Sistem endokrin

HENDRA SUSANTOSOEWOLO

2013

Pendahuluan

Sistem endokrin merupakan salah satu sistem koordinasi selain sistem saraf. Bersama sistem saraf berfungsi mengkoordinasikan berbagai aktivitas sistem yang lain.Sinyalnya berupa hormon (umumnya dihasilkan oleh kelenjar endokrin) yang disampaikan ke target melalui aliran darah. Sinyal memerlukan waktu relatif lama (menit/jam/hari) untuk sampai ke target.

Sifat hormon: Suatu zat kimia khusus, disintesis oleh sel-sel dlm

kelenjar,disekresikan langsung ke dalam darah untuk ditranspor ke organ-organ sasaran yang jauh/dekat dari tempat sintesis,sebagai regulator fisiologis,sudah efektif dlm jumlah yg sangat sedikit.

Tugas Diskusi: (1) Bandingkan sistem endokrin dengan sistem saraf dalam hal: bentuk sinyalnya, medium untuk menyampaikan sinyal, kecepatan rambatan sinyal, dan (2) beri contoh bahwa sist saraf dan sist endokrin memiliki hubungan yang sangat erat dlm aktivitasnya.

Hormon VertebrataSemua vertebrata memiliki organ-organ endokrin yang sama, misalnya

semua vertebrata memiliki hipofisis, kelenjar tiroid, kelenjar adrenal, dan gonad. Homologi hormon invertebrata dan vertebrata tidak banyak dijumpai.

Hormon dapat diklasifikasikan dengan berbagai cara, misalnya berdasarkan komposisi zat kimianya hormon dibedakan menjadi 4 kelas utama: (1) hormon steroid, (2) Biogenik Amino, (3) hormon protein dan polipeptida, (4) eikosanoid:

Hormon steroid adalah derivat kolesterol (contoh: testoteron dan estradiol).

Biogenik Amino adalah hormon derivat asam amino 1) derivat a.a tirosin contoh: hormon Tiroid: triodotironin (T3) dan tiroksin (T4), dan khatekolamin (epinefrin, norepinefrin,dan dopamin), 2) derivat histidin: histamin, 3) derivat triptofan: serotonin.

Hormon-hormon protein dan polipeptida adalah polimer asam amino yang digabungkan dg ikatan peptida (contoh hormon pertumbuhan, TSH dan insulin).

Eikosanoid: derivat dari 20 asam lemak (asam arakidonat). Contoh: prostaglandins dan leukotriens).

Pengaturan Produksi Hormon

Konsentrasi hormon dalam darah selalu dijaga dalam rentangan yang konstan. Kalau konsentrasinya melebihi rentangan yang seharusnya, maka produksinya akan dikurangi, dan apabila konsentrasinya kurang dari rentangan yang seharusnya, maka produksinya ditingkatkan.

Produksi hormon seperti itu diatur dengan mekanisme umpan balik negatif. Penjelasannya adalah sbb:

Misalnya kelenjar B akan menghasilkan hormon B bila dirangsang oleh hormon A yang dihasilkan oleh kelenjar A. Bila konsentrasi hormon B dalam darah lebih dari normal, maka hormon B akan menghambat kelenjar A untuk mengurangi produksi hormon A yang selanjutnya akan mengurangi produksi hormon B.Bila konsentrasi hormon B kurang dari normal, maka kelenjar A akan meningkatkan produksi hormon A yg selanjutnya menggiatkan kelenjar B untuk menhasilkan hormon B. Dengan mekanisme seperti itu konsentrasi hormon B akan berada dalam rentangan yang konstan.

Tugas: Gambarkan bagan mekanisme produksi hormon dari contoh di atas!

Bagaimana Hormon mempengaruhi sel targetAda dua teori yang menjelaskan bagaimana hormon mempengaruhi

sel target: (1) teori duta kedua (second messenger theory) = penggiatan reseptor membran plasma untuk hormon non steroid, (2) teori mekanisme dua tahap (two steps mechanism) =

penggiatan reseptor intraseluler untuk hormon steroid. 1. Teori duta kedua (penggiatan reseptor membran plasma). • Hormon non steroid (sebagai duta pertama) melekat ke reseptor

pd membran sel target. • Melekatnya hormon pada reseptor akan mengaktifkan protein G

yang selanjutnya mengaktifkan enzim siklase adenilat (AS) yg akan mengkatalisis perubahan ATP menjadi AMP siklik.

• AMP siklik (sebagai duta kedua) selanjutnya mengaktifkan enzim protein kinase.

• Protein kinase selanjutnya mengaktifkan enzim-enzim sitoplasmik melalui fosforilasi yang menghasilkan perubahan fisiologis seluler.

2. Mekanisme Dua Tahap (Penggiatan reseptor intraseluler)• Hormon steroid dengan mudah menembus membran plasma dan

membran inti, kemudian berikatan dengan reseptor dalam inti membentuk komplek reseptor-hormon.

• Kompleks reseptor-hormon akan melekat ke kromatin pada tempat perlekatan khusus (A) pada ADN.

• Melekatnya kompleks reseptor-steroid ke kromatin akan mengaktifkan gen-gen tertentu dan menghasilkan transkripsi ADN yang berfungsi sebagai ARN duta (mRNA).

• ARN duta selanjutnya mempersiapkan suatu “template” untuk produksi protein struktural dan/enzim-enzim.

• Dengan enzim-enzim tsb hormon-hormon steroid mempengaruhi struktur dan fungsi sel-sel target.

Kemampuan Sel Target Merespon Hormon

Sel target bersifat khusus (spesifik), hanya akan mengenali hormon khususnya. Sel target dapat mengenali hormon tertentu karena memiliki reseptor yang cocok dengan hormon khusus tersebut.

Reseptor pada sel target berupa protein, yang dapat terbentuk dan terurai secara konstan. Sehingga jumlah reseptor pada sel target dapat ditambah atau dikurangi sesuai kebutuhan.

Jumlah reseptor pada sel target dapat dikendalikan oleh hormon itu sendiri atau interaksi dengan hormon lain.

Dalam hal hormon dapat mengendalikan reseptor sel targetnya sendiri, dikenal 2 mekanisme, yaitu: d o wn re g ula tio n dan up re g ula tio n. Pada d o wn re g ula tio n, bila dalam darah konsentrasi hormon berlebihan,

maka jumlah reseptor pada sel targetnya akan dikurangi. Pada up re g ula tio n, bila dalam darah konsentrasi hormon rendah, maka

jumlah reseptor pada sel targetnya akan ditambah. Dengan 2 mekanisme tsb,maka fungsi sel target dapat optimal (tidak

berlebihan dan atau kurang). (Fenomena homeostasis)

Dalam hal interaksi dengan hormon lain, ada 3 jenis interaksi antar hormon: 1) permissive effect, 2) synergetic effect, 3) antagonistic

effect.

1. Permissive Effect (Pengaruh Permisif).• Dalam interaksi ini, pengaruh satu hormon pada satu sel target

memerlukan pembukaan serempak atau sebelumnya oleh hormon lain. Pengaruh hormon lain tsb adalah untuk meningkatkan jumlah reseptor pad sel target.

Contoh, interaksi antara estrogen dan progesteron selama siklus reproduksi wanita : pertambahan estrogen akan menambah reseptor progesteron pada sel target, sehingga sekresi estrogen yang mendahului progesteron memungkinkan progresteron mempunyai pengaruh lebih besar.

2. Synergistic Effect (Pengaruh Sinergistik)• Dalam interaksi ini dua atau lebih hormon saling melengkapi

pengaruhnya terhadap sel target. Kerjasamanya adalah saling meperkuat untuk mengoptimalkan pengaruh hormon.

Contoh:

Produksi, sekresi, dan pengeluaran susu oleh kelenjar susu, memerlukan pengaruh sinergistik dari estrogen, progenteron, prolaktin, dan oksitosin.

3. Antagonistic Effect (Pengaruh Antagonistik)• Dalam interkasi ini, pengaruh satu hormon terhadap sel target

berlawanan dengan pengaruh hormon lain.

Contoh:

Pengaruh interaksi antara insulin dengan glukagon terhadap sel target. Insulin mempengaruhi peningkatan absorbsi glukosa darah oleh sel target, sedangkan glukagon mempengaruhi peningkatan pembebasan glukosa ke dalam darah oleh sel target.

Pertanyaan:

Dari penjelasan di atas, apa yang mempengaruhi sekresi hormon?

Beri masing-masing contohnya!

Metamorfosis (hari)

Hipotalamus

TRHAdenohipofisis

TSH

Folikel Tiroid T4

(konsentrasi rendah)T4(konsentrasi tinggi)

Peranan hormon Tiroid dalam mengontrol metamorfosis katak hijau

• Selama 20 hari pertama (premetamorfosis), median eminence belum terdeferensiasi,sekresi TRH dan TSH masih rendah. Kelenjar tiroid juga masih sangat sedikit berkembang dan belum aktif kecuali untuk mengikat Iodin dan sintesis sedikit hormon tiroid (T4). (anak katak masih bentuk kecebong dengan insang dan sepasang kaki belakang).

• Pada 20 hari berikutnya(prometamorfosis), ditandai dengan kematangan kelenjar tiroid, dengan peningkatan pengambilan Iodin dan aktivitas sekretori hormon tiroid (T4). (anak katak masih kecebong dengan insang dan 2 pasang kaki).

• Pada akhir fase (T4 tinggi), metamorfosis klimaks,bentuk dewasa muncul (anak katak tanpa insang dan ekor).

LARVA

DEWASA

Otak (sel-sel sekretori)

Simpanan PTTHKorpora kardiaka

Korpus Allatum

Konsentrasi JH rendah ---pupasi

Kelenjar Protorak

PPTH menstimulus

Konsentrasi JH tinggi-- larva ganti kulit Ekdison (EC))

+ EC

PUPA (diapause)

- (minus) JH + (plus) ec

TELUR

+ EC