neurotransmiter

keumuman

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

Sejauh fungsi mereka terkait, neurotransmitter bertindak pada tingkat sinapsis kimia.

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

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

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

Apa itu neurotransmitter?

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

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

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

Selain itu, tidur malam hari, konsentrasi, suasana hati, dll tergantung pada neurotransmiter.

NEUROTRANSMITTER DAN SYNAPSIS KIMIA

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

Dalam neurobiologi, istilah sinaps (atau persimpangan sinaptik) menunjukkan situs kontak fungsional antara dua neuron atau antara neuron dan jenis sel lain (misalnya sel otot atau sel kelenjar).

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

Sistem saraf manusia mencakup dua jenis sinapsis:

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

Sinapsis kimia klasik terdiri dari tiga komponen mendasar, ditempatkan dalam rangkaian:

Terminal pra-sinaptik dari neuron dari mana informasi saraf berasal. Neuron yang dimaksud juga disebut neuron pra-sinaptik ;
Ruang sinaptik, yaitu ruang pemisahan antara dua sel yang merupakan protagonis sinaps. Itu berada di luar membran sel dan memiliki area ekstensi sekitar 20-40 nanometer;
Selaput neuron post-sinaptik, sel otot atau sel kelenjar tempat informasi saraf harus dijangkau. Apakah itu neuron, sel otot atau sel kelenjar, unit seluler yang dimiliki membran post-sinaptik disebut elemen post-sinaptik .

Sinaps kimia yang menyatukan neuron ke sel otot juga dikenal sebagai persimpangan neuromuskuler atau plat motorik .

PENEMUAN NEUROTRANSMITTER

Gambar: sinaps kimia

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

Gagasan bahwa cara komunikasi lain bisa muncul muncul ketika beberapa peneliti menemukan apa yang disebut ruang sinaptik.

Apoteker Jerman Otto Loewi berhipotesis bahwa ruang sinaptik dapat digunakan oleh neuron untuk melepaskan utusan kimia. Itu adalah tahun 1921.

Melalui eksperimennya pada pengaturan saraf aktivitas jantung, Loewi menjadi protagonis dari penemuan neurotransmitter pertama yang dikenal: asetilkolin .

kursi

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

Vesikel interseluler ini sebanding dengan kantung, dibatasi oleh lapisan ganda fosfolipid yang serupa, dalam berbagai aspek, dengan lapisan fosfolipid ganda pada membran plasma dari sel eukariotik sehat generik.

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

Mekanisme aksi

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

Neurotransmitter tetap terkurung dalam vesikel intraseluler, sampai sinyal asal saraf yang mampu merangsang pelepasan vesikel dari wadah neuron tiba.

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

Dalam ruang sinaptik, neurotransmiter bebas untuk berinteraksi dengan membran post-sinaptik dari saraf, otot atau sel kelenjar, yang terletak di sekitar langsung dan membentuk bagian dari sinaps kimiawi.

Interaksi antara neurotransmiter dan membran post-sinaptik dimungkinkan berkat adanya protein khusus yang disebut reseptor membran dengan tepat.

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

Pada kesimpulan gambar skematik ini tentang bagaimana neurotransmitter bekerja, penting untuk melaporkan aspek terakhir berikut: respon seluler spesifik yang disebutkan di atas tergantung pada jenis neurotransmitter dan jenis reseptor yang ada pada membran pasca-sinaptik.

APA POTENSI AKSI?

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

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

Mengingat hal ini, tidak mengherankan ketika, berbicara tentang sinyal saraf, para ahli membandingkannya dengan impuls listrik: sinyal saraf adalah peristiwa listrik dalam semua hal.

KARAKTERISTIK RESPON SELULER

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

Respons rangsang adalah reaksi untuk mendorong terciptanya impuls saraf pada elemen pasca-sinaptik.

Sebaliknya, respons penghambatan adalah reaksi yang dirancang untuk menghambat pembentukan impuls saraf pada elemen post-sinaptik.

klasifikasi

Neurotransmiter manusia yang dikenal sangat banyak dan daftar mereka ditakdirkan untuk tumbuh, karena, secara teratur, neurobiolog menemukan yang baru.

Banyaknya neurotransmiter yang diakui telah membuat klasifikasi molekul kimia ini sangat diperlukan, sehingga mempermudah konsultasi.

Ada berbagai kriteria klasifikasi; yang paling umum adalah yang membedakan neurotransmitter berdasarkan kelas molekul mereka .

Kelas utama molekul yang dimiliki neurotransmitter manusia adalah:

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

Contoh paling dikenal

Beberapa neurotransmiter jelas lebih terkenal daripada yang lain, baik karena mereka telah dikenal dan dipelajari lebih lama, dan karena mereka melakukan fungsi yang memiliki kepentingan biologis yang besar.

Di antara neurotransmiter paling terkenal, mereka layak disebutkan:

Glutamat . Ini adalah neurotransmitter rangsang utama dari sistem saraf pusat: menurut apa yang dikatakan ahli neurobiologis, lebih dari 90% dari apa yang disebut sinapsis rangsang akan digunakan.
Bersamaan dengan fungsi rangsangannya, glutamat juga terlibat dalam proses belajar (belajar sebagai proses menyimpan data di otak) dan memori.
Menurut beberapa studi ilmiah, itu akan terlibat dalam penyakit seperti: penyakit Alzheimer, penyakit Huntington, amyotrophic lateral sclerosis (lebih dikenal sebagai ALS) dan Parkinson.
GABA . Ini adalah neurotransmitter penghambat utama sistem saraf pusat: menurut studi biologi terbaru, sekitar 90% dari apa yang disebut sinapsis penghambatan akan digunakan.
Karena sifat penghambatnya, GABA adalah salah satu target utama obat penenang dan obat penenang.
Asetilkolin . Ini adalah neurotransmitter dengan fungsi rangsang pada otot: di persimpangan neuromuskuler, pada kenyataannya, kehadirannya menggerakkan mekanisme-mekanisme yang mengontrak sel-sel dari jaringan otot yang terkena.
Selain bertindak pada tingkat otot, asetilkolin juga memengaruhi fungsi organ-organ yang dikendalikan oleh apa yang disebut sistem saraf otonom. Pengaruhnya dalam sistem saraf otonom dapat bersifat rangsang dan penghambatan.
Dopamin . Milik keluarga katekolamin, itu adalah neurotransmitter yang melakukan banyak fungsi, baik di sistem saraf pusat dan di sistem saraf tepi.
Pada tingkat sistem saraf pusat, dopamin berpartisipasi dalam: kontrol gerakan, sekresi hormon prolaktin, kontrol keterampilan motorik, mekanisme hadiah dan kesenangan, kontrol rentang perhatian, mekanisme tidur, dan kontrol perilaku, kontrol beberapa fungsi kognitif, kontrol suasana hati dan, akhirnya, mekanisme yang mendasari pembelajaran.
Namun, pada tingkat sistem saraf tepi, ia bertindak sebagai: vasodilator, merangsang ekskresi natrium, faktor yang mendukung motilitas usus, faktor yang mengurangi aktivitas limfosit dan, akhirnya, faktor yang mengurangi sekresi insulin.
Serotonin . Ini adalah neurotransmitter yang ditemukan terutama di usus dan, meskipun pada tingkat lebih rendah daripada di usus, di neuron dari sistem saraf pusat.
Dengan efek penghambatannya, serotonin akan 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 pengembangan 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 serius.
Histamin . Ini adalah neurotransmitter yang lazim terletak di sistem saraf pusat, tepatnya di tingkat hipotalamus dan sel mast yang ada di otak dan sumsum tulang belakang.
Norepinefrin dan epinefrin . Norepinefrin berkonsentrasi terutama pada tingkat sistem saraf pusat dan memiliki tugas memobilisasi otak dan tubuh untuk bertindak (karena itu memiliki efek rangsang). Misalnya, di otak, otak meningkatkan kegembiraan, kewaspadaan, konsentrasi, dan proses ingatan; di seluruh tubuh, itu meningkatkan denyut jantung dan tekanan darah, merangsang pelepasan glukosa dari titik penyimpanan, meningkatkan aliran darah ke otot rangka, mengurangi aliran darah ke sistem pencernaan dan mempromosikan pengosongan kandung kemih dan usus.
Epinefrin hadir, sebagian besar, dalam sel-sel kelenjar adrenal dan, dalam jumlah kecil, dalam 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.