Neurotransmitter adalah zat endogen yang bertindak sebagai utusan kimia dengan mengirimkan sinyal dari neuron ke sel target di sinaps. Sebelum pembebasan mereka ke dalam celah sinaptik, neurotransmiter disimpan dalam vesikula sekretori (disebut vesikel sinaptik) di dekat membran plasma dari terminal akson. Pelepasan neurotransmitter terjadi paling sering dalam menanggapi kedatangan potensial aksi pada sinapsis. Ketika dirilis, neurotransmitter melintasi celah sinaptik dan mengikat reseptor spesifik pada membran neuron pasca-sinaptik atau sel.

Neurotransmitter umumnya diklasifikasikan ke dalam dua kategori utama yang berkaitan dengan kegiatan mereka secara keseluruhan, rangsang atau penghambatan. Neurotransmiter rangsang mengerahkan efek rangsang pada neuron, dengan demikian, meningkatkan kemungkinan bahwa neuron akan diperintahkan menjadi potensial aksi. Neurotransmiter rangsang utama meliputi epinefrin dan norepinefrin. Neurotransmitter penghambatan mengerahkan efek penghambatan pada neuron, sehingga, mengurangi kemungkinan bahwa neuron akan diperintahkan menjadi potensial aksi. Neurotransmitter penghambatan utama meliputi GABA, glisin, dan serotonin. Beberapa neurotransmiter, dapat mengerahkan baik efek rangsang dan penghambatan tergantung pada jenis reseptor yang hadir.

Selain eksitasi atau inhibisi, neurotransmiter dapat dikategorikan menjadi dua kelompok didefinisikan sebagai neurotransmitter molekul kecil atau neurotransmitter peptida. Neurotransmiter molekul kecil termasuk (namun tidak terbatas pada) asetilkolin, GABA, neurotransmiter dan asam amino lainnya, ATP dan oksida nitrat (NO). Neurotransmitter peptida mencakup lebih dari 50 peptida yang berbeda dengan beberapa yang berasal dari protein yang lebih besar dan tunggal pra-opiomelanocortin (POMC).

Table of Neurotransmitters

non-inclusive listing

Transmitter Molecule

Derived From

Site of Synthesis

Acetylcholine Choline CNS, parasympathetic nerves

Serotonin5-Hydroxytryptamine (5-

HT)Tryptophan

CNS, chromaffin cells of the gut, enteric cells

GABA Glutamate CNS

Glutamate   CNS

Aspartate   CNS

Glycine   spinal cord

Histamine Histidine Hypothalamus

Epinephrine synthesis pathway

Tyrosine adrenal medulla, some CNS cells

Norpinephrine synthesis pathway

Tyrosine CNS, sympathetic nerves

Dopamine synthesis pathway

Tyrosine CNS

Adenosine ATP CNS, peripheral nerves

ATP  sympathetic, sensory and enteric nerves

Nitric oxide, NO Arginine CNS, gastrointestinal tract

Transmisi Sinaptik

Transmisi sinaptik mengacu pada penyebaran impuls saraf dari satu sel saraf yang lain. Ini terjadi pada struktur selular khusus yang dikenal sebagai sinapsis, persimpangan di mana akson dari neuron presinaptik berakhir di beberapa lokasi pada neuron postsynaptic. Akhir akson presynaptic, di mana ia disandingkan dengan neuron postsynaptic, membesar dan membentuk struktur yang dikenal sebagai tombol terminal. Akson dapat membuat kontak di mana saja sepanjang neuron kedua: pada dendrit (suatu sinaps axodendritic), sel tubuh (suatu sinaps axosomatic) atau akson (suatu sinaps axo-aksonal).

Impuls saraf ditransmisikan pada sinapsis oleh pelepasan bahan kimia yang disebut neurotransmitter. Sebagai impuls saraf, atau potensial aksi, mencapai akhir akson presynaptic, molekul neurotransmiter yang dilepaskan ke ruang sinaptik. Neurotransmitter adalah kelompok beragam senyawa kimia mulai dari amina sederhana seperti dopamin dan asam amino seperti γ-aminobutyrate (GABA), untuk polipeptida seperti enkephalins. Mekanisme yang mereka memperoleh respon baik di neuron presynaptic dan postsynaptic yang beragam seperti mekanisme dipekerjakan oleh faktor pertumbuhan dan reseptor sitokin.

Transmisi Nuromuskular

Jenis yang berbeda dari transmisi saraf terjadi ketika akson berakhir pada serat otot rangka, pada suatu struktur khusus yang disebut sambungan neuromuskuler. Sebuah potensial aksi yang terjadi pada situs ini dikenal sebagai transmisi neuromuskular. Pada sambungan neuromuskuler, akson membagi menjadi tombol terminal banyak yang berada dalam depresi dibentuk pada motor end-plate. Pemancar khusus digunakan pada sambungan neuromuskuler adalah asetilkolin.

Reseptor neurotransmitter

Setelah molekul neurotransmiter yang dilepaskan dari sel sebagai akibat dari penembakan potensial aksi, mereka mengikat reseptor spesifik pada permukaan sel postsynaptic. Dalam semua kasus di mana reseptor telah dikloning dan ditandai secara rinci, telah menunjukkan bahwa ada subtipe berbagai reseptor untuk setiap neurotransmitter tertentu. Serta hadir pada permukaan neuron postsynaptic, reseptor neurotransmitter yang ditemukan pada neuron presynaptic. Secara umum, reseptor neuron presynaptic bertindak untuk menghambat pelepasan neurotransmitter lebih lanjut.

Sebagian besar reseptor neurotransmitter termasuk ke dalam kelas protein yang dikenal sebagai G-protein reseptor coupled (GPCRs: lihat halaman Signal Transduksi untuk informasi lebih lanjut tentang reseptor tesis The GPCRs juga disebut reseptor serpentin karena mereka memperlihatkan struktur transmembran karakteristik.: yaitu, meliputi membran sel, tidak sekali tetapi tujuh kali. hubungan antara neurotransmitter dan sinyal intraseluler dilakukan oleh asosiasi baik dengan G-protein (protein GTP-mengikat dan hidrolisis kecil) atau dengan protein kinase, atau dengan reseptor sendiri dalam bentuk saluran ion ligand-gated (misalnya, reseptor asetilkolin) Salah satu karakteristik tambahan reseptor neurotransmitter adalah bahwa mereka tunduk pada ligan-induced desensitisasi:. Artinya, mereka dapat menjadi tidak responsif setelah kontak yang terlalu lama neurotransmitter mereka .

Glutamate: Major Excitatory Neurotransmitter

Dalam glutamat SSP adalah neurotransmitter rangsang utama. Neuron yang menanggapi glutamat disebut sebagai neuron glutaminergic. Neuron glutaminergic postsynaptic memiliki tiga jenis yang berbeda dari reseptor ionotropic yang mengikat glutamat dilepaskan dari neuron presynaptic. Reseptor ini ionotropic telah diidentifikasi berdasarkan afinitas mengikat mereka untuk substrat tertentu dan, dengan demikian disebut sebagai asam, kainate 2-amino-3-hidroksi-5-metil-4-isoxalone propionat (AMPA), dan N -metil-D-aspartate (NMDA) reseptor. Masing-masing tiga kelas subunit reseptor saluran glutamat bentuk ion ligand-gated, sehingga derivasi dari ionotropic panjang. Ada beberapa subtipe dari masing-masing tiga kelas subunit reseptor glutamat ionotropic.

Subunit reseptor AMPA disebut sebagai GluR1 melalui GluR4 dan masing-masing dikode oleh gen terpisah. Fungsional AMPA reseptor terdiri dari heterotetramers yang terbentuk dari dimer dari GluR2 dan dimer dari salah GluR1,, GluR3 atau GluR4. Reseptor AMPA ditemukan pada neuron postsynaptic rangsang yang paling mana mereka memediasi eksitasi cepat. Memang, reseptor AMPA bertanggung jawab atas sebagian besar transmisi sinaptik rangsang cepat di seluruh SSP. Konsep transmisi sinaptik cepat berkaitan dengan fakta bahwa saluran ion membuka dan menutup dengan cepat dalam menanggapi ligan (misalnya glutamat) yang mengikat. Permeabilitas ion reseptor AMPA dikendalikan oleh subunit GluR2. Reseptor AMPA memiliki permeabilitas rendah untuk ion kalsium bahkan di negara-ligan diaktifkan dan ini adalah untuk mencegah excitotoxicity dalam neuron.

Subunit reseptor NMDA diidentifikasi sebagai NMDAR1 (juga disebut GluN1) dan NMDAR2A-NMDAR2D (juga disebut GluN2A-GluN2D). Empat berbeda NMDAR2 subunit dikodekan oleh gen yang berbeda. Meskipun ada gen tunggal pengkode subunit NMDAR1, isoform beberapa subunit ini dihasilkan melalui peristiwa splicing alternatif. Reseptor NMDA fungsional terdiri dari heterotetramer dengan segala bentuk yang mengandung subunit NMDAR1 dan salah satu NMDAR2 subunit yang berbeda. Berbeda dengan reseptor glutamat ionotropic lainnya, reseptor NMDA diaktifkan oleh pengikatan simultan glutamat dan glisin. Glycine berfungsi sebagai agonis co-dan kedua neurotransmiter asam amino harus mengikat agar reseptor harus diaktifkan. Glycine mengikat ke subunit NMDAR1 sedangkan glutamat mengikat ke subunit NMDAR2. Glutamat mengikat hasil

reseptor NMDA dalam masuknya kalsium ke dalam sel postsynaptic mengarah ke actvation sejumlah signaling cascades. Ini signaling cascades dapat mencakup aktivasi kalsium / kalmodulin-dependent kinase II (CaMKII) menyebabkan fosforilasi dari subunit reseptor AMPA GluA2. Ini hasil efek terakhir dalam potensiasi jangka panjang (LTP). Aktivasi NMDAR juga memicu PKC tergantung penyisipan reseptor AMPA ke dalam membran sinaptik selama LTP serta aktivasi PI3K kinase, Akt / PKB, dan GSK3, yang masing-masing memodulasi LTP.

Subunit reseptor kainate dikenal sebagai GluR5 melalui GluR7 dan KA1 dan KA2. Sedikit yang diketahui tentang makna fisiologis reseptor kainate. Namun, salah satu fungsi penting dalam regulasi pelepasan neurotransmitter GABA penghambatan (lihat di bawah). Ini fungsi dari reseptor kainate adalah karena kehadiran mereka pada neuron GABAergic presynaptic.

Dalam SSP neuron glutaminergic bertanggung jawab atas mediasi proses vital seperti pengkodean informasi, pembentukan dan pengambilan kenangan, pengakuan spasial dan pemeliharaan kesadaran. Eksitasi yang berlebihan dari reseptor glutamat telah dikaitkan dengan patofisiologi hipoksia, hipoglikemia stroke yang cedera, dan epilepsi.

Glutamat juga dapat mengikat kelas lain dari reseptor disebut reseptor glutamat metabotropic (mGluRs, di mana m kecil mengacu pada metabotropic). Ada delapan reseptor glutamat metabotropic dikenal diidentifikasi sebagai mGluR1-mGluR8. Berbeda dengan reseptor ionotropic, para mGluRs adalah anggota dari reseptor G-protein coupled (GPCR) keluarga. Para mGluRs dapat dibagi menjadi tiga subclass yang berbeda berdasarkan kesamaan urutan dan reseptor terkait G-protein. Kelompok I mGluRs termasuk mGluR1 dan mGluR5, yang keduanya digabungkan Gq tipe G-protein dan setelah memicu aktivasi peningkatan produksi DAG dan IP3. Kelompok II terdiri dari mGluR2 dan mGluR3. Kelompok III terdiri dari mGluR4,, mGluR6 mGluR7, dan mGluR8. Kedua kelompok II dan III mGluRs mengaktifkan jenis Gi terkait G-protein mengakibatkan penurunan produksi cAMP. Para mGluRs terutama diekspresikan pada neuron dan sel glial di dekat celah sinaptik. Dalam SSP, mGluRs memodulasi efek neurotransmitter glutamat serta berbagai neurotransmitter lainnya. Selain SSP, mGluRs memiliki distribusi luas di pinggiran. Mengingat pola yang luas mereka berekspresi, peran beragam untuk mGluRs telah diusulkan. Beberapa proses termasuk kontrol produksi hormon di kelenjar adrenal dan pankreas, regulasi mineralisasi pada tulang rawan berkembang, modulasi produksi sitokin oleh limfosit, mengarahkan keadaan diferensiasi pada sel batang embrio, dan modulasi fungsi sekresi di dalam saluran pencernaan .

Dalam SSP ada interaksi antara aliran darah otak, neuron, dan astrosit pelindung yang mengatur metabolisme glutamat, glutamin, dan amonia. Proses ini disebut sebagai siklus glutamat-glutamin dan itu adalah proses metabolisme penting pusat untuk metabolisme glutamat otak secara keseluruhan. Menggunakan neuron presynaptic sebagai titik awal, siklus dimulai dengan pelepasan glutamat dari vesikel sekretori presynaptic dalam menanggapi penyebaran impuls saraf sepanjang akson. Pelepasan glutamat adalah proses +-dependent Ca2 yang melibatkan fusi vesikel yang

mengandung glutamat presynaptic dengan membran saraf. Setelah pelepasan glutamat ke sinaps itu harus cepat dihapus untuk mencegah lebih dari eksitasi neuron postsynaptic. Glutamat Synaptic dihapus oleh tiga proses yang berbeda. Hal ini dapat diambil ke dalam sel postsynaptic, dapat menjalani reuptake ke dalam sel presynaptic dari mana itu dirilis atau dapat diambil oleh sel non-saraf ketiga, yaitu astrosit. Neuron postsynaptic menghapus glutamat sedikit dari sinaps dan meskipun ada aktif reuptake menjadi neuron presynaptic proses yang terakhir ini kurang penting dibandingkan transportasi ke astrosit. Potensi membran astrosit jauh lebih rendah daripada membran saraf dan ini nikmat pengambilan glutamat oleh astrosit tersebut. Serapan glutamat oleh astrosit dimediasi oleh Na +-independen dan Na +-dependent sistem. The Na +-dependent sistem memiliki afinitas tinggi untuk glutamat dan merupakan serapan mekanisme glutamat dominan dalam sistem saraf pusat. Ada dua yang berbeda astrocytic Na transporter glutamat + tergantung diidentifikasi sebagai EAAT1 (untuk Transporter Asam amino yg 1, juga disebut GLAST) dan EAAT2 (juga disebut GLT-1).

“Otak glutamat-glutamin siklus. Ammonium ion (NH4 +) dalam darah diambil oleh astrosit dan dimasukkan ke dalam glutamat sintetase glutamin melalui. Glutamin kemudian diangkut ke neuron presynaptic melalui SLC38A7 (juga disebut natrium-coupled netral asam amino transporter 7, SNAT7). Dalam neuron presynaptic glutamat terbentuk dari glutamin melalui aksi glutaminase. Glutamat ini dikemas dalam vesikula sekretori untuk rilis setelah aktivasi dari potensial aksi. Glutamat dalam celah sinaptik dapat diambil oleh astrosit melalui EAAT1 dan EAAT2 transporter (transporter asam amino rangsang 1 dan 2, juga dikenal sebagai glial transporter afinitas tinggi glutamte). Dalam astrocyter glutamat akan diubah kembali ke glutamin. Beberapa glutamin astrosit

dapat diangkut ke dalam darah melalui aksi dari transporter SLC38A3 (juga disebut natrium-coupled transporter asam amino netral 3, SNAT3).”

Setelah pengambilan glutamat, astrosit memiliki kemampuan untuk membuang asam amino melalui ekspor ke dalam darah kapiler yang meskipun hubungi proses kaki astrosit. Masalah dengan pembuangan glutamat melalui mekanisme ini adalah bahwa hal itu pada akhirnya akan mengakibatkan kerugian bersih dari karbon dan nitrogen dari SSP. Bahkan, hasil serapan glutamat astrocytic adalah konversi menjadi glutamin. Glutamine sehingga berfungsi sebagai "reservoir" untuk glutamat tetapi dalam bentuk senyawa non-neuroactive. Pelepasan glutamin dari astrosit memungkinkan neuron untuk menurunkan glutamat dari senyawa induk. Astrosit mudah mengkonversi glutamat untuk glutamin melalui reaksi dikatalisis sintetase glutamin karena enzim mikrosomal berlimpah dalam sel. Memang, data histokimia menunjukkan bahwa glia yang pada dasarnya sel-sel hanya dari SSP yang melakukan reaksi sintetase glutamin. Amonia yang digunakan untuk menghasilkan glutamin berasal baik dari darah atau dari proses metabolisme yang terjadi di otak.

Seperti pengambilan glutamat oleh astrosit, hasil serapan neuronal glutamin baik melalui Na +-dependent dan independent +-Na mekanisme. Transporter glutamin utama dalam neuron rangsang dan penghambatan baik adalah sistem N netral transporter asam amino SLC38A7 (juga disebut SNAT7). Nasib metabolisme dominan dari glutamin diambil oleh neuron adalah hidrolisis untuk glutamat dan amonia melalui aksi dari enzim mitokondria, fosfat tergantung glutaminase (PAG). Fosfat anorganik (Pi) yang diperlukan untuk reaksi ini terutama berasal dari hidrolisis ATP dan fungsinya adalah untuk menurunkan KM dari enzim untuk glutamin. Selama depolarisasi ada peningkatan mendadak dalam konsumsi energi. Hidrolisis ATP ke ADP dan Pi sehingga nikmat hidrolisis comcomitant glutamin untuk glutamat melalui Pi peningkatan yang dihasilkan. Karena ada kebutuhan untuk mengisi ATP hilang selama depolarisasi neuron, reaksi metabolisme yang menghasilkan ATP harus meningkat. Telah ditemukan bahwa tidak semua glutamat saraf berasal dari glutamin digunakan untuk mengisi kolam neurotransmitter. Sebagian dari glutamat dapat teroksidasi di dalam sel-sel saraf setelah transaminasi. Reaksi transaminasi Prinsip melibatkan aspartate aminotransferase (AST) dan hasil α-ketoglutarat (2-oxoglutarate) yang merupakan substrat dalam siklus TCA. Glutamine, oleh karena itu, tidak hanya pendahulu untuk glutamat neuronal tetapi bahan bakar potensial, yang, seperti glukosa, mendukung kebutuhan energi saraf.

Glutamat, dirilis sebagai neurotransmiter, yang diambil oleh astrosit, diubah menjadi glutamin, dilepaskan kembali ke neuron di mana ia kemudian diubah kembali ke glutamat merupakan siklus glutamat-glutamin lengkap. Pentingnya siklus penanganan otak glutamat adalah bahwa hal itu mempromosikan proses kritis beberapa fungsi SSP. Glutamat dengan cepat dihapus dari sinaps oleh serapan astrocytic sehingga mencegah over-eksitasi dari neuron postsynaptic. Dalam glutamat astrosit diubah menjadi glutamin yang, pada dasarnya, suatu senyawa non-neuroactive yang dapat diangkut kembali ke neuron. Penyerapan glutamin oleh neuron menyediakan mekanisme untuk regenerasi glutamat yang ditambah dengan generasi Pi sebagai akibat konsumsi ATP selama

depolarisasi. Karena neuron juga perlu untuk menumbuhkan ATP hilang, glutamat dapat berfungsi sebagai kerangka karbon untuk oksidasi dalam siklus TCA. Terakhir, tetapi secara signifikan, penggabungan amonia menjadi glutamat dalam astrosit berfungsi sebagai mekanisme untuk buffer amonia otak.

GABA

Beberapa asam amino memiliki efek penghambatan rangsang atau berbeda pada sistem saraf. Turunan asam amino, γ-aminobutyrate (GABA, juga disebut 4-aminobutyrate) merupakan inhibitor utama penularan presynaptic di SSP, dan juga di retina. Neuron yang mengeluarkan GABA yang disebut GABAergic.

Pembentukan GABA terjadi dengan dekarboksilasi dari dikatalisis oleh glutamat dekarboksilase glutamat (GAD). Ada dua gen GAD pada manusia diidentifikasi sebagai GAD1 dan GAD2. Isoform GAD dihasilkan oleh dua gen yang diidentifikasi sebagai GAD67 (GAD1 gen: GAD67) dan GAD65 (GAD2 gen: GAD65) yang mencerminkan berat molekul mereka. Baik GAD1 dan GAD2 gen disajikan di otak dan GAD2 ekspresi juga terjadi di pankreas. Kehadiran anti-GAD antibodi (baik anti-GAD65 dan anti-GAD67) adalah prediktor kuat dari perkembangan masa depan diabetes tipe 1 di populasi berisiko tinggi. Kegiatan GAD memerlukan fosfat piridoksal (PLP) sebagai kofaktor. PLP dihasilkan dari vitamin B6 (pyridoxine, piridoksal, dan pyridoxamine) melalui aksi kinase pyridoxal. Kinase pyridoxal sendiri membutuhkan seng untuk aktivasi. Kekurangan seng atau cacat pada kinase pyridoxal dapat menyebabkan gangguan kejang, terutama di kejang-rawan pasien preeklampsia (hipertensi kondisi pada akhir kehamilan).

Sintesis GABA

GABA exerts dampaknya dengan mengikat dua reseptor yang berbeda, GABA-A dan GABA-B. GABA-A reseptor membentuk Cl-channel. Pengikatan GABA ke GABA-A reseptor meningkatkan Cl-konduktansi neuron presynaptic. Obat-obatan anxiolytic dari keluarga benzodiazepine mengerahkan efek menenangkan mereka dengan potentiating respon GABA-A reseptor GABA mengikat. GABA-B reseptor yang digabungkan ke intraseluler G-protein dan bertindak dengan meningkatkan konduktansi saluran + K yang terkait.

asetilkolin

Asetilkolin (Ach) adalah molekul sederhana yang disintesis dari kolin dan asetil-CoA melalui aksi kolin asetiltransferase. Neuron yang mensintesis dan melepaskan ACh yang disebut neuron kolinergik. Ketika potensial aksi mencapai tombol terminal neuron presynaptic saluran kalsium tegangan-gated dibuka. Masuknya ion kalsium, Ca2 +, merangsang exocytosis dari vesikel presynaptic mengandung AcH, yang dengan demikian dilepaskan ke celah sinaptik. Setelah dibebaskan, AcH harus dikeluarkan dengan cepat untuk memungkinkan repolarisasi berlangsung, langkah ini, hidrolisis, dilakukan oleh enzim, acetylcholinesterase. The acetylcholinesterase ditemukan di ujung saraf yang berlabuh ke membran plasma melalui suatu glikolipid.

Sistesis Asetil Kolin

Reseptor AcH adalah saluran kation ligan-gated terdiri dari empat subunit polipeptida yang berbeda diatur dalam bentuk [(α2) (β) (γ) (δ)]. Dua kelas utama reseptor AcH telah diidentifikasi berdasarkan respon mereka terhadap alkaloid kulat, muscarine, dan nikotin, masing-masing: reseptor muscarinic dan reseptor nikotinat. Kedua kelas reseptor yang melimpah di otak manusia. Reseptor nicotinic dibagi lagi menjadi yang ditemukan di persimpangan neuromuskular dan yang ditemukan di sinapsis saraf. Aktivasi reseptor AcH oleh pengikatan AcH menyebabkan masuknya Na + ke dalam sel dan penghabisan dari K +, menghasilkan depolarisasi neuron postsynaptic dan awal dari sebuah potensial aksi baru.

Kolinergik Agonis dan Antagonis

Banyak senyawa telah diidentifikasi yang bertindak baik sebagai agonis atau antagonis neuron kolinergik. Tindakan utama agonis kolinergik adalah eksitasi atau inhibisi sel efektor otonom yang diinervasi oleh neuron parasimpatis postganglionik dan dengan demikian disebut sebagai agen parasimpatomimetik. Para agonis kolinergik meliputi ester kolin (seperti AcH sendiri) serta senyawa protein-alkaloid atau berbasis. Senyawa alami beberapa telah terbukti mempengaruhi neuron kolinergik, baik secara positif maupun negatif.

Respon dari neuron kolinergik juga dapat ditingkatkan dengan pemberian cholinesterase (CHE) inhibitor. Inhibitor CHE telah digunakan sebagai komponen dari gas saraf tetapi juga memiliki aplikasi medis yang signifikan dalam pengobatan gangguan seperti glaukoma dan myasthenia gravis serta mengakhiri efek dari agen memblokir neuromuskuler seperti atropin.

Natural Cholinergic Agonist and Antagonists

  Source of Compound Mode of Action

Agonists  

Nicotinealkaloid prevalent in the tobacco plant

activates nicotinic class of ACh receptors, locks the channel open

Muscarinealkaloid produced by Amanita muscaria mushrooms

activates muscarinic class of ACh receptors

α-Latrotoxinprotein produced by the black widow spider

induces massive ACh release, possibly by acting as a Ca2+ ionophore

Antagonists  

atropine (and related compound Scopolamine)

alkaloid produced by the deadly nightshade, Atropa belladonna

blocks ACh actions only at muscarinic receptors

Botulinus toxineight proteins produced byClostridium botulinum

inhibits the release of ACh

α-Bungarotoxinprotein produced by Bungarusgenus of snakes

prevents ACh receptor channel opening

d-Tubocurarine active ingredient of curareprevents ACh receptor channel opening at motor end-plate

katekolamin

Katekolamin utama adalah norepinefrin, epinefrin dan dopamin. Senyawa ini terbentuk dari fenilalanin dan tirosin. Tirosin diproduksi di hati dari fenilalanin melalui aksi hidroksilase fenilalanin. Tirosin tersebut kemudian diangkut ke katekolamin-mensekresi neuron di mana serangkaian reaksi mengubahnya menjadi dopamin, norepinefrin, dan akhirnya ke epinefrin (lihat juga Produk Khusus Asam Amino).

Sintesis Katelokamin

Katekolamin menunjukkan efek sistem saraf perifer rangsang dan penghambatan serta tindakan dalam SSP seperti stimulasi pernapasan dan peningkatan aktivitas psikomotor. Efek rangsang yang diberikan pada sel-sel otot polos pembuluh yang memasok darah ke kulit dan selaput lendir. Fungsi jantung juga tunduk pada efek rangsang, yang menyebabkan peningkatan denyut jantung dan kekuatan kontraksi. Efek penghambatan, sebaliknya, yang diberikan pada sel-sel otot polos dalam dinding usus, pohon bronkial dari paru-paru, dan pembuluh yang memasok darah ke otot rangka.

Selain efek mereka sebagai neurotransmitter, norepinefrin dan epinefrin dapat mempengaruhi laju metabolisme. Pengaruh ini bekerja baik dengan fungsi endokrin modulasi seperti sekresi insulin dan dengan meningkatkan laju glikogenolisis dan mobilisasi asam lemak.

Mengikat katekolamin untuk dua kelas yang berbeda dari reseptor disebut reseptor α-dan β-adrenergik. Katekolamin oleh karena itu juga dikenal sebagai neurotransmitter adrenergik, neuron yang mengeluarkan mereka adalah neuron adrenergik. Norepinefrin-mensekresi neuron noradrenergik. Beberapa norepinefrin dilepaskan dari neuron noradrenergik presynaptic didaur ulang dalam neuron presinaptik oleh mekanisme reuptake.

Tindakan norepinefrin dan epinefrin yang diberikan melalui reseptor-dimediasi peristiwa sinyal transduksi. Ada tiga jenis yang berbeda dari reseptor adrenergik: α1, α2, β. Dalam setiap kelas reseptor adrenergik ada beberapa sub-kelas. Kelas α1 berisi α1A, α1B, dan reseptor α1D. Kelas reseptor α1 yang digabungkan ke Gq-tipe G-protein yang mengaktifkan PLCγ mengakibatkan peningkatan IP3 dan DAG rilis dari membran PIP2. Kelas α2 berisi α2A, α2B, dan reseptor α2C. Kelas α2 reseptor adrenergik yang digabungkan ke Gi-tipe G-protein yang menghambat aktivasi adenilat siklase dan karenanya hasil aktivasi, pengurangan tingkat cAMP. Kelas β dari reseptor terdiri dari tiga

subtipe:, β1 β2, dan β3 masing-masing pasangan untuk Gs-tipe G-protein mengakibatkan aktivasi adenilat siklase dan peningkatan cAMP dengan aktivasi seiring PKA.

Dopamin mengikat reseptor dopamineric diidentifikasi sebagai D-jenis reseptor dan ada empat subclass diidentifikasi sebagai D1, D2, D4, dan D5. Aktivasi hasil reseptor dopaminergik di aktivasi adenilat siklase (D1 dan D5) atau penghambatan adenilat siklase (D2 dan D4).

katekolamin Katabolisme

Epinefrin dan norepinefrin yang dikatabolisme untuk senyawa aktif melalui tindakan berurutan katekolamin-O-methyltransferase (COMT) dan monoamine oxidase (MAO). Senyawa yang menghambat aksi dari MAO telah terbukti memiliki efek menguntungkan dalam pengobatan depresi klinis, bahkan ketika antidepresan trisiklik tidak efektif. Pemanfaatan MAO inhibitor ditemukan secara kebetulan ketika pasien diobati untuk TB dengan isoniazid menunjukkan tanda-tanda perbaikan dalam suasana hati, isoniazid kemudian ditemukan untuk bekerja dengan menghambat MAO.

“Metabolisme neurotransmitter katekolamin. Enzim Hanya klinis penting termasuk dalam diagram ini. Produk sampingan katabolik dari katekolamin, yang kadarnya dalam cairan serebrospinal adalah indikasi cacat pada katabolisme, dalam teks digarisbawahi biru. Singkatan: TH = hidroksilase tirosin, DHPR = dihydropteridine reduktase, H2B = dihydrobiopterin, H4B = tetrahydrobiopterin, MAO = monoamine oxidase, COMT = katekolamin-O-methyltransferase, MHPG = 3-metoksi-4-hydroxyphenylglycol, DOPAC = asam dihydroxyphenylacetic.”

serotonin

Serotonin (5-hydroxytryptamine, 5HT) dibentuk oleh hidroksilasi dan dekarboksilasi triptofan (lihat juga Produk Khusus Asam Amino).

“Pathway untuk sintesis serotonin dari triptofan. Singkatan: THP = triptofan hidroksilase, DHPR = dihydropteridine reduktase, H2B = dihydrobiopterin, H4B = tetrahyrobiopterin, 5-HT = 5-hydroxytryptophan, AADC = L-amino aromatik dekarboksilase asam.”

Konsentrasi terbesar 5HT (90%) ditemukan dalam sel-sel enterochromaffin dari saluran pencernaan. Sebagian besar sisa 5HT tubuh ditemukan dalam trombosit dan SSP. Efek dari 5HT telah dirasakan paling menonjol dalam sistem kardiovaskular, dengan efek tambahan pada sistem pernapasan dan usus. Vasokonstriksi adalah respons klasik dengan administrasi 5HT.

Neuron yang mengeluarkan 5HT yang disebut serotonergik. Setelah merilis 5HT, porsi diambil kembali oleh neuron serotonergik presynaptic dengan cara yang mirip dengan yang ada pada reuptake norepinefrin.

Fungsi serotonin diberikan pada interaksi dengan reseptor spesifik. Reseptor serotonin Beberapa telah dikloning dan diidentifikasi sebagai 5HT1,, 5HT2 5HT3, 5HT4, 5HT5, 5HT6, dan 5HT7. Dalam kelompok 5HT1 ada subtipe 5HT1A, 5HT1B, 5HT1D, 5HT1E (reseptor 5HT diduga), dan 5HT1F. Ada tiga subtipe 5HT2, 5HT2A, 5HT2B, dan 5HT2C. Ada dua subtipe 5HT5, 5HT5a dan 5HT5B dalam genom manusia tetapi gen 5HT5B adalah sebuah pseudogene. Sebagian besar reseptor yang digabungkan ke G-protein yang mempengaruhi kegiatan baik siklase adenilat atau Cγ fosfolipase. Kelas 5HT3 reseptor adalah saluran ion.

Receptor Family

AssociatedG-Proteins

Result of Receptor Activation

5HT1

Gi/Go

see the Signal Transduction page for description of various G-

proteins

inhibits cAMP production, inhibitory (menghalangi) neurotransmission

5HT2 Gq/G11

increased production of DAG and IP3, excitatory(merangsang)

neurotransmission

5HT3 ligand-gated Na+ and K+ channelsdepolarizes axonal membrane, excitatory neurotransmission

5HT4 Gsincreases cAMP production, excitatory neurotransmission

5HT5 Gi/Goinhibits cAMP production, inhibitory neurotransmission

5HT6 Gsincreases cAMP production, excitatory neurotransmission

5HT7 Gsincreases cAMP production, excitatory neurotransmission

Beberapa reseptor serotonin yang presynaptic dan postsynaptic lain. Reseptor 5HT2A menengahi agregasi platelet dan kontraksi otot polos. Reseptor 5HT2C diduga mengendalikan asupan makanan sebagai tikus yang tidak memiliki gen ini menjadi gemuk dari asupan makanan meningkat dan juga tunduk pada kejang fatal. Reseptor 5HT3 yang hadir dalam saluran pencernaan dan berhubungan dengan muntah. Juga hadir dalam saluran pencernaan adalah reseptor 5HT4 mana mereka berfungsi dalam sekresi dan peristaltik. Reseptor 5HT6 dan 5HT7 didistribusikan di seluruh sistem limbik otak dan reseptor 5HT6 memiliki afinitas tinggi untuk obat antidepresan.

Receptor Sub-Type

Sites of Expression

Functions

5HT1A vasculature, CNS

aggression, anxiety(gelisah), blood pressure (vasoconstriction), appetite (nafsu makan), memory, mood, cardiovascular tone, heart rate, respiration, pupillary dilation, nociception (pain sensation), sexual behavior, erectile function, emesis (vomiting), thermoregulation, sleep, addictive behaviors

5HT1B vasculature, CNSlocomotion, aggression, anxiety, blood pressure (vasoconstriction), memory, mood, learning, sexual behavior, erectile function, addictive behaviors

5HT1D vasculature, CNSblood pressure (vasoconstriction), locomotion, anxiety

5HT1F CNS involved in migraine headaches

5HT2A

gastrointestinal tract, smooth muscles, vasculature, CNS, PNS, platelets

anxiety, blood pressure (vasoconstriction), thermoregulation, appetite, learning, memory, mood, cognitive abilities, sexual behavior, sleep, addictive behaviors

5HT2B

gastrointestinal tract, smooth muscles, vasculature, CNS, PNS, platelets

gastrointestinal, motility, blood pressure (vasoconstriction), appetite, anxiety, sleep

5HT2C

gastrointestinal tract, smooth muscles, vasculature, CNS, PNS, platelets

anxiety, locomotion, gastrointestinal motility, blood pressure (vasoconstriction), appetite, mood, sexual behavior, erectile function, thermoregulation, sleep, addictive behaviors

5HT3gastrointestinal tract,

CNS, PNSanxiety, gastrointestinal motility, emesis (vomiting), learning, memory, addictive behaviors

5HT4gastrointestinal tract,

CNS, PNSrespiration, appetite, gastrointestinal motility, learning, memory, mood, anxiety

5HT5A CNS locomotion, sleep

5HT6 CNS cognitive abilities, learning, memory, anxiety, mood

5HT7gastrointestinal tract,

vasculature, CNSblood pressure (vasoconstriction), respiration, thermoregulation, sleep, memory, mood, anxiety

Source:

Biokimia Herper

http://themedicalbiochemistrypage.org/nerves.php

Kuliah umum dr. Kartono