insulin vs glukagon, sebagai pengontrol gula darah

selain memiliki fungsi pencernaan, pankreas juga menskresikan dua hormon yang penting, yaitu insulin vs glukagon, yang sangat penting dalam pengaturan metabolisme glukosa, lipid dan protein secara normal. walaupun pankreas menskresikan hormon- hormon lain yaitu, akilin, somatostatin, dan polipeptida pankreas, fungsi hormon - hormon tersebut tidak sejelas fungsi insulin dan glukagon. tujuan utama bab ini  adalah membahas fungsi utama dari insulin dan glukagon  dan patofisiologi penyakit - penyakit seperti diabetes melitus, yang di sebabkan oleh kelainan sekeresi atau kativitas kedua hormon tersebut.

pankreas terdiri dari dua jenis jaringan utama, 1). asini, yang menskresikan getah pencernaan kedalam duodenum, 2). pulau- pulau langerhans yaitu yang menskresikan  insulin dan glukagon dalam darah. 

pankreas manusia mempunyai 1-2 juta pulau langerhans, setiap pulau langerhans memiliki diameter sekita 0,3mm dan tersusun mengelilingi pembuluh darah kapiler yang merupakan tempat penampungan hormon yang di skresikan oleh sel- sel tersebut. pulau langerhans mempunyai tiga jenil sel utama yaitu, sel alfa, sel beta, dan sel delta, yang dapat di bedakan satu sama lain melalui ciri morfologi dan pewarnaannya.

sel beta, yang mencakup kurang lebih 60 % dari semua sel pulau, terutama di bagian tengah dari setiap pulau dan mensekresikan amilin dan insulin, yitu hormon yang sering di sekresikan bersama dengan insulin, meskipun fungsinya masih belum jelas. sel alfa yang kira- kira mencangkup 25% dari seluruh sel, menskresikan glukagon. dan sel delta, yang kira- kira mencangkup 10% dari seluruh sel, menskresikan somatostatin. selain itu, paling sedikit terdapat satu jenis sel lain, yang di sebut sel PP, terdapat dalam jumlah kecil  di pulau langerhans dan menskresi hormon yang fungsinya masih di ragukan yakni polipeptida pankreas. hubungannya erat anatara berbagai jenis sel yang terdapat dalam pulau langerhans memungkinkan komunikasi dari sel ke sel dan pengaturan secara langsung sekresi beberapa jenis hormon oleh hormon lainnya. contohnya, insulin menghambat sekresi glukagon, amilin menghambat skresi insulin, dan somastostatin menghambat sekeresi hormon insulin dan glukagon.

insulin dan efek metaboliknya

insulin pertama kali di isolasi dari pankreas pada tahun 1922 oleh banting dan best. mereka menghentikan diabetes parah dalam waktu hampir semalaman yang memburuk dengan cepat dan meninggal, di bandingan orang yang hampir normal. secara historis, insulin di hubungkan dnegan " gula darah", dan ada benarnya karena insulin sangat berpengaruh terhadap metabolisme karbohidrat. namun, kematian pada pasien diabetes biasanya di sebabkan kelainan metabolisme lemak, yang menimbulakn keadaan seperti asidosis dan aterisoklerosis. selain itu, pada pasien yang mengalami diabetes berkepanjangan, berkurangnya kemampuan untuk mensintesis protein akan meneyebabkan kehilangan jaringan dan banyak kelainan fungsi sel. oleh karena itu, fungsi insulin terhadap metabolisme protein dan lemak sama besar dengan metabolisme karbohidrat.

insulin adalah limpahan energi

sewaktu kita membahas insulin di beberpa paragraf  berikutnya, hubungan antara sekresi insulin dan limpahan energi akan menjadi jelas. yaitu, bila terdapat sejumlah besar makanan berenergi tinggi di dalam diet, terutama kelebihan jumlah karbohidrat, insulin akan di eksresikan dalam jumlah besar. selanjutnya, insulin memainkan peranan penting dalam penyimpanan kelebihan energi. bila terdapat kelebihan karbohidrat, insulin menyebabkan karbohidrat tersimpan sebagai glikogen terutama di hati dan otot. semua kelebihan karbohidrat yang tidak dapat di simpan sebagai glikkogen juga di rubah di bawah rangsangan insulin menjadi lemak dan dis impan di jaringan adiposa. dengan adanya kelebihan protein, insulin mempunayi efek langsung dalam memacu ambilan asam amino oleh  sel dan pengubahan asam amino ini mejadi protein. selain itu, insulin menghambat pemecahan protein yang sudah terdapat didalaam sel.

Pembentukan insulin dan sifat kimianya

insulin merupakan protein kecil, insulin mempunyai berat molekul sekitar 5808. insulin terdiri atas dua rantai asam amino, bila keduanaya di pisahkan, aktivitas fungsional molekul akan hilang. insulin disintesis oleh sel- sel beta dengan cara yang mirip dengan sintesis protein, yang biasanya di pakai oleh sel, yakni di awali dengan translasi RNA insulin oleh ribosom yang melekat pada retikulum endoplasma untuk membentuk praprohormon insulin. praprohormon awal ini memiliki berat molekul sekitar 11.500, namun selanjutnya akan terpecah di retikulum endoplasma untuk membentuk proinsulin dengan berat molekul kira- kira 9000, lebih lanjut, sebagian besar proinsulin ini lalu terbelah di aparatus golgi untuk membentuk insulin dan fragmen peptida sebelum terbungkus dalam granuka skretori. akan tetapi, kira- kira seperenam dari hasil akhirnya tetap dalam bentuk proinsulin. proinsulin ini hampir tidak memiliki aktivitas insulin. 

sewaktu di skresikan kedalam darah, insulin hampir seluruhnya beredar dalam bentuk tidak berikat, waktu paruhnya dalam plasma hanya sekitar 6 menit sehingga dalam waktu 10-15 menit, insulin tidak akan di jumpai dalam sirkulasi. kecuali sebagian insulin yang berikatan dengan reseptor pada sel sasaran,  sisa insulin akan di degradasi oleh enzim insulinase terutama di jaringan yang lain. perombakan insulin dari plasma yang cepat ini penting sebab kadang - kadang, penghentian fungsi pengaturan insulin dengan cepat, sama pentingnya dengan berjalannya fungsi pengaturan tersebut.
mekanisme kerja insulin
reseptor insulin
rseptor insulin di jumpai di berbagai jenis sel dalam tubuh, termasuk sel - sel yang pengambilan glukosanya tidak di tingkatkan oleh insulin. reseptor tersebut yang memiliki berat molekul 340000, adalah suatu tetramer yang terdiri dari dua subunit glikoprotein 2 alfa dan 2 beta. kesemuanya di sintesis oleh mRNA dan kemudian mengalami pemisahan secara proteolitis lalu berikatan satu sama lain dengan ikatan disulfida. gen untuk reseptor insulin memiliki 22 akson dan terletak di kromosom 19. subunit alfa meningkatkan insulin dan terletak di ektrasel, sementara subunit beta memiliki aktivitas tirosin kinase. subunit alfa dan beta mengalami glikolasi, dengan residu gula meluas kedalam cairan interstisium. pengikatan insulin mencetuskan aktivitas tirosin kinase subunit beta, menyebabkan otofosforilasi subunit beta pada residu tirosin. otofosforilasi, yang penting bagi efek biologi insulin, memicu fosforilasi pada protein lainnya, umumnya pada residu serrin dan treonin. telah di temukan protein substrat reseptor insulin(IRS)  di sel IRS1< IRS2, IRS3, IRS4  masing -masing merupakan sebagian kecil faktor dalam kaitannya dengan kerja insulin. sebagai contoh, tikus yang gen respetor insulinnya di  rusak memperlihatkan retardasi pertumbuhan yang parah inutero, mengalami kelainan SSP dan kulit, dan mati saat lahir akibat kegagalan pernapasan. namun, tikus yang mengalami perusakan IRS1 hanaya mengalami retardasi pertumbuhan tingakat sedang inutero, dapat bertahan hidup dan restensi insulin tetapi selain itu tetap normal. dengan demikian, jalur intrel yang tidak melibatkan IRS1 tampak ikut serta dalam kerja insulin.  
sangatlah menarik untuk membandingkan reseptor insulin dengan reseptor trerkait lain. reseptor insulin sanagt mirip dengan reseptor IGF-I dan berbeda dengan reseptor IGF-II. reseptor lain untuk fakktor pertumbuhan dan reseptor untur faktor onkogen juga merupakan tirosin kinase, namun komposisi asam amino reseptor ini cukup berbeda. sewaktu  erikatan dengan reseptornya, insulin menggumpal dalam bercak - bercak dan di masukan dalam sel melalui proses endositosis yang di perantari oleh reseptor. kahirnya, kompleks insulin reseptor masuk kedalam lisosom, tempat reseptor di perkirakan terurai atau di daur ulang. waktu paru reseptor insulin adalah sekitar 7 jam.
GLUKAGON
kimia
glukagon manusia, suatau polipeptida linear dengan berat molekul  3485, di hasilkan oleh sel alfa langerhanspankreas dan saluran cerna bagian atas. polipetida ini mengandung 29 residu asam amino. semua glukagon mamalia tampaknya memiliki setruktur yang serupa. praproglukagon manusia adalah suatu polipeptida yang di jumpai di sel Alfa, di sel L di saluran cerna bagian bawah, dan otak. molekul ini merupakan produk sebuah mRNA, tetapi di jaringan yang berbeda di olah secara berlainan. di sel A, molekul ini di olah terutama menjadi glukagon dan fragmen proglukagon(major proglukagon frgment(MPGF). di sel L, ia terutama di olah menjadi glisentin, suatu polipetida yang terdiri dari glukagon yang di perpanjang oleh residu asam amino tambahan di salah satu ujung, plus glukagon- like-polipeptida 1 dan 2. oksinatomodulin juga terbentuk dan baik pada sel A maupun sel L, tersisa glycentin related polipeptide(GRPP). glisentin memiliki sebagian aktivitas glukagon. GLP1 dan GLP2 sendiri tidak memiliki aktivitas biologik yang jelas. namun, GLP1 mengalami proses pengolahan lebih lanjut dengan pengeluaran tujuh residu asam amino N, dan prodruknya merupakan  stimulator skresi kuat insulin yang juga meningkatkan penggunaan glukagon. GLP1 dan GLP2 juga di hasilkan di otak, tetapi fungsi mereka di SSP tidak di ketahui. Oksintomedulin menghambat sekresi asam lambung, walaupun peran fisiologik belum di pastikan, dan GRPP belum memiliki fungsi fisiologis yang jelas.
glukagon bersifat glikoneogenolitik, glukoneogenik, lipoprotein dan ketogenik. hormon ini bekerja pada reseptor respentine dengan berat molekul sekitar 190000. di hati, hormon ini bekerja melalui G s untuk mengaktifkan adenil siklase dan meningkatkan AMP siklik intrasel. Hal ini menyebabkan pengaktifan fosforilase melalui protein kinase A sehingga terjadi peningkatan glikogenolisis dan peningkatan glukosa plasma. namun, glukagon bekerja di reseptor glukagon yang berbeda yang terletak di sel hati yang sama untuk mengaktifkanfosfolipase C, sehingga meneyebabkan peningkatan Ca2+ sitoplasma yang juga menurunkan metabolisme glukosa-6-fosfat. dengan menghambat perunahan fosfoenolpiruvat menjadi piruvat. Enzim ini juga menurunkan konsentrasi fruktosa 2,6-difosfat, dan hal ini menghambatperubahan fruktosa 6 fosfat menjadi 1,6-difosfate. terjadi peningkatan penimbunan glukosa 6-fosfate yang menyebabkan peningkatan pelepasan glukosa. glukagon tidak meneybabkan glikogenolisis di otot. hormon ini meningkatakan glukoneogenesis dari asam amino yang tersedia di hati dan eningkatkan taraf metabolisme. glukagon meningkatkan pembentukan benda keton dengan menurunkan kadar malonil-kOA di hati. aktivitas lipolitiknya yang meningkatkan ketogenesis. efek kalorigenik glukagon tidak di sebabkan hanya oleh hiperglikemik tetapi oleh peningkatan deaminasi asam amino di hati. glukagon eksogen dosis besar akan menimbulkan efek inotrpik positif pada jantung tanpa menyebabkan peningkatan eksitabilitas miokardium, mungkin karena hormon ini meningkatkan cAMP miokardium. penggunaan hormon ini dalam oengobatan penyakit jantung telah di anjurkan, tetapi tidak terdapat bukti peran fifiologik glukagon juga merangsang sekresi  hormon pertumbuhan, insulin, dan somatostatin pankreas. 
Insulin VS Glukagon Di rangkum dari buku ajar fisiologi kedokteran(william F. Ganong).
semoga bermanfaat bagi kehidupan.
wallahu 'alam bissowaab.
 


insulin vs glukagon