Mereka adalah bahan kimia endogen yang memungkinkan transmisi saraf.
Ini adalah jenis pembawa pesan kimia yang mentransmisikan sinyal melintasi sinapsis kimia, seperti sambungan neuromuskular, dari satu neuron (sel saraf) ke neuron “target” lainnya, sel otot, atau kelenjar.
Neurotransmitter dilepaskan dari vesikel sinaptik di sinapsis ke celah sinaptik, di mana reseptor neurotransmitter menerimanya di sel target.
Banyak neurotransmiter disintesis dari prekursor sederhana dan berlimpah, seperti asam amino, yang tersedia dalam makanan dan hanya memerlukan sejumlah kecil langkah biosintesis untuk konversi.
Neurotransmitter memainkan peran penting dalam membentuk kehidupan dan fungsi sehari-hari. Jumlah pasti mereka tidak diketahui, tetapi lebih dari 200 pembawa pesan kimia telah diidentifikasi secara unik.
Mekanisme
Neurotransmitter disimpan di sinaps dalam vesikel sinaptik, berkerumun di bawah membran di terminal akson yang terletak di sisi prasinaps sinaps.
Neurotransmitter dilepaskan dan berdifusi melintasi celah sinaptik, di mana mereka mengikat reseptor spesifik pada membran di sisi postsinaptik sinaps.
Kebanyakan neurotransmiter berukuran seukuran asam amino tunggal, namun beberapa neurotransmiter dapat berukuran protein atau peptida yang lebih besar.
Umumnya, neurotransmitter yang dilepaskan tersedia di celah sinaptik untuk waktu yang singkat sebelum dimetabolisme oleh enzim, ditarik kembali ke neuron presinaptik melalui reuptake, atau mengikat reseptor postsinaptik.
Namun, paparan jangka pendek dari reseptor ke neurotransmiter biasanya cukup untuk memperoleh respon postsinaptik melalui transmisi sinaptik.
Sebagai respons terhadap potensial aksi ambang atau potensial listrik bertahap, neurotransmitter dilepaskan di terminal prasinaps.
Pelepasan “rendah” tingkat rendah juga terjadi tanpa stimulasi listrik. Neurotransmitter yang dilepaskan dapat bergerak melintasi sinaps untuk dideteksi dan berikatan dengan reseptor pada neuron pascasinaps.
Pengikatan neurotransmiter dapat mempengaruhi neuron postsinaptik dengan cara penghambatan atau rangsang. Neuron ini dapat dihubungkan ke lebih banyak neuron, dan jika total pengaruh rangsang lebih besar daripada pengaruh penghambatan, neuron juga akan “terbakar”.
Pada akhirnya, ini akan menciptakan potensi aksi baru di akson hillock Anda untuk melepaskan neurotransmiter dan mengirimkan informasi ke neuron tetangga lainnya.
Indo
Ada empat kriteria utama untuk mengidentifikasi neurotransmiter:
Bahan kimia harus disintesis di neuron atau ada di dalamnya.
Ketika neuron aktif, bahan kimia harus dilepaskan dan menghasilkan respons pada beberapa target.
Jawaban yang sama harus diperoleh ketika bahan kimia secara eksperimental ditempatkan pada target.
Harus ada mekanisme untuk menghilangkan bahan kimia dari tempat aktivasinya setelah bekerja.
Namun, mengingat kemajuan dalam farmakologi, genetika, dan neuroanatomi kimia, istilah “neurotransmitter” dapat diterapkan pada bahan kimia yang:
Mengirim pesan antar neuron melalui pengaruh pada membran postsinaptik.
Mereka memiliki sedikit atau tidak berpengaruh pada tegangan membran, tetapi memiliki fungsi transpor yang sama, seperti mengubah struktur sinaps.
Berkomunikasi dengan mengirimkan pesan arah terbalik yang mempengaruhi pelepasan atau penangkapan kembali pemancar.
Lokasi anatomis neurotransmiter biasanya ditentukan oleh teknik imunositokimia, yang mengidentifikasi lokasi zat pengirim itu sendiri atau enzim yang terlibat dalam sintesisnya.
Teknik imunositokimia juga mengungkapkan bahwa banyak pemancar, terutama neuropeptida, terlokalisasi bersama, yaitu, neuron dapat melepaskan lebih dari satu pemancar dari terminal sinaptiknya.
Berbagai teknik dan eksperimen seperti pewarnaan, stimulasi, dan pemanenan dapat digunakan untuk mengidentifikasi neurotransmiter di seluruh sistem saraf pusat.
Jenis
Ada banyak cara berbeda untuk mengklasifikasikan neurotransmiter. Membaginya menjadi asam amino, peptida, dan monoamina sudah cukup untuk beberapa tujuan klasifikasi.
Neurotransmitter utama:
Asam amino: glutamat, aspartat, D-serin, asam -aminobutirat (GABA), glisin.
Gasotransmitter: oksida nitrat (NO), karbon monoksida (CO), hidrogen sulfida (H 2 S).
Monoamina: dopamin (DA), norepinefrin (norepinefrin, NE, NA), epinefrin (adrenalin), histamin, serotonin (SER, 5-HT).
Jejak amina: phenethylamine, N-methylphenethylamine, tyramine, 3-iodothyronine, octopamine, tryptamine, dll.
Peptida: somatostatin, zat P, transkripsi kokain dan amfetamin yang diatur, peptida opioid.
Purin: adenosin trifosfat (ATP), adenosin.
Lainnya: asetilkolin (ACh), anandamide, dll.
Selain itu, lebih dari 50 peptida neuroaktif telah ditemukan dan yang baru ditemukan secara teratur. Banyak dari ini “diluncurkan bersama” bersama dengan pemancar molekul kecil.
Namun, dalam beberapa kasus, peptida adalah pemancar utama di sinaps.
Beta-endorfin adalah contoh yang relatif terkenal dari neurotransmitter peptida karena berhubungan dengan interaksi yang sangat spesifik dengan reseptor opioid di sistem saraf pusat.
Pemancar yang paling umum adalah glutamat, yang merupakan rangsang di lebih dari 90% sinapsis di otak manusia.
Yang paling umum berikutnya adalah Gamma-Aminobutyric Acid, atau GABA, yang menghambat lebih dari 90% sinapsis non-glutamat.
Meskipun pemancar lain digunakan dalam beberapa sinapsis, mereka dapat menjadi sangat penting dari sudut pandang fungsional: sebagian besar obat psikoaktif mengerahkan efeknya dengan mengubah tindakan beberapa sistem neurotransmitter, sering bertindak melalui pemancar selain glutamat atau GABA. .
Obat adiktif seperti kokain dan amfetamin memberikan efeknya terutama pada sistem dopamin.
Obat opioid adiktif mengerahkan efeknya terutama sebagai analog fungsional peptida opioid, yang, pada gilirannya, mengatur kadar dopamin.
tindakan
Neuron membentuk jaringan rumit yang dilalui impuls saraf (potensial aksi). Setiap neuron memiliki hingga 15.000 koneksi ke neuron tetangga.
Neuron tidak saling menyentuh; Sebaliknya, neuron berinteraksi pada titik kontak yang disebut sinapsis: persimpangan dalam dua sel saraf, terdiri dari ruang miniatur di mana impuls dibawa oleh neurotransmitter.
Neuron membawa informasinya melalui impuls saraf yang disebut potensial aksi.
Ketika potensial aksi mencapai tombol terminal prasinaps sinaps, hal itu dapat merangsang pelepasan neurotransmiter.
Neurotransmiter ini dilepaskan di celah sinaptik untuk mengikat reseptor pada membran postsinaptik dan mempengaruhi sel lain, baik dengan cara penghambatan atau rangsang.
Neuron berikutnya mungkin terhubung ke lebih banyak neuron, dan jika total pengaruh rangsang dikurangi pengaruh penghambatan cukup besar, itu juga akan terjadi. ‘
Efek obat
Memahami efek obat pada neurotransmiter terdiri dari bagian penting dari inisiatif penelitian di bidang ilmu saraf.
Sebagian besar ahli saraf yang terlibat dalam bidang penelitian ini percaya bahwa upaya semacam itu dapat memajukan pemahaman kita tentang sirkuit yang bertanggung jawab atas berbagai penyakit dan gangguan neurologis, serta cara untuk mengobati dan mungkin mencegah atau menyembuhkan penyakit tersebut secara efektif suatu hari nanti.
Obat-obatan dapat mempengaruhi perilaku dengan mengubah aktivitas neurotransmiter.
Misalnya, obat-obatan dapat menurunkan kecepatan sintesis neurotransmiter dengan mempengaruhi enzim sintetik untuk neurotransmiter tersebut.
Ketika sintesis neurotransmitter diblokir, jumlah neurotransmitter yang tersedia untuk dilepaskan menjadi jauh lebih rendah, mengakibatkan penurunan aktivitas neurotransmitter.
Beberapa obat memblokir atau merangsang pelepasan neurotransmiter tertentu. Sebagai alternatif, obat dapat mencegah penyimpanan neurotransmiter dalam vesikel sinaptik dengan menyebabkan membran vesikel sinaptik bocor.
Obat yang menghentikan neurotransmitter dari mengikat reseptor disebut antagonis reseptor. Misalnya, obat yang digunakan untuk mengobati pasien dengan skizofrenia seperti haloperidol, klorpromazin, dan clozapine adalah antagonis reseptor dopamin di otak.
Obat lain bekerja dengan mengikat reseptor dan meniru neurotransmiter normal. Obat ini disebut agonis reseptor.
Contoh agonis reseptor adalah morfin, opiat yang meniru efek neurotransmiter endogen -endorfin untuk menghilangkan rasa sakit.
Obat lain mengganggu penonaktifan neurotransmitter setelah dilepaskan, sehingga memperpanjang kerja neurotransmitter. Hal ini dapat dicapai dengan memblokir reuptake atau menghambat enzim degradatif.
Terakhir, obat-obatan juga dapat mencegah terjadinya potensial aksi, memblokir aktivitas saraf di seluruh sistem saraf pusat dan perifer. Obat-obatan seperti tetrodotoxin yang menghalangi aktivitas saraf umumnya berakibat fatal.
Obat yang menargetkan neurotransmitter dari sistem utama mempengaruhi seluruh sistem, yang dapat menjelaskan kompleksitas kerja beberapa obat.
Kokain, misalnya, memblokir pengambilan kembali dopamin di neuron prasinaps, meninggalkan molekul neurotransmitter di celah sinaptik untuk waktu yang lama.
Karena dopamin tetap berada di sinaps lebih lama, neurotransmitter terus mengikat reseptor pada neuron pascasinaps, menyebabkan respons emosional yang menyenangkan.
Kecanduan fisik terhadap kokain mungkin merupakan akibat dari paparan yang terlalu lama terhadap kelebihan dopamin di sinapsis, yang menyebabkan penurunan regulasi beberapa reseptor pascasinaps.
Setelah efek obat hilang, seseorang dapat menjadi depresi karena kemungkinan yang lebih rendah bahwa neurotransmiter akan berikatan dengan reseptor.
Fluoxetine adalah inhibitor reuptake serotonin selektif (SSRI), yang memblokir reuptake serotonin oleh sel presinaptik, sehingga meningkatkan jumlah serotonin yang ada di sinaps dan juga memungkinkannya untuk tetap di sana lebih lama, memberikan potensi untuk efek pelepasan serotonin.
Penyakit dan gangguan
Penyakit dan gangguan juga dapat mempengaruhi sistem neurotransmitter tertentu.
Misalnya, masalah dengan produksi dopamin dapat menyebabkan penyakit Parkinson, gangguan yang mempengaruhi kemampuan seseorang untuk bergerak seperti yang mereka inginkan, menyebabkan kekakuan, tremor, atau tremor dan gejala lainnya.
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa memiliki terlalu sedikit atau terlalu banyak dopamin atau masalah dengan penggunaan dopamin di daerah berpikir dan merasa otak dapat berperan dalam gangguan seperti skizofrenia atau gangguan perhatian defisit hiperaktif (ADHD).
Demikian pula, setelah beberapa penelitian menyarankan bahwa obat yang menghalangi daur ulang, atau pengambilan kembali, serotonin tampaknya membantu beberapa orang yang didiagnosis dengan depresi, berteori bahwa orang dengan depresi mungkin memiliki kadar serotonin yang lebih rendah dari normal.
Meskipun dipopulerkan secara luas, teori ini tidak dikonfirmasi dalam penelitian selanjutnya.
Selain itu, masalah dengan produksi atau penggunaan glutamat telah sugestif dan secara tentatif terkait dengan banyak gangguan mental, termasuk autisme, gangguan obsesif kompulsif (OCD), skizofrenia, dan depresi.
Ketidakseimbangan neurotransmiter
Secara umum, tidak ada “norma” yang ditetapkan secara ilmiah untuk tingkat yang sesuai atau “keseimbangan” neurotransmiter yang berbeda.
Dalam kebanyakan kasus, hampir tidak mungkin untuk mengukur tingkat neurotransmiter di otak atau tubuh kapan saja.
Neurotransmitter mengatur pelepasan satu sama lain, dan ketidakseimbangan lemah yang konsisten dalam regulasi timbal balik ini terkait dengan temperamen pada orang sehat.
Ketidakseimbangan atau gangguan yang kuat dalam sistem neurotransmitter telah dikaitkan dengan banyak penyakit dan gangguan mental.
Ini termasuk Parkinson, depresi , insomnia, attention deficit hyperactivity disorder (ADHD), kecemasan, kehilangan memori, perubahan berat badan yang drastis, dan kecanduan.
Stres fisik atau emosional kronis dapat berkontribusi pada perubahan sistem neurotransmitter. Genetika juga berperan dalam aktivitas neurotransmiter.
Selain penggunaan rekreasional, obat-obatan yang berinteraksi secara langsung dan tidak langsung dengan satu atau lebih pemancar atau reseptor biasanya diresepkan untuk masalah kejiwaan dan psikologis.
Secara khusus, obat-obatan yang berinteraksi dengan serotonin dan norepinefrin diresepkan untuk pasien dengan masalah seperti depresi dan kecemasan, meskipun gagasan bahwa ada banyak bukti medis yang kuat untuk mendukung intervensi tersebut telah banyak dikritik.
Penghapusan neurotransmiter
Neurotransmitter harus dipecah begitu mencapai sel postsinaptik untuk mencegah transduksi sinyal rangsang atau penghambatan lebih lanjut.
Ini memungkinkan sinyal baru dihasilkan dari sel saraf yang berdekatan. Ketika neurotransmitter telah disekresikan ke dalam celah sinaptik, ia mengikat reseptor spesifik pada sel postsinaptik, sehingga menghasilkan sinyal listrik postsinaptik.
Pemancar harus dikeluarkan dengan cepat untuk memungkinkan sel postsinaptik berpartisipasi dalam siklus pelepasan, pengikatan, dan pembangkitan sinyal neurotransmitter lainnya.
Neurotransmitter diakhiri dengan tiga cara berbeda:
Difusi: neurotransmitter terpisah dari reseptor, meninggalkan celah sinaptik, di sini ia diserap oleh sel glial.
Pemecahan enzimatik – Bahan kimia khusus yang disebut enzim memecahnya.
Pengulangan: reabsorpsi neurotransmitter di neuron. Transporter, atau protein transporter membran, memompa neurotransmiter dari celah sinaptik ke terminal akson (neuron presinaptik) di mana mereka disimpan.
Misalnya, kolin mengambil dan mendaur ulang kolin melalui neuron prasinaptik untuk mensintesis lebih banyak ACh.
Neurotransmiter lain seperti dopamin dapat berdifusi menjauh dari sinaptik junction yang ditargetkan dan dikeluarkan dari tubuh melalui ginjal atau dihancurkan di hati.
Setiap neurotransmiter memiliki jalur degradasi yang sangat spesifik pada titik pengaturan, yang dapat diserang oleh sistem pengaturan tubuh atau oleh obat-obatan rekreasional.