Matakuliah Tahun : L0044/Psikologi Faal : 2009 Kelenjar Endokrin Pertemuan 19 Sherwood, Human Physiology From Cells to Systems, 5th ed 2 sistem yang berperan dalam koordinasi dan kontrol fungsi organ : sistem endokrin dan sistem saraf papirus bangsa Mesir ± 1.500 SM : urine manis • Aretaeus dari Cappadocia : “daging tubuh yang larut dalam air seni” • 1921, ahli fisiologi Kanada, Sir Frederick Grant Banting dan Charles Herbert Best menemukan hubungan antara kekurangan insulin dan Diabetes mellitus pengertian yang lebih baik akan sistem endokrin akan mengarah ke penatalaksanaan yang lebih baik pula untuk kelainan-kelainan hormonal. Komunikasi sel jarak dekat atau jarak jauh pada hewan Sel target Sel pensekresi Vesikulas sekretoris Pembuluh darah Sel saraf Sinyal saraf Neurotransmiter berdifusi melewati sinapsis Sel endokrin Sinapsis Pengatur lokal berdifusi melalui fluida ekstraseluler Pensinyalan parakrin Sel saraf Pensinyalan sinaptik (a) Pensinyalan jarak dekat Sel target Hormon berpindah dalam aliran darah (b) Pensinyalan hormonal (a) Hewan memiliki dua jenis utama pensinyalan kimiawi jarak dekat. Pada pensinyalan parakrin, sel pensekresi bertindak pada sel target di dekatnya dengan melepas molekul pengatur lokal ke dalam fluida ekstraseluler. Dalam pensinyalan sinaptik, sel saraf melepaskan molekul neurotransmiter ke dalam sinapsis, ruang sempit di antara sel pengirim dan sel target. (b) Hormon mensinyal sel target pada jarak yang lebih jauh. Pada hewan, sel endokrin terspesialisasi mensekresi hormon ke dalam cairan tubuh, seringkali darah. Hormon dapat mencapai hampir seluruh sel tubuh, tetapi, jika dengan pengatur lokal, hanya sel target spesifik yang mengenali dan merespons sinyal kimiawi yang diberikan. (Tumbuhan juga menggunakan hormon untuk pensinyalan dari satu bagian tumbuhan ke bagian yang lain.) Campbell & Reece, Biologi, Edisi kelima jilid tiga Endokrinologi : ilmu yang mempelajari penyesuaian homeostasis kimiawi dan aktivitas-aktivitas lain yang dilaksanakan oleh hormon Sistem endokrin terdiri dari kelenjar-kelenjar endokrin tanpa saluran (duktus) khusus yang tersebar di seluruh tubuh Kelenjar endokrin → mensekresikan hormon ke cairan interstisial → berdifusi ke aliran darah menuju seluruh tubuh → bekerja pada sel target (sel sasaran) spesifik dengan reseptor yang sesuai Hormon → zat perantara kimiawi jarak jauh Sherwood, Human Physiology From Cells to Systems, 5th ed Hole, Human Anatomy 7 Physiology, 10th ed Fungsi Sistem Endokrin • • • • • • Mengatur metabolisme organik dan H2O serta keseimbangan elektrolit. Menyebabkan perubahan adaptasi untuk membantu tubuh menghadapi tekanan stress. Mengatur perkembangan dan pertumbuhan tubuh. Mengontrol reproduksi. Mengatur produksi sel darah merah Bersama dengan sistem saraf otonom, mengontrol dan menyatukan baik sirkulasi dan pencernaan serta absorpsi makanan. Suatu zat dapat disebut hormon bila zat tersebut : (definisi klasik hormon) • dihasilkan oleh kelenjar endokrin atau sel-sel khusus • disekresikan langsung ke dalam aliran darah • ditransportasi ke seluruh tubuh • mempengaruhi kegiatan sel jaringan / organ sasaran yang letaknya jauh dari asal tempat pembentukkannya. Beberapa hormon mempengaruhi hampir semua sel tubuh, Growth hormone → pertumbuhan pada hampir semua bagian tubuh tiroksin → meningkatkan laju dari banyak reaksi kimiawi di dalam tubuh. Beberapa hormon hanya memberikan pengaruhnya pada jaringan yang spesifik (jaringan target) karena hanya jaringan inilah yang mempunyai reseptor terhadap hormon tersebut. ACTH (adrenocorticotropic hormone) menstimulasi korteks kelenjar adrenal, memyebabkannya untuk mensekresikan hormon adrenokortikal dalam mempertahankan homeostasis tubuh, sistem endokrin dan sistem saraf berinteraksi satu sama lain. Sebagai contoh, medulla kelenjar adrenal dan kelenjar hipofisis dalam mensekresikan hormonnya secara primer tergantung pada respon terhadap stimulasi neural. Perbandingan antara Sistem Saraf dan Sistem Endokrin Sistem Saraf Sistem Endokrin Sel Signal kimiawi Spesifisitas kerja Kecepatan onset Neuron Neurotransmitter Receptor pada sel postsynaptics Beberapa detik Durasi kerja Sangat singkat kecuali aktivitas neural berlanjut Ephitelium glandular Hormon Reseptor pada sel target Beberapa detik sampai jam Dapat singkat atau dapat bertahan selama beberapa hari bahkan ketika sekresi dihentikan • Hormon Tropik adalah hormon yang mengatur produksi dan sekresi dari hormon yang lain. Contoh : TSH (Thyroid Stimulating Hormone) • Kelenjar Parakrin mengeluarkan sekretnya melalui proses difusi sederhana ke dalam cairan interstisial dan hanya memberikan efek pada sel-sel di dekatnya. Contoh histamin yang dibebaskan oleh sel mast selama proses peradangan . Histamin bekerja pada arteriol di sekitarnya untuk menimbulkan vasodilatasi lokal yang kemudian diikuti oleh peningkatan aliran darah yang diperlukan untuk menambah perangkat pertahanan tubuh ke tempat yang terkena. • Kelenjar Autokrin hanya memberikan efek pada sel sekresinya itu sendiri dengan berikatan pada reseptor di permukaan sel. • Kedua kelenjar tersebut, kelenjar parakrin dan autokrin, mensekresikan zatnya ke dalam lingkungan internal, dan walaupun mereka bukanlah hormon menurut definisi tradisional, keduanya mempunyai fungsi yang sama yaitu sebagai “molekul messenger”, dan kadang-kadang disebut hormon lokal. • Kelenjar Eksokrin mempunyai sekret yang keluar melalui saluran atau duktus menuju permukaan tubuh, sebagai contoh kelenjar keringat. • Neurotransmitter : zat perantara kimiawi yang jarak jangkauannya sangat pendek, digunakan oleh neuron untuk berkomunikasi dengan sel yang dipersarafi (neuron, otot atau kelenjar) • Neurohormon : hormon yang dikeluarkan ke dalam darah secara spesifik oleh neuron neurosekretorik. Neuron neurosekretorik dianggap termasuk sistem endokrin, dan sistem tersebut disebut neuroendokrin. Neuron neurosekretorik mengeluarkan zat perantara kimiawi (chemical messenger) melalui darah, sedangkan neuron biasa mengeluarkan neurotransmiter ke dalam ruang tertutup. • Neuromodulator : zat perantara yang bekerja pada neuron untuk menimbulkan perubahan biokimiawi jangka panjang di sel saraf. • Kelenjar jukstakrin (kelenjar yang langsung mengeluarkan sekretnya ke sel tetangganya melalui suatu hubungan juksta) • Kelenjar intrakrin (kelenjar yang hasil sekresinya bekerja pada sel itu sendiri, tanpa hasil sekresinya itu keluar ke cairan interstisial. Jadi langsung setelah disekresikan oleh suatu organel sel, kemudian melintasi sitoplasma untuk bekerja pada bagian sel yang lain pada satu sel yang sama). Hole, Human Anatomy 7 Physiology, 10th ed Hole, Human Anatomy 7 Physiology, 10th ed • Kelenjar endokrin sentral termasuk kelenjar pineal, hipotalamus dan hipofisis. Kelenjar Pineal adalah bagian dari otak yang mensekresikan hormon, yang penting di dalam menjaga irama biologi tubuh (Melatonin). • Kelenjar endokrin perifer, termasuk : Kelenjar Tiroid (hormon tiroid), Medula dan Korteks Adrenal (Hormon Adrenokortikal), Pankreas (Hormon Insulin, Glucagon), Hormon Paratiroid, Kalsitonin (Kontrol Hormon terhadap Metabolisme Kalsium dan Fisiologi Tulang) Fungsi Kelenjar Endokrin yang Kompleks • Satu kelenjar endokrin dapat menghasilkan bermacam hormon. Kelenjar hipofisis anterior, sebagai contoh, menghasilkan enam macam hormon yang berbeda, masing - masing mempunyai mekanisme kontrol yang berbeda dan mempunyai fungsi yang berbeda pula. • Satu macam hormon dapat disekresikan oleh lebih dari satu kelenjar endokrin. Contohnya, baik hipotalamus maupun pankreas sama - sama mensekresikan hormon somatostatin. • Seringkali, satu macam hormon mempunyai lebih dari satu tipe sel target, dan oleh karena itu dapat menimbulkan lebih dari satu macam efek. Contohnya, Vasopresin menimbulkan reabsorpsi H2O oleh tubulus ginjal, begitu juga vasokonstriksi pembuluh darah seluruh tubuh. • Laju sekresi dari beberapa hormon berbeda secara bermakna selama tenggang waktu tertentu dalam pola siklus. Karena itu, sistem endokrin juga mengatur fungsi koordinasi temporal (time ; waktu). Hal ini terlihat jelas pada kontrol endokrin atas siklus reproduksi, seperti siklus menstruasi, yang fungsi normalnya membutuhkan perubahan pola yang sangat spesifik dari sekresi berbagai macam hormon. • Sebuah sel target tunggal dapat dipengaruhi oleh lebih dari satu hormon. Contohnya, insulin mengatur perubahan glukosa menjadi glikogen di dalam sel hati dengan menstimulasi satu enzim hepar spesifik, sedangkan hormon yang lain, glukagon, mengaktifkan enzim hati yang lain menimbulkan degradasi glikogen menjadi glukosa di dalam sel hati. • Perantara kimiawi (chemical messenger) yang sama dapat berupa hormon atau neurotransmiter tergantung pada asal dan cara pengantarannya / transportasinya ke sel target. Norepinefrin yang disekresikan sebagai hormon oleh medulla adrenal dan dilepaskan sebagai neurotransmiter dari serat saraf postganglionik simpatik adalah contoh utama. • Beberapa organ secara khusus mempunyai fungsi endokrin (khusus mensekresikan hormon saja, contohnya kelenjar hipofisis anterior). Sedang organ yang lain dari sistem endokrin juga melaksanakan fungsi non - endokrin, contohnya testis selain memproduksi sperma juga mensekresikan hormon seks pria, testosteron. Tinjauan kimiawi hormon • Secara kimiawi, hormon dapat dibagi menjadi hormon steroid dan hormon non-steroid. • Hormon steroid terbuat dari kolesterol, dengan struktur kimia yang mirip pula dengan kolesterol. • perubahan dari kolesterol menjadi hormon steroid spesifik membutuhkan adanya sejumlah enzim, yang hanya terdapat pada organ steroidogenik (penghasil steroid) spesifik. • Hormon steroid tidak disimpan seperti hormon non-steroid Perbedaan dalam struktur kimia juga mempunyai akibat perbedaan dalam daya larut hormon. Tingkat daya larut suatu hormon akan menentukan bagaimana : (1) hormon diproses oleh sel endokrin, (2) cara bagaimana hormon diangkut di dalam darah, dan (3) mekanisme bagaimana hormon melaksanakan efeknya pada sel target. Berikut adalah perbedaan dalam tingkat daya larut dari berbagai macam kelas hormon : • Semua hormon peptida dan katekolamin adalah hidrofilik (menyukai air) dan lipofobik (takut akan lemak); karena itu mereka sangat larut di dalam air dan mempunyai daya larut dalam lemak yang sangat rendah • Semua hormon steroid dan hormon tiroid adalah lipofilik (menyukai lipid) dan hidrofobik (takut akan air); karena itu mereka mempunyai tingkat larut yang tinggi di dalam Klirens Hormon • Terdapat dua faktor yang dapat meningkatkan atau menurunkan konsentrasi hormon di dalam darah. Pertama adalah laju sekresi hormon ke dalam darah. Yang kedua adalah laju bersihan hormon dari dalam darah, yang disebut laju klirens metabolik (metabolic clearance rate). • Hormon dibersihkan dari plasma dengan berbagai cara (1) destruksi metabolik oleh jaringan (2) ikatan dengan jaringan (3) eksresi oleh hati ke dalam cairan empedu (4) eksresi oleh ginjal ke dalam urin. Reseptor Hormon • Hormon dapat menuju ke semua sel, tetapi hanya berpengaruh pada sel yang mempunyai reseptor yang sesuai. • Reseptor hormon adalah molekul protein atau glikoprotein yang mempunyai binding site untuk hormon yang spesifik • Setiap target sel mempunyai 2.000 sampai 100.000 reseptor • Semakin banyak reseptor yang terikat dengan hormon, semakin besar respons yang ditimbulkan. Lokasi dari reseptor tiap tipe hormon adalah sebagai berikut : • Di dalam atau di atas permukaan membran sel. Reseptor membran spesifik untuk sebagian besar hormon protein, peptida, dan hormon katekolamin. • Di dalam sitoplasma sel. Reseptor untuk beberapa hormon steroid ditemukan sebagian besar pada sitoplasma. • Di dalam nukleus sel. Reseptor untuk hormon steroid dan hormon tiroid ditemukan di dalam nukleus dan dipercaya berhubungan secara langsung dengan satu atau beberapa kromosom. Perbedaan kerja antara hormon yang mempunyai reseptor di permukaan membran sel dan yang mempunyai reseptor di sitosol Hole, Human Anatomy 7 Physiology, 10th ed • Jumlah reseptor pada target sel biasanya tidak tetap konstan dari hari ke hari, atau bahkan dari menit ke menit. • Down Regulation : penurunan jumlah reseptor aktif yang akan menurunkan responsifitas jaringan target terhadap hormon. Hal ini kemudian akan menurunkan sensitifitas (desensitisasi) sel target terhadap peningkatan konsentrasi hormon • Up Regulation : pembentukkan lebih banyak molekul reseptor oleh target sel, melebihi keadaan normal, menyebabkan jaringan target menjadi lebih sensitif terhadap efek stimulasi hormon. Mekanisme Kerja Hormon Tiga cara utama hormon melangsungkan respon biologi-nya : Kelenjar Endokrin Hormon Berikatan dengan reseptor SEL TARGET) Ikatan hormon dengan reseptornya memicu salah satu dari kejadian intraselular di bawah ini : 1. Mengubah permeabilitas saluran (channel) dengan bekerja pada protein pembentuk-saluran yang telah ada. Atau 2. Bekerja memalui sistem second messenger untuk mengubah aktivitas dari protein yang telah ada, Atau 3. Mengaktifkan gen spesifik menyebabkan pembentukan protein baru. Respons Fisiologis Kontrol terhadap Sekresi Hormon Sistem Umpan Balik Hypotalamus Sistem Saraf - Pituitari Anterior Kelenjar endokrin perifer a - Perubahan jumlah di dalam plasma Kelenjar Endokrin Kelenjar Endokrin Sel Target Sel Target Sel Target Kerja Hormon Kerja Hormon Kerja Hormon b c Kontrol terhadap sistem endokrin terjadi dalam 3 jalur : (a) hipotalamus dan pituitari anterior, (b) sistem saraf secara langsung, dan (c) kelenjar yang merespon secara langsung terhadap perubahan di lingkungan internal. Penghambatan Negative Feedback dilambangkan dengan - . Udara dingin Hipotalamus TRH Adenohipofisis TSH Kelenjar Tiroid Tiroksin Mekanisme umpan balik negatif pengaturan sekresi hormon tiroksin : menghambat : merangsang • umpan balik positif → pengendalian sekresi hormon bersifat saling menguatkan. • Terjadi ketika kerja biologis hormon di jaringan target membutuhkan tambahan sekresi dari hormon. • Contoh sekresi Luteinizing Hormone (LH) yang terjadi sebagai akibat efek stimulasi estrogen ke kelenjar hipofisis anterior sebelum ovulasi. LH → bekerja pada ovarium→ menstimulasi tambahan sekresi estrogen → menyebabkan lebih banyak lagi sekresi LH. • Ketika kadar konsentrasi LH mencapai tingkat yang cukup memadai → kontrol umpan balik negatif akan terjadi. Umpan Balik Positif • Persalinan → hormon oksitosin dihasilkan oleh hipotalamus → merangsang kontraksi uterus → merangsang serviks uteri untuk meregang. • Regangan serviks uteri ini menimbulkan impuls yang merangsang hipotalamus untuk mensekresi oksitosin yang lebih banyak lagi. • Demikian proses ini semakin kuat dan baru berhenti bila bayi sudah dilahirkan. Refleks Neuroendokrin • di dalamnya termasuk komponen saraf dan komponen endokrin. • Tujuan → menghasilkan peningkatan mendadak di dalam sekresi hormon sebagai respons terhadap stimulus spesifik. • Contoh, sekresi epinefrin oleh medulla adrenal secara tunggal diatur oleh sistem saraf simpatik. Beberapa sistem kontrol endokrin yang lain, mengandung baik sistem umpan balik (mempertahankan jumlah basal yang konstan dari hormon) maupun refleks neuroendokrin (menyebabkan sekresi mendadak sebagai respons terhadap kebutuhan yang mendadak pula terhadap hormon). Contohnya adalah peningkatan sekresi hormon kortisol, “hormon stress”, oleh korteks adrenal sebagai Irama Diurnal (Sirkadian) • irama diurnal (siang-malam ; day-night) • irama sirkadian (dalam waktu/selama sehari ; around a day) • Irama endokrin “terkunci” terhadap petunjuk dari luar tubuh, seperti siklus terang dan gelap. Puncak pasang dan surut dari siklus 24 jam sekresi hormon diatur sesuai dengan siklus terang dan gelap. • Beberapa siklus endokrin ber-operasi pada skala waktu selain irama sirkadian, ontoh siklus menstruasi bulanan. Sherwood, Human Physiology From Cells to Systems, 5th ed Hal-hal yang dapat menyebabkan kelainan endokrin terjadi Aktivitas Hormon Terlalu Sedikit Aktivitas Hormon Terlalu Banyak • Kelenjar endokrin terlalu sedikit mensekresikan hormon (hiposekresi) * • Peningkatan bersihan hormon dari darah • Tingkat responsitifitas jaringan yang abnormal terhadap hormon • Kekurangan reseptor sel target • Kekurangan enzim yang esensial untuk respons sel target • Kelenjar endokrin terlalu banyak mensekresikan hormon (hipersekresi) * • Penurunan jumlah protein plasma pengikat hormon (terlalu banyak hormon bebas yang aktif secara biologis) • Penurunan bersihan hormon dari darah • Penurunan non-aktifasi • Penurunan eksresi * penyebab terbanyak disfungsi endokrin Permisifitas, Sinergisme, dan Antagonisme Hormon seringkali mempengaruhi reseptor dari hormon yang lain sebagai bagian dari aktivitas fisiologis normal-nya. Sebuah hormon dapat mempengaruhi aktivitas hormon yang lain pada sel targetnya melalui satu dari tiga jalur berikut ini : • Permisifitas : suatu hormon harus ada dalam jumlah yang adekuat agar efek hormon lain dapat bekerja secara penuh. Hormon yang pertama meningkatkan responsitifitas sel target terhadap hormon lain. Contohnya, hormon tiroid meningkatkan jumlah reseptor untuk epinefrin pada sel target epinefrin, meningkatkan tingkat efektifitas dari epinefrin itu sendiri. • Sinergisme : kerja dari beberapa hormon saling melengkapi dan efek kombinasinya lebih besar dibandingkan dengan gabungan jumlah dari efek hormonhormon itu sendiri masing-masing secara terpisah. Contohnya adalah sinergisme kerja antara Folliclestimulating hormone (FSH) dengan testosteron, yang keduanya dibutuhkan untuk mempertahankan laju produksi normal dari sperma. • Antagonisme : satu hormon menyebabkan hilangnya reseptor hormon yang lain, menurunkan efekitivitas hormon yang lain itu. Contohnya, progesteron (hormon yang disekresikan selama kehamilan yang menurunkan kontraksi uterus) menghambat responsitifitas uterus terhadap estrogen (hormon yang disekresikan selama kehamilan yang meningkatkan kontraksi uterus). Dengan menyebabkan hilangnya reseptor estrogen pada otot polos uterus, progesteron mencegah uterus untuk melangsungkan efeknya selama kehamilan ,sehingga menjaga uterus sebagai lingkungan yang tenang (tidak Hole, Human Anatomy 7 Physiology, 10th ed Penggunaan hormon untuk meningkatkan kemampuan atlet. • Growth Hormone (HGH) → memperbesar massa otot • Steroid → menguatkan otot • Eritropoetin → meningkatkan jumlah eritrosit → meningkatkan pengiriman oksigen ke otot → meningkatkan ketahanan 1987 menyebabkan serangan jantung dan kematian pada lebih dari dua lusin atlet balap sepeda Belanda THANKS Bina Nusantara
© Copyright 2024 Paperzz
