Bagaimana cara kerjanya, berbagai jenis, dan mengapa itu penting
Neurotransmitter didefinisikan sebagai pembawa pesan kimia yang membawa, meningkatkan, dan menyeimbangkan sinyal antara neuron , atau sel saraf, dan sel lain di dalam tubuh. Para kurir kimia ini dapat mempengaruhi berbagai macam fungsi fisik dan psikologis termasuk detak jantung, tidur, nafsu makan, suasana hati, dan rasa takut. Miliaran neurotransmitter bekerja secara konstan untuk menjaga agar otak kita berfungsi, mengatur segalanya mulai dari pernapasan hingga detak jantung kita hingga tingkat pembelajaran dan konsentrasi kita.
Cara Kerja Neurotransmitter
Agar neuron mengirim pesan ke seluruh tubuh, mereka harus bisa berkomunikasi satu sama lain untuk mengirimkan sinyal. Namun, neuron tidak hanya terhubung satu sama lain. Pada ujung setiap neuron adalah celah kecil yang disebut sinaps dan untuk berkomunikasi dengan sel berikutnya, sinyal harus mampu melintasi ruang kecil ini. Ini terjadi melalui proses yang dikenal sebagai neurotransmission.
Dalam kebanyakan kasus, neurotransmitter dilepaskan dari apa yang dikenal sebagai terminal akson setelah potensi aksi telah mencapai sinaps, tempat di mana neuron dapat mengirimkan sinyal satu sama lain.
Ketika sinyal listrik mencapai ujung neuron, itu memicu pelepasan kantung kecil yang disebut vesikel yang mengandung neurotransmitter. Kantung ini menumpahkan isinya ke sinaps, di mana neurotransmitter kemudian bergerak melintasi celah menuju sel-sel tetangga.
Sel-sel ini mengandung reseptor di mana neurotransmiter dapat mengikat dan memicu perubahan dalam sel.
Setelah dibebaskan, neurotransmitter melintasi celah sinaptik dan menempel ke situs reseptor pada neuron lain, baik menarik atau menghambat neuron penerima tergantung pada apa neurotransmitter itu.
Neurotransmiter bertindak seperti kunci dan situs reseptor bertindak seperti kunci. Dibutuhkan kunci yang tepat untuk membuka kunci tertentu. Jika neurotransmitter mampu bekerja di situs reseptor, itu memicu perubahan dalam sel penerima.
Kadang-kadang neurotransmitter dapat berikatan dengan reseptor dan menyebabkan sinyal listrik ditransmisikan ke sel (rangsang). Dalam kasus lain, neurotransmitter sebenarnya dapat memblokir sinyal dari terus, mencegah pesan dari dibawa (penghambatan).
Jadi apa yang terjadi pada neurotransmitter setelah pekerjaannya selesai? Setelah neurotransmitter memiliki efek yang dirancang, aktivitasnya dapat dihentikan oleh mekanisme yang berbeda.
- Ini dapat terdegradasi atau dinonaktifkan oleh enzim
- Itu bisa menjauh dari reseptor
- Ini dapat diambil kembali oleh akson neuron yang melepaskannya dalam proses yang dikenal sebagai reuptake
Neurotransmiter memainkan peran utama dalam kehidupan sehari-hari dan berfungsi. Para ilmuwan belum tahu pasti berapa banyak neurotransmiter yang ada, tetapi lebih dari 100 kurir kimia telah diidentifikasi.
Apa yang Dilakukan Neurotransmiter
Neurotransmiter dapat diklasifikasikan berdasarkan fungsinya:
Neurotransmitter eksitasi : Jenis-jenis neurotransmiter ini memiliki efek rangsang pada neuron, yang berarti mereka meningkatkan kemungkinan bahwa neuron akan memecat potensial aksi.
Beberapa neurotransmiter rangsang utama termasuk epinefrin dan norepinefrin.
Neurotransmiter hambat : Jenis-jenis neurotransmiter memiliki efek penghambatan pada neuron; mereka mengurangi kemungkinan bahwa neuron akan menembakkan potensial aksi. Beberapa neurotransmiter penghambatan utama termasuk serotonin dan asam gamma-aminobutyric (GABA).
Beberapa neurotransmiter, seperti asetilkolin dan dopamin, dapat menciptakan efek rangsang dan penghambatan tergantung pada jenis reseptor yang ada.
Neurotransmitter modulatory: Neurotransmiter ini, sering disebut sebagai neuromodulator, mampu mempengaruhi sejumlah besar neuron pada saat yang bersamaan.
Neuromodulator ini juga mempengaruhi efek pembawa pesan kimia lainnya. Di mana neurotransmiter sinaptik dilepaskan oleh terminal akson untuk memiliki dampak kerja cepat pada neuron reseptor lain, neuromodulator menyebar di area yang lebih luas dan lebih lambat bertindak.
Jenis Neurotransmiter
Ada sejumlah cara berbeda untuk mengklasifikasikan dan mengkategorikan neurotransmitter. Dalam beberapa contoh, mereka hanya dibagi menjadi monoamina, asam amino, dan peptida.
Neurotransmitter juga dapat dikategorikan ke dalam satu dari enam jenis:
Asam amino
- Asam gamma-aminobutyric (GABA) bertindak sebagai pembawa pesan kimia utama tubuh. GABA berkontribusi terhadap visi, kontrol motorik, dan memainkan peran dalam pengaturan kecemasan. Benzodiazepin, yang digunakan untuk membantu mengobati kecemasan, berfungsi dengan meningkatkan efisiensi neurotransmiter GABA, yang dapat meningkatkan perasaan rileks dan tenang.
- Glutamat adalah neurotransmitter yang paling banyak ditemukan dalam sistem saraf di mana memainkan peran dalam fungsi kognitif seperti memori dan pembelajaran . Jumlah glutamat yang berlebihan dapat menyebabkan excitotoxicity mengakibatkan kematian seluler. Ini excitotoxiticy yang disebabkan oleh pembentukan glutamat dikaitkan dengan beberapa penyakit dan cedera otak termasuk penyakit Alzheimer, stroke, dan serangan epilepsi.
Peptida
- Oksitosin adalah hormon dan neurotransmitter. Ini diproduksi oleh hipotalamus dan memainkan peran dalam pengakuan sosial, ikatan, dan reproduksi seksual. Oksitosin sintetis seperti Pitocin sering digunakan sebagai bantuan dalam persalinan. Oksitosin dan Pitocin menyebabkan uterus berkontraksi selama persalinan.
- Endorfin adalah neurotransmiter daripada menghambat transmisi sinyal nyeri dan meningkatkan perasaan euforia. Para kurir kimia ini diproduksi secara alami oleh tubuh sebagai respons terhadap rasa sakit, tetapi mereka juga dapat menjadi pemicu oleh kegiatan lain seperti latihan aerobik. Misalnya, mengalami "pelari yang tinggi" adalah contoh perasaan menyenangkan yang dihasilkan oleh produksi endorfin.
Monoamina
- Epinefrin dianggap sebagai hormon dan neurotransmitter. Umumnya, epinefrin (adrenalin) adalah hormon stres yang dilepaskan oleh sistem adrenal. Namun, berfungsi sebagai neurotransmitter di otak.
- Norepinefrin adalah neurotransmitter yang memainkan peran penting dalam kewaspadaan yang terlibat dalam pertarungan atau respons penerbangan . Perannya adalah untuk membantu memobilisasi tubuh dan otak untuk mengambil tindakan pada saat bahaya atau stres. Tingkat neurotransmitter ini biasanya paling rendah saat tidur dan tertinggi selama masa stres.
- Histamin bertindak sebagai neurotransmitter di otak dan sumsum tulang belakang. Ini memainkan peran dalam reaksi alergi dan diproduksi sebagai bagian dari respon sistem kekebalan terhadap patogen.
- Dopamin memainkan peran penting dalam koordinasi gerakan tubuh. Dopamin juga terlibat dalam penghargaan, motivasi, dan penambahan. Beberapa jenis obat adiktif meningkatkan tingkat dopamin di otak. Penyakit Parkinson, yang merupakan penyakit degeneratif yang menyebabkan tremor dan gangguan gerak motorik, disebabkan oleh hilangnya neuron penghasil dopamin di otak.
- Serotonin memainkan peran penting dalam mengatur dan memodulasi suasana hati, tidur, kecemasan, seksualitas, dan nafsu makan. Penghambat reuptake serotonin selektif , biasanya disebut sebagai SSRI, adalah jenis obat antidepresan yang biasa diresepkan untuk mengobati depresi, kecemasan, gangguan panik, dan serangan panik. SSRI bekerja untuk menyeimbangkan kadar serotonin dengan memblokir reuptake serotonin di otak, yang dapat membantu meningkatkan suasana hati dan mengurangi perasaan cemas.
Purines
- Adenosin bertindak sebagai neuromodulator di otak dan terlibat dalam menekan gairah dan meningkatkan tidur.
- Adenosine triphosphate (ATP) bertindak sebagai neurotransmiter dalam sistem saraf pusat dan perifer . Ini memainkan peran dalam kontrol otonom, transduksi sensorik, dan komunikasi dengan sel glial. Penelitian menunjukkan itu mungkin juga memiliki bagian dalam beberapa masalah neurologis termasuk gangguan nyeri, trauma, dan neurodegeneratif.
Gasotransmitter
- Nitrit oksida berperan dalam mempengaruhi otot polos, merelaksasi mereka untuk memungkinkan pembuluh darah melebar dan meningkatkan aliran darah ke daerah-daerah tertentu dari tubuh.
- Karbon monoksida biasanya dikenal sebagai gas yang tidak berwarna dan tidak berbau yang dapat memiliki efek beracun dan berpotensi fatal ketika orang terpapar dengan tingkat substansi yang tinggi. Namun, itu juga diproduksi secara alami oleh tubuh di mana ia bertindak sebagai neurotransmitter yang membantu memodulasi respons inflamasi tubuh.
Asetilkolin
- Asetilkolin adalah satu-satunya neurotransmitter di kelasnya. Ditemukan di kedua sistem saraf pusat dan perifer, itu adalah neurotransmitter utama yang terkait dengan neuron motorik. Ini memainkan peran dalam gerakan otot serta memori dan pembelajaran.
Apa Yang Terjadi Ketika Neurotransmiter Tidak Bekerja dengan Baik
Seperti banyak proses tubuh, hal-hal terkadang bisa kacau. Barangkali tidak mengherankan bahwa sistem seluas dan sekompleks sistem syaraf manusia akan rentan terhadap masalah.
Beberapa hal yang mungkin salah termasuk:
- Neuron mungkin tidak cukup memproduksi neurotransmitter tertentu
- Terlalu banyak neurotransmitter tertentu mungkin dilepaskan
- Terlalu banyak neurotransmitter dapat dinonaktifkan oleh enzim
- Neurotransmitter dapat diserap terlalu cepat
Ketika neurotransmiter dipengaruhi oleh penyakit atau obat-obatan, bisa ada sejumlah efek buruk yang berbeda pada tubuh. Penyakit seperti Alzheimer, epilepsi , dan Parkinson berhubungan dengan defisit pada neurotransmiter tertentu.
Para profesional kesehatan mengakui peran yang dapat dimainkan neurotransmiter dalam kondisi kesehatan mental, itulah sebabnya obat-obatan yang mempengaruhi tindakan kurir kimia tubuh sering diresepkan untuk membantu mengobati berbagai kondisi psikologis .
Misalnya, dopamin dikaitkan dengan hal-hal seperti kecanduan dan skizofrenia. Serotonin memainkan peran dalam gangguan mood termasuk depresi dan OCD. Obat-obatan, seperti SSRI, dapat diresepkan oleh dokter dan psikiater untuk membantu mengobati gejala depresi atau kecemasan. Obat kadang-kadang digunakan sendiri, tetapi mereka juga dapat digunakan bersama dengan perawatan terapeutik lainnya termasuk terapi kognitif-perilaku .
Obat-obatan yang Mempengaruhi Neurotransmitter
Mungkin aplikasi praktis terbesar untuk penemuan dan pemahaman mendetail tentang bagaimana fungsi neurotransmitter adalah pengembangan obat yang berdampak pada transmisi kimia. Obat-obatan ini mampu mengubah efek neurotransmitter, yang dapat meringankan gejala beberapa penyakit.
- Agonis vs antagonis: Beberapa obat dikenal sebagai agonis dan berfungsi dengan meningkatkan efek neurotransmiter spesifik. Obat-obatan lain dan disebut sebagai antagonis dan bertindak untuk memblokir efek-efek neurotransmisi.
- Efek langsung dan tidak langsung: Obat-obatan neuro-acting ini dapat diuraikan lebih lanjut berdasarkan apakah mereka memiliki efek langsung atau tidak langsung. Mereka yang memiliki efek langsung bekerja dengan meniru neurotransmitter karena mereka sangat mirip dalam struktur kimia. Mereka yang memiliki dampak tidak langsung bekerja dengan bertindak pada reseptor sinaptik.
Obat-obatan yang dapat mempengaruhi neurotransmisi termasuk obat yang digunakan untuk mengobati penyakit termasuk depresi dan kecemasan, seperti SSRI, antidepresan trisiklik, dan benzodiazepin .
Obat-obatan terlarang seperti heroin, kokain, dan marijuana juga memiliki efek pada neurotransmisi. Heroin bertindak sebagai agonis kerja langsung, meniru opioid alami otak yang cukup untuk merangsang reseptor terkait. Kokain adalah contoh obat tidak langsung yang mempengaruhi transmisi dopamin.
Mengidentifikasi Neurotransmiter
Identifikasi neurotransmitter sebenarnya bisa sangat sulit. Sementara para ilmuwan dapat mengamati vesikula yang mengandung neurotransmitter, mencari tahu bahan kimia apa yang disimpan dalam vesikel tidak begitu sederhana.
Karena itu, ahli saraf telah mengembangkan sejumlah pedoman untuk menentukan apakah bahan kimia harus didefinisikan sebagai neurotransmitter:
- Bahan kimia harus diproduksi di dalam neuron.
- Enzim prekursor yang diperlukan harus ada di neuron.
- Harus ada cukup kimia yang hadir untuk benar-benar memiliki efek pada neuron postsynaptic.
- Bahan kimia harus dilepaskan oleh neuron presinaptik, dan neuron postsinaptik harus mengandung reseptor yang akan mengikat kimia.
- Harus ada mekanisme reuptake atau kehadiran enzim yang menghentikan aksi bahan kimia.
Satu Kata Dari
Neurotransmiter memainkan peran penting dalam komunikasi saraf, mempengaruhi segala sesuatu dari gerakan tak sadar hingga belajar menjadi suasana hati. Sistem ini sangat kompleks dan sangat saling berhubungan. Neurotransmiter bertindak dengan cara tertentu, tetapi mereka juga dapat dipengaruhi oleh penyakit, obat-obatan, atau bahkan tindakan pembawa pesan kimia lainnya.
> Sumber:
> Benarroch, EE. Adenosine triphosphate: Sinyal kimia multifaset dalam sistem saraf. Neurologi. 2010; 74 (7). DOI: https://doi.org/10.1212/WNL.0b013e3181d03762.
> Kring, A M., Johnson, SL, Davison, GC, & Neale, J M. Abnormal psikologi . Hoboken, NJ: John Wiley & Sons; 2010.
> Magon, N & Kalra, S. Riwayat orgasme oxytocin: Cinta, nafsu dan tenaga kerja. Indian J Endocrinol Metab. 2011, 15: S156-S161. doi: 10.4103 / 2230-8210.84851.
> Verkhratsky, A & Krishtal, OA. Adenosine triphosphate (ATP) sebagai neurotransmitter. Dalam Encyclopedia of Neuroscience, 4th Ed. Elsevier: 115-123; 2009.