Mekanisme kerja hormon - Sistem Endokrin Materi Biologi Kelas 11

Tubuh manusia adalah sebuah orkestrasi biologis yang kompleks, di mana setiap sel, jaringan, dan organ bekerja secara harmonis. Salah satu sistem pengatur terpenting dalam menjaga keseimbangan tersebut adalah sistem endokrin, yang mengendalikan berbagai fungsi tubuh melalui zat kimia bernama hormon. Hormon bekerja sebagai “pembawa pesan” yang disekresikan oleh kelenjar endokrin dan disalurkan melalui darah menuju organ target.

Mekanisme kerja hormon bukan hanya sekadar interaksi kimia sederhana, melainkan proses biologis yang terstruktur dan melibatkan komunikasi antar sel pada tingkat molekuler. Artikel ini akan membahas secara mendalam bagaimana hormon bekerja, jenis-jenis hormon berdasarkan mekanisme kerjanya, serta implikasi dari gangguan sistem hormonal pada kesehatan manusia.

Apa Itu Hormon?

Kata hormon berasal dari bahasa Yunani, hormao, yang berarti “menggerakkan”. Hormon adalah molekul kimiawi yang diproduksi oleh kelenjar endokrin, dilepaskan ke dalam peredaran darah, dan memengaruhi fungsi organ target yang memiliki reseptor spesifik.

Ciri-ciri hormon:

1. Disekresikan oleh kelenjar endokrin (misalnya hipofisis, tiroid, pankreas, adrenal, gonad).

2. Bekerja dalam jumlah kecil tetapi memiliki efek fisiologis besar.

3. Spesifik: hanya memengaruhi sel target yang memiliki reseptor sesuai.

4. Bersifat pengatur: mengendalikan metabolisme, pertumbuhan, reproduksi, dan homeostasis.

Klasifikasi Hormon Berdasarkan Struktur

Sebelum memahami mekanisme kerja, penting mengetahui klasifikasi hormon menurut struktur kimianya:

1. Hormon Peptida/Protein

   • Contoh: insulin, glukagon, hormon pertumbuhan (GH).

   • Larut dalam air, tidak dapat menembus membran sel secara langsung.

2. Hormon Steroid

   • Contoh: kortisol, testosteron, estrogen.

   • Dibentuk dari kolesterol, larut dalam lemak, mampu menembus membran sel.

3. Hormon Turunan Asam Amino

   • Contoh: adrenalin, tiroksin.

   • Memiliki sifat yang bervariasi (ada yang larut air, ada yang larut lemak).

Mekanisme Dasar Kerja Hormon

Secara umum, mekanisme kerja hormon ditentukan oleh sifat kelarutannya:

1. Hormon Larut Air (Peptida/Protein & sebagian turunan asam amino)

• Tidak bisa melewati membran sel karena bersifat polar.

• Bekerja dengan cara berikatan dengan reseptor di permukaan sel (reseptor membran).

• Interaksi ini mengaktifkan sistem transduksi sinyal melalui second messenger seperti cAMP, IP3, atau Ca²⁺.

• Hasilnya, enzim-enzim intraseluler diaktifkan atau dihambat sehingga memicu perubahan metabolisme sel.

Contoh: Insulin meningkatkan pemasukan glukosa ke dalam sel otot dan lemak melalui aktivasi reseptor membran yang memicu translokasi protein GLUT-4.

2. Hormon Larut Lemak (Steroid & hormon tiroid)

• Mudah menembus membran sel karena bersifat non-polar.

• Reseptornya berada di dalam sitoplasma atau inti sel.

• Setelah berikatan dengan reseptor, kompleks hormon–reseptor masuk ke inti sel dan berinteraksi dengan DNA.

• Hal ini mengaktifkan atau menghambat transkripsi gen tertentu, sehingga memengaruhi sintesis protein.

Contoh: Hormon testosteron merangsang pembentukan protein otot dengan mengaktivasi gen tertentu di dalam inti sel.

Jalur Transduksi Sinyal Hormon

Mekanisme kerja hormon lebih detail dapat dijelaskan melalui jalur-jalur sinyal berikut:

A. Jalur cAMP (Cyclic Adenosine Monophosphate)

• Digunakan oleh hormon seperti adrenalin dan glukagon.

• Proses:

  1. Hormon berikatan dengan reseptor membran → aktivasi protein G.

  2. Protein G mengaktifkan adenilat siklase → produksi cAMP.

  3. cAMP mengaktifkan protein kinase A (PKA).

  4. PKA memfosforilasi enzim-enzim target → perubahan metabolisme.

B. Jalur IP3 dan DAG

• Contoh hormon: vasopresin, oksitosin.

• Proses:

  1. Aktivasi reseptor membran → fosfolipase C diaktifkan.

  2. Memecah fosfatidil inositol menjadi IP3 & DAG.

  3. IP3 meningkatkan Ca²⁺ di sitoplasma → aktivasi enzim kontraksi.

  4. DAG mengaktifkan protein kinase C (PKC).

C. Jalur Reseptor Intrakeluler

• Contoh: hormon steroid, hormon tiroid.

• Proses:

  1. Hormon menembus membran sel.

  2. Berikatan dengan reseptor sitoplasmik/inti.

  3. Kompleks hormon–reseptor berikatan dengan DNA pada hormone response element (HRE).

  4. Transkripsi gen → sintesis protein baru → perubahan fungsi sel.

Contoh Mekanisme Kerja Beberapa Hormon Penting

1. Insulin

• Sumber: pankreas (sel beta Langerhans).

• Target: sel otot, sel lemak, hati.

• Mekanisme: mengikat reseptor membran → aktivasi tirosin kinase → translokasi GLUT-4 → peningkatan ambilan glukosa.

• Fungsi: menurunkan kadar gula darah.

2. Adrenalin (Epinefrin)

• Sumber: medula adrenal.

• Target: jantung, otot polos, hati.

• Mekanisme: aktivasi reseptor adrenergik (α/β) → cAMP atau IP3 → peningkatan denyut jantung, glikogenolisis.

• Fungsi: respon “fight or flight”.

3. Kortisol

• Sumber: korteks adrenal.

• Mekanisme: menembus membran sel → reseptor intranuklear → regulasi transkripsi gen.

• Fungsi: meningkatkan glukoneogenesis, menekan inflamasi.

4. Estrogen dan Testosteron

• Sumber: ovarium (estrogen), testis (testosteron).

• Mekanisme: reseptor nuklear → aktivasi gen → pertumbuhan organ reproduksi & pembentukan karakter seks sekunder.

Mekanisme Umpan Balik (Feedback Mechanism)

Kerja hormon tidak berjalan sendiri, tetapi diatur oleh mekanisme umpan balik (feedback), terutama melalui hipotalamus–hipofisis–target organ axis.

1. Umpan Balik Negatif (Negative Feedback)

   • Paling umum.

   • Hormon yang meningkat akan menghambat produksi hormon pemicunya.

   • Contoh: peningkatan kortisol akan menekan sekresi ACTH (hipofisis) dan CRH (hipotalamus).

2. Umpan Balik Positif (Positive Feedback)

   • Jarang terjadi, memperkuat stimulus awal.

   • Contoh: lonjakan LH menjelang ovulasi akibat peningkatan estrogen.

Faktor yang Mempengaruhi Mekanisme Kerja Hormon

1. Jumlah reseptor di sel target (up-regulation & down-regulation).

2. Konsentrasi hormon dalam darah.

3. Interaksi antar hormon: sinergis, antagonis, permisif.

4. Kondisi fisiologis: stres, usia, nutrisi, aktivitas fisik.

Gangguan Mekanisme Kerja Hormon

Ketidakseimbangan hormon dapat menyebabkan berbagai penyakit, seperti:

• Diabetes Mellitus: kegagalan insulin bekerja pada reseptor atau kekurangan insulin.

• Hipotiroidisme/Hipertiroidisme: gangguan kerja hormon tiroid.

• Sindrom Cushing: kelebihan kortisol.

• Infertilitas: akibat gangguan regulasi hormon reproduksi.

Peran Hormon dalam Kehidupan Sehari-hari

• Pertumbuhan: GH, tiroid, testosteron.

• Metabolisme: insulin, glukagon, kortisol.

• Emosi & Stres: adrenalin, kortisol.

• Reproduksi: estrogen, progesteron, LH, FSH.

• Tidur & Siklus Sirkadian: melatonin.

Mekanisme kerja hormon merupakan proses komunikasi biologis yang kompleks dan vital bagi kehidupan. Hormon bekerja melalui reseptor spesifik, dengan dua jalur utama: hormon larut air yang memanfaatkan second messenger dan hormon larut lemak yang langsung mengatur transkripsi gen. Kerja hormon diatur dengan mekanisme umpan balik sehingga tercapai homeostasis tubuh.

Pemahaman tentang mekanisme ini penting tidak hanya dalam bidang kedokteran, tetapi juga dalam kehidupan sehari-hari karena hormon memengaruhi hampir seluruh aspek fisiologi manusia, mulai dari metabolisme, pertumbuhan, reproduksi, hingga emosi.