Sistem Endokrin

I. Tujuan Percobaan

- Setelah melakukan percobaan ini mahasiswa diharapkan dapat menjelaskan peranan sistem endokrin dalam menjaga homeostasis tubuh dan dapat menjelaskan mekanisme kerja isulin dalam menurunkan kadar gula darah.

II. Teori Dasar

Di dalam tubuh kita terdapat 2 sistem yang bertanggug jawab terhadap pengaruturan lingkugan internal. Penghantaran informasi yang cepat dan terarah diatur oleh sistem saraf. Sedangkan pengaturan fugsi sel secara global dan pengaturan yag berlagsung lebih lama berada di bawah tanggung jawab sistem endokrin melalui penghatar informasi kimiawi yang dikenal dengan istilah hormon.

Pengaturan oleh hormon sering berlangsung melalui reaksi-reaksi yang diperantarai oleh hormon lain melalui suatu rangkaian 3 tingkat yang melibatkan hormon pembebas, hormon kedua dan hormon efektor. Rangkaian ini di atur oleh sistem hipotalamus hipofisis. Ada pula pembebasan hormon yang tidak melibatkan sistem tersebut. Dalam hal ini, pembebasan hormon disesuaikan dengan konsentrasi senyawa yang dijaga oleh hormon tersebut agar selalu tetap.

Beberapa substansi kimiawi yang terdeteksi berada di lingkungan perairan dapat berpengaruh terhadap sistem endokrin organisme. Substansi yang dapat menggangu sistem endokrin (EDS, endocrine disrupting substance) tersebut diantaranya estrogen alami (17-estradiol dan estron) dan estrogen sintetis (17-ethynil estradiol). Gangguan sistem endokrin yang dapat terjadi adalah adanya mekanisme “feminisasi” pada ikan jantan yaitu perubahan pada perkembangan duktus gonad, baik pembentukan rongga ovari seperti betina dan/atau keberadaan sel germ jantan dan betina pada gonad yang sama, peningkatan konsentrasi vitellogenin, perubahan pada perkembangan ginjal, gangguan fungsi imun dan menyebabkan kerusakan genotoksik.

Saluran pencernaan pada ikan dimulai dari rongga mulut (cavum oris). Di dalam rongga mulut terdapat gigi-gigi kecil yang berbentuk kerucut pada geraham bawah dan lidah pada dasar mulut yang tidak dapat digerakan serta banyak menghasilkan lendir, tetapi tidak menghasilkan ludah (enzim). Dari rongga mulut makanan masuk ke esophagus melalui faring yang terdapat di daerah sekitar insang.

Esofagus berbentuk kerucut, pendek, terdapat di belakang insang, dan bila tidak dilalui makanan lumennya menyempit. Dari kerongkongan makanan di dorong masuk ke lambung, lambung pada umum-nya membesar, tidak jelas batasnya dengan usus. Pada beberapa jenis ikan, terdapat tonjolan buntu untuk memperluas bidang penyerapan makanan. Dari lambung, makanan masuk ke usus yang berupa pipa panjang berkelok-kelok dan sama besarnya. Usus bermuara pada anus. Kelenjar pencernaan pada ikan, meliputi hati dan pankreas. Hati merupakan kelenjar yang berukuran besar, berwarna merah kecoklatan, terletak di bagian depan rongga badan dan mengelilingi usus, bentuknya tidak jelas, terbagi atas lobus kanan dan lobus kiri, serta bagian yang menuju ke arah punggung. Fungsi hati menghasilkan empedu yang disimpan dalam kantung empedu untuk membantu proses pencernaan lemak. Kantung empedu berbentuk bulat, berwarna kehijauan terletak di sebelah kanan hati, dan salurannya bermuara pada lambung. Kantung empedu berfungsi untuk menyimpan empedu dan disalurkan ke usus bila diperlukan. Pankreas merupakan organ yang berukuran mikroskopik sehingga sukar dikenali, fungsi pankreas, antara lain menghasilkan enzim – enzim pencernaan dan hormon insulin.

Insulin merupakan hormon yang terdiri dari rangkaian asam amino yang dihasilkan oleh sel beta kelenjar pankreas. Dalam keadaan normal, bila ada rangsangan pada sel beta, insulin disintesis dan kemudian disekresikan kedalam darah sesuai kebutuhan tubuh untuk keperluan regulasi glukosa darah. Secara fisiologis, regulasi glukosa darah yang baik diatur bersama dengan hormon glukagon yang disekresikan oleh sel alfa kelenjar pankreas.
Sintesis insulin dimulai dalam bentuk preproinsulin (precursor hormon insulin) pada retikulum endoplasma sel beta. Dengan bantuan enzim peptidase, preproinsulin mengalami pemecahan sehingga terbentuk proinsulin, yang kemudian dihimpun dalam gelembung-gelembung (secretory vesicles) dalam sel tersebut. Di sini, sekali lagi dengan bantuan enzim peptidase, proinsulin diurai menjadi insulin dan peptida-C (C-peptide) yang keduanya sudah siap untuk disekresikan secara bersamaan melalui membran sel.

Insulin mempunyai fungsi penting pada berbagai proses metabolisme dalam tubuh terutama metabolisme karbohidrat. Hormon ini sangat krusial perannya dalam proses utilisasi glukosa oleh hampir seluruh jaringan tubuh, terutama pada otot, lemak, dan hepar.
Pada jaringan perifer seperti jaringan otot dan lemak, insulin berikatan dengan sejenis reseptor (insulin receptor substrate = IRS) yang terdapat pada membran sel tersebut. Ikatan antara insulin dan reseptor akan menghasilkan semacam sinyal yang berguna bagi proses regulasi atau metabolisme glukosa di dalam sel otot dan lemak, meskipun mekanisme kerja yang sesungguhnya belum begitu jelas. Setelah berikatan, transduksi sinyal berperan dalam meningkatkan kuantitas GLUT-4 (glucose transporter-4) dan selanjutnya juga pada mendorong penempatannya pada membran sel. Proses sintesis dan translokasi GLUT-4 inilah yang bekerja memasukkan glukosa dari ekstra ke intrasel untuk selanjutnya mengalami metabolism. Untuk mendapatkan proses metabolisme glukosa normal, selain diperlukan mekanisme serta dinamika sekresi yang normal, dibutuhkan pula aksi insulin yang berlangsung normal. Rendahnya sensitivitas atau tingginya resistensi jaringan tubuh terhadap insulin merupakan salah satu faktor etiologi terjadinya diabetes, khususnya diabetes tipe 2.
Gangguan metabolisme glukosa yang terjadi, diawali oleh kelainan pada dinamika sekresi insulin berupa gangguan pada fase 1 sekresi insulin yang tidak sesuai kebutuhan (inadekuat). Defisiensi insulin ini secara langsung menimbulkan dampak buruk terhadap homeostasis glukosa darah. Yang pertama terjadi adalah hiperglikemia akut pascaprandial (HAP) yakni peningkatan kadar glukosa darah segera (10-30 menit) setelah beban glukosa (makan atau minum).

III. Alat dan Bahan

• Alat

Ø Gelas piala 500 ml

• Bahan

Ø Insulin 40 U.I/ml

Ø Glukosa

Ø Akuadest

IV. Prosedur Percobaan

Seekor ikan mas di tempatkan pada gelas piala yang berisi 200 ml air yang telah d tetesi 10 tetes insulin

Amati baik-baik saat insulin dan air berdifusi melalui membran insang menuju ke aliran darah
Setelah ikan mengalami iritabilitas, konvulsi dan koma

Ikan dipindahkan ke gelas piala yang berisi air 200 ml dan setengah sendok teh glukosa
Amati hingga ikan kembali normal

V. Data Pengamatan

Ø  Ikan dalam gelas piala berisi air dan insulin

 Iritabilitas 1,3 menit(insulin)

 Konvulsi 5 menit

Ø  Ikan dalam gelas piala berisi air dan glukosa

 Iritabilitas 1 menit (glikosa)

 Normal 5 menit 13 detik

VI. Pembahasan

Setelah ikan dimasukkan dalam gelas piala yang berisi air dan insulin, ikan mengalami perubahan dalam gerakkannya. Ikan mengalami iritabilitas, konvulsi dan koma hanya dalam beberapa menit. Hal ini dipengaruhi oleh fungsi insulin yang berdifusi melalui membran insang menuju ke aliran darah ikan. Insulin berfungsi sebagai keseimbangan tahap glukosa dalam darah dan bertindak meningkatkan pengambilan glukosa oleh badan sel. Semakin tinggi tingkat resistensi insulin, semakin rendah kemampuan inhibisinya terhadap proses glikogenolisis dan glukoneogenesis, dan semakin tinggi tingkat produksi glukosa dari hepar. Penambahan insulin dalam gelas piala menyebabkan resistensi hormon insulin dalam ikan meningkat sehingga glukosa tidak dapat dirubah menjadi glikogen, maka gula darah pada ikan menurun (hipoglikema) dan mempengaruhi fungsi metabolisme ikan. Karena metabolisme ikan terganggu sehingga tidak bisa menghasilkan energi maksimal, maka ikan mengalami iritabilitas, konvulsi sampai koma sesuai energi yang dihasilkan.

Setelah mengalami iritabilitas, konvulsi, dan koma, ikan dipindahkan pada gelas piala yang berisi air dan glukosa. Setelah beberapa menit ikan mengalami iritabilitas sampai normal kembali. Ikan mengalami keadaan normal dipengaruhi oleh tingkat glukosa pada darah ikan meningkat karena dalam gelas piala mengandung glukosa yang berdifusi melalui membran insang menuju ke aliran darah ikan, sehingga glukosa yang semula tidak bisa dirubah menjadi glikogen karena resistensi insulin yang tinggi yang menyebabkan gula darah turun dan mempengaruhi fungsi metabolisme, sekarang menjadi normal kembali. Karena metabolisme pada ikan tidak terganggu seiring dengan meningkatnya glukosa sehingga bisa menghasilkan energi yang dibutuhkan, maka ikan yanag semula mengalami koma kembali menjadi normal kembali.

VII. Kesimpulan

Insulin merupakan hormon yang terdiri dari rangkaian asam amino yang dihasilkan oleh sel beta kelenjar pankreas

Insulin berfungsi sebagai keseimbangan tahap glukosa dalam darah dan bertindak meningkatkan pengambilan glukosa oleh badan sel

Resistensi insulin pada ikan meningkat sehingga mempengaruhi produksi glukosa menjadi glikogen menurun, sehingga ikan mengalami iritabilitas, konvulsi, dan koma
Penambahan glikogen berfungsi meningkatkan glukosa pada ikan meningkat sehingga ikan yang semula koma menjadi normal kembali

Resistensi insulin yang tinggi menyebabkan gula darah menurun (hipoglikema), sedangkan resistensi insulin yang rendah menyebabkan gula darah meningkat (hiperglikema/diabetes)

VIII. Daftar Pustaka

Ø  http://indoorcommunity.wordpress.com/2007/07/21/gangguan-endokrin-pada-lingkungan-akuatik/

Ø  Fujaya, Yushita., Ir., M.Si. 2004. Fisiologi Ikan. Rineka Cipta. Jakarta.
Suryohudoyo P, 2000. Ilmu kedokteran molekuler. Ed I, Jakarta: Perpustakaan Nasional, hlm 48-58.

Ø  Tjokroprawiro A, 1999. Diabetes mellitus and syndrome 32 (A step forward to era of globalisation–2003). JSPS-DNC symposium, Surabaya: 1-6.