BiOkiMiA HoRmoN

BiOkiMiA HoRmoNBy:Elni SumarniPengertian HormonKata hormone berasal dari bahasa yunani yang berarti menimbulkan atau membangkitkan. Hormone adalah suatu zat kimia yang bertugas sebagai pembawa pesan (chemical messenger)Hormon terdapat dengan konsentrasi sangat rendah dalam cairan ekstrasel, 10-15 10-9 Hormon disekresi oleh jaringan-jaringan tertentu kedalam darah. Dan berlaku sebagai pengatur kegiatan jaringan tertentu. Endokrinologi merupakan suatu cabang ilmu biokimia medis yang mempelajari hormone dan aktivitasnya.Sekresi Hormonal1. hormon disintesis dalam suatu jaringan diangkut oleh sistem sirkulasi untuk bekerja pada organ lain disebut sebagai fungsi Endokrin 2. hormon yang bertindak setempat di sekitar mana mereka dilepaskan tanpa melalui sirkulasi dalam plasma di sebut sebagai fungsi Parakrin3. Hormon juga dapat bekerja pada sel dimana dia disintesa disebut sebagai fungsi Autokrin. Reseptor HormonReseptor Hormon: Molekul pengenal spesifik dari sel tempat hormon berikatan sebelum memulai efek biologiknya Umumnya pengikatan Hormon Reseptor ini bersifat reversibel dan nonkovalen Reseptor hormon bisa terdapat pada permukaan sel (membran plasma) atau pun intraselluler. Interaksi hormon dengan reseptor permukaan sel akan memberikan sinyal pembentukan senyawa yang disebut sebagai second messenger (hormon sendiri dianggap sebagai first messenger)

Struktur Reseptor Hormon Setiap reseptor hormon mempunyai sedikitnya dua daerah domain fungsional yaitu : 1. Domain pengenal akan mengikat hormon 2. Regio skunder menghasilkan (tranduksi) signal yang merangkaikan pengaturan beberapa fungsi intrasel Reseptor untuk hormon Glukokortikoid mempunyai beberapa domain fungsionalyaitu: 1. Regio pengikat hormon dalam bagian terminal karboksil 2. Regio pengikatan DNA yang berdekatan 3. Sedikitnya dua regio yang mengaktifkan transkripsi gen 4. Sedikitnya dua regio yang bertanggung jawab atas translokasi reseptor dari sitoplasma ke nukleus 5. Regio yang mengikat protein renjatan panas tanpa adanya ligand

Klasifikasi hormon berdasarkan senyawa kimia pembentuknya Golongan Steroidturunan dari kolestrerol Golongan Eikosanoid yaitu dari asam arachidonatGolongan derivat Asam Amino dengan molekul yang kecil Thyroid,Katekolamin Golongan Polipeptida/ProteinInsulin,Glukagon,GH,TSH 7Berdasarkan sifat kelarutan molekul hormon Lipofilik : kelompok hormon yang dapat larut dalam lemak Hidrofilik : kelompok hormon yang dapat larut dalam air

Berdasarkan lokasi reseptor hormon 1.Hormon yang berikatan dengan hormon dengan reseptor intraseluler 2.Hormon yang berikatan dengan reseptor permukaan sel (plasma membran)

Fungsi hormon mengatur beberapa asfek metabolismemengatur pertimbuhan sel dan jaringan, denyut jantung, tekanan darah, fungsi ginjal, pergerakan saluran gastrointestinalsekresi enzim-enzim pencernaan, laktasi dan system reproduksi.

Kerja HormonPada tingkat sel dimulai dengan pengikatan hormon dengan reseptor spesifiknya, yang terletak pada permukaan sel atau didalam sitosol sel target.Reseptor adalah molekul pengenal yang terikat pada selReseptor tersebut mempunyai kekhasan dan afinitas kuat bagi molekul hormonnya. Reseptor untuk hormon- hormon peptide dan amina yang larut dalam air tidak segera menembus membrane sel, terletak pada permukaan luas sel target.

Saat Reseptor hormone berada didalam sel target ditempati oleh molekul hormone, reseptor tersebut menjalani perubahan yang khas membentuk atau membebaskan molekul pembawa pesan intraseluler, biasa disebut sebagai pembawa pesan kedua (second messenger). Pembawa pesan ini meneruskan isyarat dari resptor hormone ke beberapa system enzim atau molekul di dalam sel yang membawa perintah-perintah yang berasal dari hormone. Pembawa pesan intraseluler dapat mengatur reaksi enzim yang khas atau menyebabkan gen atau serangkaian gen yang tidak aktif menjadi tereksrpresi.

Hormon Hipofise dan HipotalamusHormon-hormon yang disekresi oleh hipotalamus adalah peptide pendek yang mempunyai tiga sampai 15 residu asam amino. Hormone hipotalamus tidak memasuki sirkulasi keseluruhan tetapi disalurkan langsung kekelenjar hipofise yang dekat melalui pembuluh khusus. Kelenjar hipofise terdiri dari dua bagian dengan asal embrio yang berbeda, lobus anterior dan posterior. Hipofise anteriorHipofise anterior menghasilkan hormon-hormon trofik dan tropin, yang mempunyai afinitas terhadap tingkat kelenjar endokrin yang berikutnya dan merangsang kelenjar ini. Kortikotropin merangsang korteks adrenal dan tirotrofin merangsang kelenjar tiroid untuk mengsekresi tiroksin dan triidotironin. Hormone hipifise anterior berada dibawah kendali hormon-hormon hipotalamus, mensekresikan sejumlah hormone yang mengatur pertumbuhan dan fungsi berbagai kelenjar endokrin atau mempengaruhi reaksi metabolic dalam jaringan sasaran lainnya.Hormon hipofese anterior dikelompokan menjadi1. hormon pertumbuhan (GH), prolaktin, korionik somatomamotrofin2. hormon glikoprotein3. hormon pro-opiomelanokortin

Hormon Pertumbuhan (GH)Sintesis dan struktur- GH di sintesis di dalam somatotrop, subklompok sel asidofilik hipofisis, konsentrasi GH dalam hifofisis 515mg/gGH merupakan polipeptida tunggal dengan BM 22.000 pada mamalia.Pada manusia struktur GH terdiri dari 191-asam amino

NH2COOH19115050100Reseptor GHMerupakan anggota sitokin-hematopoietin- Reseptor ini berupa protein dengan BM 70.000.Kerja Biokimia :- GH merupakan hormon yang esensial bagi pertumbuhan pascanatal dan metabolisme normal karbohidrat, lipid, N, dan Lipid.Prolaktin (PRL)Sintesis dan strukturProlaktin disekresi oleh laktotrop merupakan sel asidofilik pada hipofisis anteriorMerupakan hormon protein dengan BM 23.000Jumlah sel dan ukurannya akan meningkat secara selama kehamilanCOOHNH2501981501001ReseptorMempunyai ukuran yang sama dengan ukuran reseptor GHMempunyai domain perentang membran tunggal dan memberi sinyal lewat lintasan yang serupa dengan GHKerJa fisiologi dan Biokimia :Terlibat proses mengawali dan mempertahankan laktasi pada mamalia.Kadar fisisologi bekerja pada jaringan payudara yang didukung hormon seks wanitaPatofisiologi Prolaktin :PRL yang berlebih menyebabkan 1. ginekomastia (perbersaran payudara)2. impotensiHormon glikoproteinMerupakan hormon protein yang paling kompleks, ditemukan dalam glikoprotein hipofise serta plasenta, yaitu hormon prangsang tiroid (TSH), hormon luteinisasi (LH); hormon prangsang-folikel (FSH) dan korionik gonadotrofin (GC)Memakai cAMP sebagai mesenger intrasel.Terdiri dari 2 sub unit,yakni dan yang dihubungkan lewat ikatan nonkovalenHormon gonadotropin (FSH, LH, dan hGC) bertanggung jawab terhadap proses gametogenesis dan steroidogenesis dalam kelenjar gonand dengan BM 25.000.Hipofise posteriorHipofise posterior menghasilkan dua hormone khas yaitu: 1. oksitosin 2. vasopressin kedua hormone ini diproduksi dalam hipitalamus dan diangkat lewat aliran aksoplasmik ke ujung-ujung syaraf dalam hipofise posterior,setelah terdapat stimulasi hormone tersebut dilepas kedalam sirkulasi darah. VasopresinVasopresin dinamakan juga hormone anti diuretic (ADH) ADH merupakan hormon nonapeptida yang mengandung molekul sistein pada posisi 1 dan 6 dihubungkan dengan jembatan SS dengan BM 19.000, berada dalam bentuk tak-terikat pada protein dengan waktu paruh 24 menit. Cys-Tyr-Phe-Gin-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2arginin Vasopresin Cys-Tyr-Phe-Gin-Asn-Cys-Pro-Lys-Gly-NH2Lisin VasopresinFungsi fisiologinya, meningkatkan tekanan darah dan meningkatkan penyerapan kembali (reabsorpsi) air didalam ginjal. Kekurangan sekresi vasopressin mengakibatkan diabetes insipidus.

OksitosinOksitosin mempunyai BM 21.000 Cys-Tyr-Ile-Gin-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2Oksitosin bekerja pada otot-otot polos tertentu terutama di dalam uterus. Zat ini digunakan dalam proses obstetik untuk mendorong terjadinya kelahiran Merangsang kontraksi sel-sel mioepitel yang mengelilingi alveoli mammae (laktasi).

Jaringan hormonal yang dikendalikan oleh hipofise-hipotalamus

Hormon TiroidKelenjar tiroid mensekrasi dua hormone khusus L-tiroksin (T4= tetrayodotironin) dan L-triiodotironin (T3)merupakan turunan tirosin. Hormone tiroid dibuat sebagai respon terhadap isyarat yang diterima oleh hipotalamus, yang mengsekresi hormone-hormon pelepasan tirotropin. Tiroksin dan triiodotironin disintesis oleh kelenjar tiroid dan bekerja pada kebanyakan jaringan untuk mengatur kecepatan metabolisme dan perkembangan jaringan. Struktur

SintesisSintesis hormone tiroid berlangsung dalam folikel kelenjar tiroid yang terdiri atas satu lapis sel epitel yang mengelilingi limen. Sel-sel folikel mensintesisi protein prekusor yang kaya akan tirosin (triglobulin), yang disekresi kedalam lumen folikel. Sel juga memekatkan yodium dan mengsekresinya kedalam lumen. Yodium mula-mula dioksidasi dan kemudian ditambahkan ke residu tirosin dari triglobulin, karena itu mengubahnya menjadi residu mono-dan diyodotironin. Selanjutnya, sebagian residu tirosin yang teriodinasi bergabung membentuk T3 dan T4. bila sel-sel folikel dirangsang untuk mengsekresi hormone tiroid, prekusor teryodinasi diambil oleh sel dengan cara endositosis dan ditranfer ke lilosom. Protease lilosom menghidrolisis prekusor, menghasilkan T3 dan T4 yang kemudian di sekresi.Kerja hormon tiroidReseptor hormone tiroid terletak pada inti dan berhubungan dengan kromatin. Perangsangan sel sasaran oleh hormone tiroid mengakibatkan perubahan ekspresi gen.Hormone tiroid dibawa oleh darah ke daerah targetnya. Sebagian besar jaringan dirangsang oleh hormone-hormon tiroid, dengan pengecualian pada jaringan otak orang dewasa dan beberapa jaringan reproduktif. Hormon tiroid aktif merangsang metabolisme hati dan otot. Sel-sel target diinduksi untuk mensintesis sejumlah besar enzim dan sintesis enzim tertentu. Akibatnya adalah terangsangnya laju metabolisme basal (LMB).fatofisiologis- hipertiroidisme, adalah jika sekreasi hormone terlalu berlebih, individu penderita tiroid menunjukan LBM yang meningkat. Mereka membakar zat makanan pada laju yang lebih tinggi dan menghasilkan lebih banyak panas tubuh dan cenderung hiperaktif. Keadaan defisiensi sekresi hormone tiroid, hipotiroidisme, ditandai dengan menurunnya laju metabolisme dasar. Penderita ini membakar bahan bakarnya lebih lambat, menghasilkan laju produksi panas yang lebih rendah dan cenderung menjadi malas/lamban, hal ini mengakibatkan kegagalan pertumbuhan dan redatasi mental.Hormone yang mengatur metabolisme kalsiumKalsium dalam tubuh berada dalam didalam tulang yang bersama-sama dengan fosfat membentuk kristal hidroksiapatit. Dan dalam plasma berupa kalsium cairan ekstraseluler (ECF). Kalsium plasma terdapat dalam tiga bentuk :1. Bentuk senyawa komplek dengan asam-asam organic. Sekitar 6% dari total kalsium membentuk kompleks dengan sitrat, fosfat dan anion lainnya.2. Bentuk terikat protein. Kalsium berikatan dengan protein terutama terikat dengan albumin.3. Bentuk terionisasi. Kalsium dalam bentuk terionisasi (Ca2+), yang dipertahankan pada konsentrasi antara 1,1 dan 1,3 mmol/L.Fungsi Ion kalsium Mengatur proses eksitabilitas nenromoskularKoagulasi darahPosses-proses sekresiIntegritas membran serta pengangkutan membran plasmaReaksi enzimatisPelepasan hormon dan kerja intrasel sejumlah hormon Hormon utama yang terlibat dalam proses homeostasis kalsium ada dua yaitu:- hormone paratiroid (PTH) - hormone kalistriol

PTHPTH dengan BM 9500, tidak mengandung molekul karbohidrat maupun yang terikat secara kovalen lainnya. Aktivitas biologisnya yang penuh terletak dalam ujung sepertiga terminal-N molekul tersebut. PTH disintesis sebagai molekul prekusor dengan 115-asam amino. Pekusor dekat PTH adalah proPTH yang mempunyai tonjolan pada heksapeptida yang bersifat katalis pada ujung terminal-N. produk gen primer dan prekusor dekat bagi proPTH adalah preproPTH. preproPTH Mekanisme kerja PTH melibatkan membrane reseptor, interaksi hormone reseptor akan mencetuskan serangkaian proses yang khas : aktivasi adenitat peningkatan cAMP intrasel peningkatan kadar kalsium intrasel foforilasi protein spesifik intra sel oleh enzim kinase aktivitas enzim atau protein intrasel yang menjadi perantara kerja PTH. kalsitriolKalstriol merupakan hormone yang dapat menggalakan translokasi kalsium dengan melawan gradien, konsentrasi yang terdapat memintas membrane sel intestinum.disebabkan :-Produksi kalsitriol dikendalikan dengan dengan ketat - adanya mekanisme pengendalian kadar Ca+ dalam cairan ekstraselSintesis Hormone kalstirol dihasilkan oleh serangkaian reaksi enzimatik yang kompleks dan melibatkan transportasi molekul-molekul prekusor dalam plasma kesejumlah jaringan yang berlainan. Molekul aktifnya diangkut keorgan lain dan dalam organ-organ tersebut, kalstirol mengaktifkan proses biologic dengan cara seperti yang dipakai oleh hormom-hormon steroid.1. Kulit2. Hati3. Ginjal-25OH-D3 4. Jaringan lain

patofisiologisHipoparatiroidisme adalah penurunan ion kalsium serum dan kenaiakan kadar fosfat, gejala ringan akan menimbulkan kram otot dan tetani, sedangkan gejala akut menyebabkan paralisasi tetatik otot-otot respiratorius, konvulasi berat dan kematian. Hiperparatiroidisme yaitu kenaikan ion Ca serum sert PTH dan penurunan kadar fosfat serum. Gejalanya mencakup resorpsi ekstensif tulang dan sejumlah akibat pada ginjal, termasuk batu ginjal dan penurunan fungsi-fungsi ginjal.Rakitis, kelainan pada usia anak-anak yang ditandai oleh kadar Ca dan P yang rendah dalam plasma dan tulangHormon korteks adrenalHormon korteks adrenal, androgen dan estrogen adalah hormon-hormon utama steroid yang dapat larut didalam lipid. Hormone korteks adrenal mempengaruhi metabolisme karbohidrat. Sekresi hormone korteks adrenal dipengaruhi oleh hipotalamus. Sebagai tanggapan terhadap stress, hipotalamus mensekresi hormone-hormon pelepasan kortokotropin yang dikirim ke pituitary anterior dan merangsang untuk melepaskan kortikotropin kedalam darah. Kortikotropin berikatan dengan reseptor pada dinding sel korteks adrenal, merangsang sel ini untuk menghasilkan hormone steroidnya yang bersifat khas. Kebih dari 30 senyawa steroid dibuat oleh korteks adrenal. Hormon kortek adrena disebut kortikoid, dan kelompokan kedalam tiga kelas utama yaitu; - glukokortikoid, - mineralokortikoid, - androgen.

glukokortikoidGlukokortikoid dengan kortikoid yang berperan penting. Kortikol mendorong glukoneogenesis dari asam-asam amino dan penyimpanan glikogen dalam hati, meningkatkan glukosa darah, dan menurunkan penggunaan menyeluruh atas glukosa. Hormone ini juga merangsang pemakaian asam asam lemak dan reaksi ketogenesis. Glukokortikoid juga mempunyai daya antiinflamasi dan antialergi yang baik. Sekresi glukortikoid yang berlebihan menimbulkan penyakit Cusing yang menimbulkan kelelahan dan kehilangan masa otot karena pengubahan asam-asam amino secara berlebihan menjadi glukosa dan redistribusi lemak tubuh, sehingga menimbulkan keadaan wajah bulan (moon face).MineralokortikoidMineralokortikoid muerupakan steroid 21-karbon, yang berfungsi mendorong penahanan Na+ dan pelepasan K+ oleh ginjal, melalui kegiatan ini hormon-hormon tersebut mempertahankan keseimbangann air dan garam di dalam tubuh. Kortikosteroid utama dari kelompok ini adalah aldosteron. Hormone ini menunjukan kegiatan-kegiatan glukokortikoid. Aldosteron disintesis mengikuti lintasan minerallokortikoid dan terjadi didalam zona glomerulosa. Pregnelon diubah menjadi progesterone, isomerasi progesterone mengalami hidroksilasi menghasilkan kortikostron yang mempunyai aktivitas glukokortikoid dan merupakan mineralokortikoid lemah.AndrogenAndrogen, zona fasikulata dan retikulasi korteks adrenal yang menghasilkan zat-zat prekusor androgen dehidroepiandroteron dan hormon androgen lemah androstenedion. Jenis-jenis steroid ini diubah menjadi androgen yang lebih potensial di dalam jaringan dan menjadi sumber fatologis androgen, jika enzim-enzim steroidogenik mengalami defisiensi.

Hormon Pankreas dan Traktus GastrointestinalFungsi biokimiawi utama Fankreas yang satu adalah biosintesisi beberapa enzim, seperti tripsin kimotripsin dan karboksipeptidase, yang disekresi kedalam usus untuk melakukan pencernaan makanan. Rangkaian fungsi ini dilakukan oleh sel-sel eksokrin.Fungsi utama pancreas lainnya adalah biosintesis insulin dan beberapa hormone polipeptida yang mengatur metabolisme glukosa dan zat-zat makanan utama lainnya. Fungsi ini dijalankan oleh jaringan eksokrin dari pancreas, sekelompok sel khusus disebut pulau-pulau langerhans. Pulau-pulau itu berisi beberapa jenis sel yang saling berikatan, tiap jenis membentuk satu macam hormone pancreas.Hormon-hormon yang disekresi pulau-pulau tersebut adalah glukagon, dibuat oleh sel-sel A; insulin oleh sel-sel B; somatostatin dibuat oleh sel-sel D; dan polipeptida pancreas dibuat oleh sel-sel F. Insulin Insulin merupakan hormon hipoglikemik,insulin adalah protein kecil dengan BM 5700, terdiri atas 2 rantai polipeptida, A dan B yang saling berhubungan melalui dua jembatan disulfide. Insulin disintesis oleh sel-sel B pada pancreas dalam bentuk prekusor yang tidak aktif disebut proinsulin. Proinsulin diubah menjadi insulin aktif oleh peptida-peptida spesifik.Struktur Proinsulin manusia

Insulin disekresi oleh sel-sel B pada pulau kedalam darah melalui proses yang rumit, proses ini membutuhkan Ca+ dan tahap akhir adalah pelepasan isi granula-granula sekresi tempat insulin dan C-peptida dibentuk. Laju sekresi insulin ditentukan oleh konsentrasi glukosa dalam darah. Ketika glukosa darah naik, laju sekresi insulin meningkat, peningkatan kadar mempercepat masuknya glukosa dari darah kedalam hati dan otot, dimana glukosa tersebut diubah menjadi glikogen.

Kekurangan insulin menyebabkan diabetes melitus, yang ditandai oleh, hiperglikemin, glikosuria, Penghambatan sintesis asm lemak, dan kelebihan oksidasi asam lemak dan pembentukan badan keton

Defisiensi insulinDefisiensi insulin dan kelebihan glukagonBerkuranya pengembalian glukosaPeningkatan katabolisme proteinPeningkatan lipolisisHiperglikemia, glukosuria, diuresis osmotik, deplesi elektrolitPeingkatan produksi glikosaPeningkatan asam amino plasma, kehilangan nitrogen di dalam urinePeningkatan asam lemak bebas plasma, ketogenesis, ketonuria,ketonemiaDehidrasi, asidosisGlukagon Glukagon merupakan hormone polipeptida yang disekresi oleh sel-sel A pada pulau-pulau pancreas oleh sel-sel sejenis di darah gastrointestinal. Glukagon dibentuk dari proglukagon dan preproglukagon. Preproglukagon dilengkapi dengan polipeptida penyambung isyarat di ujung terminal amino, yang dilepas dalam dua tahap untuk menghasilkan hormone aktifnya.Struktur glikagon 1 10NH2-His-Ser-Gin-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr- 11 20 Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gin- 21 29 Asp-Phe-Val-Gin-Trp-Leu-Met-Asn-Thr-COOHGlukagon mendorong peningkatan konsentrasi glukosa darah. Pengaruh hiperglikemia glukagon terhadap dua hal, (I) glukagon mendorong glikogen hati untuk menghaslkan glukosa darah, dengna mekanisme yang sama dengan adrenalin. (2) glukagon menghambat prombakan glukosa menjadi laktat oleh glikolisis.

somatostatinSomatostatin merupakan hormone polipeptida yang ditemukan dalam hipotalamus, Somatostatin dihasilkan oleh sel-sel D pulau pancreas oleh sel-sel sejenis di daerah gastrointestinal. Dibentuk dalam pancreas dengan mempengaruhi sekresi insulin dan glukagon.

Struktur 1 10NH2-Ala-Gly-Cys-Lys-Asn-Phe-Trp-Lys-Thr- 11 Phe-Thr-Ser-Cys-COOHSomatistatin menghambat pelepasan hormone sel-sel pulau pancreas melalui kerja parakrin. Somatistatin mengurangi pengangkutan nutrient dari traktus gastrointestinal kedalam sirkulasi darah karena :(1) hormone ini memperpanjang waktu pengosongan lambung, (2) mengurangi sekresi gastrin dan menurunkan produksi asam lambung, (3) mengurangi sekresi kelenjar eksokrin pancreas, (4) mengurangi aliran darah, (5) memperlambat adsorpsi gula.

Polipeptida pankreasPolipeptida pancreas (PP), suatu peptide 36-asam amino merupakan produksi sel-sel F pancreas yang ditemukan baru-baru ini. Sekresi dalam tubuh ditingkatkan oleh konsumsi protein, puasa, olahraga, serta hipoglikenia akut dab dikurangi oleh somatistatin serta pemberian glukosa intravena.