SISTEM ENDOKRIN

Sistem endokrin adalah sistem kontrol kelenjar tanpa saluran (ductless) yang menghasilkan hormon yang tersirkulasi di tubuh melalui aliran darah untuk mempengaruhi organ-organ lain. Hormon bertindak sebagai "pembawa pesan" dan dibawa oleh aliran darah ke berbagai sel dalam tubuh, yang selanjutnya akan menerjemahkan "pesan" tersebut menjadi suatu tindakan. Sistem endokrin tidak memasukkan kelenjar eksokrin seperti kelenjar ludah, kelenjar keringat, dan kelenjar-kelenjar lain dalam saluran gastroinstestin (Jimmy Wales, 2008). 

Organ utama dari sistem endokrin adalah:

-Hipotalamus

-Kelenjar hipofisa

-Kelenjar tiroid

-Kelenjar paratiroid

-Pulau-pulau pankreas

-Kelenjar adrenal

-Buah zakar

-Indung telur.

Selama kehamilan, plasenta juga bertindak sebagai suatu kelenjar endokrin.

Pada sistem endokrin II akan dibahas mengenai kelenjar pankreas, kelenjar adrenal, dan kelenjar gonad sebagai sistem endokrin. Adapun kelenjar pankreas menghasilkan hormon antara lain : insulin, glukagon, somatostatin, dan polipeptida pankreas. Pada kelenjar adrenal, medula menghasilkan hormon epinefrin dan norepinefrin, sedangkan korteks menghasilkan hidrokortison, aldosteron, dan kortikosteron. Pada kelenjar gonad, testis menghasilkan hormon testosteron dan pada ovarium menghasilkan hormon estrogen dan progesteron.

KELENJAR PANKREAS

Pankreas adalah organ pada sistem pencernaan yang memiliki fungsi utama yakni untuk menghasilkan enzim pencernaan serta beberapa hormon penting seperti insulin dan glukagon. Pankreas juga mengsekresikan hormon somatostatin, dan polipeptida pankreas.

Kelenjar pankreas terletak pada bagian belakang lambung dan berhubungan erat dengan duodenum (usus dua belas jari). Di dalamnya terdapat kumpulan sel yang berbentuk seperti pulau pada peta, karena itu disebut pulau-pulau Langerhans. Dinamakan Langerhans atas penemunya, Paul Langerhans pada tahun 1869. Setiap pulau berisikan sel beta yang berfungsi mengeluarkan hormon insulin. Dimana hormon insulin memegang peran penting dalam mengatur kadar glukosa darah.

Tiap pankreas mengandung lebih kurang 100.000 pulau Langerhans dan tiap pulau berisi 100 sel beta. Disamping sel beta ada juga sel alfa yang memproduksi glukagon yang bekerja sebaliknya dari insulin yaitu meningkatkan kadar glukosa darah. Juga ada sel delta yang mengeluarkan somatostatin dan sel PP yang mengsekresi hormon polipeptida pankreas.

A. INSULIN

Sintesis Insulin

1. Insulin disintesis oleh sel-sel beta, terutama ditranslasikan ribosom yang melekat pada retikulum endoplasma (mirip sintesis protein) dan menghasilkan praprohormon insulin dengan berat molekul sekitar 11.500. 

2. Kemudian praprohormon diarahkan oleh rangkaian “pemandu” yang bersifat hidrofibik dan mengandung 23 asam amino ke dalam sisterna retikulum endoplasma.

3. Di retikulum endoplasma, praprohormon ini dirubah menjadi proinsulin dengan berat molekul kira-kira 9000 dan dikeluarkan dari retikulum endoplasma.

4. Molekul proinsulin diangkut ke aparatus golgi, di sini proteolisis serta pengemasan ke dalam granul sekretorik dimulai. 

5. Di aparatus golgi, proinsulin yang semua tersusun oleh rantai B—peptida (C) penghubung—rantai A, akan dipisahkan oleh enzim mirip tripsin dan enzim mirip karboksipeptidase.

6. Pemisahan itu akan menghasilkan insulin heterodimer (AB) dan C peptida. Peptida-C dengan jumlah ekuimolar tetap terdapat dalam granul, tetapi tidak mempunyai aktivitas biologik yang diketahui.

Bisa dapat disimpulkan bahwa : Sintesis insulin dimulai dalam bentuk preproinsulin (precursor hormon insulin) pada retikulum endoplasma sel beta. Dengan bantuan enzim peptidase, preproinsulin mengalami pemecahan sehingga terbentuk proinsulin, yang kemudian dihimpun dalam gelembung-gelembung (secretory vesicles) dalam sel tersebut. Di sini, sekali lagi dengan bantuan enzim peptidase, proinsulin diurai menjadi insulin dan peptida-C (C-peptide) yang keduanya sudah siap untuk disekresikan secara bersamaan melalui membran sel.

Sekresi Insulin

Sekresi insulin merupakan proses yang memerlukan energi dengan melibatkan sistem mikrotubulus-mikrofilamen dalam sel B pada pulau Lengerhans. Sejumlah intermediet turut membantu pelepasan insulin.

• Glukosa: apabila kadar glukosa darah melewati ambang batas normal—yaitu 80-100 mg/dL–maka insulin akan dikeluarkan dan akan mencapai kerja maksimal pada kadar glukosa 300-500 mg/dL.

• Faktor Hormonal: ada beberapa hormon yang meningkatkan insulin dalam darah, yaitu epinefrin (meningkatkan cAMP intrasel), kortisol, laktogen plesenta, esterogen dan progestatin.

• Prefarat Farmakologi: banyak obat merangsang sekresi insulin, tetapi preparat yang digunakan paling sering untuk terapi diabetes pada manusia adalah senyawa sulfaonilurea.

Kerja dan Metabolisme Insulin

Insulin merupakan hormon yang berfungsi sebagai second messenger yang merangsang dengan potensial listrik. Beberapa peristiwa yang terjadi setelah insulin berikatan dengan reseptor membran:

• Terjadi perubahan bentuk reseptor.

• Reseptor akan berikatan silang dan membentuk mikroagregat.

• Reseptor diinternalisasi.

• Dihasilkan satu atau lebih sinyal. Setelah peristiwa tersebut, glukosa akan masuk ke dalam sel dan membentuk glikogen.

Insulin yang telah terpakai maupun yang tidak terpakai, akan dimetabolisme. Ada dua mekanisme untuk metabolisme insulin:

1. Melibatkan enzim protese spesifik-insulin yang terdapat pada banyak jaringan, tetapi banyak terdapat pada hati, ginjal, dan plasenta.

2. Melibatkan enzim hepatik glutation-insulin transhidrogenase, yang mereduksi ikatan disulfida, dan kemudian rantai A dan B masing-masing diuraikan dengan cepat.

Fungsi Insulin: stimulasi glikogenesis, lipogenesis, dan sintesis protein.

EFEK INSULIN PADA METABOLISME KARBOHIDRAT

Setelah memakan makanan yang mengandung karbohidrat tinggi, glukosa akan masuk ke dalam darah dan menyebabkan pengeluaran insulin secara cepat. Insulin menyebabkan pengambilan, penyimpanan, dan penggunaan glukosa pada hampir semua jaringan khususnya pada otot, jaringan adiposa, dan liver.

EFEK INSULIN PADA METABOLISME LIPID

Merangsang lipogenesis, menghambat lipolisis di hati dan jaringan adiposa, dengan cara menghambat aktifitas enzim lipase. Karena itu insulin menurunkan kadar asam lemak bebas yang beredar dalam darah. Selain itu insulin juga mempengaruhi kadar kolestrol.

EFEK INSULIN PADA METABOLISME PROTEIN

Insulin merangsang sintesis protein dan memperlambat penguraian protein. Insulin juga menstimulasi asam amino yang diambil dari otot. 

B. GLUKAGON

Glukagon adalah antagonis dari insulin, yang tersusun atas 29 asam amino. Pada prinsipnya menaikkan kadar gula di dalam darah. Enzim ini diproduksi di sel A dari pankreas. Glukagon melewati dalam proses sintesisnya yang disebut sebagai limited proteolyse, yang artinya molekul glukagon berasal dari prohormon. Gen untuk glukagon selain di pankreas juga terdapat di otak dan sel enteroendokrin L di sistem pencernaan (Ileum dan Kolon).

Glukagon merupakan hasil dari sel-sel alfa, yang mempunyai prinsip aktivitas fisiologis meningkatkan kadar glukosa darah. Glukagon melakukan hal ini dengan mempercepat konversi dari glikogen dalam hati dari nutrisi-nutrisi lain, seperti asam amino, gliserol, dan asam laktat, menjadi glukosa (glukoneogenesis). Kemudian hati mengeluarkan glukosa ke dalam darah, dan kadar gula darah meningkat. Sekresi dari glukagon secara langsung dikontrol oleh kadar gula darah melalui sistem feed-back negative. Ketika kadar gula darah menurun sampai di bawah normal, sensor-sensor kimia dalam sel-sel alfa dari pulau Langerhans merangsang sel-sel untuk mensekresikan glukagon. Ketika gula darah meningkat, tidak lama lagi sel-sel akan dirangsang dan produksinya diperlambat. Jika untuk beberapa alasan perlengkapan regulasi diri gagal dan sel-sel alfa mensekresikan glukagon secara berkelanjutan, hiperglikemia (kadar gula darah yang tinggi) bisa terjadi. Olahraga dan konsumsi makanan yang mengandung protein bisa meningkatkan kadar asam amino darah juga menyebabkan peningkatan sekresi glukagon. Sekresi glukagon dihambat oleh GHIH (somatostatin). Glukagon kehilangan aktivitas biologiknya apabila diperfusi melewati hati atau apabila diinkubasi dengan ekstrak hati, ginjal atau otot. Glukagon juga diinaktifkan oleh inkubasi dengan darah. Indikasinya ialah bahwa glukagon dihancurkan oleh sistem enzim yang sama dengan sistem yang menghancurkan insulin dan protein-protein lain.

Regulasi

• Stimulus untuk sekresi dari glukagon adalah hipoglikemia atau jika konsentrasi asam amino turun di dalam darah setelah konsumsi makanan yang kaya protein. Walaupun begitu konsumsi makanan yang kaya mengandung protein tidak hanya menstimulasi pengeluaran hormon glukagon tetapi juga hormon insulin. Transmitter Hormon sistem saraf autonom seperti asetilkolin dan adrenalin lewat ß2 reseptor juga menstimulasi pengeluaran hormon glukagon. Selain itu juga sederetan hormon berikut yang diciptakan di sistem pencernaan gastrin, CCK, GIP, dan GH.

• Inhibitor atau yang menghambat sekresi glukagon adalah hiperglikemia atau jika konsentrasi gula darah naik. Selanjutnya juga hormon insulin yang antagonisnya, somatostatin, GLP-1, GABA, sekretin, dan waktu makan yang kaya kandungan karbohidrat.

Fungsi Glukagon: melawan kerja insulin (stimulasi glikogenolisis dan lipolisis), stimulasi glukoneogenik.

C. SOMATOSTATIN

Somatostatin dijumpai di sel D pulau langerhans pankreas. Somatostatin menghambat sekresi insulin, glukagon, dan polipeptida pankreas dan mungkin bekerja lokal di dalam pulau-pulau pankreas. Penderita tumor pankreas somatostatin mengalami hiperglikemia dan gejala-gejala diabetes lain yang menghilang setelah tumor diangkat. Para pasien tersebut juga mengalami dispepsia akibat lambatnya pengosongan lambung dan penurunan sekresi asam lambung, dan batu empedu, yang tercetus oleh penurunan kontraksi kandung empedu. Sekresi somatostatin pankreas meningkat oleh beberapa rangsangan yang juga merangsang sekresi insulin, yakni glukosa dan asam amino, terutama arginin dan leusin. Sekresi juga ditingkatkan oleh CCK. Somatostatin dikeluarkan dari pankreas dan saluran cerna ke dalam darah perifer.

D. POLIPEPTIDA PANKREAS

Polipeptida pankreas manusia merupakan suatu polipeptida linear yang dibentuk oleh sel F pulau langerhans. Hormon ini berkaitan erat dengan polipeptida YY (PYY), yang ditemukan di usus dan mungkin hormon saluran cerna; dan neuropeptida Y, yang ditemukan di otak dan sistem saraf otonom. 

Sekresi polipeptida ini meningkat oleh makanan yang mengandung protein, puasa, olahraga, dan hipoglikemia akut. Sekresinya menurun oleh somatostatin dan glukosa intravena. Pemberian infus leusin, arginin, dan alanin tidak mempengaruhinya, sehingga efek stimulasi makanan berprotein mungkin diperantarai secara tidak langsung. Pada manusia, polipeptida pankreas memperlambat penyerapan makanan, dan hormon ini mungkin memperkecil fluktuasi dalam penyerapan. Namun, fungsi faal sebenarnya masih belum diketahui.

KELENJAR SUPRARENALIS/ADRENAL

Kelenjar suprarenal/adrenal terbagi menjadi dua bagian:

1. Medula: Menghasilkan dan mensekresi adrenalin (epinefrin) dan noradrenalin (norepinefrin). Secara embriologik berasal dari jenis neurocektodermis sama (sisa-sisa sel krista saraf) yang menjadi asal neuron simpati

2. Korteks: Beberapa hormon terpenting yang disekresikan oleh kortex adrenal adalah hidrokortison, aldosteron, dan kortikosteron, yang semuanya bertalian erat dengan metabolisme pertumbuhan, fungsi ginjal, dan tonus otot. Semua fungsi ini menentukan jalan hidup. Korteks terbagi menjadi tiga lapisan, dari luar ke dalam, yaitu zona glomerurulosa, zona fasikulata, dan zona retikulari.

Zat-zat tadi disekrsikan dibawah pengendalian sistem persyarafan simpatis. Sekresinya bertambah dalam keadaan emosi seperti marah dan takut, dan dalam keadaan asfixia dan kelaparan. Pengeluaran yang bertambah itu menaikkan tekanan darah guna melawan shock yang disebabkan kegentingan ini.

Noradrenalin menaikkan tekanan darah dengan jalan merangsang serabut otot di dalam dinding pembuluh darah untuk berkontraksi. Adrenalin membantu metabolisme karbohidrat dengan jalan menambah pengeluaran glukosa dari hati. 

Fungsi kelenjar suprarenalis (medula):

 Vasokonstriksi pembuluh darah perifer.

 Relaksasi bronkus.

 Kontraksi selaput lendir dan arteriole pada kulit sehingga berguna untuk mengurangi perdarahan pada operasi kecil.

Fungsi kelenjar sprarenalis ( korteks):

 Mengatur keseimbangan air, elektrolit dan garam-garam.

 Mengatur atau mempengaruhi metabolisme lemak, hidrat arang dan protein.

 Mempengaruhi aktifitas jaringan limfoid.

HORMON KELENJAR ADRENAL

1. Hormon medular disekresi oleh sel-sel kromafin medulla adrenal untuk merespon stimulus preganglionik simpatis. Hormon ini meliputi kotekolamin, seperti: epinefrin (80%), norepinefrin (20%).

Epinefrin dan norepinefrin memiliki perbedaan efek fisiologis yang berkaitan dengan kedua jenis reseptornya, alfa (α) dan beta (β), yang terletak pada membran sel target.

Katekolamin mengatur lintasan metabolic untuk meningkatkan katabolisme bahan bakar yang tersimpan sehingga kebutuhan kalori dari sumber-sumber endogen terpenuhi. Secara keseluruhan fungsi hormon ini adalah untuk mempersiapkan tubuh terhadap aktivitas fisik yang merespon stess, kegembiraan, cedera, latihan dan pernurunan kadar gula darah.

1) Efek epinefrin

a) Frekuensi jantung, metabolisme, dan konsumsi oksigen meningkat.

b) Katekolamin juga menyebabkan pelepasan asam-asam lemak bebas, meningkatkan kecepatan metabolic basal (BMR) dan menaikkan kadar glukosa darah melalui stimulasi glikogenolisis pada hati dan simpanan glikogen otot.

c) Pembuluh darah pada kulit dan organ-organ viseral berkonstriksi sementara pembuluh di otot rangka dan otot jantung berdilatasi.

d) Dalam pankreas menghalangi pelepasan insulin menghindari pelepasan glukosa.

e) Mobilisasi glukosa dengan menambah glikogenesis.

2) Efek norepinefrin adalah untuk meningkatkan tekanan darah dan untukmenstimulasi otot jantung.

Pengaturan sekresi kotekolamin

Perangsangan sistem saraf simpatis melepaskan noradrenalin dan adrenalin dari kelenjar adrenal. Pada keadaan tertentu dapat merangsang pelepasan kotekolamin dari medula adrenal (keadaan darurat) dengan gejala:

o Marah, dingin, dan rasa takut.

o Keadaan glukosa plasma rendah (hipoglikemia).

o Tekan darah rendah (hipotensi).

o Anoksia otak (kekurangan oksigen di otak).

o Asfiksia.

o Meningkatkan kadar angiotensin.

Efek katekolamin berupa penggiatan reseptor beta, meningkatkan siklik AMP yang menimbulkan pengaruh inhibisi (menhambat proses pada sel yang bersangkutan) kecuali otot jantung, dan meningkatkan senyawa atom:

 Meningkatkan denyut jantung dan tekanan darah.

 Meningkatkan glikogenesis (gula darah).

 Meningkatkan metabolisme oksidatif glukosa di dalam sel.

 Meningkatkan pembentukan energy dan panas.

2. Hormon kortikal adrenal

A. Mineralokortikoid disentesis dalam zona glomerulosa.

Meningkatkan retensi ekskresi ion K di ginjal (tubulus distal dan tubulus koligentes), meningkatkan retensi Na di kelenjar keringat dan saluran pencernaan. Pada ginjal aldosteron meningkat.

1) Aldosteron, mineralokortikoid terpenting, mengatur keseimbangan air dan elektrolit melalui pengendalian kadar natrium dan kalium dalam darah.

2) Kendali sekresi. Sekresi aldosteron diatur oleh kadar natrium darah, tetapi terutama oleh mekanisme renin-angiotensin.

Dikenal empat factor yang memainkan peranan dalam pengaturan aldosterone, yaitu :

1. Peningkatan konsentrasi kalium meningkatkan sekresi aldosteron.

2. Peningkatan aktivitas rennin-angiotensin meningkatkan sekresi aldosteron juga.

3. Peningkatan konsentrasi natrium di dalam cairan ekstraselular sangat sedikit menurunkan sekresi aldosteron.

4. Hormon adrenokortikotropon (ACTH) dari kelenjar hipofisis anterior diperlukan untuk sekresi aldosterone tetapi mempunyai efek yang kecil dalam mengatur kecepetan sekresi.

Dari factor-faktor di atas, yang paling memegang peranan yaitu konsentrasi kalium dan aktivasi dari rennin-angiotensin. Peningkatan konsentrasi kalium yang rendah dapat menyebabkan beberapa kali peningkatan aldosterone beberapa kali. Dan juga aktivasi dari system rennin-angiotensin, biasanya sebagai efek dari berkurangnya aliran darah ke ginjal, dapat menyebabkan peningkatan sekresi aldosterone yang besar. 

Selanjutnya, aldosterone akan bekerja di ginjal dengan :

a. Membantu ginjal mengeluarkan kelebihan ion kalium

b. Meningkatkan volume darah dan tekanan arteri, jadi mengembalikan system Renin-angiotensin dalam keadaan normal

Pengaturan mineralokortikoid:

• Rennin-angiotensin, merangsang sel-sel zona glomerulus korteks adrenal untuk melepaskan aldosteron, meningkatkan retensi Na, Cl dan air.

• Kadar ion Na, K, dan plasma. Apabila ion Na plasma turun dan ion K plasma naik, maka sekresi aldosteron meningkatkan.

• ACTH dalam dosis yang kecil. Perannya sangat kecil hanya dalam konsentrasi yang tinggi merangsang pelepasan aldosteron.

Efek mineralkortikoid:

• Efek ginjal dan sirkulasi dari aldosteron

 Aldosteron menyebabkan pengangkutan pertukaran natrium dan kalium yakni absorbsi natrium bersama – sama dengan ekskresi kalium oleh sel – sel epitel tubulus terutama dalam tubulus distal dan duktus koligentes

 Meningkatkan jumlah total natrium dalam cairan ekstraseluler sementara menurunkan jumlah kalium.

 Karena natrium dalam ciran ekstraselular banyak maka berpengaruh juga terhadap kandungan air dalam cairan ekatraselular dan menyebabkan peningkatan tekanan darah.

 Aldosteron sebaliknya menyebabkan sekresi ion hidrogen yang ditukr dengan natrium di tubulus sehingga mengakibatkan alkalosis ringan. 

• Efek aldosteron pada kelenjar keringat, kelenjar liur, dan absorpsi intestinal

 Efek aldosteron terhadap kelenjar keringat penting untuk menyimpan garam tubuh dalam lingkungan yang panas.

 Efek aldosteron terhadap kelenjar liur adalah menyimpan garam sewaktu liur hilang secara berlebihan.

 Aldosteron meningkatkan absorsi natrium oleh usus terutama di dalam kolon yang mencegah hilangnya natrium di dalam tinja.

• Efek pada hormon kelamin

 Androgen, terutama ketosteroid dehidroepialdosteron: maskulinisasi meningkatkan anabolisme protein dan merangsang pertumbuhan.

 Estrogen pada keadaan fisiologis tidak mempunyai efek feminisasi.

B. Glukokortikoid disintesis dalam zona fasikulata.

Hormon ini meliputi kortikosteron, kortisol, dan kortison. Hormon yang terpenting adalah kortisol.

1) Efek fisiologis

a) Glukortiroid mempengaruhi metabolisme gluksosa, protein

dan lemak untuk membentuk cadangan molekul yang siap dimetabolis.

b) Hormon ini meningkatkan sintesis glukosa, simpanan glikogen di hati (glikogenesis), dan

peningkatan kadar glukosa darah, pengurain lemak dan protein serta menghambat pengambilan asam amino dan sintesis protein.

c) Hormon ini juga Menstabilisi membran lisosom untuk mencegah kerusakan jaringan lebih lanjut.

2) Fungsi

a) Meningkatkan kegiatan metabolisme berbagai zat dalam tubuh.

 Meningkatkan glikogenesis dan glukogenesis dalam sel hati.

 Menningkatkan metabolisme protein terutama di otot dan tulang.

 Meningkatkan sintesis DNA dan RNA dalam sel hati.

 Menahan ion Na dan ion Cl, meningkatkan sekresi ion K di ginjal.

 Meningkatkan lipolisis dan jaringan perifer, deposit lemak.

b) Menurunkan ambang rangsang susunan saraf pusat.

c) Menggiatkan sekresi asam lambung.

d) Menguatkan efek noradrenalin terhadap pembuluh dan merendahkan permeabilitas dinding pembuluh darah.

e) Menurunkan daya tahan terhadap infeksi dan menghambat pembentukan antibodi.

f) Menghambat pelepasan histamine dalam reaksi alergi

3) Kendali sekresi glukokortikoid adalah melalui kerja ACTH dalam mekanisme umpan balik negatif. Stimulus pertama dari ACTH adalah semua jenis stres fisik atau emosional.

 Stres (misalnya, trauma, infeksi, atau kerusakan jaringan) akan memicu impuls saraf ke hipotalamus).

 Hipotalamus kemudian mensekresi hormon pelepas kortikotropin (cortcotropin-releasing hormon {CRH}), yang melewati sistem portal hipotalamus-hipofisis menuju kelenjar pituitari anterior, yang melepas ACTH.

 ACTH bersikulasi dalam darah menuju kelenjar adrenal dan mengeluarkan sekresi glukokortikoid.

 Glukokortikoid mengakibatkan peningkatkan persediaan asam amino, lemak, dan glukosa dalam darah untuk membantu memperbaiki kerusakan yang disebabkan stres dan menstabilkan membran lisosom untuk mencegah kerusakan lebih lanjut.

C. Gonadokortikoid (steroid kelamin) disintesis pada zona retikularis dalam jumlah yang relatif sedikit. Steroid ini berfungsi terutama sebagai prekursor untuk pengubahan testosteron dan estrogen oleh jaringan lain.

Efek androgen:

Merupakan hormon kelamin yang berpengaruh besar pada hormon kelamin pria, mengatur libido dan perkembangan alat kelamin.