Aspek Fisiologi Kelenjar Tiroid

Artikel ini sudah dibaca 56876 kali!

Oleh Alia Nessa Utami:

Kelenjar endokrin tiroid terdapat di bawah laring pada kedua sisi, tepatnya pada sisi anterior trakea. Salah satu kelenjar endokrin terbesar ini memiliki berat 15 hingga 20 gram. Kelenjar ini mensekresikan dua hormon utama, tiroksin (T4) dan triiodotironin (T3), keduanya dapat meningkatkan metabolisme tubuh. Tidak hanya itu, terdapat juga hormon kalsitonin yang disekresi kelenjar ini. Hormon tersebut berfungsi dalam metabolisme kalsium. Keseluruhan sekresi hormon-hormon di atas diatur oleh sekresi hormon perangsang-tiroid (thyroid stimulating hormon, TSH) yang dihasilkan kelenjar hipofisis anterior.

Hormon-hormon tersebut di atas diproduksi di dalam folikel-folikel kelenjar tiroid. Satu folikel memiliki diameter diantara 100 hingga 300 mikrometer. Folikel tersebut dilapisi oleh sel-sel epitel kuboid (gepeng ketika inaktif) yang dinamai sel folikular. Sel folikular mengeluarkan hormon yang dihasilkannya ke bagian dalam folikel yang juga diisi cairan koloid. Koloid terdiri atas glikoprotein tiroglobulin besar, di dalam molekul-molekulnya mengandung hormon tiroid.

Proses Pembentukan Hormon Kelenjar Tiroid

Bahan Baku Yodium

Untuk membuat tiroksin dalam jumlah normal, setiap tahunnya dibutuhkan 50 mg yodium yang ditelan dalam bentuk iodida. Setelah ditelan per oral, iodida akan diabsorpsi dari saluran cerna ke dalam darah. Seperlima dari iodida yang beredar di darah akan digunakan oleh kelenjar tiroid sebagai bahan baku.

Pompa Iodida (Trapping)

Tahap pertama pembuatan hormon tiroid dimulai disini, yakni pengangkutan iodida dari darah ke dalam sel-sel dan folikel kelenjar tiroid. Iodida akan dipompakan secara aktif oleh membran basal sel tiroid, kemampuan ini disebut iodide trapping. Pada keadaan normal, kelenjar tiroid (pompa iodida) dapat memekatkan iodida 30 kali dari konsentrasinya di dalam darah. Jika pompa menjadi sangat aktif, tingkat kepekatan dapat meningkat menjadi 250 kali lipat. Faktor-faktor yang berperan pada kecepatan trapping antara lain TSH (menaikkan kerja) dan hipofisektomi (mengurangi aktivitas pompa iodida).

Proses Kimia Pembentukan Tiroksin dan Triiodotironin

Sekresi Tiroglobulin. Retikulum endoplasma dan aparatus Golgi mensintesis dan menyekresi molekul glikoprotein besar yang disebut tiroglobulin, dengan berat molekul 335.000, ke dalam folikel. Setiap molekul tiroglobulin mengandung 70 asam amino tirosin, dan tiroglobulin merupakan substrat utama yang bergabung dengan iodida untuk membentuk hormon tiroid. Hormon tiroksin dan triiodotironin dibentuk dari asam amino tirosin, yang merupakan sisa bagian dari molekul tiroglobulin selama sintesis hormon tiroid.

Oksidasi Ion Iodida. Awalnya, ion yodium berbentuk nascent iodine (Io) atau I3. Bentuk ion ini harus dioksidasi agar bisa berikatan dengan asam amino tirosin. Proses oksidasi yodium tersebut ditingkatkan oleh enzim peroksidase dan penyertanya hidrogen peroksidase. Enzim peroksidase terletak di bagian apikal membran sel atau melekat pada membran sel, sehinga menempatkan yodium yang teroksidasi tadi di dalam sel tepat pada molekul tiroglobulin mula-mula dikeluarkan dari alat golgi dan melalui membran sel masuk ke dalam tempat penyimpanan koloid kelenjar tiroid.

Iodinasi Tirosin, ‘Organifikasi’ Tiroglobulin. Pengikatan iodium dengan molekul tiroglobulin disebut organifikasi tiroglobulin. Iodium yang sudah teroksidasi akan berikatan langsung, meskipun sangat lambat, dengan asam amino tirosin. Di dalam sel-sel tiroid, iodium yang teroksidasi itu berasosiasi dengan enzim iodinase yang menyebabkan proses di atas dapat berlangsung selama beberapa detik hingga menit. Dengan kecepatan yang sama dengan pelpasan tiroglobulin dari aparatus Golgi, iodium akan berikatan dengan seperenam bagian dari asam amino tirosin yang ada pada molekul tiroglobulin.

Tirosin mula-mula diiodisasi menjadi monoiodotirosin dan selanjutnya menadi diiodotirosin. Selama beberapa hari berikutnya, makin banyak sisa diiodotirosin yang saling bergandengan (coupling) satu sama lainnya. Reaksi ini disebut coupling reaction.

Hasil penggabungan satu molekul monoiodotirosin dengan satu molekul diiodotirosin membentuk 3,5,3’-Triiodotironin (T3). Sementara, jika dua diiodotirosin bergabung, terbentuklah Tiroksin (T4). 93% dari hormon tiroid yang diproduksi adalah tiroksin, 7% lainnya adalah triiodotironin. Namun, di jaringan, tiroksin akan dideionisasi menjadi triiodotironin, yakni hormon tiroid utama yang dipakai jaringan (35 mikrogram digunakan per harinya).

Kira-kira hanya ¼ dari total hasil iodinasi tiroglobulin yang menjadi tiroksin dan triiodotironin, selebihnya tetap menjadi diiodotirosin dan monoiodotirosin.

Penyimpanan Tiroglobulin. Sesudah hormon tiroid disintesis, setiap molekul tiroglobulin mengandung 30 molekul tiroksin, dan rata-rata terdapat sedikit molekul triiodotironin. Hormon tiroid disimpan di dalam folikel dalam jumlah yang cukup untuk kebutuhan tubuh 2 hingga 3 bulan ke depan.

 

Proses Sintesis Hormon Tiroid

Pelepasan Tiroksin dan Triiodotironin

Tiroksin dan triiodotironin harus dipecah terlebih dahulu dari molekul tiroglobulin sebelum diedarkan ke sistem sirkulasi tubuh. Awalnya, permukaan apikal sel-sel tiroid menjulurkan pseudopodia mengelilingi sebagian kecil koloid, sehingga terbentuk vesikel pinositik. Vesikel ini masuk ke dalam apeks sel tiroid, kemudian bergabung dengan lisosom sel untuk mendigestikan molekul-molekul tiroglobulin menggunakan enzim protease. Protease tersebut akan melepaskan tiroksin dan triiodotironin menjadi bentuk bebas. Selanutnya, kedua hormon tersebut berdifusi melalui bagian basal sel-sel tiroid ke pembuluh kapiler di sekelilingnya.

Diiodotirosin dan monoiodotirosin yang masih terikat pada molekul tiroglobulin tetap didigesti dengan enzim deiodinase, sehingga iodin yang menempel pada mereka dilepaskan ke sel. Iodin yang dilepaskan ini menjadi bahan baku tambahan bagi sel untuk membuat hormon baru.

Pengangkutan ke Jaringan

Protein Plasma. 99% hormon tiroid berikatan dengan protein plasma yang disintesis hati. Hormon-hormon tersebut terutama berikatan dengan globulin pengikat-tiroksin (TBG), namun ada juga yang berikatan dengan albumin serta prealbumin pengikat-tiroksin (TBP).

Jaringan. Protein plasma memiliki afinitas yang sangat tinggi terhadap hormon tiroid. Akibatnya, hormon tiroid, khususnya tiroksin, sangat lambat dilepas ke jaringan. Setiap enam hari, setengah dari jumlah tiroksin di darah dilepaskan ke jaringan, sementara triiodotironin cukup dalam 1 hari saja. Sewaktu memasuki sel, hormon tiroid berikatan dengan protein intrasel, tiroksin sekali lagi berikatan lebih kuat daripada triiodotironin.

Hormon-hormon di atas memiliki onset yang lambat dan masa kerja yang lama. Setelah penyuntikan dosis besar tiroksin, misalnya, efek metabolisme belum muncul dalam 2-3 hari pertama. Namun, ketika tiroksin sudah beraktivitas, akan terjadi progresivitas yang sangat tinggi, dan mencapai puncak hingga 10-12 hari. Aktivitas hormon kemudian akan menurun setelah 15 hari, namun tetap bertahan selama kira-kira 1,5-2 bulan.

Triiodotironin lebih cepat berespon dibanding tirosin, dengan periode laten 6-12 jam pertama penyuntikan. Aktivitas selular maksimum akan didapatkan pada 2-3 hari. Periode laten ini terjadi akibat ikatan yang kuat antara hormon dengan protein intrasel.

Fungsi Fisiologis Hormon Tiroid

Transkripsi Gen. Hormon tiroid merangsang transkripsi inti sejumlah gen, sehingga akan terjadi sintesis protein yang berpengaruh terhadap aktivitas fungsional tubuh. Namun, sebelum bekerja pada gen, kebanyakan tiroksin dikonversi terlebih dahulu menjadi triiodotironin. Reseptor hormon tiroid intrasel mempunyai afinitas yang tinggi terhadap triiodotironin, sehingga lebih dari 90% molekul hormon tiroid yang akan berikatan dengan reseptor adaah triiodotironin.

Aktivasi Reseptor Inti Sel. Reseptor hormon tiroid melekat pada DNA. Reseptor ini biasanya membentuk heterodimer dengan reseptor retinoid X (RXR) atau elemen respons hormon tiroid yang spesifik pada DNA. Hal ini akan menyebabkan peningkatan atau penurunan transkripsi gen yang menimbulkan pembentukan protein. Sintesis protein tersebut dapat berpengaruh ke pertumbuhan, perkembangan SSP, kardiovaskular (meningkatnya curah jantung, aliran darah, frekuensi, kekuatan jantung, irama pernapasan), atau peningkatan metabolisme (meningkatnya kerja mitokondria, pompa Na+-K+-ATPase, konsumsi oksigen, glukoneogenesis, glikogenolisis, lipolisis, sintesis protein, dan laju metabolisme basal).

Fungsi Pertumbuhan dan Metabolik. Hormon tiroid dapat meningkatkan laju metabolisme setinggi 60-100% di atas nilai normal, jika diproduksi dalam jumlah banyak. Kecepatan penggunaan makanan sebagai energi juga sangat meningkat. Dalam metabolisme protein, selain meningkatkan sintesis, kecepatan katabolisme juga dipercepat. Selain itu, hormon ini juga berpengaruh terhadap kecepatan pertumbuha, eksitasi proses mental, bahkan aktivitas kelenjar endokrin lain.

Pengaturan Sekresi Hormon Tiroid

TSH. TSH dari hipofisis anterior meningkatkan sekresi tiroid. Efeknya antara lain meningkatkan proteolisis tiroglobulin, meningkatkan aktivitas pompa yodium, meningkatkan iodinasi tirosin, meningkatkan ukuran dan aktivitas sekretorik sel-sel tiroid, serta meningkatkan jumlah sel-sel tiroid. Namun, efek awal yang paling penting adalah proteolisis tiroglobulin, sehingga, dengan dilepaskannya TSH, akan dilepaskan pula tiroksin dan triiodotironin ke aliran darah. Efek ini perlu waktu berjam-jam hingga berhari-hari.

Siklik Adenosin Monofosfat (cAMP). cAMP berfungsi sebagai caraka kedua dalam efek perangsangan TSH. Efek dari sistem cAMP ini adalah bervariasinya respons sel-sel tiroid yang ditangsang TSH. Awalnya, terjadi pengikatan TSH dengan reseptor spesifik TSH di basal membran sel. Ikatan ini mengaktifkan adenilil siklase yang meningkatkan pembentukan cAMP. Molekul tersebut kemudian mengaktifkan protein kinase yang digunakan untuk fosforilasi di seluruh sel.

Pengaturan Sekresi TSH. Sekresi TSH diatur oleh hipotalamus, yaitu sekresi neurohormon TRH (Thyrotrophin Releasing Hormone). TRH adalah amida tripeptida yang mempengaruhi kelenjar hipofisis anterior untuk mengeluarkan TSH. Harus ada aliran darah porta yang menghubungkan hipotalamus dengan hipofisis, jika tidak, TRH tidak bisa sampai ke hipofisis untuk merangsang pengeluaran TSH.

Awalnya, terjadi pengikatan TRH di dalam membran hipofisis. Ikatan ini mengaktifkan sistem caraka kedua fosfolipase di hipofisis, sehingga terbentuk fosfolipase C, diikuti dengan produksi caraka kedua lain seperti ion kalsium dan diasil gliserol.

Efek Umpan Balik. Umpan balik negatif untuk kontrol sekresi TSH adalah adanya peningkatan konsentrasi hormon tiroid di cairan tubuh. Bila kecepatan sekresi tiroid meningkat hingga 1,75 kali normal, kecepatan TSH dapat menurun hingga nol. Meskipun hipofisis anterior dipisahkan dari hipotalamus, efek umpan balik negatif tetap bekerja. Sehingga, selain berpengaruh terhadap sekresi TRH pada hipotalamus, efek umpan balik negatif juga diperkirakan bekerja langsung ke hipofisis anterior.

 



Daftar Pustaka:

1. Illingworth, John Dr. Cytokines, thyroid hormones, thermoregulation and basal metabolic rate. Diunduh dari:http://www.bmb.leeds.ac.uk/teaching/icu3/lecture/25/index.htm. Pada: 22 September 2011, 18:30.

2. Guyton AC, Hall JE.  Textbook of medical physiology: Endocrinology and Reproduction.  11th ed.  Philadephia: Elsevier Saunders; 2006, p.978-987.

  • Lusy

    kok ngga bisa di coppas ya sumber2 dari medicinesia ini? padahal isinya bagus dan lengkap banget 🙁