HORMON(Dr. I Dewa Ayu Susilawati, drg. M. Kes)TujuanSetelah mempelajari bab ini, anda diharapkan mampu:1. Menjelaskan pengertian hormon2. Menjelaskan klasifikasi hormon3. Menjelaskan mekanisme kerja hormon

Hormon merupakan molekul signal yang berperan mengkoordinasikan proses-proses selular.

Pada organism multiselular hormon berperan mengkoordinasikan berbagai fungsi organ hormon merupakan alat komunikasi khemikal (komunikasi menggunakan signal kimia)

Sel-sel dapat saling berkomunikasi dengan mengirimkan signal kimia, yaitu berupa molekul-molekul yang disekresikan oleh suatu sel yang kemudian terikat pada reseptor membran plasma atau dalam sitoplasma sel target. Selanjutnya reseptor berperan dalam produksi signal intrasel untuk membangkitkan respons fisiologikal pada sel target.

HORMON (molekul-molekul signal =ekstraselular signal (first messenger)RESEPTOR HORMONPRODUKSI SIGNAL INTRASELRESPONS FISIOLOGIKAL SEL TARGET

Fungsi fisiologikal HORMON- Homeostasis- Reproduction- Growth and development- Maintenance of internal environment- Production, utilization and storage of energy

Istilah hormone dulunya hormone endokrin, kini pengertian hormone juga untuk hormon-hormon lokal : parakrin, autokrin dan juxtakrin. Endokrin merujuk pada molekul kimia yang disekresi ke dalam darah dan sel targetnya terletak jauh dari sel sekretori. Hormone parakrin memiliki target sel di sekitar sel sekretori, beberapa sitokin dan neurotransmitter berefek parakrin. Hormon autokrin disekresi suatu sel dan aksinya mempengaruhi sel itu sendiri. juxtakrin adalah jenis komunikasi interselular yang melibatkan sel-sel yang letaknya berdempetan

Klasifikasi dan garis besar mekanisme kerjaHormon dapat diklasifikasikan berdasarkan komposisi kimia, sifat kelarutannya, lokasi reseptor dan sifat signal yang digunakan dalam memediasi kerja hormone.

Tabel 1. Gambaran umum kelompok hormon

KELOMPOK IKELOMPOK IITIPESteroid,iodotironin, kalsitriol, retinoidPolipeptida, protein, glikoprotein, katekolaminKelarutanlipofilikHidrofilikProtein transportyaTidakHalflife dalam plasmaLama (jam-hari)Singkat (menit)Reseptorintraselularmembran plasmaMediatorKompleks reseptor-hormon Second messenger: cAMP, cGMP, Ca2+, metabolit fosfolipid, kaskade kinase

Aksi hormone pada tingkat selular dimulai dengan pengikatan hormon pada reseptor. Semua reseptor (apakah itu reseptor untuk hormon polipeptida atau steroid) adalah protein.Reseptor hormon memiliki paling tidak 2 (dua) domain fungsional, yaitu domain pengenalan yang berfungsi mengikat hormon dan domain pembangkit signal yang akan merangkaikan (coupling) pengenalan hormon dengan fungsi intraselular. Keseluruhan proses signaling mulai dari pengikatan hormon sampai terjadinya perubahan fungsi selular disebut dengan istilah transduksi signal.

Hormon kelompok I (steroid dan tiroid) berinteraksi dengan reseptor intraselular, dan kompleks ini membangkitkan signal yang mengatur ekspresi gen. Hormon kelompok II (hormone protein, polipeptida atau katekolamin) yang terikat pada reseptor membran akan menginduksi serangkaian kejadian yang menyebabkan pembentukan molekul-molekul second messenger (hormon adalah first messenger) yang kemudian membangkitkan signal yang mengatur berbagai fungsi selular, seringkali dengan cara mengubah aktivitas enzim

Mekanisme kerja (aktivitas) enzim biasanya diatur (on atau off) dengan cara perubahan konformasi enzim dari bentuk tidak aktif menjadi aktif atau sebaliknya.

Hormon (kelompok II) dapat mempengaruhi aktivitas satu atau lebih enzim, karena aktivitas katalitik suatu enzim seringkali berangkaian dengan enzim lainnya (kaskade reaksi enzimatik), maka adanya perubahan sedikit saja pada pengikatan hormone-reseptor dapat membawa pengaruh yang luas pada aktivitas selular.

Efek hormon (kelompok I) adalah pada modulasi ekspresi gen, stimulasi transkripsi sekelompok gen akan mengubah fenotip yang ditandai dengan sintesis protein-protein baru. Hal serupa bila gen yang semula aktif di off kan, maka protein terkait akan segera menghilang dari sel.

I. Hormon yang berikatan dengan reseptor intraselularAndrogen; KalsitriolEstrogen; MineralokortikoidGlukokortikoid; ProgestinAsam retionat; Hormon Tiroid (T3 dan T4)

II. Hormon yang berikatan dengan reseptor pada permukaan membran plasmaA. Second messenger cAMP2 adrenergic catecolamines; -adrenergik catecolaminesAdrenocorticotropic hormone (ACTH); Angiotensin IIAntidiuretic hormone (ADH); KalsitoninCorionicgonadotropin, human (hCG); Corticotropin-releasing hormone (CRH)Follicle stimulating hormone (FSH); GlucagonLipotropin LPH); Luteinizing hormone (LH)Melanocyte-stimulating hormone (MSH); Parathyroid hormone (PTH)Somatostatin; Thyroid-stimulating hormone (TSH)

II. Hormon yang berikatan dengan reseptor pada permukaan membran plasmaB. Second messenger cGMPAtrial natriuretic factor (ANF)Nitric oxide (NO)

II. Hormon yang berikatan dengan reseptor pada permukaan membran plasmaC. Second messenger kalsium atau fosfatidilinositol atau keduanyaAcetylcholin (muscarinic); 1 adrenergic catecholamineAngiotensin II; Antidiuretic hormone (ADH, vasopressin)Cholecystokinin; GastrinGonadotropin releasing hormone (GnRH); OxytocinPlatelet-derived growth factor (PDGF); Substance PThyrotropin-realising hormone (TRH)

II. Hormon yang berikatan dengan reseptor pada permukaan membran plasmaD. Second messenger kaskade kinase atau fosfataseChorionic somatotropin (CS); Epidermal growth factor (EGF)Erythropoetin (EPO); Fibroblast growth factor (FGF)Groth hormone (GH); InsulinInsulin-like growth factor (IGF-I. IGF-II); Nerve growth factor (NGF)Platelet-derived growth factor (PDGF); Prolactin (PRL)

Location of ReceptorClasses of HormonesPrinciple Mechanism of ActionCell surface receptors (plasma membrane)Proteins and peptides, catecholamines and eicosanoidsGeneration of second messengers which alter the activity of other molecules - usually enzymes - within the cellIntracellular receptors (cytoplasm and/or nucleus)Steroids and thyroid hormonesAlter transcriptional activity of responsive genes

Hormon dengan reseptor pada membran

Hormone dengan reseptor pada permukaan sel merupakan protein integral, memiliki tiga domain:1) Domain ekstraselular: terdiri dari beberapa residu asam amino terpapar ke permukaan luar sel, domain ini berinteraksi dengan dan mengikat hormon, istilah lain untuk domain ini adalah ligand-binding domain.2) Domain transmembran: merupakan bagian rantai peptid hidrofobik sehingga dapat berinteraksi dengan lipid bilayer membran, dan berperan menancapkan reseptor pada membran.3) Domain sitoplasmik atau intraselular: bagian ekor reseptor yang berinteraksi dengan molekul lain untuk membentuk second messenger. Bagian ini merupakan regio efektor dari molekul reseptor

Struktur molekul reseptor permukaan sel bervariasi. Gambar di bawah ini menunjukkan struktur reseptor epidermal growth factor, yang memiliki struktur sederhana yaitu terdiri dari peptida tunggal yang menembus membran, kebanyakan reseptor growth factor memiliki struktur semacam ini. Reseptor yang lain, misalnya untuk insulin memiliki lebih dari satu subunit. Reseptor beta-adrenergic terdiri dari satu unit protein tetapi konformasinya menembus membran tujuh kali sehingga biasa disebut dengan seven trans membrane receptor.

Pembentukan second messenger cAMP

Pembentukan second messenger IP3 dan kalsium berasal dari fosfolipid membrane (phosphatidylinositol phosphate, PIP2)

fosfolipid

Peran Ca2+ kalmodulin pada aktivasi enzim

Hormon dengan reseptor intraselular

Reseptor hormon steroid dan tiroid berada di dalam sel target, pada sitoplasma atau nukleus, dan berfungsi sebagai ligand-dependent transcription factors. Jadi kompleks hormone-reseptor berikatan dengan regio promoter pada gen dan menstimuli atau menghambat ekspresi gen, yang menghasilkan perubahan fenotipik pada ekspresi protein.

Reseptor intrasel tersusun atas rantai polipeptida tunggal yang terdiri dari tiga domain.1) Domain amino terminus: regio ini berperan pada aktivasi dan stimulasi transkripsi dengan cara berinteraksi dengan komponen transkripsional yang lain. Sekuen domain ini berbeda-beda pada berbagai jenis reseptor.2) Domain pengikatan DNA: asam amino pada regio ini berperan pada pengikatan reseptor pada urutan spesifik pada DNA.3) Domain karboksi terminus atau ligand-binding domain: region ini mengikat hormone.

Mekanisme kerja hormone yang memiliki reseptor di dalam sel

*