Top Banner

of 116

6. Sinyal Antar Sel Dan Transduksi Sinyal

Oct 30, 2015

Download

Documents

Nadia Setyasih

Materi kuliah biokimia
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
  • TRANSDUKSI SINYAL DAN PERAN HORMON sebagaiKOMPONEN TRANSDUKSI SINYAL

  • KOMUNIKASI ANTAR dan INTRA-SELUntuk pengaturan peran biologis yang meliputi : pertumbuhan dan diferensiasi sel reproduksi proses-proses metabolik integrasi fungsi-fungsi fisiologis(transpor, lalulintas metabolit dll). Diperlukan suatu komunikasi antar dan intraseluler.Dilaksanakan oleh :a. sistim endokrin (hormon), parakrin dan otokrin ( growth factor, sitokin)b. sistim saraf (impuls listrik dan neurotransmiter)c. sistim imun

  • KOMUNIKASI : - terjadi oleh perantaraan molekul-molekul pembawa informasi/sinyal yang berupa hormon (glikoprotein, polipeptida, steroid, prostaglandin dan tiroksin), faktor tumbuh (glikoprotein), sitokin, protein-protein yang ber- peran pada reaksi imun dan neurotransmiter( derivat asam amino, katekolamin dan asetilkolin).Senyawa ini disebut juga ligan.RESEPTOR: - penerima sinyal pada membran sel( ligan hidrofilik) dan di sitoplasma atau inti sel (untuk ligan hidrofobik) dan dengan ligan akan membentuk kompleks ligan- reseptor.CARAKA KEDUA (Second messenger) - pembawa sinyal kedua intrasel yang diaktifkan oleh interaksi ligan-reseptor dan perubahan-perubahan pada membran sel.

    KOMUNIKASI ANTAR/INTRA SEL

  • Contoh integrasi sistem komunikasi :Pengaruh eksternal

    Respons saraf neurokimia/neurotransmitter

    Respons endokrin hormon pembuluh darah (sirkulasi)

    Sel Sasaran (membran) reseptor-hormon

    Pengaruh di dalam sel

  • Sel mahluk hidup dalam memenuhi keperluan hidupnyadapat: mengetahui/deteksi dan memberikan reaksi terhadap kondisi lingkungan dan integrasi fungsi- fungsi fisiologis berbagai jaringan melakukan pergerakan mengendalikan pertumbuhan dan diferensiasi sel mengatur aktivitas metabolisme untuk kebutuhan sendiri

    Pada sel-sel eukariot : membran, isi sitoplasma/organel dan material gene- tiknya lebih kompleks dibandingkan sel prokariot. organel-organel sel (seperti inti, mitokondria, retikul- um endoplasmik, lisosom dan peroksisom) juga mempunyai membran selektif yang menentukan ba- han apa yang boleh masuk atau keluar.

    SEL MAHLUK HIDUP

  • Membran sel : Komposisinya terdiri dari 2 lapis lipid yang terutama dibentuk oleh fosfolipid, sebagian lagi oleh sfingolipid dan kolesterol dengan protein-protein integral dan perifer yang terdapat diantaranya (Fluid mosaic model). Kedua lapis lipid itu pada masing-masing bagian luar membran merupakan bagian hidrofilik dan bagian tengah membran itu merupakan bagian hidrofobik.

    MEMBRAN SEL

  • Gambar 3. Fluid mozaic model

  • Transduksi sinyal :Transfer informasi melalui Transduksi Sinyalpada sel sasaransebagai mediator pembawa informasi = ligan (ligand)pada sel sasaran mempunyai reseptor yang sangat spesifik dan mengikat ligan dengan afinitas tinggi.Ikatan ligan dan reseptor akan mengaktifkan efektor untuk mulai melaksanakan transduksi sinyal.

    Ligan + reseptor aktivasi efektor rangkaian transduksi sinyal (a.l. caraka kedua ) aktivasi protein kinase tertentu efek yang diharapkan.

  • Prinsip Dasar Transduksi Sinyal1. Pengenalan ligand oleh reseptor yang spesifik dan terbentuk ikatan ligan-reseptor dengan afinitas yang sangat tinggi (recognition) pada permukaan atau di sitoplasma sel sasaran2. Proses transduksi sinyal :Ikatan ligan dengan reseptor mengaktifkan komponen-komponen transduksi sinyal secara kaskade/jeram.Aktivasi caraka kedua (second messenger) Penguatan sinyal (amplifikasi) Penyampaian pesan yang berupa efek biologis3. Pengaktifan protein-kinase atau protein non enzimatik melalui proses fosforilasi untuk mengaktifkan metabolisme atau pertumbuhan sel sebagai efek biologis yang dibawa sinyal

  • Prinsip Dasar Transduksi Sinyal1. Membran sel merupakan suatu sawar (barrier) hidrofobik2. Pengenalan ligand oleh reseptor yang spesifik dan terbentuk ikatan ligand-reseptor (recognition)3. Pengaktifan efektor4. Proses transduksi sinyal fase pengaktifan: Aktivasi caraka kedua (second messenger) Penguatan sinyal (amplifikasi)5. Pengaktifan protein-kinase atau protein non enzimatik sebagai efek biologis yang dibawa sinyal/ligan (efek yang diharapkan dari sinyal yang dibawa ligan).

  • RESEPTOR TRANSDUKSI SINYAL Reseptor multipel pada limfosit T

    Reseptor yang terikat pada protein G (G-protein coupled receptors-GCPR)

    Reseptor dengan enzim intrinsik aktivasi cGMP (ANF dan EDRF)aktivasi tirosin kinase pada reseptor -reseptor tirosin kinase-RTK-(insulin dan growth factor)

    Reseptor yang mempengaruhi kanal-kanal ion (ligand gated ion channels)

    Reseptor intrasel untuk ligand hidrofobik (steroid)

  • SISTIM ENDOKRINPengertian lebih diperluas: sistim endokrin ligan dihasilkan oleh kel. Endokrin , masuk pembuluh darah dan bekerja pada lokasi yang jauh dari kel. Endokrin semula.sistim parakrin ligan dihasilkan oleh kel. Parakrin, masuk keruang interstitial dan bekerja pada sel-sel yang letaknya tidak jauh dari kel. semula.sistim otokrin ligan dihasilkan kel.Otokrin dan digunakan sendiri oleh sel yang menghasilkan ligan itu.

  • 1. Sinyal kel. endokrin:sel sasaranpembuluh darah 2. Sinyal kel. parakrin:sel sasaran yangberdekatankel.parakrin3. Sinyal kel. otokrinkel.endokrin

  • RESEPTORPada sel sasaran 1. permukaan sel (untuk ligand polipeptida, protein dan mediator hidrofilik lainnya)2. di dalam sitosol atau inti sel (steroid dan tiroid)Reseptor secara khusus dapat mengenali ligand secara spesifik untuk sel sasaran ituBerupa protein integral membran atau protein intraselTerdapat domain-domain khusus pada reseptor (extrasel, transmembran dan sitosol)Kompleks ligand-reseptor mengaktifkan efektor untuk mencetuskan proses transduksi sinyal dalam sel

  • RecognitionReseptor = associated recognition molecules (Contoh: hormon yang kadarnya antara 10-9-10-15 mol/L dapat dikenali)oleh reseptor yang bisa berupa protein integral membran (ligan hidrofilik) atau dalam sitoplasma/inti (ligan hidrofobik)Berperan sangat penting pada kerja hormonikatan dengan afinitas tinggi oleh reseptor dan dapat membedakan terhadap molekul lain (sterol, asam amino, peptida, protein dll.)spesifitas tinggi pada sel atau jaringan tertentu.bermacam-macam jenis reseptor dan subtipe satu macam agonis dapat terikat/berinteraksi dengan berbagai subtipe reseptor

  • RESEPTOR MEMBRAN :

    Pada umumnya reseptor membran mempunyai 4 ba-gian yaitu :Suatu domain extrasel yang mempunyai ujung/ter- minal N dari protein reseptor. Pada bagian ekstra- sel juga terikat suatu karbohidrat tertentu yang akan menentukan ligan yang akan diikatnya.Domain transmembran Domain pengatur/regulasi yang terdapat intrasel yaitu pada permukaan dalam membran, bagian ini juga merupakan terminal karboksil.Domain intrasel yang merupakan tempat ikatan dengan protein G atau bagian untuk enzim tirosin kinase pada reseptor RTK.

  • TIPE RESEPTOR PERMUKAAN SEL1. Reseptor yang terikat pada protein G (G-protein coupled receptors-GCPR) 2. Reseptor dengan enzim intrinsik 2.1.aktivasi cGMP (ANF dan EDRF)2.2.aktivasi tirosin kinase pada reseptor -reseptor tirosin kinase-RTK-(insulin dan growth factor)3. Reseptor yang mempengaruhi kanal-kanal ion (ligand gated ion channels) pada penyaluran oleh neurotransmiter4. Multipel reseptor (reseptor pada limfosit T)5. Mekanisme kerja ligand-reseptor yang transduksi sinyalnya belum seluruhnya dapat dijelaskan (interferon. Interleukin dan growth hormon)

  • 2. Reseptor intrasel (sitosol atau inti)Hsp-90ReseptorliganMEMBRANSITOSOLINTI

  • MECHANISM OF ACTION OF HORMONES THAT BIND TO INTRACELLULAR RECEPTORmRNAreceptorSteroid hormoneResponseelementcytoplsmribosomeNew proteinCellular response

  • TRANSDUKSI SINYAL Reseptor pada transduksi sinyal :Reseptor membran :1. Reseptor yang terikat pada protein G (G-protein coupled receptors-GCPR)2. Reseptor yang mempengaruhi kanal-kanal ion (ligand gated ion channels) Kedua jenis reseptor ini mempunyai struktur molekul yang menyerupai serpentin yang dibentuk oleh 7 buah domain polipeptida transmembran.3. Reseptor dengan enzim intrinsik aktivasi cGMP (ANF dan EDRF)aktivasi tirosin kinase pada reseptor -reseptor tirosin kinase-RTK-(insulin dan growth factor)Reseptor intrasel / intisel4. Reseptor intrasel yang setelah mengikat ligan bergerak ke inti sel (reseptor steroid dan tiroid).

  • BIOSINTESIS DAN DEGRADASI RESEPTORReseptor dapat digunakan berulang-ulang sehingga degradasinya berlangsung lebih lama dari hormonnya.

    Reseptor umumnya disintesis pada ER kasar, kemudian mengalami glikosilasi di aparat Golgi dan kemudian di insersi ke membran melalui proses fusi membran.

    Bila telah usang dapat mengalami agregasi dan internalisasi dalam vakuol yang mengandung lisosom untuk dipecah atau dikembalikan ke membran untuk berfungsi lagi (hal ini merupakan salah satu penyebab efek down regulation dari reseptor).

  • Ligand moleculesReceptor moleculesCoated pits1234567PlasmamembraneGolgi complexlysosomeDown regulation of cell surface receptors.1-5 The ligand binds to its receptor and is taken into the cell by endocytosis.6. Lysosomal enzyme digest the ligandThe receptor may be digested or recycled to the cell surface (7)

  • AMPLIFIKASI SINYAL

    Ligan-reseptorLigan reseptor protein GAdenilat siklaseATPcAMPProtein kinase inaktif aktifamplifikasiamplifikasiProses kaskade berikutnyaamplifikasiEfek yang diharapkan dari sinyalLigan merupakan pembawa sinyal

  • Efektor dan Caraka kedua (Second messengers) IAdenilat siklase ~~ cAMP : - berbagai macam reseptor menggunakan sistem ini - bergabung dengan adenilat siklase melalui protein-Gs - cAMP mengaktifkan protein kinase A (PKA) - sinyal berakhir oleh enzim PDE (Phosphodiesterase) - Protein-Gi menghambat akumulasi cAMP

  • Efektor dan Caraka Kedua (Second Messenger) IIFosfolipase C-g (PLC-g): IP3, Ca2+, dan DAG - dapat terikat pada berbagai macam reseptor - bergabung dengan PLC melalui protein- G - sinyal H-R aktifkan PLC: PIP2 dihidrolisis menjadi IP3 dan DAG - selanjutnya Ca2+ dan DAG dibebaskan ke dalam sel - DAG mengaktifkan protein kinase C (PKC)

  • Reseptor yang Terikat pada Protein-G (G-Protein Linked Receptors)Merupakan reseptor untuk berbagai macam hormonTiga komponen utama - ikatan hormon-receptor(H-R) - G-protein - berpengaruh terhadap enzim berikutnya secara kaskade kanal ion

  • PROTEIN-G (G-protein coupled receptors GPCR)

    merupakan suatu keluarga protein dengan struktur yang hampir sama (telah diidentifikasi sebanyak 21 macam, telah diketahui sebanyak 1000 macam dimana sebagian besar diketahui tidak mempunyai ligan orphan receptors.)terdiri atas tiga subunit yang berlokasi pada permukaan dalam membran plasma (a, b, dan g)aktivasi oleh GTPyang merupakan subunit dari protein-G sendiri. tugasnya berakhir bila GTP mengalami hidrolisis oleh protein GTP-ase activating receptor(GAP)toksin kolera and pertusis mempengaruhi subunit a (ADP- ribosilasi).

  • RGTPHsHiRGiGsAdSGTPToxin pertusisToxin choleraeAMP cAMPfphosphodiesteraseATP + Mg2+Protein kinaseCellularresultant Dua macam toksin dari kuman yang mempengaruhi aktivitas second messenger

  • Reseptor yang Terikat pada Protein-G (G-Protein Coupled Receptors)Merupakan reseptor untuk berbagai macam hormon (reseptor adrenergik, reseptor odoran, reseptor hormon a.l.: glukagon, angiotensin, dan vasopresin)Tiga komponen utama - ikatan ligan/hormon-receptor(H-R) - G-protein dan GTP (protein-G terdiri dari 3 subunit : a,b dan g yang berdisosiasi bila ada kompleks H-R menjadi a dan bg) - berpengaruh terhadap enzim berikutnya secara kaskade kanal ion

  • Struktur Reseptor yang Terikat pada Protein-Gdari penelitian kloning molekul diketahui ada l.k.150 macam reseptor yang terikat pada protein-G dan ternyata mempunyai sifat-sifat yang sama : - domain transmembran yang bersifat hidrofobik yang berjumlah 7 buah ( 7 transmembrane a helix domain) - domain ekstrasel untuk pengikatan dengan ligand - domain intrasel untuk mengikat protein-G - domain intrasel untuk regulasi oleh fosforilasi

  • 3 Kelas protein-G yang berperan pada transduksi sinyal :

    GPCR yang memodulasi aktivitas enzim adenilat siklase, dapat berupa hambatan (protein-Gi) dan aktivasi (Protein Gs). Akibatnya dapat dihasilkan atau dihambat hasilnya yang berupa caraka kedua yaitu AMP-siklik (cAMP). Bila cAMP dihasilkan selanjutnya terjadi aktivasi enzim protein kinase A (PKA) kaskade .

    GPCR yang mengaktifkan enzim fosfolipase g (PLC-g ). Enzim ini selanjutnya menghidrolisis Polifosfoinositid (PIP2) pada membran menjadi caraka kedua berupa diasilgliserol (DAG) dan inositoltrifosfat (IP3).

    Suatu bentuk khusus dari GPCR ialah fotoreseptor pada retina (transducin) dan berperan mengaktifkan suatu enzim fosfodiesterase yang dapat menyebabkan penurunan kadar cAMP dengan akibat penutupan kanal-kanal ion Na+./Ca2+ yang menyebabkan hiper- polarisasi membran sel.

  • KANAL ION YANG DIPENGARUHI OLEH PROTEIN-G (G-Protein Regulated Ion Channels)berfungsi membuka kanal ion K+ atau menutup kanal ion Ca2+menggunakan keluarga protein-Gi Contoh: ACH atau M2 yang merupakan reseptor kolinergik di atrium dan membuka kanal ion K+ sebagai bagian dari stimulus vagal untuk melambatkan denyut jantung

  • KANAL ION (LIGAND GATED ION CHANNELS)Sebagian besar neurotransmiter (ACH, GABA) berperan mengatur aliran ion melalui kanal ion pada membran sehingga menyebabkan terjadi depolarisasi atau hiperpolarisasiNa, K, Ca dan Cl merupakan ion-ion yang keluar masuk sel melalui proses kanal ion ( ligand gated ion channels)

  • Guanilat Siklase dan cGMPInteraksi ligand-reseptor mengaktifkan enzim Guanilat siklase dan berikutnya mengaktifkan GMP siklik (cGMP).ANF (Atrial Natriuretic Factor) mengaktifkan guanilat siklase yang terdapat pada reseptorEDRF (Endothelial-derived Relaxing-Factor) mengaktifkan soluble guanylate cyclase yang terdapat di sitosol.

  • RESEPTOR INTRASEL :1. Reseptor intrasel ini dalam keadaan inaktif terikat pada suatu protein yang disebut heat shock protein (Hsp-90) yang akan dilepas bila terjadi pengikatan dengan ligan.Ikatan ligan reseptor ini kemudian bertranslokasi ke inti sel untuk mengaktifkan faktor transkripsi pada Hormone response Element (HrE) untuk memulai inisiasi proses transkripsi.HrE berfungsi untuk modulasi frekwensi inisiasi transkripsi. Gen yang dikontrol oleh lebih dari satu hormon juga mempunyai banyak HrE.Pada DNA ada dua elemen pengendali yang dimulai pada arah 5. Elemen pertama disebut PE(promoter element) yang yang kedua ialah HrE. Hormon polipeptida juga ada yang berperan untuk proses transkripsi, juga mempunyai HrE (CREB dan AP-1).

  • mutasi pada gen reseptor (Testicular Feminization)desensitisasi reseptor (diabetes melitus tipe II)antibodi terhadap reseptor (penyakit Graves)mutasi proto-onkogen (tumorigenesis)Gangguan pada Proses Transduksi Sinyal

  • RESEPTOR DAN ONKOGEN Gen pada manusia yang merupakan peninggalan invasi virus dan oleh evolusi digunakan sebagai salah satu substansi tubuh- disebut sebagai protoonkogen. Oleh pengaruh transformasi a.l. oleh virus gen ini dapat berubah menjadi penyebab keganasan (malignancy). Peng- aktifan protoonkogen dimulai dengan pengaktifan terminal C pada protein itu. Beberapa protein yang berperan pada proses transduksi si- nyal berasal dari protoonkogen tersebut misal dari PDGF dan ras protein yang kemudian menjadi subunit dari protein-G. Ada lokasi-lokasi/faktor tertertu dari sel dimana terdapat- nya protein yang berasal dari protoonkogen yaitu : transmembran(fms dan neu), faktor sekretagogue(sis,int-2), yang berasosiasi dengan membran(ras dan src) dan faktor yang identik dengan nuclear transcription factor( c-fos).

  • Keaktifan proses fosforilasi di dalam sel dikendalikan secara ketat oleh kerjasama protein kinase dan protein fosfatasegangguan sintesis enzim kinase dan fosfatase dapat menjurus ke arah proliferasi, pertumbuhan dan transformasi sel yang tidak terkendalimutasi proto-onkogen menjadi onkogen (proto-onkogen sebagian besar adalah merupakan komponen dari proses transduksi sinyal)

    Gangguan pada Proses Transduksi Sinyal yang berakibat terjadi tumorigenesis

  • Penemuan Obat Baru untuk Atasi Kelainan pada Penyaluran Sinyal.Inhibitor terhadap PDE-5 - sildenafil (VIAGRA) - PDE-5 mengubah cGMP menjadi GMP - NO (*Nitric-Oxide) dilepaskan sewaktu terjadi stimulasi seksual mengaktifkan guanilil siklase dan meningkatkan cGMP - Peningkatan cGMP menyebabkan relaksasi otot polos dalam pembuluh-pembuluh penil sehingga terjadi ereksi - Inhibisi PDE-5 terus meningkatkan cGMP sehingga terjadi perpanjangan kerjanya

  • TERIMA KASIHatasPERHATIAN ANDA

    TNF-a merupakan salah satu ligan (pembawa sinyal) pada proses apoptosis

  • = PROGRAMMED CELL DEATH = PCDHafiz SoewotoAPOPTOSIS :

  • DIKENAL ADA DUA MACAM PROSES KEMATIAN SEL : (1) necrosis :Suatu mekanisme patofisiologis yang meliputi proses pembengkakan sel dan hancurnya membran sel diserrtai protein-protein intrasel yang mengakibatkan timbulnya respon imun dan diikuti oleh proses inflamasi. (2) apoptosis :Terjadi penciutan dari sel, kondensasi inti sel, fragmentasi DNA dan perubahan pada membran sel karena terpajan oleh residu fosfatidil-serin pada permukaan luar sel itu. Selanjutnya sel itu mengalami dekomposisi menjadi partikel-partikel kecil yang mudah diambil oleh makrofag. Tidak dikeluarkan protein intrasel oleh sel apoptotik sehingga proses inflamasi tidak terjadi.

  • Penyebab nekrosis dan apoptosis : necrosis disebabkan oleh : - deplesi energi - kerusakan fisik dari sel apoptosis distimulasi atau disebabkan oleh : - toksin bacteri - irradiasi - peningkatan menyeluruh dari osmolaritas ekstrasel. stres oxidatif c-myc over expression deplesi growth factor/hormon glucokorticoid

  • APOPTOSIS Proses kematian suatu sel yang sudah terjadwal dalam suatu proses yang terkendali / programmed cell death.

    Akibatkan matinya sel-sel yang tidak doperlukan lagi

    Serta sel-sel yang mengalami kerusakan genetik yang sifatnya irreparable Demikian juga terhadap sel-sel yang mempunyai kemampuan untuk berkembang menjadi sel kanker.

  • Apoptosis : atau programmed cell death (PCD) merupakan lawan dari proses mitosis untuk mengatur jumlah sel selama masa tumbuh kembang, pada keadaan dewasa merupakan pemeliharaan dan penghancuran sel untuk memelihara homeostasis pada dewasa proses apoptosis ditandai oleh adanya perubahan morfologi dan perubahan biokimia seperti : fragmentasi sel, kondensasi kromatin, pengerutan sel, perubahan pada membran plasma (blebbing) pada organisme dewasa secara tidak kita sadari terjadi proses PCD seperti : jutaan sdm setiap hari dibuat akibatnya sdm yang tua harus mengalami PCD untuk memberi tempat pada yang baru begitu juga dengan netrofil yang harus diganti baru sel-sel T dan B menghasilkan jutaan sel efektor untuk melawan infeksi, meskipun sebagian kecil dari sel-sel itu dipertahankan sebagai memory cells, sebagian besar akan d PCD kembali.

  • Proses ini dapat dibagi dalam dua fase/tahapan yaitu : - commitment phase: fase dimana pada saat itu sel tersebut memberikan jawaban terhadap signal yang menyuruhnya untuk melalkukan apoptosis - execution phase: fase dmana proses kematian berlangsung Tahapan Apoptosis :

  • KEMATIAN YANG DISEBABKAN APOPTOSIS MERUPAKAN SUATU PROSES YANG TERATUR DAN MEMPUNYAI KARAKTERISTIK SEBAGAI BERIKUT : Pengerutan sel itu secara menyeluruh baik dalam volume maupun dari inti dari sel itu. Hilangnya perlengketan/adhesi terhadap sel-sel disekitarnya. Terbentuknya gelembung/blebs pada permukaan sel penghancuran kromatin menjadi fragmen-fragmen kecil. dimakannya sel yang telah sekarat itu secara fagositosis oleh makrofag.

  • Contoh apoptosis pada primata : matinya sel-sel saraf yang berlebihan. kematian jaringan embryonik yang tidak diperlukan lagi oleh mahluk itu. matinya sel-sel limfosit T yang bereaksi dengan jaringan tubuh sendiri kematian sel-sel kanker yang potensial.Untuk mempertahankan jumlah sel yang cukup diperlukan adanya keseimbangan antara proses proliferasi sel dengan apoptosis. Keseimbangan tersebut memungkinkan dicapainya adaptasi/penyesuaian terhadap keperluan fungsional yang selalu berubah-ubah (mis.:fungsi yang tepat dari sistim imun memerlukan peningkatan jumlah limfosit pada suatu keadaan infeksi dan pengurangan kemabli jumlahnya setelah proses penyembuhan).

  • Mekanisme apoptosis : Death machinery dapat diaktifkan oleh berbagai macam stimulus dan sebagai komponen sentral ialah suatu kelompok enzim proteolitik yang disebut caspase (cysteinyl aspartate specific proteases). Penemuan enzim ini pertama kali didahului oleh observasi Horvitz dkk yang mengobservasi cacing Caenorhabditis elegans Karena kematian sel ini terjadi pada lokasi-lokasi tertentu secara tepat pada waktunya, maka proses ini dianggap diprogram secara genetik. Sampai sekarang 11 jenis kaspase telah diketahui terdapat pada manusia, dan merupakan suatu protease kompleks.

  • MOLECULAR BASIS OF APOPTOSIS : Penemuan enzim kaspase pertama kali dipelajari dari cacing nematoda : Caenorhabditis elegans, dimana proses perkembangan sel-selnya dapat diikuti secara tepat, terutama selama terjadi perkembangan embrionik. Dari sejumlah 1090 sel yang diproduksi selama perkembangan embrionik, 131 sel secara normal ditentukan untuk mati oleh proses apoptosis. Pada tahun 1986 Robert Horvitz menemukan gen-gen CED-3 dan CED-9 yang mana protein yang diproduksi oleh gen-gen itu memegang peranan penting pada sel-sel yang telah ditentukan untuk mengalami apoptosis pada cacing tersebut.

  • Molecular ..(cont) Pada manusia diidentifikannya gen-gen CED menyebabkan ditemukan protein-protein homolog yang disebut : apoptosisprotease activating factor (Apaf). Apaf-1 merupakan homolog terhadap protein yang dihasilkan gen CED-4 pada nematoda tersebut, Apaf-2 merupakan suatu kofaktor untuk Apaf-1 yang berperan untuk mengaktifkan caspase-9. Apaf-3 yang merupakan homolog CED-3 pada manusia dikenal sebagai caspase-9. Caspase merupakan suatu grup enzim proteolitik yang diaktifkan pada saat permulaan proses apoptosis dan berperan untuk menstimulasi tingkat permulaan dari apoptosis terutama untuk perubahan-perubahan pada fase eksekusi.

  • Apoptosis diperlukan untuk : menyesuaikan jumlah sel dari jaringan tertentu untuk dicapainya fungsi yang diperlukan menyelesaikan pengeluaran sel yang tidak diperlukan lagi selama proses embryogenesis dan metamorfosis memudahkan proses eliminasi sel-sel tumor, sel-sel yang terinfeksi dan menghancurkan limfit yang autoreactive.

  • Apoptosis merupakan suatu mekanisme fisiologis akan tetapi bila terjadi keadaan defektif atau excesif dari proses apoptosis dapat menyebabkan penyakit yang serius seperti : - defective function:- berkembangnya proses neoplasia/tumor - excessive function- peningkatan produksi hormon- penyakit autoimmune- neurodegenerasi- immuno defisiensi

  • Proses pengaktifan kaspase : Aktivasi kaspase merupakan didahului oleh pembentukan kompleks yang terdiri dari berbagai zimogen kaspase, dan kemudian berbagai protein yang dikenal sebagai protein adapter berbagai kaspase apikal akan diaktifkan Kaspase merupakan suatu protease yang menggunakan sistein sebagai gugus nukleofilik untuk pecahan substrat melalui pemutusan ikatan peptida pada sisi karboksil daro residu aspartat. Stimulus yang mengaktifkan proses apoptosis akan mengaktifkan kaspase dan seluruh keluarga kaspase dan proteolisis dari berbagai protein seluler.

  • Jalur Mitokondria untuk Pengaktifan Kaspase : Mitokondria sebenarnya bertindak sebagai suatu sensor bila ada kerusakan sel Berbagai stres pada sel seperti : kerusakan DNA, shok karena panas, dan pengaruh stres oksidatif akan menimbulkan peningkatan permeabilitas dari membran luar mitokondria, dan hal ini akan menyebabkan berbagai protein seperti sitokrom c akan dibebaskan dari ruang intermembran mitokondria kedalam sitosol. Sitokrom c itu akan terikat pada protein Apaf-1 yang homolog dengan protein CED-4 dari C.elegans. Hal ini menyebabkan oligomerisasi dari Apaf-1 yang kemudian akan mengikat kaspase-9 pada setiap monomernya. Dalam hal ini Apaf-1 berperan sebagai regulator alosterik terhadap kaspase-9. Pada apoptosom itu kaspase-9 akan aktif, tetapi tidak semua nya akan aktif tetapi hanya satu yang aktif.

  • Kaspase 9 yang aktif kemudian akan mengaktifkan lain kaspase secara kaskade melalui pengaktifan kaspase 3 dan kaspase 7. Kaspase 3 akan mengaktifkan kaspase 2 dan 6 yang selanjutnya akan mengaktifkan kaspase 8 dan 10. Kaspase 3 juga berperan sebagai pemberi jalur umpan balik untuk amplifikasi peran kaspase 9, sehingga meskipun hanya satu kaspase 9 yang aktif dalam apoptosom itu, tetap terjadi amplifikasi yang cepat dari death signal melalui pengaktifan kaspase lainnya.

  • mitokondriaApaf-1Kaspase 9Kaspase 3Kaspase 2Kaspase 6Kaspase 8Kaspase 10Kaspase 7Urutan aktivasi kaspase pada apoptosom yang disebabkan sitokrom c yang masuk ke sitosol

  • CASPASESEnzim-enzim merupakan protease kompleks dan bekerja pada proses apoptosis terhadap sebagian kecil protein lainnya dengan jalan mengaktifkan atau menghambat protein itu.Sasaran untuk kerja caspase itu adal;ah sebagai berikut :Focal adhesion kinase (FAK). Inaktivasi dari FAK dianggap untuk melepaskan adhesi antar sel, sehingga sel yang mengalami apoptosis terlepas dari sel-sel yang mengitarinya Lamins, yang menyebabkan inner lining terbentuk pada envelope inti. Pemecahan dari lamin menyebabkan terjadinya disassembly dari lamina inti.Protein yang merupakan struktur sel, seperti intermediate filaments, actin dan gelsalin. Pemecahan dan inaktivasi selanjutnya dari protein-protein ini oleh caspase menyebabkan perubahan pada bentuk dari sel dan pada permukaan sel timbul gelembung /blebbing yang merupakan karakteristik dari sel apoptotik.

  • (Cont..)(d) Suatu endonuclease yang disebut CAD (=Caspase activated DNase) yang diaktifkan setelah terjadi pemecahan caspase yang berikutnya terhadap suatu protein inhibitor. Setelah di- aktivkan, CAD akan menyerang DNA dan selqnjut akan dipecah menjadi fragmentasi.

    (e) Enzim yang bekerja pada proses repair DNA akan diinaktifkan oleh caspase cleavase. DNA repair merupakan suatu aktivitas homeostatic yang tidak diperlukan pada sel apoptotik.Penelitian dari proses apoptosis ini menunjukkan bahwa terdapat berbagai jalur/pathway dimana sinyal apoptosis dipancarkan dari permukaan sel ke sasaran yang terdapat intarasel. identik dengan proses transduksi sinyal

  • SUATU CONTOH JALUR APOPTOSIS YANG DIAKTIFKAN OLEH TNF :Stimulus untuk apoptosis dibawa oleh suatu protein yang disebut: tumor necrosis factor (TNF) yang disekresikan oleh sel-sel tertentu yang terlibat pada proses sistim imun sebagai jawaban terhadap proses-proses yang berbahaya seperti : ionizing radiation, infeksi oleh viral atau toxic chemical agents. TNF akan terikat pada suatu reseptor transmembrane (TNFR-1). Pengikatan oleh TNF akan menyebabkan asosiasi dari 3 TNF reseptor membentuk trimer.Domain sitoplasmik dari setiap TNFR1 mempunyai suatu segmen yang mempunyai lebih kurang 70 asam amino yang disebut death domains. Ikatan antara TNF dan reseptornya itu akan menghasilakan perubahan konformasi dari death domain yang akan menginisiasi suatu resaksi rantai terhadap interaksi protein-protein tertentu.

  • (d) Death domain akan memberi sinyal pada dua protein sitoplasmik (TRADD dan FADD) untuk mentransmisikan sinyal yang mengaktifkan caspase.Aktivasi caspase ini terjadi karena ada pengeluaran segmen internal dari protein itu untuk menghasilkan suatu enzim lainnya yang terdiri dari dua rantai polipeptida, yang kemudian akan berdifusi ke dalam sitoplasma dimana selanjut sasaran berikutnya akan diaktifkan. Pengaktifan caspase hampir serupa dengan proses pengaktifan efektor pada proses transduksi sinyal oleh suatu hormon atau growth factor.TNFTNFR1Death domainsFADDTRADDCaspaseapoptosisPlasma membrane

  • Selain adanya sinyal yang menyebabkan sel itu melakukan bunuh diri, terdapat pula sinyal yang sifatnya mempertahankan kelangsungan hidup sel itu. Hal ini diketahui dari penelitian mengenai reseptor TNF. Reseptor itu tidak memberikan sinyal apoptosis meskipun telah ditambahkan TNF. Hal ini cukup mengecewakan para ahli karena tadinya TNF dianggap dapat digunakan sebagai agen untuk membunuh sel tumor. Karena itu dewasa ini sedangkan diusahakan penelitian untuk memblokir sinyal yang bekerja untuk survival dari sel itu, dan dengan diblokirnya proses itu diharapkan TNF akan dapat digunakan untuk membunuh sel-sel tumor.

  • Caspase = cysteine protease cleaving an aspartic acid residues FADD (= Fas associated death domain protein)TRADD (=TNFR1-associated protein will death domain).Jalur apoptosis lain adalah menggunakan suatu protein yang merupakan death-reseptor yang juga merupakan keluarga reseptor TNF ialah CD-95 (=Fas. APO-1). Istilah CD berasal dari cluster differentiationEkspresi CD-95 terjadi pada hampir semua tipe sel. Sewaktu terjadi ikatan dengan ligan-nya, terbentuk oligomer CD-95 dan suatu sinyal terbentuk memasukki jalur apoptosis yang di transmisikan pada suatu protein FADD melalui cytoplasmic death domain (DD). Interaksi ini akan mengaktifkan kaspase-8 yang selanjutnya akan mengaktifkan kaskade kaspase.

  • Macam death receptor: Sampai sekarang telah dikenal sekitar 6 death receptor untuk proses apoptosis yaitu : Fas (atau CD95 atau APO-1) TNFR-1 (disebut juga p55 atau CD120a) Trail-R1 (atau DR4) Trail-R2 (atau DR5 atau APO-2 atau Killer) Death receptor 3 (DR3, APO-3, TRAMP, WSL-1 atau LARD) Death Receptor 6 (DR6)

  • TNF-R1 N-CRD-CRD-CRD-CRD DD-CFas/CD95 N-CRD-CRD-CRD DD-CTRAIL-R1/DR4 N-CRD-CRD DD-CTRAIL-R2/DR5 N CRD-CRD DD-CDR3/Apo3 N-CRD-CRD-CRD-CRD DD-CDR6 N-CRD-CRD-CRD-CRD DD C CRD = Cycteine rich domain DD = Death Domain Perbandingan struktural death receptor : Extracellular domain Cytoplasmic domain

  • PERAN HORMON SEBAGAI MEDIATOR PADA TRANSDUKSI SINYAL

  • HORMON : Yaitu sekresi dari kelenjar endokrin yang langsung dimasukkan kedalam sirkulasi dan bekerja pada sel sasaran yang terletak distal dari sel endokrin itu. Terdapat dalam konsentrasi sangat rendah pada cairan ekstrasel (10-12-10-9 mol/L) Pembagian hormon dapat diklasifikasikan berdasarkan komposisi kimia, daya larut, lokasi reseptor dan sifat sinyal yang digunakan untuk perantara kerja hormon dalam sel. Kerja hormon pada tingkat seluler didahului oleh asosiasi hormon sebagai ligan dengan reseptor yang spesifik pada sel sasaran.

  • KLASIFIKASI HORMON : Grup I Grup IISenyawa kimia steroid polipeptida iodotironin protein kalsitriol, retinoid glikoprotein katekolamin Kelarutan lipofilik hidrofilik

    Memerlukan ya tidakProtein transporHalflife plasma panjang (jam-hari) singkat (menit)Reseptor intrasel (sitoplasma) membran plasmaMediator reseptor-hormon cAMP, cGMP, Ca2+, metabolit kompleks ke inti kompleks fosfoinositol, kaskade enzim kinase

  • HORMON-HORMON PENTING DALAM TUBUH Polipeptida Glikoprotein Steroid Derivat asam amino ACTH FSH Aldosteron EpinefrinAngitensin I&II hCG Kortisol Nor-epinefrinKalsitonin (CT) LH 1,25-bis(OH)- Tiroksin (T4) kolekalsiferol Kolesistokinin FSH Estradiol Triiodotironin(T3)Gastrin ProgesteronGlukagon As. RetinoatGrowth hormon TestosteronInsulinIGF, somatomedinMSHOksitosinPTHPRLVasopresinReleasing hormon(dariHipotalamus)

  • OHHOC C NH OH H CH3 H HEpinefrin hormon yang disintesis dari asam amino triptofanOHHO17-b-Estradiol suatu steroid yang berasal dari kolesterol

  • CH3 CH3 CH3CH3CH3COOHRetinoic acidOHOOHCOOHProstaglandin E2

  • FUNGSI HORMON :Integrasi fungsi-fungsi tubuh (a.l.-pengaturan fungsi jaringan yang distal dari kelenjar)Mempertahankan homeiostasis tubuh (a.l.: mendeteksi dan memberikan respon terhadap kondisi liongkungan)Mengaktifkan/menghambat proses metabolismePeran pada proses reproduksi, pertumbuhan sel dan diferensiasi sel.

  • RESEPTOR HORMON :-Ikatan reseptor hormon terjadi cepat dan reversibelSangat tinggi afinitasnya terhadap liganModel : serpentin atau terdiri dari unit-unit polipeptida.KONTROL KERJA HORMON:1.Pengaturan aktivitas reseptor : karena perubahan konsentrasi reseptor upper dan down regulation konsentrasi tetap tetapi terjadi desensitisasi reseptor2.Pengaruh umpan balik :- dapat bersifat positif atau negatif.

  • Pembentukan hormon sebagai prohormon, misal insulin dihasilkan sebagai prohormon yang kemudian dihidrolisis menjadi insulin dan C-peptida.Peran dari Releasing Factor untuk hormon-hormon hipofise anterior.

  • HUBUNGAN UMPAN BALIK : Merupakan karakteristik sistim endokrin. Proses umpan bakih tidak berlaku untuk semua hormon contoh : glukosa terhadap insulin dan glukagon, somatostatin terhadap insulin atau glukagon vasopresin, renin dan aldosteron (dipengaruhi osmolaritas dan volume cairan ekstrasel). kation terhadap hormon PTH ( ion Ca2+).

    Stimulus CNS hipotalamis hipofise TRH TSH

    T3 dan T4 Kel.tiroid

  • SINTESIS HORMON hormon peptida disintesis melalui suatu proses translasi mRNA yang berasal dari gen hormon itu. untuk efisiensi diketahui bahwa dengan 1 gen dapat diperoleh lebih dari satu macam hormon, misal :Pre-pro-opio melanokortin (prekursor)

    Enkefalin Endorfin b-lipoprotein b-MSH ACTH dewasa ini diketahui bahwa hormon disintesis tidak hanya pada kelenjar endokrin tetapi dapat pula di sintesis di jaringan lain, meski tidak da- lam jumlah besar.

  • TRANSPOR HORMON Hormon yang larut dalam air di plasma diangkut dalam bentuk terlarut dan tidak memerlukan pengangkut/carrier, kecuali beberapa polipeptida kecil dan derivat asam amino yang antara lain berguna untuk memperpanjang half-life dan mencegah destruksi oleh protease plasma.Hormon yang kurang/tidak larut dalam air (misal steroid, prostaglandin dan hormon tiroid) dalam plasma memerlukan pengangkut. Sesampainya di jaringan sasaran hormon akan dilepas dari pengangkut dan akan memasuki sel sasaran dalam bentuk bebas.Transpor protein dikenal ada dua macam yaitu: albumin dan transthyretrin (prealbumin), mengikat ligan yang kecil-kecil seperti derivat asam amino dan merupakan pengangkut yang umum. protein transpor yang lebih spesifik(mengikat hormon sejenis: - thyroxin binding globulin (TBG) - testosteron-estrogen binding globulin (SHBG) - corticoid binding globulin (CBG).

  • SINTESIS HORMON II :glukagon juga disintesis pada mukosa usus bagi- an dalam selain di pankreas.-estrogen juga disintesis di hipotalamus (berperan pada proses umpan balik), dan sel adiposit selain di ovarium.-sintesis vit. D3 dari ergokalsiferol (dari tumbuh- tumbuhan dimulai di kulit (bantuan sinar matahari) menjadi 7-dehidrokolekalsiferol masuk sirkulasi (di- ubah menjadi 25-OH kolekalsiferol) dan terakhir di ginjal diubah menjadi 1,25-bis(OH)kolekalsiferol.-vasopresin di sintesis di hipotalamus, disimpan di hipofise posterior dalam bentuk terikat dengan protein neurofisin II, dan baru dibebaskan bila di- perlukan.Meskipun ada sintesis diluar kelenjar endokrin, tetapi kel.endokrin tetap berperan pada pengaturan sintesis, penyimpanan dan pembebasan ke sirkulasi.

  • BIORITME : - Sekresi/pembebasan hormon secara ritmis merupakan ciri khas dari sebagian hormon. Ritme ini dapat timbul dalam hitungan menit, sampai jam (sekresi pulsatil LH menjelang ovulasi) dan harian (circadian, misal ritme dari hormon glukokortikoid) sampai mingguan/bulanan (misal sekresi tonik LH sebelum ovulasi).Ritme pada sekresi hormon itu a.l. dipengaruhi oleh hal-hal berikut:Faktor neurogenik (stimulasi isapan putting mammae oleh bayi menghasilkan prolaktin)Kerja sama kompleks dari berbagai faktor psikis dan hormonal serta adanya feedback (positif atau negatif) menyebabkan siklus haid.Faktor yang belum diketahui, misal cirkadian rhytme dari kortisol (lingkungan ?).Peran hormon melatonin yang dihasilkan oleh kel.pineal terhadap adaptasi siang dan malamSuatu hal yang menarik dari bioritme ini ialah peran hormon-hormon reproduksi baru aktif setelah masa pubertas.

  • PERAN HORMON TERHADAP SUATU AKTIVITAS YANG DIPENGARUHI HORMON :

    Satu hormon dapat mempunyai pengaruh yang berlainan pada macam-macam jaringan atau pada jaringan yang sama tetapi pada waktu kehidupan yang berbeda. one hormone multiple actionDapat pula terjadi satu proses yang kompleks memerlukan interaksi berbagai hormon (proses multi hormonal) misal : pengaturan kadar gula darah memerlukan kerja sama hormon insulin,glukagon dan epinefrin. one action multiple hormone

  • SECOND MESSENGER: AMP siklik (cAMP) GMP siklik (cGMP) ion Ca2+Inositol bisfosfat (IP3)Diasil gliserol (DAG)PROTEIN G :Protein-G yang berperan pada adenilat siklase, dan ada dua macam yaitu Gs (stimulasi) dan Gi (inhibisi)Protein G yang mengaktifkan PLC-gProtein-G yang berperan pada pembentukan kanal ion oleh reseptor.PROTEIN-KINASE: 1. Mempunyai residu serin/treonin (diaktifkan PKA dan PKC)2. Mempunyai residu tirosin (diaktifkan secara otofosforilasi oleh kompleks hormon-reseptor)

  • SECOND MESSENGER II : DAG =diasilgliserol, lokasinya di transmem-bran : mengaktifkan PKC (protein kinase C) dan membuka kanal ion Ca2+. IP3 = inositol trifosfat dari membran masukmasuk ke sitosol menuju ke ER dan berperanmembuka kanal Ca2+ sehingga ion tersebut masuk ke sitosol mengaktifklan kalmodulin. PKG adalah suatu protein kinase yang di-aktifkan oleh cGMP (mis//; karena pengaruhHormon ANF (atrionatriuretic factor), dan EDRF (Endothelial Derived Relaxing Factor)- melakukan fosforilasi dan modulasi enzim.

  • CARA MENGINAKTIFKAN KASKADE SINYAL :Fosfodiesterase : FD cAMP AMP - reaksi terjadi meski Km rendah atau tinggi - dapat diatur sendiri, atau hormon lain atau ion Ca2+ - dihambat oleh derivat xanthin (mis:kafein) akibatnya cAMP dan kerja hormon .Fosfoprotein fosfatase: - pengaruhi reaksi fosforilasi contoh : pengaturan kerja metabolisme glikogen dengan enzim berbentuk defosfo atau fosfatasi.

  • KALSIUM DAN FOSFATIDIL INOSITID SEBAGAI SECOND MESSENGER INTRASELKalsium : - Ion kalsium sukar masuk kedalam sel karena pengaruh konsentrasi dan muatan listrik yang besar -Kadar Ca2+ dalam sitoplasma diatur oleh :Hormon-hormon tertentu yang meningkatkan flux ion kedalam sel (ligand gated ion channels)Sistim pompa ion Ca2+/2H+-yang dependent ter- hadap ATP(mendorong Ca2+ keluar, ditukar dengan ion H+.Mobilisasi/deposit Ca2+ dari/ke dalam mitokondria dan endoplasmik retikulum(ER).

  • KALSIUM II : banyak hormon yang tidak dapat bekerja bila tidak ada ion Ca2+. proses metabolisme yang dipengaruhi Ca2+ dan fosforilase: - glikogen sintetase - piruvat kinase - piruvat karboksilase - gliserol 3-P dehidrogenase.

    KALMODULIN : - suatu protein yang merupakanregulator Ca ion (BM. 7000) - dapat mengaktif dan menginaktifkan enzim - kompleks Ca-kalmodulin mengatur aktivitas elemen struktural sel (aktin-miosin, mikrofi- lamen non kontraktil, endo/eksositosis).

  • FOSFOINOSITID :Beberapa macam sinyal yang ditimbulkan oleh kompleks hormon-reseptor memerlukan hubungan dengan ion Ca2= dalam sitosol, jadi dalam hal ini fosfoinositid berperan sebagai penghubung, dalam hal ini peran ion Ca2+ dapat dianggap sebagai third messenger, sedangkan fosfoinositid sebagai second messenger.

  • Hormon sebagai ligan-sinyal dan cAMPsebagai caraka kedua Dan mengaktifkan protein kinase A+GTP GDP+ACATP cAMPFDAMPSubunit katalitikSubunit regulasiPROTEIN KINASE A(inaktif))Protein-GProtein-GGDPGTP2 PKA (aktif) +Protein Protein terfos- forilasiRespon sel

  • HORMON YANG BEKERJA MELALUI JALUR AKTIVASI PROTEIN KINASE A Macam hormon Sel sasaran

    CRH sel kortikotrop hipofise anteriorTSH folikel kel. TiroidLH sel Leydig testisFSH sel sertoli tubuli seminiferi, folikel ovariumACTH sel lapisan dalam korteks adrenalPeptida opioid sel SSP (efek inhibisi oleh protein GiArginin vasopresin Sel tubuli distal renal (AVP)PGI2 membran sel trombositKatekolamin reseptor a dan b adrenergik(adrenalin/noradrenalin)

  • TRANSDUKSI SINYAL YANG MENG-AKTIFKAN PROTEIN KINASE C DAN MEMPENGARUHI ION KALSIUMH+GDP GTP++PLC-gPIP2 DAGRGGIP3+ERCa2+PKC+Protein I -> Protein I (aktif)RESPON SEL ICa2+KalmodulinkinaseProtein II -- Protein II RESPON SEL II (aktif)

  • HORMON YANG MENGAKTIFKAN PROTEIN KINASE C Macam hormon Sel sasaran TRH Sel tirotrop yang membebaskan TSH GnRH Sel-sel gonadotrop yang membebas- kan LH dan FSH dari hipofise anterior Angiotensin II/III Zona glomerulosa sel korteks adrenal, membebaskan aldosteron TSH Folikel kel. Tiroid, membebaskan hor- mon tiroid Epinefrin(trombin) sel trombosit, membebaskan ADP/se- rotonin, juga sel hepatosit melalui re- septor a yang meningkatkan ion Ca2+ intrasel

  • O-POO-OOHOHOPO-OOO-OHHHOHPO-HOO-HInositol 1,4,5-Trifosfat (IP3)O H2- C O- C- R1OR C O C - HH2 C -- OHDiasilgliserol (DAG)

  • KASKADE SINYAL YANG DIAKTIF-KAN OLEH INSULIN ATAU FAKTOR TUMBUH :RasSosGrbIIIRS I(= insulin Receptor Substrate)RatMEKMAP Kinase PPHAS-IcIF-4E (aktif)Faktor inisasi lainnyaeIF-4e-faktor lainCapmRNAFaktor translasisintesis proteineIF-4E PHAS-I (in aktif(Mitogen Aktivated Protein)

  • PENGUKURAN KADAR HORMONDALAM PLASMA :- Kadar hormon dalam darah sangat rendah (10-9 10-12 M) Cara kimia biasa tidak dapat digunakan untuk pengukuran kadar dalam plasma.Cara yang pernah digunakan : 1. dengan menentukan aktivitas biologis dari metabolit dalam urin, misal : bioasay aktivitas FSH dengan tehnik Stehlman- Pohley, urin penderita disuntikkan pada tikus betina, sete- lah beberapa hari diukur berat uterus dan dibandingkan dengan uterus yang tidak mendapat suntikan. 2. Pengukuran metabolit estradiol di urin 24 jam (tehnik kimia dari Brown). Pengukuran metabolit dengan cara kimia dari urin 24 jam - 17-ketosteroid (derivat androgen) - 17-hidroksi steroid (derivat glukokortikoid)

  • Cara yang digunakan sekarang : Menggunakan tehnik RIA (radioimmunoassay) atau IRMA (Imunoradiometric assay) dengan menggunakan tehnik label- ing dengan radioisotop.

  • Dasar pemeriksaan kadar hormon dengantehnik RIA: o persaingan antara hormon yang di- label dengan hormon yang tidak di- Label dalam bereaksi dengan suastu antibodi spesifik terhadap hormon yang diperiksa.Dasar pemeriksaan kadar hormon dengantehnik IRMA : o persaingan antara antibodi yang di- bel dengan antibodi yang tidak di- label dalam bereaksi terhadap hor- mon yang diperiksa Dalam pelak- sanaannya antibodi yang tidak dila- bel diikatkan pada tabung pemeriksaan dan antibodi yang dipakai sebaiknya antibodi monklonal.

  • HORMON :Hormon hipotalamus dan hipofise Hormon yang berperan mengatur metabolisme bahan makananHormon yang berperan pada pengaturan kadar mi- neral penting seperti Natrium dan Kalsium.Hormon yang mempengaruhi pertumbuhan, diferen- siasi dan reproduksi.5. Hormon gastrointestinalis.

  • ACGsitoplasmaeksterior selbagianintraseldari re-septorReseptortirosinkinasesecondmessengertransduserintraselProteinkinaseProtein kinase aktif (terfosforilasi)Protein Proteinterfosforilasiligan hidrofobikligan IIligan Ifaktor transkripsiInti selReseptor intraselmembran seltranskripsimRNADNAmRNAProtein aktifPertumbuhanReseptor padapermukaan sel

  • HORMON YANG PENGARUHI METABOLISME ENERGI

    Anabolik : Insulin Katabolik : Glukagon Epinefrin dan Norepinefrin Kortisol Somatostatin Tiroid

  • P-tyrP-tyrGlukoseGLUT 4P-tyrP-tyrMEKKrafRasSosGrb2SHCGrb2SypMEKMAPKIRS1PI-3KPengaruhi lalu lintas membranGPIPLCIPGmembranC-junS6kinase IIProteinPhosphatase sintesis lipidmitogenesissintesis glikogensitosolexteriorp-85Mekanisme kerja hormon dengan reseptor tirosin kinase(insulin)transporter

  • HORMON YANG PENGARUHI KADAR MINERAL UTAMA (natrium dan kalsium):Natrium : ADH reabsorbsi air di ginjal Aldosteron resorpsi Na+ di tubuli ekskresi K+ ANP sekresi Na+ meningkat volume urin meningkat sekresi renin, angiotensin dan aldosteron turun Angiotensin I produksi aldosteron meningkat vasokonstriksi meningkat Angiotensin II produksi aldosteron turun

  • Hormon yang mempengaruhi mineral Kalsium:Jaringan PTH Calsitonin KalsitriolTulang resorpsi Ca2+ resorpsi Ca2+ mobilisasi resorpsi PO42- resorpsi PO42- Ca2+ dari tulang dan jumlah osteoklasGinjal resorpsi Ca2+ resorpsi Ca2+ resorpsi Ca2+ resorpsi PO42- resorpsi PO42- resorpsi HCO3- konversi 25(OH) D3 menjadi 1,25di(OH)D3Intestin absorbsi Ca2+ absorbsi PO42-

  • Hormon hipotalamus : 1. Releasing factor :Terdiri dari releasing dan inhibiting hormon, merangsang hormon-hormon dari hipofise anterior dan berupa polipeptida(TRH merupakan tripeptida)1.PRIH menghambat PRL dari hipofise anterior (dopamin ?)2.GHRH mengaktifkan Growth Hormon (GH) dari hipofise anterior3.GHRIH (somatostatin) menghambat GH 4.TRH mengaktifkan TSH dari hipofise anterior5.CRH mengaktifkan ACTH dan hormon-hormon dari gen POMC6.GnRH mengaktifkan LH dan FSH dari hipofise anterior.2. Vasopresin3. Oksitosin

  • HORMON HIPOFISE :Hipofise anterior : - GH - LH dan FSH - ACTH - TSH - PRL2. Hipofise intermediate - MSH3. Hipofise posterior: - tempat penyimpanan oksitosin dan vasopresin yang berasal da- ri hipotalamus, disini kedua hormon diikat oleh suatu pro- tein yang disebut NEUROFISIN.

  • Growth hormon: satu keluarga dengan (human Placental Lactogen (hPL) dan prolaktin (PRL), mempunyai l.k. 200 buah asam amino (20.000 Dalton), dua ikatan disulfida dan tidak terdapat glikosilasi. sekresi dipengaruhi GRH (stimulasi) dan somatostatin (GHRIH)-menghambat. mekanisme kerja mungkin dengan mempengaruhi produksi IGF-1 melalui reseptor tirosin kinase, selain itu diketahui pula bahwa aktivitas PKC meningkat bila ada GH dan PRL. Pada manusia GH mengaktifkan glukoneogenesis (hiperglikemik) dan lipolisis, asam amino uptake oleh sel ditingkatkan dan pemberian GH akan menyebabkan nitrogen balance jadi positif. Kerja lipolitik GH bertujuan untuk mnyediakan suplai energi yang antara lain digunakan untuk sintesis protein yang diinduksi oleh uptake asam amino yang meningkat.

  • Mediator dengan mekanisme kerja reseptor yang belum jelasMerupakan reseptor dari keluarga cytokine-receptor superfamilyDari penelitian terhadap mekanisme kerja interferon diketahui ada jalur yang menggunakan protein kinase yang berbeda dari reseptor RTK insulin dan merupakan dimer dan pada aktivitasnya akan mengaktifkan suatu faktor transkripsi yaitu STAT melalui pengaktifan JAK.Jalur ini mungkin digunakan pula oleh Growth hormone, prolaktin, TNF dan NGF

  • exteriorsitosolIFNgreseptordimerPPPPPPPPJAK1JAK2ATP --> ADPATPADPSH 2SH 2SH 2SH 2PPSH 2SH 2P PINTIGAF

  • Thyroid stimulating hormon (TSH) dan hormon tiroid (T3 dan T4):merupakan glikoprotein, sintesis distimulasi oleh TRH. TSH dari sirkulasi terikat pada reseptor pada membran basal kel. Tiroid, melalui pengaktifan adenilat siklase oleh protein Gstimulasi yang lama oleh reseptor tiroid mengakibatkan pe- ningkatan sintesis prekursor hormon tyiroid yaitu tiroglobulin.Tiroglobulin dihasilkan pada ER kasar dan mempunyai b.m. 660.000, mengalami glikosilasi dan mengandung lk. 100 residu tirosin yang mengalami iodinasi dan digunakan untuk sintesis hormon tiroid T3 dan T4. (lihat skema sintesis hormon tiroid).Di dalam plasma T3 dan T4 terikat pada suatu carrier gliko- protein yang disebut Thyroxin-binding globulin dan kemudi- an disebar ke seluruh tubuh.Hormon tiroid bekerja melalui reseptor intrasel (seperti steroid) Pada penyakit Graves terbentuk suatu antibodi yang disebut Thyroid stimulating antibodies, karena dapat berperan seperti TSH. TSAb terikat pada reseptor TSH. -Regulasi terjadi melalui down regulation sekresi TSH oleh T3 dan T4 melalui negative feedback control.

  • GONADOTROPIN:merupakan glikoprotein, merupakan heterodimer (unit a dan b). Subunit a dari semua keluarga hormon ini identik (LH,FSH, hCG, dan TSH).Aktivitas biologis ditentukan oleh subunit b yang tidak aktif bila bersama dengan subunit a.Aktivitas kerja melalui reseptor GCPR. Gonadotropin ini berkerja pada sel-sel ovarium dan testes, merangsang produksi hormon steroid gonad. Pada laki-laki LH terikat pada sel Leydig testes dan menginduksi sekresi T, sedangkan FSH terikat pada reseptor di sel Sertoli dan menginduksi produksi T dan DHT serta perkembangan spermatogenesis. Pada wanita LH menginduksi sel theca untuk mensekresi estradiol, sedangkan FSH berperan pada pengembangan folikel dan pada sel granulosa menginduksi sintesis estrogen.

  • PUBERTAS :Periode dimana terjadi proses pematangan sistem reproduksi ditandai oleh munculnya tanda-tanda kelamin sekunder (bervariasi antara usia 10-15 tahun)Dicetuskan oleh meningkatnya sekresi GnRH yang selanjutnya mengaktifkan hipofise anterior untuk menghasilkan LH dan FSH yang selanjutnya mengaktifkan kel.gonad untuk menghasilkan testosteron pada laki-laki dan estrogen pada wanita.Faktor yang diduga berperan pada pubertas antara lain iakah : faktor genetik, nutrisi (status gizi) dan pengaruh hormon melatonin dari kel. pineal, yang merupakan supresor kuat gonadotropin, sehingga penurunan kadar melatonin akan mengaktifkan gonadotropin.

  • ASAM RETINOAT :Berasal dari vitamin AMempromosikan pertumbuhan dan diferensiasi sel epitel, pertumbuhan tulang dan perkembangan pada masa embrionik.Mekanisme kerja identik dengan hormon steroid (reseptor intra sel.)Mengaktifkan proses transkripsi mRNA untuk ditranslasikan menjadi protein yang berperan pada proses pertumbuhan dan diferensiasi sel.

  • SEKIAN UNTUK HARI INIterima kasih

    ********************************************************************************************************************