Meskipun suatu organisme bersel tunggal dapat mengatur metabolisme internalnya sendiri, pada suatu organisme yang kompleks seperti manusia, sel-sel disesuaikan pada tugas-tugas khusus, dan kontrol-konytrol seluruh tubuh diperlukan. Tubuh manusia hanya bekerja secara efisien jika keseimbangan didalam setiap organ, jaringan dan sel dimonitor dan dikontrol secara ketat. Aktivitas, pertumbuhan dan perbaikan dari jaringan harus dipelihara, bersama dengan persediaan bahan-bahan bakar dan pengangkutan dari sisa-sisa materi.
Kontrol-kontrol ini dicapai dengan dua sistim. Yang pertama adalah jaringan dari serat-serat syaraf yang membawa pesan-pesan antara otak dan keseluruh bagian tubuh. Yang kedua adalah sistim endokrin. Sistim ini terdiri dari sejumlah kelenjar-kelenjar endokrin yang berlokasi pada bagian-bagian yang berbeda dari tubuh yang fungsinya tidak selalu berhubungan secara langsung satu sama lainnya. Nama mereka berasal dari kata-kata Yunani endon yang berarti diantara, dan krinen yang berarti untuk memisahkan.
Kelenjar-kelenjar endokrin mengeluarkan produk-produk kimia mereka, atau hormon-hormon, langsung kedalam aliran darah, daripada kedalam kanal-kanal atau saluran-saluran khusus. Hormon-hormon adalah lebih lambat dalam aksinya daripada impuls-impuls syaraf, dengan pengecualian dari dua hormon-hormon, adrenalin dan noradrenalin yang dihasilkan oleh kelenjar adrenal, yang bekerja sangat cepat dan untuk waktu yang singkat pada banyak jaringan-jaringan. Hormon-hormon yang diproduksi oleh kelenjar-kelenjar endokrin adalah, seperti seluruh unsur-unsur pokok (konstituen) dari tubuh, berasal dari materi-materi makanan - protein, lemak dan karbohidrat. Hormon-hormon mengalir dalam aliran darah ke sel-sel diseluruh bagian-bagian tubuh. Selaput (membran) dari setiap sel mempunyai reseptor-reseptor (sel-sel yang peka rangsangan) pada satu atau lebih hormon-hormon, dan pengikatan dari suatu hormon pada sel reseptor spesifiknya memprakarsai perubahan-perubahan tertentu pada metabolisme internal dari sel target ini. Satu hormon mungkin menyebabkan perubahan-perubahan pada lebih dari satu fungsi dari sel tertentu, dan jalan-jalannya yang dirubah bervariasi menurut tugas-tugas khusus dari sel yang dipengaruhi.
Cara hormon-hormon menyebabkan perubahan-perubahan didalam sel-sel akhir-akhir ini telah menjadi subjek dari kemajuan-kemajuan utama dalam pengetahuan kita. Suatu hormon yang menstimulasi cocok pada suatu area reseptor spesifik pada selaput sel. Reseptor ini mempunyai suatu bentuk khusus dimana hanya hormonnya sendiri yang cocok/pas, agak seperti suatu potongan puzzle yang akan hanya cocok pada potongan kedua yang dibentuk secara benar. Pada kombinasi mereka dengan reseptor kebanyakan, namun tidak semua, hormon-hormon menjurus pada produksi didalam sel dari suatu unsur yang disebut cyclic adenosine monophosphate (cyclic AMP). Ini adalah suatu nama yang panjang untuk sebuah kimia yang cukup sederhana yang, seperti hormon-hormon yang bertugas sebagai kurir-kurir kimia didalam darah, berfungsi sebagai sebuah kurir didalam sel. Kurir itu, cyclic AMP, kemudian merubah fungsi-fungsi selular seperti sintesis protein, atau produksi, penyimpanan atau pelepasan kelebihan bahan bakar dari glikogen, atau trigliserida, dan produksi dari hormon-hormon lainnya.
Kelenjar-kelenjar endokrin terdiri dari hipothalamus dan pituitari pada dasar dari otak, kelenjar-kelenjar tiroid dan paratiroid didepan leher, adrenal dibagian perut diatas ginjal-ginjal, pankreas, terletak pada putaran dari duodenum, dan indung-indung telur (ovaries) didalam tulang pinggul atau testes didalam skrotum. Sebagai tambahan, beragam organ-organ lainnya menghasilkan hormon-hormon, seperti beberapa yang dihasilkan oleh saluran pencernaan yang terlibat pada pengontrolan pencernaan.
Pada cara yang sangat serupa, contohnya, seperti kontrol otak terhadap aktivitas otot dimonitor dan dirubah secara terus menerus untuk mencocokkan dengan informasi yang diterima oleh otak, jadi, juga aktivitas dari kelenjar-kelenjar endokrin dimonitor dan dirubah secara terus menerus oleh informasi syaraf, hormon dan kimia yang diberikan pada mereka. Produksi hormon dikontrol pada banyak kasus-kasus oleh suatu sistim umpan balik negatif, dimana produksi yang berlebihan dari hormon menjurus pada suatu pengurangan yang bersifat mengimbangi dalam produksi hormon yang berikutnya hingga suatu keseimbangan pulih kembali. Operasi dari sistim-sistim ini dapat dimengerti paling baik jika beragam hormon-hormon dari bagian anterior dari kelenjar pituitari diperiksa bersama dengan kelenjar-kelenjar endokrin lainnya yang berhubungan dengannya.
Hormon-Hormon sebagai Koordinator-Koordinator Kimia
Kelenjar Pituitari
Kelenjar pituitari, yang ukurannya kira-kira sebesar sebuah kacang polong kecil, duduk terlindung dalam sebuah penurunan tulang - sella turcica, atau turkish saddle - pada dasar dari tengkorak. Ia pada hakekatnya adalah dua kelenjar yang terpisah, anterior dan posterior, setiapnya mempunyai suatu fungsi yang terpisah. Anterior pituitari telah disebut kelenjar utama, atau yang mengontrol karena hampir semua hormon-hormonnya mengatur aktivitas dari kelenjar-kelenjar targetnya ditempat lain di tubuh. Hormon-hormon ini disebut hormon-hormon tropik (trophic hormones), dan adalah thyroid-stimulating hormon (TSH atau thyrotrophin), adrenocorticotrophic hormone (ACTH), follicle-stimulating hormone (FSH) dan luteinizing hormone (LH).
TSH dan ACTH, seperti nama penuhnya mereka menyiratkan, meningkatkan aktivitas dari kelenjar tiroid dan korteks adrenal, dimana FSH dan LH menstimulasi indung-indung telur (ovaries) dan testes. Hormon utama lainnya dari kelenjar anterior pituitari adalah growth hormone (GH) atau hormon pertumbuhan yang bertugas pada jaringan-jaringan tubuh pada umumnya untuk menghasilkan pertumbuhan pada masa kanak-kanak dan masa remaja, dan untuk mempengaruhi metabolisme dari protein, lemak, karbohidrat dan mineral-mineral. Beberapa dari tindakan-tindakannya diperkirakan disebabkan oleh produksi oleh GH didalam hati dari suatu protein kecil yang disebut somatomedin, yang mendorong pertumbuhan dari jaringan-jaringan kerangka. Hormon lain dari anterior pituitari adalah prolactin. Produksinya meningkat selama kehamilan dan memajukan produksi susu, masa menyusu anak, oleh payudara setelah kelahiran. Fungsinya pada pria-pria dan wanita-wanita yang tidak hamil tidak jelas.
Hipothalamus
Produksi dan pelepasan hormon-hormon dari anterior pituitari dipengaruhi oleh jumlah hormon yang bersirkulasi dalam darah yang telah dihasilkan oleh kelenjar target, dan oleh aktivitas dari hipothalamus, suatu area kecil dari otak depan yang berlokasi tepat diatas pituitari. Hipothalamus adalah pusat koordinasi utama antara sistim-sistim endokrin dan syaraf. Ia memproduksi sejumlah peptide-peptide kecil, rantai-rantai dari asam-asam amino, yang ia keluarkan kedalam suatu sistim portal darah lokal yang khusus.
Arteriol-arteriol yang melayani hipothalamus membawa peptide-peptide ini ke kelenjar pituitari, yang mencegah atau memajukan pelepasan hormon-hormon anterior pituitari. Jadi ada suatu peptide yang disebut thyrotrophin-releasing hormone (TRH), yang memajukan pelepasan dari TSH, dan peptide-peptide serupa untuk pelepasan FSH, LH, ACTH dan GH. Growth hormone dan prolactin dikontrol oleh hormon-hormon dari hipothalamus yang mencegah pelepasan mereka.
Hipothalamus pada gilirannya dipengaruhi oleh impuls-impuls syaraf dari bagian-bagian otak yang mengontrol irama-irama circadian (circadian rhythms), jam biologi kita, dan juga dari pusat-pusat yang lebih tinggi dalam otak. Tingkat-tingkat hormon-hormon dari kelenjar-kelenjar target, seperti tiroid dan adrenal, mengumpan balik tidak hanya pada pituitari saja, namun juga pada hipothalamus, dan tingkat-tingkat yang tinggi berakibat pada pencegahan pelepasan dari hormon yang sesuai.
Posterior pituitari adalah agak berbeda dari bagian anterior yang melekat padanya. Ia tidak membawa sel-sel yang mengeluarkan, namun menyimpan dua hormon-hormon yang dihasilkan oleh sel-sel syaraf khusus didalam hipothalamus dan yang diturunkan melalui serat-serat syaraf ke tangkai pituitari. Hormon-hormon ini adalah oxytocin, yang bertugas pada otot halus, terutama yang dari rahim dan payudara, dan vasopressin, atau antidiuretic hormone (ADH). ADH dikeluarkan jika tingkat garam darah naik karena kelebihan garam didalam darah atau kekurangan air, dan menyebabkan ginjal-ginjal untuk menyerap kembali lebih banyak air dan untuk mengeluarkan suatu urin yang lebih pekat. Ini adalah suatu mekanisme penting untuk mengkonservasi air yang adalah perlu bagi tubuh untuk berfungsi dengan baik.
Hormon-Hormon sebagai Kurir-Kurir Kimia
Fungsi dari kelenjar-kelenjar endokrin adalah untuk membantu mengontrol lingkungan internal dan komposisi dari setiap sel dan organ, dan dari seluruh tubuh. Tanpa kontrol dan keseimbangan dari proses-proses tubuh, aktivitas-aktivitas yang sangat canggih dari manusia tidaklah mungkin.
Kelenjar Tiroid
Kelenjar-kelenjar endokrin adalah terpisah secara anatomi, namun beberapa berhubungan secara fungsional. Kelenjar tiroid yang terletak didepan leher distimulasikan oleh TSH dari kelenjar pituitari untuk menghasilkan dua hormon-hormon tiroid, thyroxine dan triiodothyronine. Mereka bertugas diseluruh tubuh untuk mempertahankan aktivitas dari seluruh proses-proses metabolisme didalam sel-sel pada kecepatan yang tetap. Proses-proses produksi dan pemakaian energi ditingkatkan dan penyimpanan bahan bakar dikurangi oleh kelebihan thyroxine, dan pada ketidakhadirannya seseorang menjadi lambat dan lesu. Kelenjar tiroid memerlukan banyak yodium dari makanan dan tidak dapat berfungsi dengan baik jika kekurangan elemen ini.
Kelenjar Paratiroid
Kelenjar-kelenjar lain dalam leher adalah empat kelenjar-kelenjar paratiroid yang kecil, yang memproduksi parathormone. Ketika tingkat kalsium dalam darah turun, tingkat-tingkat parathormone naik dan bertindak pada tabung-tabung ginjal (kidney tubules) untuk mengurangi kehilangan kalsium pada urin, pada dinding usus untuk meningkatkan penyerapan dan pada tulang-tulang untuk mengeluarkan beberapa elemen-elemen dari penyimpanan terbesarnya didalam tubuh, jadi memulihkan suatu tingkat kalsium yang rendah ke normal. Sebuah hormon, calsitonin, dari tiroid mempunyai tugas-tugas yang sebagian berlawanan dengan yang dari parathormone. Kontrol yang sangat ketat dari tingkat-tingkat kalsium adalah perlu untuk mempertahankan fungsi-fungsi sel dan struktur tulang yang normal. Tingkat-tingkat kalsium yang rendah mungkin menjurus pada kesemutan pada anggota-anggota tubuh dan kejang-kejang otot. Tingkat-tingkat kalsium yang tinggi dapat berakibat pada kelemahan otot.
Kelenjar Adrenal
Kelenjar-kelenjar adrenal duduk diatas ginjal-ginjal dalam perut, dan adalah dua bagian yang berbeda - bagian luar cortex dan bagian dalam medulla. Cortex dari kelenjar-kelenjar adrenal menghasilkan beberapa hormon-hormon yang serupa, dua yang paling penting darinya adalah cortisol dan aldosterone. Hormon-hormon ini diproduksi sebagai respon pada ACTH dari pituitari, dan mempunyai efek-efek pada pengontrolan karbohidrat-karbohidrat, protein-protein dan lemak-lemak, dan pada penanganan dari sodium, potassium dan air dalam tubuh.
Cortisol terutama mempengaruhi metabolisme glukosa, asam amino, dan lemak, dan adalah satu dari beberapa homon-hormon yang membantu mempertahankan suatu penyediaan yang tetap dari "blok-blok bangunan" dan "bahan bakar" untuk mempertahankan reparasi dan pertumbuhan tubuh yang normal pada semua jaringan-jaringan. Aldosterone terutama memajukan penyerapan dari sodium dari tabung-tabung ginjal distal, usus halus dan kelenjar-kelenjar keringat, dan meningkatkan kehilangan potassium. Potassium dipertahankan pada tingkat-tingkat yang tinggi didalam sel-sel, dan pada tingkat-tingkat yang lebih rendah didalam plasma darah dan dalam cairan sekitar setiap sel. Ion-ion sodium, bagaimanapun, dipertahankan pada tingkat-tingkat yang tinggi diluar sel-sel dan pada tingkat-tingkat yang lebih rendah didalamnya. Keseimbangan yang ketat dari ion-ion ini adala penting untuk kesehatan sel-sel, dan sodium atau potassium dipertahankan atau dikeluarkan seperlunya dalm urin untuk mencapai ini. Pelepasan aldosterone disebabkan oleh ACTH, dan via renin yang dihasilkan didalam ginjal-ginjal. Enzim renin menjurus pada produksi didalam darah dari suatu peptide kecil, angiotensin, yang meningkatkan tekanan darah dan menstimulasi pembentukan aldosterone.
Cortex-cortex dari kelenjar-kelenjar adrenal juga memproduksi hormon-hormon kelamin - androgen-androgen, hormon-hormon pria, dan estrogen-estrogen, hormon-hormon wanita. Kedua tipe ini ditemukan pada pria-pria dan wanita-wanita, karena keseimbangan dari hormon-hormon ini, dan yang dari ovaries dan testes, yang bertanggung jawab untuk perbedaan-perbedaan sekunder diantara kedua kelamin.
Hormon-Hormon sebagai Kurir-Kurir Kimia
Medulla, bagian lain dari kelenjar adrenal, beroperasi sebagai suatu organ endokrin yang berbeda, menghasilkan dua hormon-hormon, adrenaline dan noradrenaline, yang mempunyai efek-efek yang tersebar luas dan cepat diseluruh tubuh. Hormon-hormon ini mencapai efek-efek mereka dengan meningkatkan aliran darah keseluruh organ-organ yang akan diperlukan untuk menghadapi suatu ancaman yang potensial terhadap orang yang bersangkutan. Aliran ke jantung dan otot-otot kerangka meningkat dengan suatu pengurangan pada kulit dan usus yang bersifat kompensasi. Tekanan darah dan denyut nadi meningkat, dan tubuh dilempar kedalam suatu keadaan siap siaga. Mengiringi aksi-aksi ini adalah pelebaran bronchiol-bronchiol paru-paru, dan peningkatan tingkat-tingkat bahan bakar - glukosa dan asam lemak - dalam darah. Perubahan-perubahan ini adalah persiapan-persiapan untuk apa yang kita sebut "lawan atau lari".
Hormon adrenaline juga bertindak sebagai suatu pemancar kimia pada banyak ujung-ujung syaraf, karena medulla adrenal berkembang dari jaringan yang sama didalam fetus yang memberi perkembangan pada sistim syaraf simpatetik.
Pankreas
Didalam daerah perut (abdomen) ada suatu kelenjar yang besar, pankreas, yang bagian terbesarnya adalah exocrine dan yang dalam fungsinya bertautan dengan pencernaan, namun didalam mana satu persennya yang sangat penting terdiri dari sekitar satu juta rumpun sel-sel yang disebut pulau-pulau yang sangat kecil Langerhans. Pulau-pulau ini memproduksi dua hormon-hormon utama yang mengontrol penanganan dari bahan-bahan bakar glukosa dan asam lemak didalam tubuh. Setelah makan ketika glukosa darah meningkat, ia secara langsung menyebabkan pelepasan insulin dari sel-sel beta dari pulau-pulai ini. Insulin mengurangi produksi glukosa didalam hati dan mendorong pengambilan dan pemakaiannya oleh jaringan-jaringan. Serupa dengannya, ia mengurangi pelepasan dari asam-asam lemak dan gliserol dari jaringan adipose. Produksi insulin yang tidak memadai oleh pulau-pulau dalam responnya terhadap glukosa menjurus pada kenaikkan tingkat-tingkat glukosa darah dan pada penampilan dari glukosa didalam urin, karena tabung-tabung ginjal tidak mampu untuk menyerap secara penuh jumlah glukosa yang meningkat yang disaring. Ini adalah gangguan-gangguan dari produksi hormon yang terjadi pada diabetes mellitus. Hormon pankreas lainnya, glukagon, dari sel-sel alfa dari pulau-pulau, mempunyai efek-efek yang berlawanan dengan insulin dalam hati, dan meningkatkan produksi glukosa.
Kontrol bahan-bahan bakar didalam tubuh kemudian adalah suatu keseimbangan dari aksi-aksi kedua hormon-hormon ini, dan dari hormon-hormon adrenaline, noradrenaline, growth hormone, cortisol dan hormon-hormon tiroid. Ini mengizinkan suatu penyedian bahan-bahan bakar yang terkontrol dan tetap pada semua sel-sel untuk metabolisme dan pertumbuhan pada semua keadaan-keadaan.
Komentar
Posting Komentar