HORMON DAN METABOLISMENYA

Sistem Endokrin

Sistem endokrin terdiri atas bahan-badan-badanjaringan kelenjar, seperti tiroid, kelenjar padatestis, ovarium, dan jantung. Sistem endokrinmenggunakan hormon untuk mengendalikan dan mengaturfungsi tubuh sama seperti sistem saraf menggunakansinyal listrik kecil. Kedua sistemberintegrasi di otakdan saling melengkapi, tetapi mereka cenderung bekerjadengan kecepatan berbeda. Saraf bekerja dalam hitungandetik, tapi tindakan mereka tak lama kemudian hilang,tetapi beberapa hormon bekerja dalam hitungan jam,minggu bahkan tahunan. Hormon mengatur proses sepertipemecahan substansi kimia dalam metabolisme,keseimbangan cairan, dan produksi urin, pertumbuhan danperkembangan tubuh, serta reproduksi seksual. Hasilkerja hormon dari suatu kelenjar dapat dipengaruhi olehbeberapa faktor, termasuk kadar zat dalam darah danmasukan dari sistem saraf. Karena hormon mengalir dalamdarah, setiap hormon dapat mencapai setiap bagiantubuh. Namun demikian, bentuk molekul khusus darisetiap hormon hanya bisa masuk ke dalam reseptor(penerima) pada jaringan atau organ sasarannya saja.

1. Hipotalamus

Kumpulan sel saraf yang berfungsi sebagai penghubung utama antara saraf dan menghasilakn

faktor pelepas (hormon pengatur) yang mengalir ke dalam kelenjar

hipopisis.

Hipotalamus. Hipotalamus

2. Kelejara Hipopisis

Disebut kepala kelenjar yang

menghasilkan sebagian besar kelenjar endorin.

Kelenjar pituitari atauhipopisis merupakan kelenjar

yang paling berpengaruh dalam sistem endokrin.

Kelenjar ini sebenarnya adalah dua kelenjar

berbeda yang menjadi satu. Bagian depan atau lobus

anterior, atau disebut adenohipopisis, membentuk

sebagian besar massa dari kelenjar ini. Bagian

belakang ada lobus posterior atau neurohipofisis.

Hipofisis anterior membentuk delapan hormon utama dalam

kelenjar dan melepas hormon tersebut ke dalam aliran

darah. Hipofisis posterior menerima dua hormon utama

dari hipotalamus, yang terletak di atasnya, tempat

hormon dibentuk oleh sel neurosekresi. Sel neurosekresi

lain membentuk hormon pengatur, yang mengalir melalui

kapiler ke lobus anterior dan mengendalikan pelepasan

hormon.

3. Kelenjar Pineal (badan pineal)

Kelenjar sebesar kacang polong di tengah-tengah

otak; tepat dibelakang talamus membentuk melatonin

hormon penting dalam ritme tubuh, seperti silus

bagun-tidur; juga mempengaruhi perkembangan seksual.

4. Kelenjar Tiroid

Kelenjar tiroid terletak dileher bagian

depan, dengan keempat kelenjar kecil paratiroid

menempel di sayap sisi paling

belakang. Hormon yang dihasilkan tiroid memiliki

berbagai efek pada proses kimia tubuh,

meliputi pengaturan berat tubuh,

tingkat penggunaan energi dari glukosa darah, dan

frekuensi denyut jantung. Tidak seperti kelenjar

hormon lain, kelenjar ini dapat menyimpan hormon yang

dihasilkannya. Paratiroid menghasilkan parathormon

(PTH), yang meningkatkan kadar kalsium dalam darah.

PTH bekerja pada tulang untuk melepaskan kalsium

simpanan tulang, pada usus untuk meningkatkan

penyerapan kalsium, dan pada ginjal untuk menncegah

hilangnya kalsium.

5. Kelenjar Timus

Menghasilkan tiga hormon yangterlibat dalam pembentukan sel darah putih yangdisebut sel T, yang berfungsi dalam sisitemkekebalan tubuh.

6. Ginjal dan Kelenjar Adrenal

Mensekresi eritropoiten, yangmerangsang produksi sel darah merah dalam sumsumtulang. Setiap kelenjar adrenal berbentuk seperticorong landai atau piramiida, terletak

dipuncak ginjal dan dilindungi olehbantalan lemak. Kelenjar ini terdiri atasdua bagian: korteks yang saraf membentuksekitar sembilan persepuluh massa kelenjar danmemiliki tiga lapisan, dan medula, mengandung seratdan pembuluh darah. Medula di dalam dan korteks diluar kelenjar adrenal masing-masing mensekresihormon yangg berbeda. Hormon kortikal merupakan steroiddan meliputi glukokortikoid, seperti kortisol, yangmempengaruhi metabolisme; mineralokortikoid. Seperti

aldosteron, yang mempengaruhi keseimbangan garam danmineral; dan gonadokortikoid, yang bekerja pada ovariumdan testis. Medula di dalam berfungsi sebagai kelenjarterpisah. Serat saraf medula terhubung dengan sistensaraf simpatis dan medula menghasilkan hormon, tempuratau kabur, seperti adrenalin.

7. Lambung

Membuat hormon yang meransang produksi atau lepasnya enzim pembantu pencernaan.

8. Pankreas

Pankreas merupakan kelenjar yangberfungsi ganda. Pankreas menghasilkan enzimpercernaan di dalam sel yang disebut asini, tetapijuga mempunyai fungsi endokrin. Diantara jarnganasini terdapat sekitar satu juta kumpulan sel yangdisebut pulau langerhans. Pulau langerhans mengandung selpenghasil hormon yang terlibat dalam kendali glukosa(gula darah), sumber energi utama tubuh. Selbeta membentuk insulin, yang memacu pengambilan glukosaoleh sell dan mempercepat perubahan glukosa menjadiglikogen untuk disimpan di dalam hati. Dengan cara iniinsulin menurunkan kadar glukosa di dalamdarah. Hormonlain, glukagon, dihasilkan oleh sel alfa dan bekerjaberlawanan, meningkatkan kadar glukosa darah. Seldelata membentuk somatostatin, yang mengasilkan selalfa dan sel beta.

10.Usus

Sama seperti lambung, membentuk hormon yang meransang pembentukan atau lepasnyaenzim yang membantu pencernaan.

11.Kelenjar dan Hormon Seks

Kelenjar seks utama adalah ovariumpada wanita dan testis pada pria. Hormon seksyang dihasilkan ini, merangsangproduksi sel telur dan sperma, dan mempengaruhiperkembangan janin menjadi bayi laki- laki atauperempuan. Setelah lahir, kadar hormon yang beredartetap rendah sampai saat pubertas. Kemudian,

pada pria, testis meningkatkankeluaran androgen (hormon seks pria), sepertitestoteron. Andogen merangsang pertumbuhan danperkembangan organ seks pria dan produksi sperma, danmempengaruhi karakter seksual sekunder, sepertirambut-rambut dan perubahan suara. Pada wanita ,

mennghasilkan lebihh banyakestrogen dan progesteron.Kedua ovarium

hormon seks wanita yaitu estrogendan progesteron, dengan estrogen meransang pematangansel telur, progesteron meransang pembelahan dindinguterus.

Mekanisme Hormon

Hormon bekerja dengan cara mengubah reaksi kimiasel target. Hormon tidak memulai reaksi biokimia sel,tetapi mengatur tingkat reaksi sel. Rangsanganmenyebabkan kelenjar endokrin melepaskan hormonnya yangbisa berbeda-beda. Dalam beberapa kasus, kelenjar dapatbereaksi langsung terhadap kadar zat tertentu di dalamdarah. Dalam kasus lain malaui mekanisme parantara,seperti kompleks hipotalamus-hipopisis. Kelenjar

adrenal memiliki pemicu ganda. Bagian luar kelenjar,korteks, dikendalikan oleh adrenokotrikotrofik (ACTH)yang beredar, yang dihasilakn oleh hipopisis atasperintah hiotalamus. Bagian dalam medula dirangsangoleh impuls saraf langsung dari hipotalamus.

Dari sifat kimianya, hormon dibagi menjadi duajenis kelompo utama, yaitu: berupa moolekul protein danasam amino, dan yang terdiri dari molekul steroid.Kedua kelompok ini secara keseluruhan bekerja sengancara serupa. Mereka berperan secara biokimiawi untukmengubah tingkat pembentukan zat tertentu, biasanyadengan meningkatkan atau menurunkan produksi enzim yangberperan dalam pembentukan zat tertentu itu. Padatingkat sel, kedua kelompok hormon memiliki mekanismekerja yang berbeda. Hormon protein dan asam aminobekerja pada tempat reseptor yang tidak berubah dipermukaan sel, sedangkan hormon steroid bekerja padareseptor yang bergerak dalam sel.

Klasifikasi Hormon Berdasarkan Target Sel:

1. Hormon endokrin

Hormon yang bekerja jauh dari target sel contohnya; Insulin, dan epineprin yang di sintesis dan dilepaskan pembuluh daraholeh kelenjar endokrin.

2. Hormon parakrin (mediator lokal)

Hormon yang dilepaskan pada sel lokal dan langsungbekerja pada sel itu juga. Contohnya, stimulasi respon imun awal pada sel darah putih pada makropag, sel T. Makropag melepaskan protein growth faktor yaitut interleukin-1 yang merangsang proliferasi dan diferensiasi sel T.

3. Hormon autokrin

Hormon yang bekerja pada sel yang sama, contohnya hormon yang merangsang sel T interleukin 1 yang meningkatkan autostimulatori sel T untuk pelepasan interleukin 2.

Pengelompokan Hormon

No.

Hormon Sumber Efek Umum

Polipeptida1 Kotrikotrofi

realesing faktor (CRF)

Hipotalamus Stimulasi ACTH Relaese

2. Gonadotropin releasing faktor (GnRF)

Hipotalamus Stimulasi FSH dan LH release

3. Tirotrofin realesing faktor (TRF)

Hipotalamus Stimulasi TSH release

4. Growth hormon realising Faktro (GRF)

Hipotalamus Stimulasi hormon pertumbuhan realese

5. Somatostatin Hipotalamus Inhibits growthhormon release

6. Adrenocorticotropin hormon (ACTH)

Adenohipopisis

Peransang pelepasan adrenokortikotropin

7. Folicle stimulating hormon (FSH)

Adenohipopisis

Dalam Ovarium, menstimulasi perkembangan folikel, ovulasi dan sintesis estrogen, sertadi dalam testismenstimulasi spermatogenesis.

8. Lutenizing hormone (LH)

Adenosipopisis

Dalam ovarium, menstimulasi oocyte maturasidan sintesis folikular estrogen dan progesteron. Dan di dalam testis meransang sintesis androgen.

9. Chorionic gonadotropin (CG)

Plasenta Stimulasi pelepasan progesteron dari corpus luteum.

10 Tirotropin (TSH) Adenohipopisis

Stimulasi pelepasan T3 dan T4

11.

Somatotropin (hormon pertumbuhan)

Adenohipopisis

Stimulasi pertumbuhan dansintesis somatomedin

12.

Met-enkepalin Adenohipopisis

Efek opioid pada sistem saraf pusat

13.

Leu-enkepalin Adenohipopisis

Efek opioid pada sistem

saraf pusat. 14.

Beta-endorpin Adenohipopisis

Efek opioid pada sistem saraf pusat.

15.

Vasopresin Neurohipopisis

Stimulasi menyerapan air pada ginjal danpeningkatan tekanan darah.

16 oksitosin Neurohipopisis

Stimulasi kontraksi urini

17 Glukagon Pankreas Stimulasi pelepasan glukosa menjadiglikoneogenesislipopisis

18.

Insulin Pankreas Stimulasi pengambilan glukosa, dan sintesis protein dan lipogenesis.

19.

Gastrin Stomach Stimulasi asam lambung dan sekresi pepsinogen

20.

Sekretin Intestin Stimulasi pankreatik

21 Paratoid hormon Paratiroid Stimulasi Ca2+ 22 Kalsitonin Tiroid Stimulasi Ca2+ 23.

Somatomedin Liver Stimulasi pertumbuhan kartilago dan aktivitas enzim.

Steroid Sumber Efek umum22.

Glukokortikoid Adrenal korteks

Penurunan inflamasi,

23.

Mineralocortikoid Adrenal korteks

Keseimbangan asam dan garam.

24.

Estrogen Gonads Organ seks padafemale

25.

Progestin Ovarium dan plasenta

Siklus menstruasi pregnancy

Derivat Asam Amino

Sumber Efek Umum

26 Epineprin Adrenal medula

Stimulasi detakjantung, tekanan darah, glikogenolisis,dalam hati dan muscle dan lipopisis dalamjaringan adiposa

27 Norepineprin Adrenal medula

Stimulasi kontraksi anteriol, dekresi sirkulasi periper, stimulasi lipopisis pada jaringan adipose.

28.

T3 Tiroid Metabolisme secara umum.

29.

T4 Tiroid Metabolisme secara umum.

KONTROL HORMONAL, DAN JARINGAN TARGET

Higher Braid Centers

Inhibisi CRF TRF GnRF GRF

Hipotalamus

Feedback Somatostatin (GRIP)

Neuruhipopis(past pituitary)

ACTH TSH FSH LH Growth Hormon

Feedback

Inhibisi Adrenal Kortek Tiroid Testis/Ovarium Liver Vasopresin Oxytocin

Adrenocortical T4/T3 Andogen/Estrogen Somatomedin

Hormon progestin

Otot, Hati, Jaringan lain + Jaringan seks + Rangka Resorpsi Kotraksi

Air Uterus

( Sumber :Donald Voet, Judith G.Voet “ Biochemistry“ ed 3,hal 668)

Hormon Tiroid

Hormon utama yang disekresi oleh tiroid merupakantriiodotironin (T3) dan tiroksin (T4). T3 juga dibentukdi dalam jaringan tepi dengan deiodinasi T4. Keduahormon ini merupakan asam amino yang mengandung iodium.Sejumlah kecil triyodotironin terbalik (3,5,3’-Triiodotironin, RT3), monoiodotirosin dan senyawa lainjuga ditemukan dalam darah vena tiroidea. T3 lebih

Adenohipopisis(anterior pituary)

aktif dari T4, sedangkan RT3 tidak aktif. Bentuk T4 yangtimbul secara alamiah dan yang berhubungan dengankarbon asimetris merupakan isomer L. Aktivitas D-tiroksin hanya merupakan fraksi kecil aktivitas bentukL. Adapun strukturnya sebagai berikut:

1. Triiodotironin ( 3,5,3’-Triiodotironin) = T3

2. Tiroksin (3,5,3’,5’-tetraiodotironin) = T4

Sintesis T4 dan T3

Sintesis T4 dan T3 disintesis di dalam koloiddengan iodinasi dan kondendasi molekul tirosin yangterikat dengan ikatan peptida di dalam tiroglobulin.Glikoprotein ini dibentuk dari 2 sub unit dan mempunyaiberat molekul 660.000. Ia mengandung 10% karbohidratmenurut berat. Ia juga mengandung 123 gugusan tirosin,tetapi hanya 4-8 ini dari normalnya bergabung ke dalamhormon tiroida. Tiroglobulin disintesis di dalam seltiroidea dan disekresi ke ddalam koloid oleheksositosis granula yang juga mengandung peroksidasetiroidea. Hormon ini tetap terikat ke tiroglobulin

I

sampai disekresi. Bila ia disekresi, maka koloiddimakan oleh sel tiroida, ikatan peptida dihidrolisisserta T4 dan T3 bebas dilepaskan ke dalam kapiler.Sehingga sel tiroidea mempunyai tiga fungsi;

1. Mengumpulkan dan mengangkut iodium.

2. Mensintesis tiroglobulin dan mensekresinya kedalam koloid.

3. Menyingkirkan hormon tiroidea dari tiroglobulin dan mensekresinya ke dalam sirkulasi.

Di dalam glandula tiroidea, iodida dioksidasi keiodium dan terikat beberapa detik ke tiga posisimolekul tirosin yang melekat ke tiroglobulin. Enzimyang bertanggung jawab bagi oksidasi dan pengikataniodida adalah peroksidase tiroidea, dengan hidrogenperoksida yang menerima elektron. Monoiodotirosin (MIT)diiodinisi berikutnya ke dalam posisi 5 untuk membentukdiiodotirosin (DIT). Dua molekul DIT menjalanikondensasi untuk membentuk T4 dengan penghilanganrantai sisi alanin dari molekul pembentuk cincin luar.Ada 2 teori cara reaksi prangkaian yaitu, yang satumempertahankan bahwa perangkaian terjadi dengan ke duamolekul DIT dilekatkan ke tiroglobulin (perangkainintramolekul). Yang lain mempertahankan bahwa DITyangmembentuk cincin luar mula-mula dilepaskan daritiroglobulin (perangkain intramolekul). Dalam kkasusmana pun, peroksidas tiroidea mungkin terlibat dalamperangkaian maupun iodinasi. T3 mungkin dibentuk dengankondensasi MIT dengan DIT. Sejumlah kecil RT3 jugadibentuk, mungkin dengan kondensasi DIT dengan MIT.Dalam tiroide manusia normal, distribusi rata-ratasenyawa diiodinasi 23% MIT, 33% DIT, 35% T4 dan 7% T3.RT3 dan komponen lainnya hanya ada dalam jumlah renik.Sisa MIT dan DIT yang tidak dirangkaikan dideiodinasi

di dalam tiroidea dan deiodinasi sisa ini normalnyamemberikan sekitar dua kali lebih banyak iodida bagisintesis hormon dibandingkan pompa iodida. Pada pasienyang tidak adanya deiodinasi tiroidea konginetal, MITdan DITmuncul di dalam urinserta ada gejala depisiensiiodium.

Mekanisme:

Biosintesis T3 dan T4 di dalam kelenjar tiroid

Hormon tiroidea memasuki sel serta T3 terikat kereseptor di dalam inti. T4 juga terikat, tetapi tidaksama cenderungnya, serta dalam banyak organ, T4 di ubahmenjadi T3 di dalam sitoplasma. Kemudian kompleks T3 -reseptor terikat ke DNA dengan cara yang sama denganpengikatan reseptor steroid. Eksprerisi gen spesifikditingkatkan, dengan induksi mRNA yang kemudianmengubah fungsi sel. Tampak jelas bahwa enzim berbedadihasilkan, karena efek hormon tiroidea banyak danbervariasi.

HO

Hormon tiroidea meningkatkan aktivitas Na+, K+

ATPase dalam banyak jaringan dan telah dibuktikan bahwapeningkatan dalam konsumsi tenagalah yang menyertaipeningkatan dalam transport Na+, yang bertangguungjawabbagi peningkatan laju metabolik. Tetapi penghambatanpeningkatan dalam aktivitas Na+-K+ATPase tidakmenggagalkan total efek kalorigenik hormon tiroidea.Sintesis protein mitokondria ditingkatkan, tetapiperanan mitokondria dalam respon ini tidak jelas.

Hipertiroid

Hormon tiroid mempengaruhi tingkat metabolisme danpenggunaan energi. Kelebihan hormon ini membuat tubuhmengebut. Tiga perempat dari kasus kelebihan rangsangantiroid merupakan mmpenyakit Grave, sebuah kelainanautoimun berupa adanya antibodi yang menyerang tiroidsehingga produksi hormon berlebihan. Kelainan iniadalah satu kelainan yang paling sering ditemui,terutama pada wanita berusia 20-50 tahun. Penyebab yanglebih jarang adalah benjolan kecil (nodul) dalamkelenjar. Peningkatan kadar hormon meningkatkanmetabolisme bersamaan dengan penurunan berat badanakibat peningkatan penggunaan energi, denyut jantungcepat dan tidak teratur, tremor, berkeringat, gelisahinsomnia, kelemahan, dan gerakan usus berlebihan,tiroid yang membesar terlihat seperti bengkak di leher(goitre).

Adapun tanda dan gejalanya adalah : kelenjartiroid yang membesar, nyeri, nyeri tekan, demam, neyeripada rahang atau telinga (kadang-kadang),hipertiroidisme (detak jantung yang cepat, nervus,gemetar dan penurunan berat badan.

Pengobatan, pemberian obat antitiroid atau hormonpenganti tiroid, seperti; karbimazole yang tergantung

pada aktivitas hormon-hormon tiroid, Beta adrenergikblokers untuk menekan gejala-gejala tiroid yanghiperaktif, antibiotik untuk membasmi infeksi jikadiperlukan, obat-obatan kortison untuk menurunkanperadangan.

Penyakit grave dapat menimbulkan mata menonjol,tampak seperti membelalak dan gangguan pengelihatan.

Hipotiroid

Hipotiroidisme didefinisakan sebagai keadaandimana kelenjar tiroid tidak berfungsi dengan baik.Keadaan ini melibatkan turunnya produksi hormontiroid, sehingga tubuh perlahan melambat. Padahipotiroid, hormon tiroid, seperti triiodotironin dantiroksin, terlalu sedikit diproduksi. Karena hormon inimengatur tingkat metabolisme lain, kekurangan hormonini berakibat pelambatan fungsi tuibuh. Tanda dangejala penyakit tidak tahan terhadap dingin, keringatkurang, napsu makan menurun, sembelit, nyeri dada,pertumbuhan rambut yang lambat dan kasar, denyutjantung yang tidak teratur, kenaikan berat badan atausangat kurus, lemas atau gugup, sulit tidur, cacatmental termasuk depresi, psikosis, atau memorimemburuk, retensi cairan terutama di sekitar mata,eksperisi muka bodoh dan kelopak mata turun,kulitkasar, toleransi terhadap obat menurun, dorongan seks

menurun dan kemandulan, gangguan haid, anemia, baal dankesemutan pada tangan dan kaki, dan suara serak dandalam.

Penyebab utama adalah radang kelenjar tiroidakibat autoimun, yang disebut tiroiditis Hashimoto,dimana antibodi secara keliru merusakkelenjar.Tiroiditis Hashimoto diturunkan dalam keluargadan lebih sewring ditemukan pada wanita. Kelenjartiroid dapat membengkak membentuk benjolan atau goitre,pada leher. Penyebab yang lebih jarang pada hipotiroid,umumnya di negara belum berkembang, adalah kurangnyamineral iodin yang dibutuhkan untuk membentuk hormontiroid dalam pola makan. Penyebab yang paling jarangadalah kerusakan kelenjar hipoposis oleh tumor.Perawatan seluruh kasus hipotiroid adalah dengan hormontiroid buatan.

Tindakan diagnostik dan pengobatan, mengamatisendiri gejala yang timbul, pencatatan perjalananpenyakit dan pemeriksaan fisik oleh tenaga kesehatan,pemeriksaan laboratorium atas kadar hormon tiroid dalamdarah. Pengobatan dengan pemberian tiroksin Na atau

zat tiroid dengan hati-hati atau pemberian hormonpenganti tiroid.

Hormon Insulin

Paling kurang 4 peptida dengan aktivitas hormondisekresikan oleh pulau langerhans di dalam pankreas.Dua hormon ini, insulin dan glukagon mempunyai fungsipenting dalam regulasi metabolisme antara darikarbohidrat, protein dan lemak. Hormon ketiga(somatomedin) bisa memainkan pernan penting dalamregulasi sekresi sel pulau dan fungsi fisiologiskeempat (polipeptida pankreas) belum pasti. Glukagon,somatostatin dan mungkin polipeptida pankreas jugadisekresi oleh sel di dalam mukosa tractusgastrointestinal.

Pulau langerhans merupakan kumpulan sel ovoid 76 x1/5 µm yang tersebar diseluruh pankreas. Pada manusiaada sekitar 1-2 juta pulau, masing-masing mempunyaibanyak persediaan darah dan darah dari pulau inididrainase ke dalam vena vorta. Sel-sel dalam pulau inidapat dibagi jenisnya berdasarkan sifat pewarnaan danmorfologinya. Pada sel manusia setidaknya ada empat selyang berbeda yaitu; sel A, B, D dan F. Sel A, B, dan Ddisebut juga sel α,βdanγ. Sel A mensekresikan glukagon,sel B mensekresikan insulin, sel D mensekresikansomatostatin dan sel F mensekresikan polipeptidapankreas.

Insulin bersifat anabolik, yang meningkatkanpenyimpanan glukosa, asam lemak dan asam amino.Glukagon bersifat katabolik, yang memobilisasi glukosa,asam lemak dan asam amino dari simpanan ke dalam alirandarah. Sehingga dua hormon ini timbal balik dengankebanyakan lingkungan. Kelebihan insulin menyebabkanhipoglikemia, yang menyebabkan kejang dan koma.

Defisiensi insulin (absolut atau relatif) menyebabkandiabetes melitus. Defisiensi glukagon dapat menyebabkanhipoglikemia dan kelebihan glukagon menyebabkandiabetes memburuk. Kelebihan produksi somatostatinpankreas menyebabkan hiperglikemia dan manifestasidiabetes lainnya.

Sumber energi utama sel tubuh adalah glukosa, yangdiserap dari darah dengan bantuan hormon insulin.Insulin merupakan suatu polipeptida yang mengandung duarantai asam amino yang dihubungkan oleh jembatandisulfida.

Struktur insulin manusia (BM 5808)

(Sumber : W.F. Ganong “ Fisiologi Kedokteran “ hal.314)

Ada perbedaan kecil dalam komposisi molekul asamamino antara species yang satu dengan yang lainnya.Perbedaan ini umum tidak mempengaruhi aktivitasbiologis insulin, tetapi cukup membuat insulin bersifatantigen. Jika insulin satu species disuntikkan untukmasa yang lama ke dalam species yang lain, maka akan

terbentuk antibodi antiinsulin yang menghambat insulinyang disuntikkan. Hampir semua manusia yang menerimainsulin sapi komersial selama lebih dari 2 bulanmempunyai antibodi terhadap insulin sapi, tetapititernya biasanya rendah dan tidak menampakkan masalahklinik. Pasien yang mengembangkan titer tinggi danmenjadi resisten terhadap insulin babi, atas dasar inibiasanya berespon terhadap insulin yang berasal darispecies lain. Insulin manusia berbeda dari insulin babihanya oleh satu gugusan asam amino dan mempunyaiantigenitas yang rendah. Saat ini insulin manusia yangdihasilkan oleh bakteri dengan teknologi DNA telahtersedia.

Biosintesis dan Sekresi Insulin

Insulin disintesis di dalam retikulum endoplasmasel B. Kemudian diangkut ke aparatus golgi, temapat iadibungkus di dalam granula yang diikat membran. Granulaini bergerak ke dinding sel oleh suatu proses yangmelibatkan mikrotubulus serta membrannya berdifusidengan membran sel ini, yang mengeluarkan insulin kedaerah luar dengan eksositosis. Kemudian insulinmelintasi membran basalis sel B serta kapilerberdekatan dan endotel penestrata kapiler untukmencapai aliran darah.

Seperti hormon polipeptida lain dan proteinberhubungan yang memasuki retikulum endoplasma, insulindisintesis sebagai preprohormon yang besar. Gen untukinsulin terletak pada lengan pendek kromosom 11 dalammanusia. Ia mempunyai 2 intron dan 3 ekson.Preproinsulin mempunyai suatu peptida isyarat 23-asamamino (rangkaian pemimpin) yang disingkirkan sewaktumemasuki retikulum endoplasma. Kemudian molekul lainnyaterlipat dan ikatan disulfida dibentuk untuk membentukproinsulin. Proinsulin disekresi setelah rangsangan

lama dan oleh sejumlah tumor sel pulau, tetapi segmenpeptida yang menghubungkan rantai A dan B normalnyadilepaskan di dalam granula sebelum sekresi. Tanpahubungan, lipatan molekul yang tepat bagi pembentukanjembatan disulfida akan sulit. Polipeptida yang tetapada disamping insulin setelah hubungan diputuskandinanai peptida penghubung (peptida C). Ia mengandung31 gugusan asam amino dan mempunyai sekitar 10%aktivitas biologis insulin. Ia memasuki aliran darahbersama dengan insulin sewaktu isi granula dikeluarkanoleh eksositosis.

Metabolisme Insulin

Plasma mengandung berbagai senyawa denganaktivitas seperti insulin di samping insulin. Jelasjika aktivitas seperti insulin diukur dengan menentukanambilan glukosa dan pertukaran gas dalam jaringanadiposa, maka hanya 7% aktivitas insulin plasma ditekanoleh antibodi antiinsulin serta 93% sisanya yang telahdinamai aktivitas seperti insulin yang tak dapatditekan (NSILA = non suppressible insulinlikeactivity), tidak dipengaruhi oleh antibodi ini. BanyakNSILA menetap setelah pankreatektomi. Sekitar 5% NSILAkarena faktor pertumbuhan polipeptida (somatomedin)yang mempunyai aktivitas seperti insulin. Ia mencakup 2faktor pertumbuhan seperti insulin, IGF-I (insulinlikegrowth factor I) dan IGF-II. Struktur IGF-I dan IGF-IImempunyai struktur insulin. IGF-I manusia mengandung 67gugusan asam amino dan dibentuk dari preprohormon yangmengandung 180 gugusan asam amino. NSILA lainnyamerupakan materi berberat molekul tinggi yang kadang-kadang dinamai protein seperti insulin yang tak adapatditekan. Dengan adanya NSILA kerja tambahan insulindiperlukan untuk mempertahankan metabolisme glukosadalam batas-batas normal.

Waktu paruh insulin di dalam sirkulasi manusiasekitar 5 menit. Hampir semua jaringan mempunyaikemampuan insulin, tetapi lebih dari 80% insulin yangdisekresi normalnya dipecah di dalam hati dan ginjal.Tiga sistem penta-aktifan insulin, dua diiantaranyamelalui pemecahan ikatan disulfida di dalam molekul danyang satunya melalui pemecahan ikan peptida. Enzim yangterlibat dalam pemutusan hubungan disulfida adalahenzim yang merupakan glutation insulin transhidrogenasehati, yang memecah molekul insulin ke rantai A dan B.Glutation suatu tripeptida yang mengandung sulfur, yangdalam kasus ini bekerja sebagai koenzim bagitranshidrogenase. Enzim yang bertanggungjawab pentak-aktifan insulin biasanya dikelompokkan bersama denganistilah insulinase.

Defisiensi Insulin dan Kerja Insulin

Efek biologi insulin begitu luas dan kompleks,pada manusia defisiensi insulin suatu keadaan patologiserius dan lazim. Pada hewan terjadi karenapankreatektomi, akibat pemeberian aloksan, stretozosin,atau toksin lain yang dalam dosis tepat menyebabkanperusakan selektif sel B pulau pankreas, oleh obat yangmenghambat sekresi insulin dan oleh pemberian antibodianti-insulin. Kumpulan kelainan yang disebabkan olehdefisiensi insulin diberinama diabetes melitus.

Adanya kelainan biokimia akibat fungsi insulinadalah akibat, pengurangan masuknya glukosa ke dalamberbagai jaringan perifer, peningkatan pelepasanglukosa ke dalam sirkulasi dari hati (meningkatnyaglukogenesis hati). Sehingga ada kelebihan glukosaekstrasel dan dalam banyak sel (suatu defisiensiglukosa intrasel), juga ada penurunan dalam masuknyaasam amino ke dalam otot dan peningkatan dalamlipolisis.

Pada diabetes, glukosa ditimbun dalam alirandarah, terutama setelah makan. Jika beban glukosadiberikan pada pasien diabetes, maka glukosa darahmeningkat lebih tinggi dan kembali ke dasar lebihlambat. Sebagian gangguan toleransi glukosa padadiabetes disebabkan oleh pengurangan masuknya glukosake dalam sel (penurunan penggunaan perifer). Tanpainsulin, masuknya glukosa ke dalam otot rangka, ototjantung dan otot polos serta jaringan lain akanmenurun. Ambilan glukosa oleh hati juga berkurangtetapi efeknya tidak langsung. Hati mengambil glukosadari aliran darah dan menyimpannya sebagai glikogen,tetapi karena hati mengandung glukosa 6-fosfatase, makahati juga mmelepaskan glukosa ke dalam aliran darah.Insulin memudahkan sintesis glikogen dan menghambatpengeluaran glukosa hati. Bila glukosa darah tinggi,maka sekresi insulin normalnya meningkat danglikogenesis hati menurun. Pada diabetes, pengeluaranglukosa tetap ditingkatkan, sebagian karenahiperglukagonemia.

Glukoagon menimbulkan efeknya atas pengeluaranglukosa melalui protein kinase yang menhambat sintesisglikogen, memudahkan glikogenolisis dan menghambat

Diet Asam amino Gliserol

Usu

Glukosa

Hati Asamlaktat

GinjLemak Oto

Otot danjaringan

Homeostatis Glukosa

perubahan fosfoenolpiruvat ke piruvat. Ia jugamenurunkan konsentrasi fruktosa 2,6-difosfat dankemudian menghambat perubahan fruktosa 6-fosfat kefruktosa 1,6-difosfat. Penimbunan glukosa 6-fosfathasilnya menyebabkan peningkatan pelepasan glukosa.Katekolamin, kortisol dan hormon pertumbuhan jugamenyebabkan peningkatan pengeluaran glukosa, bila strespenyakit cukup parah untuk meningkatkan kadar sirkulasihormon ini.

Glikogen

Glukosa 6-fosfat GlukagonGlukosa

6-fosfat fruktosa

Fruktosa 2,6-difosfatProtein kinase

Fruktosa 1,6-difosfat

Fosfoenolpiruvat

Hiperglikemia sendiri dapat menyebabkan gejalaakibat hiperosmolalitas darah. Disamping itu glikosuriakarena kapasitas ginjal bagi reabsorpsi glukosadilebihi. Kebanyakan glukosa di luar sel pada diabetesberbeda dengan kekurangan intrasel. Katabolisme glukosanormalnyamerupakan sumber utama tenaga bagi proses seldan dalam diabetes, kebutuhan tenaga hanya dapatdipenuhi dengan mengambil cadangan protein dan lemak.Mekanisme akan diaktivasi, yang sangat meningkatkan

Piruv

AMP

Mekanisme

katabolisme protein dan lemak serta salah satu akibatpeningkatan katabolisme lemak adalah ketosis.

Kekurangan penggunaan glukosa dalam sel nukleoventralis medialis thalami mungkin sebab hiperfagiadalam diabetes. Kehabisan glikogen suatu akibat lazimkekurangan glokosa intrasel serta kandungan glikogenhati dan otot rangka bisanya berkurang. Insulin secarateratur meningkatkan kandungan glikogen otot rangkaglikogen hati. Pada diabetes, kecepatan asam aminodikatabolis menjadi CO2 dan H2O ditingkatkan. Disampingitu, lebih banyak asam amino diubah ke glukosa di dalamhati.

Glikogen

Glukosa 6-P

FFA(Plasma)

Triosa P

P-enolpiruvat

PiruvatTrigliserida

Oksaloasetat

Glukosa Sitrat

(hiperglikemia)

Alfa-Ketoglutarat Ketonuria

Asam amino

Lemak (Jaringan

Asil

Badan keton

Hi

Glikosuria

Asam

Asam a

Pintas heksosa

Asetil CoA

Aktivitas Lintasan

Keterangan : lebih besar dari normalDi bawah normal

Meningkatkanglukoneogenesis

Kelainan Metabolik Dalam Hati Pada Diabetes TakTerkontrol

Diabetes Melitus

Diabetes Bergantung Pada InsulinPenyakit metabolisme menahun yang ditandai dengan

ketidak mampuan tubuh menghasilkan insulin untukmemproses karbohidrat, protein dan lemak secaraefisien. Pengobatan memerlukan suntikan insulin.Diabetes yang bergantung pada insulin sering disebutsebagai diabetes yang berkecendrungan ketosis jikadimulai pada orang dewasa dan diabetes juvenilis biladimulai pada masa kanak-kanak. Penyebab kelainan inibelum diketahui, tetapi penyakit ini dapat dipicu olehinfeksi virus atau peradangan di dalam pankreas.Penyakit ini berkembang sangat cepat dimasa anak atauremaja. Gejala penyakit ini meliputi;1. Rasa haus yang berlebihan2. Mulut kering3. Lapar4. Sering buang air kecil5. Kelelahan6. Gatal disekitar kelamin6. Pandangan kabur pada tahap lanjut dan7. Napsu makan meningkat dan berat badan turun

Pengobatan Pemberian insulin.

Diabetes Melitus, Non InsulinPenyakit metabolisme yang ditandai dengan ketidak

mampuan tubuh untuk menghasilkan insulin untukmemproses karbohidrat, protein dan lemak secaraefisien. Diabetes melitus yang tidak bergantung padainsulin sering mengenai orang dewasa, dan seringdisebut diabetes dewasa. Adapun tanda dsn gejalanyaadalah :1. Kegemukan2. Keletihan3. Rasa haus yang berlebihan4. Napsu makan meningkat5. Ketahanan terhadap infeksi menurun, terutama infeksisaluran kencing dan jamur kulit, mulut atau vagina.

PengobatanDengan menggunakan obat penurun gula darah

(hipoglikemik) seperti; glibenklamin, metformin HCl,gliklazide, glimepiride dan lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

1. Parker S, (2007), Ensklopedia Tubuh Manusia, Penerbit Erlangga, Jakarta

2. Ganong, W.F, (1995), Fisiologi Kedokteran, Penerbit EGC, Jakarta

3. Voet D, dan Voet G.J (2004), Biochemistry, ed 3 USA

4. MIMS, Indonesia, Edisi 2011