hormon pertumbuhan (somaotropin / gh)
advertisement
SISTEM ENDOKRIN BAGIAN FISIOLOGI DEPARTEMEN ANATOMI, FISIOLOGI DAN FARMAKOLOGI FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN IPB 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 1 Outline 1. Definisi dan Sifat hormon 2. Perbedaan hormon dan saraf 3. Komunikasi antar sel 4. Mekanisme Umpan Balik 5. Mekanisme selular 6. Hipotalamus-Pituitary aksis (HP axis) 7. Hormon metabolisme dan pertumbuhan (GH, insulin, tiroid dll) 8. Hormon Pengatur mineral (Aldosteron, PTH, Calsitonin dll) 9. Hormon-hormon glukokortikoid dan katekolamin 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 2 Referensi 1. Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5th Edition (2013) pp 359-407 2. Dukes’ Physiology of Domestic Animals 13th Edition (2015) pp 617651 3. Vander Human Physiology: The Mechanism of Body Function 8th ed (2001) pp 263-289 4. Dee Unglaub Silverthorn Human Physiology An Integrated Approach 6th ed (2013) pp 777-796 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 3 Sejarah Hormon Arnold Adolph Berthold (1849) Because the reimplanted testes were not connected to nerves, Berthold concluded that the glands must be secreting something into the blood that affected the entire body. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 4 BATAS LINGKUNGAN HEWAN Perubahan Lingkungan 1. CUACA: - panas - dingin - hujan - terang - gelap 2. BUNYI 3. RADIASI 4. AROMA 11/14/2015 Gangguan Keseimbangan tubuh Sensor Neural Sistem saraf pusat Neural/endokrin Pemulihan keseimbangan Respons Perilaku Metabolik MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) Adaptasi 5 Apa yang membuat suatu zat kimia menjadi sebuah hormon: 1. Disekresikan oleh satu atau sekelompok sel (sel endokrin klasik hormon, neuron neurohormon, sel imun sitokin) 2. Disekresi langsung ke dalam darah, ektohormon? 3. Jumlahnya sangat kecil (g, ng, pg) efek besar 4. Ditransportasikan ke sasaran yang jauh Kandidiat hormon: Faktor pertumbuhan, eikasanoid, Realising and Inhibiting Factor not “hormon” 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 6 Syaraf vs Endokrin FUNGSI ORGAN/ SISTEM TUBUH Integrasi dan Koordinasi Sistem neural Sistem neuroendokrin Sistem endokrin Disekresikan neuron Agen: neurotransmiter RESPONS CEPAT DATANG RESPONS CEPAT HILANG 11/14/2015 Melalui aliran darah target Agen: hormon RESPONS LAMBAT DATANG RESPONS LAMBAT HILANG MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 7 Komunikasi antar sel Sumber: Vander et al. Human Physiology: The Mechanism of Body Function 8 th ed pp:150 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 8 Peran Fisiologis Hormon: 1. Mengontrol sel mensintesa dan mensekresikan beberapa hormon lain 2. Merangsang atau menghambat proliferasi sel. 3. Mengontrol proses-proses metabolisme 4. Mengontrol ekskresi dan reabsorpsi kation dan anion. 5. Mempengaruhi kontraksi dan relaksasi otot-otot. 6. Mengontrol proses-proses reproduksi. 7. Memegang peranan penting dalam tingkahlaku. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 9 FUNGSI HORMON 1. Perkembangan • Berperan dalam pertumbuhan dan perkembangan • Biologi reproduksi intra / ekstra uterus sampai dengan pubertas • Antara lain : estrogen, progesteron , testosteron 3. Tropik 2. Metabolisme 4. Keseimbangan air dan mineral • Mengatur metabolisme tubuh • Antara lain : insulin, glukagon, GH Antara lain : calcitonin, ADH 11/14/2015 • • Hormon ini merupakan perangsang bagi kelenjar lain untuk menghasilkan hormon Antara lain : FSH, LH, ACTH, Releasing hormone MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 10 Aktivitas hormon pada target sel 1. Hormon harus dikenali oleh reseptor dan terikat pada reseptor 2. Reseptor harus spesifik 3. Satu atau lebih proses intraseluler harus terjadi (misalnya : reaksi enzimatis, pergerakan ion dll) aktivasi reseptor 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 11 Transduksi signal dari hormon pada sel target : Hormon merupakan first messenger ,adanya ikatan hormon dengan reseptor spesifik (reception), aktivasi second messenger (transduksi), respons 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 12 Ikatan Hormon dan reseptor 1. Perubahan permeabilitas membran sel 2. Perubahan kecepatan sekresi atau sintesis sel 3. Perubahan kekuatan kontraksi (bila targetnya adalah sel-sel otot) 4. Respon dapat diatur dengan up/down regulation reseptor 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 13 Lokasi reseptor berdasarkan komposisi molekulnya 1. Hormon dimana reseptornya berlokasi pada membran sel target (hormon amine, polipeptida dan glikoprotein) 2. Hormon dimana reseptornya berada di dalam nukleus sel target (hormon tiroid) 3. Hormon yang reseptornya ada pada sitoplasma sel target (hormon steroid) 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 14 Bagaimana hormon-hormon merubah selsel targetnya? Lokasi Reseptor Kelompok Hormones Prinsip Mekanisme Kerja Cell surface receptors (plasma membrane) Proteins and peptides, catecholamines and eicosanoids Generation of second messengers which alter the activity of other molecules usually enzymes - within the cell Intracellular receptors (cytoplasm and/or nucleus) Steroids and thyroid hormones Alter transcriptional activity of responsive genes 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 15 Mekanisme transduksi sinyal (pathway utk reseptor pada membran plasma) yg menggunakan second messenger utk terjadinya respon 1. Reseptor yg mempengaruhi aktivitas elektrik membran dan konsentrasi calcium sitosol ion channels 2. Reseptor yg mengatur cAMP 3. Reseptor yg mengatur cGMP 4. Reseptor yg mempengaruhi konsentrasi calcium sitosol dan aktivitas protein kinase metabolisme phosphatidyl Inositol membrane 5. Reseptor yg mempunyai aktivitas protein kinase 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 16 KERJA HORMON PADA SEL TARGET Hormon dapat bereaksi pada membran plasma ataupun reseptor yang ada di dalam sel Hormon dapat pula membangkitkan “second messenger” pada membran plasma, sitoplasma ataupun nukleus Jalur metabolik dapat diatur oleh hormon melalui peningkatan aktivitas maupun konsentrasi enzim yang terlibat 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 17 Sistem “Second Messenger” Second Messenger: Contoh hormon-hormon yang menguna kan sistem ini : Cyclic AMP Epinephrine and norepinephrine, glucagon, luteinizing hormone, follicle stimulating hormone, thyroid-stimulating hormone, calcitonin, parathyroid hormone, antidiuretic hormone Protein kinase Insulin, growth hormone, prolactin, oxytocin, erythropoietin, beberapa growth factors Epinephrine and norepinephrine, angiotensin II, antidiuretic hormone, gonadotropin-releasing hormone, thyroid-releasing hormone. Atrial naturetic hormone, nitric oxide Kalsium dan/atau phosphoinositids Cyclic GMP 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 18 G Protein coupled receptor via adenylate cyclase Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals 13 th ed pp:619 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 19 G Protein coupled receptor via Phospolipase C (PLC) Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals 13 th ed pp:620 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 20 Aktivasi via tirosin kinase Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals 5 th ed pp:621 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 21 Klasifikasi hormon berdasarkan komposisi kimia : Berbeda dalam: 1.Sintesa dan penyimpanannya 2.Cara mereka dilepaskan dari sel-sel 3.Transport dalam darah 4.Half-life 5.Lokasi reseptor-reseptor targetnya 6.Jaras yang diaktifkan ketika hormon berikatan pada sel target, 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 22 KATEGORI HORMON Hormon peptida dan katekolamin Hormon steroid dan tiroid Bentuk dalam plasma Bebas Terikat pada protein Lokasi reseptor Membran plasma Di dalam sel Mekanisme transduksi signal Kanal reseptor Siklus AMP dan GMP Ca2+, IP3, DAG Aktivasi Gen Waktu paruh Cepat Lambat 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 23 STRUKTUR HORMON 1.Hormon Amien Mengandung unsur ‘N’ dan merupakan turunan /modifikasi asam amino. Meliputi hormon-hormon : a.Hormon Thyroid Thyroxine (T4) Triiodothyronine (T3) b.Hormon medulla adrenal (katekolamin) Epinefrin Norepinefrin 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 24 2. Hormon Peptida Kebanyakan hormon yang beredar dari kelompok ini merupakan peptida kecil hingga protein besar Disintesa pada ribosom sel endokrin Sintesa: preprohormon prohormon Packaging: Prohormon hormon di Golgi Penyimpanan: hormon Sumber: Vander et al. Human Physiology: The Mechanism of Body Function 8 th ed pp:268 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 25 Transport , Half Life dan Mekanisme seluler kerja hormon-hormon peptida Hormon-hormon peptida, karena sifatnya yg larut dalam air, dengan mudah larut dalam cairan ekstraseluler untuk kemudian ditransport ke seluruh tubuh. Half-life nya umumnya pendek, dalam bilangan menit. Hormon peptida karena bersifat lipophobik (tidak dapat menembus dinding sel) bekerja via cell surface receptors. Saat berikatan dengan reseptor, hormon-hormon ini umumnya akan mengaktifkan jaras transduksi sinyal seperti G protein-linkedadenylyl cyclase cAMP second messenger system atau berikatan dengan suatu reseptor yang mempunyai aktivitas kinase 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 26 3. Hormon Steroid Kolesterol sebagai pemicu sintesa Struktur dasar: siklo pentano perhydrofenantren Hormon-hormon ini dibuat hanya pada beberapa organ saja: a. Hormon dari korteks adrenal : Aldosteron, Kortisol, kortikosteron (Glukokortikoid) Dehydroepiandrosteron, androstenedion (androgen) b. Hormon dari gonad : testosteron dan estradiol 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 27 Sintesa hormon-hormon steroid: Hormon-hormon steroid disintesa di dalam smooth endoplasmic reticulum. Sifatnya lipophilik /larut dalam lemak ini (berlawanan dengan hormon-hormon peptida), hormon steroid tidak dapat disimpan di dalam vesicles sebab mereka dapat berdifusi keluar dengan mudah, hormon-hormon steroid disintesa bila diperlukan dan dalam bentuk prekursor 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 28 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 29 Sintesa, transport, dan half life Hormon Steroid Prekursor hormon steroid hormon aktif dan berdifusi secara sederhana keluar dari sel induk ketika konsentrasinya di dalam sel meningkat Hormon steroid diturunkan dari kolesterol tidak larut dalam plasma dan cairan tubuh lainnya. Sebagai akibatnya, steroid berikatan dengan proteinprotein carrier. Protein-protein carrier ini ada yang bersifat spesifik atau merupakan protein plasma yang umum seperti albumin. Protein-protein carrier meningkatkan half-life dari steroid (satu sampai beberapa jam) tetapi menghambat masuknya steroid itu ke dalam sel-sel target 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 30 Mekanisme kerja seluler hormon steroid Steroid bekerja secara lambat dengan berikatan ke reseptor sitoplasma atau reseptor nukleus dan akhirnya mengaktifkan trakskripsi gen, atau secara cepat dengan bekerja pada reseptorreseptor pada permukaan sel. Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals 13 th ed pp:622 Metabolisme Hati dan Ginjal • Inaktivasi steroid oleh sitokrom P450 (penambahan gugus fungsional ex hidroksil) • Konjugasi dengan sulfat dan asam glukoronat larut dalam air dapat diekskresi lewat urine dan empedu 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 31 DETEKSI/DETERMINASI HORMON 1. 2. 3. 4. 5. 6. Bio-assay Chemical assay Competitive Protein Binding Radio-Immunoassay (RIA) Radio-Receptor Assay (RRA) Enzyme Linked-Immunosorbent Assay (ELISA) Prinsip Pengukuran hormon dengan ELISA Sumber: Guyton and Hall. Textbook of Medical Physiology 11 th Ed pp 916 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 32 Review: Bagaimana perbedaan hormon steroid dan peptide (sifat kimia dan letak reseptor)? Apa yang terjadi setelah ikatan hormon-reseptor? Bagaimana protein G mengaktivasi sel? Apa fungsi Adenylate cyclase dan PLC? Bagaimana tyrosine kinase dapat mengaktivasi sel? 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 33 Sistem saraf mempengaruhi sekresi hormon Sumber: Vander et al. Human Physiology: The Mechanism of Body Function 8 th ed pp:274 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 34 Interaksi sistem endokrin dan saraf Menyusu (isapan) impuls ke hipotalamus stimulir neuron neurosekretori di nuklues supra optik dan para ventrikular untuk mensintesis oksitosin transport sepanjang akson disekresikan dari pituitari posterior kontaksi selsel mioepitelial kelenjar mammae pengeluaran air susu 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 35 Pengaturan Endokrin Pada Vertebrata SISTEM HIPOTHALAMUS 11/14/2015 HIPOFISA MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 36 Sekarang telah diketahui hampir semua tenunan mensekresikan sinyal kimiawi yang berperan sebagai hormon: jantung, sel-sel kekebalan, lambung, usus, sel-sel tulang, hati, kulit, sel-sel glial, dsb. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 37 SISTEM HYPOTALAMUS- PITUITARI ANTERIOR HIPOTALAMUS GnRH GRH + + FSH dan LH GONAD : Est, Pog, Tes 11/14/2015 SS PITUITARI - - Hormon Pertumbuhan HATI dan sel lain: IGF-1 PIH TRH CRH + + - ++ TSH PRH Prolaktin ACTH ANTERIOR Organ & Tiroid jaringan :T3,T4 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) Kel. Ambing Korteks Adrenal 38 Sumber: Vander et al. Human Physiology: The Mechanism of Body Function 8 th ed pp:279 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 39 Mekanisme Umpan balik: Umumnya merupakan umpan balik negatif melalui aksis hipotalamus-hipofisis Selain itu ada umpan balik positif meningkatnya LH pada saat fase periovulatori akibat peningkatan produksi estrogen oleh folikel Pola hormon dapat dibagi sebagai diurnal/nokturnal or sirkadian dipengaruhi oleh tidur atau cahaya 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 40 Mekanisme umpan balik negatif Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 th ed pp:365 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 41 Mekanisme umpan balik positif Sumber: Applied Animal Endocrinology pp:2 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 42 HIPOTALAMUS Terletak di dasar otak, dibatasi: - Anterior chiasma opticus - Posterior mammilary body (corpus mammilaris) - Dorsal thalamus - Ventral os sphenoideus Ukuran: + 1/300 otak Memproduksi peptida dan amine yang mempengaruhi kel. pituitari Merupakan pusat pengatur sistem nervus otonom 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 43 Sumber: Vander et al. Human Physiology: The Mechanism of Body Function 8 th ed pp:278 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 44 Hipofise anterior dan posterior berasal dari jaringan embryonal yang berbeda • Adenohipofise berasal dari Rathke pouch (roof of oral embryonic ectoderm) • Neurohipofise berasal dari neural ectoderm (floor of 3rd ventricle) Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 th ed pp:366 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 45 KELENJAR PITUITARI = HIPOFISIS Terdiri dari : - Adenohipofisis (pars distalis atau lobus anterior) - Neurohipofisis (pars nervosa atau lobus posterior) - Pars intermedia (lobus intermediet) - Pars tuberalis Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals 13 th ed pp:624 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 46 Histologi Adenohipofise/anterior pituitary Bagian terbesar adenohipofise ialah pars distalis. Dengan pewarnaan hematoxylin dan eosin, terdapat 3 jenis sel yang berbeda jelas di antara selsel epitel: Acidophils sitoplasma berwarna merah atau orange Basophils sitoplasma berwarna kebiruan Chromophobes sitoplasma tidak terwarnai dengan baik Gambar: Pars distalis seekor kucing (pewarnaan H&E). 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 47 Asidofil Sel-sel yang mengandung hormon glikoprotein : Somatotrop yang memproduksi growth hormone Laktotrop yang memproduksi prolactin Basofil Sel-sel yang mengandung hormon glikoprotein: Tirotrop yang memproduksi thyroid stimulating hormone Gonadotrop yang memproduksi luteinizing hormone atau follicle-stimulating hormone Kortikotrop yang memproduksi adrenocorticotrophic hormone Kandungan karbohidrat yang tinggi dari hormon di dalam asidofil menyebabkan sel-sel ini berwarna ungu cerah dengan pewarnaan PAS Chromophobes Ini adalah sel-sel yang tidak mengandung hormon ataupun hanya minimal Banyak sel 11/14/2015 chromophobe adalah asidofil atau basofil yang mengalami degranulasi (tidak mengandung hormon). Chromophobes bisa juga adalah stem cells yang belum berdiferensiasi (belum MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 48 Histologi dari Neurohipofise/posterior pituitary Bagian terbesar dari neurohipofise dibangun terutama oleh unmyelinated axons selsel neurosekretoris hypotalamus. Axon-axon ini berasal dari sel-sel di nukleus-nukleus paraventrikular dan supraoptikus di hipotalamus. Neuron-neuron ini mensekresi oksitosin atau antidiuretic hormone Herring bodies granulanya mengandung oksitosin atau antidiuretic hormone 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 49 PARS INTERMEDIA - Pada kulit ikan, reptil dan amfibia ada sel2 yang disebut melanophore yang mengandung granul2 melanin - Mamalia dan unggas mempunyai sel2 yang mengandung melanin - Hormon pars intermedia : MSH (melanocyte Stimulating Hormone = Melanotropin ( MSH dan MSH) - Sel2 pars intermedia dan corticotropin dari pars anterior mensintesa Pro-opiomelanocortin (POMC) yang juga disintesa di hipotalamus dan bagian lain otak - POMC di pars anterior dihidrolisa menjadi: ACTH, -LPH, -endorfin, dan -MSH - Di pars intermedia POMC dihidrolisa menjadi: MSH, MSH, CLIP (Corticotropin Like Intemediate Lobe Peptide), -LPH dan -endorfin 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 50 KELENJAR PINEAL DAN MELATONIN • Aktivitasnya dipengaruhi jumlah cahaya third eye • Melatonin merupakan derivate serotonin (sleep state vs wakefulness) • Sekresi melatonin distimulasi oleh kondisi gelap Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals 13 th ed pp:643 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 51 Hormone Neurohipofise (Posterior Pituitary) 11/14/2015 Major Physiologic Effects Liver, adipose tissue Promotes growth (indirectly), control of protein, lipid and carbohydrate metabolism Thyroid-stimulating hormone Thyroid gland Stimulates secretion of thyroid hormones Adrenocorticotropic hormone Adrenal gland (cortex) Stimulates secretion of glucocorticoids Prolactin Mammary gland Milk production Luteinizing hormone Ovary and testis Control of reproductive function Follicle-stimulating hormone Ovary and testis Control of reproductive function Kidney Conservation of body water Growth hormone Adenohipofise (Anterior Pituitary) Major target organ(s) Antidiuretic hormone Oxytocin Ovary and testis MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) Stimulates milk ejection and 52 uterine contractions Review: Apa itu negative feedback mechanism? Perbedaan antara adenohipofise dan neurohipofise? Perbedaan hormon yang disekresikan? Apa fungsi aliran portal hipotalamus-hipofise? video 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 53 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 54 Thyroid Kelenjar Tiroid terdiri dari 2 lobus berlokasi dibagian depan leher tepat diatas laring dekat trakhea Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals 13 th ed pp:628 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 55 Hormon-hormon yang diproduksi kelenjar tiroid Tetraiodothyronine (thyroxin or T4) : Yang akan diubah menjadi bentuk aktif dalam sel tubuh Triiodothyronine (T3) : Bentuk aktif (2-4x) lebih kuat dibandingklan T4 20 % diproduksi dalam tiroid and 80 % berasal dari diiodinated T-4 rT3 tidak aktif Calcitonin 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 56 Hormon bersirkulasi dalam 2 bentuk 1.Total T4 adalah bentuk umum yang banyak ditemukan yang terikat pada plasma protein albumin. 2. Free, or T4 yang tidak terikat adalah bentuk aktif yang dapat bekerja pada sel-sel tubuh . 11/14/2015 Type Percent bound to thyroxinebinding globulin (TBG) 70% bound to 10-15% transthyretin or "thyroxine-binding prealbumin" (TTR or TBPA) bound to albumin 15-20% unbound T4 (fT4) 0.03% unbound T3 (fT3) 0.3% MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 57 Hormon Tiroid • Disintesis dari tirosin dan iodin • Tirosin bagian dari tiroglobulin yang dibentuk di sel folikel dan disekresikan ke lumen folikel • Iodin diubah menjadi iodida di usus dan ditransport ke kel. Tiroid • Iodida akan berikatan dengan tirosin membentuk monoiodotirosin atau diioditirosin • 2 molekul diioditirosin tetraioditironin (T4) • 1 molekul monoiodotirosin dan 1 molekul diioditirosin triiodotrironin (T3) • Enzim : tiroperoksidase dan hidrogen peroksidase • Sebagian besar T3 dibentuk di luar kel. tiroid melalui proses deiodinasi T4 (di hati, ginjal dan otot) 5’-monodeiodinase • Di dalam pemb. darah hormon tiroid berikatan dengan protein plasma (TBG, albumin, thyroxin-binding prealbumin) 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 58 Sintesa dan Pelepasan Hormon Tiroid Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5th Edition (2013) pp 376 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 59 SINTESA HORMON TIROID 1. Sintesa tiroglobulin 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 60 2. Pengambilan iodine, sintesa dan penyimpanan hormon tiroid 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 61 3. Sekresi hormon tiroid 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 62 Sintesa dan Pelepasan Hormon Tiroid Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5th Edition (2013) pp 376 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 63 Kontrol Sekresi Hormon Tiroid Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals 13 th ed pp:630 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 64 Fungsi Hormon Tiroid Hormon ini penting / essential untuk hidup karena perannya dalam metabolisme tubuh, pertumbuhan dan perkembangan. Fungsi Primer adalah produksi thyroxin, yaitu hormon yang dapat mempertahankan level metabolisme optimum ◦ Menstimulasi konsumsi oksigen pada sel ◦ Terlibat dalam metabolisme lipid, KH dan protein ◦ Pertumbuhan normal dan proses pematangan 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 65 Efek hormon Tiroid Increases cardiac output Increases heart rate Increases ventilation rate Increases basal metabolic rate Development of brain Thickens endometrium 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 66 Serum T3 dan T4 in species Spesies T4 (mg/dl) T3 (ng/dl) Equine 1.63 + 0.51 77.1 + 45.75 Bovine 6.22 + 2.03 92.5 + 53.61 Caprine 3.45 + 0.47 145.9 + 29.32 Ovine 4.41 + 1.13 99.6 + 27.34 Porcine 3.32 + 0.80 89.8 + 36.7 Canine 1.51 + 0.38 96.2 + 21.39 Feline 2.02 + 0.61 64.7 + 20.62 Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 th Edition (2013) pp 379 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 67 Hipotiroidismus Sumber: Canine and Feline Endocrinology 4 th Edition (2015) pp 86-89 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 68 Hipotiroidismus vs Hipertiroidismus Kiri: An 8-year-old male Chesapeake Bay Retriever with hypothyroidism. Note the poor hair coat, lethargic appearance, myxedema of the face with drooping of the eyelids (B) with hypothyroidism and endocrine alopecia. Note the truncal alopecia and hyperpigmentation, which have spared the head and extremities, in both dogs Kanan: A, Hyperthyroid 13-year-old cat showing severe emaciation due to severe hyperthyroidism, C, Hyperthyroid cat choosing the cool cage floor rather than a warm fleece pad. D, Hyperthyroid cat with marked ventroflexion of the head, a finding suggestive of concomitant thiamine or potassium deficiency. Sumber: Canine and Feline Endocrinology 4 th Edition (2015) pp 86-89 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 69 Hamburger thyrotoxicosis Suatu hipertiroidisme pada manusia akibat memakan hamburger yang dagingnya terkontaminasi hormon tiroksin (kelenjar tiroid ikut digiling bersama daging-daging lain) Tampak kadar TSH tertekan selama kadar Tiroksin (T4) tinggi 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 70 Parathyroid Pada mamalia terdiri dari 2 pasang, berbentuk seperti kacang dan berlokasi dekat /sisi kelenjar tiroid kelenjar inferior dan superior 11/14/2015 Kelenjar tiroid mengatur metabolisme tubuh dan tidak mempunyai efek pada level calcium Kelenjar parathyroid mengatur level calcium dan tidak mempunyai efek pada metabolisme MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 71 Fungsi normal kelenjar Parathyroid Memproduksi hormon parathyroid (PTH), parathyrin , hormon yang mengatur kadar calcium dalam tubuh, darah, sistem syaraf dan tulang meningkatkan kadar calcium darah High calcium, almost certainly have a parathyroid problem. Satu-satunya fungsi dari kelenjar paratiroid adalah mengatur calcium dalam skala /range yang sempit (± 5%) 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 72 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 73 Kontrol Sekresi Hormon Paratiroid Hormon paratiroid dilepaskan sebagai respon terhadap konsentrasi Kalsium bebas yang rendah dalam cairan ekstraseluler Ketika konsentrasi kalsium turun di bawah normal, terjadi peningkatan tajam sekresi hormon paratiroid Sel paratiroid memonitor konsentrasi kalsium ekstraseluler via suatu protein membran integral yang berfungsi sebagai calcium-sensing receptor. Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 th Edition (2013) pp 403 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 74 Efek Fisiologis Hormon Paratiroid Mobilisasi kalsium dari tulang : menstimulir osteoclasts untuk menyerap mineral tulang, melepaskan kalsium ke dalam darah. Meningkatkan absorpsi kalsium dari usus halus tetapi secara tidak langsung dengan cara menstimulir produksi bentuk aktif vitamin D di dalam ginjal Menekan hilangnya kalsium dalam urin dengan cara menstimulir reabsorpsi tubuler kalsium. Efek PTH terhadap ginjal juga menstimulir dikeluarkannya fosfat dalam urine 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 75 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 76 Exessive PTH The bones will continue to release their calcium into the blood 1. Bones have too little calcium (osteopenia and osteoporosis ) 2. Bone has larger "pores" and less bone mass. High levels of parathyroid hormone for several years: Bone become brittle and much more prone to fractures 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 77 Bone Density DEXA Scan (adopted by the World health Organization). (human) 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 78 Hipercalcemia adalah tidak normal !!!!! Hipercalcemia dapat terjadi karena 1. Penyakit paratiroid 97% kasus karena hiperparatiroidism 2. Cancer < 3% , kanker metastatic pada tulang 3. Sarcoidosis sistem kekebalan tubuh terlalu berlebihan karena alasan yg tdk jelas 4. Excess Vitamin D Intake Terjadi peningkatan absorpsi Ca dan effek pada ginjal yg tdk mengeluarkan calcium dalam urin 5. Certain Drugs 6. Paget's Disease of the Bone (osteitis deformans) adalah penyakit kronis deformitas tulang yg terjadi pd satu daerah atau lebih sehingga terjadi patah tulang berlebih 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 79 Vitamin-D (Calcitriol) Hormon lipophilik yang dihasilkan oleh ginjal dengan target organ pada usus dan Berfungsi untuk meningkatkan penyerapan Ca2+ di usus 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 80 Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 th Edition (2013) pp 403 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 81 Kalsitonin (Calcitonin) Kalsitonin adalah hormon peptida yang diketahui berperan dalam metabolisme Kalsium dan Fosfor. Pada mamalia, sumber utama kalsitonin adalah dari sel-sel parafolikuler atau sel-sel C kelenjar tiroid. (Pada unggas, ikan, dan amfibi, kalsitonin disekresikan dari glandula ultimobrachialis) Kalsitonin mempunyai kemampuan menurunkan kadar kalsium dan fosfat darah Hypercalcemia akan meningkatkan Kalsitonin 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 82 Efek Fisiologis Kalsitonin Tulang: Kalsitonin menekan resorpsi tulang dengan menghambat aktivitas osteoclasts (suatu jenis sel yang “mencerna” matriks tulang, melepaskan kalsium dan fosfor ke darah). Ginjal: Kalsium dan Fosfor dicegah terbuang bersama urin dengan cara reabsorsi pada tubuli ginjal. Kalsitonin menghambat reabsorpsi tubular kedua ion ini, mengakibatkan peningkatan laju pengeluaran ion-ion ini bersama urin Terdapat perbedaan antar spesies dalam hal pentingnya Kalsitonin sebagai faktor yang mempengaruhi homeostasis kalsium. Pada ikan, rodensia, dan beberapa hewan domestik, Kalsitonin ternyata berperan penting dalam homeostasis kalsium. Peran kalsitonin dalam pengaturan konsentrasi kalsium darah sangat kecil. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 83 PENGATURAN PLASMA Ca2+ 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 84 ADRENAL Kelenjar anak ginjal/suprarenal Aldosteron, Cortisol, androgen, Epinefrin dan Norepinefrin Kedua kelenjar adrenal berlokasi pada anterior dari ginjal, Lokasi tepatnya relatif terhadap ginjal dan bentuknya, bervariasi di antara spesies Sayatan suatu adrenal mamalia menunjukkan 2 daerah yang berbeda: Korteks Adrenal dan Medula Adrenal, gambar di kiri: kelenjar adrenal domba 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 85 Korteks dan Medula Adrenal Medula Adrenal (Adrenal medulla): sumber katekholamin epinefrin dan norepinefrin. Sel utamanya adalah sel kromafin (chromaffin cell). Medula secara sangat kaya diinervasi oleh serat-serat simpatetik preganglion, sesungguhnya medula adalah ekstensi dari sistem syaraf simpatis Korteks Adrenal (Adrenal cortex): mensekresi beberapa jenis hormon steroid (glukokortikoid, mineralokortikoid, dan sejumlah lainnya). Medula dan korteks adalah 2 organ endokrin yang berbeda secara fungsional, dan mempunyai asal embrional yang berbeda. Medula berasal dari ektoderm (neural crest), sementara korteks berkembang dari mesoderm. Pada beberapa spesies, misalnya amfibi dan ikan-ikan tertentu, korteks dan medula adrenal adalah 2 organ terpisah. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 86 Pengaturan Sekresi Hipotalamus Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 th Edition (2013) pp 385 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 87 Pada kelenjar hipofise, ACTH diproduksi dalam suatu proses yang juga menghasilkan beberapa hormon lain Lipotropin: Mempunyai efek lipolitik lemah, kepentingannya terutama sebagai prekursor bagi beta-endorphin. Beta-endorphin dan Met-enkephalin: Peptida opioid dengan efek penghilangan rasa sakit dan euforia Melanocyte-stimulating hormone (MSH): Mengatur pigmentasi melanin kulit pada kebanyakan vertebrata. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 88 Bagan Histologi Adrenal dan JALUR HIPOTALAMUS – PITUITARI – ADRENAL Aldosteron Kortisol Hormon seks dan anabolik Epinefrin dan norepinefrin 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 89 Kerja ACTH pada sel adrenal 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 90 Korteks Adrenal Korteks adrenal adalah pabrik bagi steroid-steroid adrenal. Paling tidak ada 2-3 lusin steroid-steroid berbeda yang disintesa dan disekresikan dari tenunan ini Kelas Steroid Representasi Efek MineraloAldosteron Homeostasis Kortikoid Na+,K+dan air 11/14/2015 Glukokortikoid Kortisol Homeostasis glucose Sex hormon Androgen Anabolik MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 91 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 92 Reseptor hormon adrenal Reseptor mineralokortikoid berikatan baik pada aldosteron dan kortisol dengan afinitas yang seimbang Pada sel-sel yang berespons terhadap aldosteron, kortisol secara efektif di hancurkan, menyebabkan aldosteron berikatan ke reseptornya tanpa persaingan Sel-sel target untuk aldosteron memiliki enzim 11-beta-hydroxysteroid dehydrogenase, yang tidak ada pengaruhnya terhadap aldosteron, tetapi mengkonversi kortisol ke kortison, yang hanya memiliki afinitas sangat rendah terhadap reseptor mineralokortikoid. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 93 Mineralokortikoid Pengaturan sekresi aldosteron Regulasi minerolokortikoid tidak diatur oleh hormon tropic (hipofise) tetapi oleh macula densa di tubulus distalis yang memonitor [Na+] di cairan tubulus Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 Edition (2013) pp 387 th 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 94 Aksi aldosteron pada tubulus ginjal Target utama aldosteron ialah tubulus distalis ginjal, dimana ia menstimulir pertukaran Na dan K Aldosteron menstimulir transkripsi gen yang mengkode sodiumpotassium ATPase, menuju ke peningkatan jumlah "sodium pumps" pada membran basolateral dari sel-sel epitel tubuler 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 95 Glukokortikoid Pada mamalia, glukokortikoid dengan aktivitas utama adalah kortisol, juga dikenal sebagai hidrokortison (hydrocortisone). Pada rodensia, kortikosteron adalah glukokortikoid utama Sering diresepkan karena sifat anti peradangan dan sifat imunosuppresifnya. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 96 Efek Fisiologis Glukokortikoid Efek terhadap metabolisme Stimulasi glukoneogenesis, terutama pada hati Mobilisasi asam amino dari tenunan ekstrahepatik: Ini berperan sebagai substrat untuk glukoneogenesis. Hambatan uptake glukose pada otot dan tenunan lemak: Suatu mekanisme untuk mengkonservasi glukose. Stimulasi pemecahan lemak pada tenunan lemak: produksi energi pada tenunan seperti otot, dan gliserol menyediakan substrat lain untuk glukoneogenesis. Efek terhadap inflamasi dan fungsi kekebalan Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals 13 th ed pp:635 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 97 Hypoadrenocortism (Addison disease) Defisiensi sekresi glukokortikoid dan mineralokortikoid • • • • • • weak pulse Bradycardia Prolonged capillary refill time severe mental slowness profound muscle weakness Electrolyte abnormalities consisting of severe hyponatremia and hypochloremia associated with hyperkalemia Dogs and cats with primary hypoadrenocorticism exhibit a subnormal response to corticotropin administration In the case of secondary hypoadrenocorticism, caused by a pituitary deficiency of corticotropin, the endogenous corticotropin concentrations are typically decreased (< 20 pg/mL). The response to exogenous corticotropin is diminished, but not as dramatically as for primary hypoadrenocorticism 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 98 Hyperadrenocortism (Conn’s syndrome) Oversekresi aldosterone Penyebab: tumor adrenal, hyperplasia adrenal electrolyte changes of hypokalemia (increased plasma K+), hypernatremia (elevated plasma Na+), and metabolic alkalosis (increased pH; opposite of Addison’s disease) In cats with bilateral adrenal hyperplasia, hypertension, blindness, and renal failure are more common than signs of hypokalemia Treatment of hyperaldosteronism consists of potassium supplementation (oral and intravenous), spironolactone, and calcium channel blockers for hypertension. Surgical removal of the adrenal tumor is usually curative. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 99 Medula Adrenal Medula adrenal ekuivalen dengan sel postganglionic saraf simpatis Epinefrin merupakan katekolamin utama yang disekresikan medulla adrenal Pengecualian pada ayam, lumba-lumba dan fetus norepinefrin lebih dominan dibanding epinefrin Sintesis epinefrin dan NE dipicu oleh pelepasan asetil kolin dari saraf preganglionik 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 100 Efek metabolik epinefrin Stimulasi lipolisis pada sel-sel lemak: ini menyediakan asamasam lemak untuk produksi energi pada banyak tenunan dan membantu konservasi cadangan-cadangan glukosa darah yang menurun Peningkatan laju metabolisme: konsumsi oksigen dan produksi panas meningkat di seluruh tubuh sebagai respons terhadap epinefrin. Hormonhormon Medula juga menyebabkan pemecahan glikogen pada otot skelet untuk menyediakan glukosa bagi produksi energi 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 101 Efek Fisiologis Hormon-hormon Medula Peningkatan laju dan kekuatan kontraksi otot jantung: terutama efek epinefrin bekerja melalui reseptor-reseptor beta Konstriksi pembuluh darah: NE, khususnya, menyebabkan vasokonstriksi yang meluas, berakibat peningkatan resistensi dan tentunya tekanan darah arteri Dilatasi bronkiol: membantu ventilasi pulmonal obat asthma Dilatasi pupil mata: terutama penting bila hewan berada dalam situasi terkepung oleh musuh-musuhnya, dalam keadaan cahaya yang kurang Inhibisi beberapa proses yang "non-essential": contoh adalah inhibisi sekresi gastrointestinal dan aktivitas motorik 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 102 Epinephrine (higher affinity than Norepinephrine) with β2 more metabolic effect Cause dilatation in blood vessel di heart and skeletal muscle Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 th Edition (2013) pp 392 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 103 Adrenergic receptors Norepinephrine (higher affinity than Epinephrine) 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 104 Respon terintegrasi stress 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 105 Pankreas Bagian endokrin pankreas terdiri dari banyak klaster kecil sel-sel yang disebut islets of Langerhans (islets). Manusia memiliki 1 juta islets. Histologis, islets tampak sebagai kelompok sel-sel yang relatif pucat dikelilingi oleh tenunan eksokrin yang berwarna lebih gelap (gambar kanan: 3 islets pada pankreas seekor kuda) 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 106 Pankreas Fungsi Endokrin dan Fungsi Nonendokrin Fungsi non-endokrin sebagai akibat aktivitas bagian eksokrin pankreas -> pencernaan Bagian endokrin pankreas terwujud dalam bentuk islets of Langerhans yang mengandung 4 jenis sel: ◦ Sel-sel beta (60%) hormon insulin ◦ Sel-sel alpha (25%) hormon glukagon ◦ Sel-sel D (10%) somatostatin ◦ Sel-sel F atau PP Pancreatic polypeptide (parakrin) Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) th Edition (2013) pp 392 107 Fungsi hormon pankreas : 1. Menyimpan glukosa dari makanan dalam bentuk glikogen dan lemak (insulin) 2. Menggerakan cadangan energi pada saat lapar / kerja / stress (glukagon) 3. Mempertahankan dan mengusahakan kadar glukosa darah tetap pada batas normal 4. Merangsang pertumbuhan 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 108 Insulin Insulin adalah pemain utama dalam kontrol metabolisme intermedier. Insulin mempunyai peranan menonjol dalam metabolisme karbohidrat dan metabolisme lemak, juga mempunyai pengaruh penting dalam metabolisme protein dan mineral. Menurunkan konsentrasi glukosa, asam lemak dan asam amino dalam darah konversi intraselular anabolisme Konsekwensinya adalah, gangguan-gangguan dalam keberadaan insulin menyebabkan efek yang luas dan merusak terhadap banyak organ dan tenunan. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 109 Ringkasan Kerja Hormon Pankreas Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals 13 th ed pp:642 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 110 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 111 Insulin dan Metabolisme Karbohidrat Glukosa dibebaskan dari karbohidrat makanan seperti tepung atau sukrosa, secara hidrolisis di dalam usus halus, dan kemudian diserap ke dalam darah Konsentrasi glukosa yang meningkat dalam darah menstimulir pelepasan insulin (umpan balik positif), dan insulin bekerja pada seluruh sel-sel tubuh untuk menstimulir uptake (kecuali di otak, hati, eritrosit dan leukosit), utilisasi, dan penyimpanan glukosa. Satu efek insulin yang sudah diketahui ialah menurunkan konsentrasi glukosa darah. Hal penting lain ialah begitu kadar glukosa darah menurun, sekresi insulin berhenti 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 112 Efek insulin terhadap metabolisme glukosa bervariasi tergantung pada tenunan targetnya. Insulin memfasilitasi masuknya glukosa ke dalam otot, tenunan lemak dan beberapa tenunan lain difusi yang difasilitasi hexose transporters Insulin menstimulir hati untuk menyimpan glukosa yang diserap usus dalam bentuk glikogen polimer tersimpan. Tanpa adanya insulin, sintesa glikogen di hati berhenti dan enzim-enzim yang bertanggung jawab dalam pemecahan glikogen, akan menjadi aktif. Pemecahan glikogen tidak hanya distimulir oleh ketiadaan insulin, tetapi juga oleh adanya glukagon, yang disekresikan bila kadar glukosa darah jatuh di bawah batas normal. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 113 Insulin dan Metabolisme Lemak Insulin mendorong sintesa asam-asam lemak pada hati. Insulin menstimulir sintesa glikogen di hati. Namun, ketika glikogen sudah terakumulasi banyak (sekitar 5% dari massa hati), maka sintesa berikutnya akan dihambat. Bila hati sudah jenuh (saturated) dengan glikogen, tambahan glukosa yang diambil oleh hepatocytes akan dialihkan ke jaras yang menuju sintesa asam-asam lemak Insulin menghambat pemecahan lemak pada adipose tissue dengan menghambat lipase intraseluler (yang meng-hidrolisa trigliserida untuk melepaskan asam-asam lemak). Insulin mempunyai efek pencadangan-lemak. Tidak hanya hampir semua sel didorong untuk mengoksidasi karbohidrat (bukan lemak), untuk energi, tetapi insulin juga secara tidak langsung menstimulir akumulasi lemak pada adipose tissue. Insulin juga meningkatkan aktivitas lipoprotein lipase di endothelium kapiler ekstrahepatik pergerakan asam lemak ke adiposa 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 114 Efek lain Insulin Selain efek insulin yang memaksa masuknya glukosa ke dalam sel, insulin juga menstimulir uptake asam-asam amino, yang menyumbang pada efek anabolik menyeluruh. Hal ini mengakibatkan gluconeogenesis dihambat karena jumlah asam amino menipis (habis untuk anabolisme) Ketika kadar insulin rendah, misalnya waktu berpuasa, keseimbangan didorong ke arah degradasi protein intraseluler Insulin juga meningkatkan permiabilitas banyak sel-sel terhadap ion-ion K, Mg, dan PO4. Efek terhadap K ini penting secara klinis. Insulin mengaktifkan sodium –potassium ATPases pada banyak sel-sel, menyebabkan aliran K masuk ke dalam sel-sel. Dalam keadaan tertentu, injeksi insulin dapat membunuh pasien karena kemampuannya untuk secara akut menekan konsentrasi K plasma 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 115 Reseptor insulin adalah suatu tyrosine kinase Perikatan insulin ke subunit alpha menyebabkan sub-unit beta memfosforilase dirinya sendiri (autophos-phorylation), sehingga mengaktifkan sifat katalitik reseptor. Reseptor yang diaktifkan ini kemudian memfosforilase sejumlah protein-protein intraseluler, yang lalu merubah aktivitasnya (merupakan respons biologiknya). 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 116 Glucagon Glucagon memiliki peran utama dalam mempertahankan konsentrasi normal glukosa dalam darah, dan sering digambarkan mempunyai efek berlawanan dengan insulin. Yakni, glukagon meningkatkan kadar glukosa darah Efek utama glukagon ialah menstimulir peningkatan konsentrasi glukosa dalam darah Glukagon menstimulir pemecahan glikogen yang tersimpan di hati Glukagon mengaktifkan hepatic gluconeogenesis 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 117 Kontrol Sekresi Glukagon Glucagon disekresikan sebagai respons terhadap hipoglikemia ( konsentrasi glukosa yang rendah dalam darah) Dua keadaan lain juga memicu sekresi glukagon: ◦ Peningkatan kadar asam-asam amino darah, seperti sehabis menyantap makanan yang tinggi proteinnya. Dalam hal ini, glukagon merubah asam-asam amino yang berlebih menjadi glukosa dengan cara meningkatkan glukoneogenesis ◦ Olah raga: dalam hal ini, tidak jelas apakah stimulus aktualnya adalah olah raga itu sendiri atau menurunnya kadar glukosa darah akibat olah raga tersebut Sekresi glukagon dihambat oleh kadar glukosa darah yang tinggi 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 118 Pankreas diinervasi oleh system saraf otonom (adrenergic dan kolinergik) Interaksi dengan reseptor α Sumber: Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology 5 th Edition (2013) pp 399 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 119 PENGARUH HORMON PANKREAS PADA METABOLISME GLUKOSA 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 120 HORMON PERTUMBUHAN (SOMATOTROPIN / GH) Dihasilkan oleh kelenjar hipofisa anterior dalam jumlah banyak sejak lahir sampai dengan akil balik. Pada saat akil balik, produksi menurun tetapi tidak berhenti sama sekali Merupakan hormon polipeptida 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 121 Efek Fisiologis Growth Hormone Efek langsung - hasil dari perikatan GH ke reseptornya pada sel-sel, misalnya sel-sel lemak (adipocytes) memiliki reseptor GH. GH menstimulir adipocyte untuk memecah trigliserida dan menghambat kemampuan sel-sel itu untuk mengambil dan meng-akumulasi lipida yang bersirkulasi Efek tidak langsung - dimediasi terutama oleh insulin-like growth factor-1 (IGF-1), suatu hormon yang disekresi oleh hati dan tenunan lain sebagai respons terhadap GH. Sebagian besar efek pertumbuhan GH sebenarnya disebabkan oleh IGF-1 yang bekerja terhadap sel-sel targetnya. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 122 Efek Fisiologis Growth Hormone Sumber: Duke’s Physiology of Domestic Animals 13 th ed pp:626 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 123 Efek Pertumbuhan Merangsang sel prekursor untuk berdiferensiasi dan merangsang sekresi IGF-1 yg merupakan faktor utama dalam pertumbuhan otot (akan menstimulasi mitosis, menstimulir uptake asam amino dan sintesa protein pada otot dan tenunan-tenunan) dan menstimulir proliferasi Chondrocytes (cartilage cells), sehingga menghasilkan pertumbuhan tulang. GH tidak mempunyai efek langsung terhadap pertumbuhan tulang dalam menstimulir diferensiasi chondrocytes 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 124 Efek Metabolik GH Metabolisme Protein: Pada umumnya, GH menstimulir anabolisme protein pada banyak tenunan. Efek ini meningkatkan uptake asam amino, meningkatkan sintesa protein dan menurunkan oksidasi protein. Metabolisme lemak: GH memperkuat utilisasi lemak dengan menstimulir pemecahan trigliserida dan oksidasi pada adipocytes. Metabolisme Karbohidrat : GH adalah satu dari sejumlah hormon yang mempertahankan kadar glukosa darah tetap dalam kisaran normal. GH sering disebut mempunyai aktivitas anti-insulin, karena GH menghambat kemampuan insulin untuk menstimulir uptake glukose pada tenunan perifer dan merangsang sintesa glukosa di hati. Agak paradoks, adalah pemberian GH menstimulir sekresi insulin, sehingga terjadi hiperinsulinemia. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 125 PENGATURAN SEKRESI GH 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 126 Growth hormone-releasing hormone (GHRH) adalah peptida hipotalamus yang menstimulir sintesa dan sekresi GH Somatostatin (SS) adalah suatu peptida yang diproduksi oleh beberapa tenunan dalam tubuh, termasuk hipotalamus. Somatostatin menghambat pelepasan GH sebagai response terhadap GHRH dan terhadap stimulator lain (misalnya konsentrasi glukosa darah yang rendah) Ghrelin adalah hormon peptida yang disekresikan dari lambung. Ghrelin berikatan dengan reseptor-reseptor pada sel-sel somatotroph dan potensial menstimulir sekresi GH Level IGF-1 yang tinggi dalam darah menyebabkan penurunan sekresi GH tidak saja secara langsung dengan menekan somatotroph, tetapi juga dengan menstimulir pelepasan somatostatin dari hipotalamus. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 127 Kontrol Terhadap Growth Hormone © Kenneth L. Campbell, 1997. All rights reserved. 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 128 AKSI GH 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 129 PENGATURAN INSULIN / GH 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 130 HORMON YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN HORMON AKSI UTAMA Hormon pertumbuhan • Stimulasi pertumbuhan post natal, merangsang sel untuk berdiferensiasi dan mensekresikan IGF yang menstimulasi mitosis • Stimulasi sintesa protein Insulin • Stimulasi pertumbuhan fetus • Stimulasi pertumbuhan postnatal dengan cara menstimulasi sekresi IGF-1 dan aktivasi IGF1 reseptor (?) • Stimulasi sintesa protein 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 131 HORMON AKSI UTAMA Hormon tiroid •Memudahkan hormon pertumbuhan bekerja •Merangsang perkembangan SSP Testosteron •Stimulasi pertumbuhan pada saat pubertas, dengan cara stimulasi sekresi hormon pertumbuhan •Perpanjangan tulang •Stimulasi sintesa protein Estrogen •Stimulasi pertumbuhan pada saat pubertas, dengan cara stimulasi sekresi hormon pertumbuhan •Perpanjangan tulang •Stimulasi sintesa protein 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 132 Hormon utama gastrointestinal 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 133 Hormon utama gastrointestinal 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 134 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 135 THE END 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 136 11/14/2015 MATERI AJAR FISIOLOGI VETERINER I (ENDOKRIN) 137
