Peristiwa Kimiawi Tubuh Manusia: Sistem Hormonal (Sistem Endokrin)

1. Klasifikasi Hormon

Berdasarkanstrukturkimiamakahormondibagikedalam 3 kelompokyaitu:

• Turunan asam amino (hormone protein). Kelompok hormon ini kadang-kadang disebut juga sebagai biogenik amine, disintesis dari asam amino tirosin dan triptopan. Yang termasuk turunan tirosin adalah hormon tiroksin yang dihasilkan oleh kelenjar tiroid, epineprin (E), norepineprin (NE) dan dopamine. Sementara turunan triptopan adalah hormon melatonin yang dihasikan oleh kelenjar pineal.
• Hormon peptida. Merupakan rangkaian asam amino dan umumnya hormon peptida disintesis sebagai pro hormon. Pro hormon merupakan molekul yang tidak aktif yang nantinya dirubah menjadi aktif sebelum maupun sesudah disekresikan.
• Turunan Lipid. Terdiri dari 2 kelas, yaitu:
  a. Eicosanoid, merupakan molekul kecil dengan 5 cincin karbon pada salah satu ujung. Komponen ini merupakan faktor parakrin penting dalam koordinasi aktivitas selular seperti prostaglandin.
  b. Hormon steroid, merupakan lipid yang secara struktural sama dengan kolesterol. Termasuk disini adalah hormon yang disekresikan oleh organ reproduksi pria (androgen), wanita (estrogen, progesteron), korteks adrenal (kortikosteroid) dan ginjal (kalsitriol).

2. Pengaturan Hipotalamus pada System Endokrin

Hipotalamus adalah pemimpin umum sistem hormon; ia memiliki tugas penting memastikan kemantapan dalam tubuh manusia. Setiap saat, hipotalamus mengkaji pesan-pesan yang datang dari otak dan dari dalam tubuh. Setelah itu, hipotalamus menjalankan beberapa fungsi, seperti menjaga kemantapan suhu ubuh, mengendalikan tekanan darah, memastikan keseimbangan cairan, dan bahkan pola tidur yang tepat. Hipotalamus terletak langsung di bawah otak dan ukurannya sebesar biji kenari. Sejumlah besar informasi sehubungan dengan keadaan tubuh dikirim ke hipotalamus. Informasi ini disampaikan kesana dari setiap titik dalam tubuh, termasuk pusat indra dalam otak. Kemudian hipotalamus menguraikan informasi yang diterimanya, memutuskan tindakan yang mesti diambil dan perubahan yang harus dibuat dalam tubuh, serta membuat sel-sel tertentu menjalankan keputusannya. Hipotalamus merupakan pusat pengaturan endokrin pada tingkat yang paling tinggi yang mengintegrasikan aktivitas sistem saraf dengan endokrin melalui 3 cara, yaitu:

Mensekresikan hormon pengatur, yaitu hormon khusus yang mengatur sel-sel endokrin di kelenjar pituitari. Hormon pengatur hipotalamus mengatur aktivitas sekretoris di adenohipofisis yang selanjutnya mengatur aktivitas sel-sel kelenjar di kelenjar tiroid, korteks adrenal dan organ reproduksi. Termasuk disini adalah hormon: Gonadotropin Releasing Hormon (GnRH), Gonadotropin Inhibiting Hormone (GnIH), Thyrotropin Releasing Hormone (TRH), Prolactin Releasing Hormon (PRH), Prolactin Inhibiting Hormone (PIH), Corticotropin Releasing hormone (CRH), Growth hormone Releasing hormone (GH-RH), Growth Hormone Inhibiting Hormone (GH-IH).

Hipotalamus bekerja sebagai organ endokrin dengan mensintesis hormon yang di transportasikan sepanjang akson di infundibulum kemudian dilepaskan kedalam sirkulasi di neurohipofisis. Termasuk disini adalah ADH danoksitosin.

Hipotalamus mengandung pusat otonom yang secara langsung mengontrol saraf sel-sel endokrin di medula adrenalis. Apabila saraf simpatis diaktifkan, maka medulla adrenalis melepaskan hormon ke sirkulasi darah.

Hubungan hipotalamus dan kelenjar pituitari serta organ target hormon yang disekresikannya.

3. Kelenjar Pituitari

Kelenjar pituitari adalah sekerat daging kecil berwarna merah jambu sebesar kacang buncis, dengan berat setengah gram dan dihubungkan ke hipotalamus dalam otak oleh sebuah batang. Berkat hubungan inilah, pituitari menerima perintah dari hipotalamus untuk menghasilkan hormon yang diperlukan. Kelenjar pituitari terdiri atas 2 bagian: Kelenjar depan (anterior), dan belakang (posterior). Setiap bagian menghasilkan hormon berbeda sebagai mana terlihat dalam gambar berikut:

3.1. Adenohipofisis (Pituitari Anterior)

Adenohipofisis atau lobus anterior dibagi dalam 3 area yaitu: Pars Distalis, Pars Tuberalis, dan Pars Intermedia. Hormon-hormon yang disekresikan oleh adenohipofis disebut juga dengan hormon tropik karena menghidupkan kelenjar endokrin atau menunjang fungsi organ lainnya. Hormon yang disekresikan adenohipofisis adalah :

• Thyroid Stimulating Hormone (TSH) atau disebut juga tirotropin. TSH bekerja pada organ target kelenjar tiroid untuk mensekresikan hormon tiroksin. Pelepasan TSH sebagai respon terhadap TRH yang disekresikan oleh hipotalamus. Ketika konsentrasi hormon tiroid dalam sirkulasi meningkat, maka produksi TRH dan TSH menurun.
• Adrenocorticotropic Hormone (ACTH) atau disebut juga kortikotropin. Hormon ini merangsang korteks adrenal untuk menghasilkan hormon glukokortikoid. Hormon ini berfungsi mempengaruhi metabolisme karbohidrat. Pelepasan ACTH dibawah pengaruh Corticotropin Releasing Hormone CRH) dari hipotalamus melalui mekanisme umpan balik negatif.
• Gonadotropin. Hormon ini mengatur aktivitas gonad (ovarium pada wanita, testes pada pria). Produksi gonadotropin di bawah rangsangan GnRH dari hipotalamus. Gonadotropin terdiri dari 2 jenis yaitu: (I) Follicle Stimulating Hormone (FSH) atau juga disebut follitropin yang berfungsi memacu perkembangan folikel di ovarium. Pada pria, FSH merangsang sel-sel pemelihara (Sel Sertoli) yaitu sel-sel khusus yang terdapat di tubulus seminiferous untuk memacu pematangan sperma.(2).Luteinizing Hormone (LH) atau juga disebut luteotropin. Pada wanita, LH bersama-dengan FSH merangsang sel-sel ovarium menghasilkan estrogen. LH juga berfungsi merangsang terjadinya ovulasi.serta memacu sekresi hormon progesteron. Pada pria, LH disebut juga Interstitial cell-stimulating hormone (ICSH) karena berfungsi merangsang sel-sel intersisiel di testes (sel-sel Leydig) menghasilkan hormon androgen. Sekresi FSH dan LH di bawah rangsangan GnRH dari hipotalamus melalui mekanisme umpan balik negatif.
• Prolaktin (PRL) atau disebut juga dengan mammotropin. Merupakan hormon yang merangsang perkembangan kelenjar susu. Pada waktu hamil dan selama periode menyusui, PRL merangsang kelenjar susu untuk menghasilkan air susu. Meskipun peranan PRL pada pria kurang dipahami namun bukti menunjukkan bahwa PRL membantu mengatur produksi androgen dengan cara meningkatkan sensitivitas sel-sel intersisiel terhadap LH. Produksi PRL dihambat oleh neurotransmitter dopamine yang juga dikenal dengan Prolactin Inhibiting Hormone (PIH)
• Growth Hormone (GH) atau disebut juga dengan somatotropin. Merupakan hormon yang merangsang pertumbuhan dan replikasi sel dengan cara meningkatkan laju sintesis protein. Sel-sel otot rangka dan sel-sel kartilago sangat sensitif terhadap GH. Rangsangan pertumbuhan GH melibatkan 2 mekanisme. Mekanisme utama secara tidak langsung dimana sel-sel hati menanggapi kehadiran GH dengan mensintesis dan melepaskan somatomedin atau insulin-like growth factor (IGFs). Somatomedin bekerja pada serabut-serabut otot rangka, sel-sel kartilago dan sel-sel target lainnya dengan meningkatkan laju ambilan asam amino untuk sintesis protein. Kedua, merupakan aksi secara langsung dari GH yang lebih selektif melalui beberapa cara sebagai berikut :
  1. Pada sel-sel epitel dan jaringan ikat GH merangsang pembelahan sel-sel batang dan diferensiasi sel-sel anak
  2. Pada jaringan lemak GH merangsang pemecahan trigliserida kemudian melepaskannya sebagai asam lemak ke dalam sirkulasi darah yang akan digunakan oleh sel untuk membentuk ATP. Proses yang dikenal dengan glukosa-sparing effect.
  3. Di hati GH merangsang pemecahan glikogen menjadi gluikosa yang dilepaskan ke sirkulasi darah. Peningkatan glukosa darah oleh karena GH disebut dengan diabetogenik effect. Produksi GH diatur oleh Growth Hormone Releasing Hormone (GH-RH atau somatokrin) dan Growth Hormone Inhibiting Hormone (GH-IH atau somatostatin) yang berasal dari hipotalamus. Somatomedin merangsang GH-IH dan menghambat GH-RH

3.2. Neurohipofisis (Pituitari Posterior)

Neurohipofisis dikenal juga dengan sebutan lobus posterior kelenjar pituitari atau pars nervosa, karena mengandung akson dari hipotalamus. Neurohipofisis menghasil 2 jenis hormone :

• Antidiuritic Hormone (ADH) juga dikenal dengan arginine vasopressin (AVP) yang dilepaskan melalui beberapa rangsangan seperti peningkatan konsentrasi solut dalam darah atau penurunan volume dan tekanan darah. Fungsi utama ADH adalah mengurangi jumlah air yang hilang di ginjal dengan cara mempengaruhi permiabilitas sel-sel di tubulus ginjal sehingga lebih permiabel terhadap air. ADH juga menyebabkan vasokonstriksi pembuluh darah perifer sehingga dapat meningkatkan tekanan darah. Aksi ADH ini dihambat oleh alkohol.
• Oxytocin (OXT) bekerja merangsang kontraksi otot polos pada dinding uterus ketika melahirkan. Setelah melahirkan, OXT merangsang kontraksi mioepitel sekeliling duktus dan sekretoris alveoli kelenjar susu untuk mengeluarkan air susu. Pada pria, OXT merangsang kontraksi otot polos pada dinding duktus deferens dan kelenjar prostat. Hal ini sangat penting pada saat pengeluaran sperma, sekresi kelenjar lain ke dalam saluran reproduksi sebelum eyakulasi.

4. Kelenjar Tiroid

Kelenjar tiroid letaknya melengkung di permukaan anterior trakea tepat di bawah tulang rawan tiroid. Terdiri dari 2 lobus yang disatukan oleh hubungan yang berbentuk silinder yaitu isthmus. Ukuran dari kelenjar sangat beragam tergantung keturunan, lingkungan dan faktor nutrisi. Namun, rata-rata beratnya kira-kita 34 gram. Banyaknya pembuluh darah pada kelenjar ini menyebabkan kelenjar berwarna merah tua. Kelenjar tiroid mengandung sejumlah besar folikel tiroid yang berbentuk bundar yang dilapisi oleh epithelium kubus sederhana. Sel-sel folikel dalam rongga folikel mengadakan lipatan-lipatan dan diisi oleh cairan koloid dengan sejumlah besar protein terlarut. Jaringan kapiler sekeliling folikel membawa nutrisi dan menerima hasil yang disekresikan. Sel-sel folikel mensintesis protein globular yang disebut tiroglobulin yang mengandung asam amino tirosin, merupakan prekusor hormon tiroid. Bersama dengan yodium yang diabsorbsi dari saluran pencernaan membentuk ikatan kovalen membentuk molekul hormon tiroid. Kelenjar tiroid menghasilkan hormon tiroksin (T4) dan T3.

4.1. Tiroksin atau T4 (tetraiodothyronine) dan T3 (triiodothyronine)

Faktor utama yang mengatur laju pelepasan homon tiroid adalah TSH. TSH merangsang transport jodium ke dalam sel-sel folikel dan merangsang produksi tiroglobulin dan tiroid peroksidase serta merangsang pelepasan hormon tiroid.

Hormon tiroid berfungsi mengaktifkan gen yang terlibat dalam sintesis enzim yang berfungsi dalam proses glikolisis dan produksi ATP serta meningkatkan laju metabolisme dalam sel. Oleh karena meningkatkan produksi panas maka disebut calorigenic effect. Pada anak-anak, produksi TSH meningkat pada suhu dingin. Efek ini dapat membantu mereka beradaptasi dengan suhu yang dingin. Hormon tiroid sangat esensial pada perkembangan tulang, otot dan sistem saraf. Kelenjar tiroid menghasilkan jumlah yang besar T4, tetapi T3 merupakan hormon yang efeknya sangat kuat, segera dan dalam waktu yang singkat dalam meningkatkan laju metabolisme.

4.2. Kalsitonin

Populasi sel-sel endokrin yang ke dua yang terselip di antara sel-sel kuboidal folikel adalah yang dikenal dengan sel-sel C atau sel parafolikular. Sel-sel C menghasilkan hormon kalsitonin (CT) yang bekerja mengatur konsentrasi Ca dalam cairan tubuh. Peningkatan konsentrasi Ca dalam cairan tubuh merangsang pelepasan kalsitonin. CT yang bekerja dengan cara:

1. Menghambat kerja osteoklas sehingga menghambat laju pelepasan Ca oleh tulang
2. Merangsang ekskresi Ca oleh ginjal. 

5. Hormon Paratiroid (PTH)

Secara normal terdapat 2 pasang kelenjar paratiroid yang tertanam pada permukaan posterior kelenjar tiroid.. Sel-sel kedua kelenjar yang bertetangga ini dipisahkan oleh kapsul padat yang mengelilingi kelenjar paratiroid.. Kelenjar paratiroid menghasilkan hormon paratiroid (PTH) atau parathormon. PTH berfungsi meningkatkan konsentrasi Ca dalam cairan tubuh melalui 3 cara yaitu:

1. Mobilisasi Ca tulang dengan cara menghambat aktivitas osteoblas sehingga mengurangi laju deposisi Ca ke dalam tulang serta meningkatkan kerja osteoklas sehingga pelepasan Ca dari tulang meningkat
2. Meningkatkan reabsorbsi Ca di ginjal sehingga mengurangi hilangnya Ca melalui urine
3. Merangsang pembentukkan dan sekresi kalsitriol di ginjal yang berfungsi untuk meningkatkan absorbsi Ca dalam saluran pencernaan.

6. Kelenjar Adrenal

Kelenjar adrenal, berwarna kuning, berbentuk piramid, terletak pada ujung superior di setiap ginjal. Bobot kelejar adrenal kira-kira 5 g namun ukuran ini bervariasi seiring dengan perubahan kebutuhan akan hasil sekresi. Kelenjar adrenalis dibagi menjadi 2 bagian sesuai dengan fungsi endokrinnya yaitu : kortkes adrenalis di bagian luar dan medulla adrenalis di bagian dalam.

6.1. Korteks adrenalis

Warna kekuning-kuningan korteks adrenalis disebabkan kehadiran simpanan lipid, khususnya kolesterol dan berbagai asam lemak. Korteks adrenalis menghasilkan lebih dari 2 lusin hormon steroid yang tergabung dalam hormon steroid adrenocortical atau kortikosteroid. Korteks adrenalis dibedakan menjadi 3 daerah atau zona dimana masing-masing zona ini menghasilkan hormon yang spesifik.

1. Zona Glomerulosa: Zona bagian luar korteks adrenalis ini menghasilkan mineralokortikoid, merupakan hormon steroid yang berperan dalam mengatur komposisi elektrolit cairan tubuh. Aldosteron merupakan mineralokortikoid utama yang dihasilkan oleh korteks adrenalis. Aldosteron merangsang konservasi ion Na dan meniadakan ion K. Sel-sel target hormon ini mengatur komposisi ion yang diekskresikan di dalam cairan. Hal ini menyebabkan retensi (penahanan) ion Na di ginjal, kelenjar keringat, kelenjar saliva dan pankreas sehingga mencegah keilangan ion Na dalam urine, keringat, saliva dan sekresi pencernaan. Sekresi aldosteron terjadi akibat turunnya kandungan Na, volume darah atau tekanan darah atau peningkatan konsentrasi ion K.

2. Zona Fasciculata: Menghasilkan sekumpulan hormon yang dikenal dengan glukokorticoid yang mempengaruhi metabolisme glukosa. Cortisol atau juga disebut Corticosteron merupakan hormon utama glukocorticoid yang pelepasannya dirangsang oleh ACTH dari adenohipofisis melalui mekanisme umpan balik negatif. Adapun pelepasan glukokorticoid menimbulkan efek penghambatan terhadap terhadap produksi CRH di hpotalamus dan ACTH di adenohipofisis. Glukocorticoid mempunyai efek sebagai berkut :

• Meningkatkan konsentrasi glukosa di dalam darah dengan memecah asam lemak dan protein (efek katabolik)
• Meningkatkan kerja jantung dan vasokonstriksi perifer
• Meningkatkan produksi asam lambung
• Memperlambat ekskresi air di ginjal
• Mempunyai efek anti inflammasi dan alergi dengan menghambat sintesis protein dan pembentukkan limposit dan penghambatan pelepsan histamin.

3. Zona Retikularis: Di bawah rangsangan ACTH zona retikularis menghasilkan sejumlah kecil androgen, merupakan hormon seks yang banyak dihasilkan oleh testis. Ketika masuk ke sirkulasi darah, sebagian androgen kemudian di rubah menjadi estrogen hormon seks yang banyak terdapat pada wanita. Androgen adrenalis merangsang perkembangan rambut pada pubis pada pria dan wanita sebelum pubertas.

6.2. Medulla adrenalis

Medula adrenalis berwarna abu-abu pucat atau pink, menandakan banyaknya pembuluh darah di area ini serta terdapat banyak sel-sel besar berbentuk bulat seperti ganglion simpatis yang dipersarafi oleh serabut preganglion simpatis. Aktivitas sekrtoris medulla adrenalis dikontrol oleh saraf simpatis.. Di medula adrenalis terdapat 2 populasi sel sekretoris yang pertama menghasilkan epineprin (adrenalin) dan lainnya menghasilkan norepineprin (noradrenalin). Sebanyak 75-80% epineprin disekresikan medulla adrenalis, sisanya adalah norepineprin. Pengaktifan medulla adrenalis menimbulkan efek sebagai berikut:

1. Otot rangka: memicu mobilisasi cadangan glikogen dan meningkatkan laju pemecahan glukosa menjadi ATP,
2. Jaringan adiposa: memecah cadangan lemak menjadi asam lemak yang kemudian dilepaskan ke aliran darah untuk digunakan oleh jaringan lain untuk pembentukkan ATP,
3. Hati: memecah molekul glikogen menjadi glukosa yang kemudian dilepaskan ke aliran darah untuk digunakan terutama oleh jaringan saraf yang tidak dapat menggantikan dengan metabolisme asam lemak
4. Jantung: merangsang reseptor ß1 untuk meningkatkan laju dan kekuatan kontraksi otot jantung.

7. Kelenjar Pineal

Kelenjar pineal merupakan bagian dari epitalamus yang terdapat pada bagian posterior akar ventrikel ke III. Kelenjar pineal mengandung neuron, neuroglia dan sel sekretoris khusus yang disebut pinealosit yang mensintesis hormon melatonin. Produksi melatonin sangat rendah selama siang hari dan meningkat pada malam hari. Pada manusia, fungsi melatonin adalah:

• Penghambatan pada fungsi reproduksi. Pada beberapa mamalia, melatonin memperlambat pematangan sperma, oosit dan organ reproduksi dengan mengurangi laju sekresi GnRH. Meskipn efek pada manusia tidak jelas tetapi ada bukti bahwa melatonin berperan pada waktu pematangan seksual manusia
• Mencegah kerusakan akibat radikal bebas. Melatonin sangat efektif sebagai antioksidan yang mencegah neuron CNS dari bahaya radikal bebas seperti oksida nitrit (NO) atau hidrogen peroksida (H2O2)
• Mengatur irama sirkadian. Oleh karena aktivitas pineal merupakan siklik maka terlibat juga dalam memelihara irama sirkadian yang merupakan perubahan harian proses fisiologis yaitu pola siang-malam secara regular

8. Pankreas (Islet of Langerhans)

Pankreas terletak dalam rongga abdominal pelvis pada lengkungan di antara batas inferior lambung dan bagian proksimal usus halus. Selain sebagai kelenjar eksokrin untuk enzim-enzim pencernaan (99% dari volume) pankreas juga sebagai kelenjar endokrin. Endokrin pankreas terdiri dari kelompok kecil sel-sel yang tersebar di antara kelenjar eksokrin. Kelompok sel ini dikenal dengan pulau-pulau Langerhans. Pulau-pulau Langerhans dikelilingi oleh jaringan kapiler yang membawa hormon yang disekreskan ke sirkulasi darah. Setiap pulau mengandung 4 jenis sel yaitu :

1. Sel-sel Alpha yang menghasilkan hormon glukagon
2. Sel-sel Beta yang menghasilkan hormon insulin
3. Sel-sel Delta menghasilkan hormon peptida identik dengan Growth hormone inhibiting hormone (GHIH)
4. Sel-sel F yang menghasilkan hormon polipeptida pankeras

8.1. Insulin

Insulin adalah hormon yang disekrsikan oleh sel-sel beta ketika konsentrasi gula darah melebihi tingkat normal. Sekresi hormon ini juga dirangsang oleh peningkatn beberapa asam amino termasuk arginin dan leusin. pengaruh insulin pada sel-sel target sebagai berikut:

1. Meningkatkan ambilan glukosa (semua sel-sel target)
2. Meningkatkan penggunaan glukosa (semua sel target) dan meningkatkan produksi ATP
3. Merangsang pembentukan glikogen pada otot rangka dan hati. Kelebihan glukosa darah disimpan sebagai glikogen di otot dan hati
4. Merangsang absorbsi asam amino dan sintesis protein,
5. Merangsang pembentukkan trigliserida di jaringan adiposa dengan cara merangsang absorbsi asam lemak dan gliserol

8.2. Glukagon

Glukagon disekresikan ketika kadar glukosa darah turun di bawah normal. Sel-sel Alpha melepaskan glukagon dan cadangan energi dimobilisasi.. Pengaruh utama glukagon sebagai berikut:

1. Merangsang pemecahan glikogen di otot rangka dan sel-sel hati. Molekul glukosa dilepaskan dan dimetabolisme menjadi energy
2. Merangsang pemecahan trigliserida dalam jaringan adiposa. Adiposit melepaskan asam lemak ke sirkulasi darah untuk digunakan oleh jaringan lain
3. Merangsang sintesis glukosa di hati dengan cara mengabsorbsi asam amino dari aliran darah dan merubahnya menjadi glukosa, kemudian melepaskannya ke sirkulasi darah. Proses yang dikenal dengan Glikoneogenesis.

9. Thymus Gland

Timus terdapat di mediastinum, pada umumnya terdapat tepat dikedalaman sternum. Timus menghasilkan beberapa hormon yang penting untuk perkembangan dan pemeliharaan pertahanan immunitas. Timosin yang disekresikan oleh timus berfungsi memacu perkembangan dan pematangan limfosit, sel-sel darah putih yang bertanggung jawab terhadap sistem immun.