Pengaturan aktivitas endokrin pada hipotalamus

Hormon
Berdasarkan struktur kimia maka hormon dibagi ke dalam 3 kelompok yaitu:

• Turunan  asam amino.  Kelompok hormon ini  kadang-kadang disebut juga sebagai biogenik amine, disintesis dari asam amino tirosin dan triptopan.  Yang termasuk turunan tirosin adalah hormon tiroksin yang dihasilkan oleh kelenjar tiroid, epineprin (E), norepineprin (NE) dan dopamine.  Sementara  turunan triptopan adalah hormon melatonin yang dihasikan oleh kelenjar pineal.
• Hormon peptida.  Merupakan rangkaian asam amino dan umumnya hormon peptida disintesis sebagai prohormon.  Prohormon merupakan molekul yang tidak aktif yang nantinya dirubah menjadi aktif sebelum maupun sesudah disekresikan.
• Turunan lipid.    Terdiri dari 2 kelas yaitu 1) eicosanoid,  merupakan molekul kecil  dengan  5 cincin karbon pada salah satu ujung.  Komponen ini merupakan faktor parakrin penting dalam koordinasi aktivitas selular seperti  prostaglandin dan  2) hormon steroid,  merupakan lipid yang secara struktural  sama dengan kolesterol.  Termasuk disini adalah hormon yang disekresikan oleh organ reproduksi pria (androgen), wanita (estrogen, progesteron),   korteks adrenal (kortikosteroid) dan ginjal (kalsitriol).

2.         Pengaturan aktivitas endokrin pada hipotalamus
Hipotalamus merupakan pusat pengaturan  endokrin pada tingkat yang paling tinggi yang  mengintegrasikan aktivitas  sistem saraf dengan endokrin melalui 3 cara yaitu:

• Mensekresikan hormon pengatur, yaitu hormon khusus yang mengatur sel-sel endokrin di kelenjar pituitari.  Hormon pengatur hipotalamus mengatur aktivitas sekretoris di adenohipofisis yang selanjutnya  mengatur aktivitas sel-sel kelenjar di kelenjar tiroid, korteks adrenal dan organ reproduksi. Termasuk disini adalah hormon:  Gonadotropin Releasing Hormon (GnRH), Gonadotropin Inhibiting Hormone (GnIH), Thyrotropin Releasing Hormone (TRH),  Prolactin Releasing Hormon (PRH), Prolactin Inhibiting Hormone (PIH), Corticotropin Releasing hormone (CRH), Growth hormone Releasing hormone (GH-RH), Growth Hormone Inhibiting Hormone (GH-IH).   
• Hipotalamus  bekerja sebagai organ endokrin dengan mensintesis hormon yang di transportasikan sepanjang akson di infundibulum kemudian dilepaskan ke dalam sirkulasi di neurohipofisis.  Termasuk disini adalah  ADH dan oksitosin.
• Hipotalamus mengandung pusat otonom yang secara langsung mengontrol saraf sel-sel endokrin di medula adrenalis. Apabila saraf simpatis diaktifkan maka medulla adrenalis  melepaskan hormon  ke sirkulasi darah.

Hubungan hipotalamus dan kelenjar pituitari serta organ target hormon yang disekresikannya terlihat pada Gambar 1.
3.      Kelenjar pituitari
Kelenjar pituitari atau hipofisis merupakan kelenjar yang kecil, berbentuk oval dan bersarang dalam sela tursika.  Dihubungkan dengan hipotalamus oleh infundibulum yang merupakan  corong  berbentuk silinder.  Kelenjar pituitari dibagi  dalam 2 bagian yaitu: lobus anterior (adenohipofisis) dan lobus posterior (neurohipofisis) .
3.1.     Adenohipofisis
Adenohipofisis atau lobus anterior dibagi dalam 3 area yaitu:  pars distalis, pars tuberalis dan pars intermedia  Hormon hormon yang disekresikan oleh adenohipofis disebut juga dengan hormon tropik  karena  menghidupkan kelenjar endokrin atau menunjang fungsi organ lainnya.  Hormon yang disekresikan adenohipofisis adalah :

• Thyroid Stimulating Hormone (TSH) atau disebut juga tirotropin.  TSH bekerja pada organ target  kelenjar tiroid untuk mensekresikan hormon tiroksin. 

Gambar 1.   Hubungan hipotalamus-hipofisis dengan organ target
(Martini dan Nath, 2009)
Pelepasan TSH sebagai respon terhadap TRH yang disekresikan oleh hipotalamus.  Ketika konsentrasi hormon tiroid dalam sirkulasi meningkat, maka produksi TRH dan TSH menurun.

• Adrenocorticotropic Hormone (ACTH) atau disebut juga kortikotropin.  Hormon ini merangsang korteks adrenal untuk menghasilkan  hormon glukokortikoid.  Hormon ini berfungsi  mempengaruhi metabolisme karbohidrat.  Pelepasan ACTH dibawah pengaruh Corticotropin Releasing Hormone CRH) dari hipotalamus melalui mekanisme umpan balik negatif.
• Gonadotropin.  Hormon ini mengatur  aktivitas gonad (ovarium pada wanita, testes pada pria). Produksi gonadotropin di bawah rangsangan  GnRH dari hipotalamus.  Gonadotropin terdiri dari 2 jenis yaitu:

1).  Follicle  Stimulating Hormone (FSH) atau juga disebut follitropin yang berfungsi memacu  perkembangan folikel di ovarium. Pada pria, FSH merangsang sel-sel pemelihara (Sel Sertoli)  yaitu sel-sel khusus yang terdapat di tubulus seminiferous untuk memacu pematangan sperma.
2).   Luteinizing Hormone (LH) atau juga disebut luteotropin.  Pada wanita, LH bersama-dengan FSH merangsang sel-sel ovarium menghasilkan estrogen.  LH juga berfungsi merangsang terjadinya ovulasi.serta memacu sekresi hormon progesteron.  Pada pria, LH disebut juga Interstitial cell-stimulating hormone (ICSH) karena berfungsi merangsang sel-sel intersisiel di testes (sel-sel Leydig)  menghasilkan hormon androgen.  Sekresi FSH dan LH di bawah rangsangan GnRH dari hipotalamus melalui mekanisme umpan balik negatif.

• Prolaktin (PRL) atau disebut juga dengan mammotropin.  Merupakan hormon yang merangsang perkembangan kelenjar susu.  Pada waktu hamil dan selama periode menyusui, PRL merangsang kelenjar susu untuk menghasilkan air susu.  Meskipun peranan PRL pada pria kurang dipahami namun bukti menunjukkan bahwa PRL membantu mengatur produksi androgen dengan cara meningkatkan sensitivitas sel-sel intersisiel terhadap LH.  Produksi PRL dihambat oleh neurotransmitter dopamine yang juga dikenal dengan Prolactin Inhibiting Hormone (PIH)
• Growth Hormone  (GH) atau disebut juga dengan somatotropin. Merupakan hormon yang merangsang pertumbuhan dan replikasi sel dengan cara meningkatkan laju sintesis protein.  Sel-sel otot rangka dan sel-sel kartilago sangat  sensitif terhadap GH.  Rangsangan pertumbuhan GH melibatkan 2 mekanisme.  Mekanisme utama  secara tidak langsung dimana  sel-sel hati  menanggapi kehadiran GH dengan mensintesis dan melepaskan somatomedin atau insulin-like growth factor (IGFs). Somatomedin  bekerja pada serabut-serabut otot  rangka, sel-sel kartilago dan sel-sel target lainnya dengan  meningkatkan laju ambilan asam amino untuk sintesis protein. Kedua, merupakan aksi secara langsung dari GH yang lebih selektif melalui beberapa cara sebagai berikut :

1).   Pada sel-sel epitel dan jaringan ikat GH merangsang  pembelahan  sel-sel batang  dan diferensiasi sel-sel anak
2).  Pada jaringan lemak GH merangsang  pemecahan trigliserida kemudian melepaskannya sebagai asam lemak ke dalam sirkulasi darah yang  akan  digunakan oleh sel untuk membentuk ATP.  Proses yang dikenal dengan glukosa-sparing effect.
3).  Di hati GH merangsang pemecahan glikogen  menjadi gluikosa yang dilepaskan ke sirkulasi darah.  Peningkatan glukosa darah oleh karena GH disebiut dengan diabetogenik effect
Produksi GH diatur oleh Growth Hormone Releasing Hormone (GH-RH atau somatokrin) dan Growth Hormone Inhibiting Hormone (GH-IH atau somatostatin) yang berasal dari hipotalamus.  Somatomedin merangsang GH-IH dan  menghambat GH-RH

• Melanocyte Stimulating Hormon (MSH atau melanotropin).  MSH merangsang  sel-sel melanosit di kulit untuk menghasilkan melanin, yang merupakan pigmen cokelat, hitam atau kuning-cokelat.  Pada ikan, ampibi, reptil dan banyak mamalia lainnya  selain primata, MSH dari kelenjar pituitari penting untuk mengontrol pigmentasi pada kulit. Pada manusia, MSH dihasilkan secara lokal ketika kulit terpapar sinar matahari.

3.2.     Neurohipofisis
Neurohipofisis dikenal juga dengan sebutan lobus posterior kelenjar pituitari atau pars nervosa, karena mengandung akson dari hipotalamus.  Neuron supraoptik dan nuclei paraventrikular menghasilkan hormon Antidiuritic Hormon (ADH) dan oxytocin (OXT).

• Antidiuritic Hormone (ADH) juga dikenal dengan arginine vasopressin (AVP) yang dilepaskan melalui beberapa rangsangan seperti peningkatan konsentrasi solut dalam darah atau penurunan volume dan tekanan darah.  Fungsi utama ADH adalah mengurangi  jumlah air  yang hilang di ginjal dengan cara mempengaruhi permiabilitas sel-sel di tubulus ginjal sehingga lebih permiabel terhadap air.  ADH juga menyebabkan vasokonstriksi pembuluh darah perifer sehingga dapat meningkatkan tekanan darah.  Aksi ADH ini dihambat oleh alkohol.
• Oxytocin (OXT) bekerja merangsang kontraksi otot polos pada dinding uterus ketika melahirkan. Setelah melahirkan, OXT merangsang kontraksi mioepitel sekeliling duktus dan sekretoris alveoli kelenjar susu untuk mengeluarkan air susu.  Pada pria, OXT merangsang kontraksi otot polos pada dinding duktus deferens dan kelenjar prostat.  Hal ini sangat penting pada saat pengeluaran sperma, sekresi kelenjar lain ke dalam saluran reproduksi sebelum eyakulasi.

4.        Kelenjar Tiroid
          Kelenjar tiroid letaknya melengkung di permukaan anterior trakea tepat di bawah tulang rawan tiroid.  Terdiri dari 2 lobus yang disatukan oleh hubungan yang berbentuk silinder yaitu isthmus. Ukuran dari kelenjar sangat beragam tergantung keturunan, lingkungan dan faktor nutrisi. Namun, rata-rata beratnya kira-kita 34 gram.  Banyaknya pembuluh darah pada kelenjar ini menyebabkan kelenjar berwarna merah tua.  Kelenjar tiroid mengandung sejumlah besar folikel tiroid  yang berbentuk  bundar  yang dilapisi oleh  epithelium kubus sederhana.  Sel-sel folikel dalam  rongga folikel mengadakan lipatan-lipatan dan diisi oleh   cairan  koloid dengan sejumlah  besar protein terlarut. Jaringan kapiler sekeliling folikel membawa nutrisi dan menerima hasil yang disekresikan. Sel-sel folikel mensintesis protein globular yang disebut tiroglobulin yang mengandung asam amino tirosin,  merupakan prekusor  hormon tiroid.  Bersama dengan yodium yang diabsorbsi dari saluran pencernaan membentuk ikatan kovalen membentuk molekul hormon tiroid.  Kelenjar tiroid menghasilkan hormon  tiroksin (T4) dan T3.
4.1.      Tiroksin atau T4 (tetraiodothyronine) dan T3 (triiodothyronine)
     Faktor utama yang mengatur laju pelepasan homon tiroid adalah TSH.  TSH merangsang transport jodium ke dalam sel-sel folikel dan merangsang produksi tiroglobulin dan tiroid peroksidase serta  merangsang pelepasan hormon tiroid.
       Fungsi hormon tiroid: Hormon tiroid berfungsi mengaktifkan gen yang terlibat dalam  sintesis enzim yang berfungsi  dalam proses glikolisis dan produksi ATP serta  meningkatkan laju metabolisme dalam sel.  Oleh karena meningkatkan produksi panas maka disebut calorigenic effect.  Pada anak-anak, produksi TSH meningkat pada suhu dingin. Efek ini dapat membantu  mereka beradaptasi dengan suhu yang  dingin.  Hormon tiroid sangat esensial pada perkembangan  tulang, otot dan sistem saraf.  Kelenjar tiroid menghasilkan jumlah yang besar T4, tetapi T3 merupakan hormon yang efeknya sangat kuat, segera dan dalam waktu yang singkat dalam meningkatkan laju metabolisme.
4.2.         Kalsitonin
Populasi sel-sel endokrin yang ke dua yang terselip di antara sel-sel kuboidal folikel adalah yang dikenal dengan sel-sel C atau sel parafolikular.  Sel-sel C menghasilkan hormon kalsitonin (CT) yang bekerja mengatur konsentrasi Ca dalam cairan tubuh.  Peningkatan konsentrasi Ca dalam cairan tubuh merangsang pelepasan kalsitonin.  CT yang bekerja  dengan cara:
!)     Menghambat kerja osteoklas sehingga menghambat laju pelepasan Ca oleh tulang
2)    Merangsang  ekskresi Ca oleh ginjal.
5.     Hormon Paratiroid  (PTH)
Secara normal terdapat  2 pasang kelenjar paratiroid yang tertanam pada permukaan posterior kelenjar tiroid..  Sel-sel kedua kelenjar yang bertetangga ini dipisahkan oleh kapsul padat yang mengelilingi kelenjar paratiroid..  Kelenjar paratiroid menghasilkan hormon paratiroid (PTH) atau parathormon.  PTH berfungsi meningkatkan konsentrasi Ca dalam cairan tubuh melalui 3 cara yaitu:
1).  Mobilisasi Ca tulang dengan cara menghambat  aktivitas  osteoblas  sehingga mengurangi laju deposisi Ca ke dalam  tulang serta meningkatkan kerja osteoklas sehingga pelepasan Ca dari tulang meningkat
2).  Meningkatkan reabsorbsi Ca di ginjal sehingga mengurangi hilangnya Ca melalui urine
3).  Merangsang pembentukkan dan sekresi kalsitriol di ginjal yang berfungsi untuk meningkatkan absorbsi Ca dalam saluran pencernaan.
6.     Kelenjar adrenalis
Kelenjar adrenalis, berwarna kuning, berbentuk piramid,  terletak pada ujung superior di  setiap ginjal.  Bobot kelejar adrenal kira-kira 5 g namun ukuran ini bervariasi seiring dengan perubahan kebutuhan akan hasil sekresi. Kelenjar adrenalis dibagi menjadi 2 bagian sesuai dengan fungsi endokrinnya yaitu : kortkes adrenalis di bagian luar dan medulla adrenalis di bagian dalam.
6.1.            Korteks adrenalis
Warna kekuning-kuningan korteks adrenalis disebabkan kehadiran simpanan lipid, khususnya kolesterol dan berbagai asam lemak.  Korteks adrenalis menghasilkan lebih dari 2 lusin hormon steroid yang tergabung dalam hormon steroid adrenocortical atau kortikosteroid.  Korteks adrenalis dibedakan menjadi 3 daerah atau zona dimana masing-masing zona ini menghasilkan hormon yang spesifik.
1). Zona  Glomerulosa: Zona bagian luar korteks adrenalis ini menghasilkan  mineralokortikoid, merupakan hormon steroid yang berperan dalam mengatur komposisi elektrolit cairan tubuh.  Aldosteron merupakan mineralokortikoid utama yang dihasilkan oleh korteks adrenalis.  Aldosteron merangsang konservasi ion Na dan meniadakan ion K.  Sel-sel target hormon ini mengatur komposisi ion yang diekskresikan di dalam cairan.  Hal ini menyebabkan retensi (penahanan) ion Na di ginjal, kelenjar keringat, kelenjar saliva dan pankreas sehingga  mencegah keilangan ion Na dalam urine, keringat, saliva dan sekresi pencernaan.  Sekresi aldosteron terjadi akibat turunnya kandungan Na, volume darah atau tekanan darah atau peningkatan konsentrasi ion K.
2).  Zona Fasciculata:  Menghasilkan sekumpulan hormon yang dikenal dengan glukokorticoid yang mempengaruhi metabolisme glukosa.   Cortisol atau juga disebut Corticosteron merupakan hormon utama  glukocorticoid yang pelepasannya dirangsang oleh ACTH dari adenohipofisis melalui mekanisme umpan balik negatif. Adapun  pelepasan glukokorticoid menimbulkan efek penghambatan terhadap terhadap produksi CRH di hpotalamus dan ACTH di adenohipofisis. Glukocorticoid mempunyai efek sebagai berkut :
a.   Meningkatkan konsentrasi glukosa di dalam darah dengan   memecah asam lemak dan protein (efek katabolik)
b       Meningkatkan  kerja jantung dan vasokonstriksi perifer
c.      Meningkatkan produksi asam  lambung
d.      Memperlambat ekskresi air di ginjal
e.   Mempunyai efek anti inflammasi dan alergi dengan menghambat sintesis   protein dan pembentukkan limposit dan penghambatan pelepsan histamin.
3).  Zona Retikularis: Di bawah rangsangan ACTH zona retikularis menghasilkan sejumlah kecil androgen, merupakan hormon seks yang banyak dihasilkan oleh testis.  Ketika masuk ke sirkulasi darah, sebagian androgen kemudian di rubah menjadi estrogen hormon seks yang banyak terdapat pada wanita.  Androgen adrenalis merangsang perkembangan rambut pada pubis pada pria dan wanita sebelum pubertas.
6.2.            Medulla adrenalis
        Medula adrenalis berwarna abu-abu pucat atau pink, menandakan   banyaknya pembuluh darah di area ini serta terdapat banyak sel-sel besar berbentuk bulat seperti ganglion simpatis yang dipersarafi oleh serabut preganglion simpatis. Aktivitas sekrtoris medulla adrenalis dikontrol oleh saraf simpatis..  Di medula adrenalis  terdapat 2 populasi sel sekretoris  yang pertama  menghasilkan epineprin (adrenalin) dan lainnya menghasilkan norepineprin (noradrenalin). Sebanyak 75-80% epineprin disekresikan medulla adrenalis, sisanya adalah norepineprin.  Pengaktifan medulla adrenalis menimbulkan efek sebagai berikut:
1).  Otot rangka:  memicu mobilisasi  cadangan glikogen dan meningkatkan laju pemecahan glukosa menjadi ATP,
2)   Jaringan adiposa: memecah cadangan lemak menjadi asam lemak   yang kemudian dilepaskan ke aliran darah untuk digunakan oleh jaringan lain untuk pembentukkan ATP,
3)   Hati: memecah molekul glikogen menjadi glukosa yang kemudian dilepaskan ke aliran darah untuk digunakan terutama oleh jaringan saraf yang tidak dapat menggantikan dengan metabolisme  asam lemak
 4)   Jantung: merangsang  reseptor ß1 untuk meningkatkan laju dan kekuatan kontraksi otot jantung.
7.        Kelenjar Pineal
Kelenjar pineal merupakan bagian dari epitalamus yang  terdapat pada bagian posterior akar ventrikel ke III. Kelenjar pineal mengandung neuron, neuroglia dan sel sekretoris khusus yang disebut pinealosit yang mensintesis hormon melatonin.  Produksi melatonin sangat rendah selama siang hari dan meningkat  pada malam hari.  Pada manusia, fungsi melatonin adalah:
1)  Penghambatan pada fungsi reproduksi.  Pada beberapa mamalia, melatonin  memperlambat pematangan sperma, oosit dan organ reproduksi dengan mengurangi laju sekresi GnRH.  Meskipn efek pada manusia tidak jelas tetapi ada bukti bahwa melatonin berperan pada waktu pematangan seksual manusia
2)  Mencegah kerusakan akibat radikal bebas.  Melatonin sangat efektif sebagai antioksidan yang mencegah neuron CNS dari bahaya radikal bebas seperti oksida nitrit (NO) atau hidrogen peroksida (H₂O₂)
3)   Mengatur  irama sirkadian.  Oleh karena aktivitas pineal merupakan siklik maka  terlibat juga dalam memelihara irama sirkadian yang  merupakan perubahan harian  proses fisiologis yaitu pola siang-malam secara regular
8.        Pankreas
Pankreas terletak dalam rongga abdominal pelvis pada lengkungan di  antara batas inferior lambung dan bagian proksimal usus halus.  Selain sebagai kelenjar eksokrin untuk enzim-enzim pencernaan (99% dari volume) pankreas juga sebagai kelenjar endokrin.  Endokrin pankreas terdiri dari kelompok kecil sel-sel yang tersebar di antara kelenjar eksokrin.  Kelompok sel ini dikenal dengan pulau-pulau Langerhans.  Pulau-pulau Langerhans dikelilingi oleh jaringan kapiler yang membawa hormon yang disekreskan ke sirkulasi  darah.  Setiap pulau mengandung 4 jenis sel yaitu :
1).   Sel-sel Alpha yang menghasilkan hormon glukagon
2).   Sel-sel Beta yang menghasilkan hormon insulin
3).  Sel-sel Delta  menghasilkan hormon peptida  identik dengan  Growth  hormone inhibiting hormone (GHIH)
4).   Sel-sel  F yang menghasilkan hormon polipeptida pankeras
8.1.    Insulin
Insulin adalah hormon yang disekrsikan oleh sel-sel beta  ketika konsentrasi gula darah melebihi tingkat  normal.  Sekresi hormon ini juga dirangsang oleh peningkatn beberapa asam amino termasuk arginin dan leusin.  pengaruh insulin pada sel-sel target  sebagai berikut:
1).   Meningkatkan ambilan glukosa (semua sel-sel target)
2).  Meningkatkan penggunaan glukosa (semua sel target) dan meningkatkan  produksi  ATP
3).  Merangsang pembentukan glikogen pada otot rangka dan hati.  Kelebihan glukosa darah disimpan sebagai glikogen  di otot dan hati
4)    Merangsang absorbsi asam amino dan sintesis protein,
5)    Merangsang pembentukkan  trigliserida di jaringan adiposa dengan cara merangsang absorbsi  asam lemak dan gliserol
8.2.     Glukagon
Glukagon disekresikan ketika kadar glukosa darah turun di bawah normal.  Sel-sel Alpha melepaskan glukagon dan cadangan energi dimobilisasi..  Pengaruh utama glukagon sebagai berikut:
1).   Merangsang pemecahan glikogen di otot rangka dan sel-sel hati. Molekul glukosa dilepaskan dan dimetabolisme menjadi energi
2).   Merangsang  pemecahan trigliserida dalam jaringan adiposa. Adiposit melepaskan asam lemak ke sirkulasi  darah untuk digunakan oleh jaringan lain
3).   Merangsang sintesis glukosa di hati dengan cara mengabsorbsi asam amino dari aliran darah dan merubahnya menjadi glukosa, kemudian melepaskannya ke sirkulasi darah.  Proses yang dikenal dengan Glikoneogenesis.
9.        Ginjal
Ginjal melepaskan  melepaskan hormon kalsitriol dan eritropoitin.
9.1.      Kalsitriol
 Kalsitriol merupakan hormon steroid yang disekresikan oleh ginjal sebagai respons terhadap kehadiran  hormon paratiroid (PTH). Kolekalsiferol  (vitamin D)  yang disintesis di kulit atau di absorbsi di dalam makanan merupakan steroid yang kemudian dirubah menjadi Kalsitriol.  Fungfsi kalsitriol adalah
1).   Merangsang absorbsi  kalsium dan fospat di saluran pencernaan
2).   Merangsang pembentukkan dan diferensiasi sel-sel osteoprogenitor dan osteoklas
3).   Merangsang reabsorbsi tulang oleh osteoklas, 4) merangsang reabsorbsi ion kalsium di ginjal.
9.2.      Eritropoitin
Eritropoitin  (EPO) adalah hormon peptida yang disekresikan oleh ginjal sebagai respons rendahnya kadar oksigen di jaringan ginjal.  EPO merangsang  produksi sel-sel darah  pada sumsum tulang. Peningkatan jumlah sel-sel darah merah pada akhirnya meningkatkan jumlah oksigen yang ditansportasikan.
9.3.      Renin
Renin disekresikan oleh sel-sel khusus di ginjal sebagai respons terhadap:
1).    Rangsangan simpatis
2).    Penurunan aliran darah renalis.
Ketika disekresikan ke dalam aliran darah, renin bekerja sebagai enzim dan masuk sebagai siitem renin angiotensin yang nantinya akan  merubah angiotensinogen menjadi angiotensin I kemudian angiotensin II yang berfungsi merangsang  sekresi aldosteron oleh korteks adrenalis dan ADH oleh neurohipofisis.  Angiotetensin II juga merangsang rasa haus dan meningkatkan tekanan darah.
10.      Timus
Timus terdapat di mediastinum, pada umumnya terdapat tepat dikedalaman sternum. Timus menghasilkan beberapa hormon yang penting untuk perkembangan dan pemeliharaan pertahanan immunitas. Timosin yang disekresikan oleh timus berfungsi memacu perkembangan dan pematangan limfosit, sel-sel darah putih yang bertanggung jawab terhadap sistem immun.
11.      Gonad
Gonad merupakan organ reproduksi primer.   Pada wanita adalah ovarium dan pada pria adalah testis.  Ovarium menghasilkan hormon estrogen dan progesteron sedangkan testis menghasilkan hormon testosteron.
11.1.        Estrogen
Estrogen (E2) merupakan hormon steroid dengan  18 aton C  yang dihasilkan ovarium (sel-sel granulosa dan teka)  Selain itu, hormon ini dihasilkan juga oleh  korteks adrenal,  dan sel-sel intersisial Leydig  testes.  Disamping estrogen terdapat juga estradiol, estrion dan estradiol yang mempunyai efek yang sama dengan E2.  E2  bertanggung jawab pada perkembangan ciri-ciri seksual wanita.  Fungsi E2  pada organ target adalah sebagai berikut :
1).    Ovarium:   E2 memacu perkembangan folikel dan sel telur
2).   Uterus: E2 merangsang proliferasi mukosa uterus dan memacu kontraksi otot uterus pada saat melahirkan
3).   Vagina: E2 menyebabkan  penebalan mukosa dan pengelupasan sel-sel epitel yang mengandung banyak glikogen
4).  Serviks: E2 mengubah konsistensi mukus terutama pada saat ovulasi sehingga migrasi sperma dipermudah dan lama hidupnya ditingkatkan
5).    Proses fertilisasi:  E2  mengatur kecepatan migrasi ovum  di sepanjang tuba Fallpopi
6).    Tulang: E2   meningkatkan deposisi kalsium  dengan meningkatkan kerja osteoblas
7).  Kulit:  E2  melembutkan kulit,  mengurangi aktivitas kelenjar sebasea dan meningkatkan deposit lemak di bawah kulit
8).   Sistem saraf pusat:  E2 mempengaruhi tingkah laku seksual dan sosial serta reaksi psikis.
Pada wanita, estrogen di ovarum dihasilkan di bawah rangsangan FSH dan LH.  Sekresi E2  dihambat oleh inhibin yang disekresikan oleh ovarium yang menekan pelepasan FSH melalui makanisme umpan balik negatif.
11.2.        Progesteron
Progesteron (P) merupakan hormone steroid dengan 21 aton C diproduksi oleh ovarium khususnya korpus luteum terutama selama fase sekretori atau fase luteal.  Fungsi utama P adalah untuk mempersiapkan  saluran genetal wanita untuk menerima  dan mematangkan ovum yang telah dibuahi dan mempertahankan kehamilan. Hampir semua pengaruh P pada organ target memerlukan aktivitas awal  E2.  Fungsi P pada organ target adalah sebagai berikut :
1).    Uterus: merangsang pertumbuhan kelenjar uterus dan otot uterus  (miometrium) dan mengubah kandungan glikogen.  Selama masa kehamilan P mengurangi aktivitas  miometrium
2).  Serviks: P mengubah konsistensi sumbatan mukus sehingga hampir tidak dapat dilalui oleh sperma
3).   Kelenjar mammae: P bersama-dengan hormon lainnya seperti PRL, E2, relaksin,  STH  merangsang pertumbuhan duktus  dan alveoli
4).   Ginjal: P menghambat kerja aldosteron yang menyebabkan peningkatan ekskresi NaCl
5).   Sistem saraf pusat: P mempunyai efek termogenik yang menyebabkan peningkatan suhu basal pada pertengahan siklus dan mungkin merupakan alasan adanya gangguan tingkah laku dan depresi premenstruasi dan mendekati akhir kehamilan. Sekresi P  dihambat oleh LH yang disekresikan adenohipofisis  melalui makanisme umpan balik negatif.
11.3.        Testosteron
Testosteron  merupakan hormon steroid dengan 19 atom C dan  hormon yang paling  penting dari androgen (hormon seks pria).  Pada pria, testosteron  disekresikan oleh sel-sel Intersisial Leydig testes, korteks adrenal dan juga ovarium pada wanita.  Fungsi utama testosteron adalah:
1).   Meningkatkan diferensiasi seksual pria
2).    Meningkatkan pertumbuhan kelenjar asesoris (prostat, vesikula seminalis)
3).    Mempengaruhi  proses spermatogenesis
4).   Mempengaruhi   perkembangan  seks sekunder pria (pertumbuhan genetal, ukuran  laring sehingga terjadi perubahan suara, rambut wajah, rambut pubis dan ketiak, penebalan kulit, vesikel sebasea)
5).    Mempengaruhi perkembangan libido seksual, fertilitas dan potensi seksual pria
6).   Merangsang pembentukkan darah dan efek anabolic (otot menjadi lebih kuat pada pria), dan mempengaruhi tingkah laku (agresif).
Pelepasan testosteron dirangsang oleh gonadotropin yang diskresikan oleh  adenohipofisis.  LH yang dikenal juga dengan ICSH  merangsang sel-sel Ledig  mensekresikan testosteron sedangkan FSH  merangsang protein pengikat androgen (Androgen Binding Protein) di sel-sel Sertoli.  Testosteron menghambat sekresi LH melalui mekanisme  umpan balik negatif.

RANGKUMAN

Dari uraian mengenai struktur dan fungsi kelenjar endokrin maka  dapatlah disimpulkan sebagai berikut:
      Dalam banyak kasus,  refleks endokrin dikontrol oleh mekanisme umpan balik negative.  Berdasarkan struktur kimia, hormon diklasifikasikan  ke dalam 3 kelompok yaitu : turunan asam amino, hormone peptida dan turunan lipid.  Hipotalamus merupakan pusat pengaturan tertinggi yang mengintegrasikan aktivitas sistem saraf dan endokrin melalui 3 cara yaitu :  mensekresikan  hormon pengatur,  mensintesis hormon dan mengontrol saraf sel-sel endokrin di medulla adrenalis.  Hipotalamus dihubungkan dengan kelenjar pituitari  oleh infundibulum.  Hipotalamus menghasilkan hormon-hormon  GnRH, TRH, PRH, PRIH, CRH, GH-RH dan GH-IH.
      Kelenjar pituitari atau hipofisis dibagi ke dalam 2 bagian yaitu  : pituitari anterior atau adenohipofisis yang menghasilkan hormon-hormon tropik TRH, ACTH, Gonadotropin, PRL, GH, MSH, dan pituitari posterior atau hipofisis posterior atau neurohipofisis yang mengandung akson dari hipotalamus dan menghasilkan ADH dan OXT. TRH mempengaruhi organ target kelenjar tiroid untuk menghasilkan hormon tiroksin, ACTH mempengaruhi korteks adrenal untuk menghasilkan kortikosteroid, gonadotropin mempengaruhi gonad menghasilkan testosteron (pria) dan estrogen dan progesteron (wanita), PRL mempengaruhi pertumbuhan kelenjar susu, MSH mempengaruhi melanosit , ADH mempengaruhi reabsorbsi air di ginjal, OXT mempengaruhi uterus dan kelenjar susu, GH mempengaruhi hati menghasilkan somatomedin .
     Selain itu, terdapat hormon yang disekresikan oleh  pankreas yaitu insulin dan glukagon yang berfungsi untuk menstabilkan kadar gula darah, CT dan PTH yang terlibat dalam homeostasis kalsium,  kelenjar pineal yang menghasilkan melatonin, eritropoitin yang merespon  kekurangan  oksigen dan timus yang berperan  dlam imunitas

MEKANISME KERJA HORMON

1.         Interaksi hormon dalam menghasilkan respons koordinasi fisiologis
Meskipun  hormon dipelajari secara individual, cairan ekstraselular mengandung beberapa  hormon yang konsentrasinya berubah setiap hari atau bahkan hanya dalam hitungan  jam.  Oleh karena itu, sel tidak pernah merespons hanya untuk 1 hormon melainkan merespons beberapa hormon secara simultan.  Ketika sel menerima perintah dari 2 hormon atau lebih pada waktu yang sama maka ada 4 kemungkinan yaitu :
1).   Ke-2 hormon  bekerja antagonis (berlawanan) seperti PTH dan CT atau insulin dan glukagon.  Hasilnya, tergantung pada keseimbangan antara kedua hormon
2).   Ke-2 hormon menghasilkan efek yang menguatkan.  Jadi hasilnya, efek yang yng lebih kuat dibandingkan bila kedua hormon tersebut bekerja sendiri-sendiri  Fenomena ini dikenal dengan efek sinergis. Contohnya  pasangan HG dan glukokortikoid  pada glukosa.
3).    Salah satu hormon mempunyai  permissive effect terhadap yang lain.  Dalam kasus ini, memerlukan hormon pertama untuk hormon kedua agar dapat menimbulkan efek.  Contohnya:  epineprin tidak dapat  menimbulkan efek terhadap perubahan konsumsi  energi  bila tidak didahului oleh hormon tiroksin.
4).  Hormon yang berbeda tetapi  bekerja saling melengkapi pada jaringan atau organ tertentu. Dikenal dengan efek integratif yang sangat penting dalam mengkoordinasi sistem fungsional yang beragam. Contoh perbedaan efek dari PTH dan CT yang terlibat dalam metabolisme kalsium.

1. 2.                  Mekanisme kerja hormon

Untuk menimbulkan efek pada sel target, hormon harus berikatan dengan reseptor yang spesifik.  Setiap sel mempunyai reseptor untuk merespons beberapa hormon yang berbeda.  Bagi setiap sel, ada tidaknya reseptor yang spesifik menentukan  sensitivitas sel tersebut terhadap hormon.  Reseptor hormon terdapat di membran plasma atau di dalam sel.
Gambar 2.    Mekanisme kerja c AMP sebagai second messenger
(Despopoulos dan Silbernagl, 1995)


Gambar 3.    Mekanisme kerja hormone steroid
 (Despopoulos dan Silbernagl, 1995)

• Hormon dengan reseptor membran plasma

       Reseptor untuk katekolamin (E, NE, dan dopamine), hormon peptida dan eicosanoid terdapat  di membran plasma  sel-sel target.  Oleh karena katekolamin dan hormon peptida tidak larut dalam lipid maka mereka tidak dapat mengadakan penetrasi ke dalam membran plasma.  Hormon-hormon tersebut berikatan dengan reseptor protein di permukan luar membran (reseptor ekstraselular).  Eikosanoid  larut dalam lipid sehingga mudah berdifusi melalui membran sampai mencapai permukaan dalam membran (reseptor intraseluluar).
      First and Second Messengers :  Hormon yang berikatan dengan reseptor di membran plasma tidak langsung menimbulkan efek pada aktivitas di dalam sel target.  Untuk itu maka hormon tersebut memerlukan perantara.  Hormon atau first messenger melakukan sesuatu untuk menimbulkan second messenger di dalam sitoplasma.  Second messenger dapat bekerja sebagai activator enzim, inhibitor atau kofaktor yang dapat menghasilkan perubahan terhadap laju berbagai reaksi metabolisme.  Second messenger yang paling penting adalah cAMP, cGMP dan ion kalsium.  Ikatan sejumlah kecil molekul hormon dengan  reseptor membran plasma  dapat menimbulkan ribuan second messenger di dalam sel.  Proses ini yang menimbulkan efek penguatan   pada sel target yang disebut amplification. Ikatan first messenger dan second messenger pada umumnya melibatkan protein G, kompleks enzim yang  terangkai dengan reseptor membran.
      Kebanyakan protein G apabila diaktifkan menimbulkan efek dengan merubah konsentrasi second messenger cAMP dalam sel.  Peningkatan cAMP meningkatkan aktivitas metabolisme dalam sel sebagai berikut: Pengaktifan protein G mengaktifkan enzim adenilat siklase yang juga disebut adenilil siklase. Adenilat siklase merubah ATP  menjadi silkik AMP yang  yang berfungsi sebagai second messenger melalui aktivasi kinase. Kinase merupakan enzim fosforilase yang  mengikatkan  kelompok fosfat energi tinggi dengan molekul lain. (Gambar 2).

• Hormon dengan reseptor intraselular :  Hormon steroid berdifusi langsung pada bagian lipid membran dan berikatan dengan reseptor di sitoplasma atau nukleus.  Kompleks  hormon-reseptor kemudian mengaktifkan atau menonaktifkan gen spesifik.  Melalui mekanisme ini, hormon steroid  dapat mempengaruhi laju transkripsi DNA di nukleus.  Jadi, merubah pola protein sintesis.  Hormon tiroksin melintasi membran plasma terutama dengan mekanisme transport.  Sekali berada di sitosol, hormon berikatan dengan reseptor dalam nukleus dan mitokondria.  Kompleks hormon-reseptor di nukleus mengaktifkan gen  spesifik atau merubah laju transkripsi.  Perubahan ini mempengaruhi aktivitas metabolisme sel dengan meningkatkan atau menurunkan konsentrasi enzim spesifik (Gambar 3).

3.         Peranan Hormon dalam pertumbuhan

Pertumbuhan normal memerlukan kerja sama  beberapa hormon seperti: GH, tiroksin, insulin, PTH, kalsitriol, dan hormon-hormon reproduksi.
1).    Growth hormone (GH) :  mempengaruhi sintesis protein  dan  pertumbuhan selular. Hal ini  sangat nampak  pada anak-anak dimana GH menunjang perkembangan otot dan tulang.  Pada orang dewasa, GH berfungsi mempertahankan konsentrasi gula darah dan mobilisasi cadangan lipid  di jaringan adiposa.
2).  Tiroksin : pertumbuhan yang normal memerlukan kecukupan hormon tiroksin.  Kekurangan hormon ini pada waktu perkembangan fetal atau pada tahun pertama setelah lahir, mengakibatkan sistem saraf gagal berkembang secara normal dan gangguan mental. Apabila konsentrasi tiroksin menurun sebelum mencapai pubertas maka perkembangan tulang akan terhenti.
3).     Insulin :  Pertumbuhan sel memerlukan kecukupan suplai energi dan nutrisi.  Tanpa insulin pelintasan glukosa dan asam amino melalui membran plasma  berkurang drastis atau tidak ada.
4).    Hormon paratiroid (PTH)  dan kalsitriol :   Kedua hormon ini memicu absorbsi garam kalsium yang selanjutnya disimpan di tulang.  Ketidakcukupan kedua hormon ini menyebabkan  tulang masih membesar namun miskin mineral, lemah dan fleksibel.  Contohnya pada penyakit rikets, merupakan ciri kondisi kekurangan kalstriol (vitamin D) pada anak yang sedang tumbuh.
5).   Hormon reproduksi :  Aktivitas osteoblas dipengaruhi oleh ada tidaknya  hormon reproduksi (androgen pada pria dan estrogen pada wanita).Hormon-hormon ini merangsang pertumbuhan dan diferensiasi jaringan target
4.        Peranan hormon pada pengaturan  kadar kalsium darah
Kalsium (Ca²⁺) memegang peran yang sangat penting dalam pengaturan fungsi sel.  Jumlahnya kira-kira 2% dari berat badan dan 99% darinya terdapat di tulang.  Untuk mempertahankan keseimbangan Ca²⁺ masukan dan pengeluaran haruslah seimbang. Keseimbangan Ca²⁺ diatur oleh 3 hormon (Gambar 4) yaitu:  hormon paratioid (PTH), kalsitonin (CT), dan hormon D (kalsitriol).
1)  Hormon paratiroid:  Sintesis dan sekresi PTH dipicu oleh penurunan kadar kalsium darah di bawah normal, selanjutnya menimbulkan efek pada :
a).   Tulang : mengaktifkan osteoklas sehingga terjadi resorpsi tulang dan pelepasan Ca²⁺.
b).  Usus :  secara tidak langsung meningkatkan ambilan  melalui perangsangan terhadap pembentukkan hormon D di ginjal.
c).    Ginjal :  meningkatkan reabsorbsi Ca²⁺dan menghambat reabsorbsi fosfat.
Defiensi atau ketidakaktifan PTH dapat mengakibatkan hipokalsemia sehingga mengakibatkan kejang otot, tetanus dan juga defisiensi hormon D.  Sementara kelebihan PTH dapat menyebabkan hiperkalsemia yang mengakibatkan kalsifikasi pada ginjal dan bila  Ca²⁺ > 3.5 mmol/l dapat mengakibatkan koma dan gangguan pada irama jantung.
2).  Apabila kadar kalsium darah meningkat di atas normal, sel-sel parafolikular atau sel C kelenjar tiroid mensentesis dan mensekresikan CT yang selanjutnya menimbulkan efek pada :
a).   Tulang :  menghambat aktivitas osteoklas sehingga menyebabkan deposisi Ca²⁺ ke dalam jaringan tulang
b)     Ginjal :  meningkatkan ekskresi  Ca²⁺
3). Hormon D (kalsitriol) berhubungan erat dengan hormon steroid. Pembentukan kalsitriol  dimulai dari pengaruh sinar UV, terbentuk kolekalsiferol (vitamin D₃, kalsiol) dari 7-dehidrokolesterol di kulit melalui langkah provitamin D.  Kedua produk tersebut di dalam darah berikatan dengan α globulin. Organ target kalsitriol adalah usus  untuk meningkatkan absorbsi Ca²⁺.
 Hormon lainnya adalah estrogen yang berfungsi untuk deposisi Ca²⁺ dalam tulang.
5.         Peranan hormon  pada pengaturan  kadar glukosa darah
Glukosa merupakan sumber utama energi metabolisme bagi tubuh  manusia. Oleh karena itu, konsentrasi gula darah harus dipertahankan tetap konstan.  Beberapa hormon yang berperan dalam homeostasis gula darah adalah: insulin, glukagon dan epineprin .
        Kandungan insulin dari pankreas kira-kira 6-10 mg dimana kira-kira 2 mg disekresikankan setiap hari dengan waktu paruh kira-kira 10-30 menit. Rangsangan sekresi  insulin adalah peningkatan kadar gula darah. Insulin menfasilitasi ambilan glukosa oleh sel-sel target, merangsang sintesis glikogen dan lipid untuk disimpan. Penurunan kadar gula  memicu sekresi glukagon  yang berfungsi memobilisasi cadangan lipid,  sintesis glukosa dan pemecahan glikogen di hati guna meningkatkan konsentrasi glukosa darah. Sementara epineprin bekerja menghambat  pelepasan insulin. 
6.         Peranan hormon mengatasi stress
      Setiap kondisi apakah fisik atau emosional yang mengancam homeostasis merupakan  bentuk dari stress.  Kebanyakan stress dilawan oleh penyesuaian  homeostasis khusus.  Contohnya, penurunan suhu tubuh menimbulkan menggigil atau perubahan  pola aliran darah yang dapat mengembalikan suhu normal tubuh.  Apabila tubuh terpapar pada  berbagai faktor yang menyebabkan stress maka hasilnya, pola umum yang sama pada penyesuaian  hormonal dan fisiologis.  Respons  tersebut merupakan bagian dari sindrom adaptasi umum (general adaptation syndrome, GAS) yang juga dikenal dengan respons stress   Respons stress  terdiri dari 3 fase yaitu :
1).   Fase peringatan :  merupakan respons segera terhadap terjadinya stress.Respons ini langsung dari saraf simpatis.  Pada fase ini cadangan energi dimobilisasi terutama dalam bentuk glukosa dan  menanggapi stress melalui mekanisme “fight or flight”.  Epineprin merupakan hormon yang dominan selama fase peringatan dan sekresinya dikaitkan  dengan aktivasi  simpatis.  Ciri-ciri  fase  peringatan adalah sebagai berikut :
a.   Peningkatan kewaspadaan mental
b.   Peningkatan konsumsi enrgi
c.   Mobilisasi cadngan energi (glikogen dan lipid)
d.   Perubahan sirkulasi darah, termasuk peningkatan aliran darah ke otot skelet dan penurunan aliran darah ke kulit, ginjal dan organ pencernaan.
e.    Pengurangan secara drastis  pencernaan dan produksi urine
f.     Peningkatan sekresi kelenjar keringat
g.    Peningkatan tekanan darah, denyut jantung dan laju respirasi.
Selain epineprin, hormon lain yang ikut berperan seperti kehilangan air akibat  dari produksi ADH dan sekresi aldosteron sangat penting apabila stress  melibatkan kehilangan darah.
2).    Fase resisten :  Apabila stress berakhir lebih lama dari beberapa hari maka individu memasuki fase resisten.  Glukokortikoid merupakan hormon yang dominan pada fase ini selain epineprin, GH dan tiroksin. Kebutuhan energi tetap tinggi dibandingkan dengan dalam keadaan normal.  Jaringan saraf membutuhkan energi yang besar dan saraf harus disuplai oleh glukosa. Apabila konsentrasi glukosa darah turun terlalu jauh maka fungsi saraf  akan terganggu. Cadangan glikogen cukup untuk mempertahankan konsentrasi glukosa normal selama fase peringatan namun, mendekati fase kelelahan setelah beberapa jam.  Sekresi hormon fase resisten dikoordinasi untuk mencapai 4 hasil yang terintegrasi yaitu :
a.  Mobilisasi sisa lipid dan cadangan protein :  hipotalamus menghasilkan GH-RH dan CRH yang selanjutnya merangsang pelepasan GH dan ACTH.  ACTH merangsang sekresi glukokortikoid.  Jaringan adiposa menanggapi GH dan glukokortikoid dengan melepaskan simpanan asam lemak dan otot skelet menanggapi glukokortikoid dengan memecah protein dan melepaskan  asam amino ke aliran darah.
b.   Konservasi glukosa untuk jaringan saraf :  Glukokortikoid dan GH merangsang metabolisme lipid pada banyak jaringan.  Glukosa yang dihasilkan inilah yang akan mempertahankan konsentrasi normal glukosa bahkan setelah periode kelaparan yang lama.
c.   Meningkatkan dan menstabilkan konsentrasi glukosa darah :  Ketika konsentrasi glukosa menurun, glukagon dan glukokortikoid merangsang hati memproduksi glukosa dari bukan karbohidrat yaitu dari gliserol melalui jalur trigliserida dan dari asam amino.  Glukosa kemudian dilepaskan ke aliran darah dan konsentrasi gula darah kembali normal.
d.  Konservasi garam  dan air, dan membuang  K⁺ dan H⁺.  Volume darah  dipertahankan melalui kerja ADH dan aldosteron.  Seiring dengan konservasi Na⁺,  K⁺ dan H⁺dibuang.
3).     Fase kelelahan
Ketika fase resisten berakhir, mulailah  fase kelelahan.  Kegagalan satu atau lebih organ menjadi  fatal, kecuali aksi perbaikan ditempuh dengan segera.