10. Pankreas

Pankreas adalah suatu organ lonjong dari kira-kira 15 cm, yang terletak di belakang lambung

dan sebagian di belakang hati. Organ ini terdiri dari 98% sel-sel dengan sekresi ekstern, yang

memproduksi enzim-enzim cerna yang disalurkan ke duodenum. Sisanya terdiri dari

kelompok sel (pulau Langerhans) dengan sekresi intern, yakni hormon-hormon yang

disalurkan langsung ke aliran darah. Dalam pankreas terdapat empat jenis sel endokrin, yakni

:

a. Sel-alfa, yang memproduksi hormon glukagon yang merangsang hati memproduksi

glukosa; bekerja berlawanan dengan insulin.

b. Sel-beta dengan banyak granula berdekatan membran selnya, yang berisi insulin (Lat.

insula= pulau). Setiap hari dieksresikan k.l. 2 mg (= 50 UI) insulin, yang dengan aliran darah

diangkut ke hati. Kira-kira 50% dari hormon ini dirombak di sini, sisanya diuraikan dalam

ginjal.

c. Sel-D memproduksi somatostatin (antagonis somatropin).

d. Sel-PP memproduksi PP (pancreatic polypeptide), yang mungkin berperan pada

penghambatan sekresi endokrin dan empedu.

Setiap kali makan karbohidrat (gula), maka kadar glukosa darah akan naik. Sebagai reaksi, pankreas memproduksi dan melepaskan insulin guna memungkinkan absorpsi glukosa oleh sel, sehingga kadar glukosa darah turun lagi dan pankreas menurunkan produksi insulinnya. Dengan demikian kadar glukosa dapat bervariasi antara batas-batas normal dari 4-8

mmol/liter (72 – 144 mg glukosa/desiliter darah). Selain insulin, hormon pankreas lain yang ikut mengatur metabolisme karbohidrat adalah glukagon.

Glukagon merupakan antagonis kerja Insulin. Pada saat puasa atau pada saat otak dan saraf membutuhkan Glukosa, Glukagon bekerja menaikkan kadarnya. Glukagon menyebabkan glikogenolisis (pemecahan glikogen) dengan jalan merangsang adenilsiklase, suatu enzim penting untuk mengaktifkan enzim fosforilase. Penurunan cadangan glikogen dalam hati menyebabkan bertambahnya deaminasi dan transaminasi asam amino, sehingga glukoneogenesis (pembentukan glukosa baru) jadi lebih aktif.

Yang paling banyak menggunakan glukosa adalah saraf dan otak, pemasukannya tidak boleh tidak (obligat) dan tidak tergantung dari insulin. Di dalam sel, glukosa dioksidasi menjadi karbondioksida dan air dengan menghasilkan energi.

glukosa + 02 > CO2 + Energi

Jaringan otot dan lemak menyerap glukosa hanya bila diperlukan, karena kebutuhan energi dapat pula dicapai dengan jalan oksidasi asam lemak. Glukosa yang diserap di otot ditimbun sebagai glikogen atau dirombak menjadi asam laktat, yang dengan darah diangkut ke hati dan menjadi bahan pangkal untuk gluconeogenesis. Jaringan lemak menggunakan glukosa sebagai sumber energi dan sebagai substrat untuk sintesa trigliserida. Zat-zat ini mengalami lipolysis dengan menghasilkan asam lemak dan gliserol, yang juga merupakan bahan pangkal untuk gluconeogenesis.

Penyerapan glukosa jaringan-jaringan yang diperbesar oleh insulin: otot skelet, otot polos, otot jantung, jaringan lemak, leukosit, lensa mata, humor akuosa dan hipofisis. Sedangkan jaringan-jaringan yang penyerapan glukosanya tidak dipengaruhi oleh insulin, adalah : otak (kecuali mungkin bagian hipotalamus – dipengaruhi oleh insulin), tubuli ginjal, mukosa intestinal, eritrosit dan mungkin juga hati.

Hormon Insulin

Insulin adalah polipeptida dengan BM kira-kira 6000. Polipeptida ini terdiri dari 51 asam amino tersusun dalam 2 rantai; rantai A yang terdiri dari 21 asam amino dan rantai B terdiri dari 30 asam amino. Antara rantai A dan B terdapat 2 jembatan disulfida yaitu antara A-7 dengan B-7 dan B-19 dengan A-20. Selain itu masih terdapat jembatan disulfida antara asam amino ke-6 dan ke-11 pada rantai A. Insulin disintesis oleh sel b pulau Langerhans. Insulin dibentuk dari proinsulin. Proinsulin disintesis dalam elemen poliribosom retikulum endoplasmik sel β pankreas. Prohormon tersebut ditransfer ke retikulum endoplasmik dan kemudian ke badan Golgi. Di tempat terakhir ini terjadi perubahan proinsulin menjadi insulin. Granula yang mengandung insulin, proinsulin (sedikit) dan peptida—C kemudian melepaskan diri dari aparatus Golgi.

Sekresi Insulin

Sekresi insulin ke dalam darah diatur oleh berbagai faktor yaitu jumlah makanan yang masuk, hormon saluran cerna, hormon lain dan susunan saraf (baik susunan saraf otonom maupun susunan saraf pusat turut berperan dalam sekresi insulin). Selain glukosa, berbagai zat dalam makanan dapat merangsang sekresi insulin, misalnya asam amino (terutama leusin dan arginin), asam lemak, badan keton dan sakarida lain misalnya fruktosa, manosa. Pada manusia glukosa merupakan stimulus terkuat. Pemberian oral glukosa lebih kuat merangsang sekresi insulin dari pemberian I.V. Baru tahun 1964 diketahui bahwa perbedaan tersebut berdasarkan bahwa glukosa per oral merangsang sekresi insulin dengan perantaraan hormon intestinal. Yang dimaksud hormon intestinal adalah sekretin, gastrin, pankreozimin dan glukagon intestinal.

Berdasarkan perangsangan adrenoseptor a maka latihan fisik dan peningkatan aktivitas simpatik pada keadaan patologis misalnya pembedahan, luka bakar, hipotermia, hipoksia akan menyebabkan hiposekresi insulin. Sedangkan Kolinomimetik dan stimulasi vagal menyebabkan peningkatan sekresi insulin.

Perangsangan sekresi insulin juga dapat terjadi dengan pemberian sulfonilurea. Pada keadaan di mana terdapat hambatan pada metabolisme glukosa, perangsangan sekresi insulin oleh glukosa juga terhambat. Pada keadaan tersebut kadar glukosa yang tinggi dalam darah tidak mampu merangsang sekresi insulin, perangsangan dapat terjadi setelah pemberian glukagon, sitrat atau tolbutamid.

Obat yang dapat meninggikan kadar siklik AMP dalam sel, seperti aminofilin dapat merangsang sekresi insulin. Sintesis glikogen dan glikogenolisis tergantung dari rangkaian reaksi fosforilasi protein.

Siklik AMP mengaktivasi protein kinase dengan akibat perangsangan glikogenolisis dan hambatan glukoneogenesis. Insulin bekerja sebaliknya yaitu ke arah glikogen sintesis. insulin menurunkan aktivitas protein kinase terhadap siklik AMP, tanpa menurunkan kadar siklik AMP. Insulin mendefosforilasi enzim-enzim tertentu dengan akibat terjadinya penghambatan glikogenolisis dan lipolisis. 347 Insulin meningkatkan ambilan K+ ke dalam sel, efek serupa terjadi pada Mg++, dan diduga ion-ion tersebut bertindak sebagai second messenger yang memperantarakan kerja insulin.

Distribusi dan Degradasi Insulin

Insulin yang masuk ke dalam peredaran darah didistribusi ke seluruh tubuh melalui cairan ekstrasel. Ginjal dan hati merupakan organ penting untuk eliminasi insulin. Gangguan ginjal yang berat lebih berpengaruh terhadap eliminasi insulin dari gangguan hati karena hati telah berfungsi secara maksimal sehingga tidak dapat meningkatkan eliminasi pada payah ginjal. Inaktivasi di jaringan lemak dan otot tidak berarti.

Dari eksperimen yang dilakukan invitro diduga ada 2 sistem yang bertalian dengan degradasi insulin yaitu :

1) Enzim glutation insulin transhidrogenase yang menggunakan glutation tereduksi untuk memecah jembatan disulfida dan

2) Enzim-enzim proteolitik yang memecah rantai asam amino. Akibat pemecahan jembatan disulfida maka rantai A bebas dapat ditemukan dalam plasma dan urin.

Dalam keadaan stres di mana didapati penglepasan simpatoadrenal, epinefrin bukan hanya meninggikan kadar glukosa darah dengan glikogenolisis, tetapi juga menghambat penggunaan glukosa di otot, jaringan lemak dan sel-sel lain yang penyerapan glukosanya dipengaruhi insulin. Dengan demikian glukosa lebih banyak tersedia untuk metabolisme otak. Otak termasuk jaringan yang penyerapan glukosanya tidak dipengaruhi oleh insulin. Dalam keadaan stres ini, otot terutama mempergunakan asam lemak sebagai sumber energi, dan epinefrin memang menyebabkan mobilisasi asam lemak dari jaringan.

Fisiologi Insulin

Insulin memiliki beberapa efek terhadap metabolisme ketiga bahan utama dari pangan, yakni karbohidrat, lemak dan protein. Ketiganya dapat mensuplai energi, tetapi karbohidrat adalah yang terpenting karena glukosa bisa menghasilkan energi dengan cepat. Khasiat insulin terhadap zat-zat gizi adalah sebagai berikut :

a. Efek karbohidrat. Fungsi utama insulin adalah mengatur utilisasi glukosa oleh sel sebagai sumber energi, antara lain dengan melancarkan pelintasannya melalui membran-sel dan resorpsinya ke dalam sel-sel otot dan lemak. Selain itu, insulin bekerja hipoglikemis, yakni menurunkan gula-darah dengan jalan menstimulasi pengubahan kelebihan glukosa menjadi glikogen di hati dan otot. Dengan demikian insulin menjaga jangan sampai gula-darah terlampau tinggi. Lagi pula insulin menghambat gluconeogenesis (pembentukan glukose) dalam hati dengan jalan merintangi pelarutan glikogen.

b. Efek lemak. Pengaruh insulin pada metabolisme lemak terdiri dari stimulasi lipogenesis (pembentukan lemak), yakni menstimulasi sintesa lemak dari glukosa dan pemasukannya ke dalam sel dan menghambat lipolysis (pemecahan lemak), yaitu merintangi penguraian lemak dan pelepasan asam lemak dari jaringan lemak.

c. Efek protein (efek anabol): menstimulasi sintesa protein dari glukosa.

d. Stimulasi faktor pertumbuhan dinding arteri, yang pada keadaan hiperinsulinemia frekuen akan menebal, sehingga dapat mengakibatkan hipertensi.

Pada metabolisme karbohidrat, Setelah karbohidrat dari makanan didegradasi dalam usus, glukosa lalu diserap ke dalam darah dan diangkut ke sel-sel tubuh. Untuk penyerapannya ke dalam sel-sel ini dibutuhkan insulin, yang dapat di-ibaratkan sebagai «kunci untuk pintu sel». Sesudah masuk ke dalam sel, glukosa lantas diubah di mitochondria (‘pabrik energi’) menjadi energi atau ditimbun sebagai glikogen. Cadangan ini digunakan bila tubuh kekurangan energi karena misalnya berpuasa beberapa waktu.

Selain berpengaruh terhadap metabolisme karbohidrat, insulin juga mempengaruhi metabolisme lemak. Insulin mengaktifkan enzim piruvat dehidrogenase dengan akibat meningkatnya oksidasi piruvat dan perubahan menjadi lemak, sehingga piruvat tidak tersedia untuk glukoneogenesis.

Insulin meningkatkan aktivitas lipoprotein lipase yang terikat membran sehingga tersedia asam lemak yang berasal dari lipoprotein untuk sel. Dalam jaringan lemak ternyata insulin menghambat pembebasan asam lemak yang disebabkan oleh pemberian epinefrin ataupun glukagon. Mula-mula disangka bahwa hal ini hanya disebabkan karena bertambahnya glikolisis, sehingga gliserofosfat yang terbentuk untuk sintesis asam lemak jadi bertambah banyak. Tetapi ternyata bahwa penghambatan lipolisis tersebut juga terjadi tanpa adanya glukosa. Pada seorang diabetesi, memang terdapat peninggian asam lemak bebas di dalam darah, dan kadar asam lemak bebas tersebut paralel dengan naik turunnya kadar glukosa darah; sehingga kadar asam lemak bebas tersebut dapat dipakai sebagai parameter kemajuan terapi diabetes melitus di samping kadar glukosa.

Pada berbagai percobaan telah dibuktikan bahwa adanya kadar asam lemak bebas yang tinggi dalam darah, mengurangi sensitivitas jaringan terhadap insulin. Hal ini tidak saja nampak pada diabetesi, tetapi juga berlaku bagi penderita nondiabet. Sehingga ada teori yang mengatakan bahwa salah satu penyebab diabetes melitus adalah kelainan metabolisme lemak yang berakibat tingginya kadar asam lemak bebas dalam darah. Katekolamin, hormon pertumbuhan, kortisol, tiroksin dan glukagon semuanya merangsang aktivitas lipase dalam jaringan lemak, sehingga menimbulkan peninggian kadar asam lemak bebas dalam darah. Insulin menghambat aktivitas lipase tersebut.

Telah disebutkan di atas bahwa insulin juga memudahkan transpor asam-asam amino melewati membran sel. Efek ini tidak tergantung pada adanya glukosa dan sintesis protein dalam sel, karena setelah pemberian puromisin efek tersebut tidak terpengaruh.

Efek insulin pada metabolisme protein berdasarkan antara lain pembentukan poliribosom dan inisiasi rantai peptida. Selain daripada itu, insulin juga merangsang penggabungan asam amino menjadi protein. Penghambatan proteolitik oleh insulin diduga berdasarkan stabilisasi protein, sehingga dalam keadaan defisiensi insulin, terjadi katabolisme protein.

Pada penderita diabetes akibat gangguan metabolisme glukosa, protein dan lemak menjadi sumber energi utama.

Pengaruh terhadap enzim. Banyak sekali enzim yang dipengaruhi oleh insulin, berupa perangsangan dan dapat pula berupa penghambatan aktivitas. Perangsangan aktivitas oleh insulin antara lain terlihat pada enzim yang penting untuk proses glikolisis, yaitu glukokinase, fosforfruktokinase dan piruvatkinase. Enzim lain yang juga diaktifkan oleh insulin adalah glikogen sintetase, suatu enzim yang perlu untuk sintesis glikogen. Pada pengukuran aktivitas insulin, penambahan jumlah glikogen dalam jaringan merupakan suatu parameter yang sangat spesifik.

Enzim yang dihambat aktivitasnya oleh insulin adalah enzim yang penting untuk glukoneogenesis yaitu: glukosa-6-fosfatase, fruktosa-difosfatase, fosfoenolpiruvatkinase dan piruvatkarboksilase. Semua enzim tersebut adalah enzim-enzim yang berguna untuk reaksi yang sebaliknya dari glikolisis. Jadi mudahlah difahami bahwa dalam keadaan defisiensi insulin, proses glukoneogenesis menjadi lebih aktif.