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