FISIOLOGI SISTEM ENDOKRIN

Fisiologi merupakan ilmu yang mempelajari fungsi-fungsi suatu organism beserta dengan bagian-bagiannya.

System endokrin merupakan system yang terdiri atas kelenjar-kelenjar endokrin tanpa duktus yang tersebar dalam tubuh. Kelenjar utama dari sistem endokrin adalah:

o Hipotalamus

o Kelenjar hipofisa

o Kelenjar tiroid

o Kelenjar paratiroid

o Pulau-pulau pancreas

o Kelenjar adrenal

o Testis  

Kelenjar-kelenjar tersebut yang nantinya akan menghasilkan substansi kimia berupa hormone sebagai produknya. Berbeda dengan system saraf yang dapat langsung menimbulkan efek fisiologik dalam waktu beberapa detik saja, system endokrin akan bekerja lebih lambat dalam waktu beberapa menit sampai hari dan berdaya kerja panjang.

Beberapa hormone utama yang dihasilkan oleh kelenjar-kelenjar endokrin, diantaranya:

Hipotalamus juga melepaskan hormone yang dapat merangsang hipofisis untuk mensekresikan hormone, hormone yang memilki fungsi tersebut disebut hormone hipofisiotropik. Hipotalamus menghasilkan beberapa hormone hipofisiotropik, diantaranya:

Hormone yang disekresikan oleh kelenjar endokrin bermacam-macam dan juga memberikan efek fisiologik yang bermacam-macam, beberapa diantaranya:

Mengatur metabolisme organic dan kesetimbangan H2O dan elektrolit, yang secara kolektif penting dalam mempertahankan lingkungan internal yang konstan.

Menginduksi perubahan adaptif untuk membantu tubuh menghadapi situasi stress. Mendorong tumbuh kembang yang lancer dan berurutan. Mengontrol reproduksi Mengatur produksi sel darah merah Bersama system saraf otonom, mengontrol dan mengintregasikan sirkulasi dan

pencernaan serta penyerapan makanan.

MEKANISME SINTESIS, PENYIMPANAN, DAN SEKRESI HORMON

Hormone diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu:

Hormone hidrofilik (suka air), yang termasuk dalam hormone jenis ini adalah (i) hormone peptide, dan (ii) katekolamin. Hormone hidrofilik bekerja dengan mengaktifkan second messenger untuk mengubah aktivitas protein yang sudah ada. Hormon hidrofilik beredar dalam darah dalam bentuk larut dalam plasma.

Hormone lipofilik (suka lemak), yang termasuk dalam hormone jenis ini adalah (i) hormone steroid, dan (ii) hormone tiroid. Hormone lipofilik menimbulakn efek fisiologik dengan berikatan dengan reseptor di nucleus lalu mengaktifkan gen-gen setelah itu. Hormone lipofilik akan menyebabkan pembentukan protein baru pada sel sasaran yang melaksanakan respons yang diinginkan.

Karena adanya beberapa perbedaan kimiawi, maka cara sintesis, penyimpanan, dan sekresi hormone juga berbeda.

SINTESIS HORMON PEPTIDA HIDROFILIK

Hormone peptide hidrofilik disintesis dengan cara-cara yang sama dengan yang digunakan untuk mensintesis protein yang diekspor ke luar sel. Berikut ini adalah tahapannya:

1. Protein precursor, atau praprohormon, disintesis oleh ribosom di reticulum endoplasma kasar. Kemudian precursor tersebut bermigrasi ke badan Golgi dalam bentuk terbungkus vesikel transport yang terlepas dari reticulum endoplasma halus.

2. Selama perjalanan dari reticulum endoplasma halus menuju ke badan Golgi, molekul precursor praprohormon besar tersebut diubah menjadi hormone aktif.

3. Kemudian, badan Golgi mengemas hormone aktif tersebut dalam vesikel sekretorik yang terlepas dan disimpan di sitoplasma sampai mendapat sinyal sesuai untuk memicu pelepasannya.

4. Pada stimulasi yang sesuai, vesikel sekretorik menyatu dengan membrane plasma dan melepaskan isinya keluar dengan eksositosis. Sekresi seperti ini biasanya hanya dipicu oleh rangsangan tertentu. Lalu, setelah itu darah akan menyerap hormone tersebut untuk kemudian didistribusikan.

SINTESIS HORMON STEROID LIPOFILIK

Sel-sel steroidogenik (penghasil steroid) melakukan langkah-langkah berikut untuk menghasilkan produk-produk hormone:

1. Kolesterol merupakan precursor bersama untuk semua hormone.2. Sintesis berbagai hormone steroid dari kolesterol memerlukan serangkaian reaksi

enzimatik yang memodifikasi molekul kolesterol dasar, contohnya dengan mengubah jenis dan posisi gugus samping yang melekat ke kerangka kolesterol. Setiap konversi dari kolesterol menjadi hormone steroid spesifik memerlukan bantuan dari sejumlah enzim yang hanya terdapat di organ steroidogenik tertentu. Karena itu setiap organ steroidogenik hanya dapat menghasilkan hormone-hormon yang perangkat enzimnya dimiliki oleh organ tersebut.

3. Tidak seperti hormone peptide, hormone steroid tidak disimpan. Setelah terbentuk, hormone steroid larut lemak ini segera berdifusi melalui membrane plasma lemak sel steroidogenik untuk masuk ke darah. Hanya precursor hormone kolestrerol yang disimpan dalam jumlah bermakna di dalam sel steroidogenik. Karena itu, kecepatan sekresi hormone steroid bergantung pada kecepatan sintesisnya.

Setelah hormon-hormon disintesis dan disekresi, maka hormon-hormon akan diangkut oleh darah tetapi dengan cara-cara yang berbeda, diantaranya:

a) Hormone peptide hidrofilik diangkut oleh darah dan bentuk terlarut.b) Steroid dan hormone tiroid lipofilik, yang kurang larut dalam air, sebagian besar beredar

dalam darah menuju sel sasaran dengan terikat secara reversible ke protein-protein plasma. Sebagian terikat ke protein plasma spesifik yang dirancang hanya untuk membawa satu jenis hormone, sementara protein plasma lain mengangkut semua hormone yang “ingin menumpang”.

c) Katekolamin adalah hormone yang tak lazim karena hanya sekitar 50% dari hormone hidrofilik ini yang beredar sebagai hormone bebas, 50% lainnya berikatan longgar dengan protein plasma albumin.

Semua kelenjar endokrin akan melaksanakan fungsinya dengan mengeluarkan hormone ke dalam darah, lewat darah hormone mengalir menuju sel sasarannya yang jauh. Namun, walaupun darah menyebarkan hormone ke seluruh tubuh, hanya sel-sel sasaran tertentu sajalah yang dapat berespon dengan hormon-hormon tersebut. Selanjutnya, ikatan hormone dan reseptor akan memicu serangkaian proses sampai akhirnya menimbulkan efek fisiologik.

Untuk menginduksi efeknya, hormone harus berikatan dengan reseptor sel sasaran yang spesifik baginya. Berdasarkan lokasi utama reseptornya, hormone dapat dikelompokkan menjadi dua kategori, diantaranya:

Peptide dan katekolamin hidrofilik, yang sukar larut dalam lemak, tidak dapar menembus sawar membrane lemak sel sasaran. Hormone kelompok ini berikatan dengan reseptor spesifik yang terletak di permukaan membrane plasma luar sel sasaran.

Hormone tiroid dan steroid lipofilik mudah menembus membrane permukaan dan berikatan dengan reseptor spesifik yang terletak di dalam sel sasaran.

CARA KERJA HORMON HIDROFILIK DAN LIPOFILIK

a) Sebagian kecil hormone hidrofilik setelah berikatan dengan reseptor di permukaan sel sasaran akan mengubah permeabilitas sel dengan mengubah konformasi protein-protein pembentuk saluran yang telah ada di membrane.

b) Sebagian besar hormone hidrofilik berfungsi dengan mengaktifkan system pembawa pesan kedua di dalam sel sasaran. Pengaktifan ini akan mengaktifkan protein intrasel yang sudah ada, biasanya enzim, untuk menghasilkan efek tertentu.

Terdapat dua jalur pembawa pesan yang utama, yaitu dengan menggunakan cAMP atau dengan menggunakan Ca2+

JALUR PEMBAWA PESAN KEDUA cAMP

Kerja hormone dengan bantuan pembawa pesan kedua dapat terjadi melalui beberapa langkah, diantaranya:

1. Untuk menimbulkan efek fisiologiknya, hormon-hormon harus berikatan dengan reseptornya. Kompleks hormone-reseptor ini akan mengaktifkan enzim adenilil siklase. Pengaktifkan enzim adenilil siklase diperantarai oleh protein G. Protein G terdapat di permukaan dalam membrane plasma. Protein G dalam bentuk non-aktif terdiri atas kompleks subunit alfa, beta, dan gamma. Pengikatan hormone dengan reseptornya akan mengaktifkan protein G dengan cara melepaskan subunit alfa dari kompleks subunit protein G. Subunit alfa yang terlepas akan berjalan sepanjang permukaan dalam membrane plasma untuk mengaktifkan protein efektor. Protein efektor berupa saluran ion atau enzim dalam membrane plasma. Dalam jalur cAMP ini, adenilil siklase merupakan protein efektor yang diaktivasi.

2. Adenilil siklase akan menginduksi perubahan ATP, dengan memutuskan dua atom fosfat, menjadi cAMP.

3. cAMP akan bekerja sebagai pembawa pesan kedua intrasel dengan pertama-tama mengaktifkan protein kinase A.

4. Protein kinase A selanjutnya akan memfosforilasi protein spesifik intrasel yang sudah ada.

5. Fosforilasi menyebabkan protein berubah bentuk dan fungsinya.6. Protein yang telah berubah ini menimbulkan perubahan pada fungsi sel. Perubahan yang

terjadi ini merupakan respon fisiologik yang diinginkan.

SISTEM PEMBAWA PESAN KEDUA Ca2+

1. Pengikatan suatu pembawa pesan ekstrasel ke reseptor membran permukaan mengaktifkan enzim fosfolipase C yang terikat ke membrane melalui perantaraan protein G.

2. Fosfolipase C mengubah PIP2, suatu komponen membrane, menjadi DAG dan IP3.3. IP3 pada gilirannya memobalisasi Ca2+ yang disimpan di dalam organel.4. Ca2+, yang bekerja sebagai pembawa pesan kedua, mengaktifkan kalmodulin.5. Kalmodulin menginduksi perubahan bentuk dan fungsi protein intrasel tertentu.6. Protein yang telah berubah kemudian menghasilkan respons sel yang diinginkan sesuai

perintah pembawa pesan ekstrasel.