biokimia hormon
TRANSCRIPT
BiOkiMiA HoRmoNBy:
Elni Sumarni
SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN KOTA SUKABUMI
Program Study S1 Keperawatan
https://stikeskotasukabumi.wordpress.com
Pengertian Hormon
Kata hormone berasal dari bahasa yunaniyang berarti “menimbulkan ataumembangkitkan”.
Hormone adalah suatu zat kimia yang bertugas sebagai pembawa pesan (chemical messenger)
Hormon terdapat dengan konsentrasi sangatrendah dalam cairan ekstrasel, 10-15 – 10-9
Hormon disekresi oleh jaringan-jaringantertentu kedalam darah. Dan berlaku sebagaipengatur kegiatan jaringan tertentu.
Endokrinologi merupakan suatu cabangilmu biokimia medis yang mempelajarihormone dan aktivitasnya.
Sekresi Hormonal
1. hormon disintesis dalam suatu jaringandiangkut oleh sistem sirkulasi untukbekerja pada organ lain disebut sebagaifungsi Endokrin
2. hormon yang bertindak setempat disekitar mana mereka dilepaskan tanpamelalui sirkulasi dalam plasma di sebutsebagai fungsi Parakrin
3. Hormon juga dapat bekerja pada seldimana dia disintesa disebut sebagaifungsi Autokrin.
Reseptor Hormon
Reseptor Hormon: Molekul pengenalspesifik dari sel tempat hormon berikatansebelum memulai efek biologiknya
Umumnya pengikatan Hormon Reseptor inibersifat reversibel dan nonkovalen
Reseptor hormon bisa terdapat padapermukaan sel (membran plasma) ataupun intraselluler.
Interaksi hormon dengan reseptorpermukaan sel akan memberikan sinyalpembentukan senyawa yang disebut sebagaisecond messenger (hormon sendiridianggap sebagai first messenger)
Struktur Reseptor Hormon
Setiap reseptor hormon mempunyai sedikitnya dua daerahdomain 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 beberapadomain 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 atastranslokasi reseptor dari sitoplasma ke nukleus
5. Regio yang mengikat protein renjatan panas tanpa adanyaligand
Klasifikasi hormon berdasarkan
senyawa kimia pembentuknya
1. Golongan Steroid→turunan darikolestrerol
2. Golongan Eikosanoid yaitu dari asamarachidonat
3. Golongan derivat Asam Amino dengan molekul yang kecil→Thyroid,Katekolamin
4. GolonganPolipeptida/Protein→Insulin,Glukagon,GH,TSH
Berdasarkan sifat kelarutan molekul
hormon
1. Lipofilik : kelompok hormon yang dapatlarut dalam lemak
2. Hidrofilik : kelompok hormon yang dapatlarut dalam air
Berdasarkan lokasi reseptor hormon
1.Hormon yang berikatan dengan hormondengan reseptor intraseluler
2.Hormon yang berikatan dengan reseptorpermukaan sel (plasma membran)
Fungsi hormon
mengatur beberapa asfek
metabolisme
mengatur pertimbuhan sel dan
jaringan, denyut jantung, tekanan
darah, fungsi ginjal,
pergerakan saluran gastrointestinal
sekresi enzim-enzim pencernaan,
laktasi dan system reproduksi.
Kerja Hormon
Pada tingkat sel dimulai dengan pengikatan hormondengan reseptor spesifiknya, yang terletak padapermukaan sel atau didalam sitosol sel target.
Reseptor adalah molekul pengenal yang terikat pada sel
Reseptor tersebut mempunyai kekhasan dan afinitaskuat bagi molekul hormonnya.
Reseptor untuk hormon- hormon peptide dan aminayang larut dalam air tidak segera menembus membranesel, terletak pada permukaan luas sel target.
Saat Reseptor hormone berada didalam sel targetditempati oleh molekul hormone, reseptor tersebutmenjalani perubahan yang khas membentuk ataumembebaskan molekul pembawa pesan intraseluler,biasa disebut sebagai pembawa pesan kedua (secondmessenger).
Pembawa pesan ini meneruskan isyarat dari resptorhormone ke beberapa system enzim atau molekul didalam sel yang membawa perintah-perintah yangberasal dari hormone.
Pembawa pesan intraseluler dapat mengatur reaksienzim yang khas atau menyebabkan gen atauserangkaian gen yang tidak aktif menjadi tereksrpresi.
Hormon Hipofise dan
Hipotalamus Hormon-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 anterior
Hipofise anterior menghasilkan hormon-hormon trofik dan tropin, yang mempunyaiafinitas terhadap tingkat kelenjar endokrinyang berikutnya dan merangsang kelenjar ini.
Kortikotropin merangsang korteks adrenal dantirotrofin merangsang kelenjar tiroid untukmengsekresi tiroksin dan triidotironin.
Hormone hipifise anterior berada dibawahkendali hormon-hormon hipotalamus,mensekresikan sejumlah hormone yangmengatur pertumbuhan dan fungsi berbagaikelenjar endokrin atau mempengaruhi reaksimetabolic dalam jaringan sasaran lainnya.
Hormon hipofese anterior
dikelompokan menjadi
1. hormon pertumbuhan (GH),
prolaktin, korionik somatomamotrofin
2. hormon glikoprotein
3. hormon pro-opiomelanokortin
Hormon Pertumbuhan (GH)
Sintesis dan struktur
- GH di sintesis di dalam somatotrop, subklompok sel
asidofilik hipofisis, konsentrasi GH dalam hifofisis
515mg/g
- GH merupakan polipeptida tunggal dengan BM 22.000
pada mamalia.
- Pada manusia struktur GH terdiri dari 191-asam amino
NH2
COOH191150
50
100
Reseptor GH
- Merupakan 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 struktur
- Prolaktin disekresi oleh laktotrop merupakan sel
asidofilik pada hipofisis anterior
- Merupakan hormon protein dengan BM 23.000
- Jumlah sel dan ukurannya akan meningkat secara
selama kehamilan
COOH
NH2
50
198
150
100
1
Reseptor
- Mempunyai ukuran yang sama dengan ukuran
reseptor GH
- Mempunyai domain perentang membran
tunggal dan memberi sinyal lewat lintasan yang
serupa dengan GH
KerJa fisiologi dan Biokimia :
- Terlibat proses mengawali dan
mempertahankan laktasi pada mamalia.
- Kadar fisisologi bekerja pada jaringan payudara
yang didukung hormon seks wanita
Patofisiologi Prolaktin :
- PRL yang berlebih menyebabkan
1. ginekomastia (perbersaranpayudara)
2. impotensi
Hormon glikoprotein
Merupakan 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 α danß yang
dihubungkan lewat ikatan nonkovalen
Hormon gonadotropin (FSH, LH, dan hGC) bertanggung jawab terhadap proses gametogenesis dan steroidogenesis dalam kelenjar gonand dengan BM 25.000.
Hipofise posterior
Hipofise 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.
Vasopresin
Vasopresin 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-NH2
arginin Vasopresin
Cys-Tyr-Phe-Gin-Asn-Cys-Pro-Lys-Gly-NH2
Lisin Vasopresin
Fungsi fisiologinya, meningkatkan
tekanan darah dan meningkatkan
penyerapan kembali (reabsorpsi) air
didalam ginjal.
Kekurangan sekresi vasopressin
mengakibatkan diabetes insipidus.
Oksitosin
Oksitosin mempunyai BM 21.000
Cys-Tyr-Ile-Gin-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH2
Oksitosin 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).
Hormon Tiroid
Kelenjar 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.
Sintesis
Sintesis 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 tiroid
Reseptor 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 terlaluberlebih, individu penderita tiroid menunjukan LBM yangmeningkat.
Mereka membakar zat makanan pada laju yang lebihtinggi dan menghasilkan lebih banyak panas tubuh dancenderung hiperaktif.
- Keadaan defisiensi sekresi hormone tiroid,hipotiroidisme, ditandai dengan menurunnya lajumetabolisme dasar.
Penderita ini membakar bahan bakarnya lebih lambat,menghasilkan laju produksi panas yang lebih rendahdan cenderung menjadi malas/lamban, hal inimengakibatkan kegagalan pertumbuhan dan redatasimental.
Hormone yang mengatur
metabolisme kalsium Kalsium dalam tubuh berada dalam didalam tulang
yang bersama-sama dengan fosfat membentukkristal hidroksiapatit. Dan dalam plasma berupakalsium cairan ekstraseluler (ECF).
Kalsium plasma terdapat dalam tiga bentuk :1. Bentuk senyawa komplek dengan asam-asamorganic. Sekitar 6% dari total kalsium membentukkompleks dengan sitrat, fosfat dan anion lainnya.2. Bentuk terikat protein. Kalsium berikatan denganprotein terutama terikat dengan albumin.3. Bentuk terionisasi. Kalsium dalam bentukterionisasi (Ca2+), yang dipertahankan padakonsentrasi antara 1,1 dan 1,3 mmol/L.
Fungsi Ion kalsium
- Mengatur proses eksitabilitas nenromoskular
- Koagulasi darah
- Posses-proses sekresi
- Integritas membran serta pengangkutan membran plasma
- Reaksi enzimatis
- Pelepasan hormon dan kerja intrasel sejumlah hormon
Hormon utama yang terlibat dalam proses homeostasiskalsium ada dua yaitu:
- hormone paratiroid (PTH)
- hormone kalistriol
PTH PTH dengan BM 9500, tidak mengandung molekul
karbohidrat maupun yang terikat secara kovalen lainnya.Aktivitas biologisnya yang penuh terletak dalam ujungsepertiga terminal-N molekul tersebut.
PTH disintesis sebagai molekul prekusor dengan 115-asam amino. Pekusor dekat PTH adalah proPTH yangmempunyai tonjolan pada heksapeptida yang bersifatkatalis pada ujung terminal-N.
produk gen primer dan prekusor dekat bagi proPTHadalah preproPTH. preproPTH
Mekanisme kerja PTH melibatkan membrane reseptor,interaksi hormone reseptor akan mencetuskanserangkaian proses yang khas : aktivasi adenitat –peningkatan cAMP intrasel – peningkatan kadar kalsiumintrasel – foforilasi protein spesifik intra sel oleh enzimkinase – aktivitas enzim atau protein intrasel yangmenjadi perantara kerja PTH.
kalsitriol
Kalstriol 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 ekstrasel
Sintesis
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. Kulit
2. Hati
3. Ginjal-25OH-D3
4. Jaringan lain
patofisiologis
Hipoparatiroidisme 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 tulang
Hormon korteks adrenal Hormon 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.
glukokortikoid
Glukokortikoid 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).
Mineralokortikoid
Mineralokortikoid muerupakan steroid 21-karbon,yang berfungsi mendorong penahanan Na+ danpelepasan K+ oleh ginjal, melalui kegiatan inihormon-hormon tersebut mempertahankankeseimbangann air dan garam di dalam tubuh.
Kortikosteroid utama dari kelompok ini adalahaldosteron. Hormone ini menunjukan kegiatan-kegiatan glukokortikoid.
Aldosteron disintesis mengikuti lintasanminerallokortikoid dan terjadi didalam zonaglomerulosa. Pregnelon diubah menjadiprogesterone, isomerasi progesterone mengalamihidroksilasi menghasilkan kortikostron yangmempunyai aktivitas glukokortikoid dan merupakanmineralokortikoid lemah.
Androgen
Androgen, 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.
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 insulin
Defisiensi insulin dan
kelebihan glukagon
Berkuranya
pengembalian
glukosa
Peningkatan
katabolisme
protein
Peningkatan
lipolisis
Hiperglikemia,
glukosuria,
diuresis osmotik,
deplesi elektrolit
Peingkatan
produksi
glikosa
Peningkatan asam
amino plasma,
kehilangan nitrogen
di dalam urine
Peningkatan asam
lemak bebas plasma,
ketogenesis,
ketonuria,ketonemia
Dehidrasi, asidosis
Glukagon 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 10
NH2-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-COOH
Glukagon 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.
somatostatin
Somatostatin 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.
Struktur1 10
NH2-Ala-Gly-Cys-Lys-Asn-Phe-Trp-Lys-Thr-
11
Phe-Thr-Ser-Cys-COOH
Somatistatin 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 pankreas
Polipeptida 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.