Hormon Hidrofilik dan Lipofilik

Endokrinologi merupakan ilmu tentang perubahan homeostasis kimia dan aktivitas lainnya yang dilakukan oleh hormon, yang disekresikan ke dalam darah oleh kelenjar endokrin.

Hormon diklasifikasikan menjadi jenis hidrofilik dan lipofilik. Selain itu, hormon juga dapat dibedakan berdasarkan struktur biokimia mereka, seperti peptida, amina dan steroid.

Hormon Hidrofilik

Hidrofilik berarti suka air. Hormon ini larut dalam air serta kurang larut dalam lemak. Kebanyakan hormon jenis ini merupakan hormon peptida  atau protein yang terdiri dari asam amino spesifik dengan panjang yang bervariasi. Peptida lebih pendek sedangkan protein yang lebih panjang. Untuk mempermudah, kedua jenis ini dapat dikategorikan sebgai peptida. Insulin yang disekresikan oleh pankreas merupakan salah satu jenis hormon peptida. Selain itu, ada pula amina yang merupakan turunan dari asam amino. Hormon amina ada dua jenis juga, yaitu hidrofilik, seperti katekolamin dan indolame amina, serta jenis lipofilik, seperti hormon tiroid. Katekolamin diturunkan dari asam amino tirosin dan sebagian besar disekresikan di medulla adrenal. Epinefrin adalah jenis hormon katekolamin yang paling utama. Indole amina diturunkan dari asam amino triptofan dan disekresikan di kelenjar pineal. Melatonin adalah satu satunya jenis hormon indole amina. Beberapa neurotansmiter juga merupakan amina seperti dopamin dan serotinin. Dopamin berfungsi sebagai neurohormon (dari katekolamin) sedangkan serotinin adalah prekusor melatonin.

Hormon Lipofilik

Hormon lipofilik larut baik dalam lemak dan kurang larut dalam air. Contoh utamanya adalah hormon tiroid dan steroid.Sesuai dengan namanya, hormon tiroid dihasilkan di kelenjar tiroid dan merupakan turunan dari tirosin beriodin. Walaupan katekolamin dan tiroid keduanya diturunkan dari tirosin, sifat mereka berbeda karena kelarutannya juga berbeda. Steroid merupakan lipid netral yang diturunkan dari kolesterol. Termasuk hormon yang disekresikan oleh korteks adrenal, seperti kortisol dan hormon sex (testosteron pada pria dan estrogen pada wanita) yang disekresikan organ reproduktif.

Kelarutan hormon sangatlah penting karena menentukan:

1. Bagaimana hormon diproses oleh sel endokrin
2. Bagaimana hormon ditransportasikan dalam darah
3. Bagaiamana hormon menghasilkan efek pada sel target

Mekanisme sintesis, penyimpanan dan sekresi hormon berdasarkan struktur kimianya

Pemprosesan Hormon peptida hidrofilik

Hormon peptida disintesis dan disekresikan dengan cara yang sama seperti dalam proses perakitan protein yang diekspor dari sel. Sejak disintesis sampai disekresikan, mereka selalu disegregasikan dari protein intraseluler di dalam bagian tertutup membran. Langkah-langkah yang dilalui adalah sebgai berikut:

1. Prekusor protein besar atau preprohormon, disintesis dari ribosom pada retikulum endoplasma kasar. Kemudian mereka bermigrasi ke kompleks golgi di dalam sebuah vesikel transport yang diambil dari retikulum endoplasma halus.
2. Selama perjalanan melewati RE dan kompleks golgi, peprohormon diproses menjadi hormon yang aktif.
3. Kompleks golgi akan mengepak hormon yang telah selesai ke dalam vesikel sekretori yang diambil dan disimpan di sitoplasma sampai ada suatu pemicu untuk mensekresikan mereka.
4. Pada stimulasi yang tepat, vesikel sekretori akan berfusi dengan membran plasma dan melepaskan isinya keluar sel melalui proses eksositosis. Sekresi tidak berlangsung secara kontinyu, dipicu hanya oleh stimulus spesifik. Darah akan mengambil hormon yang disekresikan untuk didistribusikan.

Pemprosesan Hormon Steroid Lipofilik

Semua sel steoridogenik (penghasil steroid) akan melakukan langkah langkah sebagai berikut:

1. Kolestrol adalah prekusor umum semua hormon steroid.
2. Sintesis bermacam hormon steroid membutuhkan reaksi enzimatik yang memodifikasi molekul dasar kolesterol. Masing masing konversi membutuhkan bantuan sejumlah enzim yang terbatas pada organ organ steroidogenik tertentu. Oleh karena itu, masing masing organ dapat menghasilkan hormon steroid yang bervariasi dan spesifik tergantung adanya enzim yang tepat. Misal, enzim untuk pembuatan kortisol hanya ditemukan di korteks adrenal sehingga tidak ada sel lain yang dapat memproduksi hormon ini.
3. Tidak seperti hormon peptida, hormon steroid tidak disimpan. Sekali dibentuk, hormon ini akan berdifusi dengan membran plasma sel steroidogenik dan masuk dalam darah. Hanya prekusor hormon, kolesterol, yang disimpan dalam jumlah yang signifikan di dalam sel steroidogenik. Mengikuti itu, kecepatan sekresi hormon steorid dikontrol dengan kecepatan sintesis hormon. Berlawanan dengan itu, sekresi hormon peptida dikontrol dengan pengaturan pelepasan presintesis hormon yang disimpan.
4. Beberapa hormon steroid seperti hormon tiroid melakukan interconvension lebih lanjut di dalam darah dan organ lainnya untuk selanjutnya diubah menjadi hormon yang berbeda dan lebih poten.

Hormon hidrofilik larut di plasma, hormon lipofilik ditansportasikan oleh protein plasma

Hormon peptida hidrofilik ditansportasikan secara sederhana  dengan bercampur dalam darah. Sedangkan hormon lipofilik, yang memang kurang larut dalam air tidak bisa larut dalam darah. Untuk menuju sel target, mereka mengikat protein plasma secara reversibel di dalam darah. Beberapa protein plasma hanya membawa satu tipe hormon, misalnya adalah albumin.

Hanya hormon lipofilik yang kecil, tidak terikat dan fraksi yang larut secara bebas yang aktif secara biologis. Sekali berinteraksi, hormon akan segera dihilangkan atau dinonaktifkan supaya tidak berinteraksi dengan sel target lainnya. Karena hormon yang terikat pembawa berada dalam kesetimbangan dinamis dengan hormon yang bebas, ikatan yang terbentuk dari hormon steroid dan tiroid memberikan cadangan yang besar untuk hormon lipofilik yang bisa digunakan untuk mengisi kelompok yang aktif. Untuk menjaga fungsi endokrin normal, besarnya hormon yang kecil dan bebas, kelompok yang aktif, lebih dimonitor dan diatur, dari pada konsentrasi darah total hormon lipofilik tertentu.

Sementara itu, hanya 50% hormon katekolamin yang bersirkulasi sebagai hormon yang bebas, 50% lainnya akan mengikat protein plasma albumin secara longgar. Karena katekolamin larut dalam air, fungsi pentingnya protein pengikat ini masih belum jelas.

Pada proses terapi, yang diperhatikan bukan hanya bagaimana transport darah membawa hormon, tetapi juga bagaimana hormon dibawa ke aliran darah. Karena sistem pencernaan tidak mensekresikan enzim yang mencerna hormon steroid dan tiroid, terapi yang menggunakan hormon jenis bisa dilakukan per oral atau melalui mulut menuju sistem pencernaan. Misalnya adalah pada hormon sex steroid untuk pengontrol kehamilan. Hormon tersebut dapat diserap sistem pencernaan ke dalam darah dalam bentuk yang utuh. Lain halnya dengan hormon jenis lain yang tidak bisa dilakukan per oral karena mereka akan dipecah pecah menjadi fragmen fragmen kecil yang tidak aktif oleh enzim pencerna protein. Oleh karena itu, hormon insulin harus diberikan secara nonoral, yaitu dengan suntikan.

Secara umum, hormon akan menghasilkan efek dengan mengubah protein intraseluler

Untuk bisa memberikan pengaruhnya pada sel target, hormon harus berikatan dengan reseptor spesifik. Lokasi reseptor di dalam sel target dan mekanisme pengikatan hormon dengan reseptor yang menginduksi respon yang bervariasi tergantung pada solubilitas hormon.

Lokasi Reseptor Hormon Lipofilik dan Hidrofilik

Hormon bisa dikelompokan menjadi dua kategori berdasarkan reseptor utama mereka.

1. Peptida dan katekolamin hidrofilik tidak bisa melewati sawar membran lipid sel target. Oleh karena itu, mereka mengikat reseptor spesifik di permukaan luar membran plasma sel target.
2. Steroid dan tiroid lipofilik dengan mudah melewati permukaan membran untuk mengikat reseptor spesifik di dalam sel target.

Aktivitas Umum Hormon Hidrofilik dan Lipofilik

Walaupun hormon menghasilkan variasi respon biologis yang luas, secara umum mereka memberikan pengaruh pada sel target dengan mengubah protein sel dengan dua jalur:

1. Hormon hidrofilik yang mengikat di permukaan berfungsi dengan jalur pengaktifan second messenger (caraka kedua) di dalam sel target. Aktivasi ini secara langsung mengubah aktifitas protein intraseluler yang telah ada, biasanya enzim, untuk menghasilkan efek yang diharapkan.
2. Hormon lipofilik berfungsi dengan pengaktifan gen spesifik di sel target yang akan menyebabkan pembentukan protein intraseluler yang baru. Protein ini bisa enzimatik maupun struktural.

* tulisan ini dialihbahasakan dari buku Fisiologi Sherwood