Hipotalamus

1  Definisi

Hipotalamus terletak di batang otak tepatnya di dienchepalon, dekat dengan ventrikel otak ketiga (ventrikulus tertius). Hipotalamus sebagai pusat tertinggi sistem kelenjar endokrin yang menjalankan fungsinya melalui humoral (hormonal) dan saraf. Hipotalamus melepaskan sejumlah hormon yang merangsang hipofisa; beberapa diantaranya memicu pelepasan hormon hipofisa dan yang lainnya menekan pelepasan hormon hipofisa. Kelenjar hipofisa kadang disebut kelenjar penguasa karena hipofisa mengkoordinasikan berbagai fungsi dari kelenjar endokrin lainnya. Beberapa hormon hipofisa memiliki efek langsung, beberapa lainnya secara sederhana mengendalikan kecepatan pelepasan hormon oleh organ lainnya. Hipofisa mengendalikan kecepatan pelepasan hormonnya sendiri melalui mekanisme umpan balik, dimana kadar hormon endokrin lainnya dalam darah memberikan sinyal kepada hipofisa untuk memperlambat atau mempercepat pelepasan hormonnya.

Hypothalamus terletak pada bagian ventral, meliputi hypophisis atau glandula pytuitaria (salah satu kelenjar endokrin yang terpenting) dan struktur-struktur lainnya yang berkaitan (Mukhtar, 2006). Hypothalamus berbatasan pada bagian anterior dengan optic chiasma.

Hypothalamus terdiri dari beberapa bagian yaitu:

a.    Bagian posterior dengan mammilary bodies

b.    Bagian dorsal dengan thalamus

c.    Bagian ventral dengan sphenoid bone

2 Hormon-hormon di Hipotalamus

Hormon yang dihasilkan hipotalamus sering disebut faktor R dan I mengontrol sintesa dan sekresi hormon hipofise anterior, sedangkan kontrol terhadap hipofise posterior berlangsung melalui kerja saraf. Pembuluh darah kecil yang membawa sekret hipotalamus ke hipofise disebut portal hipotalamik hipofise.

Hormon-hormon hipotalamus antara lain:

1.      Gonadotropin Releasing Hormone / luliberin

GnRH adalah hormon stimulator bagi sekresi hormon FSH dan LH, yang merupakan hormon yang diproduksi oleh hipotalamus diotak. GNRH akan merangsang pelepasan FSH (folikl stimulating hormone) di hipofisis. Bila kadar estrogen tinggi, maka estrogen akan memberikan umpanbalik ke hipotalamus sehingga kadar GNRH akan menjadi rendah, begitupun sebaliknya.

Neuron GnRH merupakan sel neuroendokrin yang sangat unik karena tidak berasal dari perkembangan jaringan otak. Sekitar satu dekade yang lain, sejumlah ilmuwan menyebutkan penemuan neuron GnRH pada hidung seekor embrio tikus yang sedang berkembang. Saat ini telah terbukti bahwa pada manusia, neuron GnRH juga berasal dari luar otak, tepatnya dari bagian medial olfactory placode pada hidung. Beberapa ribu neuron GnRH bermigrasi menuju hipotalamus saat masa janin dengan waktu tempuh sekitar 16 hari untuk tikus, 70 hari untuk domba dan 16 minggu untuk manusia.

Neuron GnRH bergerak sepanjang akson nervus terminalis dan saraf vomeronasal seakan dapat mengendus arah tujuan dan di mana harus berhenti.

Tidak adanya migrasi neuron GnRH pada masa embrio, akan mengakibatkan sindrom Kallmann yang disebabkan tidak terjadinya sekresi hormon terkait. Penyebab kedua adalah sekresi yang tidak mencapai sasaran, sehingga kedua hormon gonadotropin yang diperlukan bagi perkembangan guna mencapai pubertas tidak tersekresi dengan baik.

 Gonadotropin releasing hormon( GnRH) ini bertanggung jawab untuk pelepasan FSH dan LH dari hipofisa anterior. GnRH dipertimbangkan sebagai neurohormon yaitu hormon yang menghasilkan sel neuron spesifik dan dilepaskan pada terminal neuronnya. Daerah utama produksi GnRH adalah pada preoptik area hipothamus, yaitu berisi kebanyakan neuron yang mensekresikan GnRH.

GnRH disekresikan pada pembuluh portal hipofisal pada median eminence. Pembuluh darah yang membawa GnRH mengaktifkan reseptornya sendiri yakni gonadotropin – releasing hormone receptor (GnRHR) yang berlokasi dalam membran sel.GnRH berfungsi menstimulasi sintesis dan sekresi folikel stimulating hormon (FSH) dan luteulizing hormon (LH). Proses tersebut dikontol oleh ukuran dan frekuensi GnRH. Sekresi GnRH penting untuk mengatur siklus reproduksi. Regulasi reproduksi diatur terjadi melalui sekresi gonadotropin pituitari yang melibatkan hormon LH dan FSH. Sekresi hormon ini diatur oleh feedbeck positif dan feedback negatif tergantung pada fase siklus steroid gonad dan stimulasi pelepasan GnRH.

GnRH ( gonadotropin – releasing hormone) juga dikenal sebagai luteulizing hormone – release ( LHRH) berfungsi sebagai menstimulasi sekresi LH dan FSH.

Mekanisme kerja GnRH :

Mekanisme dependent-calcium ekstraseluler. GnRH berinteraksi dengan 3 protein membran: (1) reseptor untuk pengikatan ekstraseluler, (2) interaksi dengan protein G yang mengaktifkan enzim phospholipase C (PLC), dan (3) PLC mengaktifkan protein tirosin-kinase. Protein tirosin-kinase memfosforilasi tirosin untuk mengaktifkan enzim PLC yang berperan mengubah phosphatidylinositol 4,5-biphosphate (PIP₂) menjadi 2 second messenger yaitu: (1) phosphatidylinositol triphosphate (IP₃) yang berperan meningkatkan kadar Ca⁺² intraseluler dari retikulum endoplasmik dan membuka pintu saluran masuk ion Ca⁺² dari luar sel (ekstraseluler). (2) diacylglicerol (DAG) yang berperan mengaktifkan PKC di sitoplasma, selanjutnya PKC mengaktivasi transkripsi gena melalui proses fosforilasi untuk meningkatkan biosintesis GnH.

2.      Growth hormone (GH)

Growth hormone(GH) atau hormon pertumbuhan berperan dalam mengendalikan pertumbuhan tulang, otot dan organ serta memengaruhi kecepatan pertumbuhan tubuh dengan memberikan stimulasi kepada hati untuk mensekresi hormon somatomedin, sebuah hormon perkembangan yang memberikan stimulasi lebih lanjut terhadap sel untuk berkembang biak. Seseorang yang kelebihan hormon ini akan mengalami pertumbuhan luar biasa yang disebut gigantisme pada anak dan akromegali pada orang dewasa. Orang yang kekurangan hormon ini akan mengalami kekerdilan (dwarfisme). Hormon ini dikeluarkan oleh hipofisis. Disamping hormone pertumbuhan, beberapa hormone lain juga berperan dalam proses pertumbuhan dan perkembangan normal yaitu hormone tiroid, insulin, androgen dan estrogen.

Pemberian hormone pertumbuhan pada pasien hipopituitarisme menyebabkan pertumbuhan normal apabila pengobatan dimulai cukup dini. Pematangan alat kelamin tidak terjadi tanpa pemberian hormone kelamin atau gonadotropin. Gigantisme dan akromegali tidak pernah dilaporkan terjadi akibat terapi dengan hormone ini.

Hormon Pertumbuhan Manusia akan berkurang seiring dengan pertambahan usia. Pada umur 60 tahun volume Hormon Pertumbuhan hanya tinggal sebesar 25% jika dibandingkan dengan usia 21 tahun. Faktor-faktor yang membuat proses penuaan manusia jauh lebih cepat dari yang seharusnya adalah factor pola hidup yang tidak sehat.

    Hormon pertumbuhan memiliki efek penting pada metabolisme protein, lipid dan karbohidrat dengan mekanisme kerja belum jelas. Hormon lain yaitu insulin, glukokortikoid, katekolamin dan glucagon juga berpengaruh terhadap pengaturan zat-zat ini. Hormon pertumbuhan memperlihatkan efek anti-insulin yaitu meninggikan kadar gula darah, tetapi disamping itu juga berefek seperti insulin yaitu menghambat penglepasan asam lemak dan merangsang ambilan asam amino oleh sel.

Hormon pertumbuhan terbukti berpengaruh pada penyakit diabetes mellitus. Pasien diabetes sangat sensitive terhadap terjadinya hiperglikemiaoleh hormone pertumbuhan. Pada keadaan lapar, hormone pertumbuhan menyebabkan mobilisasi lemak dari depot lemak untuk masuk ke peredaran darah. Hormon ini sepertinya mengalihkan sumber energy dari karbohidat ke lemak.

Hormon pertumbuhan memperlihatkan keseimbangan positif untuk N, P, Na, K, Ca dan Cl, unsure-unsur terpenting untuk membangun jaringan baru. 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.

Pengaturan

Sekresi hormone pertumbuhan secara fisiologis diatur oleh hipotalamus factor penglepas hormone pertumbuhan (GHRF = Growth Hormone Releasing Factor) 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 hormone ini.

Selain itu, Hipotalamus mengontrol kerja dari kelenjar pituitari (kelenjar hipofisis). Kelenjar hipofisis disebut juga master of gland karena banyak menyekresikan hormon dan memengaruhi kerja hormon yang dihasilkan oleh kelenjar lain di dalam tubuh.

Hipotalamus terletak di bagian dalam-bawah otak. Kelenjar hipotalamus memerintahkan kelenjar hipofisis bagian depan dan belakang untuk menghasilkan atau menghambat produksi hormon kelenjar endokrin lain sesuai dengan kebutuhan.

Hipotalamus sangat penting karena menjadi penghubung dan pengatur komunikasi antara sistem hormon dan sistem saraf. Selain itu, berperan juga dalam mengatur pertumbuhan dan perkembangan manusia.

Hipotalamus dapat berkomunikasi dengan kelenjar hipofisis dengan dua cara, yaitu dengan impuls saraf atau dengan mengeluarkan hormon. Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, bahwa Hipotalamus dapat mengeluarkan hormon yang disebut releasing hormone dan inhibiting hormone.

Releasing hormone merangsang kelenjar hipofisis menyekresikan hormon tertentu. Inhibiting hormone menekan kelenjar hipofisis sehingga tidak menyekresikan hormon tertentu. Dari 9 jenis hormon yang disekresikan kelenjar hipofisis, 7 hormon disekresikan bagian depan (anterior) hipofisis dan 2 lainnya oleh bagian belakang (posterior) hipofisis. Kelenjar hipofisis posterior tersusun atas jaringan saraf dan sebenarnya merupakan bagian dari hipotalamus. Kelenjar hipofisis anterior tersusun atas sel-sel endokrin yang menyintesis dan menyekresikan beberapa hormon ke dalam darah.

Sebelum diangkut ke kelenjar hipofisis anterior,semua atau hampir semua hormon hipotalamus disekresi oleh ujung saraf yang terletak di dalam eminensia mediana.Perangsang lisrtrik pada daerah ini merangsang ujung-ujung saraf dan, oleh karena itu, pada dasarnya menyebabkan pelepasan semua hormon hipotalamus.Akan tetapi, badan sel neuron yang menyebar ke eminensia mediana ini terletak didaerah khusus dalam hipotalamus atau pada daerah yang berdekatan dengan bagian basal otak.

Pada waktu istirahat sebelum makan pagi, kadar hormone 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 hormone 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 GH bervariasi sepanjang kehidupan bahkan juga 24 jam. Oleh karena itu pemeriksaan kadar GH 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 hormone pertumbuhan mencapai 50 ng/mL. Kerja fisik, stress dan rangsangan emosi merupakan perangsangan (stimulus) fisiologis untuk meningkatkan sekresi hormone ini.

3.    Kortikotropin Hipotalamus-Releasing Hormone (CRH)

Kortikotropin adalah hormon stimulator hormon dari golongan kortikosteroid, dengan panjang 39 AA dan waktu paruh sekitar 10 menit. CRH merupakan hormon polipeptida dan neurotransmiter dengan rantai peptida sepanjang 39AA hasil irisan dari prohormon sepanjang 191 AA yang disekresi oleh nukleus paraventrikular pada kelenjar hipotalamus saat tubuh mengalami stres.

Hormon ini merangsang kelenjar hipofisis dan mengeluarkan hormon adrenokortikotropik (ACTH). Saat mencapai kortikotrop pada kelenjar hipofisis, CRH teraktivasi oleh hormon VP yang disekresi oleh sel parvoselular pada nukleus para ventrikular dan supraoptik pada hipotalamus, dan menstimulasi produk si dan sekresic AMP dan ACTH. CRH juga diproduksi oleh plasenta sebagai hormon parakrin yang berperan dalam sistem fetus. Sintesis dan penyerapan CRH juga terdapat pada sel darah putih. Pada tingkat intraselular, CRH menginduksi lintasan enzim fosfatidil inositol-3 kinase  ACTH disintesis dari irisan pre-pro-opiomelanokortin, sebuah polipeptida yang terdiri dari 267 asam amino. Fragmen irisan yang terjadi antara lain ACTH, ACTH, β-lipotropin, γ-lipotropin, MSH, β-endorfin dan peptida opioid. POMC, ACTH dan β-lipotropin disekresi oleh kortikotrop yang terletak pada adenohipofisis dari kelenjar hipofisis setelah distimulasi oleh CRH yang disekresi oleh hipotalamus.

      Peran utama ACTH adalah menstimulasi sintesis dan sekresi glukokoetikoid dan androgen pada korteks adrenal melalui pencerap ganda protein-G yang bergantung pada mekanisme cAMP. Sebelum berlangsungnya sintesis steroid, ACTH akan meningkatkan konsentrasi kolesterol esterase dan mendifusi kolesterol melalui membran mitokondria dan meningkatkan sintesis pregnenolon.

Penurunanrasio CRH yang dramatis ditemukan pada penderita Alzheimer, hipoglisemia dan hepatitis, dan neuron CRH yang hiperaktif akan meningkatkan aktivitas adrenal yang dapat berdampak pada stress, depresi, gangguan pola konsumsi dan polatidur.

3    Gangguan Hormon

1.    Gangguan hormon pertumbuhan

Tumor hipofisis terdiri dari sel-sel somatotroph dari hipofisis anterior. Ini adenoma somatotroph adalah jinak dan tumbuh perlahan-lahan, secara bertahap memproduksi lebih dan lebih GH. Selama bertahun-tahun, masalah klinis yang utama adalah mereka kelebihan GH. Akhirnya, adenoma dapat menjadi cukup besar untuk menyebabkan sakit kepala, mengganggu penglihatan oleh tekanan pada saraf optik, atau menyebabkan kekurangan hormon hipofisis lain dengan perpindahan.

1.    Kelebihan GH Berkepanjangan mengental tulang jari rahang, dan kaki. Berat yang dihasilkan dari rahang dan ukuran peningkatan angka disebut sebagai akromegali. Masalah yang menyertainya dapat mencakup berkeringat, tekanan pada saraf (misalnya, carpal tunnel syndrome), kelemahan otot, seks kelebihan hormon-binding globulin (SHBG), resistensi insulin atau bahkan bentuk yang jarang dari diabetes tipe 2, dan penurunan fungsi seksual.

2.    GH-mensekresi tumor biasanya diakui pada dekade kelima dari kehidupan. Hal ini sangat jarang seperti tumor untuk terjadi di masa kanak-kanak, tetapi, ketika itu terjadi, yang GH berlebihan dapat menyebabkan pertumbuhan yang berlebihan, secara tradisional disebut sebagai gigantisme hipofisa. Operasi pengangkatan adalah pengobatan biasa untuk memproduksi GH-tumor. Dalam beberapa situasi, radiasi terfokus atau antagonis GH seperti pegvisomant dapat digunakan untuk mengecilkan tumor atau fungsi blok. Obat lain seperti octreotide (agonis somatostatin) dan bromokriptin (agonis dopamin) bisa digunakan untuk memblokir sekresi GH karena baik somatostatin dan dopamin negatif menghambat peningkatan GHRH-dimediasi rilis GH dari hipofisis anterior.

Efek dari kekurangan hormon pertumbuhan bervariasi tergantung pada usia di mana mereka terjadi di antaranya :

1.    Pada anak-anak, kegagalan pertumbuhan dan perawakan pendek adalah manifestasi utama dari defisiensi GH, dengan penyebab umum termasuk kondisi genetik dan cacat bawaan. Hal ini juga dapat menyebabkan kematangan seksual tertunda.

2.    Pada orang dewasa, kekurangan jarang, dengan penyebab paling umum adenoma hipofisis, dan lain-lain termasuk kelanjutan dari masalah masa kecil, lesi struktural lainnya atau trauma, dan sangat jarang idiopatik GHD.

Orang dewasa dengan hadir GHD dengan non-spesifik masalah termasuk obesitas trunkal dengan penurunan relatif dalam massa otot dan, dalam banyak kasus, penurunan energi dan kualitas hidup.

2.      GnRH (Gonadotropin Releasing Hormon)

Gangguan hormon, diebabkan oleh gangguan proses hipotalamus di otak yang menghasilkan FSH dan LH sehingga memepengaruhi sistem kerja lainnya. Ada beberapa gangguan yang disebabkan oleh hormon. Diantaranya:

1.     Gangguan perkembangan sel telur

Terjadi akibat kadar FSH yang tinggi sehingga memepngaruhi perkembangan folikel, sedangkan folikel merupakan kantung yang berisi sel telur. Hal ini meneybabkan sel telur tidak matang untuk dapat dibuahi.

2.     Gangguan ovulasi

Terjadi akibat kadar LH yang tinggi, folikel tidak dapat pecah meskipun sel telur sudah cukup berkembanga. Akibatnya, ovulasi tidak terjadi, ketika sek sperma masuk, tidak terjadi pembuahan. Ovulasi adalah pematangan sel telur yang ditandai dengan pecahnya folikel. Sebelum ovulasi, untuk terjadi pembuahan, sel telur juga harus berkembang.

3.    Gangguan haid

Disebabkan ketidakseimbangan FSH atau LH sehingga kadar estrogen dan progesteron tidak normal. Biasanya, ganggun haid yang sering terjadi adalah siklus haid yang tidak teratu atau jarang, dan perdarahan yang lama atau abnormal. Termasuk akibat sampingan yang ditimbulkanya, seperti nyeri perut, pusing, mual, atau muntah

4.     Gangguan reproduksi

Hal ini disebebkan ketidak seimbangan hormon. Gangguan reproduksi yang bisa terjadi, misalnya kista endometriosi yang banyak dialami wanita yang memiliki kadar FSH dan LH tinggi

5.    Keluarnya air susu sebelum waktunya

Hal ini tidak wajar jika terjadi pada wanita yang tidak sedang hamil atau menyusui. biasanya disebbakn oleh kadar prolaktin yang tinggi sehingga pada payudara mengeluarkan air susu, walaupun tidak banyak. biasanya, wanita tersebut juga tidak atau jarang mengalami haid, misalnya tiga bulan sekali

6.    Sifat kelaki-lakian

Dapat muncul pada seorang wanita akibat kadar hormon androgen. hal ini biasanya terjadi karena fungsi tubuh tertentu yang terganggu atau faktor genetik. misalnya, pada penderita polokistik ovarium sindrom, yaitu keadaan sel telur tidak berkembang, siklus haid lama dan tumbuh banyak tiga bulan sekali.