SISTEM ENDOKRIN (ENDOCRINE SYSTEM) Sistem endokrin bersama-sama dengan sistem saraf berfungsi untuk mengkoordinasi dan mengintegrasi fungsi-fungsi tubuh. Sistem endokrin dibangun oleh kekenjar-kelenjar endokrin. Kelenjar endokrin merupakan kelenjar yang tidak mempunyai saluran pengeluaran, oleh karena itu dinamakan juga dengan kelenjar buntu, Dalam melaksanakan fungsinya, kelenjar endokrin menghasilkan dan mengeluarkan substansi kimia yang dinamakan hormon. Karena kelenjar tidak memiliki saluran pengeluaran, hormon disekresikan ke dalam pembuluh darah dan dibawa oleh darah ke tempat hormon tersebut akan bekerja. Hanya jaringan atau organ tertentu saja yang mampu memberikan respon terhadap sesuatu hormon,. Jaringan tersebut dinamakan jaringan target atau organ target. A. Kelenjar Hipofisis Hipofisis merupakan kelenjar utama (master gland) dalam tubuh Vertebrata, karena kelenjar ini berperan untuk mengatur kerja semua kelenjar endokrin yang lain. Hipofisis terletak di bagian ventral dari diensefalon dalam suatu lekukan dari tulang sfenoid yang disebut sella turcica. Kelenjar tersebut terdiri dari dua bagian pokok, yaitu: adenohipofisis (hipofisis anterior) yang berasal dari atap stomodeum dan neurohipofisis (hipofisis posterior) yang berasal dari dasar diensefalon (Gambar 1). Adenohipofisis terdiri dari: (1) pars distalis, yang membangun sebagian besar adenohipofisis; (2) pars intermedia, terletak antara pars distalis dan neurohipofisis; (3) pars tuberalis, yang menyelubungi tangkai neurohipofisis. Neurohipofisis terdiri dari; pars nervosa, bagian yang berbatasan dengan pars intermedia; tangkai infundibulum, yang menghubungkan pars nervosa dengan dasar diensefalon dan median eminence yang merupakan dasar diensefalon (L. C. Junqueira & J. Carneiro, 1982). Bagian-bagian dari kelenjar hipofisis ditunjukkan pada Gambar 2. Gambar 1. Letak kelenjar hipofisis Pars tuberalis dan pars intermedia Pars tuberalis pada manusia tidak begitu berkembang dan fungsi sel-selnya belum diketahui. Pars intermedia mengandung sel-sel yang dapat menghasilkan hormon (polipeptida) yang disebut Melanocyte Stimulating Hormone (MSH atau intermedin). Pada amfibia bekerja terhadap melanofor yang menyebabkan melanin menyebar dan berakibat warna kulit menjadi gelap. Fungsi pars intermedia pada manusia belum diketahui dengan pasti. 1 Pars distalis Bagian ini dibangun oleh dua macam sel, yaitu: sel kromofob dan sel kromofil. Sel kromofob tidak mempunyai afinitas terhadap zat warna biasa, sedang sel kromofil mempunyai afinitas terhadap beberapa zat warna, ada yang disebut asidofil atau basofil menurut afinitas granulanya terhadap zat warna asam atau basa. Hormon-hormon yang dihasilkan oleh pars distalis adalah: 1. Hormon kortikotropik atau adrenocorticotropic hormone (ACTH) ACTH merupakan suatu polipeptida yang dihasilkan oleh sel-sel basofil, fungsinya merangsang pembentukan hormon-hormon kortikosteroid dan hormon seks dari korteks kelenjar adrenal. 2. Hormon gonadotropik: follicle stimulating hormone (FSH) dan luteinizing hormone (LH) FSH dan LH dihasilkan oleh sel-sel basofil dan merupakan glikoprotein. FSH merangsang pertumbuhan folikel telur dalam ovarium dan merangsang spermatogenesis. LH diperlukan untuk ovulasi dan merangsang skeresi androgen oleh sel-sel Leydig testis. Oleh karena itu LH disebut juga sebagai interstitial cell stimulating hormone (ICHS). LH berperan pula dalam pembentukan korpus luteum. 3. Hormon mammotropik Hormon mammotropik dihasilkan oleh sel-sel asidofil yang menghasilkan prolaktin, yaitu suatu polipeptida, yang merangsang perkembangan kelenjar susu dan sekresinya, merangsang sifat-sifat maternal seperti membuat sarang, memutar telur pada waktu inkubasi dan melindungi anaknya. 4. Hormon somatotropik Hormon ini dihasilkan oleh sel-sel asidofil yang disebut somatotrop. Somatotrop menghasilkan growth hormone (GH) atau somatotropin (STH), yang merupakan suatu protein. Fungsinya adalah mempengaruhi pertumbuhan berbagai macam bagian tubuh. Efek yang paling nyata adalah merangsang pertumbuhan tulang panjang pada rawan epifisisnya. Kekurangan sekresi GH selama anak-anak menyebabkan kekerdilan (dwarfism). Sedang sekresi yang berlebihan pada masa anak-anak menyebabkan akromegali, suatu keadaan menjadi besarnya beberapa tulang muka, tangan dan kaki. 5. Hormon tirotropik atau tirotropin; tiroid stimulating hormone (TSH) Hormon ini disekresikan oleh sel basofil. Tirotropin merupakan suatu glikoprotein, yang merangsang sintesis dan pelepasan hormon-hormon kelenjar tiroid. Releasing hormone dan pars distalis Terdapat suatu interaksi fungsional antara pars distalis dan hipotalamus, karena sel-sel neurosekretoris di hipotalamus menghasilkan “releasing hormones”. Hormon-hormon tersebut diangkut oleh sistem porta hipofisis dari hipotalamus (median eminence) ke pars distalis. Sel-sel neurosekretoris, badan selnya membangun nuklei supraoptik dan paraventrikular dengan aksonnya yang berakhir di sistem kapiler di median eminence. 2 Releasing hormones yang telah diidentifikasi kimiawinya adalah TRH (tyrotropin releasing hormone), Gn-RH (gonadotropin releasing hormone), LH-RH (luteinizing releasing hormone dan suatu inhibitor GH yang disebut Somatostatin). Misalnya sistem “feedback” (umpan balik) tiroksin-TRH-TSH: Kadar tiroksin yang tinggi dalam darah akan menghambat produksi TRH oleh hipotalamus. Kadar TRH yang rendah menyebabkan produksi TSH rendah. Bila kadar tiroksin rendah akan merangsang produksi TRH. Hal ini akan menyebabkan produksi TSH, yang akan merangsang kelenjar tiroid untuk menghasilkan tiroksin. Selanjutnya kadar tiroksin yang tinggi akan kembali menghambat produksi TRH. Neurohipofisis Bagian ini merupakan evaginasi dasar dinding diensefalon, terdiri atas pars nervosa, tangkai infundibulum, serta suatu pembengkakan neurohipofisis di belakang kiasma optik yang disebut “median eminence”. Sebagian besar pars nervosa terdiri atas akson-akson sel neurosekretoris dengan badan-badan selnya yang terletak di hipotalamus. Sel-sel neurosekretoris tersebut yang menghasilkan hormon-hormon pars nervosa. Di samping itu terdapat pula sel-sel yang nonneuron dan disebut pituisit. Sel ini diduga homolog dengan neuroglia. Hormon yang dihasilkan pars nervosa adalah vasopressin atau ADH (antidiuretic hormone) dan oksitosin. Vasopressin berperan meningkatkan permeabilitas terhadap air pada tubulus ginjal dan tubulus penampung. Akibatnya, air diresorbsi oleh tubulus tersebut dan menyebabkan urin menjadi hipertonik. Vasopressin juga meningkatkan permeabilitas terhadap air pada kantung air seni dan kulit katak. Oksitosin meningkatkan kontraksi otot polos di uterus selama melahirkan dan kontraksi sel-sel mioepitel yang mengelilingi alveoli dan duktus alveolaris kelenjar mammae. Gambar 2. Unsur-unsur bagian hipofisis dan hubungannya dengan hipotalamus. Pars tuberalis, pars distalis, dan pars intermedia membentuk adenohipofisis. Infundibulum dan pars nervosa membentuk neurohipofisis (Sumber: L. C. Junqueira & J. Carneiro, 1982). 3 Pengaruh hormon-hormon yang dihasilkan oleh kelenjar hipofisis sebagai master gland terhadap kelenjar endokrin yang lainnya dalam tubuh diperlihatkan pada Gambar 3. Gambar 3. Gambar yang melukiskan efek berbagai hormon hipofisis pada organ target. Perhatikan bahwa beberapa hormon yang dihasilkan oleh organ target dapat bekerja pada hipofisis atau hipotalamus untuk mengatur aktivitasnya. (Sumber: L. C. Junqueira & J. Carneiro, 1982). 4 B. Kelenjar Tiroid Kelenjar tiroid pada semua hewan vertebrata tingkat tinggi, epitelnya berasal dari evaginasi tunggal endoderm bakal usus (primitive gut) di bagian medioventral dasar farinks, kira-kira pada ketinggian kantung farinks yang kedua Evaginasi bakal tiroid akan tumbuh terus hingga mencapai posisi seperti pada hewan dewasanya. Selanjutnya epitel tiroid akan membuat folikel-folikel yang terdiri atas epitel kubus selapis mengelilingi suatu reservoir sentral. Reservoir ini berisi koloid yang mengandung hormon. Setelah bakal kelenjar tiroid mencapai posisi yang seharusnya, biasanya hubungan dengan dasar farinks hilang. Selain sel epitel yang berasal dari endoderm, kelenjar tiroid juga mengandung sel-sel parafolikel yang berasal dari pial neural (neural crest), melalui badan ultimobranchia. Pada amfibia kedua kelenjar tiroid terletak di dasar farinks terlindungi oleh otot mylohyoid. Pada amniota kelenjar tiroid bermigrasi kaudad dan mengambil posisi dekat pada trakea atau arteri karotid komunis. Kelenjar diberi nama kelenjar tiroid, karena letaknya dekat kepada rawan tiroid larinks mammalia. Kelenjar tiroid terdiri atas folikel-folikel tiroid yang mengandung koloid yang berisi hormon tiroglobulin. Seluruh kelenjar diselaputi oleh suatu kapsula jaringan ikat. Dari kapsula tersebut terpancar rabekula jaringan ikat yang membagi kelenjar tiroid dalam lobulus-lobulus. Epitel folikel merupakan epitel selapis, kubus rendah atau silindris tergantung dari aktivitas sel epitelnya. Sekeliling folikel terdapat anyaman kapiler darah (Gambar 4). Epitel dibangun oleh dua jenis sel, yang menghasilkan hormon tiroksin atau triiodotironin dan disimpan di dalam koloid sebagai tiroglobulin. Bila diperlukan, maka tiroglobulin diurai menjadi hormon aktifnya untuk selanjutnya oleh epitel diteruskan ke kapiler darah. Sel kedua adalah sel parafolikel atau sel C yang mensekresikan kalsitonin. Kalsitonin berperan menghambat resorpsi kalsium tulang oleh osteosit dan osteoklas. C. Kelenjar Paratiroid Kelenjar paratiroid berasal dari kantung farinks, dan disebut kelenjar paratiroid karena biasanya terdapat dekat kelenjar tiroid atau terbenam di dalamnya. Beberapa reptilia mempunyai 3 pasang kelenjar paratiroid yang berasal dari kantung farinks ke II, III dan IV. Kebanyakan tetrapoda mempunyai dua pasang kelenjar yang berasal dari kantung farinks III dan IV. Kelenjar paratiroid diseliputi oleh seludang jaringan ikat yang tipis. Pada manusia, mulai pubertas, bagian tengah kelenjar mulai disusupi oleh sel lemak. Kelenjar paratiroid dibangun oleh dua jenis sel, yaitu sel utama atau “chief cells” dan sel oksifil. Sel utama intinya besar, dengan beberapa buah nukleoli, mitokondria jumlahnya banyak, mempunyai reticulum endoplasma kasar dan butir-butir glikogen. Diduga sel utama ini yang menghasilkan parathormon (PTH), suatu polipeptida, yang berperan mengatur konsentrasi ion kalsium dan fosfat dalam darah. PTH menyebabkan meningkatnya resorpsi tulang oleh osteoklas dan mengurangi ekskresi kalsium pada tubulus ginjal. Produksi PTH dipengaruhi langsung oleh konsentrasi kalsium dalam darah. Bila konsentrasi kalsium darah rendah, akan 5 merangsang disekresikannya PTH dan produksi PTH menurun bila konsentrasi kalsium darah tinggi. PTH juga menghambat resorpsi ion fosfat pada tubulus ginjal, oleh karena itu PTH mengatur konsentrasi fosfat dalam darah. Struktur kelenjar paratiroid dapat dilihat pada gambar 5. Gambar 4. Lokasi, anatomi dan histologi kelenjar tiroid pada manusia (Sumber: John Wiley & Sons, Inc., 2009) 6 Gambar 5. Lokasi, anatomi dan histologi kelenjar paratiroid pada manusia (Sumber: John Wiley & Sons, Inc., 2009) D. Kelenjar Adrenal Kelenjar adrenal pada mammalia terdiri atas dua komponen; yaitu korteks yang berasal dari lapisan lembaga mesoderm (membangun jaringan chromaffin) dan medula yang berasal dari sel-sel pial neural (neural crest). Jaringan korteks dan medula pada vertebrata lainnya dapat tersusun sendiri-sendiri, seperti pada ikan atau tercampur secara acak seperti terlihat pada Gambar 6. 7 Gambar 6. Kelenjar adrenal pada beberapa contoh Vertebrata. Jaringan kromafin (steroidogenik) yang mengasilkan hormon streroid berwarna abu-abu, sedangkan jaringan aminogenik yang menghasilkan epinefrin dan norepinefrin berwarna hitam. Ginjal berwarna oranye. (Sumber: Stephen A. Miller and John P. Harley. 2007) Sel-sel kelenjar adrenal yang berasal dari ektoderm, homolog dengan sel-sel medula pada mammalia, mensintesa katekolamin epinefrin dan norepinefrin. Sel-sel ini disebut juga sel kromafin, karena bila direaksikan dengan kalium bikromat atau feriklorida memberikan warna spesifik butir sekret yang dikenal dengan reaksi kromafin. Epinefrin meningkatkan denyut jantung dan cardiac output, meningkatkan laju metabolisme dasar dan merangsang glikogenolisis dalam hati. Epinefrin juga merangsang produksi ACTH dari adenohipofisis, yang selanjutnya menyebabkan sekresi glukokortikoid dari korteks kelenjar adrenal. Norepinefrin meningkatkan tekanan darah melalui kerja vasokonstriksinya. Sel-sel kelenjar adrenal yang berasal dari mesoderm yang disebut sel interrenal, homolog dengan sel-sel korteks kelenjar adrenal mammalia. Pada vertebrata sebelum mammalia sel interrenal dan sel kromafin tercampur secara acak, sedang pada mammalia selsel interrenal secara sempurna menyelaputi sel-sel kromafin, membangun korteks dan medula. Korteks menghasilkan steroid. Korteks kelenjar adrenal mammalia terdiri atas tiga lapisan atau zona: zona glomerulosa, dibangun oleh pita-pita sel yang bergelung dan membangun kira-kira 15% dari tebal korteks; zona fasikulata, dibangun oleh pita-pita sel yang tersusun sejajar dan radier, 8 membangun kira-kira 75% dari tebal korteks; zona retikularis, zona yang paling dalam dibangun oleh pita-pita sel yang bercabang dan beranastomosa. Di antara pita-pita sel dalam ketiga zona dapat dijumpai kapiler-kapiler darah (Gambar 7). Korteks adrenal mensekresikan sejumlah hormon steroid yang diklasifikasikan sebagai glukokortikoid, mineralokortikoid dan androgen. Glukokortikoid (kortisol, kortison, kortikosteron) mempengaruhi metabolisme karbohidrat, oleh karena itu mempengaruhi kadar gula di dalam darah. Mineralokortikoid (aldosteron) mempenga-ruhi fungsi tubulus ginjal, karena itu berperan mengatur komposisi kadar ion dalam darah, seperti kadar ion Na. Androgen adalah steroid seks dan mempengaruhi karak-teristika seks sekunder serta fungsi gonad. Di samping zonasi anatomis terdapat pula zonasi fungsional. Zona glomerulosa terutama berperan dalam produksi aldosteron, sedang zona fasikulata dan zona retikularis dalam produksi kortisol dan dehydroepiandrosteron. Telah dibuktikan, bahwa zona retikularis lebih aktif mensekresikan androgen daripada zona fasikulata. Pengontrolan fungsi korteks kelenjar adrenal adalah sebagai berikut: zona fasikulata dan zona retikularis berada di bawah pengawasan hipotalamus dan adenohipofisis melalui CRF (Corticotropin Releasing Factor) dan ACTH; zona glomerulosa yang menghasilkan aldosteron diatur fungsinya oleh sistem renin-angiotensin. Aparatus juxtaglomerulus menghasilkan renin, suatu enzim hidrolitik mengubah angiotensin serum menjadi angiotensin I. Di dalam paru-paru angiotensin I diubah menjadi angiotensin II dan angiotensin II ini merangsang zona glomerulosa untuk mensekresikan aldosteron. Aldosteron meningkatkan retensi ion Na dan air dalam ginjal, karena itu meningkatkan tekanan darah. Peningkatan tekanan darah akan menghambat produksi renin. Pengontrolan fungsi korteks kelenjar adrenal adalah sebagai berikut: zona fasikulata dan zona retikularis berada di bawah pengawasan hipotalamus dan adenohipofisis melalui CRF (Corticotropin Releasing Factor) dan ACTH; zona glomerulosa yang menghasilkan aldosteron diatur fungsinya oleh sistem renin-angiotensin. Aparatus juxtaglomerulus menghasilkan renin, suatu enzim hidrolitik mengubah angiotensin serum menjadi angiotensin I. Di dalam paru-paru angiotensin I diubah menjadi angiotensin II dan angiotensin II ini merangsang zona glomerulosa untuk mensekresikan aldosteron. Aldosteron meningkatkan retensi ion Na dan air dalam ginjal, karena itu meningkatkan tekanan darah. Peningkatan tekanan darah akan menghambat produksi renin. Pengontrolan fungsi korteks kelenjar adrenal adalah sebagai berikut: zona fasikulata dan zona retikularis berada di bawah pengawasan hipotalamus dan adenohipofisis melalui CRF (Corticotropin Releasing Factor) dan ACTH; zona glomerulosa yang menghasilkan aldosteron diatur fungsinya oleh sistem renin-angiotensin. Aparatus juxtaglomerulus menghasilkan renin, suatu enzim hidrolitik mengubah angiotensin serum menjadi angiotensin I. Di dalam paru-paru angiotensin I diubah menjadi angiotensin II dan angiotensin II ini merangsang zona glomerulosa untuk mensekresikan aldosteron. Aldosteron meningkatkan retensi ion Na dan air dalam ginjal, karena itu meningkatkan tekanan darah. Peningkatan tekanan darah akan menghambat produksi renin. 9 Gambar 7. Lokasi, anatomi dan histologi kelenjar adrenal pada manusia (Sumber: John Wiley & Sons, Inc., 2009) E. Kelenjar Pankreas Kelenjar pankreas selain berfungsi sebagai kelenjar endokrin, juga berfungsi sebagai kelenjar eksokrin. Sebagai kelenjar eksokrin, pankreas memiliki kelenjar-kelenjar asini yang berperan untuk menghasilkan enzim-enzim pencernaan antara lain: amilase pankreas, tripsin, dan lipase. Pulau-pulau Langerhans merupakan bagian endokrin kelenjar pankreas, terdapat sebagai kelompok-kelompok sel yang membangun pulau-pulau yang tersebar secara acak di dalam jaringan ikat di antara asini pankreas (Gambar 8). Pulau Langerhans berkembang dari 10 endoderm. Setiap pulau Langerhans dibangun oleh pita-pita sel dengan kapiler darah di antara pita-pita tersebut. Ditemukan tiga jenis sel pada pulau Langerhans, yaitu: sel , sel dan sel . Sel paling banyak terdapat, merupakan 60-80% dari sel yang terdapat pada pulau Langerhans manusia. Sel berukuran kecil dan sitoplasmanya mengandung granula yang berwarna biru oleh teknik krom hematoksilin Gomori dan eosin. Sel menghasilkan insulin, yaitu suatu polipeptida yang berperan untuk mengubah glukosa menjadi glikogen. Sel mensintesis dan menimbun polipeptida yang mengakibatkan hiperglisemia, karena merangsang perubahan glikogen menjadi glukosa, dinamakan glukagon. Dengan pewarnaan Gomori granula sekresinya terwarna merah. Sel jumlahnya paling sedikit, ukurannya kecil dan tidak diwarnai dengan kuat. Diduga merupakan turunan sel dan sel . Gambar 8. Lokasi, anatomi dan histologi kelenjar pankreas pada manusia; pada gambar diperlihatkan bagian endokrin yaitu pulau Langerhan dan bagian eksokrinnya yaitu asini pankreas (Sumber: John Wiley & Sons, Inc., 2009) 11 F. Kelenjar Kelamin atau Gonad (Testis dan Ovarium) Pada saat membahas materi tentang sistem reproduksi, telah dibahas mengenai fungsi gonad jantan (testis) sebagai tempat penghasil sperma dan gonad betina atau ovarium sebagai tempat penghasil sel telur. Gonad juga dikenal sebagai kelenjar endokrin karena menghasilkan hormon. Testis menghasilkan hormon kelamin jantan yaitu androgen (diantaranya adalah testosteron), sedangkan ovarium mengahasilkan hormon estrogen dan progesteron. Hormon-hormon yang dihasilkan oleh gonad ini dikenal dengan hormon kelamin atau hormon seks. Fungsi gonad berada di bawah kendali sumbu hipotalamushipofisis-gonad (HPG) yang mengatur perkembangan seksual dan reproduksi. Hormon testosteron berperan dalam merangsang pematangan sperma dalam testis. Selain itu hormon ini juga berperan dalam merangsang karakteristik laki-laki (jantan). Hormon testosteron dihasilkan oleh sel-sel Leydig yang berada di jaringan interstisial diantara tubulus seminiferus (Gambar 9). Hormon estrogen dan progesteron berperan dalam merangsang pematangan sel telur dalam folikel ovarium dan mempertahankan atau menumbuhkan sistem reproduksi wanita. Selain itu, homon ini juga bertanggung jawab dalam merangsang perkembangan karakteristik perempuan (betina). Hormon estrogen dan sedikit progesteron dihasilkan oleh sel-sel folikel ovarium, yaitu sel-sel yang mengelilingi oosit selama partumbuhan folikel (Gambar 10). Sel-sel luteal pada korpus luteum setelah sel telur diovulasikan akan menghasilkan progesteron dalam jumlah yang banyak untuk mempertahan endometrium uterus agar embrio dapat dijaga dengan baik. Gambar 9. Sayatan histologi testis yang memperlihatkan tubulus seminiferus dan sel-sel Leydig penghasil hormon testosteron pada jaringan interstisial (jaringan di antara tubukus seminiferus) 12 Gambar 10. Sayatan histologi bagian ovarium yang memperlihatkan sebuah folikel muda berisi oosit dikelilingi oleh sel-sel folikel yang berperan menghasilkan hormon estrogen dan progesteron. Pada gambar berikut diperlihatkan letak seluruh kelenjar endokrin pada manusia (Gambar 11). Gambar 11. Letak seluruh kelenjar endokrin pada manusia. 13
