TUTOR GUIDE

ENDOCRINE & METABOLIC BLOCK

WEEK 3 : Pituitary & hypothalamus

HAGRID, the tall boy

Overall week objectives:

1. Describe the embryology, anatomy, histology and function of the hypothalamus, pituitary, and pineal gland including their blood supply

2. Describe the topography of hypothalamus and pituitary and their correlation with the surrounding structures

3. Describe the anatomic and functional relations of the pituitary gland with the hypothalamus

4. List the hormones secreted by anterior and posterior pituitary and describe the function and control of each (GH, FSH, LH, TSH, ACTH, prolactine, vasopressin, oxytocin)

5. Describe hypothalmo-pituitary axis and feedback mechanism

6. Describe the hormone secreted by pineal gland and its correlation with circadian rhythms.

7. In histological slide, recognize the adeno and neurohypophysis; identify the principal cell types in both. Relate the different cell types to hormone production.

8. Describe the patophysiology of disorders which caused by pituitary-hormone-secreting disorder

9. Describe the natural history of pituitary tumour and its classification

10. Describe correlation of clinical finding with hypothalamus-hypophysis disorders

Case Objective :

1. Describe the embryology, anatomy, histology and function of the pituitary gland

2. Describe the anatomic and functional relations of the pituitary gland with the hypothalamus

3. List the hormones secreted by anterior and posterior pituitary and describe the function and control of each

4. Describe the role of Growth Hormone in growth and metabolism

5. Describe Growth-promoting action of GH on bones and tissue

6. Correlate clinical findings with abnormal secretion of GH and describe the natural history of untreated acromegaly/gigantism

7. Describe the mechanism of action of drugs used in the management of pituitary disorders

THE TUTOR GUIDE MUST NEVER BE GIVEN TO STUDENTS

ADENOMA HYPOPHYSIS/PITUITARY ADENOMA

Hipofisis merupakan kelenjar endokrin yang mendapat stimulus dari hypothalamus, terletak pada dasar cranium pada sella tursika, , berukuran 15x10x6 mm, berat 600 mg, dan terdiri dari 2 lobus. Lobus anterior (adenohipofisis) memproduksi 6 hormon penting (ACTH, GH, Prolaktin, TSH, LH dan FSH) dan lobus posterior (neurohipofisis) mensekresi vasopressin dan oxytocin. Adenohipofisis merupakan bagian terbesar (2/3 bagian) dan merupakan jenis tumor hipofisis (adenoma) yang paling sering terjadi.

Adenoma hipofisis menimbulkan masalah oleh karena 3 hal, yaitu akibat pendesakan ke jaringan sekitar, akibat hipersekresi hormone tertentu ataupun hiposekresi akibat kompresi jaringan kelenjar yang normal. Menurut fungsinya, tumor ini dapat diklasifikasikan menjadi 2:

1. Non-sekresi/non-fungsional; karena ketidakaktifan endokrinnya

2. Sekresi/fungsional (85-90%); memproduksi hormone-hormon tertentu secara berlebihan.

Peningkatan hormone prolaktin (prolaktinemia) menyebabkan gejala klinis galatorea, impotensi, infertility, amenorrhea, ginekomasti. Peningkatan sekresi GH menyebabkan akromegali bila terjadi sesudah epifisis menutup ataupun gigantisme yang terjadi sebelum epifisis menutup (sebelum usia 15 tahun). Gigantisme sangat jarang terjadi dimana prevalensinya 3/1.000.000 penduduk, terjadi pembesaran tubuh yang simetris untuk semua tulang dan jaringan lunaknya. Berbeda dengan akromegali dimana terjadi pembesaran tulang atau jaringan pada daerah akral. Untuk diagnosis peningkatan sekresi GH akibat adenoma hipofisis dapat dilakukan tes toleransi glukosa oral (TTGO). Pada kondisi normal, setelah pemberian glukosa oral akan terjadi penekanan sekresi GH. Jika setelah pemberian glukosa kadar GH tidak turun dapat menkonfirmasi adanya adenoma hipofisis.

Seperti halnya tumor hipofisis, kraniofaringioma, meningioma dan aneurisma dapat menyebabkan gangguan endokrin, namun umumnya berupa hipopituitarisme akibat penekanan hipofisis serta hiperprolaktinemia. Sedangkan pada adenoma hipofisis terjadi peningkatan sekresi hormone.

Pemeriksaan penunjang untuk adenoma hipofisis diawali dengan foto polos kepala dimana dapat terlihat pelebaran daerah sella, bahkan dapat terlihat destruksi dorsum sella. Bisa dilanjutkan dengan pemeriksaan CT scan atau MRI kepala. Dilakukan pemeriksaan fungsi hormone dengan mengukur kadarnya di dalam darah. Yang diperiksa biasanya adalah kadar kortisol, fungsi tiroid (TSH dan free tiroksin), fungsi gonad (FSH, LH, testosterone, estradiol), GH, serta prolaktin.

Menurut ukurannya adenoma dibagi menjadi mikroadenoma jika diameternya 10 mm.

Prinsip tatalaksana pada adenoma hipofisis :

Menghambat hipersekresi

Mempertahankan fungsi normal hipofisis

Menghilangkan efek penekanan tumor

Indikasi operasi :

Mikroadenoma fungsional yang tidak membaik dengan terapi hormonal/radioterapi

Makroadenoma yang telah menimbulkan keluhan neurologis

Komplikasi pasca operasi :

Diabetes insipidus

Panhipopituitarisme

Adenoma hipofisis dapat rekurens sebanyak 12-16% dalam 10 tahun setelah operasi. Sebaiknya dilakukan pemeriksaan serial MRI setiap tahun untuk pemantauan. Angka kematian dapat diturunkan dengan meniadakan penekanan massa tumor, dan mengurangi sekresi GH dengan obat-obatan yang menekan sekresi GH seperti golongan dopamine agonis (bromocriptine), analog somatostatin (ocreotide) atau antagonis reseptor GH (pegvisomant). Radioterapi diberikan jika pengangkatan tumor tidak dapat secara komplit, untuk mencegah pembesaran sisa tumor atau mengontrol hipersekresi hormone atau jika terjadi kekambuhan tumor.

Questions:

1. What are Hagrids problems?

Frontal headache

Blurred vision

Tall stature

2. What are the possible causes for his problem?

Visual disorder

Growth hormone overproduction/endocrine disorder

Brain tumor

3. What is the possible mechanism of the causes?

Guiding questions:

What is the headache? How is the mechanism?

Nyeri kepala disebabkan adanya traksi, displacement, inflamasi, spasme vascular, atau distensi dari struktur-struktur yang peka nyeri di daerah kepala (pain sensitive structures)

1. Intracranial Pain sensitive structure:

Sinus venosus

Arteri

Lapisan duramater di basal cranium

N. trigemninal (V), glosofaringeus (IX), vagus (X)

Nucleus sensorik di thalamus

2. Extracranial Pain sensitive structure

Periosteum

Kulit kepala

Jaringan subkutan

Otot-otot kepala & otot-otot leher

Arteri

Saraf cervical 2-3

Mata, telinga, mukosa hidung, gigi, sinus dan orofaring

Berdasarkan onsetnya, nyeri kepala dibedakan menjadi :

Akut : timbul mendadak

Mis. perdarahan subaracnoid akibat rupture aneurisma, stroke, meningitis, ensefalitis, Ocular disorder (glaucoma)

Sub-akut : berlangsung dalam beberapa minggu sampai beberapa bulan

Mis. Tumor intracranial, meningitis, vasculitis

Kronis : berlangsung sampai bertahun-tahun

Mis : Migraine, tension headache, sinusitis, dental disease

What are the cause of blurred vision ?

Blurred vison atau vision impairment atau disturbances of vision adalah semua keluhan yang berhubungan dengan gangguan penglihatan/visus. Dapat disebabkan karena :

Gangguan pada bola mata (mulai dari kornea, lensa, badan vitreus, retina, tekanan bola mata)

Gangguan pada otot-otot mata (ocular muscle)

Gangguan saraf cranial yang mempersarafi otot-otot mata

Gangguan pada sepanjang jalur visual (mulai dari nervus opticus, chiasma opticus, tractus opticus, braintem, otak) atau pada jalur ocular-motoric di otak

Gangguan pada jalur visual dapat dibedakan menjadi:

1. Gangguan monocular

a. Amaurosis fugax/transient monocular blindness : gangguan penglihatan sesaat pada ssatu sisi mata yang membaik kembali dalam 10-20 menit akibat oklusi sesaat arteri retina.

b. Optic neuritis : proses inflamasi pada saraf optikus.

2. Gangguan binocular:

a. Papiledema

b. Lesi di chiasma optikum : tumor, trauma, aneurisma, penyakit demyelinating

c. Lesi retrochiasma : akibat adanya lesi di traktus optikus, lateral geniculate body, sampai korteks oksipital

Qustions:

1. How does the information help you?

Hagrid grown very fast, his hands and feet very large, it means abnormal. The possibility is he has abnormality in Growth hormone.

2. How do you explain the findings in this case?

Hipersekresi GH yang terjadi pada masa anak-anak/remaja menimbulkan sindroma klinis GIGANTISM (terjadi sebelum proses fusi dari epifisis tulang, sekitar usia 15 tahun), dimana pembesaran tubuhnya simetris untuk semua tulang dan jaringan lunaknya. Jika terjadi pada usia dewasa (epifisis tulang telah menutup) maka akan terjadi ACROMEGALY yaitu terjadi pembesaran jaringan lunak, kartilago, tulang-tulang wajah menjadi prominent, tulang-tulang tangan dan kaki/bagian akral menjadi panjang, kulit menjadi tebal dan kasar.

Growth Hormone diproduksi oleh kelenjar pituitary anterior (adenohypophysis) yang berlokasi di fossa pituitary, disebelah posterior dari chiasma optikum. Pembesaran kelenjar pituitary akan menekan chiasma opticum menimbulkan keluhan blurred vision akibat gangguan lapang pandang berupa hemianopia bitemporal.

Nyeri kepala terjadi akibat pertumbuhan tumor di daerah suprasella yang menyebabkan traksi atau tarikan duramater pada diafragma sella yang dipersarafi oleh nervus trigeminus (N. V). Seiring dengan pembesaran ukuran tumor, sakit kepala makin berat dan disertai muntah proyektil, hal ini dapat menunjukkan adanya peningkatan tekanan intrakranial.

3. What further information do you need to understand this case?

Hormone level which secreted by pituitary (GH, FSH, LH, Prolactine, cortisol)

Radiology examination : plain radiograph, brain CT/MRI

Guiding Questions:

What is the mechanism of headache in this case ?

Gejala nyeri kepala merupakan efek kompresif paling dini dari tumor di daerah hipofisis dan sering tidak spesifik. Biasanya bersifat bitemporal atau bifrontal atau keduanya. Nyeri kepala akibat tumor hipofisis pada stadium awal disebabkan ekspansi tumor pada sella tursika dan tekanan terhadap diafragma sella serta struktur duramater di sekitarnya yang dipersarafi oleh cabang pertama nervus V.

What is the Growth Hormone? Where is it reproduced? What is its function?

GH adalah hormon somatotropin yang disekresi oleh kelenjar pituitary anterior, bertanggungjawab dalam proses pertumbuhan dan berperan dalam metabolism protein, lemak dan karbohidrat. Sekresi GH dikontrol oleh GHRH (Growth Hormone-Releasing Hormone) dan GHIH (Growth Hormone-Inhibiting Hormone) yang dikeluarkan oleh hipotalamus.

-------- siswa dituntun untuk mengetahui hipotalamus dan kelenjar pituitary secara embriologi, anatomi (lokasi , struktur di sekitarnya) dan fungsional; (apa saja hormon-hormon yang diproduksi oleh hipotalamus dan pituitary dan mengerti masing-masing fungsinya dalam metabolisme tubuh)

What is confrontation test? What is the function of this test?

Tes konfrontasi dilakukan untuk menilai lapang pandang (visual field) pasien . Tes ini dapat dilakukan dengan :

1. Tes konfrontasi sederhana (dapat dilakukan bedside)

2. Alat Kampimetri

What is the clinical finding in this patient on confrontation test ?

Hemianopia bitemporal adalah gangguan lapang pandang pada kedua sisi temporal .

Questions:

1. What is your interpretation of these test results?

There are normal results on laboratory examination except a slight increase on blood glucose.

2. What further information do you want?

Radioimaging (Plain Radiolographic, Brain CT/MRI)

Hormone level (FSH, LH, Prolactine, GH, Cortisol)

Questions:

1. How do these results help you?

Skull X-ray showed balloning or widening of pituitary fossa

Head MRI showed a mass at pituitary fossa, enhancement with contrast, erode the floor of fossa and compress the centre of chiasma opticum

2. What is now your probable diagnosis?

Mass/tumor at pituitary fossa which compress the chiasma opticum.

3. What further information do you want?

Hormone level (FSH, LH, Prolactine, GH, Cortisol)

Guiding questions:

What is the differential diagnosis for Suprasellar masses?

Pituitary adenoma

Craniopharyngioma

Optic nerve glioma/astrocytoma

Meningioma suprasellar

Menigioma of the optic nerve sheath

Epidermoid/dermoid suprasellar

Semua tumor di daerah supraselar yang menekan jaras visual (nervus optikus, chiasma optikum atau traktus optikus) akan menimbulkan keluhan gangguan visus.

Gangguan visual di daerah chiasma DD/

Malformation and congenital anomalies : Encephalocele, Craniopharyngioma

Masses

Infection and inflammation : Meningitis, Chiasma arachnoiditis

Vascular : Compression by aneurysm

Other : Trauma, multiple sclerosis

Can you explain the anatomy structure and function of pituitary gland

Kelenjar hipofisis atau Pituitary gland merupakan kelenjar endokrin yang terletak pada dasar tengkorak dan menempati sella tursika, berada dekat dengan chiasma opticum, berukuran 15x10x6 mm, berat 600 mg, dan terdiri dari 2 bagian/lobus:

1. Anterior pituitary = Adenohypophysis, mensintesis hormone:

a. Corticotropes - ACTH

b. Lactotropes - Prolactin

c. Somatotropes - GH

d. Thyrotropes - Thyrotropin

e. Gonadotropes - FSH, LH

2. Posterior pituitary= Neurohypohysis

a. Vasopressin

b. Oxytocin

Where is location of hypothalamus? What is the function of it?

Hipothalamus merupakan organ yang sangat kecil (0,3% dari total massa otak) namun merupakan bagian yang sangat penting dalam system saraf pusat, tugasnya mengontrol system saraf otonom dan system endokrin dan secara tidak langsung mengontrol homeostasis tubuh. Hipothalamus merupakan bagian dari diencephalon, dibatasi oleh chiasma opticum sampai ke batas kaudal mammilary bodie. Terletak di bawah thalamus, membentuk dasar dan bagian inferior dari dinding lateral dari ventrikel III. Hipothalamus mengandung kumpulan neuron yang mensintesis releasing hormone yaitu:

Thyrotropin-releasing hormone (TRH)

Corticotropin-releasing hormone (CRH)

Gonadotropin-releasing hormone (GnRH)

Growth hormone-releasing hormone (GHRH)

Growth hormone-release inhibiting hormone (GHIH)

Prolactin-releasing factor (PRF)

Prolactin-inhibiting hormone (PIH)

Hormon-hormon ini disekresi ke anterior pituitary melalui hypothalamus-hypophyseal portal system.

Sekresi hormone ini dipengaruhi oleh :

Emosi

Status metabolik

----- Mahasiswa dituntun untuk mengerti tentang hypothalamus-hypophyseal portal system, termasuk macam-macam nucleus di hipothalamus

Questions:

1. What does this tell you about the cause of Hagrid,s problem ?

GH and prolactine were significantly increased.

2. How do you correlate this with the clinical features of the disease?

Hypersecretion of GH produces clinical syndrome: Gigantism or acromegaly

Hypersecretion of prolactine produces infertility, amenorrhoea, galactorrhoea

3. What is the natural course and prognosis of this condition?

Tumours of the pituitary gland constitute about 5-10% of intracranial tumours. They arise from the anterior portion of the gland and are usually benign. The Classification can be made based on location, size, hormone typed secreted, and pathologic features.

Clinical presentations are caused by endocrine effect (hormone hypersecretion or hyposecretion) and local mass effect (headache, visual field defects)

4. What is the probable treatment for Hagrid?

Drug therapy

Operative

Radiotherapy

Guiding questions:

What are the classifications of pituitary tumor?

Berdasarkan anatomis tumor hipofisis terdiri dari 3 jenis :

1. Tumor intrasellar : adenoma, kraniofaringioma, kista celah Rathke

2. Tumor suprasellar : adenoma, kraniofaringioma, meningioma, kordoma, hamartoma

3. Tumor parasellar : meningioma, aneurisma, karsinoma metastasis

Berdasarkan ukurannya :

1. Microadenoma ; ukuran tumor < 10 mm

2. Macroadenoma; ukuran tumor 10 mm

Berdasarkan produksi hormone :

Prolactinoma 60%

GH hypersecretion tumour 20%

ACTH excess 10%

TSH, gonadotropine hypersecretion tumour jarang

Nonfuctional adenoma 10%

Find other classification .(based on grade or type or WHO classification)

Questions:

1. How does this result say to you?

The tumour cell type is eosinophilic which is produces prolactine and GH. The basophilic cells produce ACTH, TSH, FSH and LH.

Guiding question:

What are the pathologic classification of adenoma hypophysis ?

Benign or malignant

Chromophobic Non-functioning

Basophilic Cushings

Acidophilic/eosinophilic - Acromegaly

Mixed

Questions:

1. What this information say to you?

Following the operation Hagrid gets diabetes insipidus. This complication occurs commonly after the surgery. Symptoms include polyuria, excessive thirst, and polydipsia, with a 24-h urine output of > 50 mL/kg/day and urine osmolality that is less than that of serum (