Neurotransmitter

Keumuman

Neurotransmitter adalah pembawa pesan kimia endogen, yang digunakan sel-sel sistem saraf (yang disebut neuron) untuk berkomunikasi satu sama lain atau untuk merangsang sel otot atau kelenjar.

Sinapsis kimia adalah situs kontak fungsional antara dua neuron atau antara neuron dan genus sel lain.

Ada berbagai kelas neurotransmitter: kelas asam amino, kelas monoamina, kelas peptida, kelas "jejak" amina, kelas purin, kelas gas, dll.

Neurotransmiter yang paling terkenal meliputi: dopamin, asetilkolin, glutamat, GABA dan serotonin.

Apa itu neurotransmiter?

Neurotransmitter adalah bahan kimia yang neuron - sel sistem saraf - gunakan untuk berkomunikasi satu sama lain, untuk bertindak pada sel otot atau untuk merangsang respons dari sel kelenjar.

Dengan kata lain, neurotransmitter adalah pembawa pesan kimia endogen, yang memungkinkan komunikasi interneuronal (yaitu antara neuron) dan komunikasi antara neuron dan bagian tubuh lainnya.

Sistem saraf manusia menggunakan neurotransmiter untuk mengatur atau mengarahkan mekanisme vital, seperti detak jantung, pernapasan paru-paru, atau pencernaan.

Selanjutnya, tidur malam, konsentrasi, suasana hati dan sebagainya tergantung pada neurotransmiter.

NEUROTRANSMITTER DAN SINAPSI KIMIA

Menurut definisi yang lebih khusus, neurotransmitter adalah pembawa informasi di sepanjang sistem yang disebut sinapsis kimia.

Dalam neurobiologi, istilah sinapsis (atau sambungan sinaptik) menunjukkan tempat kontak fungsional antara dua neuron atau antara neuron dan genus sel lain (misalnya, sel otot atau sel kelenjar).

Fungsi sinapsis adalah untuk mengirimkan informasi antara sel-sel yang terlibat, untuk menghasilkan respon tertentu (misalnya, kontraksi otot).

Sistem saraf manusia terdiri dari dua jenis sinapsis:

• Sinapsis listrik, di mana komunikasi informasi bergantung pada aliran arus listrik melalui dua sel yang terlibat, e
• Sinapsis kimia yang disebutkan di atas, di mana komunikasi informasi bergantung pada aliran neurotransmiter melalui dua sel yang terkena.

Sinapsis kimia klasik terdiri dari tiga komponen dasar, ditempatkan secara seri:

• Terminal pra-sinaptik neuron dari mana informasi saraf berasal. Neuron yang dimaksud juga disebut neuron pra-sinaptik;
• Ruang sinaptik, yaitu ruang pemisah antara dua sel protagonis sinaps. Itu berada di luar membran sel dan memiliki "luas ekstensi sama dengan sekitar 20-40 nanometer;
• Membran pasca-sinaptik neuron, sel otot atau sel kelenjar yang harus dijangkau oleh informasi saraf. Apakah itu neuron, sel otot atau sel kelenjar, unit sel tempat membran postsinaptik berada disebut elemen postsinaptik.

Sinapsis kimia yang menghubungkan neuron ke sel otot juga dikenal sebagai sambungan neuromuskular atau pelat ujung.

PENEMUAN NEUROTRANSMITTER

Gambar: sinapsis kimia

Sampai awal abad kedua puluh, para ilmuwan percaya bahwa komunikasi antara neuron dan antara neuron dan sel lain terjadi secara eksklusif melalui sinapsis listrik.

Gagasan bahwa mungkin ada mode komunikasi lain muncul ketika beberapa peneliti menemukan apa yang disebut ruang sinaptik.

Farmakolog Jerman Otto Loewi berhipotesis bahwa ruang sinaptik dapat digunakan oleh neuron untuk melepaskan pembawa pesan kimia di sana. Saat itu tahun 1921.

Melalui eksperimennya pada regulasi saraf aktivitas jantung, Loewi menjadi tokoh utama dalam penemuan neurotransmiter pertama yang diketahui: asetilkolin.

Lokasi

Dalam neuron pra-sinaptik, neurotransmiter berada dalam vesikel intraseluler kecil.

Vesikel antar sel ini sebanding dengan kantung, dibatasi oleh bilayer fosfolipid serupa, dalam beberapa hal, dengan bilayer fosfolipid membran plasma sel eukariotik sehat generik.

Selama mereka tetap berada di dalam vesikel intraseluler, neurotransmiter, bisa dikatakan, inert dan tidak menghasilkan respons.

Mekanisme aksi

Premis: untuk memahami mekanisme kerja neurotransmiter, ada baiknya mengingat sinapsis kimia dan komposisinya, yang dijelaskan sebelumnya.

Neurotransmiter tetap terkurung di dalam vesikel intraseluler, sampai sinyal asal saraf yang mampu merangsang pelepasan vesikel dari neuron penampung tiba.

Pelepasan vesikel terjadi di dekat terminal pra-sinaptik dari neuron wadah dan melibatkan pelepasan neurotransmiter ke dalam ruang sinaptik.

Di ruang sinaptik, neurotransmiter bebas berinteraksi dengan membran pasca-sinaptik sel saraf, otot atau kelenjar, yang terletak di sekitar dan membentuk bagian dari sinapsis kimia.

Interaksi antara neurotransmiter dan membran pasca-sinaptik dimungkinkan berkat adanya, pada yang terakhir, protein tertentu, yang disebut reseptor membran.

Kontak antara neurotransmiter dan reseptor membran mengubah sinyal saraf awal (yang merangsang pelepasan vesikel intraseluler) menjadi respons seluler yang sangat spesifik. Misalnya, respons seluler yang dihasilkan oleh interaksi antara neurotransmiter dan membran pasca-sinaptik sel otot dapat terdiri dari kontraksi jaringan otot tempat sel tersebut berada.

Sebagai kesimpulan dari gambaran skematis tentang cara kerja neurotransmiter ini, penting untuk melaporkan aspek terakhir berikut: respons seluler spesifik yang disebutkan di atas "memang tergantung pada jenis neurotransmiter dan jenis reseptor yang ada pada membran pasca-sinaptik.

APA POTENSI TINDAKAN?

Dalam neurobiologi, sinyal saraf yang merangsang pelepasan vesikel intraseluler disebut potensial aksi.

Menurut definisi, potensial aksi adalah fenomena yang terjadi di neuron generik dan yang melibatkan perubahan cepat dalam muatan listrik antara bagian dalam dan luar membran sel neuron yang terlibat.

Mengingat hal ini, seharusnya tidak mengejutkan ketika, berbicara tentang sinyal saraf, para ahli membandingkannya dengan impuls listrik: sinyal saraf adalah jenis peristiwa listrik dalam segala hal.

KARAKTERISTIK RESPON SELULER

Menurut bahasa ahli neurobiologi, respons seluler yang diinduksi oleh neurotransmiter, pada tingkat membran pasca-sinaptik, dapat berupa rangsang atau penghambatan.

Respons rangsang adalah reaksi yang dirancang untuk mendorong terciptanya impuls saraf di elemen pasca-sinaptik.

Respon penghambatan, di sisi lain, adalah reaksi yang dirancang untuk menghambat penciptaan impuls saraf di elemen pasca-sinaptik.

Klasifikasi

Ada banyak neurotransmiter manusia yang dikenal dan daftarnya pasti akan bertambah seiring para ahli neurobiologi secara teratur menemukan yang baru.

Sejumlah besar neurotransmiter yang dikenal telah membuatnya penting untuk mengklasifikasikan molekul kimia ini, untuk menyederhanakan konsultasi mereka.

Ada berbagai kriteria klasifikasi; yang paling umum adalah yang membedakan neurotransmiter berdasarkan kelas molekulnya.

Kelas utama molekul yang dimiliki neurotransmiter manusia adalah:

• Golongan asam amino atau turunan asam amino. Kelas ini meliputi: glutamat (atau asam glutamat), aspartat (atau asam aspartat), asam gamma-aminobutirat (lebih dikenal sebagai GABA) dan glisin.
• Kelas peptida. Kelas ini meliputi: somatostatin, opioid, zat P, beberapa sekretin (sekretin, glukagon, dll.), Beberapa takikinin (neurokinin A, neurokinin B, dll.), Beberapa gastrin, galanin, neurotensin dan yang disebut transkrip yang diatur oleh kokain dan amfetamin.
• Kelas monoamina. Kelas ini meliputi: dopamin, norepinefrin, epinefrin, histamin, serotonin, dan melatonin.
• Kelas yang disebut "trace amines". Termasuk dalam kelas ini adalah: tyramine, tri-iodothyronamine, 2-phenylethylamine (atau 2-phenylethylamine), octopamine dan tryptamine (atau tryptamine).
• Kelas purin. Kelas ini meliputi: adenosin trifosfat dan adenosin.
• Kelas gas. Golongan ini meliputi: oksida nitrat (NO), karbon monoksida (CO) dan hidrogen sulfida (H2S).
• Lainnya. Semua neurotransmiter yang tidak dapat dimasukkan dalam salah satu kelas sebelumnya, seperti asetilkolin atau anandamide yang disebutkan di atas, termasuk dalam judul "lainnya".

Contoh paling terkenal

Beberapa neurotransmiter jelas lebih terkenal daripada yang lain, baik karena mereka telah dikenal dan dipelajari lebih lama, dan karena mereka melakukan fungsi yang sangat menarik secara biologis.

Di antara neurotransmiter paling terkenal layak disebutkan:

• glutamat.Ini adalah neurotransmitter rangsang utama dari sistem saraf pusat: menurut apa yang dikatakan ahli neurobiologi, lebih dari 90% dari apa yang disebut sinapsis rangsang memanfaatkannya.

  Selain fungsi rangsangnya, glutamat juga terlibat dalam proses belajar (belajar dipahami sebagai proses penyimpanan data di otak) dan memori.
  Menurut beberapa penelitian ilmiah, itu akan terlibat dalam penyakit seperti: penyakit Alzheimer, penyakit Huntington, amyotrophic lateral sclerosis (lebih dikenal sebagai ALS) dan Parkinson.

• GABA. Ini adalah neurotransmiter penghambat utama dari sistem saraf pusat: menurut studi biologi terbaru, sekitar 90% dari sinapsis penghambat yang disebut akan memanfaatkannya.
  Karena sifat penghambatannya, GABA adalah salah satu target utama obat penenang dan penenang.
• Asetilkolin Ini adalah neurotransmitter dengan fungsi rangsang pada otot: di sambungan neuromuskular, pada kenyataannya, kehadirannya menggerakkan mekanisme yang mengontrak sel-sel jaringan otot yang terlibat.
  Selain bekerja pada tingkat otot, asetilkolin juga mempengaruhi fungsi organ yang dikendalikan oleh apa yang disebut sistem saraf otonom.Pengaruhnya pada sistem saraf otonom dapat bersifat rangsang dan penghambatan.
• dopamin. Milik keluarga katekolamin, itu adalah neurotransmitter yang melakukan banyak fungsi, baik pada tingkat sistem saraf pusat dan pada tingkat sistem saraf tepi.
  Pada tingkat sistem saraf pusat, dopamin berpartisipasi dalam: kontrol gerakan, sekresi hormon prolaktin, kontrol keterampilan motorik, mekanisme penghargaan dan kesenangan, kontrol keterampilan perhatian, mekanisme tidur, kontrol perilaku. , kontrol fungsi kognitif tertentu, kontrol suasana hati dan, akhirnya, mekanisme yang mendasari pembelajaran.
  Pada tingkat sistem saraf perifer, di sisi lain, ia bertindak sebagai: vasodilator, stimulan ekskresi natrium, faktor yang mendukung motilitas usus, faktor yang mengurangi aktivitas limfosit dan, akhirnya, faktor yang mengurangi sekresi insulin.
• Serotonin. Ini adalah neurotransmitter yang hadir terutama di usus dan, meskipun pada tingkat yang lebih rendah daripada di sel-sel usus, di neuron sistem saraf pusat.
  Dari efek penghambatan, serotonin tampaknya mengatur nafsu makan, tidur, memori dan proses belajar, suhu tubuh, suasana hati, beberapa aspek perilaku, kontraksi otot, beberapa fungsi sistem kardiovaskular dan beberapa fungsi sistem endokrin. .
  Dari sudut pandang patologis, tampaknya memiliki peran dalam perkembangan depresi dan penyakit terkait. Ini menjelaskan keberadaan di pasar yang disebut inhibitor reuptake serotonin selektif, obat antidepresan yang digunakan untuk pengobatan bentuk depresi yang kurang lebih parah.
• Histamin Ini adalah neurotransmitter dengan tempat yang lazim di sistem saraf pusat, tepatnya di tingkat hipotalamus dan sel mast yang ada di otak dan sumsum tulang belakang.
• Norepinefrin dan epinefrin Norepinefrin terkonsentrasi di atas segalanya di sistem saraf pusat dan memiliki tugas memobilisasi otak dan tubuh untuk bertindak (oleh karena itu memiliki efek rangsang). Misalnya, di otak, ia meningkatkan gairah, kewaspadaan, konsentrasi, dan proses memori; di seluruh tubuh, ia meningkatkan denyut jantung dan tekanan darah, merangsang pelepasan glukosa dari titik penyimpanan, meningkatkan aliran darah ke otot rangka. , mengurangi aliran darah ke sistem gastrointestinal dan meningkatkan pengosongan kandung kemih dan usus.
  Epinefrin hadir, sebagian besar, di sel-sel kelenjar adrenal dan, dalam jumlah kecil, di sistem saraf pusat.
  Neurotransmitter ini memiliki efek rangsang dan berpartisipasi dalam proses seperti: peningkatan darah ke otot rangka, peningkatan denyut jantung dan pelebaran pupil.
  Baik norepinefrin dan epinefrin adalah neurotransmiter yang berasal dari tirosin.