Mekanisme Growth Hormon pada Pertambahan Tinggi Badan

Elike Oktorindah Pamilangan

102013412

D2

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Jl. Arjuna Utara no.6 Kebon Jeruk, Jakarta

elikeoktorindah@gmail.com

Pendahuluan

Sistem metabolisme endokrin adalah suatu fungsi fisiologis tubuh yang berperan dalam peran

mengatur hemostasis tubuh, dalam sekresi hormone dan metabolisme energy dalam tubuh.selain

itu juga sistem endokrin mengambil peran penting dalam pengeluaran hormone di sel reseptor

lainnya seperti pertumbuhna dan seksual. Ada banyak penyakit yang dapat di timbulkan oleh

defisiensi atau hipersekresi oleh sistem kelenjar endokrin ini. Dimana, kelenjar hipofisis terdiri

dari dua lobus berbeda, yaitu anterior dan posterior. Pada manusia, lobus intermedius rudimenter.

Hipofisis anterior mengeluarkan enam hormon peptide berlainan yang diproduksinya sendiri.

Kecuali prolaktin, kelima hormon hipofisis anterior lainnya merangsang dan memelihara

jaringan endokrin lain (bersifat tropik). Keenam hormon itu antara lain TSH, ACTH, LH, FSH,

prolaktin, dan GH. Pada makalah ini saya akan membahas mengenai struktur makroskopis dan

mikroskopis kelenjar hipofisis, fungsi fisiologis GH, dan mekanisme kerja GH dan kaitannya

dengan gigantisme.

1

Pembahasan

Struktur Makroskopis Kelenjar Hipofisis

Kelenjar hipofisis atau pituitary adalah sebuah

kelenjar endokrin kecil berukuran 1x1.5x0.5 cm yang

terletak di dalam lekuk tulang sphenoid yang disebut cella

tursika, tepat di bawah otak dan dihubungkan dengan dasar

ventrikel ketiga oleh tangkai hipofise. Hipofisis

dihubungkan ke hipotalamus oleh sebuah tangkai kecil

yang disebut infundibulum yang mengandung serat saraf

dan pembuluh darah halus.1

Hipofisis memiliki dua lobus yang secara anatomis dan fungsional berbeda, yaitu:

1. Hipofisis anterior (adenohipofisis), terdiri dari jaringan epitel kelenjar yang secara

embriologis berasal dari penonjolan atap mulut (evaginasi atap stomadeum).

Adenohipofisis masih dapat dibagi lagi menjadi hipofisis pars anterior/distalis, pars

intermedia, dan pars tuberalis.

2. Hipofisis posterior (neurohipofisis), secara embriologis berasal dari dasar diensefalon,

terdiri dari jaringan saraf. Bagian-bagiannya yaitu eminentia mediana, batang

infundibulum, pars nervosa

Hipofisis mendapat darah dari:

1. A.hipofisialis inferior yang berasal dari a.carotis interna

2. A. hipofisialis superior yang berasal dari a.carotis interna dan circulus Willis

Pembuluh-pembuluh ini berakhir sebagai pembuluh-pembuluh kapiler di eminentia

mediana, darahnya kemudian ditampung kembali oleh pembuluh-pembuluh vena yang bermuara

dalam sinusoid-sinusoid di pars anterior hipofisis. Pembuluh-pembuluh yang menghubungkan

eminentia mediana dengan pars anterior hipofisis disebut sistem portal hipofisis. Melalui sistem

portal ini, zat-zat yang disebut releasing factor atau inhibiting factor dialirkan dari hipotalamus

ke hipofisis anterior yang akan menstimulasi hipofisis anterior untuk mensintesis hormon-

2

Gambar 1. Hipofisis2

hormon yang kemudian dikeluarkan ke darah. Hormon-hormon yang dihasilkan antara lain GH,

TSH, ACTH, FSH, LH, PRL.

Persarafan hipofisis ialah traktus hipotalamus hipofisialis yang terdiri dari serat-serat

saraf tak bermielin dan merupakan cabang-cabang protoplasma dari neuron-neuron, yang badan

sel sarafnya terdapat dalam nukleus supraopticus dan nukleus paraventricularis di hipotalamus.

Kedua nukleus ini menghasilkan hormon vasopressin dan oksitosin yang disalurkan untuk

disimpan dalam neurohipofisis melalui traktus hipotalamus hypofisialis.1

Struktur Mikroskopis Kelenjar Hipofisis

Adenohipofisis / Hipofisis anterior

1. Pars distalis

Terdiri atas korda atau kelompok tidak teratur sel-sel kelenjar, stroma kelenjar tidak

banyak. Sedikit jaringan ikat yang menyertai a.hipofisialis superior dan vena porta masuk ke

dalam lobus anterior dan korda sel-sel parenkim dikelilingi serat-serat reticuler halus. Endotel

pelapis sinusoid itu berfenestra dan porinya jelas memudahkan difusi faktor pelepas yang ikut

dengan darah masuk ke dalam kelenjar dan dilaluinya produk protein sekresi dari sel ke darah.

Endotel sinusoid merupakan makrofag ekstravaskular. Sel-sel kelenjar dengan pewarnaan H.E

dapat dibedakan menjadi:

a. Kromofil (±50%), sel-sel ini mengandung

granula yang dapat mengambil warna

hematoksilin atau eosin. Dapat dibedakan dua

jenis, yaitu:

1. Sel asidofil (±35%), suka zat warna yang

bersifat asam seperti eosin sehingga dengan

H.E granulanya akan berwarna merah.

3

Gambar 2. sel α dan β2

Disebut juga sel α (alfa). Terdiri dari sel somatotrof yang mensekresikan GH, dan sel

mammotrotof yang mensekresikan prolaktin.

2. Sel basofil (±15%), suka zat warna yang bersifat basa seperti hematoksilin sehingga

dengan H.E granulanya akan berwarna biru. Disebut juga sel β (beta). Terdiri dari sel

tirotrof yang mensekresikan TSH, sel gonadotrof mensekresikan FSH dan LH,

kortikotrof menghasilkan ACTH.

b. Kromofob (±65%), dengan H.E sel ini tidak tampak mengandung granula dan dianggap

sebagai sel cadangan yang sanggup berdiferensiasi menjadi asidofil atau basofil.1

2. Pars intermedia

Pada fetus manusia, pars intermedia cukup tebal, mencapai hingga 3% dari

adenohipofisis, namun pada dewasa tidak dapat ditetapkan lagi sebagai lapis utuh. Celah

hipofisis umumnya tidak utuh lagi semasa pascanatal dan hanya terdiri atas sebuah zona kista

(kantung Rathke). Sel-sel pars intermedia pada spesies ini adalah sel-sel epithelial polygonal

besar, yang mengandung banyak mitokondria dan memiliki RE yang berkembang baik dan

sebuah kompleks golgi yang mencolok. Sel-sel ini menghasilkan MSH dan membuat sebuah

prohormon berglikosil besar yaitu proopiomelanocortin (POMC) yang dipecah menjadi dua

bentuk hormon perangsang melanosit MSH-α (13 asam amino) dan MSH-β (22 asam amino).1

3. Pars Tuberalis

Merupakan lapis tipis yang mengelilingi tangkai hipofisis, tebalnya hanya 25-60µm. Pars

tuberalis merupakan subdivisi hipofisis yang paling vaskuler, karena mengandung suplai arterial

ke lobus anterior dan venul dari sistem porta hipotalamo-hipofisialis. Satu ciri morfologiknya

adalah susunan korda sel-sel epitelialnya yang memanjang. Sel-sel utamanya berukuran 12-

18µm dan berbentuk kuboid. Mereka ada;ah satu-satunya sel dalam hipofisis yang mengandung

cukup banyak glikogen.3

4

Hipofisis Posterior / Neurohipofisis

Terdiri dari eminentia mediana dari tuber cinereum, tangkai infundibularis, dan prosesus

infundibularis. Neurohiposis ini terdiri dari serat-serat yang tidak bermielin yang badan sel

sarafnya terletak dalam nukleus supraoptikus dan nukleus paraventrikularis. Serat-serat tersebut

berjalan dalam traktus hipotalamo-hipofisialis menuju dan berakhir pada prossesus

infundibularis. 1Akhir serat-serat saraf tersebut membentuk benjolan-benjolan yang menempel

pada kapiler-kapiler darah dan benjolan-benjolan ini mengandung granula yang mengambil zat

warna kromalum hematoksilin dan terutama banyak didapati pada pros.infundibularis yaitu pada

ujung-ujung akhir saraf, bangunan-bangunan ini disebut badan-badan Herring yang berbentuk

bulat dan berwarna merah pada sediaan.

Hormon yang Dihasilkan Hipofisis Anterior

1. Growth Hormon: merangsang pertumbuhan (khususnya tulang) dan fungsi metabolisme

2. Prolaktin (PRL)/ Luteotrophic Hormon: merangsang produksi dan sekresi susu

3. FSH (Follicle Stimulating Hormon): merangsang pertumbuhan folikel ovaria dan proses

spermatogenesis

4. LH (Luteinizing Hormon): menyebabkan terjadinya ovulasi dan luteinisasi folikel yang telah

berkembang oleh FSH. Bersama-sama dengan FSH hormon ini mengaktifkan sel-sel interstisial

testis.

5. ACTH (Adenocorticotrophic Hormon): merangsang korteks adrenal untuk mensekresikan

glukokortikoid dan androgen adrenal.

6. TSH (Tyhroid Stimulating Hormon): merangsang kelenjar tiroid membesar dan menghasilkan

sekret.

5

Fungsi Fisiologis Growth Hormon (GH)/ Hormon Pertumbuhan

Hormon pertumbuhan memiliki efek yang sangat luas dalam tubuh, sehingga walaupun

sampai saat ini belum dapat diketahui korelasi antara proses intrasel dan efek pada tubuh

keseluruhan, hormon pertumbuhan menggiatkan berbagai jenjang enzim intrasel. Hormon

pertumbuhan menggiatkan jalur JAK2-Stat. JAK2 adalah anggota dari famili tirosin kinase

sitoplasmik Janus. Stats (signal transducers and activators of transcription) adalah suatu famili

faktor transkripsi sitoplasmik inaktif yang apabila mengalami fosforilasi oleh JAK kinase akan

bermigrasi ke inti sel dan akan mengaktifkan berbagai gen. Jalur JAK-Stat juga memperantarai

efek prolaktin dan efek dari berbagai faktor pertumbuhan.4

Fungsi Fisiologis dan Kaitannya dengan Metabolisme GH

1. Terhadap pertumbuhan

GH yang disebut juga sebagai hormon somatotropik atau somatotropin merupakan

molekul protein kecil yang terdiri atas 191 asam amino yang dihubungkan dengan rantai tunggal

dan mempunyai berat molekul 22.005. Hormon ini menyebabkan pertumbuhan seluruh jaringan

tubuh yang memang mampu untuk bertumbuh. Hormon ini menambah ukuran sel dan

meningkatkan proses mitosis yang diikuti dengan bertambahnya jumlah sel dan diferensiasi

khusus dari beberapa tipe sel seperti pertumbuhan tulang dan sel-sel otot awal. Bila epifisis

tulang panjang telah menutup, maka pertumbuhan tulang panjang tidak akan terjadi lagi

walaupun sebagian besar jaringan tubuh yang lain dapat tumbuh terus.

2. Terhadap protein

GH meningkatkan penyimpanan protein namun mekanisme utamanya belum diketahui.

Tetapi telah dikenal serangkaian efek berbeda yang semuanya dapat menjadi penyebab naiknya

jumlah protein, yaitu:

a. Bertambahnya pengangkutan asam amino melewati membran sel

b. Merangsang peningkatan translasi RNA sehingga menyebabkan sintesis protein oleh

ribosom

6

c. Merangsang peningkatan transkripsi inti DNA untuk membentuk RNA

d. Penurunan katabolisme protein

3. Terhadap lemak

GH menyebabkan pelepasan asam lemak dari jaringan adiposa sehingga meningkatkan

konsentrasi asam lemak dalam cairan tubuh. Selain itu, di dalam jaringan di seluruh tubuh, GH

meningkatkan perubahan asam lemak menjadi asetil ko-A dan kemudian digunakan untuk

energi. Oleh karena itu, di bawah pengaruh GH, lebih disukai memakai lemak sebagai sumber

energi daripada karbohidrat dan protein. Di bawah pengaruh jumlah GH yang berlebihan,

pengangkutan asam lemak dari jaringan adiposa seringkali menjadi sangat besar sehingga

sejumlah besar asam asetoasetat dibentuk oleh hati dan dilepaskan ke cairan tubuh, dengan

demikian menyebabkan ketosis. Pergerakan lemak yang berlebihan ini juga seringkali

menyebabkan perlemakan hati.

4. Terhadap karbohidrat

GH mempunyai empat pengaruh utama terhadap metabolisme glukosa di dalam sel:

a. Mengurangi pemakaian glukosa untuk mendapat energi akibat umpan balik negatif dari

asetil ko-A yang berasal dari asam lemak sehingga menghambat glikogenolisis dan

glikolisis.

b. Meningkatkan pengendapan glikogen di dalam sel

c. Mengurangi ambilan glukosa oleh sel sehingga meningkatkan konsentrasi glukosa darah,

menyebabkan diabetes hipofisis

d. Meningkatkan sekresi insulin dan penurunan sensitivitas terhadap insulin merupakan efek

diabetogenik

5. Terhadap pertumbuhan tulang rawan dan tulang

Walaupun hormon pertumbuhan merangsang peningkatan timbunan protein dan

meningkatkan pertumbuhan hampir pada semua jaringan tubuh, efek hormon pertumbuhan yang

paling jelas adalah meningkatkan pertumbuhan struktur rangka. Keadaan ini dihasilkan dari

berbagai efek hormon pertumbuhan pada tulang yang meliputi:

7

1. Peningkatan timbunan protein oleh sel kondrositik dan sel osteogenik yang menyebabkan

pertumbuhan tulang

2. Meningkatkan kecepatan reproduksi dari sel kondrositik dan osteogenik

3. Efek khusus dalam mengubah kondrosit menjadi sel osteogenik, jadi menyebabkan

timbunan khusus tulang yang baru.4

Ada dua mekanisme utama pertumbuhan tulang, salah satunya, tulang panjang tumbuh

secara memanjang pada kartilago epifisis di mana epifisis dipisahkan dari batang tulang pada

bagian ujung tulang. Pertumbuhan ini pertama menyebabkan penimbunan kartilago yang baru,

yang diikuti oleh pengubahan kartilago ini menjadi tulang yang baru, jadi membuat batang

tulang semakin panjang dan mendorong epifisis semakin jauh terpisah. Pada waktu yang sama,

kartilago epifisis sendiri secara berangsur-angsur dipergunakan, sehingga pada usia remaja lanjut

tidak ada lagi tambahan kartilago epifisis yang tersedia untuk pertumbuhan lebih lanjut. Pada

waktu ini, terjadi penyatuan di antara batang tulang dan epifisis pada masing-masing ujung,

sehingga tidak terjadi lagi pemanjangan dari tulang panjang. GH merangsang semua proses

pertumbuhan kartilago epifisis ini dan pertumbuhan tulang panjang. Akan tetapi, sekali epifisis

sudah bersatu dengan batang tulang, GH tidak mempunyai kemampuan lagi untuk

memanjangkan tulang.

Mekanisme pertumbuhan tulang yang kedua, osteoblas di dalam periosteum tulang dan

dalam beberapa cavitas tulang membentuk tulang baru pada permukaan tulang yang lama. Secara

bersamaan osteoklas di dalam tulang meresorpsi tulang yang lama. Bila kecepatan pembentukan

lebih besar dari resorpsi, maka ketebalan tulang akan meningkat. GH dengan kuat merangsang

aktivitas osteoblas.5 Oleh karena itu, tulang dapat terus membesar sepanjang usia di bawah

pengaruh GH, terutama pada tulang membranosa. Sebagai contoh, tulang rahang masih dapat

dirangsang untuk tumbuh bahkan setelah usia remaja, menyebabkan pipi menonjol ke depan dan

merendahkan gigi. Demikian juga, tulang tengkorak bertambah tebal dan membentuk tonjolan

tulang di atas mata.6

8

Mekanisme Kerja GH

Efek GH pada pertumbuhan, tulang rawan, dan metabolisme protein bergantung pada

interaksi antara GH dan somatomedin, suatu faktor pertumbuhan polipeptida yang disekresikan

oleh hati dan jaringan lain. Faktor pertama yang diisolasi disebut faktor sulfasi karena faktor ini

merangsang penggabungan sulfat ke dalam tulang rawan. Namun, faktor ini juga merangsang

pembentukan kolagen, dan namanya kemudian diganti menjadi somatomedin. Kemudian

menjadi jelas bahwa terdapat berbagai somatomedin dan merupakan anggota famili faktor

pertumbuhan yang makin luas yang mempengaruhi berbagai jaringan dan organ. Somatomedin

utama (dan pada manusia mungkin satu-satunya somatomedin) dalam darah adalah insulin-like

growth faktor I (IGF-I, somatomedin C) dan insulin-like growth faktor II (IGF-II). Sekresi IGF-I

sebelum lahir tidak bergantung pada GH, tetapi setelah lahir dirangsang oleh GH, dan IGF-I ini

memiliki efek kuat menstimulasi pertumbuhan. Konsentrasinya dalam plasma meningkat selama

masa kanak-kanak dan memuncak saat pubertas, kemudian turun ke kadar yang rendah pada usia

lanjut. IGF-II umumnya independen dari pengaruh GH dan berperan dalam pertumbuhan janin

sebelum lahir. Pada janin manusia bila terjadi ekspresi berlebihan dari IGF-II, terjadi

pertumbuhan yang tidak seimbang di berbagai organ, terutama lidah, otot lain, ginjal, jantung,

dan hati. Pada orang dewasa, gen untuk IGF-II diekspresikan hanya pada plexus choroideus dan

meninges.7

Pendapat mengenai mekanisme kerja GH telah mengalami serangkaian perubahan seiring

dengan ditemukannya informasi-informasi baru. GH semula diduga menimbulkan pertumbuhan

melalui efek langsung pada jaringan, dan kemudian dianggap bahwa hormon ini bekerja hanya

melalui somatomedin. Namun hipotesis yang berlaku sekarang berpendapat bahwa GH bekerja

pada kartilago untuk mengubah stem cells menjadi sel yang berespons terhadap IGF-I dan

kemudian IGF-I yang terbentuk secara local dan IGF-I yang beredar dalam sirkulasi

menyebabkan kartilago tumbuh.

Sekresi GH dikontrol oleh hipotalamus. Faktor pertama adalah GHRH (Growth Hormon

Releasing Faktor), polipepetida dengan 44 asam amino, kedua adalah somatostatin atau GHIH

(Growth Hormon Inhibiting Faktor), polipeptida dengan 14 asam amino, dan yang ketiga

kemungkinan adalah ghrelin. Beberapa tahun yang lalu, ditemukan bahwa selain reseptor GHRH

9

dan somatostatin di hipofisis anterior, ada reseptor ketiga berupa reseptor terikat G-protein lain

yang membawa peningkatan sekresi GH dalam respon terhadap sekresi hexapeptida yang

bervariasi (growth hormon secretagogues; GHSs). Pencarian terhadap derivat internal ligan dari

reseptor GHS membawa kepada penemuan ghrelin, sebuah polipeptida yang terdiri dari 28 asam

amino. Tempat utama sintesis ghrelin dan sekresinya adalah lambung, tapi ghrelin juga

diproduksi di hipotalamus dan memperlihatkan stimulasi aktivitas GH.

Sekresi GH berada di bawah control umpan balik (feedback) seperti sekresi hormon

hipofisis anterior lainnya. GH meningkatkan sirkulasi IGF-I, dan IGF-I pada gilirannya akan

menghambat sekresi GH dari hipofisis anterior. IGF-I juga menstimulasi sekresi somatostatin.4

Rangsangan yang mempengaruhi sekresi GH sebagian besar digolongkan dalam 3 kategori:

1. Keadaan-keadaan seperti hipoglikemia dan puasa ketika telah atau akan terjadi penurunan

substrat untuk pembentukan energi

2. Keadaan-keadaan ketika terjadi peningkatan jumlah asam amino tertentu dalam plasma

3. Rangsangan stress

4. Dua jam pertama tidur lelap (tidak mengalami tidur REM)

Sekresi GH dihambat oleh kortisol, asam lemak bebas, dan medoksiprogesteron.4

Gigantisme

Gigantisme terjadi ketika sel-sel asidofil yang memproduksi GH menjadi sangat aktif dan

bahkan dapat menimbulkan tumor sehingga diproduksi GH yang berlebihan. Seluruh tubuh akan

tumbuh cepat sekali, termasuk tulang, dan bila keadaan ini terjadi sebelum epifisis tulang

panjang bersatu dengan batang tulang, maka tinggi badan individu tersebut akan terus meningkat

sehingga menjadi seperti raksasa dengan tinggi badan 8 kaki.

Biasanya, individu ini juga mengalami hiperglikemi, dan sel-sel beta dalam pulau

Langerhans pankreas cenderung berdegenerasi, sebagian karena sel-sel ini terlalu aktif akibat

hiperglikemi tadi dan sebagian lagi disebabkan oleh efek perangsangan secara berlebihan yang

10

langsung dari GH terhadap sel-sel pulau Langerhans. Akibatnya, kira-kira 10% dari penderita

akhirnya menderita gejala diabetes mellitus yang lengkap.

Pada sebagian besar penderita, pada akhirnya juga akan menderita panhipopituitarisme

bila tetap tidak diobati sebab gejala gigantisme biasanya disebabkan oleh adanya tumor pada

kelenjar hipofisis yang tumbuh terus sampai kelenjarnya sendiri rusak. Defisiensi menyeluruh

dari GH biasanya menyebabkan kematian pada awal masa dewasa muda. Akan tetapi, bila

gigantisme telah didiagnosis, maka pertumbuhan yang selanjutnya seringkali dapat dihambat

yakni dengan bedah mikro untuk membuang tumor dari kelenjar hipofisis atau dengan menyinari

kelenjar ini. 5,6

PENUTUP

Kesimpulan

Hormon pertumbuhan atau GH atau somatotropin merupakan salah satu hormone yang

dihasilkan oleh hipofisis anterior. Hormon ini mempunyai peran dalam metabolisme karbohidrat,

protein, dan lemak, namun terutama berperan pada kartilago tulang panjang pada masa

pertumbuhan untuk menambah tinggi badan. Hipersekresi GH sebelum penutupan epifisis tulang

panjang menyebabkan pertumbuhan tinggi yang berlebihan yang disebut dengan gigantisme.

Hipersekresi ini dapat disebabkan karena tumor pada sel di hipofisis anterior. GH berperan

bersama faktor pertumbuhan lain yaitu IGF-I dalam meningkatkan perutmbuhan.

11

Daftar Pustaka

1. Snell, Richard. Anatomi klinik untuk mahasiswa kedokteraN. Jakarta : EGC ; 2006

2. www.gambarkelanjar hipofisis, diunduh pada 20 Oktober 2012.

3. Bloom dan Fawcett. Buku ajar histologi. Edisi ke-12. Jakarta: EGC; 2002.h.421-31.

4. Gunawijaya, F.A dan Kartawiguna, E. Penuntun praktikum histologi : kumpulan foto

mikroskopik. Jakarta: Penerbit Universitas Trisakti; 2007.h.140.

5. Ganong, William F. Review of medical physiology. Edisi ke-21. USA: The McGraw-Hill

Companies; 2003.h.853-5.

6. Guyton, Arthue E., Hall, John E. Textbook of medical physiology. Edisi ke-11. China:

Elsevier Saunders; 2006.h.921-6.

7. Sherwood, L. Human physiology: from cells to system. Edisi ke-7. Canada: Brooks/Cole;

2010.h.634-8.

12