Modul Hormon

  • View
    48

  • Download
    18

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Modul Hormon

Text of Modul Hormon

MODUL PEMBELAJARAN BLOK SISTEM TUBUH II:

BIOKIMIA HORMONOleh:

Dr. I Dewa Ayu Susilawati, drg. M. Kes

FAKULTAS KEDOKTERAN GIGI

UNIVERSITAS JEMBER

2014

Panduan belajar1. Capaian PembelajaranCapaian pembelajaran, memahami klasifikasi, mekanisme kerja, jenis dan fungsi hormon endokrin dan hormon lokal, sebagai dasar untuk melakukan diagnosis, prognosis, rencana perawatan dan terapi pada kasus-kasus medik dental2. Kompetensi penunjang

a. Memahami klasifikasi hormon

b. Memahami mekanisme kerja kelompok hormon lipid

c. Memahami mekanisme kerja kelompok hormone peptidad. Memahami jenis dan fungsi hormone-hormon endokrin

e. Memahami jenis dan fungsi hormone-hormon lokalf. Menggunakan pemahaman tentang hormone untuk melakukan diagnosis, prognosis, rencana perawatan dan terapi pada kasus-kasus medik dental

3. Kata-kata sulit a.Hormonl.First messenger

b.Lipofilikm.Second messenger

cHidrofilikn.Autokoid

dTransduksi signalo.Neurotransmiter

e.Sel targetp.Sitokin

f.Respons fisiologik

g.Endokrin

h.Parakrin

i.Autokrin

j.Juxtakrin

k.Reseptor

3. Pemetaan

1. PendahuluanSistem endokrin bekerja secara paralel dengan sistem saraf untuk mengontrol dan mengintegrasikan berbagai fungsi jaringan dan organ, juga fungsi pertumbuhan, maturasi dan homeostasis. Sistem saraf berkoordinasi secara cepat dan tepat merespons stimuli menggunakan potensial aksi. Sistem hormon mmemelihara homeostasis dan kontrol dalam waktu yang lama menggunakan signal khemikal. 2. Pengertian

Hormon merupakan molekul signal yang berperan mengkoordinasikan proses-proses selular. Pada organism multiselular, koordinasi berbagai fungsi organ dimungkinkan karena sel-sel mengembangkan sistem komunikasi khemikal. Sel-sel dapat saling berkomunikasi dengan mengirimkan signal kimia, yaitu berupa molekul-molekul yang diekskresikan oleh suatu sel yang kemudian terikat pada reseptor membran plasma atau dalam sitoplasma sel target. Selanjutnya reseptor berperan dalam produksi signal intrasel (second messenger) untuk membangkitkan respons fisiologikal pada sel target. Jadi pada sistem signaling khemikal paling tidak melibatkan dua komponen yaitu, 1) molekul-molekul signal (hormon) juga disebut ekstraselular signal (first messenger), 2) reseptor, biasanya berada pada membrane atau sitoplasma sel target

Istilah hormone dulunya hanya merujuk pada hormone endokrin, tetapi kini pengertian hormone juga digunakan untuk hormon-hormon lokal seperti parakrin, autokrin dan juxtakrin. Endokrin merujuk pada molekul kimia yang disekresi ke dalam darah dan sel targetnya terletak jauh dari sel sekretori. Hormone parakrin memiliki target sel di sekitar sel sekretori, beberapa sitokin dan neurotransmitter berefek parakrin. Hormon autokrin disekresi suatu sel dan aksinya mempengaruhi sel itu sendiri. Sedangkan juxtakrin adalah jenis komunikasi interselular yang melibatkan sel-sel yang letaknya berdempetan. Beberapa growth factor, sitokin dan kemokin diketahui dapat berefek juxtakrin. 3. Klasifikasi dan garis besar mekanisme kerja Hormon

Hormon dapat diklasifikasikan berdasarkan komposisi kimia, sifat kelarutannya, lokasi reseptor dan sifat signal yang digunakan dalam memediasi kerja hormone.Tabel 1. Gambaran umum kelompok hormonKELOMPOK IKELOMPOK II

TIPESteroid,iodotironin, kalsitriol, retinoidPolipeptida, protein, glikoprotein, katekolamin

KelarutanlipofilikHidrofilik

Protein transportYaTidak

Halflife dalam plasmaLama (jam-hari)Singkat (menit)

Reseptorintraselularmembran plasma

MediatorKompleks reseptor-hormon Second messenger: cAMP, cGMP, Ca2+, metabolit fosfolipid, kaskade kinase

Aksi hormone pada tingkat selular dimulai dengan pengikatan hormon pada reseptor. Semua reseptor (apakah itu reseptor untuk hormon polipeptida atau steroid) adalah protein, memiliki paling tidak 2 (dua) domain fungsional, yaitu domain pengenalan yang berfungsi mengikat hormon dan domain pembangkit signal yang akan merangkaikan (coupling) pengenalan hormon dengan fungsi intraselular. Keseluruhan proses signaling mulai dari pengikatan hormon sampai terjadinya perubahan fungsi selular disebut dengan istilah transduksi signal.

Transduksi signal dari hormon ke aktivitas selular dapat terjadi melalui dua jalur. Hormon kelompok I (steroid dan tiroid) berinteraksi dengan reseptor intraselular, dan kompleks ini membangkitkan signal yang mengatur ekspresi gen. Hormon kelompok II (hormone protein, polipeptida atau katekolamin) yang terikat pada reseptor membran akan menginduksi serangkaian kejadian yang menyebabkan pembentukan molekul-molekul second messenger (hormon adalah first messenger) yang kemudian membangkitkan signal yang mengatur berbagai fungsi selular, seringkali dengan cara mengubah aktivitas enzim.

Mekanisme kerja (aktivitas) enzim biasanya diatur (on atau off) dengan cara perubahan konformasi enzim dari bentuk tidak aktif menjadi aktif atau sebaliknya. Hormon (kelompok II) dapat mempengaruhi aktivitas satu atau lebih enzim, karena aktivitas katalitik suatu enzim seringkali berangkaian dengan enzim lainnya (kaskade reaksi enzimatik), maka adanya perubahan sedikit saja pada pengikatan hormone-reseptor dapat membawa pengaruh yang luas pada aktivitas selular.

Efek hormon (kelompok I) adalah pada modulasi ekspresi gen, stimulasi transkripsi sekelompok gen akan mengubah fenotip yang ditandai dengan sintesis protein-protein baru. Hal serupa bila gen yang semula aktif di off kan, maka protein terkait akan segera menghilang dari sel.Tabel 2. Klasifikasi hormone berdasarkan mekanisme kerjanya (Endokrin)I. Hormon yang berikatan dengan reseptor intraselular

Androgen; Kalsitriol

Estrogen; Mineralokortikoid

Glukokortikoid; Progestin

Asam retionat; Hormon Tiroid (T3 dan T4)

II. Hormon yang berikatan dengan reseptor pada permukaan membran plasma

A. Second messenger cAMP

2 adrenergic catecolamines; -adrenergik catecolaminesAdrenocorticotropic hormone (ACTH); Angiotensin II

Antidiuretic hormone (ADH); Kalsitonin

Corionicgonadotropin, human (hCG); Corticotropin-releasing hormone (CRH)

Follicle stimulating hormone (FSH); Glucagon

Lipotropin LPH); Luteinizing hormone (LH)

Melanocyte-stimulating hormone (MSH); Parathyroid hormone (PTH)

Somatostatin; Thyroid-stimulating hormone (TSH)

B. Second messenger cGMP

Atrial natriuretic factor (ANF)

Nitric oxide (NO)

C. Second messenger kalsium atau fosfatidilinositol atau keduanya

Acetylcholin (muscarinic); 1 adrenergic catecholamine

Angiotensin II; Antidiuretic hormone (ADH, vasopressin)

Cholecystokinin; Gastrin

Gonadotropin releasing hormone (GnRH); Oxytocin

Platelet-derived growth factor (PDGF); Substance P

Thyrotropin-realising hormone (TRH)

D. Second messenger kaskade kinase atau fosfataseChorionic somatotropin (CS); Epidermal growth factor (EGF)

Erythropoetin (EPO); Fibroblast growth factor (FGF)

Groth hormone (GH); InsulinInsulin-like growth factor (IGF-I. IGF-II); Nerve growth factor (NGF)

Platelet-derived growth factor (PDGF); Prolactin (PRL)

Tabel 3. Lokasi reseptor dan dasar mekanisme kerja hormon

LOKASI RESEPTORKLAS HORMONDASAR MEKANISME KERJA

Reseptor permukaan membrane

(membrane plasma)Protein dan peptide, katekolamin dan eikosanoatProduksi second messenger, kemudian mempengaruhi aktivitas molekul lain di dalam sel (biasanya enzim)

Reseptor intraselularHormone steroid dan tiroidMempengaruhi aktivitas transkripsi gen

3.1. Hormon dengan reseptor pada permukaan sel

Reseptor permukaan sel merupakan protein integral, memiliki tiga domain:

1) Domain ekstraselular: terdiri dari beberapa residu asam amino terpapar ke permukaan luar sel, domain ini berinteraksi dengan dan mengikat hormon, istilah lain untuk domain ini adalah ligand-binding domain.

2) Domain transmembran: merupakan bagian rantai peptid hidrofobik sehingga dapat berinteraksi dengan lipid bilayer membran, dan berperan menancapkan reseptor pada membran.

3) Domain sitoplasmik atau intraselular: bagian ekor reseptor yang berinteraksi dengan molekul lain untuk membentuk second messenger. Bagian ini merupakan regio efektor dari molekul reseptor

Struktur molekul reseptor permukaan sel bervariasi. Gambar di bawah ini menunjukkan struktur reseptor epidermal growth factor, yang memiliki struktur sederhana yaitu terdiri dari peptida tunggal yang menembus membran, kebanyakan reseptor growth factor memiliki struktur semacam ini. Reseptor yang lain, misalnya untuk insulin memiliki lebih dari satu subunit. Reseptor beta-adrenergic terdiri dari satu unit protein tetapi konformasinya menembus membran tujuh kali sehingga biasa disebut dengan seven trans membrane receptor.

Gambar 1. Beberapa contoh struktur reseptor hormone pada permukaan sel

Aksi intrasel hormone dengan reseptor di permukaan sel, dimediasi oleh molekul-molekul second messenger, jadi interaksi hormone-reseptor akan menginduksi pembentukan molekul second messenger yang kemudian mentransduksikan signal hormon ke intrasel. Kini diketahui, beberapa jenis hormon menggunakan sistem second messenger yang sama, dan satu jenis hormon dapat menggunakan lebih dari satu jenis second messenger (table 2). Pemahaman bagaimana sel mengintegrasikan signal dari beberapa jenis hormon sehingga menimbulkan suatu respon biologik tertentu, belum dapat dijelaskan sepenuhnya. Gambaran umum mekanisme transduksi signal intrasel disajikan pada gambar 2.

Gambar 2. Gambaran umum mekanisme transduksi signal intraselular.

Uraian berikut ini merupakan penjelasan da