagai tangkai penghubung. Bentuk kelenjarnya adalah gepeng mengerucut. Berukuran

5-9 mm dengan berat sekitar 150 mg. Kelenjar ini mulai mengalami kalsifikasi saat usia

manusia mencapai umur 20 tahun, dan 70% akan terkalsifikasi setelah mencapai usia 60

tahun atau lebih.

Epiphysis dibungkus oleh kapsula (piamater), sebagian kapsula menjorok masuk

ke jaringan membentuk septa, sehingga kelenjar ini tampak memiliki lobulus-lobulus. Sel

dan jaringan utama penyusunnya adalah pinealosit (atau chief sel, pembentuk parenkim

utama kelenjar), fibroblast, sel-sel glia dan astrosit. Diantara jaringan parenkim didapati

adanya beberapa bangunan dari timbunan kalsium yang disebut acervuli cerebri (Latin :

acervus = suatu timbunan). Jumlahnya makin banyak seiring dengan bertambahnya usia

(penyebab kalsifikasi), namun kondisi ini tidak berpengaruh terhadap aktivitas kelenjar

secara umum.

Gb.26. Letak anatomis dan bentuk morfologis.kelenjar pineal

32

ENDOKRINOLOGI

Selain komponen diatas, kelenjar pineal juga banyak mengandung serabut-serabut saraf.

Kelenjar ini diinervasi oleh saraf saraf simpatis postganglion yang berasal dari ganglion

serviks teratas.

Gb.27. Struktur histologis kelenjar pineal

Kelenjar pineal merupakan penghasil hormon melatonin. Sintesis melatonin

diperantarai oleh enzym HIOMT (hydroxyindole-O-methyl-transferase) dan distimulasi

oleh keadaan gelap. Jika keadaan terang (retina menerima rangsang cahaya), maka

sintesis hormon ini akan dihambat. Melatonin diketahui berperan penting pada sistem

reproduksi. Misalnya, antigonadal (pemasakan sel-sel kelamin akan tertunda jika individu

terpajan terlalu lama pada kondisi gelap), pengecilan testis, menghambat fungsi prostat,

dan memunculkan kondisi yang setara dengan kastrasi. Selain itu, melatonin juga berefek

seperti barbiturat (obat tidur) yang menyebabkan individu tertidur dalam durasi waktu

yang lebih lama dari normal, dan menurunkan aktivitas motorik. Kondisi ini dapat terjadi

karena dipicu oleh kehidupan modern yang “false positive” (berada di ruangan di siang

hari) dan “false negative” (bekerja hingga larut malam, kurang istirahat), yang berarti

mengubah biological clock dan ritme hidup.individu.

33

ENDOKRINOLOGI

Proses pembentukan hormon di dalam tubuh sebenarnya cukup kompleks, dan

setiap jenis hormon memiliki kekhasan sendiri. Namun secara umum, mekanisme

biosintesis hormon yang dikenal adalah mekanisme pembentukan hormone peptide

(protein) yang terdiri dari 4 tahap yaitu transkripsi (pembentukan prekursor RNA dari

DNA), posttranskripsi (modifikasi prekursor RNA menjadi mRNA), translasi (pelepasan

mRNA dari inti sel dan selanjutnya berinteraksi dengan ribosom), dan posttranslasi

(yaitu proses lanjutan sintesis hormon dari ER hingga lisosom). Lihat skema berikut ini :

Penelitian perkembangan sintesis hormon peptida sangat intens mengingat bahwa

perkembangan penelitian melalui biomolekuler umumnya brbasis sintesis protein. Namun tidak

berarti bahwa sintesis hormon lain tidak penting. Berikut ini dibahas mengenai sintesis hormone

secara lengkap.

34

V BIOSINTESIS HORMON

ENDOKRINOLOGI

A. Mekanisme Sintesa Hormon

1. Sintesa Hormon Peptida

Beberapa contoh jenis hormon peptida adalah TRF (Thyrotropic Releasing

Factor, berasal dari hypothalamus, berbentuk tripeptida, 10-12 gr/pikrogram), vasopressin

dan oxytotocin (berbentuk octapeptida), gastrin ( 17 asam amino), glukagon (29 asam

amino), ACTH (39 asam amino) dan calcitonin (32 asam amino).

Sebagian besar hormon vertebrata merupakan hormon peptida yang tersusun dari

asam amino. Mekanisme dasar sintesisnya ditunjukkan dalam skema berikut ini :

Gb.29. Rangkaian proses sintesis hormon (protein) di dalam sel

Seperti halnya protein, hormon peptida ini disintesa di dalam ribosom ( di dalam

organel ini terjadi proses translasi dari kodon-kodon). Kodon-kodon tadi merupakan hasil

proses transkripsi gen di dalam kromosom. Selama proses translasi (inisiasi, elongasi,

dan terminasi), terbentuklah pita protein (nascent protein). Pita protein tadi selanjutnya

35

ENDOKRINOLOGI

dilepas dari ribosom dan dikirimkan ke sisterna rER (rough Endoplasmic Reticulum)

untuk diproses lebih lanjut. Setelah itu, produk akan dikirim lagi ke apparatus golgi

untuk disempurnakan, misalnya dikombinasi dengan karbohidrat atau di sulfatisasi.

Produk akhir ini, berupa hormon dan mungkin juga produk lain (misal enzym

proteolitik), akan dikemas dalam satu paket dan dilepas dari apparatus golgi dengan cara

‘pinch off’ membentuk vesikel-vesikel. Vesikel ini akan diedarkan ke seluruh sitoplasma

sel untuk dimanfaatkan sel itu sendiri, atau dapat juga ditransfer ke luar sel. Kegagalan

dalam mengekspresikan gen atau mensintesa protein/hormon adalah ciri utama terjadinya

neoplasia.

2. Sintesa Hormon Steroid

Hormon steroid disintesa di dalam sER (smooth Endoplasmic Reticulum). Sel-sel

penghasil hormon steroid ini cukup mudah dikenali, yaitu dengan melihat jumlah sERnya

yang umumnya lebih banyak daripada sel normal. Dalam mekanisme sintesa steroid,

enzym-enzym dari mitokondria dan sitoplasma yang dilibatkan sangat banyak dan

kompleks. Kelompok enzym yang tersebut adalah hydroxylase dan lysase (enzym

pengurai rantai kimia), dehydrogenase (penerima hidrogen), dan isomerase. Substrat

(bahan baku atau prekursor) pembentuk hormon steroid adalah kolesterol (bahan dasar

yang mengandung 27 atom C). Prekursor tersebut diambil dari hasil metabolisme

makanan yang dibawa oleh darah atau dari sel kelenjar itu sendiri (misal kelenjar

adrenal), kemudian di dalam mitokondria akan dikonversi secara bertingkat menjadi

hydroxykolesterol, berlanjut menjadi dihydroxykolesterol dan akhirnya menjadi

pregnenolone. Pregnenolone akan ditransfer ke sER untuk didehydrogenasi menjadi

pregnenodione, kemudian diisomerasi hingga menjadi progesteron. Proses selanjutnya

adalah hidroksilasi progesteron menjadi hidroksiprogesteron dan

hidroksideoksikortikosteron untuk selanjutnya diubah menjadi aldosteron. Skema secara

rinci dapat dilihat pada bagan berikut :

36

ENDOKRINOLOGI

Gb. 30. Skema biosintesis hormon steroid pada kelenjar adrenal

Hormon steroid adalah hormon yang larut dalam lemak. Umumnya disintesis oleh

kelenjar adrenal (aldosteron), testes (androgen), ovarium dan plasenta (estrogen dan

progesteron).

Sintesa hormon ini dapat dihambat dengan jalan memblokir proses sintesa protein

dengan menggunakan inhibitor. Kelemahan sintesis steroid adalah melibatkan enzym

yang cukup banyak, maka mutasi atau kesalahan penggunaan enzym sangat mungkin

terjadi, dengan akibat munculnyai suatu keadaan patofisiologik.

3. Sintesa Hormon Asam Amino

Hormon asam amino adalah kelompok hormon yang mengandung amine. Asalnya

dari asam amino yang dimodifikasi. Contoh hormonnya adalah epinephrin dan

norepinephrin (dari asam amino tyrosin), serotonin dan melatonin (dari asam amino

tryptophan), tiroksin (dari Iodinisasi dan kondensasi asam amino tyrosin).

37

ENDOKRINOLOGI

Gb.31. Biosintesis hormon asam amino (tiroksin) pada kelenjar tiroid

Skema di atas adalah contoh biosintesis hormon tiroid yang disintesa di dalam

lumen folikel kelenjar tiroid. Prosesnya diawali dengan adanya stimulasi TSH dari

pituitary pada membran sel, sehingga merangsang sel membentuk thyroglobulin (Tg)

sebagai substrat pembentuk hormon tiroid. Saat yang sama, Iod dari cairan ekstraseluler

diserap kedalam folikel.. Thyroglobulin (Tg) kemudian disekresikan ke dalam lumen

bersamaan dengan sekresi Iod, sehingga terbentuk kompleks TgI yang berupa koloid.

Selanjutnya TgI diendositosis dari lumen melalui lakuna reabsorpsi hingga kembali

masuk ke dalam folikel, kemudian diproses untuk diurai oleh lisosom (enzym proteolitik)

menjadi tyrosin teriodinasi berupa T3 (triiodotyronin), T4 (tetraiodotyronin) dan

iodotyrosin. T3 dan T4 akan disekresikan secara eksositosis menuju ke pembuluh darah,

sedangkan iodotyrosine dideiodinasi menjadi iodide untuk di daur ulang di dalam

sitoplasma sel. T4 diduga merupakan prohormon untuk pembentukan T3, mengingat

bahwa T3 merupakan hormon utama dan dominan dalam meregulasi aktivitas sel

dibanding T4.

4. Sintesa Neurotransmitter

Neurotransmitter disintesa di dalam neuron, khususnya di akhiran axon. Enzym-

enzym yang diperlukan untuk mengkatalisa hormon dibuat di dalam ribosom di badan sel

neuron, kemudian diangkut ke akhiran saraf mengikuti aliran sitoplasma.

Neurotransmitter yang telah disekresikan oleh saraf simpatis (misalnya norepinephrin;

38

ENDOKRINOLOGI

hormon ini juga dapat disintesis di kelenjar adrenal) dapat diambil kembali oleh akhiran

saraf tadi untuk keperluan lain. Asetilkolin yang telah disekresikan oleh neuron umumnya

segera diinaktifkan dengan cara diputus oleh enzym tertentu menjadi asetat dan kolin,

dalam keadaan terurai tersebut keduanya dapat diserap kembali oleh akhiran saraf untuk

dijadikan prekursor hormon yang baru.

5. Sintesa Neuropeptida

Neuropeptida (misalnya oksitosin dan vasopressin) disintesa di dalam badan sel

neuron, kemudian diangkut sepanjang axon menuju ke akhiran saraf untuk disimpan.

Beberapa neuropeptida yang lain disintesa di dalam neuron otak dengan cara klasik yaitu

melalui proses transkripsi dan translasi.

Gb.32. Jalur sekresi neurohormon

6. Sintesa Prohormon

Beberapa hormon peptida terkadang hanya tersusun dari beberapa asam amino

saja. Oksitosin dan hormon neurohipofiseal merupakan contoh umum, karena hanya

terdiri dari 9 asam amino. Hormon sejenis ini pembentukannya tidak diperintah langsung

oleh DNA. Dalam hal ini, DNA akan mensintesa suatu protein dengan sekuen sepanjang

100 asam amino (atau lebih), misalnya neurophysin. Protein ini dikemas di dalam vesikel

bersama-sama dengan enzym proteolitik (misalnya enzym endopeptidase). Enzym itulah

39

ENDOKRINOLOGI

yang akan memotong-motong protein menjadi protein yang lebih sederhana atau lebih

pendek rantainya. Proses pemotongannya dapat terjadi pada fase posttranslasi.

Gb.33. Pola biosintesis hormon dari preprohormon

Neurophysin dalam hal ini dapat disebut sebagai ‘prohormon’. Prohormon sendiri,

dengan cara yang sama, dapat berasal dari preprohormon. Skema di atas memberikan

gambaran bagaimana preprohormon yang telah dibentuk akan mengalami pemotongan

dibagian asam amino tertentu selama beberapa kali atau beberapa tingkatan sehingga

dapat dihasilkan produk akhir berupa hormon.

Untuk lebih jelasnya, perhatikan contoh berikut :

1. Sel hati memproduksi protein yang disebut angiotensinogen. Sel-sel Juxtaglomerulus

ginjal memproduksi enzym renin, enzym ini hanya bekerja pada substrat

angiotensinogen (sebagai preprohormon). Kehadiran renin menyebabkan

angiotensinogen berubah menjadi angiotensin I (sebagai prohormon). Enzym lain

lagi akan mengubah angiotensin I menjadi angiotensin II (sebagai hormon aktif,

10-15 gr / femtogram).

40

ENDOKRINOLOGI

Gb.34. Sel juxtaglomerulus ginjal penghasil angiotensinogen

2. Contoh kedua adalah sel-sel plasma yang menghasilkan kininogen (protein berukuran

besar, sebagai prohormon). Oleh adanya enzym serine protease (atau kallikrein),

kininogen akan diubah menjadi kinin atau bradykinin (sebagai hormon).

Gb. 35. Mekanisme sintesis angiotensin II dari angiotensinogen

Gb.36. Kaitan antara bradykinin dan angiotensin II

B. Kontrol Sekresi Hormon

Sekret dari kelenjar endokrin umumnya diproduksi sangat sedikit (dalam ukuran

mikrogram per hari), sehingga setiap kali disekresikan, umumnya produk tersebut akan

41

ENDOKRINOLOGI

tertahan di lumen atau ruang-ruang antar sel untuk sementara waktu. Selanjutnya, masuk

ke pembuluh darah dengan cara diffusi melalui kapiler darah di sekeliling kelenjar.

Sekret dari sel kelenjar atau sel saraf umumnya disimpan di dalam vesikel di

dalam sitoplasma sel. Sekret ini baru akan dikeluarkan apabila ada rangsang yang datang.

Rangsang tersebut dapat bersifat intrinsik (internal, misalnya pengaruh khemis, kondisi

elektrolit), atau ekstrinsik (eksternal, misalnya perubahan cahaya, suara, bau, suhu, pH,

keadaan hipoksia, adanya hormon lain).

Contoh berikut menunjukkan bahwa akibat pengaruh ekstrinsik maka membran

fosfolipid sel endothel menjadi aktif membentuk asam arakhidonat guna diubah jadi

hormon untuk disekresikan. Degradasi asam arakhidonat akan menghasilkan 4 jenis

hormon. Dua hormon merupakan hormon humoral yang disekresikan keluar dari sel

endothelium, yakni leukotriene (hormon penyebab vasokonstriksi dan meningkatkan

permeabilitas vaskuler) dan prostacyclin (penyebab vasodilator, pencegah agregasi

platelet). Dua hormon lainnya digunakan untuk internal sel itu sendiri, yaitu thromboksan

(bertindak sebagai kalsium ionophorus untuk lalulintas kalsium) dan prostaglandin

(pengontrol aktivitas otot polos pembuluh darah ).

Gb. 37. Contoh sekresi akibat pengaruh faktor ekstrinsik dan intrinsik

Rangsang dapat menyebabkan vesikel-vesikel hormon mendekat ke membran sel,

berfusi dengan membran, dan kemudian terjadi eksositosis. Hormon terkadang juga

42

ENDOKRINOLOGI

merupakan faktor stimulan karena dapat menyebabkan terjadinya sekresi hormon lain.

Misalnya, hormon dari pituitari (FSH, TSH, LH dan ACTH) dapat merangsang tiroid,

gonad, dan kelenjar adrenal mensekresikan hormon masing-masing (tiroksin, hormon

steroid gonad, atau glukokortikoid adrenal). Substrat metabolit (misalnya glukosa) dan

ion anorganik (misalnya Ca 2+) juga merupakan stimulan khusus untuk sekresi hormon.

Faktor-faktor stimulan ini umumnya berinteraksi dengan reseptor pada sel-sel

sekretoris, misalnya epinefrin akan berikatan dengan reseptor adrenergik di permukaan

membran sel. Hal ini akan menyebabkan terjadinya depolarisasi membran, sehingga

terjadi pergerakan Ca2+ ke arah membran dan merangsang vesikel untuk eksositosis.

Beberapa stimulan tertentu kadang berfungsi sebagai inhibitor. Hal ini terjadi karena

membran mengalami hiperpolarisasi.

Stimulan terkadang juga berfungsi sebagai first messenger (eksitator), sehingga

dapat meningkatkan kadar cAMP sitoplasma, dan ini dapat merangsang pelepasan

hormon. Namun, stimulan ada juga yang berfungsi sebagai inhibitor, sehingga

menurunkan level cAMP dan meningkatkan cGMP sitoplasma. Diluar itu semua, ada

hormon tertentu (prolaktin, MSH) yang dapat disekresikan secara langsung tanpa

memerlukan stimulan atau inhibitor, khususnya apabila pituitarinya tidak dapat berfungsi

normal.

43

ENDOKRINOLOGI

Gb.38. Beberapa contoh lain dari faktor ekstrinsik

A. Reseptor Hormon

1. Reseptor Sel dan Tingkah Laku Hormon

Hormon mampu mengatur kerja sel-sel sasaran. Yang menjadi pertanyaan adalah

bagaimana hormon tersebut dapat mencapai sel sasaran sekaligus bereaksi terhadap sel

tadi. Pada dasarnya, hormon dapat beredar ke seluruh tubuh, terlebih jenis hormon yang

disekresikan ke dalam pembuluh darah maka hormon tadi akan dengan mudah

terdistribusi. Di sisi lain, sel-sel sasaran pengguna hormon memiliki molekul-molekul

khusus (disebut reseptor) yang terletak di permukaan membran sel, di dalam sitoplasma

sel, maupun di dalam inti sel. Reseptor ini berperan untuk mengikat/memerangkap

hormon tertentu yang sesuai dengan kebutuhan sel. Apabila sel tidak memiliki reseptor

khusus, biasanya sel tersebut akan memberikan respon terhadap segala jenis hormon.

Jika ini terjadi, maka akan dijumpai suatu keadaan dimana kerja sel sama sekali tidak

terkoordinasi satu dengan lainnya, sehingga hal-hal seperti kontraksi dan relaksasi otot

tubuh menjadi tidak terkontrol, atau produk hormon lain maupun enzym menjadi

berlebihan.

44

V MEKANISME KERJA HORMON SECARA

ENDOKRINOLOGI

Dalam proses fisiologik yang normal, tiap-tiap hormon dapat berinteraksi dengan

reseptor masing-masing yang sifatnya khusus. Misalnya, Estradiol hanya akan berikatan

dengan reseptor estrogen saja, tidak mau berikatan dengan reseptor lain meskipun

reseptor lain tersebut termasuk jenis reseptor steroid (misalnya reseptor untuk kortisol

atau progesteron). Hal ini dimungkinkan terjadi karena reseptor memiliki “alat

pengenal” (di bagian recognition site) sehingga dapat mengenali struktur hormon yang

akan diikat. Lebih khusus lagi, alat pengenal pada hormon tersebut dapat membedakan

jenis hormon yang akan diikatnya meskipun struktur hormonnya serupa. Misalnya,

reseptor adrenergik tertentu hanya akan mengikat hormon norepinephrin, sedangkan

epinephrin diikat oleh reseptor sejenis yang lainnya lagi. Jadi, meskipun struktur hormon

itu serupa, tetapi reseptornya tidak akan sama.

Reseptor pada membran sel umumnya terbentuk dari makromolekul, terutama

jenis glikoprotein yang memiliki afinitas tinggi terhadap hormon. Sejauh ini baru

beberapa jenis reseptor saja yang sudah dapat dideteksi dan dikenali secara mendetail

oleh para ahli, diantaranya adalah reseptor untuk insulin, LH, ACTH, dan TSH.

Berikut ini dicantumkan gambaran struktur reseptor yang terdapat di

permukaan membran sel target.

45

ENDOKRINOLOGI

Gb.39. Struktur reseptor insulin

Gb.40. Dua model struktur reseptor PTH pada sel sasaran

2.Regulasi Jumlah Reseptor

Jumlah reseptor di dalam maupun di permukaan sel tidak pernah tetap. Jumlah

reseptor tersebut berubah seiring dengan perubahan yang terjadi pada sel tersebut,

misalnya dengan terjadinya differensiasi sel sehingga berubah peruntukan, maka jumlah

reseptor akan ikut berubah sesuai dengan tugas dari sel-sel tersebut. Dengan demikian

kita dapat memahami mengapa suatu sel kehilangan kemampuan untuk merespon hormon

tertentu, tetapi justru memberikan respon terhadap hormon yang lain lagi. Hal ini terkait

dengan hilangnya atau mereduksinya jumlah reseptor hormon tertentu dan meningkatnya

jumlah reseptor hormon yang lain.

Hormon itu sendiri dapat mengatur penambahan jumlah jenis reseptor hormon

yang sejenis (reseptor homospesifik) atau merangsang pembentukan reseptor hormon

yang tidak sejenis (reseptor heterospesifik). Sebagai contoh adalah hormon prolaktin .

Hormon ini dapat menginduksi pembentukan reseptor prolaktin di dalam sel-sel hati dan

di beberapa jaringan tertentu. Proses pembentukan reseptor hormon atau penambahan

jumlah reseptor hormon yang telah ada sebelumnya disebut up regulasi. Sedangkan

proses sebaliknya disebut down regulasi. Misalnya, kehadiran insulin yang berlebihan

pada sel-sel limfosit menyebabkan reseptor-reseptor insulin sebagian besar berikatan

46

ENDOKRINOLOGI

dengan insulin, akibatnya jumlah reseptor insulin bebas di dalam sel menjadi berkurang.

Konsekuensinya, kelebihan insulin tidak semuanya dapat didegradasi/dimanfaatkan oleh

sel-sel tersebut. Pada penderita obesitas (kegemukan yang berlebihan), jumlah reseptor

insulinnya sangat tinggi meskipun kandungan gula darahnya normal. Seharusnya, jumlah

reseptor insulin mengalami down regulasi seiring dengan diproduksinya insulin dalam

tubuh. Pada kasus ini, hal itu tidak terjadi, sehingga gula darah terus diperlukan untuk

diolah, dan sebagai akibatnya maka kandungan cadangan makanan terus menumpuk.

Contoh lain, TRH (yang dihasilkan oleh sel kelenjar pituitari) akan diikat oleh reseptor

TRH di permukaan sel kelenjar tiroid. TRH ini akan merangsang pembentukan TSH di

dalam sel kelenjar tiroid. Hormon tiroid (T3 dan T4) itu sendiri nantinya akan merangsang

down regulasi reseptor TRH, sehingga T3 dan T4 tidak terus menerus diproduksi.

3. Cadangan reseptor

Cadangan reseptor mungkin saja dibentuk oleh sel dalam keadaan diperlukan.

Apabila sel telah memanfaatkan cadangan reseptornya, itu menunjukkan bahwa

kemampuan normal sel telah ditingkatkan hingga ke tingkat yang maksimum. Misalnya,

hormon-hormon steroid dari sel Leydig sudah dapat berpengaruh maksimal terhadap sel

sasaran apabila sel sasaran telah menggunakan 1 % jumlah reseptornya. Peningkatan

penggunaan sisa reseptor lainnya (99 %) menunjukkan bahwa sel berusaha semaksimal

mungkin menggunakan sumber daya yang tersedia (over reaksi). Umumnya, cadangan

reseptor hanya digunakan untuk meningkatkan sensitifitas sel terhadap hormon, sehingga

jika jumlah hormon terlampau sedikit, maka sel berusaha untuk mendapatkan semaksimal

mungkin hormon yang tersedia.

B. Mekanisme Kerja Hormon Secara Umum

Sekret dari kelenjar endokrin disebut hormon. Dalam interaksinya, hormon dapat

memberikan efek sinergis, permisif, atau bahkan menjadi inhibitor. Efek sinergis hormon

47

ENDOKRINOLOGI

terjadi apabila dua atau lebih hormon bekerja bersama-sama sehingga menimbulkan

respon yang jauh lebih besar dibanding jika hormon tadi masing-masing bekerja sendiri-

sendiri. Efek permisif adalah suatu keadaan dimana suatu hormon dapat menimbulkan

efek yang diharapkan apabila ada kehadiran hormon lain yang mendukung meskipun

hormon lain tadi tidak langsung ikut bereaksi. Lihat gambar berikut :

Gb. 41. Efek permisif hormon pada pertumbuhan kelenjar mammae

Contoh pada skema gambar tersebut menunjukkan kerjasama antara estrogen dan

progesteron dalam pertumbuhan pemasakan kelenjar mammae. Kehadiran estrogen akan

memberikan suasana kondusif bagi progesteron untuk bekerja dalam menumbuhkan

alveoli kelenjar hingga mencapai bentuk yang sempurna dan cukup masak untuk

berproduksi.

Sedangkan efek inhibisi adalah efek yang ditimbulkan oleh suatu kerja hormon

tertentu sehingga menyebabkan hormon lain tidak dapat bekerja semestinya, atau terjadi

hambatan proses fisiologis sel sehingga hasil produknya tidak sesuai yang diharapkan.

Pada tingkat seluler, hormon-hormon akan mengubah aktivitas enzym melalui

beberapa cara berikut ini :

1. Mekanisme signal transduksi

2. Diffusi atau internalisasi hormon ke dalam sitoplasma

3. Melalui kerjasama hormon reseptor (H-R)

B.1. Jalur signal transduksi

Cara ini adalah cara yang ditempuh oleh beberapa protein dan hormon peptida

yang relatif besar ukuran molekulnya dan tidak larut dalam membran sel. Hormon jenis

48

ENDOKRINOLOGI

ini tidak akan masuk ke dalam sitoplasma sel, tetapi hanya bergabung dengan molekul

reseptor di permukaan membran, yang selanjutnya mengaktifkan adenilat siklase. Lihat

pola hubungannya pada skema berikut :LINGKUNGAN LUAR SEL MEMBRAN SEL SITOPLASMA

HORMON

Gb.42. Skema aktivasi adenilat siklase oleh hormon

hingga terjadi perubahan ATP menjadi cAMPHormon dapat secara langsung maupun tak langsung menstimulasi atau

menghambat aktivitas sel dengan jalan memodulasi pesan-pesan kimianya (chemical

messenger). Beberapa hormon bertindak langsung sebagai first messenger (pembawa

pesan langsung/utama). Hormon jenis ini biasanya akan langsung berinteraksi dengan

membran sel guna meningkatkan produksi second messenger (pembawa pesan tidak

langsung/kedua) di dalam sel. Second messenger inilah nantinya yang akan bertanggung

jawab langsung dalam mengaktivasi sel. Second messenger biasanya dijumpai dalam

bentuk cyclic adenosine monophosphate (cAMP, cyclic AMP) atau cyclic guanosine

monophosphate (cGMP, cyclic GMP).

Semua jenis hormon tubuh (kecuali steroid dan thyroid) dapat mengadakan

interaksi dengan sel target. Caranya adalah berikatan dengan reseptor di permukaan

membran sel. Gabungan ikatan antara hormon dan reseptor akan mengaktifkan enzym

adenilat siklase atau guanilat siklase di dalam membran sel. Enzym-enzym ini kemudian

akan mengubah ATP atau GTP menjadi cAMP atau cGMP. Selanjutnya cAMP / cGMP

selaku second messenger akan mengirimkan pesan-pesannya menggunakan signal-signal

(kode-kode). Proses pengiriman dan pengaktifan signal ini disebut dengan signal

transduction. Berikut ini contoh signal transduksi dan efek yang ditimbulkannya.

49

ADENILAT SIKLASE

ATP cAMP

RESEPTOR

ENDOKRINOLOGI

Gb.43. Aksi H-R mengaktifkan cAMP atau cGMP pada sel target

Hormon-hormon yang aksinya melalui jalur ini antara lain : parathiroid hormon

(PTH), calcitonin, hormon tumbuh (Growth Hormone, GH), FSH, LH, TSH,

prolaktin, ACTH, MSH, vasopressin, insulin, glukagon, sekretin, gastrin,

kolesistokinin, angiotensin II, dan katekolamin. Beberapa hormon yang menggunakan

jalur cAMP tertera dalam tabel berikut ini :

Tabel 2. Hormon yang menggunakan jalur cAMP

HORMON KEGIATAN cAMPEpinephrin

Norepinephrin

GlukagonMSH

Hormon parathiroid

ACTHLH

VasopressinTiroksin

TSH, TyrotropinFSH

Hypothalamic releasing factors

Glikolisis pada hati dan jantungLipolisis pada sel lemakSekresi amilase dari kelenjar ludahPenurunan aktivitas sel PurkinjePelepasan asetilkolin pada sel sarafPelepasan melatonin dari pinealGlikolisis sel hati dan lipolisis dalam sel lemakMempergelap kulit katakPhosphateuria pada korteks ginjalPenyerapan kalsium pada tulangMenstimulasi korteks adrenalSintesis steroid dalam korpus luteumResorpsi air pada tubulus renalisTachicardiaMenstimulasi kelenjar tiroidMenstimulasi pemasakan folikel dan meregulasi sekresi estrogenMeregulasi sekresi hormon dari adenohypophysis

50

ENDOKRINOLOGI

Gb.44. Jenis hormon yang menggunakan jalur cAMP, cGMP dan Ca2+.

Reseptor Untuk Signal Transduction

Ikatan H-R di permukaan membran sel menyebabkan terjadinya perubahan

konformasi reseptor dan enzym. Perubahan ini selanjutnya akan mengaktifkan enzym

adenilat siklase di dalam membran.

Langkah pengiriman signal yang ditempuh ada tiga tahapan yaitu : pengenalan

(recognition), transduksi (transduction), dan amplifikasi (amplification). Langkah

pengenalan (recognition) adalah langkah awal dimana reseptor mencoba mengenali

struktur dan sifat spesifisitas hormon. Struktur hormon yang sama belum menjamin akan

diterima oleh reseptor. Dalam hal ini reseptor betul-betul bertugas memilih secara cermat

hormon pasangannya. Jika H yang akan diikat sudah tepat, maka akan terjadi ikatan H-R

di permukaan membran sel. H (khususnya jenis hormon peptida) akan tetap berada di luar

sel, dengan kata lain hormon tersebut tidak akan ditelan (diinternalisasi).

Langkah selanjutnya adalah transduksi. Reseptor akan mengadakan komunikasi

dengan protein Guanine (protein regulator, dikenal dengan istilah G-protein). Guanine itu

sendiri tersusun dari 2 atau 3 subunit protein yaitu guanin, guanin, dan atau guanin.

Protein regulator guanin-alpha ini dapat bertindak sebagai inhibitor (disebut dengan

istilah Gi, apabila hormon yang bergabung adalah hormon inhibitor) atau stimulator

(disebut Gs, apabila hormon yang bergabung adalah hormon stimulator). Gs atau Gi ini

akan berinteraksi dengan lipid pada membran sel, kemudian diikuti dengan pemisahan

(disosiasi ) antara G dengan G. G akan bergabung dengan GTP atau ATP. Asosiasi

51

ENDOKRINOLOGI

G–GTP / ATP akan menuju ke guanilat/adenilat siklase guna mengaktifkan atau

menghambat guanilat/adenilat siklase (g/aC, guanylate/adenylate cyclase). Selanjutnya

terjadi penggabungan antara guanilat/adenylate siklase dengan G-GTP / ATP.

Langkah berikutnya adalah amplifikasi. Gs- atau Gi- akan memisahkan diri dari

kompleks H-R. Pemisahan ini menyebabkan aktifnya enzym GTPase yang bekerja pada

asosiasi G GTP-AC. Enzym tersebut akan mendisosiasi satu Pi (phosphor berenergi

tinggi) dari GTP / ATP hingga berubah menjadi GDP/ADP. Dengan lepasnya 1 Pi, maka

afinitas antara GTP / ATP-AC menjadi berkurang hingga akhirnya lepas. Gs / Gi-

kemudian akan bergabung kembali dengan Gs / Gi- menjadi G-protein seperti semula.

GDP / ADP selanjutnya akan berubah menjadi GMP / AMP dan akhirnya membentuk

siklik menjadi cGMP atau cAMP. Bentuk siklik inilah yang berperan dalam

mengaktifkan atau menghambat kerja intraseluler sesuai dengan pesan yang dikirimkan

oleh hormon.

Gb.45 . Peran reseptor dalam signal transduksi

52

ENDOKRINOLOGI

Gb.46. Perubahan konformasi protein G pada membran sel selamaberlangsung signal transduksi

B.2. Jalur Langsung (jalur steroid)

Hormon steroid umumnya memilih jalur ini karena molekul-molekul hormon

steroid berukuran relatif lebih kecil dan larut di dalam lemak (lipofilik), sehingga mudah

penetrasi (difusi) ke dalam membran sel. Di dalam sitoplasma, hormon tadi akan

bergabung dengan reseptor sitoplasmik. Ikatan hormon-reseptor (H-R) akan dibawa

masuk ke dalam nukleus, atau jika di dalam sitoplasma hormon tadi belum menemukan

reseptor yang sesuai maka hormon akan langsung menuju ke dalam nukleus dan

berikatan dengan reseptor di dalam nukleus. Setelah melalui proses transkripsi genetik,

dibentuklah pita mRNA khusus yang kemudian bergerak ke luar nukleus menuju ke

ribosom di dalam sitoplasma. Hasil translasi di dalam ribosom akan dibawa ke dalam

retikulum endoplasma, selanjutnya dikirim menuju ke apparatus golgi untuk dikemas

menjadi produk yang diharapkan. Hormon-hormon yang menempuh jalur semacam ini

adalah hormon yang bekerja pada organ gonad, misalnya : kortisol, progesteron, estradiol

(pada uterus), testosteron, dan tiroksin.

53

ENDOKRINOLOGI

Gb.47. Mekanisme hormon steroid pada sel sasaranBeberapa jenis hormon tertentu dapat mengikuti jalur ganda, yakni dengan jalur

cAMP atau jalur pengikatan reseptor di dalam sitoplasma. Hormon tersebut adalah

prolaktin dan tiroksin. Keduanya dapat masuk ke dalam sel dengan cara endositosis,

kemudian hormon tadi ditumpahkan ke dalam sitoplasma untuk bergabung dengan

reseptor, selanjutnya di bawa ke dalam nukleus. Berikut ini contoh interaksi terpadu dari

hormon steroid dan non-steroid.

54

ENDOKRINOLOGI

Gb.48. Interaksi terpadu antara non-steroid dan steroid di sel target

Gb.49. Contoh internalisasi hormon di permukaan membran sel

B.3. Jalur pengikatan H-R dengan peningkatan kadar kalsium

Beberapa hormon (misal katekolamin yang bekerja pada sel hati via reseptor alfa-

adrenergik) mengikat reseptor pada membran sel target, yang mengakibatkan perubahan

konsentrasi kalsium intra sel. Perubahan yang berupa peningkatan pengikatan kalsium ini

mengaktifkan protein kinase, yang selanjutnya mengawali efek hormon pada sel sasaran.

Perubahan kalsium diperantarai oleh protein calmodulin (peptida ber-BM 16.700, yang

memiliki 4 domain untuk mengikat 4 Ca2+).

Gb.50. Model mekanisme aksi hormon dengan calmodulin

Kerjasama antar hormon dan reseptor ini sering dinamakan kooperasi H-R. Model

kooperasi H-R ada tiga, yakni : kooperasi negatif (kerjasama H-R yang mengakibatkan

turunnya kemampuan reseptor untuk mengikat hormon serupa atau hormon lain),

kooperasi positif (adanya kerjasama H-R suatu hormon yang memacu peningkatan H-R

55

ENDOKRINOLOGI

lainnya), dan non-kooperatif (pengikatan salah satu H-R tidak akan mempengaruhi

kerjasama H-R lainnya).

Salah satu karakter utama hormon adalah dapat mempengaruhi atau menimbulkan

respon pada sel/jaringan sasaran (meskipun jumlah hormon yang terlibat sangat sedikit).

Hal ini dapat terjadi karena hormon dapat menyebabkan terjadinya aktivitas “enzym

cascade” (pengaktivan enzym secara bertingkat dan permisif). Misalnya: adanya stimulus

eksternal akan mempengaruhi kerja medulla adrenalis, medulla ini kemudian terangsang

untuk memproduksi epinephrin. Epinephrin kemudian ditransportasikan ke sel hati

melalui pembuluh darah. Reseptor di dalam hati akan mengikat epinephrin, diikuti

kemudian dengan pengaktifan berbagai enzim kinase dan kegiatan fosforilasi protein,

yang pada gilirannya akan mengubah glikogen menjadi gula darah.

Gb.51. Keterlibatan epinephrin dalam mengubah glikogen menjadi glukosa darah

56

ENDOKRINOLOGI

A.

Transportasi Hormon Menuju ke Sel atau Organ Sasaran

Hormon dapat mencapai sel atau organ sasaran melalui satu atau lebih rute berikut ini :

1. Endokrin.

Ini merupakan cara yang ‘klasik’, yakni hormon disekresikan ke dalam darah, untuk

disebarkan ke sasaran yang dituju.

2. Neurokrin.

Neuron mengontak sel sasaran dengan cara menjulurkan axonnya. Pada saat kontak

terjadi, neuron segera mensekresikan hormonnya ke sinaptik kleft (ruangan

penghubung antara dua sel yang sedang kontak).

3. Neuroendokrin.

Hormon yang dihasilkan oleh sel saraf disekresikan ke dalam darah untuk diedarkan

ke sel sasaran.

4. Parakrin.

Hormon yang telah disekresikan ke ruang antar sel (ruang ekstraseluler) akan segera

berdifusi ke dalam sel sasaran.

5. Lumonal.

Hormon disekresikan ke dalam lumen (khususnya pada saluran pencernaan).

57

VII TRANSPORTASI, METABOLISME DANSIRKULASI HORMON

ENDOKRINOLOGI

6. Pheromonal.

Hormon atau sekretnya dilepaskan ke luar tubuh.

7. Autokrin.

Hormon yang telah disekresikan mungkin akan berfungsi sebagai ‘feed back’ (umpan

balik) bagi sel itu sendiri.

Somatostatin adalah contoh hormon yang memiliki beberapa rute sekaligus dalam

mempengaruhi sel-sel sasarannya. Somatostatin diangkut ke pituitari melalui sistem

portae hipofiseal (atau rute neuroendokrin), guna meregulasikan sekresi somatotropin.

Somatostatin dilokalisir di dalam sel-sel neuron CNS (central nervous system, sistem

saraf pusat) tetapi dapat mengontrol neuron sasaran secara neurokrin. Sementara itu,

somatostatin juga dapat meregulasi fungsi pulau-pulau Langerhans pankreas melalui

mekanisme parakrin lokal. Di dalam usus, somatostatin berfungsi sebagai hormon lokal

(autokrin) sekaligus mengontrol sekresi gastrin dengan mekanisme parakrin.

Gb. 52. Cara-cara transportasi hormon

Target sel mampu memberikan respon terhadap hormon disebabkan karena sel-sel

sasaran ini memiliki reseptor yang sangat spesifik yang mampu membedakan ciri hormon

yang satu dengan lainnya. Hanya hormon yang tepat yang mampu menembus sel sasaran.

Pada keadaan patologik tertentu, misalnya produksi hormon yang berlebihan, respon

yang ditimbulkan dapat menjadi tidak terkontrol. Khusus untuk daerah otak, sel-sel

58

ENDOKRINOLOGI

neuronnya dilindungi secara khusus dengan adanya sawar darah otak (blood brain

barrier).

Hormon yang telah disekresikan ke dalam cairan ekstraseluler atau ke darah

umumnya terikat pada protein di dalam plasma darah. Dengan demikian transportasinya

akan cepat mencapai sasaran sesuai kecepatan aliran darah. Selain itu, terikatnya hormon

pada protein darah dapat menghindarkan terfiltrasinya hormon di ginjal, sehingga

hormon yang berat molekulnya relatif rendah tetap dapat dipertahankan keberadaannya di

dalam tubuh. Keuntungan lain, hormon tidak cepat terdegradasi mengingat bahwa

hormon baru mulai bisa dipecah bila sudah mencapai sel sasaran dan terlepas dari ikatan

protein plasma.. Beberapa contoh hormon yang digendong oleh protein plasma adalah:

tiroksin (diikat oleh protein TBG / thyroxin binding globulin), thyroid (diikat oleh

TBPA/ thyroid hormone binding prealbumin).

B. Metabolisme dan Sirkulasi Hormon

Hormon disekresikan dari sel sekretoris dengan tujuan untuk menimbulkan respon

pada sel sasaran. Setelah mencapai sasaran yang dikehendaki, maka hormon harus

diinaktifkan, agar tidak timbul respon berkepanjangan tanpa henti. Untuk itu, peran faktor

intraseluler dan ekstraseluler sangat diperlukan guna memperantarai proses ini.

1. Metabolisme Hormon Peptida.

Hormon peptida memiliki ‘umur’ (waktu paruh) yang relatif pendek. Waktu

paruh adalah waktu yang diperlukan untuk menyusutkan atau menginaktifkan separuh

jumlah hormon yang beredar di dalam darah atau tubuh. Hormon peptida rantai pendek,

misalnya MSH dan Oksitosin, memiliki waktu paruh antara 2 hingga 30 menit.

Sedangkan hormon peptida yang memiliki rantai panjang, misalnya TSH, memiliki waktu

paruh relatif lama, yakni kurang lebih 60 menit. Inaktivasi hormon peptida dan protein

umumnya terjadi pada reseptor sel-sel hati dan ginjal, atau dapat juga di dalam sitoplasma

sel apabila hormon tadi terendositosis atau tertelan oleh sel.

59

ENDOKRINOLOGI

Inaktivasi hormon peptida dilakukan oleh enzym peptidase dengan cara

memecahkannya pada rantai tertentu. Enzym peptidase sendiri dapat dikelompokkan

menjadi dua, yaitu : 1. Enzym eksopeptidase (karboksipeptidase dan aminopeptidase)

yang akan memutus rantai C atau N di tepi rantai protein, dan 2. Enzym endopeptidase

(tripsin, kimotripsin) akan memutus rantai sebelah dalam dari rangkaian asam-asam

amino.

Sebagai contoh, hormon insulin terdiri dari 2 rantai yang keduanya dihubungkan

oleh ikatan disulfida. Dengan adanya insulinase (enzym yang berfungsi untuk

menginaktivasi insulin), maka rantai disulfida akan terputus, sehingga insulin akan

terpecah menjadi 2 rantai terpisah. Waktu paruhnya berkisar antara 30 menit hingga

beberapa hari.

Gb.53. Metabolisme insulin menjadi rantai A dan rantai B

Pada dasarnya metabolisme atau degradasi hormon peptida atau protein dapat

berlangsung bila ada enzym-enzym proteolitik yang terlibat, seperti contoh berikut ini :

Gb. 54. Model degradasi hormon peptida dengan enzym proteolitik

60

ENDOKRINOLOGI

2.Hormon Steroid dan Tiroid.

Hormon-hormon steroid umumnya terikat pada protein plasma (protein carrier).

Waktu paruh hormon ini sangat tergantung pada eratnya ikatan antara hormon dengan

carriernya. Hormon steroid yang tidak terikat pada protein carrier (misalnya aldosteron)

memiliki waktu paruh yang pendek, sedangkan yang terikat pada carrier memiliki waktu

paruh relatif lama. Di dalam sel hati, hormon steroid yang berasal dari gonad atau adrenal

akan berikatan dengan asam glukuronat atau tersulfatisasi sehingga menyebabkan

hormon tersebut menjadi inaktif, mudah larut, dan mudah dieliminasi bersama urin.

Asam-asam glukuronat disekresikan bersama dengan bilus, dan dapat diserap kembali ke

dalam darah. Nasib tiroksin dan triiodotironin di dalam sel hati juga akan sama seperti

hormon steroid lainnya.

3. Neurotransmitter dan Adrenal Katekolamin

Katekolamin dimetabolisme hanya di dalam sel hati dengan cara orthometilasi

atau deaminasi oksidatif oleh enzym COMT (Catechol-O-Methyl Transferase) dan MAO

(Monoamine Oxidase). Enzym COMT dan MAO ini juga menginaktivasi

neurotransmitter (norepinefrin dan dopamin) pada sinaps, sehingga sekret tersebut dapat

diserap kembali oleh bagian presinaptik axon untuk dijadikan prekursor hormon sejenis.

Gb.55. Metabolisme katekholamine

Asetilkolin disekresikan ke sinaps oleh sel-sel saraf kolinergik. Kehadiran enzym

asetilkolinesterase menyebabkan hormon tadi terurai menjadi kolin dan asetat, keduanya

61

ENDOKRINOLOGI

dapat diserap kembali oleh presinaptik axon untuk dijadikan prekursor hormon yang

sama.

Hormon yang dilepaskan dari darah, akan diserap oleh sel atau organ sasaran.

Didalam sel atau organ sasaran, hormon akan didegradasi oleh enzym-enzym tertentu

misalnya dari kelompok enzym litik, atau dapat juga melalui mekanisme oksidasi,

deaminasi atau metilasi. Pada sel hati, hormon yang terdegradasi akan diikatkan pada

asam glukuronat atau glukuronik sulfat, atau dapat juga dibiarkan bebas dalam

sitoplasma. Kemudian hormon tadi diteransfer menuju ke empedu untuk selanjutnya

dibuang bersama feces, atau jika mungkin maka akan didaurulang kembali.

A. Peran Fisiologik Hormon

Secara fisiologik, hormon mengontrol seluruh aktivitas sel di dalam tubuh, antara lain:

1. Hormon dapat mempengaruhi aktivitas sel-sel kelenjar atau sel-sel neuron dalam

mensintesa dan mensekresikan hormon-hormon lain. Selain itu, hormon juga

mempengaruhi aktivitas traktus digestivus dalam mensekresikan produknya yang

berupa enzym, HCl, atau garam-garam empedu. Sintesa dan sekresi mukus (di dalam

sel-sel mukus), susu (dalam sel kelenjar mammae), sebum dan keringat (dalam

kelenjar keringat dan sebasea), serta pheromon dan bau-bauan yang khas sangat

dipengaruhi oleh hormon.

2. Hormon diketahui juga mempengaruhi proses metabolisme di dalam sel, baik

anabolisme maupun katabolisme. Dalam hal ini jelas bahwa sintesa dan degradasi

karbohidrat, lemak dan protein selalu dikontrol oleh hormon, terutama untuk

menentukan jenis energi dan produk yang diperlukan untuk proses pertumbuhan suatu

individu.

3. Hormon mempengaruhi kontraksi, relaksasi, dan metabolisme sel-sel otot. Kontraksi

dan relaksasi yang dikontrol hormon antara lain terjadi pada sel-sel otot polos

gastrointestinal, pembuluh darah, dan traktus genitalis (khususnya uterus dan

62

VIII PERAN FISIOLOGIK HORMON

ENDOKRINOLOGI

oviduct). Keberadaan protein kontraktil pada otot jantung dan otot rangka juga diatur

oleh hormon. Beberapa jenis hormon steroid tertentu diketahui mempengaruhi proses

anabolisme dan katabolisme dalam sel otot.

4. Hormon sangat berperan dalam mengontrol proses reproduksi, seperti misalnya

differensiasi gonad, pemasakan gonad, dan gametogenesis.

5. Hormon dapat berperan sebagai stimulan atau inhibitor proliferasi sel, sehingga

sangat mempengaruhi pertumbuhan.

6. Hormon juga diketahui mempengaruhi ekskresi dan reabsorpsi kation dan anion

anorganik (misalnya Na, K, Ca, dan P).

7. Hormon berperan permisif terhadap hormon lain. Dalam hal ini diketahui bahwa

suatu hormon dapat berperan sangat efektif atau bahkan mencapai maksimal apabila

ada kehadiran hormon lain. Kehadiran hormon lain tersebut mutlak adanya, meskipun

belum tentu terlibat langsung di dalam proses.

8. Hormon berperan dalam menentukan tingkah laku binatang, misalnya tingkah laku

agresif atau tingkah laku seksual khususnya pada masa-masa reproduksi. Tingkah

laku keibuan pada hewan betina dikendalikan oleh hormon gonad dan pituitari,

sedangkan tingkah laku berkelompok dipengaruhi oleh adanya pheromon.

Hormon dapat mengontrol fungsi fisiologik tubuh pada tahap-tahap awal

kehidupan, atau dapat berlanjut pada tahap perkembangan selanjutnya. Produksi hormon

sepanjang hidup individu sangat tergantung pada kebutuhan di setiap fase pertumbuhan.

Sehingga hormon yang diproduksi di dalam tubuh memiliki spesifikasi sekresi tersendiri,

misalnya :

1. Beberapa jenis hormon tertentu disekresikan secara on dan off selama hidup, hal ini

dimaksudkan untuk mengontrol fluktuasi komponen di dalam serum darah, misalnya

kandungan glukosa dan Ca 2+.

2. Beberapa hormon lain disekresikan secara spasmodik (periodik tetapi tidak beraturan

karena disekresikan hanya pada kondisi tertentu). Misalnya, Oksitosin disekresikan

hanya pada saat melahirkan dan selama menyusui, sedangkan adrenal katekolamin

hanya disekresikan pada saat sedang mengalami stress. Kortisol yang disekresikan

63

ENDOKRINOLOGI

secara terus menerus dalam keadaan stress justru akan berakibat memperlemah tubuh

individu. Oleh karena itu, hormon tidak disekresikan secara terus menerus selama

hidup.

3. Beberapa jenis hormon tidak disekresikan dalam jumlah besar pada fase awal

kehidupan, tetapi pada masa pertumbuhan produksi hormon tersebut ditingkatkan.

Misalnya gonadotropin hanya sedikit diproduksi pada fase sebelum pubertas, tetapi

produksi akan ditingkatkan selama fase pubertas dan sesudahnya guna menstimulasi

gonad dan menyempurnakan pertumbuhan dan perkembangan sifat kelamin sekunder.

Sebaliknya, sekresi hormon tertentu akan berkurang seiring dengan pertambahan

umur individu. Misalnya, sekresi tiroid akan menurun pada masa tua dengan resiko

mekanisme termogenesis manula akan terganggu.

4. Seiring dengan waktu, hormon tertentu dapat kehilangan fungsinya meskipun tetap

diproduksi di dalam tubuh. Misalnya, FSH tetap disekresikan setelah fase menopause

tetapi ovarium tidak lagi memberikan respon terhadap hormon tersebut.

5. Hormon tertentu mungkin hanya sesekali, atau beberapa kali saja diproduksi selama

hidup individu. Misalnya, hCG (human chorionic gonadotropin) dan berbagai peptida

yang diproduksi oleh plasenta hanya dibuat selama kehamilan.

B. Efek Patofisiologik Hormon

Hormon endokrin disekresikan dari kelenjar dengan tujuan untuk memberikan

respon terhadap kebutuhan tubuh. Hormon tadi akan diregulasi di dalam sel-sel sasaran,

dan dengan cepat didegradasi dan dieliminasi dari tubuh. Kegagalan kelenjar endokrin

memproduksi sejumlah hormon yang diperlukan serta ketidakmampuan sel atau jaringan

sasaran meregulasikan hormon tadi dapat menimbulkan suatu keadaan fatal, dalam arti

bahwa tubuh mengalami disfungsi atau bahkan mati. Bebrapa contoh keadaan

patofisiologik yang terkait dengan hormon dapat disimak dari penyakit berikut ini :

B.1. Defisiensi Hormon.

Beberapa keadaan yang disebabkan oleh kekurangan hormon antara lain :

64

ENDOKRINOLOGI

1. Ketiadaan insulin menyebabkan kandungan gula darah meningkat (hyperglycemia),

dan keadaan ini akan mempengaruhi proses fisiologik yang lain lagi, sehingga

penderita kekurangan insulin ini (Diabetes mellitus ; DM) dapat mengalami koma

atau kematian.

2. Ketiadaan hormon paratiroid menyebabkan hypocalcemia diikuti kejang-kejang

tubuh dan dapat berlanjut hingga kematian.

3. Gagalnya hipofisa mensekresikan vasopressin dapat menyebabkan tubuh kehilangan

cairan dan dehidrasi (Diabetes Insipidus). Penyakit tersebut juga dapat timbul akibat

ginjal gagal memberikan respon terhadap hormon (Diabetes insipidus nephrogenik).

4. Gagalnya tubuh memproduksi keperluan hormon dapat juga diakibatkan oleh

rusaknya organ atau kelenjar penghasil hormon. Adanya penyakit TBC dapat

menyebabkan korteks adrenal rusak, demikian pula jika pituitari gagal mensekresi

ACTH atau hipotalamus gagal memproduksi CRH, maka korteks adrenal akan gagal

dalam memproduksi kortisol, sehingga menimbulkan penyakit Addison’s disease.

B.2. Overproduksi Hormon

Keadaan yang bersifat abnormal juga dapat muncul akrena kelebihan hormon, misal :

1. Kelebihan sekresi kortisol (Cushing’s Syndrome) dapat menyebabkan perubahan

metabolisme karbohidrat, lemak, dan protein. Ini mengakibatkan kondisi

hyperglycemia (DM) dan diikuti kelelahan sel-sel beta pankreas.

2. Kelebihan aldosteron (hyperaldosteronisme, Conn’s disease) menyebabkan

hipernatremia (meningkatnya Na+ darah) diikuti dengan hypervolemia (volume

cairan darah meningkat) sehingga menimbulkan hipertensi berat.

3. Sekresi hormon yang berlebihan mungkin terjadi pada penderita tumor atau

neoplasia, karena sel-sel tumor juga menghasilkan hormon. Misalnya tumor pada

korteks adrenal dapat menghasilkan kortisol yang berlebih (Cushing’s syndrome).

Pada kasus insulinoma, produksi insulin menjadi berlebihan sehingga berakibat

glukosa darah menurun tajam (hypoglycemia), penderita mengalami koma dalam

waktu singkat dan bahkan mati.

65

ENDOKRINOLOGI

B.3. Gagalnya interaksi hormon-reseptor pada sel sasaran

Keadaan yang tidak menguntungkan dapat timbul akibat interaksi yang tidak

sempurna, sebagaimana contoh berikut ini :

1. Terjadinya perubahan pada struktur hormon peptida akibat mutasi kode genetik

menyebabkan hormon tersebut tidak dapat menemukan reseptor yang tepat (kasus

hyperinsulinemia).

2. Hormon testosteron tidak dapat berinteraksi dengan jaringan sasaran karena jaringan

tersebut tidak memiliki reseptor testosteron. Akibatnya individu jantan akan

berkembang menjadi kewanita-wanitaan (mengarah ke fenotip wanita). Kasus ini

disebut testicular feminizing syndrome.

Pada kasus pseudohypoparathyroidisme, jumlah hormon paratiroidnya berlebih,

sedangkan adenilat siklase sel-sel ginjal tidak mampu meningkatkan cAMP sehingga sel

gagal memberikan respon terhadap hormon.

66

ENDOKRINOLOGI

Metode yang digunakan untuk penelitian di bidang endokrin saat ini sangat

beragam, antara lain melibatkan bidang ilmu bedah, immunologi, histokimia, bioassay,

dan ekstraksi jaringan. Penelitian bidang endokrin ini umumnya difokuskan pada hal-hal

sebagai berikut :

1. Sumber. Suatu hormon diketahui dapat terdistribusi luas di tubuh, misalnya

ditemukan di berbagai organ, jaringan, atau bahkan berbagai sel. Sebagai contoh,

beberapa hormon gastrointestinal, ternyata selain terdapat di daerah sistem

pencernaan, juga ditemukan pada sistem saraf pusat. Penelitian pada fokus ini

bertujuan untuk mengetahui sumber hormon dengan cara mengetahui keberadaan

hormon tersebut pada sel sasaran.

2. Sintesa dan penentuan struktur hormon. Hal ini tergantung pada jenis hormon

yang diteliti, sedangkan penentuan strukturnya tergantung pada metode yang

digunakan. Hasil penelitiannya harus dibandingkan dengan standar struktur hormon

yang telah ditetapkan sebelumnya.

3. Biosintesis. Fokus penelitian ini adalah mengetahui mekanisme biosintesis hormon

secara pasti. Pengetahuan mengenai struktur hormon sangat menentukan terutama

untuk memperkirakan pembentukan cDNA (complementary DNA), mRNA, hingga

proses sintesa proteinnya. Dengan demikian, akan diketahui nantinya apakah

67

IX METODOLOGI PENELITIAN ENDOKRIN

ENDOKRINOLOGI

biosintesa hormon tersebut berasal dari prohormon ataukah dari prekursor lain, selain

itu juga akan diketahui jenis enzym-enzym yang terlibat.

4. Kontrol sekresi hormon. Faktor-faktor yang meregulasikan sekresi hormon,

misalnya faktor intrinsik atau ekstrinsik, perlu dideteksi. Stimulan endogen misalnya,

kemungkinan berperan besar dalam efek positif / negatif feedback, sirkulasi produk,

atau efek lanjutan akibat dari hormon yang telah disekresikan.

5. Mekanisme sekresi tingkat seluler. Begitu mekanisme regulasi first messenger

diketahui, maka selanjutnya perlu diselidiki second messengernya dan elemen-elemen

struktural (channel ion, organel) yang terlibat dalam proses sekresi hormon.

6. Metabolisme dan sirkulasi. Waktu paruh dari hormon selama tersirkulasi dalam

tubuh harus dapat ditentukan. Penelitian ini luas karena menyangkut ada tidaknya

protein penyerta hormon, kekuatan konyugasi hormon dengan protein lain,

kemampuan ginjal dalam meretensikan hormon, dan mudah tidaknya hormon

terdegradasi oleh enzym-enzym dalam serum. Keadaan tersebut akan sangat

menentukan pola sirkulasi dan metabolisme hormon.

7. Peran dan aktivitas hormon secara biologik. Penelitian di bidang ini dapat

dilakukan dengan cara menyuntikkan hormon yang analog dengan hormon yang

diteliti, guna mengetahui persis peran dan fungsinya. Dapat juga dengan cara

menghilangkan hormon/organ dari tubuh untuk dilihat efeknya. Alternatif lain,

hormon disuntikkan pada spesies yang berbeda sehingga dapat diketahui fungsi

tambahan lain selain yang telah diketahui.

8. Mekanisme kerja hormon. Pemberian hormon yang dilakukan secara in vitro

maupun in vivo harus dapat mengindikasikan proses biologiknya, misalnya harus

diketahui reseptor-reseptor yang terlibat, mekanisme signal transduction yang dilalui,

pembentukan second messenger yang terjadi, dan selang waktu yang diperlukan

antara pengikatan H-R dengan respon yang ditimbulkan.

Beberapa metode penelitian yang sering digunakan antara lain :

1. Penelitian Histo-sitologi, misalnya immunositokimia.

2. Metode bedah, misalnya kastrasi atau transplantasi.

68

ENDOKRINOLOGI

3. Terapi dengan penggantian hormon.

4. Netralisasi aktivitas hormon secara immunologik.

5. Ekstraksi dan Pemurnian jaringan.

6. Sistesis dan identifikasi secara khemis.

7. Bioassay.

8. Penelitian struktur dan aktivitas hormon.

9. Penelitian menggunakan radioisotop. Misalnya: radioimmunoassay (RIA),

radioreceptor assay (RRA), enzym assay, autoradiografi.

10. Metode elektrofisiologik.

11. Metode farmakologi.

12. Penelitian dengan antibodi monoklonal.

13. Penelitian dengan tehnik rekombinan DNA.

14. Penelitian dengan cara rekayasa genetik.

Berikut ini diberikan beberapa contoh bioassay untuk hormon tertentu, dengan

sistem assaynya serta monitoring respon yang muncul dan perlu diperhatikan pada tiap-

tiap model assay :

69

ENDOKRINOLOGI

Hewan-hewan uji yang biasa digunakan untuk penelitian adalah :

1. Siklostom (vertebrata primitif), misalnya: Lamprey, belut.

2. Ikan tulang rawan, misalnya; ikan hiu, ikan pari.

3. Ikan bertulang sejati, misalnya: ikan salmon, ikan karper.

4. Amfibia, misalnya : urodela (salamander), anura (kodok dan katak).

5. Reptil, misalnya: ular, kadal, kura-kura, buaya.

6. Burung, misalnya: ayam, kalkun, merpati.

7. Mammalia non-primata, misalnya: tikus, babi, marmut.

8. Primata, misalnya: monyet dan “embrio” (meskipun tidak terlalu populer, tetapi

embrio ini sering diberi perlakuan khusus untuk tujuan transplantasi).

Satu hal yang perlu diperhatikan, para peneliti saat ini mulai menyadari bahwa

penggunaan hewan untuk penelitian sebenarnya ‘kurang etis’ untuk dilakukan. Hal ini

menyangkut kepada hak hidup untuk makhluk hidup, disamping bahwa hewan uji sering

diperlakukan tidak sewajarnya (diberi perlakuan dan dibiarkan mati perlahan-lahan

sambil menanggung efek dari perlakuan). Untuk itu, sekarang ini sangat dianjurkan

penelitian assay menggunakan jaringan sasaran yang dikulturkan, meskipun

kelemahannya masih ada, yakni efek perlakuan barangkali bisa juga memunculkan efek

tidak diharapkan pada jaringan lain secara in vivo.

70

ENDOKRINOLOGI

DAFTAR PUSTAKA

1. Djojosoebagio, S., Fisiologi Kelenjar Endokrin, UI Press, Jakarta.

2. Erlandsen, S.L. and JE Magney, 1992. Color Atlas of Histology, Mosby Year Book, Boston.

3. Geneser, F. 1986. Buku Teks Histologi, Bina Rupa Aksara, Jakarta.

4. Hadley, MacE. 1992. Endocrinology, 3rd Ed., Prentice Hall, New Jersey.

5. Haznam, MW., 1991. Endokrinologi, Angkasa Offset, Bandung.

6. Langley, LL., IR. Telford dan JB Christensen, 1980. Dinamic Anatomy and Physiology, 5th Ed, McGraw-Hill Book Company, New York.

7. Leeson, CR., TS. Leeson, and AA Paparo. 1996. Buku Ajar Histologi., EGC, Jakarta.

8. Lu, FC., 1994. Toksikologi Dasar, 2nd Ed., UI Press, Jakarta.

9. Turner, CD. And JT Bagnara, 1976. Endokrinologi Umum, Airlangga University Press, Surabaya.

71

ENDOKRINOLOGI

LAMPIRAN

72

ENDOKRINOLOGI

73