FISIOLOGI HORMON

1. FISIOLOGI HORMON MIFTAH

2. Pendahuluan • Hormon adalah suatu zat yang: • dihasilkan oleh satu sel atau sekelompok sel, • dimasukkan ke cairan tubuh, dan • memiliki kontrol fisiologis terhadap sel lain • Jenis menurut tempat kerja • hormon lokal bekerja di sekitar tempat sekresi, memiliki efek lokal • hormon umum disekresi organ spesifik, masuk aliran darah, bekerja di tempat jauh

3. Hormon lokal • Asetilkholin • dari ujung akson motorik ke myoneural junction • dari ujung neuron pre-ganglion, ke post-ganglion • Nor-epinefrin • dari ujung akson simpatis, ke sel-sel di dekatnya • Sekretin • dari sel-sel duodenum, ke sel-sel pankreas • Kholesistokinin • dari sel-sel jejunum, ke sel-sel kantong empedu

4. Hormon umum • Efek umum: bekerja pada semua sel (reseptornya ada pada semua sel) • growth hormone • thyroid hormones • Efek lokal: bekerja pada sel-sel target (sel-sel yang memiliki reseptor untuknya) • epinefrin: dari adrenal ke berbagai organ • ACTH: dari adenohipofisis ke korteks adrenal • estrogen/progesteron: dari ovarium ke organ seks

5. Hubungan hormon-persyarafan • Adalah sistem pemberian signal antar sel • Berdasarkan atas konsep rangsangan dan respons terhadapnya • Signal bisa lokal atau umum • Penting dalam kerjasama antara sel-sel, jaringan-jaringan, dan organ-organ

6. Neurotransmitter adalah hormon • Neuron dan sel kelenjar • mampu bersekresi ke aliran darah, • mengalami depolarisasi • Suatu zat hormon mampu pula menjadi neurotransmitter • Suatu sel dapat menghasilkan hormon dan neurotransmitter • Suatu gen dapat membentuk neurotransmitter dan hormon

7. Koordinasi Hormon dan Syaraf • Hipoglikemia • deteksi oleh hati dan otak • kadar gula darah ditingkatkan oleh aktifitas: • syaraf simpatis: nor-epinefrin (pemecahan glikogen) • hipotalamus, adenohipofisis, adrenal, pankreas • Penurunan volume darah • deteksi oleh baroreseptor jantung, ginjal, dan otak • volume darah ditingkatkan oleh aktifitas: • syaraf simpatis: nor-epinefrin (vasokonstriksi) • hipotalamus, atrium, adrenal, adrenal, dan ginjal

8. Jenis Kimiawi • Protein atau peptida • paling banyak: insulin, growth hormone, prolaktin, oksitosisn • Steroid • adrenal: kortisol, aldosteron • gonad: testoteron, estrogen, progesteron • multiprodusen: vitamin D • Derivat tyrosin (suatu asam amino) • tiroid: tetra-iodo tironin (tiroksin) dan tri-iodo tironin • adrenal: katekolamin (epinefrin dan nor-epinefrin)

9. Produksi Hormon • Sederhana • tiroid/katekolamin: dari tirosin di sitoplasma • steroid: dari kolesterol di sitoplasma • protein dan peptida: • pre-prohormon (retikulum endoplasma kasar) • prohormon: (benda Golgi), hormon: (granul sekresi) • Rumit • perubahan androgen menjadi estrogen • perubahan kholesterol menjadi Vitamin D • angiotensinogen menjadi angiotensin I dan II

10. Kontrol Lain • Persyarafan: pulsa genetik atau didapat • rangsangan luar • panca indera • oksitosin akibat rangsangan papilla mammae • rangsangan dalam • nyeri, emosi, takut, seksual • aldosteron meningkat ketika berdiri lama • Kronotropik • irama harian (circadian rhythm) • irama pertumbuhan: pubertas • irama bulanan: menstruasi • irama musiman: suhu, matahari, laut

11. Transport Hormon • Bebas • katekolamin • protein • peptida • Terikat globulin khusus • tiroid • steroid • Bisa kembali ke sirkulasi melalui limfe

12. Syarat Kerja Hormon • Ada reseptorspesifik • Terdapat ikatanhormon dengan reseptor • Timbul sinyal intrasel yang membangkit aktifitas spesifik di dalam sel

13. Reseptor • Membran (peptida/protein, katekolamin) • protein-G mengaktifkan 2nd messenger: • cAMP, cGMP, Ca-calmodulin, IP3, DAG • respons dalam hitungan detik • Sitoplasma (steroid), nukleus (tiroid) • masuk ke nukleus untuk kontak DNA • respons muncul agak lama • Down-regulation: penurunan efek • Up-regulation: peningkatan efek

14. Kerja Hormon • Faktor Penentu • Kadar hormon • Jumlah reseptor • Kontak hormon-reseptor: lama dan interval • Keadaan intrasel: kadar enzim, kofaktor, dan substrat • Kehadiran hormon lain: antagonis atau agonis. • Efek berbentuk kurva sigmoid • respons minimum dan maksimum, dosis efektif. • Penurunan respons, • efek maksimum berkurang berapa pun tingginya kadar. • Penurunan kesensitifan, • dibutuhkan kadar yang lebih tinggi untuk efek normal

15. Penentu Efek Hormon • Efek hormon tergantung pada • Jenis sel target • Mekanisme yang diaktifkan di dalam sel tersebut • Contoh: Somatostatin • Somatostatin hipotalamus menghambat pembebasan somatotropin di adenohipofisis • Somatostatin berbagai sel di otak bekerja pada sel otak lainnya untuk mengubah tingkah laku. • Somatostatin pulau pankreas menghambat sekresi insulin oleh sel pulau pankreas lainnya.

16. Hipotalamus • Hormon disekresi di ujung akson dari neuron: • magnacellular: ke neurohipofisis • oksitosin, vasopressin (antidiuretic hormone [ADH]) • 9 asam amino, beda pada 2 posisi • diteruskan aliran darah sistemik • parvicellular: ke eminentia mediana • GHRH, somatostatin, CRH, LHRH (GnRH), PIF & PRF • diteruskan aliran darah lokal ke adenohipofisis

17. Vasopressin / Antidiuretic hormone • Sekresi dirangsang oleh cairan hipertonus • Menarik air di tubuli distal & duktus koligentes • air di bawa oleh vesikel melalui sitoplasma • urine menjadi pekat • ADH <2 pg/mL: kepekatan urine 0,3 plasma • ADH > 5 pg/mL: kepekatan urine 4 x plasma • Volume plasma 15-25%: sekresi bisa 50x • vasokonstriksi, tekanan darah

18. Penekanan aorta, a. karotid, a. pulmonalis: • signal baroreseptor menekan produksi ADH • Volume darah , tekanan darah , • tekanan baroreseptor , produksi ADH • Penurunan efek: Diabetes Insipidus • sentral: produksi ADH turun • nefrogenik: respons tubuli berkurang • Produksi meningkat: • volume plasma meningkat • ANH melibatkan diri untuk eskresi NaCl dan air

19. Oksitosin • Suckling: rgs papilla mammae ke hipotalamus • Efek pada • mioepitel alveoli mammae: milk ejection • otot polos uterus: kontraksi • uterus subinvolusi • induksi persalinan • menghentikan perdarahan postpartum • Estrogen memperkuat efek oksitosin • Katekolamin melemahkan efek oksitosin

20. Adenohipofisis • Rangsangan dari hormon hipotalamus yang dibawa melalui eminentia mediana • Sel-sel • somatotrof (40-50%): somatotropin (GH) • kortikotrof (15-20%): ACTH • mammotrof 10-25%): Prolaktin • gonadotrof (10-15%): Gonadotropin (LH & FSH) • tirotrof (3-5%): Tirotropin (TSH)

21. Somatotropin • Pembesaran, perbanyakan, diferensiasi sel • Protein: transport AA, pembentukan protein • pemecahan AA dihambat • Lemak: mobilisasi, perubahan ke asetil ko-A • bisa berakibat ketosis dan fatty liver • Karbohidrat: penggunaan glukosa dihambat • penyimpanan glukosa sebagai glikogen • bisa berakibat diabetes pituitary

22. Tulang: • GH merangsang somatomedin hati • somatomedin = insulin-like growth factor • kondrosit dan sel osteogenik • protein dan reproduksi sel meningkat • perubahan rawan menjadi tulang • pertumbuhan • garis epifisis: tulang makin panjang • permukan: pembesaran dan penebalan tulang

23. Efek umum GH • perlemakan berkurang • leam body mass meningkat • sintesis protein hati meningkat • Efek GH melallui somatomedin • pertumbuhan linear meningkat • ukuran dan fungsi organ meningkat

24. Defisiensi • faktor hipotalamus, hipofisis • faktor molekul GH, somatomedin, reseptor • masa pra-pubertas: dwarfisme • bisa sebagai bagian panpituitarisme • Hiperaktifitas • pra-pubertas: gigantisme • sering dengan diabetes mellitus • dewasa: • tulang tebal • jaringan lunak bertumbuh lebih banyak

25. Gonadotropin (LH dan FSH) • Mengatur pubertas dan sekresi gonad • Sekresi dipengaruhi mata dan hidung • Stress mengganggu via CRH dan endorfin • Awal pubertas: LHRH naik, pria-wanita mirip • Pulsa dewasa: • wanita: 15 menit, tiap 1-7 jam • pria: 8-10 kali perhari (tiap 2-3 jam)

26. LHRH dan LH : • dihambat oleh • testosteron (sel interstitium testis [Leydig] dan ovarium) • estradiol (sel Sertoli testis dan sel granolusa ovarium) • progesteron kronis, prolaktin • bisa dirangsang oleh estradiol dan progesteron !! • FSH • dihambat oleh • testosteron dan estradiol • inhibin (asal = estradiol) • dirangsang oleh aktivin (feedback positif)

27. Prolaktin • Perkembangan mammae dan produksi ASI • Mulai naik pada hamil 5 minggu, sp 10-20 x • Dirangsang oleh: • PRF dan TRH, dibantu estrogen • hisapan papilla mammae • paling responsif: 0-6 mg postpartum • tidur, stress fisik dan mental • Ditekan oleh PIF/dopamin dan somatostatin

28. Efek biologis • merangsang • proliferasi saluran ASI: • dgn estrogen, progesteron, kortisol, GH • pertumbuhan lobuli dan alveoli hamil • dgn estrogen dan progesteron • merangsang sintesis dan sekresi ASI • dgn kortisol, tapi ditekan oleh estrogen dan progesteron • meningkat setiap ada rangsangan papilla mammae • menekan sekresi LHRH dan gonadotropin: • menekan ovulasi, spermatogenesis. libido • overproduksi: infertilitas, galaktorrhea

29. ACTH (kortikotropin) • Rangsangan sekresi oleh CRH dan ADH • Stress: sekresi CRH naik, diikuti ACTH • Feedback negatif melalui ACTH dan Kortisol • POMC berisi: • ACTH, β-lipotropin, γ-lipotropin, β-endorfin • aktifitas MSH: pigmentasi kulit • Sekresi puncak 2 dan 4 jam sebelum bangun • Merangsang perkembangan korteks adrenal

30. TSH (Tirotropin) • Perkembangan kelenjar dan sekresi tiroid • Dirangsang TRH, ditekan T3 dan T4 • Respons thd TRH • berkurang di saat puasa (metabolisme rendah) • meningkat ketika dingin (metabolisme perlu naik)

31. Pulau – pulaupankreas • Menghasilkan 2 hormon : insulin & glukagon ( pengtrmetblimeygcepat & kuat) • Mengatur : glukosa, as lemak, AA & molekulsubstrtlainnya - kebthnenergi - dilakkndihati , otot, jar lemak

32. 1,0-1,5% massapankreas, diantaraasini • 2500 sel/pulau, denganjenis • α: 20-25%, glukagon • β: 60-70%, insulin • δ: 10%, somatostatin • PP: polipeptidapankreas

33. Insulin • Hormonpertamadiisolasidrbinatang • Hormonpertamasusunan AA diketahui • Sekresi insulin: - diaturolehhubgn feedback mkndrluar - substratbanyak, insulin disekresikan - merngsangpenggunaansubstrat - menghambatmobilisasisubstratdrtubuh

34. Pengaruhglukosa : - perngsang insulin ygpentingbgmanusia - kadarguladarah <50mg/dl, insulin tdkdisekresikan -respon max pd kadr 300mg/dl - respon 50% 150mg/dl

35. Pengaruh protein - protein oral tu: arginin & lisinutksekresi insulin -leusinutkrangsanganmoderat

36. Pengaruhlemak - trigliserida & as lemak, efekrangsangnyakecil - as keto, merangsangsekresi insulin secaramoderat

37. Pengaruh lain: - K, Ca, pentinguntuktimbulnyaresponterhadapglukosa, Mg utkefekmoderat. - simpatik: beta adrenergik (merngsang), alfaadrenergik (menghambat) - sejumlahhormonmeningkatkansekrei insulin

38. Insulin plasma • 10 μUnit/mL plasma, beredar bebas • puasa, olahraga lama: turun • makan: naik 3-10 kali dalam 30-60 menit • turun dalam 2 jam: “glucose tolerance” • 0,5-1 unit /jam (basal), 30 unit/hari • metabolisme di hati

39. Mekanismekerja insulin • Langkahpertama : keluardrdindingkapilermenujusel-sel & mengaktifkanmekanismedlmsel • Efeksangatpenting, transport glukosakeselotot & lemak

40. Metabolisme KH • Penyimpanansebagaiglikogen • Oksidasiglukosamenjadienergi • Menghambatproduksiglukosa • Perubahanglukosamenjadi G6P (dihati) • Menghambat G6P menjadiglukosa (dihati)

41. Metabolisme lemak • hambat mobilisasi dan oksidasi lemak • produksi asam keto berkurang • asam keto yang ada dijadikan enerji • insulin = antiketogenic hormone • dorong lipogenesis • lipase lipoprotein thd chylomicron: • mengubah VLDL & trigliserida menjadi FFA • adiposum: FFA + α-gliserofosfat = trigliserida

42. Metabolisme protein • transport AA, pembentukan protein (anabolik) • menghambat pembebasan dan oksidasi AA • proteolisis menjadi terhalang • molekul makro jaringan: rawan dan tulang • Metabolisme mineral • transport K dan fosfat ke hati • transport K, fosfat dan Mg ke otot • reabsorbsi K, fosfat, dan Na dari ginjal

43. Glukagon • Perangsang : • hipoglikemia, ARG dan LYS (!) • olahraga lama, vagus, asetilkholin • stress fisik penyebab hipoglikemia • Penekan: • insulin, somatostatin, glukosa dan FFA • Makanan oral: • dirangsang oleh GIP • ditekan oleh GLP dan sekretin

44. Efek Glukagon • Meningkatkan kadar glukosa darah • mendorong glikogenolisis, glukoneogenesis • menghambat glikogenesis dan glikolisis • Meningkatkan kadar FFA plasma • mengaktifkan lipase, mobilisasi dan oksidasi lemak • menghambat pembentukan trigliserida • Somatostatin: • dirangsang oleh makanan • Polipeptida Pankreas: • dirangsang makanan • menghambat enzim pankreas

45. Aspek klinis • Kadar gula darah • puasa 80-90 mg/dL, • 1 jam post-prandial (pp) 120-140 mg/dL • 2 jam pp kembali <120 mg/dL • Sumber energi eksklusif: • otak, retina • sperma dan ovum

46. Diabetes mellitus • Tipe I: insulin dependent: kadar insulin rendah • Tipe II: non-insulin dependent (80-90%) • reseptor insulin tidak berespons • jaringan resisten terhadap insulin • Polifagia: lapar karena sel kekurangan glukosa • Poliuria: glukosa muncul di urin, diikuti air • Polidipsia: akibat poliuria

47. Hormon-hormon Tiroid • T3 dan T4 (tri- dan tetra-iodotironin) • Hormon utama metabolisme tubuh • tiroid (-): turun 40-50%; (++++): naik 60-100% • Pembentukan: • I2 MIT dan DIT (sel folikel) T3 dan T4 (koloid) • sekresi melalui pinositosis ke sel, lalu difusi keluar • butuh 50 mg/th: cukup 10 ppm I2 dalam NaCl • 93% sekresi T4, yang paling aktif T3 (1,75x)

48. Fungsi tiroid intrasel • pembentukan protein sel dan transport AA • Na, K, ATPase: untuk transport Na dan K sel • protein struktural dan fungsional (otak) • pemecahan protein otot • Efek umum • termogenesis (kecuali otak, gonad, limpa) • konsumsi O2: Tir(-) 150, (N) 250, (+) 400 mL/1’ • suhu, aliran darah, keringat, ventilasi paru, eritrosit naik • pulse pressure naik • sistole naik (stroke volume), diastole turun (resistensi)

49. suplai substrat untuk produksi energi • penyerapan glukosa • penguatan efek katekolamin, glukagon, kortisol, GH • glukoneogenesis, proteolisis, lipolisis, ketolisis • pembuatan dan penggunaan kolesterol untuk empedu • sinergi dengan katekolamin • growth and development • perkembangan tubuh dan otak • Sekresi diatur TSH: • iodide uptake, iodinasi tiroglobulin, MIT-DIT coupling • pembesaran ukuran dan aktifitas folikel

50. Klinis • Hipertiroidime: • TSI merangsang folikel dan produksi T3-T4 • TSH turun karena feedback negatif • tidak terdapat feedback negatif ke TSI • efek khas dengan peningkatan metabolisme • eksoftalmus akibat edema retroorbita • Hipotiroidisme: goiter koloid • endemik: I2 kurang, T3-T4 turun, TSH naik • non-toksik idiopatik: tioriditis • metabolisme turun, miksedema, kretinisme