Somatotropin

1

I.

PENDAHULUAN

Pertumbuhan merupakan proses bertambahnya ukuran tubuh t ubuh yang meliputi tinggi, berat, dan volume tubuh yang bersifat ireversibel (tak dapat kembali ke bentuk  semula). Sebagai contoh tubuh anak-anak bertambah besar ketika menginjak remaja. Pertumbuhan bersifat kualitatif atau mempunyai nilai yang dapat diukur dalam angka. Selama hidupnya makhluk hidup selain mengalami pertumbuhan juga mengalami  perkembangan. Perkembangan merupakan proses biologis makhluk hidup menuju tingkat kedewasaan, dapat berupa perubahan bentuk, susunan dan fungsi organ-organ tubuh menuju kedewasaan. Dalam perubahan tersebut perbedaan ukurannya tidak terlalu besar  atau mencolok namun terjadi perubahan besar yang tidak dapat diukur berupa perubahan  bentuk. Pada manusia faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan terdiri dari faktor dalam tubuh (internal) dan faktor luar (eksternal). Hormon merupakan salah satu faktor internal yang mempengaruhi pertumbuhan. Hormon adalah zat yang dihasilkan makhluk hidup yang berfungsi untuk mengendalikan berbagai fungsi di dalam tubuh. Meskipun kadarnya sedikit, hormon memberikan pengaruh yang nyata dalam  pengaturan berbagai proses dalam tubuh. Beberapa hormon yang mempengaruhi pertumbuhan pada manusia antara lain hormon tiroid, tiroid, hormon pertumbuhan (Growth hormon - GH) disebut juga hormon somatotropin (STH), hormon insulin, hormon testosterone , hormon hormon estrogen dan hormon  progresteron.

Dalam makalah ini penulis akan memaparkan tentang hormon

 pertumbuhan yang meliputi karakteristik, fungsi fisiologis, efek metabolik, pengaturan sekresi serta kelainan sekresinya.

2

II.

ISI

A. Karakteristik Hormon Pertumbuhan

Hormon pertumbuhan (Growth hormone = GH) atau yang disebut juga somatotropic hormone (SH) atau hormon somatotropin adalah hormon  polipeptida yang memiliki berat molekul 22.000 waktu paruh dalam plasma antara 15 sampai 20 menit setelah disekresikan atau diinjeksikan intra vena. Hormon ini merupakan hormon polipeptida berasal dari protein berupa 191 rantai asam amino yang disintesis, disimpan dan dilepaskan oleh sel somatotroph di dalam sayap anterior kelenjar pituari dan beratnya 10% dari berat kelenjar  hipofisis kering.

Gambar1. Kelenjar Pituitari

Gambar 2. Hormon Pertumbuhan

3

B. Fungsi Fisiologis dan Efek Metabolik Hormon Pertumbuhan

Hormon pertumbuhan berbeda dengan hormon-hormon lainnya, tidak   berfungsi pada organ sasarannya dan berpengaruh secara langsung terhadap seluruh atau hampir seluruh jaringan tubuh yang memang mampu untuk tumbuh. Hormon ini menambah ukuran sel dan meningkatkan proses mitosis yang diikuti dengan bertambahnya jumlah sel dan diferensiasi khusus dari beberapa tipe sel tertentu seperti sel pertumbuhan tulang dan sel otot awal. Selain dari efek umum hormon pertumbuhan dalam menyebabkan  pertumbuhan, hormon pertumbuhan juga mempunyai efek pada proses-proses metabolisme tubuh sebagai berikut : 1.

Meningkatkan penyimpanan protein dan kecepatan sintesis protein dalam sebagian besar sel tubuh.

2.

Meningkatkan

mobilisasi

asam

lemak

dari

jaringan

lemak,

meningkatkan asam lemak bebas dalam darah dan meningkatkan  penggunaan asam lemak untuk energi. 3.

Menurunkan kecepatan penggunaan karbohidrat di seluruh tubuh

Hormon pertumbuhan meningkatkan penyimpanan protein dalam jaringan melalui berbagai mekanisme, yaitu a.  peningkatan pengangkutan asam amino melalui membrane plasma  b.  peningkatan translasi RNA menyebabkan sintesis protein oleh ribosom c.  peningkatan transkripsi nucleus DNA untuk membentuk RNA d.  penurunan katabolisme protein dan asam amino Efek metabolik berikutnya yaitu peningkatan pemakaian lemak untuk energi sehingga meningkatkan konsentrasi asam lemak dalam cairan tubuh. Selain itu meningkatkan perubahan asam lemak menjadi asetil koenzim A (asetil-KoA) dan

4

kemudian digunakan untuk energi. Oleh karena itu, di bawah pengaruh hormon  pertumbuhan, lebih disukai memakai lemak sebagai energi daripada memakai karbohidrat dan protein. Namun dibawah pengaruh jumlah hormon pertumbuhan yang berlebihan, pengangkutan lemak dari jaringan lemak menjadi sangat besar  sehingga sejumlah besar asam asetoasetat dibentuk oleh hati dan dilepaskan ke dalam cairan tubuh dengan demikian menyebabkan ketosis. Pengangkutan lemak  yang berlebihan dari jaringan lemak ini juga sering menyebabkan perlemakan hati. Hormon pertumbuhan menyebabkan berbagai efek yang mempengaruhi metabolism karbohidrat, meliputi : 1. mengurangi ambilan glukosa di dalam jaringan seperti otot skeletal dan lemak  2. meningkatkan produksi glukosa oleh hati 3. meningkatkan sekresi insulin Setiap perubahan tersebut disebabkan oleh resistensi insulin akibat pengaruh hormon pertumbuhan yang melemahkan kerja insulin dalam merangsang  pengambilan dan pemakaian glukosa di dalam otot skeletal dan lemak, da n dalam menghambat glukoneogenesis (produksi glukosa) oleh hati. Keadaan ini menyebabkan

peningkatan

konsentrasi

glukosa

darah

dan

peningkatan

kompensasi sekresi insulin. Karena alasan inilah efek hormon pertumbuhan disebut diabetogenik, dan sekresi hormon pertumbuhan yang berlebihan dapat menimbulkan gangguan metabolik yang sangat mirip dengan gangguan metabolik pada pasien diabetes tipe II (tidak tergantung insulin) yang juga sangat resisten terhadap efek metabolik insulin.

5

Hormon Pertumbuhan Merangsang Pertumbuhan Kartilago dan Tulang

Efek hormon pertumbuhan terhadap pertumbuhan kartilago dan tulang meliputi: 1.  peningkatan timbunan protein oleh sel kondrositik dan sel osteogenik yang menyebabkan pertumbuhan tulang 2. meningkatkan kecepatan reproduksi sel-sel ini 3. efek spesifik dalam mengubah kondrosit menjadi sel osteogenik, sehingga menyebabkan timbunan tulang yang baru. Ada dua mekanisme utama pertumbuhan tulang, pertama sebagai respon terhadap rangsangan hormon pertumbuhan, tulang panjang tumbuh secara memanjang pada kartilago epifisisnya, tempat epifisis dipisahkan dari batang tulang pada bagian ujung tulang. Pertumbuhan ini mula-mula menyebabkan  penimbunan kartilago yang baru, diikuti pengubahan kartilago ini menjadi tulang yang baru, sehingga membuat batang tulang semakin panjang dan mendorong epifisis semakin jauh terpisah. Pada waktu yang sama, kartilago epifisis sendiri  berangsur-angsur digunakan, sehingga pada usia remaja lanjut tidak tersedia lagi tambahan kartilago epifisis untuk pertumbuhan tulang panjang lebih lanjut. Pada waktu ini terjadi penyatuan tulang antara batang tulang dan epifisis pada masingmasing ujungnya, sehingga pemanjangan tulang panjang tidak dapat ter jadi lagi. Kedua, osteoblas di dalam periosteum tulang dan dalam beberapa kavitas tulang membentuk tulang baru pada permukaan tulang yang sama. Secara  bersamaan, osteoklas di dalam tulang meresorpsi tulang yang sama. Bila kecepatan pembentukan lebih besar dari resorpsi, ketebalan tulang akan meningkat. Hormon pertumbuhan dengan kuat merangsang osteoblas. Oleh

6

karena itu tulang dapat terus menebal sepanjang hidup di bawah pengaruh hormon pertumbuhan, terutama pada tulang membranosa.

Hormon Pertumbuhan Membangkitkan Sebagian Besar Pengaruhnya Melalui Zat Intermedia yang Disebut “Somatomedin”

Hormon pertumbuhan berperan dalam mengendalikan pertumbuhan tulang, otot dan organ serta memengaruhi kecepatan pertumbuhan tubuh dengan memberikan stimulasi kepada hati untuk mensekresi protein kecil yang disebut somatomedin, yang memberikan stimulasi lebih lanjut terhadap semua aspek   pertumbuhan tulang. Efek somatomedin terhadap pertumbuhan banyak yang mirip dengan efek insulin terhadap pertumbuhan sehingga somatomedin disebut  juga faktor pertumbuhan yang mirip insulin (Insulin-Like Growth Factor atau IGF). Salah satu jenis somatomedin yang paling penting yaitu somatomedin C yang disebut juga IGF-1. Berat molekul somatomedin C kira-kira 7500 dan konsentrasinya dalam plasma sangat mendekati kecepatan sekresi hormon  pertumbuhan. Efek hormon pertumbuhan terhadap pertumbuhan terutama terjadi melalui peningkatan produksi IGF-1. Selain itu hormon pertumbuhan juga merangsang produksi IGF-1 di tulang, tulang ra wan, dan otot.

7

Gambar 3. Hipotalamus dan pertumbuhan Hormon pertumbuhan merangsang pertumbuhan longitudinal tulang sampai epifisis menutup, hingga hampir saat akhir pubertas. Hormon  pertumbuhan akan berkurang seiring dengan pertambahan usia. Pada umur 60 tahun

volume

Hormon

Pertumbuhan

hanya

tinggal

sebesar

25%

jika

dibandingkan dengan usia 21 tahun.

Gambar4. Kurva sekresi hormon pertumbuhan berdasarkan usia Hormon pertumbuhan memperlihatkan keseimbangan positif untuk N, P,  Na, K, Ca dan Cl, unsur-unsur terpenting untuk membangun jaringan baru.

8

 Nitrogen terutama terdapat dalam asam amino dibawah pengaruh hormone  pertumbuhan jumlah asam amino yang dibawa ke dalam jaringan untuk  membentuk protein meningkat, sehingga kadar N dalam darah (urea) menurun, sesuai dengan efek anaboliknya. Baik pada anak-anak ataupun dewasa, hormon pertumbuhan mempunyai efek anabolik pada otot dan katabolik pada sel-sel lemak sehingga terjadi  peningkatan masa otot dan pengurangan jaringan lemak terutama di daerah  pinggang. Terhadap Metabolisme karbohidrat, hormon pertumbuhan dan IGF-1 sama-sama mempunyai efek yang berlawanan pada sensitivitas te rhadap insulin. C. Pengaturan Sekresi Hormon Pertumbuhan

Sekresi hormon pertumbuhan secara fisiologis diatur oleh hipotalamus faktor pelepas hormone pertumbuhan (GHRF = Growth Hormone-Releasing Hormone) yang merangsang sekresi hormone pertumbuhan. Selain itu dalam hipotalamus juga dijumpai Stomatosatin (GH-RIH = growth hormone releasing inhibator hormone) yang menghambat sekresi beberapa hormone antara lain hormone pertumbuhan. Dengan demikian, hipotalamus memegang peran dwifungsi dalam pengaturan hormon ini. Hormon pertumbuhan disekresikan dalam suatu pola pulsatil, meningkat dan menurun. Mekanisme yang mengatur sekresi hormon pertumbuhan secara tepat belum sepenuhnya diketahui, namun beberapa faktor yang berkaitan dengan keadaan nutrisi pasien atau berkaitan dengan stress yang dapat merangsang sekresi, yaitu: 1. Kelaparan, terutama pada defisiensi protein yang berat 2. Hipoglikemi atau rendahnya konsentrasi asam lemak dalam darah 3. Olah Raga

9

4. Tidur  5. Ketegangan 6. Trauma Pada orang dewasa, konsentrasi normal hormon pertumbuhan di dalam  plasma kira-kira 1,6 dan 3 ng/ml sedangkan pada anak-anak atau remaja kira-kira 6 ng/ml. Nilai ini sering meningkat sampai 50 ng/ml setelah menurunnya simpanan protein atau karbohidrat dalam tubuh selama masa kelaparan yang sama. Pada waktu istirahat sebelum makan pagi, kadar hormon pertumbuhan 1-2 ng/mL, sedangkan pada keadaan puasa sampai 60 jam, meningkat perlahan mencapai 8 ng/mL. Kadar ini selalu meningkat segera setelah seseorang tertidur  lelap. Pada orang dewasa, kadar hormon pertumbuhan meningkat terutama pada waktu tidur, sedangkan pada remaja juga meningkat pada waktu bangun. Kadar   pada anak dan remaja lebih tinggi dibanding kadar pada dewasa dan puncak  terjadi pada saat remaja. Sekresi hormon pertumbuhan bervariasi sepanjang kehidupan bahkan juga 24 jam. Oleh karena itu pemeriksaan kadar hormon  pertumbuhan sesaat tidak berarti untuk menegakan diagnosis defisiensi dan perlu dilakukan tes provokasi. Pada anak, hipoglikemia merupakan perangsang yang kuat sehingga menyebabkan kadar homon pertumbuhan meningkat. Pada hipoglikemia karena insulin misalnya, kadar hormon pertumbuhan mencapai 50 ng/mL. Kerja fisik, stress dan rangsangan emosi merupakan perangsangan (stimulus) fisiologis untuk  meningkatkan sekresi hormon ini.

10

Gambar 5. Sekresi hormon pertumbuhan Beberapa obat dan neurotransmitter dapat mempengaruhi sekresi hormon  pertumbuhan, mungkin dengan jalan mempengaruhi sekresi/aktivitas zat-zat  pengatur hormon ini. Pada orang normal, glukokortikoid dosis besar menghambat sektesi hormon pertumbuhan. Kemungkinan besar inilah salah satu sebab mengapa pemberian glukokortikoid pada anak menghambat pertumbuhan. Sekersi hormon pertumbuhan yang berlebihan dapat ditekan dengan  pemberian agonisdopamin. Dopamin diketahui dapat merangsang sekresi hormon  pertunmbuhan pada orang normal, tetapi pada akromegalidopamin justru menghambat sekresi hormon tersebut. Bromokriprin, suatu agonisdopamin derivat ergot, dipakai untuk menekan sekresi hormon pertumbuhan pada pasien tumor hipofisis. Efek bromokriptin tidak segera terlihat, penurunan kadar hormon

11

dalam darah terjadi setelah pengobatan dalam jangka panjang. Sekresi hormon  pertumbuhan kembali berlebihan setelah pemberian bromokriptin dihentikan. Bromokriptin juga menekan sekresi prolaktin yang berlebihan yang terjadi pada tumor hipofisis. Antagonis serotonin (5-HT) misalnya Siproheptadin dan metergolin, antagonis adrenergic misalnya pentolamin, juga dapat menghambat sekresi hormone pertumbuhan, tetapi efeknya lemah dan tidak konsisten. Somatostatin meskipun dapat menghambat sekresi hormone pertumbuhan, tidak digunkan untuk pengobatan akromegali terutama karena menghambat sekresi hormonhormon lain. D. Kelainan Sekresi Hormon Pertumbuhan

Hipersekresi hormon pertumbuhan paling sering disebabkan oleh tumor   pada Hipofisis yang mensekresi GH atau karena kelaian hipotalamus yang mengarah pada kelepasan GH yang berlebih. 1. Jika terjadi pada masa anak-anak, gejala yang nampak adalah adalah tinggi

yang sangat mencolok (lebih dari 2 meter yaitu  gigantisme) Tinggi yang  bertambah sangat signifikan ini tanpa mengganggu proporsi tubuh. Kelebihan hormon ini juga mengakibatkan otot yang membesar dan jaringan-jaringan lain ikut tumbuh besar melebihi kapasitas saat normal. Oleh karena itu terapi yang diberikan pada penderita gigantisme ini adalah pengangkatan tumor   penyebab (utama) dan pemberian somatostatin (tambahan). 2. Jika terjadi pada dewasa, kelainan yang diakibatkan berupa akromegali.

Setelah pertumbuhan somatis selesai, hipersekresi GH tidak akan menimbulkan gigantisme pada orang dewasa, melainkan akan menyebabkan  penebalan tulang- tulang dan jaringan lunak, keadaan ini di sebut Akromegai.

12

Akromegali ditandai dengan pembesaran ukuran tulang selain tulang pipa. Gejala yang tampak antara lain: penonjolan tulang rahang dan pipi, jari-jari tangan dan kaki menebal, sinus paranasalis dan sinus frotalis menjadi  besar, tonjolan supraorbita menjadi semakin nyata, dan terjadi deformitas mandibula di sertai timbulnya prognatisme (rahang yang menjorok kedepan) dan gigi geligi tidak dapat menggigit. pembesaran mandibula menyebabkan gigi-gigi akan menjadi renggang, lidah juga menjadi membesar sehingga  penderita sulit untuk berbicara, suara menjadi lebih dalam akibat penebalan  pita suara Komplikasi dari kelainan ini adalah gangguan pada saraf perifer  dimana terjepitnya saraf-saraft tertentu saat pertumbuhan tulang yang  berlebihan.

Komplikasi

lainnya

berupa:

gangguan

penglihatan

dan

hipopituitarisme. Gangguan penglihatan disebabkan posisi kelenjar hipofisis  berdekatan dengan kiasma optikus; pertumbuhan berlebihan menekan daeerah kiasma ini. Tumor dapat berkembang merusak jaringannya sendiri. Jika dibiarkan dalam waktu yang relatif lama, kelenjar hipofisis akan rusak sendiri (sangat mengancam hidup manusia). Kekurangan hormon pertumbuhan dapat disebabkan oleh defek pada hipofisis anterior (hiposekresi) atau pun sekunder yaitu disfungsi hipotalamus (defisiensi GHRH). 1. Akibat dari kekurangan hormon ini pada masa anak-anak yaitu cebol (dwarfism). Gambaran utamanya yaitu perawakan yang pendek karena retardasi pertumbuhan tulang. Gambaran penunjang antara lain: gangguan  pertumbuhan otot akibat penurunan sintesis protein otot, mobilisasi lemak sub kutis yang minim. Pertumbuhan anak tidak sesuai dengan rentang umur yang

13

tepat, contohnya: ketika berumur 10 tahun, mempunyai tinggi badan yang seharusnya dimiliki oleh anak berumur 5 tahun. 2. Selain itu dikenal tipe kelainan lain yaitu cebol laron (laron dwarfism). Pada kelainan ini, gambaran yang tampak pada penderita sama dengan penderita dengan defisiensi hormon pertumbuhan. Tetapi, pada penderita cebol laron ini, kadar hormon pertumbuhan dalam darahnya adekuat seperti orang normal. Cebol laron seperti yang telah dibahas diatas disebabkan karena sensitivitas reseptor hormon pertumbuhan menurusn sehingga efek dari hormon tersebut tidak tercapai secara optimal.Selain itu, cebol laron ini memiliki

jenis

lain

dimana

disebabkan

oleh

defisiensi

somatomedin. Dwarfism berkaitan dengan pubertas dimana mempengaruhi sekresi hormon gonadotropin. Apabila defisiensi hormon pertumbuhan sangat  parah, penderita bisa mengalami kegagalan untuk pubertas. Akan tetapi, konsentrasi hormon pertumbuhan berada di bawah kadar fisiologis mengalami keterlambatan pubertas. 3. Panhipopituitarisme (Penurunan sekresi seluruh hormon hipofisis anterior) Dapat bersifat congenital atau mendadak dan paling sering disebabkan oleh tumor hipofisis yang merusak kelenjar hipofisis. 4. Kekurangan hormon pertumbuhan pada dewasa (setelah lempeng epifisis menutup) mengalami beberapa gangguan seperti: penurunan kekuatan otot serta penurunan kepadatan tulang. Pemberian hormon pertumbuhan pada pasien hipopituitarisme menyebabkan  pertumbuhan normal apabila pengobatan dimulai cukup dini. Gigantisme dan akromegali tidak pernah dilaporkan terjadi akibat terapi dengan hormon ini.

14

III.

Kesimpulan

Berdasarkan pemaparan dalam makalah ini maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Hormon pertumbuhan selain berpengaruh terhadap pertumbuhan hampir  seluruh jaringan tubuh juga mempunyai efek metabolik yaitu meningkatkan kecepatan sintesis protein dalam semua sel tubuh, menurunkan kecepatan  penggunaan karbohidrat di seluruh tubuh, meningkatkan mobilisasi lemak  dan penggunaan lemak untuk energi. 2. Hormon pertumbuhan merangsang pertumbuhan kartilago dan tulang serta membangkitkan sebagian besar pengaruhnya melalui zat intermedia yang disekresikan hati yaitu somatomedin atau IGF. 3. Sekresi hormon pertumbuhan dapat dirangsang oleh hipoglikemi, rendahnya kadar asam lemak darah, olah raga, kelaparan atau defisiensi protein berat, ketegangan maupun trauma. 4. Konsentrasi normal hormon pertumbuhan di dalam plasma kira-kira 1,6 dan 3 ng/ml sedangkan pada anak-anak atau remaja kira-kira 6 ng/ml. 5. Kelainan

sekresi

hormon

pertumbuhan

dwarfisma, gigantisme, dan akromegali.

meliputi

panhipopituitarisme,