Download - Faal Insulin
KELENJAR PANKREAS
ANATOMI
Kelenjar pankreas adalah oragan kelenjar yang mengeluarkan enzim pencernaan
(sekresi Iinternal)dan hormon (sekresi eksternal pada manusia, pankreas adalah organ
berwarna kekuningan. Kelenjar pankreas terletak dibawah perut dan terhubung ke usus di
duodenum.
Terletak melintang pada dinding dorsal abdomen di regio epigastrica dan hypocondria
sinistra. Berbentuk huruf “J” yang direbahkan, pada wanita beratnya ± 14,95-84,88 gr dan
pada pria ± 16,08-90,41 gr.
1.Kepala pankreas 2. Proses uncinate 3. Pankreas takik 4. Tubuh pankreas 5. Anterior permukaan 6. Inferior permukaan 7. Superior marjin 8. Anterior marjin 9. Inferior marjin 10. Omentum umbi 11. Ekor pankreas 12. Usus duabelas jari
Bagian-bagiannya pada pankreas :
1. Caput Pancreatis
Caput terletak didalam lengkungan duodnum stinggi vertebra L-II di sebelah kanan
garis tengah. Tempat pertemuan tepi kaudal dan tepi kiri pankras membentuk
penonjolan yang dinamakan proc. Uncinatus.
2. Collum Pancreatis
Panjang collum pankreas ini sekitar 2,5 cm yang bermula dari ventra lalu ke kiri dan
akhirnya bergabung dengan corpus pankreas.
3. Corpus Pancreatis
Corpus berbentuk limas dengan 3 permukaan, menyilang garis tengah setinggi L-I
pada planum transpyloricum. Pada corpus pankreas dapat dibedakan facies anterior,
facies posterior, facies inferior, margo superior, margo anterior, margo inferior.
Facies anterior agak cekung, tertutup oleh facies dorsalis ventriculi. Di tempat
pertemuaannya ddengan collum pankreatis terdapat penonjolan yang dinamakan tuber
omentale. Facies posterior mengarah ke dorsal sedangkan faciies inferior ke kaudal
agak ke ventral. Pada margo superior terdaoat alur yang ditempati A. Lienalis.
4. Cauda pancreatis
Adalah bagian sempit yang memanjang ke sebelah kiri dan berbatasan dengan lien
setinggi vertebra th-XII.
Saluran pankreas terdiri dari :
1. Duktus pancreaticus major wisungi
Bermula dari kiri ke kanan, didalam
parenchyma pankreas dan dibentuk
oleh persatuan saluran kecil yang
berasal dari lobuli pankreatis pada
kauda pankreatis. Duktus wisungi dan
saluran kecilnya erasal dari lobuli
pancreatici memberikan gambaran khas
yang mirip sehingga dinamakan haring
bone system.
Di daerah collum, ductus membelok ke arah kaudal dorsal kana dan berhubungan
dengan ductus choledochus yang terdapat disebelah kanannya. Lalu keduanya
membentuk ampulla hepato-pancreatica yang bermuara ke pars descendens duodeni ±
7,5-10 cm disebelah distal pylorus.
2. Duktus pancreaticus accesorius santorini
Merupakan saluran yang lebih kecil berasal dari bagian kaudal caput pankreas.
Pankreas merupakan kelenjar yang dibedakan atas :
1. Pars exotica pancreatis adalah bagian yang terbesar dan merupakan kelenjar tubulo-
aciner (glandula racemosa) yang tidak memiliki kapsul nyata.
2. Pars endocrina pancreatis adalah bagian yang dibentuk oleh oulau langerhans.
Persarafan pankreas disusun oleh saraf simpatis dan parasimpatis melalui coeliacus. Pankreas
menerima persarafan peraturan melalui hormon di dalam darah dan melalui sistem saraf
otonom. Kedua masukan mengatur aktivitas yang keluar dari pankreas.
Simpatik (adrenergik) Parasimpatis (muscarinic)
α2: penurunan sekresi dari sel beta, sekresi
meningkat dari sel alfa
M3 meningkatkan stimulasi dari sel alfa
dan sel beta
Sedangkan untuk vaskularisasi pankreas terdiri dari:
1. A.pancreatio-duodenalis superior
2. A.pancreatio-duodenalis inferior
3. Rr pancreatici a. Lienalis
HISTOLOGI
Di bawah mikroskop, bagian ternoda pankreas mengungkapkan dua jenis jaringan
parenkim. Kelompok ringan pewarnaan sel yang disebut pu lau Langerhans, yang
menghasilkan hormon yang mendasari fungsi endokrin dari pankreas. Darker pewarnaan sel
asinus bentuk terhubung ke saluran. Sel asinar pankreas milik eksokrin dan enzim pencernaan
mensekresikan ke dalam usus melalui sistem saluran.
Struktur Penampilan Fungsi
Pulau
Langerhans
Ringan pewarnaan, besar, bulat
cluster
Produksi dan sekresi hormon (pankreas
endokrin)
Pankreas
asinus
Darker pewarnaan, kecil, berry-
seperti cluster
Pencernaan produksi dan sekresi enzim
(pankreas eksokrin)
Pankreas manusia memiliki 1-2 juta pulau langerhans, setiap pulau berdiameter 0,3
milimeter dan tersusun mengelilingi pembuluh kapiler yang merupakan tempat penampungan
hormon yang disekresikan oleh sel-sel tersebut. Pulau langerhans memiliki tiga sel utama,
alfa, beta, delta. Beta mencakup 60% dari pulau langerhans dan menyekresikan insulin dan
amilin. Sel alfa mencakup 25% dan menyekresikan glukagon. Dan sel delta mencakup 10%
dan menyekresikan somatostatin. Selain itu, paling sedikit terdapat satu jenis sek lain yang
disebut sel PP, terdapat dalam jumlah kecil di pulau langerhans dan fungsinya belum
diketahui pasti yaitu polipeptida pankrea s.
FISIOLOGI
Pankreas adalah kelenjar dual-fungsi, memiliki fitur dari kedua kelenjar endokrin dan
eksokrin.
1. Kelenjar endokrin
Bagian dari pankreas dengan fungsi endokrin terdiri dari sekitar satu juta kelompok sel yang
disebut pulau Langerhans. Ada empat jenis sel utama dalam pulau. Mereka relatif sulit untuk
membedakan menggunakan teknik pewarnaan standar, tetapi mereka dapat diklasifikasikan
oleh sekresi mereka: sel α glukagon rahasia, sel-sel β insulin rahasia, δ sel mensekresikan
somatostatin, dan PP sel pankreas mensekresi polipeptida.
Para pulau adalah koleksi kompak sel endokrin diatur dalam cluster dan tali dan saling silang
oleh jaringan padat kapiler. Kapiler dari pulau yang dibatasi oleh lapisan sel-sel endokrin
dalam kontak langsung dengan kapal, dan sel-sel endokrin yang paling berada dalam kontak
langsung dengan pembuluh darah, dengan baik proses sitoplasma atau dengan aposisi
langsung. Menurut volume''Body,''oleh Alan E. Nourse, pulau yang "sibuk manufaktur
hormon mereka dan umumnya mengabaikan sel pankreas di sekitar mereka, seolah-olah
mereka terletak di beberapa bagian yang sama sekali berbeda dari tubuh."
2. Kelnjar eksokrin
Berbeda dengan pankreas endokrin, yang mengeluarkan hormon ke dalam darah, pankreas
eksokrin memproduksi enzim pencernaan dan cairan alkali (disebut sebagai jus pankreas),
dan mengeluarkan mereka ke dalam usus kecil melalui sistem saluran eksokrin dalam
menanggapi kecil usus hormon secretin dan cholecystokinin. Enzim pencernaan tripsin
termasuk, chymotrypsin, lipase pankreas, dan amilase pankreas, dan diproduksi dan
disekresikan oleh sel-sel asinar dari pankreas eksokrin. Spesifik sel yang melapisi saluran
pankreas, yang disebut sel centroacinar, mengeluarkan solusi-bikarbonat dan garam-kaya ke
dalam usus kecil.
Penyakit pankreas
Karena pankreas adalah depo penyimpanan enzim pencernaan, luka pada pankreas berpotensi
sangat berbahaya. Sebuah tusukan dari pankreas biasanya membutuhkan intervensi medis
yang segera dan berpengalaman.
EMBRIOLGI
Bermula dari dorsal dan ventral tunas. Selama pematangan tunas ventral membalik ke
sisi lain dari tabung usus (panah) di mana biasanya sekering dengan lobus dorsal. Sebuah
ventral lobus tambahan yang biasanya mengalami kemunduran selama pengembangan
dihilangkan.
Pankreas bentuk dari foregut embrio dan karena itu asal endodermal. Pengembangan
pankreas dimulai pembentukan anlage ventral dan dorsal (atau kuncup). Setiap struktur
berkomunikasi dengan foregut melalui suatu saluran. Tunas pankreas ventral menjadi kepala
dan proses uncinate, dan berasal dari divertikulum hati.
Diferensial rotasi dan fusi dari hasil pankreas tunas ventral dan dorsal dalam
pembentukan pankreas definitif. Sebagai duodenum berputar ke kanan, ia membawa dengan
itu kuncup pankreas ventral dan saluran empedu umum. Setelah mencapai tujuan akhir,
sekering pankreas ventral kuncup dengan kuncup pankreas dorsal jauh lebih besar. Pada titik
fusi, saluran utama sekering kuncup pankreas ventral dan dorsal, membentuk duktus
Wirsung, saluran pankreas utama.
Diferensiasi sel dari hasil pankreas melalui dua jalur yang berbeda, sesuai dengan
fungsi endokrin dan eksokrin ganda pankreas. Dalam sel-sel progenitor dari pankreas
eksokrin, molekul penting yang menginduksi diferensiasi termasuk follistatin, faktor
pertumbuhan fibroblast, dan aktivasi sistem reseptor Notch.
Dalam teleosts, dan beberapa spesies lain (seperti kelinci), tidak ada pankreas diskrit
sama sekali, dengan jaringan pankreas didistribusikan difus di seluruh mesenterium dan
bahkan di dalam organ terdekat lain, seperti hati atau limpa. Dalam beberapa spesies teleost,
jaringan endokrin telah melebur untuk membentuk sebuah kelenjar yang berbeda dalam
rongga perut, tapi selain itu didistribusikan antara komponen eksokrin. Pengaturan yang
paling primitif, bagaimanapun, tampaknya bahwa lamprey dan lungfish, di mana jaringan
pankreas ditemukan sebagai jumlah bintil diskrit dalam dinding usus itu sendiri, dengan porsi
eksokrin yang sedikit berbeda dari struktur kelenjar lain dari usus .
INSULIN
Insulin merupakan protein kecil, insulin manusia mempunyai berat moleul sebesar
5808. Insulin terdiri dari dua rantai asam amino yang dihubungkan oleh ikatan disulfida. Bila
kedua rantai asam amino dipisahkan, aktivitas fungsional molekul insulin akan hilang.
1. Sintesis
Sintesis insulin terjadi di sel betadengan cara yang sama dengan sintesis protein.
RNA : Translasi RNA oleh ribosom yang melakat pada RE
Pra-prohormon : Memliki berat molekul ± 11.500
Pra-prohormon selanjutnya akan dipecah di RE
Proinsulin : berat moekul ± 9000, selanjutnya proinsulin akan terbelah di
aparatus golgi untuk membentuk insulin dan fragmen peptida
sebelum terbungkus dalam granula sekretorik.
1/6 (off) insulin : ± 1/6 hasilnya akan tetap dalam bentuk proinsulin tanpa
aktivitas insulin.
Sekresi : sekresi dalam darah, hampir seluruhnya insulin dalam bentuk
tidak terikat ada protein. T ½ : 6 menit
Namun, untuk insulin yang berikatan dengan reseptor sel,
maka insulin tersebut akan didegredasi oleh enzim insulinase
di hati dan sebgaian kecil di ginjal dan otot.
2. Mekanisme Kerja Insulin
Reseptor insulin merupakan suatu reseptor terkait enzim.
Terikatnya insulin pada subunit α
Subunit β autofosforilasi
Autofosforilasi menyebabkan
tirosin kinase aktif
Fosforilasi enzim intrasel
Termasuk enzim
substrat receptor insulin nonaktifkan enzim lain dengan
ekspresi IRS tujuan efek insulin berkuasa
(IRS-1, IRS-2, IRS-3)
diberbagai jaringan
insulin memimpin proses metabolisme KH, lemak, dan protein.
Glukosa darah ↑
3. Mekanisme Sekresi Insulin
Ketika glukosa darah mengalami kenaikan, dan darah mengalirkan ke sel β makan GLUT-2
yang berada dipermukaan sel akan langsung terbuka dan memasukan glukosa ke dalam sel.
Di dalam sel glukosa mengalami fosforilasi dengan fasilitas dari glukokinase menjadi
glukosa-6-P. Langkah glikolisis ini merupakan penentu kecepatan metabolisme glukosa di sel
β dan sebagai mekanisme mendeteksi kadar glukosa darah, sehingga sel β akan
menyesuaikan sekresi insulin. Dari oksidasi tersebut akan terjadi pembentukan ATP. ATP
yang dihasilkan ini akan bekerha menghambat kanal kalium peka-ATP.
Penutupan kanal ini kan mendepolarisasikan membran sel sehingga terbukanya kanal natruim
voltase, yang sensitif terhadap perubahan volt membran. Keaadaan ini akan membuat aliran
masuk kalsium dan akhirnya terjadi sekresi dengan cara eksositosis.
Faktor-faktor yang merangsang insulin
1) Asam amino
Asam amino tertentu dapat di metabolisme oleh sel beta untuk meningkatkan akadar
ATP intrasel dan merangsang sekresi. Disamping itu insulin selanjutnya
meningkatkan pengangkutan asam amino ke dalam sel-sel sehingga meningkatkan
protein intrasel.
2) Hormon gastrointestinal
Gastrin, sekretin, kolesitokinin, gastric inhibitory peptide akan meningkatkan sekresi
insulin dalam jumlah yang cukup banyak. Hormon ini akan dilepaskan ketika
seseorang selesai makan, selanjutnya hormon ini akan mengantisipasi insulin agar
segera dilepaskan supaya karbohidrat dan asam amino dapat dimetabolisme sel.
3) Hormon lain
Somatostatin dan norepinefrin akan menghambat eksositosis insulin. Sedangkan,
glukagon, GH, kortisol, progesteron, esterogen dapat meningkatkan rangsangan
sekresi dan jika hormon ini dalam jumlah yang besar akan berakibat taerjadi
kejenuhan dan kelelahan sel β, malah akan berakibat resiko tinggi diabetes.
TRANSPORTER GLUKOSA (GLUT)
Membran sel impermeable terhadap molekul hidrofilik sepeti glukosa , sehingga setiap
sel membutuhkan protein pembawa untuk mentransport glukosa memasuki sitosol memasuki
melewati lipid bilayer.
1. Intestine dan ginjal memiliki energy Na+ glucose transport.
2. Sel sel tubuh lain memiliki non-energy dependent transporter yang memfasilitasi
difusi glukosa dari konsentrasi tinggi ke yang rendah melewati sel membrane.
Terdapat 13 GLUT . tetapi 4 yang memiliki afinitasnya yang berbeda untuk glukosa
dan ekspresi yang berbeda beda. Adapun tipe GLUT :
1. GLUT 1
- Ada di semua jaringan tubuh manusia.
- Untuk memediasi basal glucose uptake, karena afinitasnya terhadap glukosa yang
sangat tinggi. Oleh sebab itu, maka dapat mentransport gukosa di konsentrasi
yang sangat rendah yang ada di bagian basal.
- Sehinnga, GLUT 1 sangat penting untuk otak (BBB) agar mencukupi kadar
glukosa di CNS.
2. GLUT 2
- Afinitasnya terhadap glukosa sangat rendah.
- Sehingga, sebagai transporter glukosa plasma tinggi.
- Major transporter glucose di hepar, intestine, dan renal tubular cell
- Difusi gukosa di sel ini meningkat saat level glukosa meningkat.
- Afinitas endah terhadap glukosa mengurangi uptake oleh hepatic saat fasting /
basal state.
3. GLUT 3
- Terdapat di semua jaringan tubuh manusia.
- Major glucose transporter di permukaan neuronal.
- Afinitas terhadap glukosanya sangat tinggi sehingga dapat mentransfer glukosa ke
sel neuron.
4. GLUT 4
- Ditemukan di 2 target insulin major ; skeletal muscle dan jaringan adipose.
- Berada dalam compartment ntrasel, berfungsi sebagai transporter setelah ada
sinyal dari insulin yaitu IP3 berefek pada translokasi GLUT 4 ke membrane sel.
Fungsi utama insulin: meningkatkan penyimpanan nutrisi.
a. Efek Paracrine
1) Efek parakrin sel B dan sel D terhadap sel A
Sekresi insulin dari sel B menurunkan sekresi glukagon dari sel A melalui efek
parakrin
Stimuli yang memprovokasi pelepasan insulin juga merangsang pelepasan
somatostatin dari sel D, sekresi somatostatin selanjutnya menginhibisi sekresi
glukagon.
2) Glukosa menstimulasi sel B dan sel D. Sekresi dari sel B dan sel D menginhibisi
sekresi sel A.
b. Efek Endocrine
1) Liver
a) Insulin meningkatkan anabolisme
↑↑ penyimpanan glukosa dengan sintesis glikogen (glikogenesis) hingga 100
– 110 gr (= 440 kcal energi)
↑↑ sintesis triacylglycerol (TAG)/ lipogenesis dan protein serta
pembentukan VLDL.
b) Insulin menginhibisi katabolisme dengan menginhibisi:
glikogenolisis
glukoneogenesis
ketogenesis
2) Otot
a) ↑↑ sintesis protein dengan ↑↑ transport AA & ↑↑ ribosomal protein synthesis.
b) ↑↑ sintesis glikogen (glikogenesis) untuk menggantikan cadangan glikogen otot
yang telah digunakan untuk aktivitas otot dengan:
↑↑ transport glukosa kedalam sel otot
↑↑ aktivitas glycogen synthase
Inhibisi aktivitas glycogen phosphorylase
Glikogen dapat disimpan di otot hingga 500 – 600 gr. Glikogen di otot tidak dapat
digunakan sebagai sumber glukosa darah karena otot tidak memiliki enzim
glucose 6-phosphatase untuk merubah glucose 6-phosphate menjadi glucose.
3) Jaringan Adiposa
↑↑ penyimpanan TAG setara dengan 100.000 kcal energi pada manusia 70 kg.
Mekanismenya:
↑↑ produksi lipoprotein lipase pada sel endotel jaringan adipose dan vascular
oleh insulin untuk hidrolisasi lipoprotein menjadi TAG.
↑↑ transport glukosa ke jaringan adipose dengan ↑↑ α-glycerol phosphate untuk
esterifikasi fatty acid menjadi TAG
Inhibisi lipolisis TAG dengan inhibisi intracellular lipase (hormone sensitive
lipase)
GLUKAGON
1. Biokimia
Pancreatic glukagon berasal dari derivate dari proglukagon peptide besar yang
dikode oleh gen proglukagon yang terdapat di human chromosome nomer 2. Glukagon
merupakan 29 asam amino polipeptide hormone yang disekresikan oleh sel-sel α Islet of
Langerhans,dimana berperan penting dalam regulasi homeostasis nutrient. Tissue specific
secretory memproduksi proglukagon yang terdiri dari glukagon, GLP 1, GLP 2,
oxyntomodulin dan glicentin-related polypeptide. Kombinasi antara glukagon dengan
glicentin-related polypeptide akan membentuk hormon glisentin(69 asam amino) yang
disekresikan utama oleh intestine. GLP 1 berperan dalam stimulasi insulin sedangkan
glukagon menghasilkan efek yang antagonis dengan insulin. Pada orang sehat kadar rata-
rata glukagon imunoreaktif plasma puasa adalah sekitar 75 pg/mL, dimana kandungan
glukagon pankreasnya sekitar 30-40%. Waktu paruh glukagon pankreas dalam sirkulasi
adalah 3-5 menit.
2. Sintesis
Proglukagon
↓
Diproses secara proteolitik
↓
Glukagon
Proglukagon diexpresikan tidak hanya di pankreas, tapi juga di jaringan lain seperti
sel enteroendocrine di dalam intestinal tract dan di otak. GLP-1 dihasilkan di intestine
sebagai respon terhadap tingginya kadar konsentrasi glukosa di dalam lumen intestinal,
dengan meningkatkan pelepasan insulin.
3. Regulasi pelepasan glukagon
Mekanisme regulasi dan stimulus secretion coupling dari pelepasan glukagon tidak
banyak diketahui. Namun pelepasan glukagon diinhibisi oleh keadaan hiperglikemia, dan
somatostatin pankreas. Sedangkan pelepasan glukagon distimulasi oleh keadaan
hipoglikemia, epinefrin (melalui mekanisme aβ2-adrenergic), hormon saluran cerna
seperti kolesistokinin, katekolamin, gastrin dan polipeptide penghambat lambung (GIP),
glukokortikoid, dan parasimpatetik vagal.
4. Mekanisme aksi dari glukagon
Glukagon berikatan dengan Gαs protein
coupled reseptor
↓
Terbentuk glukagon binding (komplex glukagon reseptor)
↓
Yang berperan pada :
- Aktivasi adenylate cyclase dan menghasilkan akumulasi intraselullar dari cAMP
- Memobilisasi Ca2+ intraselullar
- Mengaktifkan protein kinase
- Fosforilase effector protein
↓
Komplex glukagon reseptor mengalami
endositosis ke dalam intraselullar vesicle
↓
Glukagon di degradasi
Reseptor glukagon diexpresikan di liver, sel β pancreatic, ginjal, jaringan adipose,
jantung, jaringan vaskular, sama seperti pada bagian otak, stomach dan kelenjar adrenal.
5. Efek glukagon terhadap organ target
Glukagon utama bekerja di liver dan jaringan adipose, glukagon ini berfungsi
untuk meningkatkan konsentrasi glukosa dalam plasma melalui glukoneogenesis dan
glikogenolisis.
o Glukagon bekerja di liver dengan menstimulasi expresi enzim-enzim yang
berperan dalam proses glukoneogenesis dan glikogenolisis sehingga hepatic
glucose output meningkat. (gambar 1.1 dan 1.2)
o Glukagon bekerja di jaringan adipose :
Glukagon berikatan dengan Gαs protein
coupled reseptor
↓
Mengaktivasi protein kinase A
↓
Terjadi fosforilasi
↓
Hormon sensitive lipase teraktivasi
↓
Trigliserid lipase Diacylglycerol
Free fatty acid
Diacylglycerol free fatty acid
↓ ↓
Dalam bentuk gycerol mengalami β-oxydasi
masuk ke dalam sirkulasi dan dikonversi
↓ ↓
Digunakan pada proses glukoneogenesis keton bodies
atau reesterifikasi
Efek Insulin dan Glukagon terhadap Organ Target
Insulin bekerja dengan menstimulus enzim-enzim yang berfungsi untuk proses
glikolisis yaitu hormon :
Glucokinase
Phosphofructokinase
Piruvate kinase
Glukagon bekerja menstimulus enzim-enzim yang berfungsi pada proses
gluconeogenesis :
Glucose 6-phosphosphatase
Fructose 1,6 bisphosphatase
Phosphoenolpyruvate-carboxykinase
Daftar pustaka
Guyton, Hall. Text book of Medical physicology. 11th ed. WBs saunders; 2005.
http://www.news-medical.net/health/What-Does-The-Pancreas-Do-(Indonesian).aspx
http://kids.britannica.com/comptons/art-109607/The-pancreas-is-composed-of-two-main-
types-of-tissue