css - neurotransmiter

18
Clinical Science Session NEUROTRANSMITER DAN PSIKOFARMAKOLOGI Disusun oleh: Anindita Noviandhari 1301-1211- 0042 Muhammad Bin Abdul Rahman 1301-1210-3084 Stevano Lucianto Hotasi 1301-1210-0174 Preseptor: RM Zainie Hassan AR, dr., SpKJ(K) Bagian Ilmu Penyakit Saraf

Upload: anindita-noviandhari

Post on 06-Aug-2015

209 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: CSS - Neurotransmiter

Clinical Science Session

NEUROTRANSMITER DAN PSIKOFARMAKOLOGI

Disusun oleh:

Anindita Noviandhari 1301-1211-0042

Muhammad Bin Abdul Rahman 1301-1210-3084

Stevano Lucianto Hotasi 1301-1210-0174

Preseptor:

RM Zainie Hassan AR, dr., SpKJ(K)

Bagian Ilmu Penyakit Saraf

Fakultas Kedokteran Universitas Padjadjaran

Rumah Sakit Umum Pusat Dr. Hasan Sadikin

2012

Page 2: CSS - Neurotransmiter

NeurotransmiterNeurotransmiter dapat diartikan sebagai suatu sinyal kimiawi yang mengalir antara

neuron-neuron. Proses pelepasan neurotransmitter dari suatu neuron dan interaksi dengan reseptor pada neuron lainnya disebut sebagai proses neurotransmisi. Proses ini berperan penting dalam psikofarmakologi karena sebagian besar obat-obatan yang digunakan dalam pengobatan berbagai gangguan psikiatsi mempengaruhi proses neurotransmisi. Untuk dapat dikatakan sebagai neurotransmiter suatu molekul harus memenuhi beberapa kriteria yaitu:1. Disintesis di dalam neuron2. Terdapat di neuron presinaptik dan dilepaskan dalam jumlah yang signifikan secara

fisiologis saat terjadi depolarisasi3. Ketika bersifat eksogen, seperti obat-obatan, harus memiliki efek yang sama dengan

neurotransmiter endogen4. Dihilangkan atau dideaktivasi oleh suatu mekanisme di neuron maupun synaptic cleft.Jika ada kriteria yang tidak terpenuhi maka suatu molekul disebut sebagai putative neurotransmitter.

Berdasarkan strukturnya neurotransmitter diklasifikasikan ke dalam 3 tipe yaitu biogenic amines/monoamine (epinefrin, norepinefrin, dopamin, acetylcholine, histamin, serotonin), peptide (opioid endogen, ACTH, CRH, substansi P, dan peptide lain), dan asam amino (GABA, glycine, glutamat). Neurotransmiter monoamin

Neurotransmiter monoamine utama pada otak antara lain adalah katekolamin, yang terdiri dari norepinefrin (NE) dan dopamin (DA), dan indolamin yaitu serotonin (5HT). Masing masing neurotransmiter ini dihasilkan secara enzimatis oleh neuron noradrenergik dan serotonergik.

A. Neurotransmiter NoradrenergikSintesis

Neurotransmiter yang bekerja pada neuron noradrenergik adalah norepinefrin (NE). Prekursor neurotransmiter ini adalah asam amino tirosin yang masuk ke dalam sistem saraf melalui sistem active transport pump. Di dalam neuron tirosin diubah oleh 3 enzim berturut-turut yaitu tirosin hidroksilase (TOH), DOPA dekarboksilase (DDC), dan dopamin beta hidroksilase (DBH). DDC akan mengubah dihidroksihenilalanin (DOPA) yang dihasilkan oleh TOH menjadi DA. Pada neuron NE, DA kemudian akan diubah kembali oleh DBH untuk menghasilkan NE. neurotransmiter yang dihasilkan kemudian akan disimpan dalam bentuk vesikel yang akan dilepaskan ketika ada impuls saraf.

Asam amino tirosin TOHDOPA DDC

Dopamin DBH

Norepinefrin

Page 3: CSS - Neurotransmiter

MetabolismeKerja NE pada neuron dapat dihentikan oleh enzim maupun transport pump.

Enzim destruktif yang utama untuk NE monoamine oksidase (MAO) dan cathecol-O-metiltransferase (COMT). MAO terdapat di dalam mitokondria pada neuron presinaptik sedangkan COMP sebagian besar terdapat di luar terminal saraf presinaptik. Kedua enzim ini akan mengubah NE menjadi metabolit yang inaktif.

Selain oleh enzim, kerja NE dapat diterminasi oleh transport pump. Berbeda dengan enzim, transport pump ini hanya menarik NE dari sinaps dan reseptor sinaptik tanpa mengubah atau menghancurkannya. Dalam terminal presinaptik, NE yang inaktif ini dapat disimpan untuk dilepaskan kembali ketika ada impuls saraf atau dapat pula dihancurkan oleh enzin destruktif.

Beberapa obat anti psikotik dapat mempengaruhi proses metabolisme NE antara lain antidepresan trisiklik yang berfungsi menghambat reuptake NE (reuptake inhibitor) dan inhibitor MAO.

RegulasiNeuron noradrenergik diregulasi oleh berbagai reseptor untuk NE. Terdapat 2

subtipe reseptor NE yaitu alpha dan beta. Kedua subtipe ini kemudian terbagi kembali menjadi alpha 1, alpha 2, beta 1, dan beta 2. Reseptor alpha 1, alpha 2, dan beta 1 terdapat pada neuron postsinaptik. Ikatan antara NE dan reseptor postsinaptik ini akan mengubah ekspresi gen pada neuron postsinaptik dan memberikan impuls untuk fungsi-fungsi fisiologis.

Page 4: CSS - Neurotransmiter

Selain pada neuron postsinaptik, reseptor alpha 2 merupakan satu-satunya reseptor yang terdapat pada neuron presinaptik, baik di akson terminal (terminal alpha 2 receptor) maupun pada badan sel (somatodendritic alpha 2 receptor). Reseptor presinaptik disebut juga autoreseptor dan berfungsi meregulasi pelepasan NE. Ketika NE berikatan dengan reseptor ini maka pelepasan NE akan dihambat (feedback regulatory signal). Hal ini berperan dalam mencegah terjadinya overfiring dari neuron NE.

FisiologiSebagian besar badan sel neuron adrenergic terdapat di area locus ceruleus di

batang otak. Area ini berperan dalam pengaturan sistem saraf pusat untuk kognisis, mood, emosi, pergerakan, dan tekanan darah. Malfungsi locus ceruleus diduga mendasari gangguan mood dan kognisi seperti depresi, kecemasan, dan gangguan atensi serta pemrosesan informasi. Gangguan fungsi NE seperti pada sindroma defisiensi norepinefrin ditandai dengan atensi yang terganggu, masalah dalam konsentrasi, dan kesulitan dalam working memory, pemrosesan informasi, retardasi psikomotor, dan apati.

Terdapat beragam jaras noradrenergik di otak. Jaras-jaras ini akan memfasilitasi terjadinya fungsi fisiologis yang berbeda. Proyeksi dari lokus seruleus ke korteks frontalis berperan dalam regulasi mood. Proyeksi lain ke korteks prefrontal berperan dalam atensi. Proyeksi ke sistem limbic dapat mengatur emosi, energi, fatigue, dan agitasi maupun retardasi psikomotor. Proyeksi ke serebelum meregulasi pergerakan motor terutama tremor. Proyeksi ke pusat kardiovaskuler dapat mengontrol tekanan

Page 5: CSS - Neurotransmiter

darah. Selain itu NE yang berasal dari neuron simpatis dari medulla spinalis yang menginervasi jaringan perifer berperan dalam pengaturan laju irama jantung dan pengosongan kandung kemih.

B. Neuron DopaminergikSintesis & Metabolisme

Neurotransmiter yang berperan dalam neuron dopaminergik adalah dopamin (DA). Neurotransmitter ini disintesis secara enzimatis oleh 2 enzim yang sama dalam proses sintesis NE. Namun neuron dopaminergik tidak memiliki enzim ketiga yaitu dopamin beta hidroksilase sehingga DA tidak dikonversi menjadi NE. Mekanisme metabolisme DA serupa dengan NE.

RegulasiNeurotransmisi dopaminergik diregulasi oleh reseptor dopamin. Terdapat

setidaknya 5 subtipe reseptor dopamin. Diantara berbagai subtipe ini yang paling penting adalah reseptor dopamin 2 (D2) yang berperan dalam pengobatan penyakit Parkinson dan schizophrenia. Reseptor dopamin juga ada yang bersifat presinaptik dan berfungsi sebagai autoreseptor. Reseptor ini memberikan feedback negatif untuk pelepasan DA dari neuron presinaptik.

Page 6: CSS - Neurotransmiter

FisiologiTerdapat 3 jaras yang terlibat dalam neurotransmisi dopaminergik antara lain

jaras nigrostriatal, mesolimbik-mesokortikal, dan tuberoinfundibular. Badan sel neuron pada jaras nigrostriatal terletak di substansia nigra dan akan memberikan proyeksi ke korpus striatum. Jaras ini berperan dalam pengaturan mood dan fungsi motorik. Selain itu ada pula beberapa badan sel yang terletak di nucleus caudate. Badan sel neuron jaras mesolimbik-mesokortikal terletak di ventral tegmental area di batang otak dan memberikan proyeksi ke sistem limbik. Badan sel neuron tuberoinfundibular terletak di arcuate nucleus dan area periventrikuler hipotalamus dan memberikan proyeksi ke infundibulum dan pituitary anterior. Pelepasan dopamin pada jaras ini akan menghambat pelepasan prolaktin dari pituitary anterior.

Page 7: CSS - Neurotransmiter

C. Neuron SerotonergikSintesis & Metabolisme

Neurotransmiter yang dihasilkan oleh neuron serotonergik adalah serotonin (5HT). Sama halnya dengan neurotransmiter monoamine lainnya, serotonin disintesis melalui proses enzimatis. Prekursor serotonin yaitu asam amino triptophan akan diubah oleh enzim triptophan hidroksilase (TryOH) menjadi 5-hidroksitriptophan (5HTP) yang kemudian akan diubah menjadi serotonin (5HT) oleh enzim aromatic amino acid decarboxylase (AAADC). Metabolisme serotonin dapat dilakukan dengan degradasi oleh MAO maupun reuptake oleh serotonin transporter yang terdapat di terminal presinaptik.

Asam amino triptophan TryOH

5-hidroksitriptophan (5HTP) AAADC

Serotonin (5HT)

RegulasiTerdapat beragam subtipe reseptor serotonin yang dibagi berdasarkan sifat

farmakologis maupun molekulernya. Berdasarkan letaknya, reseptor serotonin terbagi menjadi reseptor presinaptik dan postsinaptik.

Page 8: CSS - Neurotransmiter

Reseptor presinaptik berfungsi sebagai autoreseptor yang akan memberikan sinyal inhibitori bagi neuron serotonergik ketika berikatan dengan serotonin di synaptic cleft. Reseptor presinaptik utama terdiri dari reseptor 5HT1A dan 5HT1D. Reseptor 5HT1A terdapat pada dendrit maupun badan sel (somatodendritik) dan berfungsi memperlambat aliran impuls antara neuron-neuron serotonergik sedangkan reseptor 5HT1D terdapat di terminal akson (terminal autoreceptor) dan berfungsi menghambat pelepasan serotonin. Oleh karena itu obat-obatan yang bekerja pada reseptor 5HT1D dapat menstimulasi dilepaskannya serotonin.

Selain reseptor serotonin, neuron serotonergik juga memiliki reseptor presinaptik lain yaitu reseptor NE alpha 2 (heteroreseptor). Sama halnya dengan reseptor serotonin, ketika berikatan dengan NE yang berdifusi dari neuron noradrenergik maka reseptor ini juga akan menghambat pelepasan serotonin. Disamping itu, pada badan sel neuron serotonergik juga terdapat reseptor alpha 1. Berbeda dengan reseptor alpha 2, interaksi antara NE dengan reseptor ini justru akan meningkatkan pelepasan serotonin. Oleh karena itu norepinefrin berperan sebagai inhibitor sekaligus akselerator pelepasan serotonin.

Page 9: CSS - Neurotransmiter

Reseptor postsinaptik yang utama antara lain adalah reseptor 5HT1A, 5HT1D, 5HT2A, 5HT3, dan 5HT4. Reseptor ini berfungsi menerjemahkan ikatan dengan serotonin menjadi impuls yang kemudian akan ditransmisikan oleh neuron postsinaptik.

FisiologiSebagian besar badan sel neuron serotonergik terdapat pada raphe nucleus di

batang otak. Proyeksi area ini ke korteks berperan penting dalam regulasi mood. Proyeksi ke basal ganglia berfungsi mengontrol pergerakan dan obsesi serta kompulsi. Proyeksi ke area limbik terutama pada reseptor postsinaptik 5HT2A dan 5HT2C berperan dalam kecemasan dan panik. Proyeksi ke hypothalamus terutama pada reseptor 5HT3 berperan dalam regulasi nafsu makan. Proyeksi ke sleep centers di batang otak berfungsi mengatur tidur terutama slow-wave sleep. Selain itu, proyeksi neuron serotonergik ke medulla spinalis berperan dalam kontrol refleks spinal yang berhubungan dengan respon seksual seperti orgasme dan ejakulasi. Berdasarkan fungsi neuron serotonergik dan serotonin yang telah disebutkan di atas maka adanya defisiensi serotonin dapat menyebabkan sindroma yang meliputi depresi, kecemasan, panik, fobia, obsesi, kompulsi, dan food craving.

Page 10: CSS - Neurotransmiter

Peptide neurotransmitterTerdapat kurang lebih 300 peptide neurotransmitter di dalam otak manusia. Peptida

merupakan protein pendek yang terbuat dari kurang dari 60 asam aminos. Peptida dihasilkan di badan sel neuron melalui proses transkripsi dan translasi kode genetik. Peptida disimpan di dalam synaptic vesicle dan dilepaskan dari terminal akson. Aktivitas peptida dihentikan oleh enzim peptidases yang memotong rangkaian asam amino di dalam peptide. Beberapa peptide neurotransmitter yang dibahas di sini adalah endogenous opiods, substansi P, neurotensin, cholecystokinin, somatostatin, vasopressin dan oxytocin, serta neuropeptide Y.

A. Endogenous OpiodsEndogenous opioids mempunyai 3 reseptor dan berfungsi dalam regulasi stress,

sakit dan mood. Endogenous opiods dibagi menjadi 4 tipe yaitu enkephalins, endorphins, dynorphins, dan endomorphins. Kebanyakan neurotransmitter ini terdapat di medial hipotalamus, diencephalon, pons, hippocampus dan midbrain di mana aksonnya proyek secara local dan tersebar. Efek utama dari endogenous opiods adalah efek analgesik.

B. Substansi PSubstansi P merupakan neurotransmitter primer di kebanyakan jaras afferent

sensorik primer neuron dan di jaras striatonigral. Neurotransmitter ini seringkali dikaitkan dengan mediasi persepsi rasa sakit. Penyakit yang disebabkan oleh abnormalitas pada substansi P adalah Huntington’s disease, demensia penyakit Alzheimer, dan mood disorder.

Page 11: CSS - Neurotransmiter

C. NeurotensinNeurotensin terlibat dalam patofisiologi penyakit skizofrenia karena

neurotransmiter ini ditemukan di setengah terminal akson bersamaan dengan dopamin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa obat-obatan yang mengandungi neurotensin memiliki efek yang baik bagi separuh gejala psikotik.

D. Cholecystokinin (CCK)CCK dikatakan terlibat dalam patofisiologi penyakit skizofrenia, eating disorder

dan movement disorder. CCK juga menyebabkan kecemasan dan panic attack pada penderita gangguan panik.

E. SomatostatinSomatostatin juga dikenal sebagai growth hormone-inhibiting factor.

Neurotransmiter ini dikaitkan dengan penyakit Huntington dan demensia penyakit Alzheimer.

F. Vasopressin dan OksitosinKedua neurotransmitter ini berpengaruh dalam regulasi mood. Vasopressin dan

oksitosin dihasilkan di hipotalamus dan dilepaskan di posterior pituitary.

G. Neuropeptide YNeurotransmitter ini dikatakan dapat menstimulasi nafsu makan dan sedang

diteliti kegunaannya sebagai obatan untuk anti-obesitas.

Amino acid neurotransmitterAsam amino merupakan bahan dasar dalam pembentukan protein. Dua amino acid

neurotransmitter yang utama adalah GABA dan glutamat. GABA merupakan asam amino inhibitor sedangkan glutamat merupakan asam amino eksitator. Keseimbangan antara keduanya sangat berpengaruh pada aktivitas otak dan dibantu oleh neurotransmmiter lain yaitutu neurotransmitter biogenic amines dan peptida. Beberapa jenis amino acid neurotransmitter yang dibahas adalah GABA, glutamat, acetylcholine, glycine dan histamine.

A. Gamma-Aminobutyric Acid (GABA)GABA dapat ditemukan di CNS dan tidak melewati blood brain barrier. GABA

paling banyak dijumpai di midbrain dan diencephalon dibanding di hemisfer serebri, pons dan medulla. GABA dihasilkan dari glutamat dan merupakan neurotransmitter primer dalam mekanisme inhibisi. GABA sering ditemukan bersama dengan neurotransmitter biogenic amine dan peptide yang lain.

GABA mempunyai 3 reseptor yaitu GABAA, GABAB dan GABAC . GABAA

merupakan reseptor yang paling banyak ditemukan. GABA dikatakan dapat mengurangi aktivitas kejang, anxiety, dan mania. Sistem GABAnergic dikatakan mempunyai pengaruh dalam patofisiologi gangguan cemas.

Page 12: CSS - Neurotransmiter

B. GlutamatGlutamat dihasilkan dari glukosa dan glutamin dan pelepasannya distimulasi oleh

nikotin. Glutamat merupakan neurotransmitter primer di cerebellar granule cells, striatum, sel-sel hippocampal molecular layer dan entorhinal cortex, sel-sel pyramidal pada cortex, dan proyeksi thalamocortical dan corticostriatal.

Glutamat mempunyai 5 reseptor dan yang paling utama adalah NMDA. NMDA mempunyai pengaruh dalam proses pembelajaran, memori dan psikopatologi. Glutamat dikatakan mempunyai pengaruh dalam patofisiologi terjadinya eksitasi dan dalam penyakit skizofrenia. Glutamat dan dopamine mempunyai efek yang berlawanan dan beberapa penelitian menyatakan bahwa glutamat juga berpengaruh dalam penyakit Parkinson.

Page 13: CSS - Neurotransmiter

C. AcetylcholineAcetylcholine dapat ditemukan di nucleus basalis of Meynert yang memiliki

proyeksi ke cerebral korteks dan sistem limbik, serta di reticular system ke cerebral cortex, sistem limbik, hypothalamus dan thalamus. Penderita dementia dengan tipe Alzheimer atau Down syndrome biasanya mengalami degenerasi neuron di nucleus basalis of Meynert. Acetylcholine disintesis di terminal akson cholinergic dari acetyl-CoA dan choline oleh enzim choline acetyltransferase. Setelah terbentuk, neurotransmiter ini disimpan dalam bentuk vesikel sebelum dilepaskan jika ada impuls. Terdapat 2 reseptor acetylcholine yaitu muskarinik dan nikotinik. Reseptor muskarinik terdiri dari 5 tipe yang berpengaruh dalam phosphoinositol turnover, produksi cAMP dan cGMP, dan aktivitas potassium ion channel sedangkan reseptor nikotinik terdiri dari 4 tipe yang terletak di ion channel.

Acetylcholine digunakan untuk mengobati kelainan motorik akibat penggunaan obat antipsikotik. Blokade berlebihan di reseptor cholinergic menyebabkan terjadinya confusion dan delirium. Obat yang meningkatkan aktivitas cholinergic digunakan untuk pengobatan dementia bagi penderita Alzheimer dan acetylcholine sering dikaitkan dengan dementia lain. Obat yang mempunyai efek anticholinergic menyebabkan terjadinya gangguan belajar dan memori.

Page 14: CSS - Neurotransmiter

D. GlycineGlycine dihasilkan dari serine dan berpengaruh dalam eksitasi dan inhibisi. Hal

ini disebabkan glycine merupakan mandatory adjunctive neurotransmitter untuk glutamat dan merupakan neurotransmitter inhibitor independen. Pengaruh glycine dalam aktivitas glutamat menyebabkan neurotransmiterini dapat digunakan dalam pengobatan penyakit skizofrenia untuk mengurangi gejala negatif.

E. HistaminHistamin dapat ditemukan di hipotalamus dan diproyeksikan ke cerebral cortex,

sistem limbik, dan thalamus. Terdapat 3 reseptor histamine yaitu H I, H2 dan H3. Blokade pada reseptor H1 menyebabkan terjadinya efek samping seperti sedasi dan peningkatan berat badan akibat penggunaan obatan psikotropik.

Neurotransmitter lainSelain neurotransmitter yang telah dibahas sebelumnya, terdapat neurotransmitter lain

seperti nukleotida, eikosanoid, anandamid, dan reseptor sigma yang masih diteliti lebih lanjut.