STEROID DAN HORMON

1. Steroid

1.1 Pengertian SteroidSteroid merupakan kelompok senyawa yang penting dengan struktur dasar sterana jenuh (saturated tetracyclic hydrocarbon) yaitu 1,2-cyclopentanoperhydrophenanthrene dengan 17 atom karbon dan 4 cincin yang terdiri dari tiga cincin sikloheksana serta satu cincin siklopentana. Senyawa yang termasuk turunan steroid, misalnya kolesterol, ergosterol, progesteron, dan estrogen. Perbedaan jenis steroid yang satu dengan steroid yang lain terletak pada gugus fungsional yang diikat oleh keempat cincin dan tahap oksidasi tiap-tiap cincin. Pada umunya steroid berfungsi sebagai hormon (Siti Raihan, 2012).Gambar 1.1 Struktur Inti Steroid

1.2 Biosintesis SteroidSteroid dibiosintesis hampir pada semua jaringan. Tahap pertama untuk steroid adalah skulena suatu tripena yang diperoleh dari kondensasi 2 molekul farsenol. Rentetan reaksi dimulai dari penyederhanaan skulena hingga diperoleh lanosterol, suatu zat antara yang dapat diubah menjadi kolestrol dan steroid lainnya. Versi sederhana bagian akhir jalur sintesis steroid, dimana intermediet isopentenyl pirophosphat (IPP) dan dimethylallyl pirophosphat (DMAPP) bentuk geranyl pirophosphat (GPP), squalene dan akhirnya lanosterol steroid terbentuk di jalur pertama. Pirofosfat Isopentenyl dan dimethylallyl pirofosfat menyumbangkan unit isoprena, yang dirakit dan dimodifikasi untuk membentuk senyawa terpen dan isoprenoids , yang merupakan kelas besar lipid yang mencakup karotenoid, serta bentuk kelas terbesar tanaman produk alami. Di sini, unit isoprena bergabung bersama untuk membuat squalene dan kemudian dilipat dan dibentuk menjadi satu set cincin untuk membuat Lanosterol. Lanosterol kemudian dapat dikonversi menjadi steroid lain seperti kolesterol dan ergosterol (Erlyani Ratih dkk, 2010).Gambar 1.2 Biosintesis Steroid1.3 Penggolongan Steroid

1.4 Tanaman Penghasil Steroid

2. Steroid pada Sapogenin

2.1 Contoh Steroid pada SapogeninSapogenin adalah aglikon atau bagian nonsakarida dari saponin. Aglikon secara normal dihidroksilasi di C3 dan beberapa kelompok metil dioksidasi menjadi hidroksimetil, aldehid atau fungsionalis karboksil. Lebih dari 100 steroid sapogenin diketahui dan sebagian besar berasal dari kerangka spirostan dan furostan (Hostettmann, 2005; Brahmachari, 2012). Spirostan dicirikan dengan adanya bagian ketospiroketal (cincin E atau F) dibagi menjadi seri 25S dan seri 25R. Seri 25S salah satunya adalah yamogenin dan seri 25R dengan contoh diosgenin yang dibentuk disebut sebagai neosapogenin/isosapogenin. Kelompok metil C25 berorientasi aksial di neosapogenin dan berorientasi ekuatorial di isosapogenin (Brahmachari, 2012).

Gambar 2.1 Struktur Spirostan, Furostan, Yamogenin dan Diosgenin2.2 Tanaman Penghasil Steroid pada SapogeninBeberapa tanaman mengandung steroid sapogenin: (Evans W.C, 2000)Tabel 2.1 Beberapa Steroid Sapogenin dan Tanaman Penghasilnya

2.2.1 PacingPacing dengan nama spesies Costus speciosus dari famili Zingiberaceae adalah tumbuhan menahun dengan batang semu yang memiliki ruas-ruas. Rimpang pacing lama kelamaan akan berubah menjadi umbi. Selain itu, pacing juga memiliki daun berbentuk lanset, bunga terompet berwarna putih, buah yang berwarna merah cerah dan biji berwarna hitam dengan aril berdaging berwarna putih. Rimpang dan biji dari spesies Costus speciosus ini mengandung diosgenin dan B-sitosterol (sapogenin) sebanyak 1.25-3% dalam berat keringnya. Sari dari rimpang kering tanaman ini dapat digunakan sebagai obat pencahar (Bhogaonkar,2012).Gambar 2.2 Pacing (Costus speciosus)

2.2.2 LeuncaTanaman Leunca dengan nama spesies Solanum nigrum L. dari famili Solanaceae adalah tumbuhan semak dengan tinggi 1,5 meter. Batang lunak, berdaun tunggal yang berbentuk lonjong. Leunca memiliki bunga yang dengan mahkota yang kecil berwarna putih dan buah yang bulat dengan warna hijau disaat belum matang dan hitam mengkilat jika sudah tua.

Gambar 2.3 Leunca (Solanum nigrum)

Leunca (Solanum nigrum L.) mengandung solanine, solasonine, solamargine dan chaconine. Serta diketahui pada buah leunca yang belum matang mengandung steroidal alkaloid solasodine serta steroidal sapogenin diosgenin dan tigogenin. Pushpa Khanna dan Rathore (1977) melaporkan bahwa terdapat kandungan signifikan dari diosgenin (1,2%) dan solasodine (0,65%) pada buah leunca (Solanum nigrum L.) yang masih hijau (belum matang) (Istiaji, R.P, 2013).

a.

b.

c.

d.

e.

f.

g.

Gambar 2.4 a. Struktur Kimia -Solanine, b. Solasonine, c. Solamargine, d. -chaconine, e. Solasodine, f. Diosgenin dan g. tigogenin. 3. Steroid pada Glikosida Jantung

3.1 Contoh Steroid pada Glikosida Jantung

Glikosida jantung merupakan glikosida steroid dengan kerangka dasar siklopentanafenantren, gugus lakton tak jenuh pada rantai samping C17, sebuah gugus hidroksi pada C14 dan glikon selalu terikat pada C3. Aglikon glikosida jantung ada dua, yaitu kardenolida (gugus lakton pentasiklik pada C17) dan bufadienolida (gugus lakton heksasiklik pada C17) (Robinson, 1995). Glikosida jantung merupakan senyawa yang mempunyai kemampuan sebagai pemacu jantung dimana mempunyai efek menambah daya kontraksi otot jantung. Struktur dari glikosida jantung ini menyerupai struktur dari steroid. Fungsi dari glikosida jantung itu sendiri adalah mempertahankan tonus jantung, meningkatkan tonus syaraf adrenergik dan meningkatkan kontraksi serta frekuensi denyut jantung untuk mempertahankan volume darah yang beredar (Roberts, J.E., 1996).Aglikon dari Glikosida jantung yang termasuk steroid :

Cardenolida berupa steroid dengan atom karbon 23 yang mempunyai rantai samping cincin lakton pentasiklik dengan satu ikatan rangkap dan satu buah gugus hidroksil pada C-14 (butirolakton, -lakton). Merupakan glikosida jantung paling penting dan banyak terdapat di alam. Salah satu tanaman penghasilnya adalah Digitaslis purpurea dari famili Schropulariaceae. (Roberts, J.E., 1996)

Gambar 3.1 Cardenolida

Bufadienolida diturunkan dari kata generik Bufo=katak (senyawa prototipe bufalin diisolasi pertama kali dari kulit katak). Bufadienolida merupakan steroida dengan atom karbon 24 dengan rantai samping cincin lakton dan satu buah gugus hidroksil pada C-14 (valerolakton, -lakton). Bufadienolida mengandung rantai rangkap ganda pada posisi 17, 6-beranggota cincin lakton. (Harborne, 1987; Roberts, 1996; Robinson, 1995).

Gambar 3.2 Bufedienolida

Tabel. 3.1 Genin dari Glikosida Jantung (Leliqia, dkk. 2006)

GeninNomor atom karbon (C)

1351011121416

CARDENOLIDAOHCH3OH

DigitoksigeninOHCH3OHOH

GitoksigeninOHCH3OHOCHO

GitaloksigeninOHCH3OH

DigoksigeninOHCH3OHOH

DiginatigeninOHCH3OHOHOH

StrophanthidinOHOHCHOOH

OuabageninOHOHOHCH2OHOHOH

DIENOLIDA

Scillaridin A*OHCH3OH

Scilliphaeosidin*OHCH3OH

HellebrigeninOHCHOOH

Keterangan: * = Memiliki ikatan rangkap pada Carbon 4 Carbon 5

3.2 Tanaman Penghasil Steroid pada Glikosida Jantung

3.2.1 Digitalis

Gambar 3.3 Tanaman Digitalis

Famili : ScrhopulariacaeaDigitalis purpurea mengandung genin digitoksin dari Aglikon Cardenolida begitu pula dengan Digitalis lanata namun kandungannya lebih sedikit daripada Digitalis purpurea. Digitalis lanata memiliki digoksin dari Aglikon Cardenolida dengan kandungan yang lebih banyak. Digitalis adalah tanaman kebun populer dibudidayakan sebagai sumber digitoksin dan digoksin, obatjantung yang meningkatkan kekuatan denyut jantung. Tanaman ini direkomendasikan untuktujuan pengobatan pada abad ketujuh belas, dan telah dipakai di Prancis sejak 1818. Kandungan digitoxin dalam Digitalis purpurea digunakan dalam pengobatan gagal jantung kongestif dan gangguan jantung lainnya (Agoes, 1993; Gunawan, 2004).

3.2.2 Convollaria

Gambar 3.4 Convollaria

Famili: Liliaceae

Convallaria adalah akar dan rimpang kering dari tanaman Canvollaria majalis. Telah dimuat di farmakope sejak tahun 1882. Setiap 100 mg akar convallaria setara dengan 3 unit USP digitalis. Kandungan kimia convallaria antara lain konvalatoksin, konvalarin, konvalamarin, konvalatoksol, dan konvalosida. Kandungan kimia tersebut merupakan kelompok glikosida jantung.(Azwar Agoes, 1993)4. Hormon

4.1 Pengertian Hormon

Hormon adalah mediator kimia yang mengatur aktivitas sel / organ tertentu. Sekresi hormonal dikenal dengan cara dimana hormon disintesis dalam suatu jaringan diangkut oleh sistem sirkulasi untuk bekerja pada organ lain yang disebut sebagai fungsi Endokrin (Mutiara Indah, 2004).

Hormon tumbuhan, atau fitohormon, adalah sekumpulan senyawa organik bukan hara, baik yang terbentuk secara alami maupun dibuat oleh manusia, yang dalam kadar sangat kecil mampu mendorong, menghambat, atau mengubah pertumbuhan, perkembangan, dan pergerakan tumbuhan (Rimando T.J. 1983).

4.2 Penggolongan HormonHormon dapat dikelompokkan menjadi tiga secara struktur kimia, yaitu:

a. Hormon Steroid

b. Hormon Amina

c. Hormon Peptida 4.2.1 Hormon steroid Hormon yang mengandung inti steroid. Karena mempunyai inti yang sama, maka ketentuan mengenai tatanama dan aspek stereokimia juga sama. Sedikit modifikasi struktur, seperti perubahan atau pemasukan gugus fungsional pada posisi berbeda pada inti steroid, kemungkinan menyebabkan perubahan aktivitas biologis. Demikian pula perubahan stereokimia inti steroid dapat menyebabkan senyawa kehilangan aktivitas (Siswandono, 1995).Dalam dua langkah pertama sintesis semua hormon steroid, kolesterol diubah menjadi progesterone. Enzim-enzim pemutus rantai sisi sitokrom P450scc, yang terletak di membrane mitokondria bagian dalam, mengeluarkan 6 karbon dari rantai sisi kolesterol, membentuk pregnenolon yang memiliki 21 karbon. Langkah berikutnya, perubahan pregnenolon menjadi progesteron, dikatalis oleh 3-hidroksisteroid dehidogenase, suatu enzim yang bukan merupakan anggota sitokrom P450. Hormon steroid lain dibentuk dari progesterone oleh reaksi yang melibatkan anggota family P450 (Mark, 2000).Hormon steroid meliputi hormon kelamin (androgen, progestin, estrogen) dan hormon-hormon korteks adrenal. Hormon kelamin dihasilkan oleh gonad dan adrenal yang diperlukan untuk konsepsi, maturasi embrionik, dan perkembangan ciri-ciri khas seks primer dan sekunder pada pubertas. Hormon gonad digunakan dalam terapi pengganti dan pada kasus estrogen untuk kontrasepsi dan osteoporosis. Korteks adrenal menghasilkan dua kelas utama hormon steroid:

a. Hormon Adrenokortikosteroid

GlukokortikoidHormon glukokortikoid mempunyai efek antiradang, dalam klinik digunakan terutama untuk pengobatan kelainan pada jaringan kolagen, kelainan hematologis (leukemia) dan pernapasan (asma), untuk pengobatan rematik, pengobatan penyakit karena alergi tertentu, seperti dermatologis yang berat, penyakit saluran cerna dan penyakit hati. Hormon glukokortikoid juga efektif untuk pengobatan syok Addison, sembab otak, hiperkalsemia, dan miastenia gravis. Contoh hormon glukokortikoid: kortison, prednison, dan deksametason.

a.

b.

c.

Gambar 4.1 a. Kortison, b. Prednison, c. Deksametason (isomer 16-()

Mineralokortikoid

Hormon mineralokortikoid terutama digunakan di klinik untuk pengobatan penyakit Addison kronik, suatu penyakit yang disebabkan oleh gangguan fungsi kelenjar adrenalis karena sesuatu hal, misal tumor kelenjar, sehingga produksi hormon menurun. Karena penyakit Addison sukar disembuhkan, maka pengobatan dapat berlangsung seumur hidup. Hormon ini dapat meningkatkan pemasukan ion natrium dan pengeluaran kalium di tubulus ginjal. Contoh hormon mineralokortikoid: aldosteron, deoksikortikosteron, dan fludrokortison (Mycek, 1995).

a.

b.

c.

Gambar 4.2 a. Aldosteron, b. Deoksikortikosteron dan c. Fludrokortisonb. Hormon KelaminHormon kelamin pada umumnya merupakan turunan steroid, molekulnya bersifat planar dan tidak lentur. Kerangka dasarnya adalah siklopentanaperhidrofenantren yang bersifat kaku (rigid). Hormon kelamin dibagi dalam empat kelompok yaitu hormon androgen, hormon estrogen, hormon progestin (Siswandono, 1995). Hormon Androgen

Hormon androgen, seperti testosteron dan dihidrotestosteron, terutama dihasilkan oleh sel Leydig di testis, dan dalam jumlah yang lebih kecil oleh korteks adrenalis dan ovarium. Pada laki-laki dewasa, sekresi testosteron oleh sel Leydig dikontrol oleh isyarat hormonal dari hipotalamus (Gn-RH), dengan jalan sekresi FSH dan LH dari kelenjar hipofisis. Testosteron atau metabolitnya 5(-dehidrotestosteron menghambat produksi hormon-hormon trofik spesifik ini dan mengatur produksi testosteron. Modifikasi sintetik struktur androgen dimaksudkan untuk (1) memodifikasi solubilitas dan suseptibilitas terhadap pemecahan enzimatik (memperpanjang waktu paruh hormon), dan (2) memisahkan efek anabolik dan androgenik.Hormon Androgen dapat digunakan sebagai terapi sesusi efek yang digunakan:

a. Efek androgenik: steroid androgenik digunakan pada pria dengan sekresi androgen yang tidak adekuat (hipogonadisme). Hipogonadisme dapat disebabkan oleh disfungsi sel Leydig atau, sekunder, oleh kegagagalan unit hipotalamus-hipofisis.

b. Efek anabolik: steroid anabolik dapat digunakan untuk mengobati osteoporosis senilis dan luka bakar berat, untuk mempercepat penyembuhan operasi atau dari penyakit kronik yang melemahkan, dan untuk menghambat efek katabolik pemberian hormon korteks adrenal.

c. Pertumbuhan: androgen digunakan dalam gabungan dengan hormon lain untuk menimbulkan pertumbuhan otot pada anak laki-laki pada masa prapubertas dengan kekerdilan hipofisis.

Adapula efek yang penggunaannya tidak disetujui:a. Penggunaan yang tidak disetujui: steroid androgenik digunakan untuk meningkatkan lean body mass, kekuatan otot dan keagresifan pada atlet dan binaragawan.

Gambar 4.3 Struktur Umum Androgen, dengan komponen R1 : H, OH, CH3, CH2CH3 dan R2 : OH, H, , Hormon Estrogen

Estrogen adalah hormon pada wanita yang diproduksi oleh ovarium, plasenta, dan korteks adrenalis sedang pada laki-laki diproduksi oleh testis dan korteks adrenalis. Sebagian besar hormon estrogen alami pada manusia adalah estradiol, estron, dan estriol. Estradiol dikeluarkan oleh ovarium dan segera mengalami dehidrogenasi menjadi estron, kemudian dimetabolisis menjadi estriol dan dikeluarkan melalui urin. Estron adalah hormon estrogen alami yang paling banyak dalam darah. Estradiol merupakan estrogen paling kuat yang diproduksi oleh perempuan; estrogen mayor lainnya, estron dan estriol, mempunyai potensi kira-kira sepersepuluh potensi estradiol.

a.

b.

c.

Gambar 4.4 a. Estradiol, b. Estron, c. EstriolPenggunaan terapi:

a. Terapi hormon pasca menopause: dapat mengalami banyak manfaat terapi pengganti estrogen:

1. Mengurangi gangguan pasca menopause dalam hal tidur.

2. Membalikkan atrofi pasca menopause pada vulva, vagina, uretra, dan trigonum kandung kemih.

3. Menurunkan resorpsi tulang, mengurangi frekuensi fraktur panggul (mencegah osteoporosis)b. Hipogonadisme primer: merangsang perkembangan ciri khas seks sekunder pada wanita muda (umur 11 sampai 13 tahun) dengan hipogonadisme (Mycek, 1995).

Hormon Progestin

Progesteron, suatu progestin alami, secara alamiah dikeluarkan sebagai respon terhadap hormon luteinisasi (LH), terutama oleh korpus luteum dan plasenta pada wanita serta oleh testis pada laki-laki. Juga disintesis oleh korteks adrenal pada kedua kelamin. Bagian terbesar dari progestin alami adalah progesteron, sebagai hasil biosintesis kolesterol. Progesteron, biasanya berhubungan dengan estrogen, terlibat dalam beberapa proses fisiologis penting, seperti perdarahan pada menstruasi normal, pelepasan ovum dan pembuatan endometrium uterus untuk menerima ovum yang telah mengalami fertilisasi, menekan ovulasi pada kehamilan, meningkatkan pergerakan uterus, menunjang pengembangan jaringan payudara, dan memelihara kehamilan. Jika tidak terjadi kehamilan, pelepasan progesteron dari korpus luteum berhenti mendadak. Penurunan ini merangsang mulainya haid.

Gambar 4.5 ProgesteronPenggunaan klinik utama progesteron adalah pada kontrasepsi, dan progesteron umumnya digunakan dengan estrogen, baik dalam kombinasi atau dalam bentuk sekuensial. Progesteron sendiri tidak digunakan secara luas dalam terapi, karena metabolismenya cepat, yang mengakibatkan bioavailibilitasnya rendah. Progestin sintetik yang digunakan dalam kontrasepsi lebih stabil terhadap metabolisme lintas pertama, menyebabkan dosis lebih rendah bila diberikan per oral. Efek samping utama yang berhubungan dengan penggunaan progestin adalah edema dan depresi. Progestin mirip androgen dapat meningkatkan rasio kolesterol LDL/HDL, menyebabkan tromboflebitis dan emboli paru, serta jerawat, hirsutisme, dan bertambahnya berat badan. Tidak boleh diberikan pada ibu yang hamil di bawah 4 bulan karena menimbulkan malformasi fetus (Mycek,1995).4.2.2 Hormon AminaHormon yang memiliki ukuran kecil serta dapat larut dalam air yang memiliki gugus amin. Hormon-hormon ini dihasilkan oleh Kelenjar Tiroid, Kelanjar Pineal dan Kelenjar Adrenal bagian medulla. Hormon-hormon tersebut adalah sebagai berikut: (Siswandono, 1995: Reece, 2002)

Triiodotironin (T3) dan Tiroksin adalah hormon amina yang dihasilkan oleh kelenjar tiroid yang berfungsi sebagai perangsang dan pemelihara proses metabolisme dalam tubuh. Pelepasan hormon ini dipengaruhi oleh TSH.

Epinephrine dan norepenephine adalah hormon yang dihasilkan oleh kelenjar adrenal pada bagian medulla. Hormon-hormon ini mempengaruhi kadar gula dalam darah, meningkatkan aktivitas metabolisme dan menyempitkan pembuluh darah tertentu. Pelepasan Hormon ini dipengaruhi oleh Sistem Saraf Melatonin adalah hormon yang dihasilkan oleh kelanjar pineal yang berfungsi dalam ritme biologis yang dipengaruhi oleh terang dan gelap.

4.2.3 Hormon PeptidaHormon peptida adalah suatu ragam gugusan pengatur dan termasuk faktor pelepas dan penghambat-pelepas, yang dihasilkan oleh hipotalamus, yang masing-masing merangsang dan menghambat pelepasan hormon peptida dari hipofise anterior. Hormon peptida dihasilkan oleh hipofise anterior lebih besar daripada faktor pelepas atau penghambat hipotalamik. Hormon peptida, mempunyai residu asam amino 3-200, meliputi hormon hipotalamus dan pituitary, insulin dan glukagon pada pankreas (Siswandono, 1995: Anonim, 2008).Hormon-hormon tersebut dihasilkan oleh Kelenjar hipotalamus dan dilepaskan oleh Kelenjar Pituitari serta beberapa dihasilkan oleh pankreas, berikut adalah hormon-hormon tersebut: (Reece, 2002) Hormon yang dihasilkan oleh kelenjar hipotalamus dan dilepaskan oleh kelenjar pituitari:

a. Pituitari Anterior: Growth Hormone (GH) yaitu hormon pertumbuhan yang merangsang pertubuhan terutama tulang dan mempengaruhi fungsi metabolisme, hormon ini bekerja di bawah aturan hipotalamus. Prolactin (PRL) yaitu hormone yang merangsang produksi dan sekresi susu pada kelenjar mammae terutama pada wanita hamil dan menyusui, hormon ini dipengaruhi oleh hipotalamus. Follicle Stimulating Hormone (FSH) yaitu hormon yang merangsang produksi ovum dan sel sperma yang dipengaruhi oleh hipotalamus Thyroid Stimlating Hormone (TSH) yaitu hormon yang memepengaruhi fungsi dari kelenjar tiroid. Hormon ini dipengaruhi oleh hipotalamus dan tiroksin dalam darah. Luteinizing Hormone (LH) yaitu hormon yang merangsang ovarium dan testes. Adrenocorticotropic Hormone (ACTH) yaitu hormon yang merangsang korteks adrenal untuk mensekresikan korteks adrenal.

b. Pituitari Posterior:

Oksitosin yaitu hormon yang merangsang kontraksi uterus dan sel-sel kelenjar susu dipengaruhi oleh system saraf.

Antidiuretic Hormone (ADH) yaitu hormon yang merangsang dan mendorong retensi air oleh ginjal dipengaruhi oleh keseimbangan air dan garam dalam tubuh. Hormon lain yang disekresikan oleh pankreas dan hormon-hormon peptida yang berasal kelenjar lain: Insulin dan Glukagon, yaitu hormon yang disekresi oleh pankreas yang memiliki efek antagonis yaitu insulin menurunkan kadar gula darah, namun sebaliknya glukagon meningkatkan kadar gula darah. Pelepasan hormone ini dipengaruhi oleh kadar gula dalam darah.

Kalsitonin adalah hormon peptida yang dihasilkan oleh kelenjar tiroid yang berfungsi dalam menaikan kadar kalsium dalam darah.

Timosin adalah hormon yang dihasilkan oleh kelenjar timus yang berfungsi sebagai perangsang limfosit T. 4.3 Penghasil Hormon EksternalHormon pada manusia tidak hanya terdapat pada manusia saja namun adapula hormon manusia yang dihasilkan oleh hewan. Salah satunya adalah hormon insulin, hormon ini dapat disintesis pada bakteri, tubuh babi ataupun, sapi. Untuk mendapatkan insulin dari hewan lain digunakan rekayasa genetik. Untuk Struktrur Insulin pada manusia adalah C256H381N65076S6 dengan berat molekul 5807,7. Sedangkan pada babi adalah C257H383N65077S6 dengan berat molekul 5777,6 dengan hanya 1 perbedaan asam amino. Lain halnya pada sapi adalah C254H377N65075S6 dengan berat molekul 5733,6 dan memiliki 3 asam amino yang berbeda. Dengan demikian hasil rekayasa genetik yang paling mendekari insulin manusia adalah insulin yang berasal dari rekayasa pankreas babi (Sugijanto, 2004)