75 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
BAB IV
Hormon Pengatur Kadar Mineral Tubuh
4.1. Kelenjar Paratiroid (PTH)
Kelenjar paratiroid merupakan kelenjar endokrin kecil berbentuk oval. Pada mamalia kelenjar ini biasanya dijumpai berjumlah dua pasang, walaupun terkadang ada yang mempunyai 5 – 6 paratiroid. Kelenjar ini secara embriologi berasal dari kantung brakial (faringeal) ketiga dan keempat. Kelenjar paratiroid yang berkembang di dalam kantung faringeal ketiga akan berkembang menjadi
kelenjar paratiroid inferior. Sedangkan kelenjar paratiroid
yang berkembang di dalam kantung faringel ke-empat akan bekembang menjadi kelenjar paratiroid superior. Kelenjar ini berkembang lambat, dan mencapai ukuran dewasa ketika menginjak usia sekitar 20 tahun (Gartner & Hiatt 2001: 315).
Kelenjar paratiroid terletak menempel pada bagian posterior kelenjar tiroid. Normalnya tiap kelenjar paratiroid terletak pada kedua kutub (superior dan inferior) di kiri dan kanan lobus kelenjar tiroid. Kelenjar paratiroid mungkin juga dapat ditemukan di daerah bawah leher, bahkan sampai ke dada (Gartner & Hiatt 2001: 314). Masing-masing kelenjar paratiroid dibungkus kapsul jaringan ikat kolagen tipis. Kelenjar ini berbentuk bulat oval dengan panjang sekitar 5 mm, lebar 4 mm, dan tebal sekitar 2 mm. Berat
76 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
kelenjar ini berkisar antara 25-50 mg. Kapsul jaringan ikat akan melebar masuk ke dalam parenkim kelenjar untuk membentuk septa bersamaan dengan masuknya pembuluh darah, limf, dan saraf. Septa ini berfungsi untuk memyokong parenkim kelenjar. Parenkim kelenjar tersusun dari korda atau kelompokan sel epitel yang dikelilingi jaringan ikat reticular. Stroma jaringan ikat pada individu yang sudah tua sering mengandung sel lemak, yang bisa mencapai diatas 60% dari keseluruhan kelenjar. Parenkim kelenjar paratiroid tersusun dari dua tipe sel:
A. Sel utama (chief cell)
Sel parenkim fungsional utama dari kelenjar paratiroid adalah chief cell. Chief cell berdiameter sekitar 5-8 µm, dan terwarna sedikit eosinofilik. Sel ini mempunyai granula pigmen lipofuchsin yang terletak tersebar di sepanjang sitoplasma. Sel ini juga mengandung granula sekretori berisi PTH. Mikroskop electron menunjukkan satu kompleks Golgi juxtanuklear, mitokondria yang panjang dan reticulum endoplasma kasar dalam jumlah yang melimpah. Beberapa chief cell memiliki kompleks Golgi yang lebih kecil, granula sekretori halus, dan sejumlah besar glikogen. Sel ini diduga dalam kondisi tidak aktif.
B. Sel oksifil
Sel oksifil merupakan sel berdiameter besar (6-10 µm), jumlahnya sedikit, dan lebih terwarna eosin dibandingkan chief cell. Sel oksifil tampak terisolasi dalam
77 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
suatu kelompok. Sel ini memiliki mitokondria lebih banyak dibandingkan chief cell, tapi apparatus Golginya lebih kecil dan reticulum endoplasma kasarnya lebih sedikit. Glikogen tampak dijumpai dalam sitosol dan dikelilingi mitokondria. Fungsi sel oksifil sampai sekarang belum jelas, namun diduga sel ini bersama-sama dengan sel intermedia merupakan chief cell yang sedang tidak aktif.
C. Sel intermedia
Kelenjar paratiroid berfungsi mensekresikan hormon paratiroid (PTH/Paratiroid Hormone). PTH berfungsi mengatur serum kalsium dan kadar fosfat. PTH dapat meningkatkan kadar serum kalsium melalui 3 cara yaitu (1) bekerja langsung pada tulang, dengan cara menaikkan tingkat resorbsi osteoklastik dan memicu pemecahan matriks tulang (2) bekerja langsung pada ginjal, dengan meningkatkan reabsorbsi ion kalsium di tubulus ginjal dan menghambat reabsopsi ion fosfat dari filtrat glomerular (3) memicu absorbsi kalsium dari usus halus, hal ini melibatkan vitamin D.
Sekresi kelenjar paratiroid dirangsang oleh turunnya kadar kalsium darah. Bersamaan dengan disekresikannya kalsitonin oleh sel C kelenjar tiroid, kadar kalsium darah dipertahankan dalam jumlah yang sangat sedikit. Hormon paratiroid adalah regulator yang paling penting dalam mempertahankan kadar kalsium darah, dan sangat penting dalam kehidupan. Sedangkan kalsitonin tampaknya
78 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
berperan membentuk mekanisme komplementer untuk keseimbangannya.
(Young et al. 2006: 336)
Mekanisme pembentukan hormone paratiroid adalah ribosom retikulum endoplasma kasar akan mensintesis
precursor (preproparathyroid hormone). Prekursor ini
akan membelah dengan cepat ketika ditransport ke lumen retikukulum endoplasma kasar untuk membentuk
proparathyroid hormone dan suatu polipeptida. Ketika
mencapai kompleks Golgi, proparathyroid hormone akan membelah lagi membentuk PTH dan polipeptida kecil. PTH dikemas dalam bentuk granula sekretori kecil padat. Granula sekretori ini berdiameter 200-400 nm, muncul dari kompleks apparatus Golgi dan bergerak ke pinggir sel. PTH akan dikeluarkan dari permukaan sel dengan cara eksositosis (Gartner & Hiatt 2001: 315).
Hormon paratiroid memiliki berat molekul 9500, yang disintesis dan disekresikan oleh “chief cell” dari kelenjar paratiroid melalui perangsangan kadar Ca2+
sistemik. Reseptor kalsium dari kelenjar paratiroid menjadi aktif karena pengaruh kadar PKC intrasel, ion Ca2+ dan IP3, sehingga produksi dan sekresi PTH meningkat. Peran dari PTH untuk mengatur kadar kalsium di cairan ekstrasel. Mekanisme kerja PTH melalui pengaktifan cAMP dan PKA yang berakhir dengan reseptor biologis yang dikehendaki.
PTH secara struktural merupakan rantai polipeptida tunggal yang terdiri dari 84 asam amino, 34 asam amino pertama, memiliki aktivitas spesifik. PTH awalnya
79 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
disintesis sebagai prohormon dengan berat molekul 12.000, yang disintesis dalam RE dan selnjutnya menuju ke aparatus golgi dan membentuk PTH. PTH disimpan dalam granula dan setelah mengalami proses pematangan, akan disekresikan. PTH aktif bila terjadi pelepasan asam amino 33-34 dan menunju ke darah atau jaringan.
Jumlah Ca2+ pd orang dewasa normal berkisar 1.000-1.200 g, dan sekitar 99% terdapat dalam tulang sbg hidroksiapatit. Dari sejumlah 1 g Ca yang terdapat dalam cairan ekstrasel kira-kira 54% dalam bentuk terionisasi dan sisanya berikatan dengan albumin, membentuka anion dengan fosfat dan sitrat dan ion Ca bebas yang diperlukan dalam proses pembekuan darah, kontraksi otot skelet dan melaksanakan fungsi saraf.
Fungsi PTH adalah mempertahankan kadar Ca2+ cairan ekstrasel, melalui absorpsi Ca2+ melalui saluran cern;, penyimpanan dalam serta mengaktivasi kerja tulang ; serta ekskresi Ca2+ melalui urin, feses, keringat dan ASI. Sekresi
PTH terutama dipengaruhi oleh kadar Ca2+ darah atau sel kelenjar paratiroid. Bila kadar Ca2+ rendah, sekresi PTH meningkat, dan bila terjadi hipokalsemia dalam waktu lama, akan terjadi hipertrofi dan hiperplasi kelenjar paratiroid. Sebaliknya pada keadaan hiperkalsemia selain dipengaruhi oleh PTH, keseimbangan Ca2+ tubuh juga dipengaruhi kadar vitamin D, dan kalsitonin; dipengaruhi berbagai hormon (hormon pertumbuhan, hormon reproduksi, tiroksin, glukokortikoid dan hormon pankreas) dan asupan mineral (fosfat anorganik dan sitrat).
80 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
Kelainan yang diakibatkan oleh asupan Ca antara lain bila terjadi penurunan kadar ion Ca darah dapat menyebabkan tetani, akibat absorpsi Ca pada saluran pencernaan sangat sedikit. Pada penderita nefritis atau defisiensi paratiroid menyebabkan ekskresi Ca meningkat melalui urin. Gangguan tubuli ginjal yang menyebabkan bertambahnya retensi fosfat, akan mempermudah penurunan Ca plasma. Pada tulang sebagian Ca mudah dapat diganti, dan sebagian besar merupakan cadangan yg stabil. PTH dapat menambah kecepatan resorpsi ion Ca dan fosfat dari bagian tulang yang stabil. Pengaruh PTH pada mobilisasi ion Ca dari tulang ke plasma hanya terjadi bila kadar ion Ca plasma lebih dari 7 mg % . Hormon paratiroid akan mempercepat resorpsi tulang melalui peningkatan kecepatan diferensiasi sel-sel mesenkim menjadi osteoklas, dan memperpanjang masa paruh sel pada tulang.
4.2. Kelenjar Tiroid
Kelenjar tiroid merupakan kelenjar endokrin yang cukup besar, dengan berat sekitar 1 ons pada orang dewasa ( Patton, 2010: 579). Secara embriologi, sebagian besar kelenjar ini berasal dari pertumbuhan ke bawah epitel lidah fetal. Sementara sel-sel yang berfungsi mensekresi kalsitonin berasal dari elemen ultimobrachial dari kantong brachial ke-empat (Young, 2006: 333). Kelenjar tiroid terletak di leher, pada bagian depan dari trakhea bagian atas, di bawah laring (Young, 2006: 333).
81 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
Sajian: Kelenjar Tiroid & Paratiroid Pewarnaan: Hematoxylin Eosin Perbesaran: 40 x 10
Keterangan gambar: P : Paratiroid V: Vaskular
F : Folikel kelenjar tiroid L : Lemak univakuolar
82 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
Sajian :
Kelenjar Paratiroid
Pewarnaan: Hematoxylin Eosin Perbesaran: 40 X 10
Keterangan gambar: P : Paratiroid V : Vaskular
83 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
Kelenjar tiroid adalah kelenjar endokrin yang berbentuk seperti seperti kupu-kupu. Kelenjar ini terdiri dari dua lobus yang dihubungkan oleh daerah yang sempit yang disebut istmus. Pada kebanyakan kelenjar endokrin, sejumlah kecil hormon disimpan dalam granula sekretori intraselular. Namun kelenjar tiroid, mempunyai struktur yang khas yang memungkinnya menyimpan produk diluar sel, yaitu pada lumen folikel.
Pada manusia, jumlah folikel tiroid berjumlah sekitar 2-3 puluh juta, yang mampu menampung persediaan hormone untuk beberapa minggu (Fawcett, 1994: 490).
Folikel tiroid berbentuk bulat berdiameter 0,2 – 0,9 mm yang tersusun atas epitel selapis kubus mengelilingi ruang folikel. Folikel tiroid mengandung cairan koloid kental yang mengandung protein. Di sekitar folikel terdapat jaringan kapiler yang mengelilingi masing-masing folikel. Kapiler-kapiler tersebut berfungsi memberi nutrisi dan hormon regulator ke sel-sel kelenjar. Kapiler tersebut juga berfungsi menampung produk sekretori dan sampah metabolisme (Young, et al. 2006: 333 ; Martini, 2001: 594). Epitel folikel tiroid mamalia mengandung 2 tipe sel: (1) Sel principal (sel folikular), sel principal merupakan sel yang paling mendominasi epitel folikel tiroid. Sel ini mempunyai mikrovili pendek. Sel principal berfungsi membentuk T3
dan T4 (2) Sel parafolikular (sel C), sel parafolikular bisa
ditemukan soliter, maupun berkelompok. Besarnya 2-3 kali ukuran sel principal. Pada manusia sel ini hanya mencapai 0,1 % berat epitel kelenjar. Sel ini berfungsi mensekresi
84 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
Kelenjar tiroid berfungsi mensekresi hormon: (1) tiroksin (T4 atau tetraiodotironin) dan T3 (triiodotironin), T4
dalam sistem sirkulasi akan dikonversi menjadi T3 dengan
melepaskan satu unit iodotironin. T3 lebih potensial
dibandingkan T4 dan merupakan bentuk metabolik aktif dari
hormon (2) Kalsitonin berfungsi mengatur tingkat kalsium darah bersama-sama dengan hormon paratiroid. Kalsitonin berfungsi menurunkan kadar kalsium darah dengan cara menghambat dekalsifikasi tulang pada proses reabsorbsi osteoklastik dan merangsang aktivitas osteoblas. Kontrol sekresi kalsitonin hanya tergantung dari kadar kalsium darah dan tidak dipengaruhi oleh tingkat hormon pituitary maupun hormon paratiroid (Young 2006: 333).
Mekanisme pembentukan hormone tiroid melalui sel-sel folikel kelenjar tiroid mensintesis protein globular yang disebut tiroglobulin dan mensekresikannya ke dalam koloid folikel tiroid. Masing-masing molekul tiroglobulin mengandung asam amino tirosinase yang merupakan komponen pembentuk hormon tiroid. Pembentukan hormon tiroid melibatkan tiga langkah utama:
1. Ion iodide diabsorbsi dari makanan di saluran pencernaan dan dibawa ke kelenjar tiroid melalui aliran darah. Protein carrier di membran basal sel-sel folikel mentransport ion Iodide (I-) ke dalam sitoplasma. Sel-sel folikel secara normal mempertahankan konsentrasi Iodide intraseluler beberapa kali lebih tinggi daripada konsentrasinya di cairan ruang ekstraseluler.
2. Ion-ion Iodide berdifusi ke permukaan apikal masing-masing sel folikel. Ion tersebut dengan bantuan enzim
85 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
tiroid peroksidase akan dikonversi menjadi bentuk aktif Iodine ( I+). Rangkaian reaksi ini juga akan mengikat satu atau dua molekul Iodide menjadi molekul tirosin dari tiroglobulin.
3. Molekul tirosin yang mengandung ion Iodide kemudian berpasangan membentuk molekul hormon tiroid yang tetap terikat ke tiroglobulin. Proses pembentukan pasangan ini kemungkinan terjadi karena adanya tiroid peroksidase. Hormon tiroksin juga dikenal dengan nama Tetraiodotironin (T4) yang mengandung empat ion iodide.
Triiodotironin (T3) adalah molekul serupa yang
mengandung tiga ion iodide. Terkadang, masing-masing molekul tiroglobulin mengandung 4 sampai 8 molekul dari T3 atau T4 atau keduanya (Martini, 2001: 595).
Faktor pengendali utama tingkat pelepasan hormone tiroid adalah konsentrasi hormone TSH (Tiroid Stimulating
Hormone) dalam darah. TSH akan merangsang transport
iodide ke dalam sel folikel dan merangsang produksi tiroglobulin dan tiroid peroksidase. TSH juga berfungsi merangsang lepasnya hormon tiroid. Tahapan yang terjadi dengan dilepaskannya TSH:
1. Sel-sel folikel melepaskan tiroglobulin dari folikel secara endositosis.
2. Enzim lisosom kemudian akan memecah protein sehingga asam amino dan hormon tiroid masuk ke dalam sitoplasma sel. Asam amino akan di daur ulang dan akan dipakai untuk mensintesis tiroglobulin.
3. Molekul T3 dan T4 yang lepas kemudian akan berdifusi
86 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
darah. Kurang lebih 90 % sekresi tiroid adalah T4. T3
hanya disekresikan dalam jumlah kecil.
4. Kurang lebih 75% molekul T4 dan 70% molekul T3 yang
masuk ke pembuluh darah akan berikatan dengan protein transport yang disebut thyroid binding globulin (TBGs). Kebanyakan sisa T3 dan T4 yang terdapat dalam peredaran
darah terikat ke transtiretin atau yang biasa dikenal sebagai tiroid binding prealbumin (TBPA). Bisa juga sisa tersebut terikat ke salah satu plasma protein yaitu albumin. Hanya sebagian kecil hormon tiroid yang tidak berikatan (kurang lebih sekitar 0,3 % T3 dan 0,03% T4
yang bersirkulasi akan berdifusi secara bebas ke dalam jaringan perifer (Martini, 2001: 596).
Terdapat keseimbangan antara hormon tiroid yang terikat dan hormon tiroid yang tidak terikat. Pada saat tertentu hormon tiroid bebas terikat ke carrier, pada tingkat yang sama dimana ikatan hormon dilepaskan. Ketika hormon tiroid yang tidak terikat berdifusi ke dalam pembuluh darah dan jaringan lain, keseimbangan akan terganggu. Protein carrier kemudian akan melepaskan hormon tiroid tambahan sampai keseimbangan baru tercapai. Ikatan hormon tiroid menunjukkan suatu cadangan yang cukup besar. Aliran darah secara normal megandung lebih dari suplai hormon tiroid yang dibutuhkan selama seminggu (Martini, 2010: 596).
TSH memegang peranan penting dalam sintesis dan pengeluaran hormon tiroid. Tanpa adanya TSH folikel tiroid akan menjadi tidak aktif, sehingga tidak terjadi sintesis
87 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
ataupun sekresi. TSH akan berikatan ke reseptor membran, dengan menstimulasi adenilat siklase akan mengaktifkan enzim-enzim yang memegang peranan dalam sintesis hormon (Martini, 2001: 596).
Sajian : Kelenjar Tiroid & Paratiroid Pewarnaan: Hematoxylin Eosin Perbesaran: 4 x 10
Keterangan gambar: A : Kelenjar Tiroid B : Kelenjar Paratiroid
88 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
Sajian : Kelenjar Tiroid
Pewarnaan: Hematoxylin Eosin Perbesaran: 40 x 10
Keterangan gambar:
F : Sel folikular (sel principal) P : Sel parafolikular (sel C)
89 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
Sajian : Kelenjar Tiroid
Pewarnaan: Hematoxylin Eosin Perbesaran: 40 x 10
Keterangan gambar: V : Vaskular
L : Lemak univakuolar
Hormon tiroid terdiri atas T3 triiodotironin) dan T4
(tetraiodotironin), merupakan glikoprotein dan merupakan derivat dari asam amino tirosin. T3 lebih berperan banyak
90 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
sebagai prohormon. Hormon tiroid yang sintesis distimulasi oleh TSH. TSH dari sirkulasi terikat pada reseptor membran basal kelnjar tiroid, melalui pengaktifan adenilat siklase oleh protein G. Stimulasi yang lama oleh reseptor tiroid mengakibatkan peningkatan sintesis prekusor hormon tiroid yaitu tiroglobulin. Tiroglobulin di hasilkan pada retikulum endoplasmik kasar dan mempunyai berat molekul 660.000 yang mengalami glikosilasi dan 100 residu tirosin yang mengalami iodinasi serta digunakan untuk sintesisi hormon tiroid T3 dan T4. Di dalam plasma T3 dan T4 terikat pada
suatu carrier glikoprotein yang disebut Thyroksin-binding globulin dan kemudian disebar keseluruh tubuh.
Mekanisme pembentukan hormon tiroid antara lain iodida inorganik (iodium) masuk dalam aliran darah, selanjutnya masuk ke kelanjar tiroid melalui transport aktif yang dikombinasi dengan pompa Na+. Pompa Na+ berhubungan dengan suplai energi untuk tranpor aktif. Iodida terikat oleh protein tiroglobulin yang mengandung asam amino tirosin. Dalam satu buah tiroglobulin dapat menampung lebih dari 100 iodida. Sebelum masuk dalam tiroglobulin iodida akan diaktifkan terlebih dahulu menjadi iodida aktif melalui enzim peroksidase, O2, dan konsentrasi
NADPH melalui reaksi oksidasi menjadi iodida aktif. Pada saat berikatan dengan tiroglobulin terjadi reaksi iodinasi dimana iodida berikatan dengan tirosin. Terdapat 2 tempat aktif pada tirosin yang dapat ditempati oleh iodida sehingga membentuk DIT dan MIT. Setelah iodinasi akan terjadi Coupling antara DIT dan MIT, jika coupling DIT-MIT disebut T3 dan DIT-DIT disebut T4. Pada kondisi ini masih
91 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
terikat dengan tiroglobulin, lalu masuk dalam granula melalui pinositosis dan akan disimpan. Jika tubuh membutuhkan maka terjadi sekresi T3 dan T4 melalui reaksi
hidrolisis melepaskan hormon dari ikatan tiroglobulin. DIT dan MIT kembali dimetabolisme untuk selanjutnya mengadakan iodinasi lagi, sedangkan T3 dan T4 akan dipakai masuk dalam sirkulasi darah. Reaksi ini diatur oleh TSH, sifatnya meningkatkan aktifitas tahapan reaksi ini.
Peranan hormon tiroid yaitu meningkatkan fungsi pompa natrium melalui meningkatkan kebutuhan ATP, meningkatkan konsumsi oksigen pada rantai pernafasan dan meningkatkan mekanisme transkripsi gen melalui peningkatan sintesis protein shingga balans nitrogen positif yang diperlukan untuk perkembangan normal.
Regulasi kelenjar tiroid, jika T3 dan T4 meningkat dalam darah sehingga menghambat hipofisis untuk mengeluarkan TSH, maka stimulasi terhadap kelenjar tiroid menurun dan akibatnya T3 dan T4 menurun. T3 dan T4 yang meningkat dalam darah ini akan menghambat hipotalamus untuk mengeluarkan TRH, selanjutnya hipofisis dihambat dalam menghasilkan TSH, stimulasi terhadap kelenjar tiroid menurun dan produski T3-T4 juga menurun.
Hormon tiroid bekerja melalui reseptor intrasel (seperti steroid). Pada penyakit grave’s (tirotoksikosis) terbentuk suatu antibodi yang disebut thyroid stimulating
antibodies, karena dapat berperan seperti TSH. TSHAb
92 | H o r m o n p e n g a t u r k a d a r m i n e r a l t u b u h
regulation sekresi TSH oleh T3 dan T4 melalui negative
feedback control. Pompa Na ini dapat saja terganggu
akibatnya maka pemasukan iodida terganggu, pembentukan hormon tiroid menurun dan metabolisme tubuh juga menurun. Zat-zat yang mempunyai sifat kompetitif dengan iodida juga dapat mengganggu mekanisme pembentukan hormon tiroid. Pada wanita hamil mengalami eutiroid, dimana terjadi peningkatan tiroglobulin dan peningkatan T3-T4. Pada penderita yang memiliki kolesterol meningkat, sebaiknya terjadi penambahan hormon tiroid, karena dalam hal ini dapat mempengaruhi penurunan jumlah kolesterol dengan meningkatkan metabolisme. Namun pemberian hormon ini harus di kontrol jangan sampai terjadi hipertiroid, tetapi hanya untuk penurunan kadar kolesterol.
